JP2990297B2 - 液晶ライトバルブ装置及び液晶ライトバルブの駆動方法 - Google Patents
液晶ライトバルブ装置及び液晶ライトバルブの駆動方法Info
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光プリンターの中間画像形成媒体、画像表示
装置、画像処理装置、光情報処理用空間光変調器等に応
用される光書き込み型強誘電性液晶ライトバルブに関す
るものである。
装置、画像処理装置、光情報処理用空間光変調器等に応
用される光書き込み型強誘電性液晶ライトバルブに関す
るものである。
本発明は、水素化アモルファスシリコン光導伝体と、
強誘電性液晶とを組み合わせた光書込型液晶ライトバル
ブを用いた濃度階調を有する光入力画像の入出力特性に
関するものである。更に詳しくは、従来困難とされてき
た光書き込み型強誘電性液晶ライトバルブによる連続階
調を表現するための方法に関わるものである。
強誘電性液晶とを組み合わせた光書込型液晶ライトバル
ブを用いた濃度階調を有する光入力画像の入出力特性に
関するものである。更に詳しくは、従来困難とされてき
た光書き込み型強誘電性液晶ライトバルブによる連続階
調を表現するための方法に関わるものである。
具体的には、従来駆動波形として用いられてきた矩形
波電圧あるいは両極性パルス電圧に対し、0.1Vから10V
のDCバイアス電圧を加えることにより強誘電性液晶の有
する自発分極とDC電圧の極性を強くカップリングさせ、
強誘電性液晶の示す双安定性を消失させて単安定な状態
を発現させる事により連続階調表現を可能とした。
波電圧あるいは両極性パルス電圧に対し、0.1Vから10V
のDCバイアス電圧を加えることにより強誘電性液晶の有
する自発分極とDC電圧の極性を強くカップリングさせ、
強誘電性液晶の示す双安定性を消失させて単安定な状態
を発現させる事により連続階調表現を可能とした。
書き込み時の矩形波電圧あるいはパルス電圧の印加電
圧極性をDCバイアス電圧と逆極性となるように選択し、
電圧レベルを適正な大きさに設定すれば光書き込み時に
は液晶分子のダイレクタはコーンに沿って反転し、その
反転角度は書き込み光の強度に応じて連続的に制御さ
れ、階調をともなった画像情報を表現することができ
る。
圧極性をDCバイアス電圧と逆極性となるように選択し、
電圧レベルを適正な大きさに設定すれば光書き込み時に
は液晶分子のダイレクタはコーンに沿って反転し、その
反転角度は書き込み光の強度に応じて連続的に制御さ
れ、階調をともなった画像情報を表現することができ
る。
本発明による駆動方法を誘電体ミラーを有するライト
バルブに適用すると、更に明るくコントラストのよい階
調を有する画像情報を表現することができる。書き込ま
れた画像を読み出す場合は、ライトバルブをクロスニコ
ルにセットされた反射光学系の中におき、DCバイアス電
圧に依って単安定化された反転方向に揃った液晶分子の
光軸方向と、偏光子の透過軸と平衡あるいは直交する様
な位置に配置すると、画像消去時は暗視野状態状態とな
り最も良好なコントラストをしめす。
バルブに適用すると、更に明るくコントラストのよい階
調を有する画像情報を表現することができる。書き込ま
れた画像を読み出す場合は、ライトバルブをクロスニコ
ルにセットされた反射光学系の中におき、DCバイアス電
圧に依って単安定化された反転方向に揃った液晶分子の
光軸方向と、偏光子の透過軸と平衡あるいは直交する様
な位置に配置すると、画像消去時は暗視野状態状態とな
り最も良好なコントラストをしめす。
本発明による駆動波形、ライトバルブ及び光学配置を
用いれば、極めて高速応答、高解像で且つ連続的な階調
を持った出力画像を獲ることができた。
用いれば、極めて高速応答、高解像で且つ連続的な階調
を持った出力画像を獲ることができた。
光書き込み型強誘電性液晶ライトバルブの光変調材料
として用いた強誘電性液晶は、クラークやラガヴォール
らによって示されたように、液晶層の厚さを螺旋のピッ
チよりも薄くすることにより螺旋を解き、ほぼ単結晶状
態に配列制御することができる。強誘電性液晶は分子の
単軸方向に比較的大きな自発分極を有するために、印加
電圧の極性に応じた方向に液晶分子がコーンに沿って回
転し明瞭な双安定性を示す。
として用いた強誘電性液晶は、クラークやラガヴォール
らによって示されたように、液晶層の厚さを螺旋のピッ
チよりも薄くすることにより螺旋を解き、ほぼ単結晶状
態に配列制御することができる。強誘電性液晶は分子の
単軸方向に比較的大きな自発分極を有するために、印加
電圧の極性に応じた方向に液晶分子がコーンに沿って回
転し明瞭な双安定性を示す。
この様なライトバルブは、従来は双極性パルス電圧あ
るいは矩形波電圧を印加して駆動されていた。即ち、暗
時にはライトバルブの閾値電圧以下であり書き込み光の
照射時には閾値電圧以上となる、双極性パルス電圧ある
いは矩形波電圧を印加して、読み出し光と書き込み情報
の乗った書き込み光を常時照射しながら駆動していた。
るいは矩形波電圧を印加して駆動されていた。即ち、暗
時にはライトバルブの閾値電圧以下であり書き込み光の
照射時には閾値電圧以上となる、双極性パルス電圧ある
