JP2020160179A - Phase modulator, and phase modulation method - Google Patents

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Abstract

To provide a phase modulator and a phase modulation method that are capable of increasing a modulation amount of a phase without increasing voltage applied from a column data line to a pixel circuit.SOLUTION: A phase modulator that causes incident light to be reflected at a desired angle comprises: a plurality of pixel circuits 21 and a plurality of reflection pixels that are provided at positions where a plurality of column data lines and a plurality of row scan lines, orthogonal to each other, are each crossed; and a liquid crystal 42 in which refraction indexes to incident light are changed by drive voltages applied by the pixel circuits 21. The column data lines output control voltages, which change in a range up to a predetermined maximum voltage VLC, to the pixel circuits 21, and the maximum voltage VLC. The pixel circuits 21 have a charge pump 31 for amplifying the control voltages. In a case where a drive voltage applied to the liquid crystal 42 is a maximum voltage or less, the control voltage is output to the liquid crystal without amplification. In a case where the drive voltage applied to the liquid crystal 42 exceeds the maximum voltage, the maximum voltage is added to the control voltage with the charge pump 31, and the control voltage is output to the liquid crystal 42.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、位相変調装置、及び位相変調方法に関する。 The present invention relates to a phase modulation device and a phase modulation method.

従来より、例えば特許文献1に開示されているように、LCOS(Liquid Crystal On Silicon)を用いた位相変調装置が提案されている。特許文献1の段落[0015]等には、LCOS素子の各画素に印加する電圧を制御して、入射した光を位相変調することが開示されている。 Conventionally, as disclosed in Patent Document 1, for example, a phase modulation device using LCOS (Liquid Crystal On Silicon) has been proposed. Paragraph [0015] and the like of Patent Document 1 disclose that the voltage applied to each pixel of the LCOS element is controlled to phase-modulate the incident light.

特開2014−56004号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-56004

赤外域の光を扱う装置では、長波長の光を十分に変調させなければならない。そのために、高い変調率を確保する手段としては、基本として高い屈折率異方性を持つ液晶材料を用いることが挙げられるが、その他に、第一に液晶層を厚くする、第二に液晶への印加電圧を高くすることが挙げられる。液晶層を厚くする方法では、液晶の配向が乱れやすくなるといったデメリットが生じる。 In a device that handles light in the infrared region, long wavelength light must be sufficiently modulated. Therefore, as a means for ensuring a high modulation factor, a liquid crystal material having a high refractive index anisotropy is basically used, but in addition, firstly, the liquid crystal layer is thickened, and secondly, to the liquid crystal. It is possible to increase the applied voltage of. The method of thickening the liquid crystal layer has a demerit that the orientation of the liquid crystal is easily disturbed.

一方、上述した特許文献1に開示された技術では、駆動回路より各画素に供給する電圧が限られているため、位相を変調する際の変調量を大きくすることができない。駆動回路より出力する電圧を高めると、回路素子の耐圧を高める必要があり、更には消費電力が高まるという問題が発生する。 On the other hand, in the technique disclosed in Patent Document 1 described above, since the voltage supplied to each pixel from the drive circuit is limited, it is not possible to increase the amount of modulation when the phase is modulated. When the voltage output from the drive circuit is increased, it is necessary to increase the withstand voltage of the circuit element, and further, there arises a problem that the power consumption is increased.

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、液晶層の厚みの増加を抑制するとともに、列データ線から画素回路に供給する電圧を高めることなく、液晶への印加電圧を高めることにより、赤外光においても十分な位相変調量を確保することが可能な位相変調装置、及び位相変調方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to suppress an increase in the thickness of the liquid crystal layer and to supply a voltage supplied from a column data line to a pixel circuit. It is an object of the present invention to provide a phase modulation device and a phase modulation method capable of ensuring a sufficient phase modulation amount even in infrared light by increasing the voltage applied to the liquid crystal without increasing the voltage.

上記目的を達成するため、本発明に係る位相変調装置は、入射光を所望の角度に反射させる位相変調装置であって、互いに直交する複数の列データ線と複数の行走査線とがそれぞれ交差する位置に設けられた複数の画素回路、及び複数の反射画素と、前記反射画素に対応して設けられ、前記画素回路より供給される駆動電圧により入射光に対する屈折率が変化する液晶と、前記画素回路を制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、所定の最大電圧までの範囲で変化する制御電圧、及び前記最大電圧を時分割で出力する制御電圧出力部を有し、前記画素回路は、前記制御電圧を増幅するチャージポンプを有し、更に、前記液晶に供給する前記駆動電圧が、前記最大電圧以下の場合には、前記制御電圧出力部より出力される制御電圧を増幅せずに前記液晶に出力し、前記液晶に供給する駆動電圧が、前記最大電圧を超える場合には、前記チャージポンプにて前記制御電圧出力部より時分割で出力される前記制御電圧と前記最大電圧を加算した加算電圧を前記液晶に出力する制御を行うチャージポンプ制御部を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the phase modulator according to the present invention is a phase modulator that reflects incident light at a desired angle, and a plurality of column data lines orthogonal to each other and a plurality of row scanning lines intersect each other. A plurality of pixel circuits provided at the positions to be provided, a plurality of reflection pixels, a liquid crystal provided corresponding to the reflection pixels, and a liquid crystal whose refraction rate with respect to incident light changes depending on a drive voltage supplied from the pixel circuit, and the above. The control circuit includes a control circuit that controls a pixel circuit, and the control circuit has a control voltage that changes in a range up to a predetermined maximum voltage, and a control voltage output unit that outputs the maximum voltage in time divisions. The circuit has a charge pump that amplifies the control voltage, and further amplifies the control voltage output from the control voltage output unit when the drive voltage supplied to the liquid crystal is equal to or less than the maximum voltage. When the drive voltage that is output to the liquid crystal and supplied to the liquid crystal exceeds the maximum voltage, the control voltage and the maximum voltage that are output in time division from the control voltage output unit by the charge pump. It is characterized by including a charge pump control unit that controls to output the added voltage obtained by adding the above to the liquid crystal.

また、本発明に係る位相変調方法は、入射光を所望の角度に反射させる位相変調方法であって、互いに直交する複数の列データ線と複数の行走査線とがそれぞれ交差する位置に設けられた複数の画素回路に、所定の最大電圧までの範囲で変化する制御電圧、及び前記最大電圧を時分割で出力するステップと、前記各画素回路に対応して設けられ、入力する駆動電圧に応じて入射光に対する屈折率が変化する液晶に供給する駆動電圧が、前記最大電圧以下の場合には、前記制御電圧を増幅せずに前記液晶に出力するステップと、前記液晶に供給する駆動電圧が、前記最大電圧を超える場合には、チャージポンプにて前記制御電圧に前記最大電圧を加算した電圧を前記液晶に出力するステップと、を備えたことを特徴とする。 Further, the phase modulation method according to the present invention is a phase modulation method that reflects incident light at a desired angle, and is provided at a position where a plurality of column data lines orthogonal to each other and a plurality of row scanning lines intersect each other. A control voltage that changes within a range up to a predetermined maximum voltage, a step of outputting the maximum voltage in time division, and a step corresponding to each pixel circuit are provided in the plurality of pixel circuits according to the input drive voltage. When the drive voltage supplied to the liquid crystal whose refractive index with respect to the incident light changes is equal to or less than the maximum voltage, the step of outputting the control voltage to the liquid crystal without amplifying it and the drive voltage supplied to the liquid crystal are When the maximum voltage is exceeded, the charge pump includes a step of adding the maximum voltage to the control voltage and outputting the voltage to the liquid crystal.

本発明によれば、列データ線から画素回路に供給する制御電圧を大きくすることなく、反射光の位相変調量を大きく設定することが可能となる。これにより、位相変調量の確保のための液晶層の厚化と、この液晶層の厚化による液晶配向の乱れを抑えることができる。 According to the present invention, it is possible to set a large amount of phase modulation of reflected light without increasing the control voltage supplied from the column data line to the pixel circuit. As a result, it is possible to suppress the thicknessing of the liquid crystal layer for securing the phase modulation amount and the disorder of the liquid crystal orientation due to the thickening of the liquid crystal layer.

図1は、本発明の実施形態に係る位相変調装置の構成を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a phase modulation device according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施形態に係る位相変調装置の構成を示す側面方向の断面図である。FIG. 2 is a side sectional view showing a configuration of a phase modulation device according to an embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施形態に係る位相変調装置の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a phase modulation device according to an embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施形態に係る位相変調装置に設けられる各画素回路の構成を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of each pixel circuit provided in the phase modulation device according to the embodiment of the present invention. 図5は、画素回路で反射する反射光の方向を示す説明図であり、sa1はチャージポンプがオフの場合、sb1はチャージポンプがオンの場合を示す。FIG. 5 is an explanatory diagram showing the direction of the reflected light reflected by the pixel circuit, where sa1 shows the case where the charge pump is off and sb1 shows the case where the charge pump is on. 図6(a)はマトリクス状に配置された各画素回路を示し、図6(b)は各画素回路から液晶に供給される駆動電圧を示すグラフである。FIG. 6A is a graph showing each pixel circuit arranged in a matrix, and FIG. 6B is a graph showing a drive voltage supplied to the liquid crystal from each pixel circuit. 図7Aは、液晶に設定する階調と、画素回路に供給する制御電圧の関係を示すグラフである。FIG. 7A is a graph showing the relationship between the gradation set in the liquid crystal and the control voltage supplied to the pixel circuit. 図7Bは、液晶に設定する階調と、該液晶に供給する駆動電圧との関係を示すグラフである。FIG. 7B is a graph showing the relationship between the gradation set on the liquid crystal and the drive voltage supplied to the liquid crystal. 図8は、本発明の実施形態に係る位相変調装置の各画素回路に設けられるトランジスタQ2、及びスイッチS1〜S4の作動を示すタイミングチャートである。FIG. 8 is a timing chart showing the operation of the transistors Q2 and the switches S1 to S4 provided in each pixel circuit of the phase modulation device according to the embodiment of the present invention. 図9は、本実施形態に係る位相変調回路に設けられる画素回路の変形例を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a modified example of the pixel circuit provided in the phase modulation circuit according to the present embodiment.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る位相変調装置の平面図、図2は側面方向の断面図である。図1、図2に示すように、本実施形態に係る位相変調装置101は、反射基板11と、液晶層12と、対向基板13とを備えたLCOSパネル構造を有している。そして、対向基板13側(図2の矢印Y1の方向)から入射した光を反射させて、それぞれ位相が異なる複数の反射光に分別するものである。なお以下では、反射基板11、及び対向基板13の光が入射する側の面を「光入射面」とする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of the phase modulation device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view in the side direction. As shown in FIGS. 1 and 2, the phase modulation apparatus 101 according to the present embodiment has an LCOS panel structure including a reflection substrate 11, a liquid crystal layer 12, and a facing substrate 13. Then, the light incident from the opposite substrate 13 side (direction of arrow Y1 in FIG. 2) is reflected and separated into a plurality of reflected lights having different phases. In the following, the surface of the reflective substrate 11 and the opposing substrate 13 on the side where the light is incident is referred to as a “light incident surface”.