いは矩形波電圧を印加して、読み出し光と書き込み情報
の乗った書き込み光を常時照射しながら駆動していた。
第３図は、従来の方法によるライトバルブの駆動波形
と光学応答波形である。ライトバルブはクロスニコル状
態の反射光学形にセットされている。正の電圧はライト
バルブ全面を消去するためのものであり、負の電圧は情
報を書き込むための書き込み電圧である。書き込む光が
照射されていないときは、負の電圧が印加されている間
もライトバルブはほぼ暗視野な状態にある。しかしなが
ら書き込み光が照射されると負の電圧期間に液晶分子は
反対側のダイレクタの安定な位置まで回転しそのままメ
モリされる事により必要な情報が書き込みメモリされ
る。
と光学応答波形である。ライトバルブはクロスニコル状
態の反射光学形にセットされている。正の電圧はライト
バルブ全面を消去するためのものであり、負の電圧は情
報を書き込むための書き込み電圧である。書き込む光が
照射されていないときは、負の電圧が印加されている間
もライトバルブはほぼ暗視野な状態にある。しかしなが
ら書き込み光が照射されると負の電圧期間に液晶分子は
反対側のダイレクタの安定な位置まで回転しそのままメ
モリされる事により必要な情報が書き込みメモリされ
る。
しかしながら、従来の駆動方法では強誘電性液晶の示
す双安定性のため、階調をともなった入力像を書き込ん
でも書き込み像は自動的に閾値処理され１、０の２値画
像に変換されるため入力情報は大幅に削減され、その用
途は大きく制限されていた。
す双安定性のため、階調をともなった入力像を書き込ん
でも書き込み像は自動的に閾値処理され１、０の２値画
像に変換されるため入力情報は大幅に削減され、その用
途は大きく制限されていた。
上記問題を解決するために、本発明では従来の双極性
パルス電圧あるいは矩形波電圧波形に対し、0.1Vから10
VのDCバイアス電圧を加えた駆動波形を用いることによ
り、強誘電性液晶の有する自発分極とDC電圧が強くカッ
プリングさせ双安定性を消失させ単安定な状態を発現さ
せた。特に書き込み時のパルス電圧あるいは矩形波電圧
の印加電圧極性をDCバイアス電圧と逆極性となるように
選択し、電圧レベルを適正な大きさに設定すれば、光書
き込み時には液晶分子のダイレクタはコーンに沿って反
転し、その反転角度は書き込み光の強度に応じて連続的
に制御され、階調をともなった画像情報を表現すること
ができる。誘電体ミラーを有するライトバルブの場合
は、読み出し光の強度を大きくしても光導伝体に読み出
し光が入射されないためライトバルブの書き込み特性に
対して影響を与える事がなく、明るく鮮明な読みだし像
を得ることができる。
パルス電圧あるいは矩形波電圧波形に対し、0.1Vから10
VのDCバイアス電圧を加えた駆動波形を用いることによ
り、強誘電性液晶の有する自発分極とDC電圧が強くカッ
プリングさせ双安定性を消失させ単安定な状態を発現さ
せた。特に書き込み時のパルス電圧あるいは矩形波電圧
の印加電圧極性をDCバイアス電圧と逆極性となるように
選択し、電圧レベルを適正な大きさに設定すれば、光書
き込み時には液晶分子のダイレクタはコーンに沿って反
転し、その反転角度は書き込み光の強度に応じて連続的
に制御され、階調をともなった画像情報を表現すること
ができる。誘電体ミラーを有するライトバルブの場合
は、読み出し光の強度を大きくしても光導伝体に読み出
し光が入射されないためライトバルブの書き込み特性に
対して影響を与える事がなく、明るく鮮明な読みだし像
を得ることができる。
書き込まれた画像を読み出す場合は、ライトバルブを
クロスニコルにセットされた反射光学系の中におき、DC
バイアス電圧に依って単安定化された反転方向に揃った
液晶分子の光軸方向と、偏光子の透過軸と平行あるいは
直交する様な位置に配置すると、画像消去時は暗視野状
態状態となり最も良好なコントラストをしめす。
クロスニコルにセットされた反射光学系の中におき、DC
バイアス電圧に依って単安定化された反転方向に揃った
液晶分子の光軸方向と、偏光子の透過軸と平行あるいは
直交する様な位置に配置すると、画像消去時は暗視野状
態状態となり最も良好なコントラストをしめす。
画像消去時が明視野状態となるように配置すると、書
き込み画像はいわゆるとんだ状態となりコントラストが
著しく低下する。
き込み画像はいわゆるとんだ状態となりコントラストが
著しく低下する。
強誘電性液晶は、液晶層の厚さを固有の螺旋ピッチよ
りも薄くすることにより螺旋を解いて単結晶状態に配列
し、一定の大きさ以上の双極性パルス電圧あるいは矩形
波電圧を印加すると、液晶の有する自発分極と印加電圧
の極性が強くカップリングして双安定性を発現する。光
導伝体対と組み合わせた光書き込み型強誘電性液晶ライ
トバルブの場合も基本的には同様な特性を発現し、印加
電圧の大きさ、読み出し光強度、書き込み光強度を適正
な大きさに設定すれば、２値データの光入力像はそのま
ま２値データのまま書き込みメモリされ、光入力像が階
調を持っている場合には、ライトバルブの有するパルス
閾値電圧に依って書き込み像は２値化され、メモリされ
る。これに対しDC電圧を加えた波形を印加するとDC電圧
と強誘電性液晶の自発分極が強くカップリングして、DC
電圧の極性に対応する方向に反転した分子状態の方が著
しく安定な状態となり、それと逆極性の方向では液晶分
子は安定化されにくくなる。従って書き込み時のパルス
電圧極性あるいは矩形波電圧極性をDCバイアス電圧と逆
極性となるように選択し、電圧レベルを適正な大きさに
設定すれば、光書き込み時には液晶分子のコーンに沿っ
て反転しその反転角度は書き込み光の強度に応じて連続
的に制御され階調をともなった画像を表現することがで
きる。
りも薄くすることにより螺旋を解いて単結晶状態に配列
し、一定の大きさ以上の双極性パルス電圧あるいは矩形
波電圧を印加すると、液晶の有する自発分極と印加電圧
の極性が強くカップリングして双安定性を発現する。光
導伝体対と組み合わせた光書き込み型強誘電性液晶ライ
トバルブの場合も基本的には同様な特性を発現し、印加
電圧の大きさ、読み出し光強度、書き込み光強度を適正
な大きさに設定すれば、２値データの光入力像はそのま
ま２値データのまま書き込みメモリされ、光入力像が階
調を持っている場合には、ライトバルブの有するパルス
閾値電圧に依って書き込み像は２値化され、メモリされ
る。これに対しDC電圧を加えた波形を印加するとDC電圧
と強誘電性液晶の自発分極が強くカップリングして、DC
電圧の極性に対応する方向に反転した分子状態の方が著
しく安定な状態となり、それと逆極性の方向では液晶分
子は安定化されにくくなる。従って書き込み時のパルス
電圧極性あるいは矩形波電圧極性をDCバイアス電圧と逆
極性となるように選択し、電圧レベルを適正な大きさに
設定すれば、光書き込み時には液晶分子のコーンに沿っ
て反転しその反転角度は書き込み光の強度に応じて連続
的に制御され階調をともなった画像を表現することがで
きる。
以下に図面を用いて本発明を詳細に説明する。第２図
は、本発明に用いた光書き込み型強誘電性液晶ライトバ
ルブの構造を示す模式図である。液晶分子を挟持するた
めの基板11a,11bとして、両面を平行平面度1/4波長以下
に研磨した厚さ4mmの透明ガラス基板を用いた。両基板
の表面にはITO透明電極層12a、12bを設けた。光による
書き込み側の透明電極層12a上には、SiF4を主体とする
ガスを放電分解して、３μｍの厚さの水素化アモルファ
スシリコン（ａ−Si:H）光導伝層15を形成した。さらに
前記膜上に誘電体ミラー16を形成した。さらに両基板の
表面には基板の法線方向から85゜の入射角で、且つ組み
合わせた状態で書き込み側及び読みだし側の基板上の入
射方向が一致するように一酸化珪素を斜方蒸着した配向
膜層13a、13bを設けた。次に、1.0μｍの平均粒径を持
つシリカ球を外周シール材に混合分散し、凸版印刷法を
用いて印刷塗布して２枚の基板を接着し、強誘電性液晶
を狭持する間隙を形成した。強誘電性液晶組成物14とし
ては、SCE−６（BDH社製）、F005（Hoechst社製）等を
用い、アイソトロピック相迄昇温したのち、真空注入し
スメクチックＣ相迄徐冷して均一な配向を得た。
は、本発明に用いた光書き込み型強誘電性液晶ライトバ
ルブの構造を示す模式図である。液晶分子を挟持するた
めの基板11a,11bとして、両面を平行平面度1/4波長以下
に研磨した厚さ4mmの透明ガラス基板を用いた。両基板
の表面にはITO透明電極層12a、12bを設けた。光による
書き込み側の透明電極層12a上には、SiF4を主体とする
ガスを放電分解して、３μｍの厚さの水素化アモルファ
スシリコン（ａ−Si:H）光導伝層15を形成した。さらに
前記膜上に誘電体ミラー16を形成した。さらに両基板の
表面には基板の法線方向から85゜の入射角で、且つ組み
合わせた状態で書き込み側及び読みだし側の基板上の入
射方向が一致するように一酸化珪素を斜方蒸着した配向
膜層13a、13bを設けた。次に、1.0μｍの平均粒径を持
つシリカ球を外周シール材に混合分散し、凸版印刷法を
用いて印刷塗布して２枚の基板を接着し、強誘電性液晶
を狭持する間隙を形成した。強誘電性液晶組成物14とし
ては、SCE−６（BDH社製）、F005（Hoechst社製）等を
用い、アイソトロピック相迄昇温したのち、真空注入し
スメクチックＣ相迄徐冷して均一な配向を得た。
次に、作製されたライトバルブの動作特性を評価し
た。第３図は書き込み、読み出し実験を行った光学系の
システム図である。ライトバルブ31はクロスニコルに組
み合わされた反射型偏光顕微鏡32のステージ33上にセッ
トされ、透明電極間には両極性のパルス電圧34が印加さ
れた。偏光顕微鏡の接眼レンズ35の焦点面には、PINフ
ォトダイオード36がセットされており、ライトバルブで
変調を受け反射された落斜照明光37の光学応答はPINフ
ォトダイオードで検知され、印加電圧波形と共にオシロ
スコープ38上に示される。第４図に従来の駆動波形によ
る光学応答特性を示す。駆動波形は20Vp−ｐの双極性パ
ルス41でパルス幅1ms、駆動周波数200Hzである。第４図
ａは、落斜照明光だけがライトバルブを照明している場
合の光学応答であり、第4b図は投射照明光も合わせてラ
イトバルブを照明しているときの光学応答である。落斜
照明光はライトバルブに書き込まれた情報の読み出し
光、投射照明光は書き込み光に相当する。落斜照明光だ