反射基板11の光入射面には、光を反射する金属(例えば、アルミニウムなど)で形成される複数の反射画素が設けられ、更に、反射画素ごとにそれぞれ画素回路が設けられている。画素回路21は、図3にて後述するように、水平方向、及び垂直方向にそれぞれ複数配置されている。各画素回路21は、制御回路22の制御により作動する。 A plurality of reflective pixels formed of a metal that reflects light (for example, aluminum) are provided on the light incident surface of the reflective substrate 11, and a pixel circuit is provided for each reflective pixel. A plurality of pixel circuits 21 are arranged in the horizontal direction and the vertical direction, respectively, as will be described later in FIG. Each pixel circuit 21 operates under the control of the control circuit 22.

対向基板13は、反射基板11の光入射面側に一定の間隔を持って平行に配置されており、透明部材(例えば、透明なガラス材)で形成されている。即ち、対向基板13は、透明基板としての機能を備えている。更に、対向基板13には透明電極が設けられている。従って、対向基板13の光入射面側から入射する光は、透明部材及び透明電極を通過して、液晶層12、及び反射基板11に入射することになる。 The facing substrate 13 is arranged in parallel with the light incident surface side of the reflective substrate 11 at regular intervals, and is formed of a transparent member (for example, a transparent glass material). That is, the opposed substrate 13 has a function as a transparent substrate. Further, the facing substrate 13 is provided with a transparent electrode. Therefore, the light incident from the light incident surface side of the opposed substrate 13 passes through the transparent member and the transparent electrode and is incident on the liquid crystal layer 12 and the reflective substrate 11.

液晶層12は、反射基板11及び対向基板13に挟まれた空間に配置され、周囲はシール材14により封止されている。また、以下の説明の便宜上で、液晶層12を各反射画素(即ち、各画素回路21)上で区分した液晶42(後述する図4参照)と考える。液晶42は、光反射性を有する画素電極(後述の図4に示すq1、即ち反射画素)と、画素電極に離間して対向配置された共通電極(後述の図4に示すq2、即ち透明電極)との間に充填封止されて構成されている。そして、画素電極q1には、画素回路21より出力される電圧(以下、「駆動電圧」とする)が供給され、共通電極q2には、予め設定された共通電極電圧が供給される。 The liquid crystal layer 12 is arranged in a space sandwiched between the reflective substrate 11 and the opposing substrate 13, and the periphery thereof is sealed with a sealing material 14. Further, for convenience of the following description, the liquid crystal layer 12 is considered to be a liquid crystal 42 (see FIG. 4 described later) divided on each reflective pixel (that is, each pixel circuit 21). The liquid crystal 42 has a pixel electrode having light reflectivity (q1 shown in FIG. 4 described later, that is, a reflective pixel) and a common electrode (q2 shown in FIG. 4 described later, that is, a transparent electrode) arranged so as to be separated from the pixel electrode. ) Is filled and sealed. Then, a voltage output from the pixel circuit 21 (hereinafter referred to as “driving voltage”) is supplied to the pixel electrode q1, and a preset common electrode voltage is supplied to the common electrode q2.

従って、各画素回路21により印加される駆動電圧と、共通電極q2に印加される共通電極電圧と、の間の電位差により、各反射画素上の液晶42の入射光に対する屈折率を、個別の液晶42ごと或いは所定数のグループごとに変化させ、対向基板13の光入射面側から入射した入射光を所望の方向に反射させることができる。
ある複数の連続した反射画素上の液晶42の屈折率を段階的に大から小(或いは、小から大)と変化させることで、そこに入射した入射光の速度(位相の進みや遅れ)に差が生じることから、入射した光は曲がって進み、ある角度を持った反射光を得ることができる。
Therefore, the refractive index of the liquid crystal 42 on each reflective pixel with respect to the incident light is determined by the potential difference between the drive voltage applied by each pixel circuit 21 and the common electrode voltage applied to the common electrode q2. It can be changed every 42 or every predetermined number of groups, and the incident light incident from the light incident surface side of the opposing substrate 13 can be reflected in a desired direction.
By gradually changing the refractive index of the liquid crystal 42 on a plurality of continuous reflection pixels from large to small (or small to large), the speed of incident light (phase advance or lag) incident therein can be changed. Due to the difference, the incident light bends and travels, and reflected light at a certain angle can be obtained.

次に、各画素回路21、及び各画素回路21を制御する制御回路22の構成を、図3に示すブロック図、及び図4に示す回路図を参照して説明する。図3において、制御回路22は、マトリクス状に配置された複数(m列、n行)の画素回路21と、水平走査回路23と、垂直走査回路24と、チャージポンプ制御部25と、制御電圧出力部28、を備えている。そして、制御回路22は、各画素回路21に電気信号を出力して各画素回路21を駆動させ、各画素回路21より液晶42に駆動電圧を印加する。従って、各反射画素上の液晶42の入射光に対する屈折率が所望の値になるように制御される。 Next, the configuration of each pixel circuit 21 and the control circuit 22 that controls each pixel circuit 21 will be described with reference to the block diagram shown in FIG. 3 and the circuit diagram shown in FIG. In FIG. 3, the control circuit 22 includes a plurality of (m columns, n rows) pixel circuits 21 arranged in a matrix, a horizontal scanning circuit 23, a vertical scanning circuit 24, a charge pump control unit 25, and a control voltage. The output unit 28 is provided. Then, the control circuit 22 outputs an electric signal to each pixel circuit 21 to drive each pixel circuit 21, and applies a drive voltage to the liquid crystal 42 from each pixel circuit 21. Therefore, the refractive index of the liquid crystal 42 on each reflective pixel with respect to the incident light is controlled to be a desired value.

画素回路21は、互いに直交するm本の列データ線(D1〜Dm)と、n本の行走査線(G1〜Gn)との各交差部(交差する位置)にマトリクス状に複数個(m×n個)配置されている。複数の画素回路21は、全て同一に構成されている。更に、行走査線(G1〜Gn)に並行して、駆動線(L1〜Ln)、及び制御線(K1〜Kn)が設けられている。駆動線(L1〜Ln)、制御線(K1〜Kn)は、チャージポンプ制御部25に接続されている。 A plurality of pixel circuits 21 are formed in a matrix (m) at each intersection (intersection position) of m column data lines (D1 to Dm) orthogonal to each other and n row scanning lines (G1 to Gn). × n) are arranged. The plurality of pixel circuits 21 are all configured in the same manner. Further, a drive line (L1 to Ln) and a control line (K1 to Kn) are provided in parallel with the row scanning lines (G1 to Gn). The drive lines (L1 to Ln) and control lines (K1 to Kn) are connected to the charge pump control unit 25.

駆動線(L1〜Ln)は、各画素回路21に設けられるトランジスタQ2(短絡スイッチ;図4参照)のオン、オフを切り替えるための制御信号を送信する配線である。また、制御線(K1〜Kn)は、各画素回路21に設けられたスイッチS1〜S4(図4参照)のオン、オフを切り替えるための制御信号を送信する配線である。なお、制御線(K1〜Kn)は、図4に示すようにそれぞれ複数本(図では、K1-1、K1-2の2本)設けられているが、図3では1本の制御線K1で簡略化して示している。 The drive lines (L1 to Ln) are wirings for transmitting control signals for switching on / off of the transistor Q2 (short-circuit switch; see FIG. 4) provided in each pixel circuit 21. Further, the control lines (K1 to Kn) are wirings for transmitting control signals for switching on / off of switches S1 to S4 (see FIG. 4) provided in each pixel circuit 21. As shown in FIG. 4, a plurality of control lines (K1 to Kn) are provided (two of K1-1 and K1-2 in the figure), but in FIG. 3, one control line K1 is provided. It is shown briefly in.

列データ線(D1〜Dm)は、制御電圧出力部28より出力され、電圧供給線X1を経由して供給されるアナログの電圧(制御電圧及び最大電圧VLC)を各画素回路21に供給するための配線である。行走査線(G1〜Gn)は、各画素回路21に、行選択信号(走査信号)を出力するための配線である。後述するように「制御電圧」とは、「0」(最小電圧)から「VLC」(最大電圧)までの範囲の電圧を示し、最大電圧VLCとは、制御電圧出力部28が出力する最大の電圧を示す。 The column data lines (D1 to Dm) are output from the control voltage output unit 28, and the analog voltage (control voltage and maximum voltage VLC) supplied via the voltage supply line X1 is supplied to each pixel circuit 21. It is the wiring of. The row scanning lines (G1 to Gn) are wirings for outputting a row selection signal (scanning signal) to each pixel circuit 21. As will be described later, the "control voltage" indicates a voltage in the range from "0" (minimum voltage) to "VLC" (maximum voltage), and the maximum voltage VLC is the maximum output by the control voltage output unit 28. Indicates the voltage.