けの場合は単安定性42を示すが、投射光が加わるときわ
めて良好な双安定性43を示す事が確認される。このよう
な状態で、書き込み光に相当する投射照明光39とライト
バルブの間にUSエアーフォーステストターゲットなどの
濃度階調を持たない解像度チャート40を配置し、その書
き込み像を偏光顕微鏡で観察したところ、150lp/mm以上
のきわめて高精細な書き込み像を観察することができ
た。ついで、濃度階調を有する画像を写真撮影しそのネ
ガフィルムをターゲットとし同様の書き込みを行ったと
ころ、読み出し像は完全に２値化され ほとんど判別できない状態になっていた。
た。第３図は書き込み、読み出し実験を行った光学系の
システム図である。ライトバルブ31はクロスニコルに組
み合わされた反射型偏光顕微鏡32のステージ33上にセッ
トされ、透明電極間には両極性のパルス電圧34が印加さ
れた。偏光顕微鏡の接眼レンズ35の焦点面には、PINフ
ォトダイオード36がセットされており、ライトバルブで
変調を受け反射された落斜照明光37の光学応答はPINフ
ォトダイオードで検知され、印加電圧波形と共にオシロ
スコープ38上に示される。第４図に従来の駆動波形によ
る光学応答特性を示す。駆動波形は20Vp−ｐの双極性パ
ルス41でパルス幅1ms、駆動周波数200Hzである。第４図
ａは、落斜照明光だけがライトバルブを照明している場
合の光学応答であり、第4b図は投射照明光も合わせてラ
イトバルブを照明しているときの光学応答である。落斜
照明光はライトバルブに書き込まれた情報の読み出し
光、投射照明光は書き込み光に相当する。落斜照明光だ
けの場合は単安定性42を示すが、投射光が加わるときわ
めて良好な双安定性43を示す事が確認される。このよう
な状態で、書き込み光に相当する投射照明光39とライト
バルブの間にUSエアーフォーステストターゲットなどの
濃度階調を持たない解像度チャート40を配置し、その書
き込み像を偏光顕微鏡で観察したところ、150lp/mm以上
のきわめて高精細な書き込み像を観察することができ
た。ついで、濃度階調を有する画像を写真撮影しそのネ
ガフィルムをターゲットとし同様の書き込みを行ったと
ころ、読み出し像は完全に２値化され ほとんど判別できない状態になっていた。
本発明者らは、光書き込み型強誘電性液晶ライトバル
ブを用いて階調表現を実現する方法を鋭意研究し、従来
の駆動波形に対しDCバイアス電圧を印加した駆動波形を
用いることによりこれを実現できることを発見した。。
ブを用いて階調表現を実現する方法を鋭意研究し、従来
の駆動波形に対しDCバイアス電圧を印加した駆動波形を
用いることによりこれを実現できることを発見した。。
第１図は、本発明によるライトバルブの駆動波形とク
ロスニコルにおかれたライトバルブの光学応答を示す特
製図である。
ロスニコルにおかれたライトバルブの光学応答を示す特
製図である。
第１図ａは、矩形波電圧１が印加され落斜照明光だけ
がライトバルブを照明している場合の印加電圧と光学応
答特性を示し、第1b図は矩形波電圧１が印加され投射照
明光も合わせてライトバルブを照明しているときの印加
電圧と光学応答特性を示している。
がライトバルブを照明している場合の印加電圧と光学応
答特性を示し、第1b図は矩形波電圧１が印加され投射照
明光も合わせてライトバルブを照明しているときの印加
電圧と光学応答特性を示している。
落斜照明光だけがライトバルブを照明している場合は
DCバイアス電圧が無いときとほぼ同じ光学応答５を示し
ている。投射照明光もライトバルブを照明しているとき
は、DCバイアスが無い時とその光学応答特性６を著しく
異にしている。即ち書き込み電圧に相当する負の電圧４
が印加されている期間でも強誘電性液晶の分子は安定化
されにくく、その後に続くDCバイアス電圧が印加される
と急激に液晶分子のダイレクタを反転させ書き込み像は
消失する。DC電圧の加えられた駆形波電圧により駆動さ
れた場合も、負の電圧４に依って書き込まれた画像はDC
バイアス電圧２にサポートされた逆極性の電圧３が印加
されると液晶分子のダイレクタは急激に反転し書き込ま
れた画像は消失する。十分大きなパルス電圧あるいは矩
形波電圧を印加すると双安定性を示すようになるが、ラ
イトバルブが誘電体ミラーを有さない場合は読み出し光
の影響で画面全体が単にオンオフするだけであり入力像
を書き込むことはできない。
DCバイアス電圧が無いときとほぼ同じ光学応答５を示し
ている。投射照明光もライトバルブを照明しているとき
は、DCバイアスが無い時とその光学応答特性６を著しく
異にしている。即ち書き込み電圧に相当する負の電圧４
が印加されている期間でも強誘電性液晶の分子は安定化
されにくく、その後に続くDCバイアス電圧が印加される
と急激に液晶分子のダイレクタを反転させ書き込み像は
消失する。DC電圧の加えられた駆形波電圧により駆動さ
れた場合も、負の電圧４に依って書き込まれた画像はDC
バイアス電圧２にサポートされた逆極性の電圧３が印加
されると液晶分子のダイレクタは急激に反転し書き込ま
れた画像は消失する。十分大きなパルス電圧あるいは矩
形波電圧を印加すると双安定性を示すようになるが、ラ
イトバルブが誘電体ミラーを有さない場合は読み出し光
の影響で画面全体が単にオンオフするだけであり入力像
を書き込むことはできない。
書き込み光、読み出し光、印加パルス電圧あるいは矩
形波電圧及びDCバイアス電圧を適正な大きさに調整して
濃度階調を有する画像を写真撮影しそのネガフィルムを
ターゲットとし書き込みを行ったところ、読み出し像は
ターゲットと同様濃度階調を有するものであり分解能は
DCバイアス電圧を印加しないで書き込んだときとほぼ同
程度（100lp/mm）の極めて良好なものであった。階調表
現をするために印加する適正なDCバイアス電圧は0.1Vか
ら10Vの範囲にあり、それより大きすぎると液晶の層構
造が破壊されいわゆるDC欠陥を発生し正常な動作ができ
なくなる。書き込まれた画像は、クロスニコルにセット
された反射光学系の中でDCバイアス電圧に依って安定化
された液晶分子の光軸方向と、偏光子の透過軸に平行あ
るいは直交する様な位置で読み出されると、画像消去時
は暗視野状態状態となり最も良好なコントラストを示し
た。コントラスト比は最大で20:1を得た。画像消去時が
明視野状態となるように配置すると、書き込み画像はい
わゆる階調のとんだ状態となりコントラストが著しく低
下してしまった。USAFテストチャート等の２階調ターゲ
ットを用いて書き込みを行った場合は、完全に２値化さ
れた読み出し像を出力していた。
形波電圧及びDCバイアス電圧を適正な大きさに調整して
濃度階調を有する画像を写真撮影しそのネガフィルムを
ターゲットとし書き込みを行ったところ、読み出し像は
ターゲットと同様濃度階調を有するものであり分解能は
DCバイアス電圧を印加しないで書き込んだときとほぼ同
程度（100lp/mm）の極めて良好なものであった。階調表
現をするために印加する適正なDCバイアス電圧は0.1Vか
ら10Vの範囲にあり、それより大きすぎると液晶の層構
造が破壊されいわゆるDC欠陥を発生し正常な動作ができ
なくなる。書き込まれた画像は、クロスニコルにセット
された反射光学系の中でDCバイアス電圧に依って安定化
された液晶分子の光軸方向と、偏光子の透過軸に平行あ
るいは直交する様な位置で読み出されると、画像消去時
は暗視野状態状態となり最も良好なコントラストを示し
た。コントラスト比は最大で20:1を得た。画像消去時が
明視野状態となるように配置すると、書き込み画像はい
わゆる階調のとんだ状態となりコントラストが著しく低
下してしまった。USAFテストチャート等の２階調ターゲ
ットを用いて書き込みを行った場合は、完全に２値化さ
れた読み出し像を出力していた。
本発明による駆動方法を、シリコンとゲルマニウムに
よる15層の誘電体ミラーを有する強誘電性液晶ライトバ
ルブに適用すると、更に明るくコントラストのよい階調
を有する画像情報を表現することができた。読み出され
た画像は書き込み光が照射された部分が明状態となるい
わゆるネガ画像となる。印加するDCバイアスを書き込み
時の極性に合わせてやれば液晶分子の安定な配列状態は
逆方向となり背景は明状態となる。書き込み光の照射さ
れた部分は読み出し光との相乗作用で分子が逆方向に反
転し暗状態を示すいわゆるポジ画像を出力することも可
能である。
よる15層の誘電体ミラーを有する強誘電性液晶ライトバ
ルブに適用すると、更に明るくコントラストのよい階調
を有する画像情報を表現することができた。読み出され
た画像は書き込み光が照射された部分が明状態となるい
わゆるネガ画像となる。印加するDCバイアスを書き込み
時の極性に合わせてやれば液晶分子の安定な配列状態は
逆方向となり背景は明状態となる。書き込み光の照射さ
れた部分は読み出し光との相乗作用で分子が逆方向に反
転し暗状態を示すいわゆるポジ画像を出力することも可
能である。
以上述べてきたように本発明の駆動方法に依れば、従
来不可能とされてきた強誘電性液晶を用いた光書き込み
型液晶ライトバルブに於て、連続階調を有する読みだし
像を得ることができるようになり、光プリンターの中間
画像形成媒体、画像表示装置、画像処理装置、光情報処
理に用いられるインコヒーレント−コヒーレント変換器
等の性能、応用範囲を飛躍的に増大せしめるものであ
る。
来不可能とされてきた強誘電性液晶を用いた光書き込み
型液晶ライトバルブに於て、連続階調を有する読みだし
像を得ることができるようになり、光プリンターの中間
画像形成媒体、画像表示装置、画像処理装置、光情報処
理に用いられるインコヒーレント−コヒーレント変換器
等の性能、応用範囲を飛躍的に増大せしめるものであ
る。
第１図は、本発明に係る光書き込み型強誘電性液晶ライ
トバルブの駆動波形と光学応答を示す特性図。（ａ）
は、読み出し光だけの照射時、（ｂ）は、書き込み光と
読み出し光の照射時ｎの光学応答特性 第２図は、本発明に用いた光書き込み型強誘電性液晶ラ
イトバルブの構造を示す模式的断面図。 第３図は、本発明に用いた光書き込み型強誘電性液晶ラ
イトバルブの書き込み読みだし光学系を示すシステム
図、第４図は、従来の駆動法による光書き込み型強誘電