図4は、画素回路21の詳細な構成を示す回路図である。なお、ここでは図3に示す列データ線D1と行走査線G1の交差部に配置された画素回路21(これを、画素回路21aとする)の構成について説明する。図4に示すように、画素回路21aは、トランジスタQ1、Q2と、チャージポンプ31と、出力キャパシタC2と、を備えている。 FIG. 4 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the pixel circuit 21. Here, the configuration of the pixel circuit 21 (referred to as the pixel circuit 21a) arranged at the intersection of the column data line D1 and the row scanning line G1 shown in FIG. 3 will be described. As shown in FIG. 4, the pixel circuit 21a includes transistors Q1 and Q2, a charge pump 31, and an output capacitor C2.

トランジスタQ1は、スイッチングトランジスタであり、例えばNチャネルのMOSFET(電界効果トランジスタ)で構成されている。該トランジスタQ1の一方の端子(例えば、ドレイン)は列データ線D1に接続され、他方の端子(例えば、ソース)はチャージポンプ31の入力端子p1に接続されている。また、トランジスタQ1の制御端子(例えば、ゲート)は、行走査線G1に接続されている。従って、行走査線G1が選択され、且つ列データ線D1より制御電圧が入力された場合には、この制御電圧はチャージポンプ31の入力端子p1に供給されることになる。 The transistor Q1 is a switching transistor, and is composed of, for example, an N-channel MOSFET (field effect transistor). One terminal (for example, drain) of the transistor Q1 is connected to the column data line D1, and the other terminal (for example, source) is connected to the input terminal p1 of the charge pump 31. Further, the control terminal (for example, the gate) of the transistor Q1 is connected to the row scanning line G1. Therefore, when the row scanning line G1 is selected and the control voltage is input from the column data line D1, this control voltage is supplied to the input terminal p1 of the charge pump 31.

トランジスタQ2についても前述したトランジスタQ1と同様にスイッチングトランジスタであり、例えばNチャネルのMOSFET(電界効果トランジスタ)で構成されている。該トランジスタQ2の一方の端子(例えば、ドレイン)はチャージポンプ31の入力端子p1に接続され、他方の端子(例えば、ソース)はチャージポンプ31の出力端子p2に接続されている。 The transistor Q2 is also a switching transistor like the transistor Q1 described above, and is composed of, for example, an N-channel MOSFET (field effect transistor). One terminal (for example, drain) of the transistor Q2 is connected to the input terminal p1 of the charge pump 31, and the other terminal (for example, the source) is connected to the output terminal p2 of the charge pump 31.

また、制御端子(例えば、ゲート)は、駆動線L1に接続されている。従って、駆動線L1に「H」レベルの電圧が供給されると、トランジスタQ2がオンとなってチャージポンプ31の入力端子p1と出力端子p2が短絡される。即ち、チャージポンプ31の機能を停止させることができる。これとは反対に、駆動線L1に「L」レベルの電圧が供給されると、トランジスタQ2がオフとなる。このため、チャージポンプ31の入力端子p1と出力端子p2が開放され、チャージポンプ31を作動させることができる。 Further, the control terminal (for example, a gate) is connected to the drive line L1. Therefore, when a voltage of "H" level is supplied to the drive line L1, the transistor Q2 is turned on and the input terminal p1 and the output terminal p2 of the charge pump 31 are short-circuited. That is, the function of the charge pump 31 can be stopped. On the contrary, when the drive line L1 is supplied with the "L" level voltage, the transistor Q2 is turned off. Therefore, the input terminal p1 and the output terminal p2 of the charge pump 31 are opened, and the charge pump 31 can be operated.

即ち、トランジスタQ2は、チャージポンプ31に制御電圧が供給される入力端子p1と、チャージポンプ31から液晶42に電圧(駆動電圧)を出力する出力端子p2とを短絡する短絡スイッチとしての機能を備えている。そして、液晶42を所望の屈折率に設定するための駆動電圧が、列データ線D1より供給される最大電圧VLC(最大電圧)以下の場合には、チャージポンプ制御部25(図3参照)の制御により、トランジスタQ2を短絡する。即ち、チャージポンプ31による制御電圧の増幅を行わない。また、上記駆動電圧が最大電圧VLCを超える場合には、トランジスタQ2を開放する。即ち、チャージポンプ31による制御電圧の増幅が可能な状態とする。 That is, the transistor Q2 has a function as a short-circuit switch that short-circuits the input terminal p1 to which the control voltage is supplied to the charge pump 31 and the output terminal p2 to output the voltage (drive voltage) from the charge pump 31 to the liquid crystal 42. ing. Then, when the drive voltage for setting the liquid crystal 42 to a desired refractive index is equal to or less than the maximum voltage VLC (maximum voltage) supplied from the column data line D1, the charge pump control unit 25 (see FIG. 3) By control, the transistor Q2 is short-circuited. That is, the control voltage is not amplified by the charge pump 31. When the drive voltage exceeds the maximum voltage VLC, the transistor Q2 is opened. That is, the control voltage can be amplified by the charge pump 31.

チャージポンプ31は、4つのスイッチS1〜S4と、電荷を蓄積するキャパシタC1を備えており、入力端子p1に供給される制御電圧を増幅して出力端子p2に出力する。 The charge pump 31 includes four switches S1 to S4 and a capacitor C1 for accumulating electric charges, and amplifies the control voltage supplied to the input terminal p1 and outputs the control voltage to the output terminal p2.

スイッチS1(第1スイッチ)とスイッチS3(第3スイッチ)は互いに直列接続され、スイッチS1側の端部は入力端子p1に接続され、スイッチS3側の端部は出力端子p2に接続されている。また、スイッチS2(第2スイッチ)とスイッチS4(第4スイッチ)は互いに直列接続され、スイッチS2側の端部は入力端子p1に接続され、スイッチS4側の端部はグランドに接続されている。 The switch S1 (first switch) and the switch S3 (third switch) are connected in series with each other, the end on the switch S1 side is connected to the input terminal p1, and the end on the switch S3 side is connected to the output terminal p2. .. Further, the switch S2 (second switch) and the switch S4 (fourth switch) are connected in series with each other, the end on the switch S2 side is connected to the input terminal p1, and the end on the switch S4 side is connected to the ground. ..

更に、スイッチS1とS3の接続点と、スイッチS2とS4の接続点との間にはキャパシタC1(第1キャパシタ)が設けられている。即ち、キャパシタC1の一端は、スイッチS1、S3に接続され、キャパシタC1の他端は、スイッチS2、S4に接続されている。 Further, a capacitor C1 (first capacitor) is provided between the connection point between the switches S1 and S3 and the connection point between the switches S2 and S4. That is, one end of the capacitor C1 is connected to the switches S1 and S3, and the other end of the capacitor C1 is connected to the switches S2 and S4.

出力端子p2は、出力キャパシタC2を介してグランドに接続され、液晶42の画素電極q1に接続されている。また、前述したように、液晶42の共通電極q2は、透明ガラスに設けられた透明電極である。透明電極には、共通電極電圧が印加される。 The output terminal p2 is connected to the ground via the output capacitor C2 and is connected to the pixel electrode q1 of the liquid crystal 42. Further, as described above, the common electrode q2 of the liquid crystal 42 is a transparent electrode provided on the transparent glass. A common electrode voltage is applied to the transparent electrode.

更に、スイッチS1、S4には制御線K1-1が接続され、スイッチS2、S3には制御線K1-2が接続されている。そして、各制御線K1-1、K1-2より供給される制御信号により、各スイッチS1〜S4のオン、オフが制御される。なお、図4では、2本の制御線K1-1、K1-2を設ける構成を示しているが、各スイッチS1〜S4毎の制御線(4本の制御線)を設ける構成としてもよい。 Further, the control line K1-1 is connected to the switches S1 and S4, and the control line K1-2 is connected to the switches S2 and S3. Then, the on / off of the switches S1 to S4 is controlled by the control signals supplied from the control lines K1-1 and K1-2. Although FIG. 4 shows a configuration in which two control lines K1-1 and K1-2 are provided, a control line (four control lines) may be provided for each of the switches S1 to S4.

液晶42は、画素回路21から画素電極q1に与えられる駆動電圧と、共通電極q2に与えられる共通電極との間の電位差に応じて駆動される。従って、該液晶42に入射した入射光が、上記電位差に応じて位相変調されて、反射することになる。 The liquid crystal 42 is driven according to the potential difference between the drive voltage given to the pixel electrode q1 from the pixel circuit 21 and the common electrode given to the common electrode q2. Therefore, the incident light incident on the liquid crystal 42 is phase-modulated according to the potential difference and reflected.

図5は、画素回路21に入射する入射光と、画素回路21に対応する反射画素20で反射する反射光の角度を模式的に示す説明図である。図5において、符号stは、各画素回路21ごとに設けられる反射画素20に直交する方向から入射する入射光を示し、符号sa1は反射電極にて角度θaで反射した反射光を示し、符号sb1は角度θbで反射した反射光を示している。入射光stの同一位相面(入射光stの方向を法線とする面)はr1であり、反射光sa1の位相面はra1であり、反射光sb1の同一位相面はrb1である。 FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing an angle between the incident light incident on the pixel circuit 21 and the reflected light reflected by the reflected pixel 20 corresponding to the pixel circuit 21. In FIG. 5, reference numeral st indicates incident light incident from a direction orthogonal to the reflected pixel 20 provided for each pixel circuit 21, reference numeral sa1 indicates reflected light reflected by the reflecting electrode at an angle θa, and reference numeral sb1. Indicates the reflected light reflected at an angle θb. The same phase plane of the incident light st (the plane whose normal direction is the incident light st) is r1, the phase plane of the reflected light sa1 is ra1, and the same phase plane of the reflected light sb1 is rb1.