性液晶ライトバルブの光学応答特性図である。 １……矩形波電圧 ２……DCバイアス電圧 ３……消去電圧 ４……書き込み電圧 ５……光学応答（読み出し光） ６……光学応答（読みだし光＋書き込み光） 11a、11b……透明基板 12a、12b……透明電極 13a、13b……配向膜 14……強誘電性液晶層 15……光導電膜 16……誘電体ミラー 31……光書き込み形強誘電性液晶ライトバルブ 32……反射形偏光顕微 32……反射形変更顕微鏡 33……マイクロステージ 34……印加電圧 35……接眼レンズ 36……PINフォトダイオード 37……変調を受けた落射照明光 38……オシロスコープ 39……投射照明光（書き込み光） 40……解像度チャート 41……双極性パルス電圧 42……単安定状態 43……双安定状態
トバルブの駆動波形と光学応答を示す特性図。（ａ）
は、読み出し光だけの照射時、（ｂ）は、書き込み光と
読み出し光の照射時ｎの光学応答特性 第２図は、本発明に用いた光書き込み型強誘電性液晶ラ
イトバルブの構造を示す模式的断面図。 第３図は、本発明に用いた光書き込み型強誘電性液晶ラ
イトバルブの書き込み読みだし光学系を示すシステム
図、第４図は、従来の駆動法による光書き込み型強誘電
性液晶ライトバルブの光学応答特性図である。 １……矩形波電圧 ２……DCバイアス電圧 ３……消去電圧 ４……書き込み電圧 ５……光学応答（読み出し光） ６……光学応答（読みだし光＋書き込み光） 11a、11b……透明基板 12a、12b……透明電極 13a、13b……配向膜 14……強誘電性液晶層 15……光導電膜 16……誘電体ミラー 31……光書き込み形強誘電性液晶ライトバルブ 32……反射形偏光顕微 32……反射形変更顕微鏡 33……マイクロステージ 34……印加電圧 35……接眼レンズ 36……PINフォトダイオード 37……変調を受けた落射照明光 38……オシロスコープ 39……投射照明光（書き込み光） 40……解像度チャート 41……双極性パルス電圧 42……単安定状態 43……双安定状態
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀬倉 利江子 東京都江東区亀戸６丁目31番１号 セイ コー電子工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−18130（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/133 G02F 1/135 G09G 3/36
Claims (3)
- 【請求項１】透明電極上に光導伝体薄膜が形成された透
明基板と、透明電極が形成されるとともに前記透明基板
と対向配置された透明対向基板と、前記基板間の間隙に
封入された強誘電性液晶組成物と、を有する液晶ライト
バルブと、 前記液晶ライトバルブに電圧を印加する電圧印加手段
と、 光による書き込み手段と、 光による読み出し手段と、を備え、 前記電圧印加手段は、書き込み電圧を含んだ駆動波形を
出力するとともに、前記書き込み電圧に対して逆極性の
DC電圧がバイアス電圧として印加されていることを特徴
とする液晶ライトバルブ装置。 - 【請求項２】透明電極上に光導伝体薄膜が形成された透
明基板と、前記透明電極と対向する対向透明電極が設け
られた対向基板と、前記基板間の間隙に封入された強誘
電性液晶組成物を有する液晶ライトバルブの駆動方法で
あって、 前記２つの透明電極間に書き込み電圧に対して逆極性の
DC電圧がバイアス電圧として加えられた駆動波形を印加
するとともに、書き込み光と読み出し光を照射しながら
濃度階調を有する情報を光入力することにより、濃度階
調を有する読み出し像を出力することを特徴とする液晶
ライトバルブの駆動方法。 - 【請求項３】前記読み出し像は、DC電圧がバイアスされ
た極性方向の電圧により決定される液晶分子の配列状態
がクロスニコル下において暗視野状態となるように読み
出されたことを特徴とする請求項２に記載の液晶ライト
バルブの駆動方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2239594A JP2990297B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 液晶ライトバルブ装置及び液晶ライトバルブの駆動方法 |
| EP91114846A EP0475249B1 (en) | 1990-09-10 | 1991-09-03 | Method for driving liquid crystal light valve of light writing type |
| DE69123909T DE69123909T2 (de) | 1990-09-10 | 1991-09-03 | Verfahren zur Steuerung eines lichtadressierten Flüssigkristallichtventils |
| US07/755,616 US5221980A (en) | 1990-09-10 | 1991-09-05 | Method for driving ferroelectric liquid crystal light valve of light writing type |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2239594A JP2990297B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 液晶ライトバルブ装置及び液晶ライトバルブの駆動方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04119318A JPH04119318A (ja) | 1992-04-20 |
| JP2990297B2 true JP2990297B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=17047093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2239594A Expired - Fee Related JP2990297B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | 液晶ライトバルブ装置及び液晶ライトバルブの駆動方法 |
Country Status (4)
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|---|---|
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| EP (1) | EP0475249B1 (ja) |
| JP (1) | JP2990297B2 (ja) |
| DE (1) | DE69123909T2 (ja) |
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| EP0564209B1 (en) * | 1992-03-30 | 1997-12-03 | Ngk Insulators, Ltd. | Picture information memory device and picture information reproducing device using Pockels readout optical modulator element |
| JP2717606B2 (ja) * | 1992-05-27 | 1998-02-18 | 浜松ホトニクス株式会社 | 強誘電性液晶空間光変調装置 |
| US5416621A (en) * | 1992-06-11 | 1995-05-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Driving method for ferroelectric liquid crystal spatial light modulator |
| JP2796596B2 (ja) * | 1992-07-20 | 1998-09-10 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 空間光変調器の駆動方法及び空間光変調器 |
| US7227603B1 (en) * | 1993-07-22 | 2007-06-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid-crystal electro-optical apparatus and method of manufacturing the same |
| US5594569A (en) * | 1993-07-22 | 1997-01-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid-crystal electro-optical apparatus and method of manufacturing the same |
| US5700076A (en) * | 1994-07-25 | 1997-12-23 | Proxima Corporation | Laser illuminated image producing system and method of using same |
| EP0762370A3 (en) * | 1995-08-02 | 1998-01-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Driving method for display apparatus including an optical modulation device |
| FR2740894B1 (fr) * | 1995-11-08 | 1998-01-23 | Centre Nat Rech Scient | Dispositif d'affichage perfectionne a base de cristaux liquides et a effet bistable |
| US6133894A (en) * | 1996-12-17 | 2000-10-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Driving method for optical apparatus |