図5に示すように、反射画素20に対してほぼ直交する方向から入射光stが照射され、液晶42に入射する。また、画素回路21により液晶42に印加される駆動電圧に応じて、該液晶42の屈折率が変化する。例えば、従来の駆動電圧の最大が電圧Vaである場合には、連続した画素回路21で段階的に最小電圧Vminから電圧Vaまで電圧を変化させた際に得られる反射光sa1の反射角度はθaなのに対して、チャージポンプ31を駆動させた場合には、駆動電圧の最大がVb(Vb>Va)となり、より大きな反射角度θbで反射する反射光sb1が得られる。 As shown in FIG. 5, the incident light st is irradiated from a direction substantially orthogonal to the reflective pixel 20, and is incident on the liquid crystal 42. Further, the refractive index of the liquid crystal 42 changes according to the drive voltage applied to the liquid crystal 42 by the pixel circuit 21. For example, when the maximum of the conventional drive voltage is the voltage Va, the reflection angle of the reflected light sa1 obtained when the voltage is gradually changed from the minimum voltage Vmin to the voltage Va in the continuous pixel circuit 21 is θa. On the other hand, when the charge pump 31 is driven, the maximum drive voltage is Vb (Vb> Va), and the reflected light sb1 reflected at a larger reflection angle θb can be obtained.

この際、Vminが印加されているが画素上の液晶では例えば大きな屈折率nmaxが得られ、最大の電圧Vaが印加される画素上の液晶では例えば小さな屈折率naに変化する。屈折率nmaxの液晶に入射する光に対して、屈折率naの液晶に入射する光の方が速く進むため、反射光は角度θaに曲がって出射される。一方で、電圧Vbが印加される画素上の液晶はnaより小さい屈折率nbとなるので、入射する光はさらに速く進む。そのため、反射光はより大きな角度のθbで出射されることになる。 At this time, for example, a large refractive index nmax is obtained in the liquid crystal on the pixel to which Vmin is applied, and the liquid crystal on the pixel to which the maximum voltage Va is applied changes to, for example, a small refractive index na. Since the light incident on the liquid crystal having the refractive index na travels faster than the light incident on the liquid crystal having the refractive index nmax, the reflected light is emitted by bending at an angle θa. On the other hand, since the liquid crystal on the pixel to which the voltage Vb is applied has a refractive index nb smaller than na, the incident light travels even faster. Therefore, the reflected light is emitted at a larger angle of θb.

図3に戻って、制御回路22に設けられる水平走査回路23は、シフトレジスタ回路26と、スイッチSW1〜SWmを含むスイッチ回路27を備えている。 Returning to FIG. 3, the horizontal scanning circuit 23 provided in the control circuit 22 includes a shift register circuit 26 and a switch circuit 27 including switches SW1 to SWm.

シフトレジスタ回路26は、水平同期信号(HST)、及び水平走査用のクロック信号(HCK1、HCK2)を入力する。シフトレジスタ回路26は、水平同期信号及び水平走査用のクロック信号に基づいて、クロック信号を順次シフトすることで、スイッチ回路27に出力するスイッチング信号(これを、「SD1〜SDm」とする)を1水平走査期間の周期で生成する。 The shift register circuit 26 inputs a horizontal synchronization signal (HST) and a clock signal for horizontal scanning (HCK1, HCK2). The shift register circuit 26 sequentially shifts the clock signals based on the horizontal synchronization signal and the clock signal for horizontal scanning, and outputs the switching signal (this is referred to as “SD1 to SDm”) to the switch circuit 27. It is generated in a cycle of one horizontal scanning period.

スイッチ回路27は、各列データ線(D1〜Dm)のオン、オフを切り替えるためのm個のスイッチSW1〜SWmを備えている。また、各スイッチSW1〜SWmは、シフトレジスタ回路26より出力されるスイッチング信号(SD1〜SDm)に基づいてオン状態またはオフ状態に制御される。スイッチSW1〜SWmは、列データ線(D1〜Dm)に対応して設けられ、各列データ線に対応した制御電圧「d」を順次入力する。 The switch circuit 27 includes m switches SW1 to SWm for switching on / off of each column data line (D1 to Dm). Further, the switches SW1 to SWm are controlled to be on or off based on the switching signal (SD1 to SDm) output from the shift register circuit 26. The switches SW1 to SWm are provided corresponding to the column data lines (D1 to Dm), and the control voltage "d" corresponding to each column data line is sequentially input.

スイッチSW1〜SWmは、各列データ線(D1〜Dm)に対応した制御電圧を選択的に列データ線に与える。例えばスイッチSW1は、スイッチング信号SD1がハイレベルのときにオン状態となり、列データ線D1に対応した制御電圧を選択し、選択した制御電圧を列データ線D1に出力する。 The switches SW1 to SWm selectively apply a control voltage corresponding to each column data line (D1 to Dm) to the column data line. For example, the switch SW1 is turned on when the switching signal SD1 is at a high level, selects a control voltage corresponding to the column data line D1, and outputs the selected control voltage to the column data line D1.

制御電圧出力部28は、「0」(最小電圧)から「VLC」(最大電圧)までの範囲のアナログの電圧(これを、制御電圧とする)、及び最大電圧VLCを時分割で出力する。具体的には、後述する図8(e)に示すように、「0」から「VLC」の間の電圧である制御電圧Vh、或いは最大電圧VLCのいずれかを出力する。また、後述するように、液晶42に供給する駆動電圧が最大電圧VLC以下である場合には、図8(e)の時刻t0〜t1に示すように、制御電圧Vhを継続して出力する。また、上記の駆動電圧が最大電圧VLCを超える場合には、図8(e)の時刻t1〜t4に示すように、制御電圧Vh、及び最大電圧VLCを時分割で出力する。
制御電圧出力部28より出力される電圧(制御電圧または最大電圧)は、電圧供給線X1より、各列データ線(D1〜Dm)に供給される。
The control voltage output unit 28 outputs an analog voltage in the range of "0" (minimum voltage) to "VLC" (maximum voltage) (this is referred to as a control voltage) and a maximum voltage VLC in time division. Specifically, as shown in FIG. 8 (e) described later, either the control voltage Vh, which is a voltage between “0” and “VLC”, or the maximum voltage VLC is output. Further, as will be described later, when the drive voltage supplied to the liquid crystal 42 is equal to or less than the maximum voltage VLC, the control voltage Vh is continuously output as shown at times t0 to t1 in FIG. 8 (e). When the drive voltage exceeds the maximum voltage VLC, the control voltage Vh and the maximum voltage VLC are output in time division as shown in time t1 to t4 of FIG. 8 (e).
The voltage (control voltage or maximum voltage) output from the control voltage output unit 28 is supplied to each column data line (D1 to Dm) from the voltage supply line X1.

本実施形態では、最大電圧VLCの2倍の電圧である2倍電圧(2*VLC)を設定し、更に、電圧「0」から2倍電圧「2*VLC」の範囲内でk階調(但し、kは3以上の整数)の電圧を設定する。そして、チャージポンプ31の駆動、停止を切り替えることにより、列データ線より供給される制御電圧(0〜VLCの範囲の電圧)が、上記したk階調の電圧(0〜2*VLCの範囲の電圧)となるように制御する。 In the present embodiment, a double voltage (2 * VLC), which is twice the maximum voltage VLC, is set, and k gradation (k gradation (2 * VLC) is set within the range of the voltage "0" to the double voltage "2 * VLC". However, k is an integer of 3 or more). Then, by switching the drive and stop of the charge pump 31, the control voltage (voltage in the range of 0 to VLC) supplied from the column data line is in the above-mentioned k gradation voltage (range of 0 to 2 * VLC). It is controlled to be (voltage).

以下、図7Aを参照して詳細に説明する。図7Aは、横軸が上記したk階調(この例では5階調)を示し、縦軸が電圧供給線X1から列データ線を介して画素回路21に供給される制御電圧(制御電圧出力部より出力される制御電圧)を示すグラフである。 Hereinafter, a detailed description will be given with reference to FIG. 7A. In FIG. 7A, the horizontal axis shows the above-mentioned k gradation (5 gradations in this example), and the vertical axis shows the control voltage (control voltage output) supplied from the voltage supply line X1 to the pixel circuit 21 via the column data line. It is a graph which shows the control voltage output from a part.

図7Aに示すグラフR1は、液晶42に供給する駆動電圧が最大電圧VLC以下である場合の特性を示し、グラフR2は、液晶42に供給する駆動電圧が最大電圧VLC以上である場合の特性を示している。なお、グラフR1、R2では電圧が直線的に変化する例を示しているが、本発明はこれに限定されず、0〜VLCの範囲で単調増加する変化であればよい。 Graph R1 shown in FIG. 7A shows the characteristics when the drive voltage supplied to the liquid crystal 42 is the maximum voltage VLC or less, and graph R2 shows the characteristics when the drive voltage supplied to the liquid crystal 42 is the maximum voltage VLC or more. It shows. Although the graphs R1 and R2 show an example in which the voltage changes linearly, the present invention is not limited to this, and the change may be monotonously increasing in the range of 0 to VLC.

例えば、液晶42に供給する駆動電圧の階調数を「5」とした場合には(即ち、k=5)、上記した2倍電圧(2*VLC)を5等分して階調1〜階調5を設定する。従って、2倍電圧(2*VLC)を5等分し、階調1として(1/5)*2*VLCの電圧、階調2として(2/5)*2*VLCの電圧、階調3として(3/5)*2*VLCの電圧、階調4として(4/5)*2*VLCの電圧、階調5として(5/5)*2*VLCの電圧が、制御電圧として画素回路21に供給されればよいことになる。 For example, when the number of gradations of the drive voltage supplied to the liquid crystal 42 is "5" (that is, k = 5), the above-mentioned double voltage (2 * VLC) is divided into five equal parts and the gradations 1 to 1. Gradation 5 is set. Therefore, the double voltage (2 * VLC) is divided into five equal parts, and the gradation 1 is (1/5) * 2 * VLC voltage, and the gradation 2 is (2/5) * 2 * VLC voltage, gradation. The control voltage is (3/5) * 2 * VLC voltage as 3, the (4/5) * 2 * VLC voltage as the gradation 4, and the (5/5) * 2 * VLC voltage as the gradation 5. It suffices if it is supplied to the pixel circuit 21.

しかし、上記の階調3〜階調5に対応する制御電圧は最大電圧VLCを超えているので、図3に示す電圧供給線X1より階調3〜階調5に対応する制御電圧を画素回路21に供給することができない。本実施形態では、階調3〜階調5については、それぞれの電圧から最大電圧VLCを減じた電圧を制御電圧として出力し、その後、チャージポンプ31により最大電圧VLCを加算する。つまり、階調3として(1/5)*VLC、階調4として(3/5)*VLC、階調5としてVLC、の制御電圧を出力し、各画素回路21に設けられているチャージポンプ31により最大電圧VLCを加算して液晶42に出力する。 However, since the control voltage corresponding to the gradations 3 to 5 described above exceeds the maximum voltage VLC, the control voltage corresponding to the gradations 3 to 5 is applied to the pixel circuit from the voltage supply line X1 shown in FIG. 21 cannot be supplied. In the present embodiment, for gradations 3 to 5, a voltage obtained by subtracting the maximum voltage VLC from each voltage is output as a control voltage, and then the maximum voltage VLC is added by the charge pump 31. That is, the control voltage of (1/5) * VLC as the gradation 3, (3/5) * VLC as the gradation 4, and VLC as the gradation 5 is output, and the charge pump provided in each pixel circuit 21 is provided. The maximum voltage VLC is added by 31 and output to the liquid crystal 42.

即ち、所望の階調を得るための制御電圧が最大電圧VLC以下の場合(階調1、2の場合)には、図7AのグラフR1に示すように、この制御電圧を増幅することなく駆動電圧として液晶42に出力する。この場合は、制御電圧出力部28は、図8(e)の時刻t0〜t1に示しているように制御電圧Vhのみを出力する。 That is, when the control voltage for obtaining the desired gradation is equal to or less than the maximum voltage VLC (in the case of gradations 1 and 2), as shown in the graph R1 of FIG. 7A, the control voltage is driven without being amplified. It is output to the liquid crystal 42 as a voltage. In this case, the control voltage output unit 28 outputs only the control voltage Vh as shown at times t0 to t1 in FIG. 8 (e).

一方、所望の階調を得るための電圧が最大電圧VLCを超える場合(階調3、4、5の場合)には、図7AのグラフR2に示すように、この電圧から最大電圧VLCを減じた電圧を制御電圧として画素回路21に供給し、その後チャージポンプ31により最大電圧VLCを加算することにより、所望の駆動電圧(加算電圧)を得る。この場合は、制御電圧出力部28は、図8(e)の時刻t1〜t4に示しているように制御電圧Vhと最大電圧VLCを時分割で出力する。 On the other hand, when the voltage for obtaining the desired gradation exceeds the maximum voltage VLC (in the case of gradations 3, 4, and 5), the maximum voltage VLC is subtracted from this voltage as shown in Graph R2 of FIG. 7A. The voltage is supplied to the pixel circuit 21 as a control voltage, and then the maximum voltage VLC is added by the charge pump 31 to obtain a desired drive voltage (additional voltage). In this case, the control voltage output unit 28 outputs the control voltage Vh and the maximum voltage VLC in time division as shown at times t1 to t4 in FIG. 8 (e).

換言すれば、チャージポンプ制御部25は、最大電圧VLCよりも大きい電圧(2倍電圧)までの範囲で予め設定された複数の階調のうち、任意の階調に対応する電圧が最大電圧VLC以下の場合には、制御電圧を増幅せずに液晶42に出力する。一方、複数の階調のうち、任意の階調に対応する電圧が最大電圧VLCを超える場合には、チャージポンプ31により制御電圧を増幅して(最大電圧VLCを加算して)液晶42に出力するように制御する。 In other words, in the charge pump control unit 25, the voltage corresponding to an arbitrary gradation is the maximum voltage VLC among a plurality of preset gradations in the range up to a voltage (double voltage) larger than the maximum voltage VLC. In the following cases, the control voltage is output to the liquid crystal 42 without being amplified. On the other hand, when the voltage corresponding to an arbitrary gradation exceeds the maximum voltage VLC among a plurality of gradations, the control voltage is amplified by the charge pump 31 (adding the maximum voltage VLC) and output to the liquid crystal 42. Control to do.

このように、スイッチ回路27に設けられる各スイッチSW1〜SWmのオン、オフを制御し、且つ、チャージポンプ31の駆動を制御することにより、画素回路21は、k階調(上記の例では5階調)に対応する駆動信号を生成して液晶42に供給することができる。即ち、図7BのグラフR3に示すように、2倍電圧(2*VLC)を5等分して得られる階調1〜階調5の駆動電圧を、液晶42に出力することが可能となる。 In this way, by controlling the on / off of each switch SW1 to SWm provided in the switch circuit 27 and controlling the drive of the charge pump 31, the pixel circuit 21 has k gradation (5 in the above example). A drive signal corresponding to the gradation) can be generated and supplied to the liquid crystal 42. That is, as shown in the graph R3 of FIG. 7B, it is possible to output the drive voltage of the gradation 1 to the gradation 5 obtained by dividing the double voltage (2 * VLC) into 5 equal parts to the liquid crystal 42. ..

図3に戻って、垂直走査回路24には、行走査線(G1〜Gn)が接続されている。垂直走査回路24は、垂直同期信号(VST)、垂直走査用のクロック信号(VCK1、VCK2)を入力する。垂直走査回路24は、垂直同期信号、垂直走査用のクロック信号に基づいて、例えば行走査線G1から行走査線Gnに順次行選択信号(走査信号)を、1水平走査期間の周期で供給する。 Returning to FIG. 3, row scanning lines (G1 to Gn) are connected to the vertical scanning circuit 24. The vertical scanning circuit 24 inputs a vertical synchronization signal (VST) and a clock signal for vertical scanning (VCK1, VCK2). The vertical scanning circuit 24 sequentially supplies a row selection signal (scanning signal) from the row scanning line G1 to the row scanning line Gn based on the vertical synchronization signal and the clock signal for vertical scanning in a cycle of one horizontal scanning period. ..

チャージポンプ制御部25は、図3に示す各駆動線(L1〜Ln)に駆動信号を出力する。具体的に、最大電圧VLCよりも大きい電圧(2*VLC)までの範囲内において設定されている複数の階調のうち、任意の階調に対応する電圧が最大電圧VLC以下の場合(例えば、上述した階調1、2の場合)には、駆動線に「H」レベルの信号を出力する。また、複数の階調のうち、任意の階調に対応する電圧が最大電圧VLCを超える場合(例えば、上述した階調3〜5の場合)には、駆動線に「L」レベルの信号を出力する。 The charge pump control unit 25 outputs a drive signal to each drive line (L1 to Ln) shown in FIG. Specifically, when the voltage corresponding to an arbitrary gradation is equal to or less than the maximum voltage VLC among a plurality of gradations set within a range up to a voltage larger than the maximum voltage VLC (2 * VLC) (for example, In the case of gradations 1 and 2 described above), an "H" level signal is output to the drive line. Further, when the voltage corresponding to an arbitrary gradation exceeds the maximum voltage VLC among a plurality of gradations (for example, in the case of gradations 3 to 5 described above), an "L" level signal is transmitted to the drive line. Output.

更に、チャージポンプ制御部25は、駆動線に「H」レベルの信号が供給される場合にはチャージポンプ31を駆動させず、駆動線に「L」レベルの信号が供給される場合にはチャージポンプ31を駆動させるように制御する。以下、チャージポンプ31の作動について説明する。 Further, the charge pump control unit 25 does not drive the charge pump 31 when an "H" level signal is supplied to the drive line, and charges when an "L" level signal is supplied to the drive line. The pump 31 is controlled to be driven. The operation of the charge pump 31 will be described below.

チャージポンプ制御部25は、チャージポンプ31を駆動させる場合には、図4に示した各スイッチS1〜S4のオン、オフを制御する制御信号を、制御線K1(K1-1、K1-2)に出力する。具体的に、チャージポンプ31を駆動させる場合において、制御電圧出力部28より出力される制御電圧が供給された際に、まずスイッチS1、S4をオンとし、スイッチS2、S3をオフとする。 When the charge pump 31 is driven, the charge pump control unit 25 sends a control signal for controlling on / off of each of the switches S1 to S4 shown in FIG. 4 by a control line K1 (K1-1, K1-2). Output to. Specifically, in the case of driving the charge pump 31, when the control voltage output from the control voltage output unit 28 is supplied, the switches S1 and S4 are first turned on, and the switches S2 and S3 are turned off.

従って、供給された制御電圧は、キャパシタC1に蓄積される。その後、制御電圧出力部28より、最大電圧VLCが供給された際には、スイッチS1、S4をオフとし、スイッチS2、S3をオンとする。その結果、キャパシタC1に蓄積されている制御電圧に対して、列データ線D1より供給される最大電圧VLCが加算され、加算後の電圧が出力キャパシタC2に蓄積される。そして、加算後の電圧が画素電極q1に出力されることになる。つまり、液晶42に供給する階調1〜5の5段階の駆動電圧を得ることができる。 Therefore, the supplied control voltage is stored in the capacitor C1. After that, when the maximum voltage VLC is supplied from the control voltage output unit 28, the switches S1 and S4 are turned off and the switches S2 and S3 are turned on. As a result, the maximum voltage VLC supplied from the column data line D1 is added to the control voltage stored in the capacitor C1, and the added voltage is stored in the output capacitor C2. Then, the voltage after addition is output to the pixel electrode q1. That is, it is possible to obtain a driving voltage in five stages of gradations 1 to 5 supplied to the liquid crystal 42.

そして、本実施形態に係る位相変調装置101では、図3に示した(n×m)個設けられた各画素回路21のうちの、いくつかの画素回路からなるブロックを設定する。例えば、図6(a)に示すように(5行×6列)の画素回路21からなるブロックを設定する。なお、図6(a)では、各画素回路21の行(n)、及び列(m)を特定するために、それぞれサフィックス「-nm」を付して示す。従って、図6(a)に示す1行、1列の画素回路は21-11、5行、6列の画素回路は21-56である。 Then, in the phase modulation apparatus 101 according to the present embodiment, a block composed of several pixel circuits among the (n × m) pixel circuits 21 provided in FIG. 3 is set. For example, as shown in FIG. 6A, a block composed of a pixel circuit 21 (5 rows × 6 columns) is set. In FIG. 6A, a suffix “-nm” is added to specify the row (n) and the column (m) of each pixel circuit 21. Therefore, the 1-row, 1-column pixel circuits shown in FIG. 6A are 21-11, and the 1-row, 5-row, and 6-column pixel circuits are 21-56.

図6(a)において、同一の行の6個の画素回路21-11〜21-16に、それぞれ同一の電圧を供給する。例えば、画素回路21-11〜21−16には、階調1〜階調5のうち階調1に対応する制御電圧を供給する。また、垂直方向の、図中上から下に向けて徐々に階調が高まるように設定し、最下段の画素回路21-51〜21−56に階調5に対応する制御電圧を供給する。 In FIG. 6A, the same voltage is supplied to the six pixel circuits 21-11 to 21-16 in the same row. For example, the pixel circuits 21-11 to 21-16 are supplied with a control voltage corresponding to gradation 1 among gradations 1 to 5. Further, in the vertical direction, the gradation is set so as to gradually increase from the top to the bottom in the figure, and the control voltage corresponding to the gradation 5 is supplied to the pixel circuits 21-51 to 21-56 in the lowermost stage.

具体的に、図6(b)に示すように、垂直方向に並ぶ各画素回路21-11〜21-51において、各液晶42に供給する駆動電圧が階調1〜階調5に対応して段階的に変化するように設定される。従って、6個の画素回路21を一つにグループとし、5通りに反射率を変化させることができ、ひいては5通りに位相変調された反射光を得ることが可能となる。 Specifically, as shown in FIG. 6B, in each of the pixel circuits 21-11 to 21-51 arranged in the vertical direction, the drive voltage supplied to each liquid crystal 42 corresponds to the gradation 1 to the gradation 5. It is set to change in stages. Therefore, the six pixel circuits 21 can be grouped into one group, and the reflectance can be changed in five ways, and thus the reflected light phase-modulated in five ways can be obtained.

[本実施形態の動作説明]
次に、上述のように構成された本実施形態に係る位相変調装置101の動作を、図7A、図7Bに示すグラフ、及び図8に示すタイミングチャートを参照して説明する。図7Bは5段階に設定した階調と液晶42に供給する駆動電圧との関係を示すグラフである。また、以下では図6(a)に示したように、6×5のマトリクス状に配置された各画素回路21、及び各画素回路21に対応する反射画素を有する場合の例について説明する。
[Explanation of operation of this embodiment]
Next, the operation of the phase modulation device 101 according to the present embodiment configured as described above will be described with reference to the graphs shown in FIGS. 7A and 7B and the timing chart shown in FIG. FIG. 7B is a graph showing the relationship between the gradation set in five stages and the drive voltage supplied to the liquid crystal 42. Further, as shown in FIG. 6A, an example of having each pixel circuit 21 arranged in a 6 × 5 matrix and reflection pixels corresponding to each pixel circuit 21 will be described below.

図3に示した制御電圧出力部28は、「0」から最大電圧「VLC」の範囲の制御電圧と最大電圧VLCを時分割で電圧供給線X1に出力する。 The control voltage output unit 28 shown in FIG. 3 outputs the control voltage in the range of “0” to the maximum voltage “VLC” and the maximum voltage VLC to the voltage supply line X1 in a time-division manner.

また、水平走査回路23は、スイッチ回路27に設けられる各スイッチSW1〜SWm(ここでは、m=6)のオン、オフを制御することにより、電圧供給線X1より供給される制御電圧或いは最大電圧VLCを、所望の列データ線に供給する。 Further, the horizontal scanning circuit 23 controls the on / off of the switches SW1 to SWm (here, m = 6) provided in the switch circuit 27 to control the control voltage or the maximum voltage supplied from the voltage supply line X1. The VLC is supplied to the desired column data line.

更に、垂直走査回路24を駆動させることにより、各行走査線(G1〜Gn)(ここでは、n=5)のうち所望の画素回路21に対応する走査ラインを選択する。その結果、所望の画素回路21に制御電圧、及び最大電圧VLCを供給することができる。 Further, by driving the vertical scanning circuit 24, a scanning line corresponding to the desired pixel circuit 21 is selected from the line scanning lines (G1 to Gn) (here, n = 5). As a result, the control voltage and the maximum voltage VLC can be supplied to the desired pixel circuit 21.

例えば、「0」から最大電圧の2倍電圧までの範囲の電圧「0〜2*VLC」を5つの階調(即ち、k=1〜5)に区分し、図6(a)に示す1行目の画素回路21-11〜21-16に階調1の電圧「(1/5)*2*VLC」を供給し、2行目の画素回路21-21〜21-26に階調2の電圧「(2/5)*2*VLC」を供給する。 For example, the voltage "0 to 2 * VLC" in the range from "0" to twice the maximum voltage is divided into five gradations (that is, k = 1 to 5), and 1 shown in FIG. 6A. The voltage "(1/5) * 2 * VLC" of gradation 1 is supplied to the pixel circuits 21-11 to 21-16 in the second line, and the gradation 2 is supplied to the pixel circuits 21-21 to 21-26 in the second line. The voltage of "(2/5) * 2 * VLC" is supplied.

更に、3行目の画素回路21-31〜21-36に階調3の電圧を供給する。この場合、画素回路に供給する電圧は、「(3/5)*2*VLC」となり、最大電圧VLCを超えることになる。従って、図7AのグラフR2に示したように、それぞれの電圧から最大電圧VLCを減じた電圧を制御電圧として出力する。更に、チャージポンプ31を駆動させることにより、制御電圧に最大電圧VLCを加算して「(3/5)*2*VLC」の電圧を生成し、階調3の電圧とする。 Further, a voltage of gradation 3 is supplied to the pixel circuits 21-31 to 21-36 on the third line. In this case, the voltage supplied to the pixel circuit becomes "(3/5) * 2 * VLC", which exceeds the maximum voltage VLC. Therefore, as shown in the graph R2 of FIG. 7A, the voltage obtained by subtracting the maximum voltage VLC from each voltage is output as the control voltage. Further, by driving the charge pump 31, the maximum voltage VLC is added to the control voltage to generate a voltage of "(3/5) * 2 * VLC", which is a voltage of gradation 3.

4行目の画素回路21-41〜21-46、5行目の画素回路21-51〜21-56についても同様に、それぞれの電圧から最大電圧VLCを減算した電圧を制御電圧として出力し、その後、チャージポンプ31で最大電圧VLCを加算して、階調4、階調5の電圧を生成する。 Similarly, for the pixel circuits 21-41 to 21-46 on the 4th line and the pixel circuits 21-51 to 21-56 on the 5th line, the voltage obtained by subtracting the maximum voltage VLC from each voltage is output as the control voltage. After that, the maximum voltage VLC is added by the charge pump 31 to generate voltages of gradation 4 and gradation 5.

次に、画素回路21における動作を、図8に示すタイミングチャートを参照して説明する。一例として、列データ線D1、行走査線G1に接続された画素回路21aにおけるチャージポンプ31の動作について説明する。 Next, the operation in the pixel circuit 21 will be described with reference to the timing chart shown in FIG. As an example, the operation of the charge pump 31 in the pixel circuit 21a connected to the column data line D1 and the row scanning line G1 will be described.

画素回路21aを、上述した階調1に設定する場合には、チャージポンプ31を作動させない。この場合には、図8(a)、(b)、(c)の時刻t0〜t1に示すように、チャージポンプ制御部25は、駆動線L1にHレベルの信号を出力してトランジスタQ2をオンとする、更に、各スイッチS1〜S4が全てオフとなるように制御する。また、図8(d)に示すように、トランジスタQ1をオンとする。更に、図8(e)に示すように、制御電圧出力部は、「0」〜「VLC」の範囲の制御電圧Vhを出力する。 When the pixel circuit 21a is set to the gradation 1 described above, the charge pump 31 is not operated. In this case, as shown at times t0 to t1 in FIGS. 8A, 8B, and 8C, the charge pump control unit 25 outputs an H level signal to the drive line L1 to output the transistor Q2. It is turned on, and controls are made so that all the switches S1 to S4 are turned off. Further, as shown in FIG. 8D, the transistor Q1 is turned on. Further, as shown in FIG. 8E, the control voltage output unit outputs a control voltage Vh in the range of “0” to “VLC”.

トランジスタQ2がオンとなることにより、チャージポンプ31の入力端子p1と出力端子p2が短絡されるので、列データ線D1より供給される制御電圧は、チャージポンプ31で増幅されることなく、液晶42に出力される。従って、図7Bの符号z1に示すように液晶42に「(1/5)*2*VLC」の電圧を供給することができる。 When the transistor Q2 is turned on, the input terminal p1 and the output terminal p2 of the charge pump 31 are short-circuited, so that the control voltage supplied from the column data line D1 is not amplified by the charge pump 31, and the liquid crystal 42 Is output to. Therefore, as shown by the reference numeral z1 in FIG. 7B, the voltage of "(1/5) * 2 * VLC" can be supplied to the liquid crystal 42.

また、画素回路21aを階調2に設定する場合についても同様にチャージポンプ31を作動させず、図7Bの符号z2に示すように、列データ線D1より供給される制御電圧を増幅せずに出力する。その結果、液晶42に「(2/5)*2*VLC」の電圧を印加することができる。 Further, also when the pixel circuit 21a is set to the gradation 2, the charge pump 31 is not operated in the same manner, and as shown by the reference numeral z2 in FIG. 7B, the control voltage supplied from the column data line D1 is not amplified. Output. As a result, a voltage of "(2/5) * 2 * VLC" can be applied to the liquid crystal 42.

画素回路21を階調3に設定する場合には、制御電圧出力部28は列データ線D1に、階調3に対応する電圧「(1/5)*VLC」を制御電圧として出力する。更に、制御電圧出力部28は、最大電圧VLCを出力する。そして、上記の制御電圧と最大電圧VLCをチャージポンプ31により加算する。 When the pixel circuit 21 is set to the gradation 3, the control voltage output unit 28 outputs the voltage “(1/5) * VLC” corresponding to the gradation 3 to the column data line D1 as the control voltage. Further, the control voltage output unit 28 outputs the maximum voltage VLC. Then, the above control voltage and the maximum voltage VLC are added by the charge pump 31.

具体的に、図8(a)に示すようにチャージポンプ制御部25は、時刻t1にて駆動線L1に供給する信号をHレベルからLレベルに切り替える。その結果、トランジスタQ2がオフとなる。更に、図8(b)、(c)に示すように、チャージポンプ制御部25は、時刻t2において、示すスイッチS1、S4をオンとし、且つ、スイッチS2、S3をオフとする制御信号を、制御線K1(K1-1、K1-2)に出力する。 Specifically, as shown in FIG. 8A, the charge pump control unit 25 switches the signal supplied to the drive line L1 from the H level to the L level at time t1. As a result, the transistor Q2 is turned off. Further, as shown in FIGS. 8B and 8C, the charge pump control unit 25 sets a control signal for turning on the switches S1 and S4 and turning off the switches S2 and S3 at time t2. Output to control line K1 (K1-1, K1-2).

その結果、キャパシタC1に制御電圧「(1/5)*VLC」が蓄積される。そして、時刻t2において、スイッチS1、S4をオフとし、更に、時刻t3において、スイッチS2、S3をオンとする。更に、図8(e)に示すように、時刻t3において、制御電圧出力部28より出力される電圧は制御電圧から最大電圧VLCに切り替わる。その結果、出力キャパシタC2には、上記の制御電圧に最大電圧VLCが加算された電圧「(3/5)*2*VLC」が蓄積されることになる。このため、図7Bの符号z3に示すように、液晶42に階調3の駆動電圧「(3/5)*2*VLC」を供給することができる。 As a result, the control voltage "(1/5) * VLC" is accumulated in the capacitor C1. Then, at time t2, the switches S1 and S4 are turned off, and at time t3, the switches S2 and S3 are turned on. Further, as shown in FIG. 8E, at time t3, the voltage output from the control voltage output unit 28 switches from the control voltage to the maximum voltage VLC. As a result, the voltage "(3/5) * 2 * VLC" obtained by adding the maximum voltage VLC to the above control voltage is accumulated in the output capacitor C2. Therefore, as shown by the reference numeral z3 in FIG. 7B, the driving voltage “(3/5) * 2 * VLC” of the gradation 3 can be supplied to the liquid crystal 42.

また、画素回路21aを階調4に設定する場合についても同様にチャージポンプ31を作動させることにより、図7Bの符号z4に示すように液晶に「(4/5)*2*VLC」の駆動電圧を供給することができる。 Further, also in the case where the pixel circuit 21a is set to the gradation 4, by operating the charge pump 31 in the same manner, the liquid crystal is driven by “(4/5) * 2 * VLC” as shown by the reference numeral z4 in FIG. 7B. A voltage can be supplied.

更に、画素回路21aを階調5に設定する場合についても同様にチャージポンプ31を作動させることにより、図7Bの符号z5に示すように液晶に「2*VLC」の駆動電圧を供給することができる。 Further, even when the pixel circuit 21a is set to the gradation 5, the charge pump 31 can be operated in the same manner to supply a driving voltage of “2 * VLC” to the liquid crystal as shown by the reference numeral z5 in FIG. 7B. it can.

[本実施形態の効果の説明]
このようにして、本実施形態に係る位相変調装置101では、各画素回路21にチャージポンプ31を備えている。そして、「0」から2倍電圧(2*VLC)までの範囲で予め設定された複数の階調のうち、任意の階調に設定する場合において、この任意の階調に対応する電圧が最大電圧VLC以下の場合には、列データ線より画素回路21に供給される制御電圧を増幅せずに液晶42に出力する。
[Explanation of the effect of this embodiment]
In this way, in the phase modulation device 101 according to the present embodiment, each pixel circuit 21 is provided with a charge pump 31. Then, when setting to an arbitrary gradation among a plurality of preset gradations in the range from "0" to double voltage (2 * VLC), the voltage corresponding to the arbitrary gradation is the maximum. When the voltage is VLC or less, the control voltage supplied to the pixel circuit 21 from the column data line is output to the liquid crystal 42 without being amplified.

また、複数の階調のうち、任意の階調に対応する電圧が最大電圧VLCを超える場合には、制御電圧出力部28より、制御電圧(Vh)と最大電圧(VLC)が時分割で出力される。そして、チャージポンプ31により制御電圧(Vh)と最大電圧(VLC)を加算する。具体的に、図8(e)の時刻t1〜t2の期間に制御電圧(Vh)を出力し、時刻t3〜t4の期間で最大電圧(VLC)を出力し、これらをチャージポンプ31にて加算している。 Further, when the voltage corresponding to an arbitrary gradation exceeds the maximum voltage VLC among a plurality of gradations, the control voltage output unit 28 outputs the control voltage (Vh) and the maximum voltage (VLC) in a time division manner. Will be done. Then, the control voltage (Vh) and the maximum voltage (VLC) are added by the charge pump 31. Specifically, the control voltage (Vh) is output during the period of time t1 to t2 in FIG. 8 (e), the maximum voltage (VLC) is output during the period of time t3 to t4, and these are added by the charge pump 31. are doing.

従って、列データ線より画素回路21に供給される制御電圧の最大が最大電圧VLCである場合に、その2倍である電圧(2*VLC)の範囲で、液晶42を駆動するための駆動電圧を設定することが可能となる。従って、液晶42の屈折率の大小をより広い範囲で変化させることができ、液晶層12の厚みの増加を抑制するとともに、位相変調の精度を向上させることができる。 Therefore, when the maximum control voltage supplied to the pixel circuit 21 from the column data line is the maximum voltage VLC, the drive voltage for driving the liquid crystal 42 within the range of the voltage (2 * VLC) that is twice that. Can be set. Therefore, the magnitude of the refractive index of the liquid crystal 42 can be changed in a wider range, the increase in the thickness of the liquid crystal layer 12 can be suppressed, and the accuracy of phase modulation can be improved.

更に、画素回路21に供給する制御電圧の最大電圧VLCを高めることなく広い電圧の範囲で階調を設定できるので、制御回路22を構成する各部品の耐圧を高める必要がなく、装置の小型化、軽量化を図ることが可能となる。 Further, since the gradation can be set in a wide voltage range without increasing the maximum voltage VLC of the control voltage supplied to the pixel circuit 21, it is not necessary to increase the withstand voltage of each component constituting the control circuit 22, and the device can be downsized. , It is possible to reduce the weight.

また、液晶42の駆動電圧を設定するための電圧の範囲を、最大電圧VLCの2倍の電圧に設定しているので、制御電圧を2倍に増幅するという簡単な処理で所望の駆動電圧を得ることができ、回路構成を簡素化することができる。 Further, since the voltage range for setting the drive voltage of the liquid crystal 42 is set to twice the maximum voltage VLC, the desired drive voltage can be obtained by a simple process of amplifying the control voltage twice. It can be obtained and the circuit configuration can be simplified.

また、本実施形態では、互いに直交する方向、即ち、図3に示す列方向及び行方向のうちの、一方の方向に向けて液晶42の屈折率が変化するように設定し、他方の方向に、チャージポンプのオン、オフを切り替える駆動線(L1〜Ln)を配置している。従って、屈折率の変化による液晶の配向の乱れを防止することが可能となる。 Further, in the present embodiment, the refractive index of the liquid crystal 42 is set to change toward one of the directions orthogonal to each other, that is, the column direction and the row direction shown in FIG. 3, and in the other direction. , Drive lines (L1 to Ln) for switching on / off of the charge pump are arranged. Therefore, it is possible to prevent the orientation of the liquid crystal from being disturbed due to a change in the refractive index.

なお、本実施形態では、駆動電圧の範囲を最大電圧の2倍の電圧(2*VLC)に設定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、最大電圧VLCよりも大きければ良い。 In the present embodiment, the range of the drive voltage is set to a voltage (2 * VLC) twice the maximum voltage, but the present invention is not limited to this, and it may be larger than the maximum voltage VLC.

[本実施形態の変形例の説明]
次に、本実施形態の変形例について説明する。図9は、変形例に係る画素回路21’の構成を示す回路図である。図9に示すように、変形例に係る画素回路21’は、駆動線L1が縦方向に配置されている。従って、マトリクス状に配置された各画素回路21’の縦方向に向けてチャージポンプ回路のONもしくはOFFが設定できる。このため、屈折率が変化する方向が横方向となる。
[Explanation of a modified example of this embodiment]
Next, a modified example of this embodiment will be described. FIG. 9 is a circuit diagram showing the configuration of the pixel circuit 21'according to the modified example. As shown in FIG. 9, in the pixel circuit 21'corresponding to the modified example, the drive line L1 is arranged in the vertical direction. Therefore, the charge pump circuit can be turned ON or OFF in the vertical direction of each pixel circuit 21'arranged in a matrix. Therefore, the direction in which the refractive index changes is the lateral direction.

即ち、図6(a)、(b)に示した例では、縦方向に向けて液晶42の屈折率の大小が変化する構成であるのに対して、図9に示す変形例では、横方向に向けて液晶42の屈折率の大小が変化するように設定する構成となる。この場合には、1垂直走査期間において、制御電圧が最大電圧VLCに達するように、画素回路21’に供給する電圧を設定する。 That is, in the examples shown in FIGS. 6A and 6B, the magnitude of the refractive index of the liquid crystal 42 changes in the vertical direction, whereas in the modified example shown in FIG. 9, the refractive index changes in the horizontal direction. The configuration is such that the magnitude of the refractive index of the liquid crystal 42 changes toward. In this case, the voltage supplied to the pixel circuit 21'is set so that the control voltage reaches the maximum voltage VLC in one vertical scanning period.

以上、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。 Although embodiments of the present invention have been described above, the statements and drawings that form part of this disclosure should not be understood to limit the invention. Various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art from this disclosure.

11 反射基板
12 液晶層
13 対向基板
14 シール材
20 反射画素
21、21a、21’ 画素回路
22 制御回路
23 水平走査回路
24 垂直走査回路
25 チャージポンプ制御部
26 シフトレジスタ回路
27 スイッチ回路
31 チャージポンプ
42 液晶
q1 画素電極
q2 共通電極
p1 入力端子
p2 出力端子
L1〜Ln 駆動線
D1〜Dm 列データ線
G1〜Gn 行走査線
L1〜Ln 駆動線
K1〜Kn 制御線
K1-1、K1-2 制御線
11 Reflective board 12 Liquid crystal layer 13 Opposing board 14 Sealing material 20 Reflective pixel 21, 21a, 21'Pixel circuit 22 Control circuit 23 Horizontal scanning circuit 24 Vertical scanning circuit 25 Charge pump control unit 26 Shift register circuit 27 Switch circuit 31 Charge pump 42 Liquid crystal q1 Pixel electrode q2 Common electrode p1 Input terminal p2 Output terminal L1 to Ln Drive line D1 to Dm Column data line G1 to Gn line Scan line L1 to Ln Drive line K1 to Kn Control line K1-1, K1-2 Control line

Claims (6)

入射光を所望の角度に反射させる位相変調装置であって、
互いに直交する複数の列データ線と複数の行走査線とがそれぞれ交差する位置に設けられた複数の画素回路、及び複数の反射画素と、
前記反射画素に対応して設けられ、前記画素回路より供給される駆動電圧により入射光に対する屈折率が変化する液晶と、
前記画素回路を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、所定の最大電圧までの範囲で変化する制御電圧、及び前記最大電圧を時分割で出力する制御電圧出力部を有し、
前記画素回路は、前記制御電圧を増幅するチャージポンプを有し、
更に、前記液晶に供給する前記駆動電圧が、前記最大電圧以下の場合には、前記制御電圧出力部より出力される制御電圧を増幅せずに前記液晶に出力し、前記液晶に供給する駆動電圧が、前記最大電圧を超える場合には、前記チャージポンプにて前記制御電圧出力部より時分割で出力される前記制御電圧と前記最大電圧を加算した加算電圧を前記液晶に出力する制御を行うチャージポンプ制御部
を備えたことを特徴とする位相変調装置。
A phase modulator that reflects incident light at a desired angle.
A plurality of pixel circuits provided at positions where a plurality of column data lines and a plurality of row scanning lines orthogonal to each other intersect each other, and a plurality of reflection pixels.
A liquid crystal provided corresponding to the reflected pixel and whose refractive index with respect to incident light changes depending on a driving voltage supplied from the pixel circuit.
A control circuit for controlling the pixel circuit is provided.
The control circuit has a control voltage that changes in a range up to a predetermined maximum voltage, and a control voltage output unit that outputs the maximum voltage in a time-division manner.
The pixel circuit has a charge pump that amplifies the control voltage.
Further, when the drive voltage supplied to the liquid crystal is equal to or less than the maximum voltage, the drive voltage is output to the liquid crystal without amplifying the control voltage output from the control voltage output unit and is supplied to the liquid crystal. However, when the maximum voltage is exceeded, the charge pump controls to output the added voltage obtained by adding the control voltage and the maximum voltage output from the control voltage output unit in a time division to the liquid crystal. A phase modulator characterized by having a pump control unit.
前記互いに直交する方向のうちの、一方の方向に向けて前記液晶の屈折率が変化するように設定し、他方の方向に、前記チャージポンプのオン、オフを切り替えるための駆動線を配置したこと
を特徴とする請求項1に記載の位相変調装置。
The refractive index of the liquid crystal is set to change in one of the directions orthogonal to each other, and a drive line for switching on / off of the charge pump is arranged in the other direction. The phase modulator according to claim 1.
前記画素回路は、前記チャージポンプに前記制御電圧が供給される入力端子と、前記チャージポンプから液晶に電圧を出力する出力端子と、を短絡する短絡スイッチを備え、
前記チャージポンプ制御部は、前記液晶に出力する駆動電圧が前記最大電圧以下の場合には前記短絡スイッチを短絡し、前記液晶に出力する駆動電圧が前記最大電圧を超える場合には前記短絡スイッチを開放すること
を特徴とする請求項1または2に記載の位相変調装置。
The pixel circuit includes a short-circuit switch that short-circuits an input terminal for supplying the control voltage to the charge pump and an output terminal for outputting a voltage from the charge pump to the liquid crystal.
The charge pump control unit short-circuits the short-circuit switch when the drive voltage output to the liquid crystal is equal to or lower than the maximum voltage, and short-circuits the short-circuit switch when the drive voltage output to the liquid crystal exceeds the maximum voltage. The phase modulator according to claim 1 or 2, characterized in that it is open.
前記画素回路は、前記液晶に供給する電圧を蓄積する出力キャパシタを備えており、
前記チャージポンプは、
電荷を蓄積する第1キャパシタと、
前記第1キャパシタの一端と、前記制御電圧が供給される入力端子との間に設けられた第1スイッチと、
前記第1キャパシタの他端と、前記入力端子との間に設けられた第2スイッチと、
前記第1キャパシタの前記一端と、出力キャパシタの一端との間に設けられた第3スイッチと、
前記第1キャパシタの前記他端と、前記出力キャパシタの他端との間に設けられた第4スイッチと、
を備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の位相変調装置。
The pixel circuit includes an output capacitor that stores a voltage supplied to the liquid crystal.
The charge pump
The first capacitor that stores electric charge and
A first switch provided between one end of the first capacitor and an input terminal to which the control voltage is supplied, and
A second switch provided between the other end of the first capacitor and the input terminal,
A third switch provided between the one end of the first capacitor and one end of the output capacitor,
A fourth switch provided between the other end of the first capacitor and the other end of the output capacitor,
The phase modulation apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising.
前記液晶に供給する駆動電圧の最大電圧を、前記最大電圧の2倍に設定すること
を特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の位相変調装置。
The phase modulation apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the maximum voltage of the drive voltage supplied to the liquid crystal is set to twice the maximum voltage.
入射光を所望の角度に反射させる位相変調方法であって、
互いに直交する複数の列データ線と複数の行走査線とがそれぞれ交差する位置に設けられた複数の画素回路に、所定の最大電圧までの範囲で変化する制御電圧、及び前記最大電圧を時分割で出力するステップと、
前記各画素回路に対応して設けられ、入力する駆動電圧に応じて入射光に対する屈折率が変化する液晶に供給する駆動電圧が、前記最大電圧以下の場合には、前記制御電圧を増幅せずに前記液晶に出力するステップと、
前記液晶に供給する駆動電圧が、前記最大電圧を超える場合には、チャージポンプにて前記制御電圧に前記最大電圧を加算した電圧を前記液晶に出力するステップと、
を備えたことを特徴とする位相変調方法。
A phase modulation method that reflects incident light at a desired angle.
A control voltage that changes within a predetermined maximum voltage and a time division of the maximum voltage are applied to a plurality of pixel circuits provided at positions where a plurality of column data lines orthogonal to each other and a plurality of row scanning lines intersect each other. Steps to output with
When the drive voltage supplied to the liquid crystal, which is provided corresponding to each of the pixel circuits and whose refractive index with respect to the incident light changes according to the input drive voltage, is equal to or less than the maximum voltage, the control voltage is not amplified. And the step of outputting to the liquid crystal
When the drive voltage supplied to the liquid crystal exceeds the maximum voltage, the charge pump outputs a voltage obtained by adding the maximum voltage to the control voltage to the liquid crystal.
A phase modulation method characterized by being provided with.
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