| US6297791B1 (en) * | 1997-11-21 | 2001-10-02 | Seiko Epson Corporation | Adjustment method of display device |
| TW530317B (en) * | 2000-11-07 | 2003-05-01 | Koninkl Philips Electronics Nv | Display device |
| CN112214953B (zh) * | 2020-10-20 | 2022-08-05 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 一种电路级总剂量辐射效应仿真方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4351589A (en) * | 1980-04-08 | 1982-09-28 | Hughes Aircraft Company | Method and apparatus for optical computing and logic processing by mapping of input optical intensity into position of an optical image |
| US4533215A (en) * | 1982-12-02 | 1985-08-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Real-time ultra-high resolution image projection display using laser-addressed liquid crystal light valve |
| US4672014A (en) * | 1985-10-08 | 1987-06-09 | The Mead Corporation | Exposure of imaging sheets utilizing a light valve as a wavelength transformer |
| GB2207272B (en) * | 1987-07-18 | 1991-08-14 | Stc Plc | Addressing liquid crystal cells |
| GB2208559B (en) * | 1987-08-12 | 1991-09-04 | Gen Electric Co Plc | Ferroelectric liquid crystal devices |
| US4917472A (en) * | 1988-03-14 | 1990-04-17 | Hughes Aircraft Company | Light valves with positive dielectric anisotropy liquid crystal and highly tilted off-perpendicular surface alignment, and associated operating method |
| JPH01315723A (ja) * | 1988-03-23 | 1989-12-20 | Seiko Instr Inc | 光書込型液晶ライトバルブ |
| IL93457A0 (en) * | 1989-02-27 | 1990-11-29 | Roxell Nv | Device for weighing free-flowing or strewable solid material |
| JPH0320719A (ja) * | 1989-06-16 | 1991-01-29 | Seiko Instr Inc | 光書込型液晶ライトバルブ |
-
1990
- 1990-09-10 JP JP2239594A patent/JP2990297B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-09-03 EP EP91114846A patent/EP0475249B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-09-03 DE DE69123909T patent/DE69123909T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-09-05 US US07/755,616 patent/US5221980A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69123909T2 (de) | 1997-04-30 |
| US5221980A (en) | 1993-06-22 |
| EP0475249A2 (en) | 1992-03-18 |
| EP0475249A3 (en) | 1992-08-05 |
| EP0475249B1 (en) | 1997-01-02 |
| DE69123909D1 (de) | 1997-02-13 |
| JPH04119318A (ja) | 1992-04-20 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |