JP3287983B2

JP3287983B2 - 空間光変調素子の駆動方法及び投射型ディスプレイ

Info

Publication number: JP3287983B2
Application number: JP25122995A
Authority: JP
Inventors: 浩二秋山; 昭文荻原; 博司筒井; 久仁小川; 幸生田中
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-10-06
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 2002-06-04
Anticipated expiration: 2015-09-28
Also published as: JPH08160385A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光演算装置、投射
型ディスプレイ等に用いられる空間光変調素子の駆動方
法、及びその駆動方法を用いた投射型ディスプレイに関
する。

【０００２】

【従来の技術】液晶層を用いた光アドレス型の空間光変
調素子（以下、「空間光変調素子」といえば、特にこと
わらない限り、この光アドレス型のものを指す）は、基
本的に、光導電体層と、電界の印加によって光の透過率
が変化する液晶層とを、対向する２つの透明導電性電極
で挟み込んだ構造からなっている。この空間光変調素子
の駆動は、両透明導電性電極間に外部から電圧を印加す
ることによってなされる。そして、この状態で光導電体
層に書き込み光を照射すると、光導電体層の電気抵抗が
変化して液晶層にかかる電圧が変化し、この電圧の大き
さに応じて液晶分子の配向状態が変化する。これによ
り、液晶層を通過する読み出し光が変調される。以上の
動作を利用すれば、光の閾値処理、波長変換、インコヒ
ーレント／コヒーレント変換、画像メモリーなどの機能
が実現されるため、空間光変調素子は光情報処理のキー
・デバイスとして位置づけられている。また、強度の大
きい読み出し光を書き込み光とは反対の方向から入射さ
せ、書き込んだ内容を反射型で読み出せば、光増幅機能
が実現されるので、投射型ディスプレイとして応用する
こともでき、汎用性に富んだ素子として期待されてい
る。

【０００３】現在、実用化されている投射型ディスプレ
イの方式としては、上記した光アドレス型の空間光変調
素子を用いるものの他に、３本の高輝度の陰極線管（以
下「ＣＲＴ」と略記する）によって投射するもの、及び
アクティブマトリックス液晶ライトバルブを高輝度の光
源によって投射するものなどがある。

【０００４】ＣＲＴによって投射する方式においては、
対角５〜７インチのＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３
本の高輝度ＣＲＴに画像を表示し、その画像を３本の投
射レンズによってスクリーン上に投射して合成すること
により、カラー画像が得られる。しかし、この場合に
は、明るい画面を得るためにＣＲＴが高輝度表示をせね
ばならないので、解像度及びコントラストが小さく、ま
た、投影装置の重量が重いといった問題点がある。

【０００５】また、アクティブマトリックス液晶ライト
バルブを高輝度の光源によって投射する方式において
は、Ｒ（青）、Ｇ（緑）、Ｂ（赤）の３枚の液晶パネル
又はＲ、Ｇ、Ｂカラーフィルターを一体化した１枚の液
晶パネルに画像を表示し、メタルハライドランプやハロ
ゲンランプなどの高輝度のバックライト光源によって読
み出すことにより、スクリーン上に投影される。この方
式によれば、ＣＲＴによって投射する方式に比べて、投
影装置を小型、軽量にできるという利点がある。しか
し、高解像度の画像を得るためには、液晶パネルの画素
サイズを小さくする必要があるので、画素の大きさに対
する遮光領域（アクティブマトリックス駆動のためのト
ランジスタ部分）の割合が大きくなり、画素の開口率が
低下して画像が暗くなるといった問題点がある。

【０００６】以上のように、解像度と明るさとはトレー
ド・オフの関係にあり、ＣＲＴ及びアクティブマトリッ
クス液晶ライトバルブを用いたプロジェクションディス
プレイでは、これらを両立させることができない。

【０００７】一方、光アドレス型の空間光変調素子を用
いた方式は、光導電体層にＣＲＴで画像を入力し、その
画像を液晶層側から高輝度光源によって反射型で読み出
し、投射レンズによってスクリーン上に投影する方式で
ある。この方式を採用すれば、投影装置を小型、軽量に
できると共に、高解像度で明るい画像が得られ、上記し
た解像度と明るさとの問題が解消される。

【０００８】空間光変調素子を構成する光導電体層とし
ては、一般に、可視光に対して高光感度の水素化非晶質
シリコン（以下「ａ−Ｓｉ：Ｈ」と略記する。）薄膜が
使用される。また、液晶層としては、一般に、高速応答
可能な強誘電性液晶が使用される。このような空間光変
調素子を駆動する交流電圧波形としては、図１７に示す
ような波形が提案されている（田中幸生ほか、ジャパニ
ーズジャーナルオブアプライドフィジックス
３３巻１９９４年６Ａ号１９９４年３４６９−
３４７７頁、Ｙ．Ｔａｎａｋａｅｔａｌ．Ｊｐ
ｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３３（６Ａ）
（１９９４）ｐｐ．３４６９−３４７７．）。この場
合、負の電圧Ｖ_wが印加されている期間Ｔ_wに、入力画
像がａ−Ｓｉ：Ｈ層（光導電体層）に与えられ、強誘電
性液晶層に画像が書き込まれる。そして、正の電圧Ｖ_e
が印加されている期間Ｔ_eに、書き込まれた画像が消去
される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の空間光変調
素子の駆動方法においては、消去電圧Ｖ_eの大きさを書
き込み電圧Ｖ_wの大きさよりも大きくすることにより、
双安定の強誘電性液晶を用いた空間光変調素子であって
も、中間調表示を行うことが可能とされている。また、
消去期間Ｔ_e（空間光変調素子ではオフ状態（暗状
態））を書き込み期間Ｔ_w（空間光変調素子ではオン状
態（明状態））に比べて短くすることにより、明るい出
力画像を得ることができるようにされている。

【００１０】しかし、上記従来の空間光変調素子の駆動
方法のように、書き込み期間Ｔ_wを長くした場合には、
書き込み光が照射されていない状態でも液晶層がオン状
態へ徐々にスイッチし、空間光変調素子の出力画像のコ
ントラストが著しく低下してしまうという問題点があっ
た。また、消去期間Ｔ_eが短いことにより、消去期間Ｔ
_eを経過しても、その前の書き込み期間Ｔ_wにおいて書
き込まれた画像が残ったり、又はこの「残像現象」が１
分以上の長期間にわたる「焼き付き現象」が見られると
いう問題点があった。

【００１１】残像あるいは焼き付きの問題を駆動波形の
面から解決するためには、周期を長くして実質的な消去
期間Ｔ_eを長くするか、周期が一定の下で消去期間Ｔ_e
を書き込み期間Ｔ_wよりも長くするか、又は消去期間Ｔ
_eにおける印加電圧Ｖ_eをより大きくすればよい。しか
し、消去期間Ｔ_eを長くすると、空間光変調素子の時間
開口率が低下し、出力画像が暗くなるという問題が発生
する。また、消去期間Ｔ_eにおける印加電圧Ｖ_eを大き
くすると、消去期間Ｔ_eが終了して書き込み期間Ｔ_wに
入っても、消去電圧Ｖ_eの大部分が液晶層に残留するこ
とになり、その結果、画像を書き込むために強度の大き
い光が必要となるので、空間光変調素子の書き込み感度
が低下すると共に、書き込み画像自身の解像度及びコン
トラストが低下し、ひいては空間光変調素子の出力画像
の解像度及びコントラストが低下するという好ましくな
い状態を引き起こす。このように消去期間Ｔ_eを長くし
たり、消去期間Ｔ_eにおける印加電圧Ｖ_eを大きくする
と、空間光変調素子の出力画像が暗くなると共に、解像
度及びコントラストも低下するため、良い方法とは言え
ない。

【００１２】また、上記従来の空間光変調素子の駆動方
法のように、書き込み期間Ｔ_wを長くした場合には、書
き込み光が照射されていない状態でも液晶層の透過率が
大きくなり、出力画像のコントラストが低下するという
問題点があった。これは、液晶層の静電容量が光導電体
層の静電容量と同等か、もしくは光導電体層の静電容量
に比べて小さいという素子構造に起因している。この問
題を解決するためには、逆に、光導電体層の静電容量を
液晶層の静電容量に比べて十分小さくすればよく、これ
を満足するためには、光導電体層の膜厚を液晶層の層厚
の少なくとも５倍にする必要がある。しかし、このよう
に光導電体層の膜厚を厚くすると、光導電体層の応力の
増加による基板の反りや変形によって液晶層の層厚にム
ラが生じ、空間光変調素子の出力画像の画質の均一性が
著しく低下すると共に、光導電体層の形成時間が長くな
ることによって空間光変調素子の製造コストが上昇する
といった問題が生じる。

【００１３】この問題を駆動波形の面から解決するため
には、周期を短くして実質的な書き込み期間Ｔ_wを短く
するか、又は周期が一定の下で書き込み期間Ｔ_wを消去
期間Ｔ_eよりも短くすればよい。しかし、この場合に
は、短い期間で液晶層をスイッチさせなければならない
ために、強度の大きい書き込み光が必要となり、その結
果、空間光変調素子の書き込み感度が低下すると共に、
書き込み画像自身の解像度及びコントラストが低下し、
ひいては空間光変調素子の出力画像の解像度及びコント
ラストが低下するという好ましくない状態を引き起こ
す。

【００１４】また、空間光変調素子を用いた投射型ディ
スプレイにおいて、画像を書き込む手段として、例えば
ＣＲＴのような点順次に走査して２次元画像を与える画
像表示装置を使用した場合には、ＣＲＴのフレーム周波
数と空間光変調素子の駆動波形の周波数とが共振し、空
間光変調素子の出力画像に「ビート」と呼ばれる空間的
にある周期を持った明るさの分布が発生する。このビー
トが顕著な場合には、画像上に明暗の帯が現れて画質が
著しく低下し、また、この明暗の帯が時間と共に移動
し、その速さが速い場合には、チラツキとして感知さ
れ、画像が非常に見づらいものになってしまう。特に、
このビートは整流性を有する光導電層と強誘電性液晶の
ように印加電圧の極性に応じてスイッチングする液晶を
用いた空間光変調素子において、より顕著となる。なぜ
なら、空間光変調素子の出力画像は、駆動波形の周波数
によって強制的にオン／オフを繰り返すため、駆動波形
の周波数とＣＲＴのフレーム周波数とが共振し易いから
である。また、このビートは、空間光変調素子をどの周
波数で駆動しても、強弱の程度こそあれ、必ず発生す
る。このビートを目立たなくするためには、空間光変調
素子の駆動波形の周波数を１ｋＨｚ以上の高周波にし
て、発生するビートの周波数を人間の目で感知されない
程度の高周波にすればよいが、空間光変調素子の時間開
口率が低下してしまうために出力画像が暗くなるという
問題が生じる。

【００１５】本発明は、従来技術における前記課題を解
決するため、明るく、高コントラストで、かつ、高解像
度の画像が得られ、しかも出力画像に残像や焼き付きが
感知されない空間光変調素子の駆動方法を提供すること
を目的とする。また、本発明は、ビートの発生を抑えて
見やすい画像を出力することのできる投射型ディスプレ
イを提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る空間光変調素子の駆動方法は、透明導
電性電極を有する２枚の透明絶縁性基板で挟まれた領域
に、光導電体層と、液晶層と、これらの層の間に配置さ
れた反射鏡とを少なくとも備えた空間光変調素子の駆動
方法であって、前記両透明導電性電極間に、所定の極性
を有する第１の電圧と、前記第１の電圧とは反対の極性
を有する第２の電圧とが交互に現れる波形からなる交流
電圧が印加され、かつ、前記交流電圧の周期、各サイク
ルごとの前記第１の電圧、各サイクルごとの前記第２の
電圧、前記交流電圧の１サイクル内の前記第１の電圧の
値、前記交流電圧の１サイクル内の前記第２の電圧の
値、及び前記第１の電圧の期間と前記第２の電圧の期間
との比からなる群から選ばれる少なくとも１つが一定で
ないことを特徴とする。

【００１７】また、前記本発明の空間光変調素子の駆動
方法においては、第１の電圧の大きさが第２の電圧の大
きさよりも大きいのが好ましい。また、前記本発明の空
間光変調素子の駆動方法においては、第１の電圧の期間
が第２の電圧の期間よりも短いのが好ましい。

【００１８】また、前記本発明の空間光変調素子の駆動
方法においては、交流電圧の周期が、中心の周期Ｔ₀に
対してＴ₀／１０以上１０Ｔ₀以下の範囲で変動するの
が好ましい。

【００１９】また、前記本発明の空間光変調素子の駆動
方法においては、交流電圧が、それぞれが異なる一定の
電圧値を有する複数種類のサイクルの組合せからなるの
が好ましい。

【００２０】また、前記本発明の空間光変調素子の駆動
方法においては、交流電圧の１サイクル内の第１の電圧
の値が時間の経過と共に小さくなるのが好ましい。ま
た、前記本発明の空間光変調素子の駆動方法において
は、交流電圧の１サイクル内の第２の電圧の値が時間の
経過と共に小さくなるのが好ましい。

【００２１】また、前記本発明の空間光変調素子の駆動
方法においては、交流電圧の１サイクル内の第２の電圧
の大きさが少なくとも１つの極大値又は極小値を有する
のが好ましい。

【００２２】また、前記本発明の空間光変調素子の駆動
方法においては、第１の電圧及び第２の電圧からなる群
から選ばれる少なくとも１つの電圧の値が、１ないし略
１０サイクルごとに異なるのが好ましい。

【００２３】また、前記本発明の空間光変調素子の駆動
方法においては、第１の電圧及び第２の電圧からなる群
から選ばれる少なくとも１つの電圧の値の変動する範囲
が、各電圧値の略１０周期以上の時間平均値Ｖ₀に対し
てＶ₀／１０以上１０Ｖ₀以下であるのが好ましい。

【００２４】また、前記本発明の空間光変調素子の駆動
方法においては、第１の電圧の期間と第２の電圧の期間
との比の変動幅が、０．１以上１０以下であるのが好ま
しい。

【００２５】また、前記本発明の空間光変調素子の駆動
方法においては、光導電体層が整流性を有するのが好ま
しい。また、前記本発明の空間光変調素子の駆動方法に
おいては、液晶層が、強誘電性液晶及び反強誘電性液晶
からなる群から選ばれる少なくとも１つを構成材料とす
るのが好ましい。

【００２６】また、本発明に係る投射型ディスプレイの
構成は、透明導電性電極を有する２枚の透明絶縁性基板
で挟まれた領域に、光導電体層と、液晶層と、これらの
層の間の同一平面内に設けられた反射鏡とを少なくとも
備えた空間光変調素子と、前記両透明導電性電極間に接
続された前記空間光変調素子を駆動するための交流電源
と、前記空間光変調素子に画像を与える画像入力手段
と、前記画像入力手段から出力された画像を前記光導電
体層に結像する画像結像手段と、前記空間光変調素子が
出力する画像を読み出すための光源及び投射レンズとを
少なくとも備えた投射型ディスプレイであって、前記交
流電源から出力される交流電圧が、所定の極性を有する
第１の電圧と、前記第１の電圧とは反対の極性を有する
第２の電圧とが交互に現れる波形を有し、かつ、前記交
流電圧の周期、各サイクルごとの前記第１の電圧、各サ
イクルごとの前記第２の電圧、前記交流電圧の１サイク
ル内の前記第１の電圧の値、前記交流電圧の１サイクル
内の前記第２の電圧の値、及び前記第１の電圧の期間と
前記第２の電圧の期間との比からなる群から選ばれる少
なくとも１つが一定でないことを特徴とする。

【００２７】また、前記本発明の投射型ディスプレイの
構成においては、第１の電圧の大きさが第２の電圧の大
きさよりも大きいのが好ましい。また、前記本発明の投
射型ディスプレイの構成においては、第１の電圧の期間
が第２の電圧の期間よりも短いのが好ましい。

【００２８】また、前記本発明の投射型ディスプレイの
構成においては、交流電圧の周期が、中心の周期Ｔ₀に
対してＴ₀／１０以上１０Ｔ₀以下の範囲で変動するの
が好ましい。

【００２９】また、前記本発明の投射型ディスプレイの
構成においては、交流電圧が、それぞれが異なる一定の
電圧値を有する複数種類のサイクルの組合せからなるの
が好ましい。

【００３０】また、前記本発明の投射型ディスプレイの
構成においては、交流電圧の１サイクル内の第１の電圧
の値が時間の経過と共に小さくなるのが好ましい。ま
た、前記本発明の投射型ディスプレイの構成において
は、交流電圧の１サイクル内の第２の電圧の値が時間の
経過と共に小さくなるのが好ましい。

【００３１】また、前記本発明の投射型ディスプレイの
構成においては、交流電圧の１サイクル内の第２の電圧
の大きさが少なくとも１つの極大値又は極小値を有する
のが好ましい。

【００３２】また、前記本発明の投射型ディスプレイの
構成においては、第１の電圧及び第２の電圧からなる群
から選ばれる少なくとも１つの電圧の値が、１ないし略
１０サイクルごとに異なるのが好ましい。

【００３３】また、前記本発明の投射型ディスプレイの
構成においては、第１の電圧及び第２の電圧からなる群
から選ばれる少なくとも１つの電圧の値の変動する範囲
が、各電圧値の略１０周期以上の時間平均値Ｖ₀に対し
てＶ₀／１０以上１０Ｖ₀以下であるのが好ましい。

【００３４】また、前記本発明の投射型ディスプレイの
構成においては、第１の電圧の期間と第２の電圧の期間
との比の変動幅が、０．１以上１０以下であるのが好ま
しい。

【００３５】また、前記本発明の投射型ディスプレイの
構成においては、画像入力手段が陰極線管からなるのが
好ましい。

【００３６】

【発明の実施の形態】前記本発明の空間光変調素子の駆
動方法によれば、透明導電性電極を有する２枚の透明絶
縁性基板で挟まれた領域に、光導電体層と、液晶層と、
これらの層の間に配置された反射鏡とを少なくとも備え
た空間光変調素子の駆動方法であって、前記両透明導電
性電極間に、所定の極性を有する第１の電圧と、前記第
１の電圧とは反対の極性を有する第２の電圧とが交互に
現れる波形からなる交流電圧が印加され、かつ、前記交
流電圧の周期、各サイクルごとの前記第１の電圧、各サ
イクルごとの前記第２の電圧、前記交流電圧の１サイク
ル内の前記第１の電圧の値、前記交流電圧の１サイクル
内の前記第２の電圧の値、及び前記第１の電圧の期間と
前記第２の電圧の期間との比からなる群から選ばれる少
なくとも１つが一定でないことにより、以下のような作
用を奏することができる。すなわち、周期が一定でない
交流電圧波形を駆動波形として用いれば、周期の長短に
よって書き込み期間の長い状態と短い状態とが作り出さ
れる。書き込み期間が長い場合には、書き込み光が照射
されていない状態においても液晶層がスイッチし易くな
るが、その一方で、書き込み光の強度を減少させること
ができる。また、書き込み期間が短い場合には、書き込
み光の強度が大きくなるが、その一方で、書き込み光が
照射されていない状態における液晶層のスイッチングを
抑制することができる。従って、書き込み期間の長い状
態と短い状態の混在及び液晶層の非線形性によって、書
き込み期間の長い場合と短い場合におけるそれぞれの長
所を引き出すことができると共に、それぞれの短所を目
立たなくすることができる。その結果、書き込み光が照
射されていない状態における液晶層のスイッチングを防
止することができると共に、書き込み光の強度を小さく
することができるので、高コントラストで、かつ、高解
像度の出力画像が得られる。また、周期の長短によって
消去期間の短い状態と長い状態とが作り出される。消去
期間が短い場合には、書き込み画像の消去が十分ではな
く、残像や焼き付きが生じ易くなるが、消去期間が長い
時に直ちに残像や焼き付きを除去してしまうことができ
るので、応答の遅い肉眼では出力画像に残像や焼き付き
が感知されることはない。従って、消去期間の短い状態
と長い状態の混在及び液晶層の非線形性によって、消去
期間の短い場合と長い場合におけるそれぞれの長所を引
き出すことができると共に、それぞれの短所を目立たな
くすることができる。その結果、残像や焼き付きが無
く、しかも高コントラストで、かつ、高解像度の出力画
像が得られる。また、各サイクルごとの第１又は第２の
電圧が一定でない交流電圧波形を駆動波形として用いれ
ば、第１の電圧を消去電圧とし、第２の電圧を書き込み
電圧とすることにより、以下のような作用を奏すること
ができる。すなわち、、消去電圧が大きい場合には、残
像や焼き付きを抑えることができ、消去電圧が小さい場
合には、書き込み期間の液晶層に消去電圧が残留する状
態を除去することができる。また、書き込み電圧が大き
い場合には、書き込み光の強度を低減することができ、
書き込み電圧が小さい場合には、書き込み光が照射され
ていない状態で液晶層が自然にスイッチしてしまうとい
う不都合な状態を除去して、出力画像のコントラストを
向上させることができる。従って、それぞれの場合に得
られる長所をうまく引き出して、高コントラストかつ高
解像度で、しかも残像や焼き付きの感知されない画像を
得ることができる。また、交流電圧の１サイクル内の第
１の電圧の値、又は交流電圧の１サイクル内の第２の電
圧の値が一定でない交流電圧波形を駆動波形として用い
れば、第１の電圧を消去電圧とし、第２の電圧を書き込
み電圧とすることにより、以下のような作用を奏するこ
とができる。すなわち、消去電圧を各サイクルにおいて
時間の経過と共に高い電圧から低い電圧へ変化させた場
合には、初期の高い電圧の時に書き込み画像を完全に消
去して、残像や焼き付きを抑えることができる。また、
書き込み期間に入る直前においては、消去電圧が低い電
圧となり、書き込み期間の初期における液晶層にかかる
電圧が小さくなるので、書き込み光の強度を小さくする
ことができる。その結果、高コントラストかつ高解像度
で、しかも残像や焼き付きの感知されない画像が得られ
る。一方、書き込み電圧を各サイクルにおいて時間の経
過と共に大きい電圧から小さい電圧へ変化させた場合に
は、初期の大きい電圧の時に、書き込み光の強度を減少
させることができ、また、小さい電圧の時に、書き込み
光が照射されていない状態で液晶層がスイッチしてしま
うという不都合な状態を除去することができるので、高
解像度と高コントラストとの両立が容易に実現される。
また、第１の電圧の期間と第２の電圧の期間との比が一
定でない交流電圧波形を駆動波形として用いれば、第１
の電圧の期間を消去期間とし、第２の電圧の期間を書き
込み期間とすることにより、以下の作用を奏することが
できる。すなわち、消去期間と書き込み期間との比が大
きい時には、出力画像の明るさが減少するが、残像や焼
き付きの発生を抑えることができると共に、書き込み光
が照射されていない状態において液晶層が自然にスイッ
チしてしまうという不都合な状態を除去することができ
る。また、消去期間と書き込み期間との比が小さい時に
は、残像や焼き付きが発生し易く、また、書き込み光が
照射されていない状態において液晶層が自然にスイッチ
してしまうという不都合な状態が発生し易いが、出力画
像を明るくすることができる。従って、消去期間と書き
込み期間との比の大きい状態と小さい状態の混在及び液
晶層の非線形性によって、消去期間と書き込み期間との
比の大きい場合と小さい場合におけるそれぞれの長所を
引き出すことができると共に、それぞれの短所を目立た
なくすることができる。その結果、残像や焼き付きが無
く、しかも高コントラストかつ高解像度で明るい出力画
像が得られる。

【００３７】また、前記本発明の空間光変調素子の駆動
方法において、第１の電圧の大きさが第２の電圧の大き
さよりも大きいという好ましい例によれば、第１の電圧
を消去電圧とし、第２の電圧を書き込み電圧とすること
により、双安定の強誘電性液晶を用いた空間光変調素子
であっても、中間調表示を行うことが可能となる。

【００３８】また、前記本発明の空間光変調素子の駆動
方法において、第１の電圧の期間が第２の電圧の期間よ
りも短いという好ましい例によれば、第１の電圧の期間
を消去期間（空間光変調素子ではオフ状態（暗状態））
とし、第２の電圧の期間を書き込み期間（空間光変調素
子ではオン状態（明状態））とすることにより、明るい
出力画像が得られる。

【００３９】また、前記本発明の空間光変調素子の駆動
方法において、交流電圧の周期が、中心の周期Ｔ₀に対
してＴ₀／１０以上１０Ｔ₀以下の範囲で変動するとい
う好ましい例によれば、ゆらぎの無い安定した明るさの
出力画像が得られる。

【００４０】また、前記本発明の空間光変調素子の駆動
方法において、交流電圧の１サイクル内の第２の電圧の
大きさが少なくとも１つの極大値又は極小値を有すると
いう好ましい例によれば、空間光変調素子の書き込み光
に対する感度を時間的に変化させることができるので、
書き込み光学系及び読み出し光学系の明るさの分布から
生ずる出力画像の明るさの分布を小さくすることができ
る。

【００４１】また、前記本発明の空間光変調素子の駆動
方法において、第１の電圧及び第２の電圧からなる群か
ら選ばれる少なくとも１つの電圧の値の変動する範囲
が、各電圧値の略１０周期以上の時間平均値Ｖ₀に対し
てＶ₀／１０以上１０Ｖ₀以下であるという好ましい例
によれば、ゆらぎの無い安定した明るさの出力画像が得
られる。

【００４２】また、前記本発明の空間光変調素子の駆動
方法において、第１の電圧の期間と第２の電圧の期間と
の比の変動幅が、０．１以上１０以下であるという好ま
しい例によれば、第１の電圧の期間を消去期間とし、第
２の電圧の期間を書き込み期間とすることにより、ディ
スプレイとして使用した場合にゆらぎの無い安定した明
るさの出力画像が得られる。

【００４３】また、前記本発明の空間光変調素子の駆動
方法において、光導電体層が整流性を有するという好ま
しい例によれば、書き込み光の入射に対して効率良く光
キャリアを発生させ、この光キャリアを効率良く液晶層
側へ輸送することができる。

【００４４】また、前記本発明の空間光変調素子の駆動
方法において、液晶層が、強誘電性液晶及び反強誘電性
液晶からなる群から選ばれる少なくとも１つを構成材料
とするという好ましい例によれば、液晶層の厚みを小さ
くすることができることから、光導電体層の膜厚を薄く
することができる。また、強誘電性液晶及び反強誘電性
液晶は高速応答が可能で、メモリー機能をも有すること
から有用である。また、液晶層に、強誘電性液晶、反強
誘電性液晶、又は強誘電性液晶と反強誘電性液晶との混
合物を用いれば、液晶層に書き込んだ画像を順方向バイ
アスの印加によって消去することができる。

【００４５】また、前記本発明の投射型ディスプレイの
構成によれば、透明導電性電極を有する２枚の透明絶縁
性基板で挟まれた領域に、光導電体層と、液晶層と、こ
れらの層の間の同一平面内に設けられた反射鏡とを少な
くとも備えた空間光変調素子と、前記両透明導電性電極
間に接続された前記空間光変調素子を駆動するための交
流電源と、前記空間光変調素子に画像を与える画像入力
手段と、前記画像入力手段から出力された画像を前記光
導電体層に結像する画像結像手段と、前記空間光変調素
子が出力する画像を読み出すための光源及び投射レンズ
とを少なくとも備えた投射型ディスプレイであって、前
記交流電源から出力される交流電圧が、所定の極性を有
する第１の電圧と、前記第１の電圧とは反対の極性を有
する第２の電圧とが交互に現れる波形を有し、かつ、前
記交流電圧の周期、各サイクルごとの前記第１の電圧、
各サイクルごとの前記第２の電圧、前記交流電圧の１サ
イクル内の前記第１の電圧の値、前記交流電圧の１サイ
クル内の前記第２の電圧の値、及び前記第１の電圧の期
間と前記第２の電圧の期間との比からなる群から選ばれ
る少なくとも１つが一定でないことにより、以下のよう
な作用を奏することができる。すなわち、交流電圧の周
期又は第１の電圧の期間と前記第２の電圧の期間との比
が一定でない交流電圧波形を駆動波形として用いれば、
画像を書き込む手段として、例えば陰極線管（ＣＲＴ）
のような点順次に走査して２次元画像を与える画像表示
装置を使用する場合であっても、ＣＲＴのフレーム周波
数と空間光変調素子の駆動波形の周波数とが共振するこ
とはなく、空間光変調素子の出力画像にビートが発生す
ることはない。また、各サイクルごとの第１の電圧、各
サイクルごとの第２の電圧、交流電圧の１サイクル内の
第１の電圧の値、又は交流電圧の１サイクル内の第２の
電圧の値が一定でない交流電圧波形を駆動波形として用
いれば、上記のように残像や焼き付きが無く、明るく、
高コントラストで、かつ、高解像度の美しい投射画像が
得られる。

【００４６】

【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的
に説明する。図１は本発明に係る空間光変調素子の一実
施例を示す断面図である。図１に示すように、透明絶縁
性基板１０１（例えば、耐熱ガラス基板、石英基板又は
サファイヤ基板）の上には、透明導電性電極（例えば、
ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）、ＺｎＯもしくはＳ
ｎＯ₂などの導電性酸化物又はＣｒ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ
などの半透明金属薄膜）１０２と、非晶質半導体からな
る光導電体層１０３とが順に配置されている。また、光
導電体層１０３の上には、反射鏡１０４と、液晶層１０
５を配向するための配向膜１０６とが順に配置されてい
る。また、対向側の透明絶縁性基板（例えば、耐熱ガラ
ス基板、石英基板又はサファイヤ基板）１０９の上に
は、透明導電性電極（例えば、ＩＴＯ（インジウム−ス
ズ酸化物）、ＺｎＯもしくはＳｎＯ₂などの導電性酸化
物又はＣｒ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄなどの半透明金属薄膜）
１０７と、液晶層１０５を配向するための配向膜１０８
とが順に配置されている。そして、両基板間には液晶層
１０５が配置されている。

【００４７】この空間光変調素子の駆動は、両透明導電
性電極１０２、１０７間に接続された交流電源１１４に
よって交流電圧を印加することにより行われる。交流電
圧としては、例えば、図４に示す波形を有する電圧が使
用される。図４においては、負の電圧Ｖ_wが印加されて
いる期間が、空間光変調素子に画像を書き込む書き込み
期間Ｔ_wであり、正の電圧Ｖ_eが印加されている期間
が、書き込んだ画像を消去する消去期間Ｔ_eである。

【００４８】負の電圧Ｖ_wが空間光変調素子に印加され
ている状態で、透明絶縁性基板１０１側から光導電体層
１０３に書き込み光１１０を照射すると、書き込み光１
１０が照射されている部分の光導電体層１０３の電気抵
抗が変化して、この部分の液晶層１０５にかかる電圧が
増大し、この電圧の大きさに応じて液晶分子の配向状態
が変化する。この液晶分子の配向状態の変化は、偏光子
１１１と検光子１１２を組み合わせた光学系を用いて、
書き込み光１１０とは反対側（透明導電性電極１０９
側）から読み出し光１１３を入射することにより、反射
鏡１０４からの反射光として観測される。尚、偏光子１
１１と検光子１１２を組み合わせた光学系の代わりに、
１つの偏光ビームスプリッタを用いることもできる。

【００４９】図４〜図１６に、交流電源によって空間光
変調素子に印加される交流電圧波形の具体例を示す。図
４は、消去電圧Ｖ_e、書き込み電圧Ｖ_w及び消去期間Ｔ
_eと書き込み期間Ｔ _wとの比（以下「ＥＷ期間比」とい
う。）Ｔ_e／Ｔ_wを一定とし、周波数１／Ｔ（但し、周
期Ｔ＝Ｔ_e＋Ｔ_w）のみを各サイクルごとに変化させた
交流電圧波形を示している。周期Ｔの変動範囲は、上限
としては肉眼でチラツキが感じられない程度であり、下
限としては液晶層が応答できる程度である。周期Ｔの変
動範囲の下限は、使用する液晶の材料や液晶層の厚みに
依存するが、具体的な周期Ｔ（周波数１／Ｔ）の範囲と
しては、１μｓｅｃ以上１ｓｅｃ以下（１Ｈｚ以上１Ｍ
Ｈｚ以下）が好ましい。なかでも、１０μｓｅｃ以上
０．１ｓｅｃ以下（１０Ｈｚ以上１００ｋＨｚ以下）が
好ましく、さらには１００μｓｅｃ以上０．３３ｓｅｃ
以下（３０Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下）が好ましい。この
ように周期Ｔが一定でない交流電圧波形を駆動波形とし
て用いることにより、周期Ｔの長短によって書き込み期
間Ｔ_wの長い状態と短い状態とが作り出される。書き込
み期間Ｔ_wが長い場合には、書き込み光が照射されてい
ない状態においても液晶層がスイッチし易くなるが、そ
の一方で、書き込み光の強度を小さくすることができ
る。また、書き込み期間Ｔ_wが短い場合には、書き込み
光の強度が大きくなるが、その一方で、書き込み光が照
射されていない状態における液晶層のスイッチングを抑
制することができる。従って、書き込み期間Ｔ_wの長い
状態と短い状態の混在及び液晶層の非線形性によって、
書き込み期間Ｔ_wの長い場合と短い場合におけるそれぞ
れの長所を引き出すことができると共に、それぞれの短
所を目立たなくすることができる。その結果、書き込み
光が照射されていない状態における液晶層のスイッチン
グを防止することができると共に、書き込み光の強度を
小さくすることができるので、高コントラストで、か
つ、高解像度の出力画像が得られる。また、周期Ｔの長
短によって消去期間Ｔ_eの短い状態と長い状態とが作り
出される。消去期間Ｔ_eが短い場合には、書き込み画像
の消去が十分ではなく、残像や焼き付きが生じ易くなる
が、消去期間Ｔ_eが長い時に直ちに残像や焼き付きを除
去してしまうことができるので、応答の遅い肉眼では出
力画像に残像や焼き付きが感知されない。従って、消去
期間Ｔ_eの短い状態と長い状態の混在及び液晶層の非線
形性によって、消去期間Ｔ_eの短い場合と長い場合にお
けるそれぞれの長所を引き出すことができると共に、そ
れぞれの短所を目立たなくすることができる。その結
果、残像や焼き付きが無く、しかも高コントラストで、
かつ、高解像度の出力画像が得られる。

【００５０】尚、各サイクルごとに周波数を変化させる
といっても、あまり広い範囲で変化させると、ディスプ
レイとして使用した場合に、画像の明るさにゆらぎが生
ずる場合がある。周期Ｔを、ある中心の周期Ｔ₀に対し
て、Ｔ₀／１０以上１０Ｔ₀以下の範囲で変化させれ
ば、ゆらぎのない安定した明るさの画像が得られる。Ｔ
₀の具体的な値は、２００μｓｅｃ以上２０ｍｓｅｃ以
下の範囲から選ばれる。ディスプレイとして使用する場
合には、消去期間Ｔ_eに比べて書き込み期間Ｔ_wが大き
い方が明るい画像が得られるので、ＥＷ期間比Ｔ_e／Ｔ
_wは１以下であるのが好ましいが、光演算やホログラム
等の他の使用形態をも含めた場合には、０．０１以上２
以下であるのが好ましく、さらには０．０５以上１以下
であるのが好ましい。

【００５１】図５は、周期Ｔ及びＥＷ期間比Ｔ_e／Ｔ_w
を一定とし、消去電圧Ｖ_e及び書き込み電圧Ｖ_wのみを
ランダムに変化させた交流電圧波形を示している。但
し、消去電圧Ｖ_e及び書き込み電圧Ｖ_wをランダムに変
化させるといっても、消去電圧Ｖ_e及び書き込み電圧Ｖ
_wの値が０になる場合はあるが極性が変わることはな
い。

【００５２】このように消去電圧Ｖ_e及び書き込み電圧
Ｖ_wをランダムに変化させた交流電圧波形を駆動波形と
して用いれば、以下のような効果が得られる。すなわ
ち、消去電圧Ｖ_eが大きい場合には、残像や焼き付きを
抑えることができ、消去電圧Ｖ _eが小さい場合には、書
き込み期間Ｔ_wの液晶層に消去電圧Ｖ_eが残留する状態
を除去することができる。また、書き込み電圧Ｖ_wが大
きい場合には、書き込み光の強度を低減することがで
き、書き込み電圧Ｖ_wが小さい場合には、書き込み光が
照射されていない状態で液晶層が自然にスイッチしてし
まうという不都合な状態を除去して、出力画像のコント
ラストを向上させることができる。従って、消去電圧Ｖ
_e及び書き込み電圧Ｖ_wをランダムに変化させた交流電
圧波形を駆動波形として用いれば、単純に書き込み電圧
Ｖ_w及び消去電圧Ｖ_eを増加あるいは減少させた場合に
生ずる問題点を抑え、それぞれの場合に得られる長所を
うまく引き出して、高コントラストかつ高解像度で、し
かも残像や焼き付きの感知されない画像を得ることがで
きる。

【００５３】図６は、周期Ｔ、ＥＷ期間比Ｔ_e／Ｔ_w及
び書き込み電圧Ｖ_wを一定とし、消去電圧Ｖ_eのみを各
サイクルにおいて時間の経過と共に変化させた交流電圧
波形を示している。図６Ａ〜Ｄは、消去電圧Ｖ_eが高い
電圧Ｖ_e1から低い電圧Ｖ_e2へ変化する４つのパターンを
示しているが、消去電圧Ｖ_eの変化のパターンとして
は、ここに挙げたもの以外でも構わない。このように消
去電圧Ｖ_eを各周期において時間の経過と共に高い電圧
Ｖ_e1から低い電圧Ｖ_e2へ変化させた交流電圧波形を駆動
波形として用いれば、初期の高い電圧Ｖ_e1の時に書き込
み画像を完全に消去して、残像や焼き付きを抑えること
ができる。また、書き込み期間Ｔ_wに入る直前において
は、消去電圧Ｖ_eが低い電圧Ｖ_e2となり、書き込み期間
Ｔ_wの初期における液晶層にかかる電圧が小さくなるの
で、書き込み光の強度を小さくすることができる。その
結果、高コントラストかつ高解像度で、しかも残像や焼
き付きの感知されない画像が得られる。

【００５４】図７は、周期Ｔ、ＥＷ期間比Ｔ_e／Ｔ_w及
び消去電圧Ｖ_eを一定とし、書き込み電圧Ｖ_wのみを各
サイクルにおいて時間の経過と共に変化させた交流電圧
波形を示している。図７Ａ〜Ｄは、書き込み電圧Ｖ_wが
大きい電圧Ｖ_w1から小さい電圧Ｖ_w2へ変化する４つのパ
ターンを示しているが、書き込み電圧Ｖ_wの変化のパタ
ーンとしては、ここに挙げたもの以外でも構わない。こ
のように書き込み電圧Ｖ_wを各サイクルにおいて時間の
経過と共に大きい電圧Ｖ_w1から小さい電圧Ｖ_w2へ変化さ
せた交流電圧波形を駆動波形として用いれば、初期の大
きい電圧Ｖ_w1の時に、書き込み光の強度を減少させるこ
とができ、また、小さい電圧Ｖ_w2の時に、書き込み光が
照射されていない状態で液晶層がスイッチングしてしま
うという不都合な状態を除去することができるので、単
純に書き込み電圧Ｖ_wを大きく又は小さくするという操
作では困難であった高解像度と高コントラストとの両立
を容易に実現することができる。

【００５５】図８は、周期Ｔ、ＥＷ期間比Ｔ_e／Ｔ_w及
び消去電圧Ｖ_eを一定とし、書き込み電圧Ｖ_wのみを各
周期において時間の経過と共に変化させた交流電圧波形
を示している。但し、書き込み電圧Ｖ_wは初期値のＶ_w1
から極大値Ｖ_w2を経てＶ_w3へ変化するものとする。図８
Ａ〜Ｄは、書き込み電圧Ｖ_wが初期値Ｖ_w1から極大値Ｖ
_w2を経てＶ_w3へ変化する４つのパターンを示している
が、書き込み電圧Ｖ_wの変化のパターンとしては、ここ
に挙げたもの以外でも構わない。また、極大値Ｖ _w2とな
る時間も、書き込み期間Ｔ_wの範囲内であれば特に限定
されない。このような書き込み電圧Ｖ_wの変化は、空間
光変調素子の書き込み光１１０に対する感度を時間的に
変化させる。すなわち、極大値Ｖ_w2の時が最も高感度で
あり、ある一定の強度を有する書き込み光に対して出力
画像が最も明るくなる。従って、このような交流電圧波
形を駆動波形として用いれば、書き込み光学系及び読み
出し光学系の明るさの分布から生ずる出力画像の明るさ
の分布を小さくすることができる。同様の考え方から、
図９Ａ〜Ｄに示すように、出力画像の明るさの分布に合
わせて、書き込み電圧Ｖ_wを初期値のＶ_w1から極小値Ｖ
_w2を経てＶ_w3へ変化させた交流電圧波形を駆動波形とし
て用いることもできる。

【００５６】図１０Ａ、Ｂは、周期Ｔ、ＥＷ期間比Ｔ_e
／Ｔ_w及び書き込み電圧Ｖ_wを一定とし、消去電圧Ｖ_e
の値を各サイクルごとに変化させた交流電圧波形を示し
ている。但し、図１０Ａの場合は消去電圧Ｖ_eの変化は
不規則であるが、図１０Ｂの場合はある一定の規則に従
って消去電圧Ｖ_eを変化させている。このように消去電
圧Ｖ_eの値を各サイクルごとに変化させた交流電圧波形
を駆動波形として用いれば、以下のような効果が得られ
る。すなわち、消去電圧Ｖ_eが大きい場合には、残像や
焼き付きを抑えることができ、消去電圧Ｖ_eが小さい場
合には、書き込み期間Ｔ_wの液晶層に消去電圧Ｖ_eが残
留する状態を除去することができるので、書き込み感度
が低下することはなく、また、残像や焼き付きの無い明
るい画像が得られる。

【００５７】図１０Ｃ、Ｄは、周期Ｔ、ＥＷ期間比Ｔ_e
／Ｔ_w及び消去電圧Ｖ_eを一定とし、書き込み電圧Ｖ_w
の値を各サイクルごとに変化させた交流電圧波形を示し
ている。但し、図１０Ｃの場合は書き込み電圧Ｖ_wの変
化は不規則であるが、図１０Ｄの場合はある一定の規則
に従って変化させている。このように書き込み電圧Ｖ _w
の値を各サイクルごとに変化させた交流電圧波形を駆動
波形として用いれば、以下のような効果が得られる。す
なわち、書き込み電圧Ｖ_wが大きい場合には、書き込み
光の強度を小さくすることができ、書き込み電圧Ｖ_wが
小さい場合には、書き込み光が照射されていない状態で
液晶層が自然にスイッチしてしまうという不都合な状態
を除去することができるので、高解像度で、かつ、高コ
ントラストの明るい画像が得られる。

【００５８】図１１Ａ〜Ｃは、周期Ｔ、ＥＷ期間比Ｔ_e
／Ｔ_w及び書き込み電圧Ｖ_wを一定とし、消去電圧Ｖ_e
の値をある規則に従って変化させた交流電圧波形を示し
ている。図１１Ａは、高い消去電圧Ｖ_e1を有する１サイ
クルの後、低い消去電圧Ｖ_e2を有するサイクルがｌ回繰
り返され、さらに高い消去電圧Ｖ_e1を有する１サイクル
の後、低い消去電圧Ｖ_e2を有するサイクルがｍ回繰り返
される交流電圧波形である。図１１Ｂは、低い消去電圧
Ｖ_e2を有する１サイクルの後、高い消去電圧Ｖ _e1を有す
るサイクルがｎ回繰り返され、さらに低い消去電圧Ｖ_e2
を有する１サイクルの後、高い消去電圧Ｖ_e1を有するサ
イクルがｕ回繰り返される交流電圧波形である。図１１
Ｃは、低い消去電圧Ｖ_e2を有するサイクルがｌ回繰り返
された後、高い消去電圧Ｖ_e1を有するサイクルがｎ回繰
り返され、さらに低い消去電圧Ｖ _e2を有するサイクルが
ｍ回繰り返され、さらに高い消去電圧Ｖ_e1を有するサイ
クルがｕ回繰り返される交流電圧波形である。但し、ｌ
≧１、ｍ≧１、ｎ≧１、ｕ≧１であれば、ｌ＝ｍでもｌ
≠ｍでもよく、また、ｎ＝ｕでもｎ≠ｕでもよい。この
ような交流電圧波形を駆動波形として用いれば、以下の
ような効果が得られる。すなわち、消去電圧Ｖ_eが大き
い場合には、残像や焼き付きを抑えることができ、消去
電圧Ｖ_eが小さい場合には、書き込み期間Ｔ_wの液晶層
に消去電圧Ｖ _eが残留する状態を除去することができる
ので、書き込み感度が低下することはない。従って、残
像や焼き付きが無く、しかも高コントラストで、かつ、
高解像度の出力画像が得られる。

【００５９】図１２Ａ〜Ｃは、周期Ｔ、ＥＷ期間比Ｔ_e
／Ｔ_w及び消去電圧Ｖ_eを一定とし、書き込み電圧Ｖ_w
の値をある規則に従って変化させた交流電圧波形を示し
ている。図１２Ａは、低い書き込み電圧Ｖ_w2を有する１
サイクルの後、高い書き込み電圧Ｖ_w1を有するサイクル
がｑ回繰り返され、さらに低い書き込み電圧Ｖ_w2を有す
る１サイクルの後、高い書き込み電圧Ｖ_w1を有するサイ
クルがｒ回繰り返される交流電圧波形である。図１２Ｂ
は、高い消去電圧Ｖ_w1を有する１サイクルの後、低い書
き込み電圧Ｖ_w2を有するサイクルがｓ回繰り返され、さ
らに高い消去電圧Ｖ_w1を有する１サイクルの後、低い書
き込み電圧Ｖ_w2を有するサイクルがｔ回繰り返される交
流電圧波形である。図１２Ｃは、高い書き込み電圧Ｖ_w1
を有するサイクルがｑ回繰り返された後、低い書き込み
電圧Ｖ_w2を有するサイクルがｓ回繰り返され、さらに高
い書き込み電圧Ｖ_w1を有するサイクルがｒ回繰り返さ
れ、さらに低い書き込み電圧Ｖ_w2を有するサイクルがｔ
回繰り返される交流電圧波形である。但し、ｑ≧１、ｒ
≧１、ｓ≧１、ｔ≧１であれば、ｑ＝ｒでもｑ≠ｒでも
よく、また、ｓ＝ｔでもｓ≠ｔでもよい。このような交
流電圧波形を駆動波形として用いれば、以下のような効
果が得られる。すなわち、書き込み電圧Ｖ_wが大きい場
合には、書き込み光の強度を低減することができ、書き
込み電圧Ｖ_wが小さい場合には、書き込み光が照射され
ていない状態で液晶層が自然にスイッチしてしまうとい
う不都合な状態を除去することができるので、高解像度
で、かつ、高コントラストの明るい画像が得られる。

【００６０】尚、図１１、図１２においては、消去電圧
Ｖ_e又は書き込み電圧Ｖ_wとして２種類の値を用いてい
るが、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、消
去電圧Ｖ_e又は書き込み電圧Ｖ_wの値が３種類以上存在
していても構わない。また、図１１においては、繰り返
されるサイクル数の種類として、低い消去電圧Ｖ_e2と高
い消去電圧Ｖ_e1のそれぞれについて２種類ずつ用いてい
る（低い消去電圧Ｖ_e2のサイクル数の種類；ｌ回、ｍ
回、高い消去電圧Ｖ_e1のサイクル数の種類；ｎ回、ｕ
回）が、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、
低い消去電圧Ｖ_e2と高い消去電圧Ｖ_e1のそれぞれについ
て繰り返されるサイクル数の種類が３種類以上存在して
いても構わない。また、図１２においては、繰り返され
るサイクル数の種類として、高い書き込み電圧Ｖ_w1と低
い書き込み電圧Ｖ_w2のそれぞれについて２種類ずつ用い
ている（高い書き込み電圧Ｖ_w1のサイクル数の種類；ｑ
回、ｒ回、低い書き込み電圧Ｖ_w2のサイクル数の種類；
ｓ回、ｔ回）が、必ずしもこの構成に限定されるもので
はなく、高い書き込み電圧Ｖ_w1と低い書き込み電圧Ｖ_w2
のそれぞれについて繰り返されるサイクル数の種類が３
種類以上存在していても構わない。

【００６１】また、図６〜図１２に示した交流電圧波形
において、消去電圧Ｖ_e又は書き込み電圧Ｖ_wを変化さ
せるといっても、あまり広い範囲で変化させると、画像
の明るさにゆらぎが生ずる場合がある。ゆらぎの無い安
定した明るさの画像を得るためには、消去電圧Ｖ_e又は
書き込み電圧Ｖ_wを、各電圧値の略１０周期以上の時間
平均値Ｖ₀に対してＶ₀／１０以上１０Ｖ₀以下の範囲
で変動させるのが好ましい。

【００６２】図１３Ａは、周期Ｔ、消去電圧Ｖ_e及び書
き込み電圧Ｖ_wを一定とし、ＥＷ期間比Ｔ_e／Ｔ_wのみ
を各サイクルごとに変化させた交流電圧波形を示し、図
１３Ｂは、書き込み期間Ｔ_w、消去電圧Ｖ_e及び書き込
み電圧Ｖ_wを一定とし、消去期間Ｔ_eのみを各サイクル
ごとに変化させてＥＷ期間比Ｔ_e／Ｔ_wに変動を持たせ
た交流電圧波形を示し、図１３Ｃは、消去期間Ｔ_e、消
去電圧Ｖ_e及び書き込み電圧Ｖ_wを一定とし、書き込み
期間Ｔ_wのみを各サイクルごとに変化させてＥＷ期間比
Ｔ_e／Ｔ_wに変動を持たせた交流電圧波形を示してい
る。これらの交流電圧波形を駆動波形として用いれば、
以下のような効果が得られる。すなわち、ＥＷ期間比Ｔ
_e／Ｔ_wが大きい時には、出力画像の明るさが減少する
が、残像や焼き付きの発生を抑えることができると共
に、書き込み光が照射されていない状態において液晶層
が自然にスイッチしてしまうという不都合な状態を除去
することができる。また、ＥＷ期間比Ｔ_e／Ｔ_wが小さ
い時には、残像や焼き付きが発生し易く、また、書き込
み光が照射されていない状態において液晶層が自然にス
イッチしてしまうという不都合な状態が発生し易いが、
出力画像を明るくすることができる。従って、ＥＷ期間
比Ｔ_e／Ｔ_wの大きい状態と小さい状態の混在及び液晶
層の非線形性によって、ＥＷ期間比Ｔ_e／Ｔ_wの大きい
場合と小さい場合におけるそれぞれの長所を引き出すこ
とができると共に、それぞれの短所を目立たなくするこ
とができる。その結果、残像や焼き付きが無く、しかも
高コントラストかつ高解像度で明るい出力画像が得られ
る。

【００６３】但し、図１３に示した交流電圧波形におい
て、各サイクルごとにＥＷ期間比Ｔ _e／Ｔ_wを変動させ
るといっても、あまり広い範囲で変動させると、ディス
プレイとして使用した場合に画像の明るさにゆらぎが生
ずる場合がある。ディスプレイとして使用した場合にゆ
らぎのない安定した明るさの画像を得るためには、ＥＷ
期間比Ｔ_e／Ｔ_wを、０．１以上１０以下の範囲で変動
させるのが好ましい。

【００６４】図１４Ａは、ＥＷ期間比Ｔ_e／Ｔ_w及び書
き込み電圧Ｖ_wを一定とし、周波数１／Ｔ及び消去電圧
Ｖ_eを各サイクルごとに変化させた交流電圧波形を示
し、図１４Ｂは、ＥＷ期間比Ｔ_e／Ｔ_w及び消去電圧Ｖ
_eを一定とし、周波数１／Ｔ及び書き込み電圧Ｖ_wを各
サイクルごとに変化させた交流電圧波形を示している。
周波数１／Ｔ及び消去電圧Ｖ_eを各サイクルごとに変化
させた交流電圧波形を駆動波形として用いれば、以下の
ような効果が得られる。すなわち、消去期間Ｔ_eが短い
場合には、書き込み画像の消去が十分ではなく、残像や
焼き付きが生じ易くなるが、消去期間Ｔ_eが長い時に直
ちに残像や焼き付きを除去してしまうことができるの
で、応答の遅い肉眼では出力画像に残像や焼き付きが感
知されることはない。従って、消去期間Ｔ_eの短い状態
と長い状態の混在及び液晶層の非線形性によって、消去
期間Ｔ_eの短い場合と長い場合におけるそれぞれの長所
を引き出すことができると共に、それぞれの短所を目立
たなくすることができる。その結果、残像や焼き付きが
無く、しかも高コントラストで、かつ、高解像度の出力
画像が得られる。また、周波数１／Ｔ及び書き込み電圧
Ｖ_wを各サイクルごとに変化させた交流電圧波形を駆動
波形として用いれば、以下のような効果が得られる。す
なわち、書き込み期間Ｔ_wが長い場合には、書き込み光
が照射されていない状態においても液晶層がスイッチン
グし易くなるが、その一方で、書き込み光の強度を減少
させることができる。また、書き込み期間Ｔ_wが短い場
合には、書き込み光の強度が大きくなるが、その一方
で、書き込み光が照射されていない状態における液晶層
のスイッチングを抑制することができる。従って、書き
込み期間Ｔ_wの長い状態と短い状態の混在及び液晶層の
非線形性によって、書き込み期間Ｔ_wの長い場合と短い
場合におけるそれぞれの長所を引き出すことができると
共に、それぞれの短所を目立たなくすることができる。
その結果、書き込み光が照射されていない状態における
液晶層のスイッチングを防止することができると共に、
書き込み光の強度を小さくすることができるため、高コ
ントラストで、かつ、高解像度の出力画像が得られる。

【００６５】図１５は、各サイクル中の消去電圧Ｖ_e及
び書き込み電圧Ｖ_wが１サイクルおきに異なる時間変化
をすると共に、各サイクルごとに周波数１／Ｔ及びＥＷ
期間比Ｔ_e／Ｔ_wが変化する交流電圧波形を示してい
る。このような交流電圧波形を駆動波形として用いれ
ば、以下のような効果が得られる。すなわち、図４、図
６、図７、図１３に示す交流電圧波形の特徴をすべて含
んでいるため、残像や焼き付きが無く、高解像度で、か
つ、高コントラストの明るい画像が得られる。

【００６６】尚、図１５に示す交流電圧波形において
は、消去電圧Ｖ_eの変化の仕方として、Ｖ_e1からＶ_e2、
及びＶ_e2からＶ_e3の２つの態様を示しているが、変化の
種類は２種類に限定されず、１種類又は３種類以上であ
っても構わない。また、書き込み電圧Ｖ_wの変化の仕方
として、Ｖ_w1からＶ_w2、及びＶ_w2からＶ_w3の２つの態様
を示しているが、変化の種類は２種類に限定されず、１
種類又は３種類以上であっても構わない。また、消去電
圧Ｖ_eと書き込み電圧Ｖ_wの変化の種類は同じであって
も異なっていてもよい。

【００６７】液晶層１０５に強誘電性液晶のようなメモ
リー機能を有する液晶を使用する場合には、図４〜図１
５に示す交流電圧波形のように消去期間Ｔ_e又は書き込
み期間Ｔ_wの間中連続して電圧を印加するのではなく、
図１６に示すように、ある短い時間だけ電圧を印加する
ようにしてもよい。図１６Ａは、消去電圧Ｖ_e、書き込
み電圧Ｖ_w及びＥＷ期間比Ｔ_e／Ｔ_w、Ｔ_e1／Ｔ_w1を一
定とし、周波数１／Ｔのみを各サイクルごとに変化させ
た交流電圧波形を示し、図１６Ｂは、周期Ｔ及びＥＷ期
間比Ｔ_e／Ｔ_w、Ｔ_e1／Ｔ_w1を一定とし、消去電圧Ｖ_e
及び書き込み電圧Ｖ_wを各パルス内で変動させた交流電
圧波形を示し、図１６Ｃは、周期Ｔ及びＥＷ期間比Ｔ_e
／Ｔ_w、Ｔ_e1／Ｔ_w1を一定とし、消去電圧Ｖ_e及び書き
込み電圧Ｖ_wが２種類の値を有し、これらが１サイクル
おきに現れる交流電圧波形を示し、図１６Ｄは、周期
Ｔ、消去電圧Ｖ_e及び書き込み電圧Ｖ_wを一定とし、消
去電圧Ｖ_e1及び書き込み電圧Ｖ_w1が印加される期間Ｔ_e1
及びＴ_w1が各サイクルごとに変動する交流電圧波形を示
している。

【００６８】液晶層１０５に用いる材料としては、ネマ
ティック液晶、スーパーツイストネマティック液晶、強
誘電性液晶、反強誘電性液晶、ポリマー中に液晶を分散
させた分散型液晶等が挙げられる。強誘電性液晶又は反
強誘電性液晶を用いた場合には、液晶層１０５の厚みを
小さくすることができることから、光導電体層１０３の
膜厚を薄くすることができる。また、強誘電性液晶又は
反強誘電性液晶は、高速応答が可能で、メモリー機能を
も有することから有用である。この特徴は、強誘電性液
晶と反強誘電性液晶との混合物を用いても得られる。ま
た、強誘電性液晶の透過特性は電圧に対して急峻な閾値
特性を有するため、強誘電性液晶は入力光に対する閾値
処理を行う上で最適な材料である。一方、分散型液晶を
用いた場合には、配向膜１０６、１０８が不要となる。
また、この場合には、偏光子１１１、検光子１１２を必
ずしも必要としないため、出力光が明るくなると共に、
素子構造及び光学系が簡単になる。

【００６９】また、液晶層１０５は樹脂によって密封さ
れると共に、層厚を調整するために液晶層１０５の中に
スペーサー（図１には示していない）が混入される。こ
のスペーサーとしては、通常、アルミナ、ガラスや石英
のビーズ又はガラスファイバーの粉末等が使用される。
また、これらのスペーサーは液晶層１０５を密封する樹
脂の中にも混入される。液晶を配向するための配向膜１
０６、１０８は、ＳｉＯ_x斜方蒸着膜又はラビング処理
を施したポリイミド、ポリビニルアルコールなどの有機
高分子薄膜からなる。

【００７０】光導電体層１０３を構成する材料として
は、比較的低温（４００℃以下）で広い面積に成膜する
ことができると共に、書き込み光１１０の入射に対して
効率よく光キャリヤを発生させ、この光キャリヤを液晶
層１０５側へ効率よく輸送する機能を有するものが好ま
しい。具体的には、例えば、ａ−Ｓｉ：Ｈ、水素化非晶
質ゲルマニウム（以下「ａ−Ｇｅ：Ｈ」と略記す
る。）、水素化非晶質シリコンカーバイド（以下「ａ−
Ｓｉ_1-xＣ_x：Ｈ」と略記する。但し、０＜ｘ＜１）、
水素化非晶質シリコンゲルマニウム（以下「ａ−Ｓｉ
_1-xＧｅ_x：Ｈ」と略記する。）、水素化非晶質炭化ゲ
ルマニウム（以下「ａ−Ｇｅ_1-xＣ_x：Ｈ」と略記す
る。）、水素化非晶質窒化ゲルマニウム（以下「ａ−Ｇ
ｅ_1-xＮ_x：Ｈ」と略記する。）などの水素化非晶質半
導体の単層、又はこれらのうちの２つ以上の材料を組合
せて積層したものが使用される。尚、周知のことではあ
るが、キャリアトラップとして働くダングリングボンド
を効果的に減少させるために、上記した水素化非晶質半
導体に、Ｆ、Ｃｌなどのハロゲン原子を水素と同様に添
加してもよく、また、微量（例えば、０．１〜１０原子
％）の酸素（Ｏ）原子もしくは窒素（Ｎ）原子を含有さ
せてもよい。

【００７１】また、光導電体層１０３に整流性を持たせ
れば、書き込み光１１０の入射に対して、効率良く光キ
ャリヤを発生させ、この光キャリヤを効率良く液晶層１
０５側へ輸送することが可能となる。光導電体層１０３
に整流性を持たせるためには、内部にｐ／ｉ、ｉ／ｎ、
ｐ／ｉ／ｎ構造を形成すればよい（但し、ｉ層とはアン
ドープ層を意味する）。ｐ型層を形成するには、上記し
た材料にｐ型不純物としてＢ、Ａｌ、Ｇａなどの元素を
１×１０^-4原子％〜１０原子％の範囲で添加すればよ
い。また、ｐ型層の膜厚としては、１〜１０³ｎｍが好
ましい。なかでも、２〜３×１０²ｎｍが好ましく、さ
らには５〜３０ｎｍが好ましい。ｎ型層を形成するに
は、上記した材料にｎ型不純物としてＰ、Ａｓ、Ｓｂな
どの元素を１×１０^-4原子％〜１０原子％の範囲で添加
すればよい。また、ｎ型層の膜厚としては、１〜３×１
０³ｎｍが好ましい。なかでも、１０〜２×１０³ｎｍ
が好ましく、さらには５０〜１×１０³ｎｍが好まし
い。また、電圧の極性によってスイッチする液晶（例え
ば、強誘電性液晶や反強誘電性液晶など）を液晶層１０
５に使用した場合には、液晶層１０５に書き込んだ画像
を順方向バイアスの印加によって消去することができ
る。光導電体層１０３の膜厚は、液晶層１０５との関係
で決定されるが、通常、０．５〜１０μｍである。

【００７２】反射鏡１０４としては、ＴａＯ₂、Ｓｉの
ように誘電率の大きい薄膜とＭｇＦ、ＳｉＯ₂のように
誘電率の小さい薄膜を交互に積層した多層誘電体反射鏡
が用いられる。

【００７３】図２Ａ、Ｂに、本発明に係る空間光変調素
子の他の実施例を示す。図２Ａ、Ｂに示す空間光変調素
子においては、反射鏡として、反射率の大きいＡｌ、Ａ
ｇ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｔｉなどの金属薄膜によ
って島状に形成し、２次元マトリックス状又はモザイク
状に配列した島状反射鏡２０１が用いられている。尚、
島状反射鏡２０１は、分離されていればよく、その形状
は限定されない。このように分離した島状反射鏡２０１
を用いているのは、連続していると同一電位になって電
位差が生じないため、像を形成することが不可能となる
からである。ここで、個々の島状反射鏡２０１は、それ
ぞれ出力画像における１個の画素に対応している。

【００７４】島状反射鏡２０１間の光導電体層１０３
は、エッチングによって除去されている。これにより、
島状反射鏡２０１間における光キャリアの横方向への拡
散が抑制され、島状反射鏡２０１の配列に合致した高解
像度化が可能となる。

【００７５】強度の大きい光で読み出した場合には、読
み出し光１１３が島状反射鏡２０１間の間隙から光キャ
リヤの発生を司る光導電体層１０３に入射し、液晶層１
０５を誤動作させてしまうので、図２Ｂに示すように、
島状反射鏡２０１間の光導電体層１０３をすべて除去す
るのが望ましいが、図２Ａに示すように、可視光が殆ど
吸収されずに透過できる程度の膜厚（１．５μｍ以下が
好ましく、さらには０．５μｍ以下が好ましい）の光導
電体層１０３を残すようにしてもよい。また、この溝の
部分に、可視光を吸収する材料からなる光吸収層２０２
（例えば、炭素粒子を分散した有機高分子ポリマー、黒
色顔料もしくは黒色染料を配合した有機高分子ポリマ
ー、又はａ−Ｃ：Ｈ、ａ−Ｇｅ：Ｈ、ａ−Ｇｅ
_1-xＮ_x：Ｈなどの無機薄膜からなる）を形成すれば、
島状反射鏡２０１の間隙から洩れてくる読み出し光１１
３を効果的に吸収することができる。さらに、読み出し
光１１３をより完全に遮光するために、Ａｌ、Ａｇ、Ｍ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｇなどの金属遮光膜２０３を溝の底
部に形成してもよい。また、島状反射鏡２０１間の電気
的絶縁を完全なものとするために、ＳｉＯ_x、Ｓｉ
Ｎ_x、ＳｉＣ_x、ＧｅＯ_x、ＧｅＮ _x、ＧｅＣ_x、Ａｌ
Ｏ_x、ＡｌＮ_x、ＢＣ_x、ＢＮ_xなどの無機絶縁物ある
いはポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネ
ート、ポリパラキシレン、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリ
デン、ポリスチレン、ポリ四弗化エチレン、ポリ三弗化
塩化エチレン、ポリ弗化ビニリデン、六弗化プロピレン
−四弗化エチレンコポリマー、三弗化エチレン−弗化ビ
ニリデンコポリマー、ポリブテン、ポリビニルブチラー
ル、ポリウレタン等の有機絶縁物からなる絶縁膜２０４
を溝の部分に形成してもよい。

【００７６】以下に、具体的実施例を挙げて本発明をさ
らに詳細に説明する。〈第１の実施例〉図１に示すように、ガラス基板１０１
の上に、スパッタ法によってＩＴＯを０．０５〜０．２
μｍの膜厚で成膜し、透明導電性電極１０２を形成し
た。次いで、これをプラズマＣＶＤ装置内に配置し、真
空容器内を１×１０^-5Ｔｏｒｒ以下に排気した後、ヒー
ターで２８０℃に加熱した。次いで、真空容器内に、Ｈ
ｅで希釈した濃度１０ｐｐｍ（１ｐｐｍ＝１×１０^-6）
のＢ₂Ｈ₆を４００ｓｃｃｍ、ＳｉＨ₄を１ｓｃｃｍ、
Ｃ₂Ｈ₂を０．２ｓｃｃｍ導入し、圧力を０．５〜０．
８Ｔｏｒｒに調整した。次いで、周波数１３．５６ＭＨ
ｚの高周波電力２０〜３０Ｗを電極に印加してプラズマ
を発生させ、透明導電性電極１０２の上に５〜５０ｎｍ
厚のｐ型ａ−Ｓｉ_1-xＣ_x：Ｈ層を形成した。次いで、
真空容器内を一旦高真空に排気した後、真空容器内に、
Ｈ₂を１００ｓｃｃｍ、ＳｉＨ₄を４０ｓｃｃｍ導入
し、圧力を０．５〜０．８Ｔｏｒｒに調整した。次い
で、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力１５〜３０Ｗ
を電極に印加してプラズマを発生させ、ｐ型ａ−Ｓｉ
_1-xＣ_x：Ｈ層の上に２〜５μｍ厚のｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ
層を形成した。次いで、再び真空容器内を一旦高真空に
排気した後、真空容器内に、Ｎ₂を１６０ｓｃｃｍ、Ｇ
ｅＨ₄を１ｓｃｃｍ導入し、圧力を０．５Ｔｏｒｒに調
整した。次いで、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力
２０Ｗを電極に印加してプラズマを発生させ、ｉ型ａ−
Ｓｉ：Ｈ層の上に０．３〜１μｍ厚のｉ型ａ−Ｇｅ _1-x
Ｎ_x：Ｈ層（０．１≦ｘ≦０．４）を形成した。これに
より、透明導電性電極１０２の上に、整流性を有する光
導電体層１０３が形成された。次いで、光導電体層１０
３の上に、スパッタ蒸着法によって１．５×１０²ｎｍ
厚のＳｉとＳｉＯ₂とを交互にそれぞれ３〜１０層ずつ
積層し、多層誘電体反射層１０４を形成した。次いで、
多層誘電体反射層１０４の上に、ラビング処理を施した
ポリイミド配向膜１０６を積層した。次いで、以上のよ
うにして作製した基板と、ＩＴＯからなる透明導電性電
極１０７及びポリイミド配向膜１０８を積層したガラス
基板１０９との間に０．８〜１．３μｍ厚の強誘電性液
晶層１０５を挟み込んで、空間光変調素子（１）を作製
した。

【００７７】また、これとは別に、光導電体層１０３の
ｉ型ａ−Ｇｅ_1-xＮ_x：Ｈ層の代わりに、Ｈ₂で希釈し
た濃度１００ｐｐｍのＰＨ₃：５０〜１００ｓｃｃｍと
ＳｉＨ₄：５〜２０ｓｃｃｍを用いて同じ膜厚で成膜し
たｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層を用いて空間光変調素子（２）を
作製した。

【００７８】これらの空間光変調素子（１）、（２）の
両透明導電性電極１０２、１０７間に、図４に示す交流
電圧波形（消去電圧Ｖ_e＝１５Ｖ、書き込み電圧Ｖ_w＝
−３Ｖ、ＥＷ期間比Ｔ_e／Ｔ_w＝１／１０、周期Ｔは１
〜１６ｍｓｅｃの範囲で変化）を印加し、書き込み光１
１０として白色光を用い、読み出し光１１３としてＨｅ
−Ｎｅレーザー（６３３ｎｍ）を用いて、動作を調べ
た。但し、印加電圧は、透明導電性電極１０２が＋とな
るように設定した。

【００７９】ここで、空間光変調素子の動作について簡
単に説明する。書き込み光１１０は、光導電体層１０３
が逆バイアスされる負の電圧Ｖ_wが印加されている時に
照射される。これにより、液晶層１０５にかかる電圧が
増加して液晶はオフ状態からオン状態へスイッチする。
この液晶のオン状態は、書き込み光１１０とは反対側か
ら読み出し光１１３を入射させることにより、反射層１
０４からの反射光として観測される。光導電体層１０３
が順バイアスされる正の電圧Ｖ_eが印加されと、液晶層
１０５は書き込み光１１０の照射如何にかかわらずオフ
状態にスイッチされる。

【００８０】このような動作条件の下で、空間光変調素
子（１）の光感度は１５０〜２８０μＷ／ｃｍ²、立ち
上がり時間は３０〜５０μｓｅｃ、解像度は２５〜５０
ｌｐ（ｌｉｎｅｐａｉｒｓ）／ｍｍ（ＭＴＦ＝１０
％）であるのに対し、空間光変調素子（２）の光感度は
９０〜１２０μＷ／ｃｍ²、立ち上がり時間は３０〜５
０μｓｅｃ、解像度は２０〜４０ｌｐ／ｍｍ（ＭＴＦ＝
１０％）であった。

【００８１】これらの空間光変調素子（１）、（２）
を、図３に示すような投射型ディスプレイ装置に組み込
んだ。図３に示すように、この投射型ディスプレイ装置
は、空間光変調素子３０４と、空間光変調素子３０４の
両透明導電性電極に接続された空間光変調素子３０４を
駆動するための交流電源３１１と、空間光変調素子３０
４に画像を与える書き込み光源（画像入力手段）として
の陰極線管（ＣＲＴ）３０３と、ＣＲＴ３０３から出力
された画像を空間光変調素子３０４の光導電体層に結像
するための結像レンズ系（画像結像手段）３０７と、空
間光変調素子３０４が出力する画像を読み出すための投
射用光源３０２と、空間光変調素子３０４のが出力する
画像を白色拡散面を有するスクリーン３０１の上に４０
倍に拡大する投射用レンズ系３０５とにより構成されて
いる。尚、図３中、３０６は偏光ビームスプリッター、
３０８はリレーレンズ系、３０９はプリ偏光子、３１０
は補助レンズである。また、投射用光源３０２として
は、反射鏡付きメタルハライドランプが用いられてい
る。また、交流電源３１１からの出力波形としては、上
記の特性評価に用いたものと同じものが用いられる。こ
こで、本実施例の投射像の形成、消去及びスクリーン上
に投射された結果について簡単に説明する。光導電体層
１０３が逆バイアスされる負の電圧Ｖ_wが印加されてい
る期間に、ＣＲＴ３０３に表示されている画像が空間光
変調素子３０５に書き込まれ、書き込まれた画像がスク
リーン３０１の上に投影される。正の電圧Ｖ_eが印加さ
れている期間においては、光導電体層１０３が順バイア
スされるため、書き込まれた画像が消去される。メタル
ハライドランプ３０２を点灯したときの空間光変調素子
３０５の上の照度は２００万ｌｘであったが、得られた
スクリーン３０１の上の全白全黒でのコントラストは、
空間光変調素子（１）、（２）共に２００：１であっ
た。また、解像度チャートによって評価したところ、解
像度は９００ＴＶ本であった。このとき、スクリーン３
０１の上に映し出された画像に、明るさのゆらぎ及び
「ビート」と呼ばれるちらつきは感知されなかった。実
際、スクリーン３０１の中心付近での明るさの分布は±
２％以下であった。次に、比較のために、図１７に示
すような従来の交流電圧波形（消去電圧Ｖ_e＝１５Ｖ、
書き込み電圧Ｖ_w＝−３Ｖ、ＥＷ期間比Ｔ_e／Ｔ_w＝１
／１０、周期Ｔ＝６ｍｓｅｃ）を空間光変調素子
（１）、（２）に印加して投影像を調べた。その結果、
画像にビート（明るさの異なる帯によるちらつき）が発
生し、見づらいことが判明した。また、ビートによるス
クリーン３０１の中心付近での明るさの分布は約±２０
％になっていた。

【００８２】尚、図３に示す投射型ディスプレイ装置に
おいては、ＣＲＴ３０３によって書き込み画像を与えて
いるが、ＣＲＴの代わりに、他のディスプレイ、例えば
液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、電界発光素
子、発光ダイオードアレイ、ポリゴンミラーや音響光学
素子などを用いた２次元スキャン装置を合せ備えた半導
体レーザーなどを使用してもよい。

【００８３】〈第２の実施例〉図２Ａに示すように、ガ
ラス基板１０１の上に、スパッタ法によってＩＴＯを
０．０５〜０．２μｍの膜厚で成膜し、透明導電性電極
１０２を形成した。次いで、上記第１の実施例と同様に
して、透明導電性電極１０２の上に、５〜５０ｎｍ厚の
ｐ型ａ−Ｓｉ_1-xＣ_x：Ｈ層と、１．４〜４．０μｍ厚
のｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層と、０．１〜１．０μｍ厚のｎ型
ａ−Ｓｉ：Ｈ層とを順次積層したフォトダイオードを構
成して、光導電体層１０３を形成した。次いで、光導電
体層１０３の表面に、真空蒸着法によってＣｒを２×１
０²〜５×１０²ｎｍ厚堆積した後、フォトリソグラフ
ィーによってパターニングを行い、島状反射鏡２０１を
形成した。この島状反射鏡２０１は、形状が２４μｍ×
２４μｍの正方形であり、２μｍの間隔を保ちながら１
０００×２０００個のマトリックス状に配列されてい
る。尚、島状反射鏡２０１は、フォトリソグラフィーだ
けでなく、リフトオフ法によっても形成され得る。次い
で、この島状反射鏡２０１をマスクにして、島状反射鏡
２０１の間の光導電体層１０３のうちａ−Ｓｉ：Ｈ層を
エッチングによって除去し、溝を形成した。次いで、そ
の上から真空蒸着法によって５０〜１００ｎｍ厚のＡｌ
を蒸着した。このとき、Ａｌ膜は島状反射鏡２０１の上
及び溝内に形成され、島状反射鏡２０１はＡｌ膜とＣｒ
膜との２重構造になる。また、溝内に形成されたＡｌ膜
は読み出し光１１３を遮光するための金属遮光膜２０３
となる。次いで、溝内に、厚さ１×１０²〜３×１０²
ｎｍのポリイミドからなる絶縁膜２０４を形成した。次
いで、炭素粒子を含むレジストを塗布して溝内に充填
し、光吸収層２０２を形成した。次いで、ドライエッチ
ングによって島状反射鏡２０１の上に残っているポリイ
ミド膜及び炭素粒子を含むレジスト膜を除去した。次い
で、島状反射鏡２０１及び光吸収層２０２の上に、厚さ
１０〜３０ｎｍのポリイミド膜を形成し、ラビング処理
を施してポリイミド配向膜１０６を形成した。以上のよ
うにして第１の基板を作製した。次いで、同様にして、
ガラス基板１０９の上に、ＩＴＯからなる透明導電性電
極１０７と、ポリイミド配向膜１０８とを積層し、第２
の基板を作製した。第１の基板と第２の基板との間に、
０．８〜２μｍ厚の強誘電性液晶層１０５を挟み込ん
で、図２Ａに示す空間光変調素子（３）を作製した。

【００８４】また、島状反射鏡２０１の間の光導電体層
１０３をエッチングによってすべて除去することによ
り、図２Ｂに示す空間光変調素子（４）を作製した。こ
の空間光変調素子（３）、（４）を、上記第１の実施例
と同様にして評価したところ、共に光感度は８０μＷ／
ｃｍ²、立ち上がり時間は３０μｓｅｃであった。

【００８５】次に、これらの空間光変調素子（３）、
（４）を上記第１の実施例と同様にして、図３に示す投
射型ディスプレイ装置に組み込み、スクリーン３０１上
の出力画像を調べた。このときの交流電源３１１からの
出力波形としては、図４に示す交流電圧波形を用いた。
具体的には、消去電圧Ｖ_e＝１５Ｖ、書き込み電圧Ｖ_w
＝−１．５Ｖ、デューティ比Ｔ_e／Ｔ_w＝１／１０で、
周期が中心周期３ｍｓｅｃに対して０．４ｍｓｅｃ〜３
０ｍｓｅｃの変動幅を持つ交流電圧波形を用いた。ま
た、比較のために、図１７に示す従来の交流電圧波形
（消去電圧Ｖ_e＝１５Ｖ、書き込み電圧Ｖ_w＝−１．５
Ｖ、デューティ比Ｔ_e／Ｔ_w＝１／１０、周期Ｔ＝３ｍ
ｓｅｃ）を用いた場合についても、出力画像を調べた。
従来の交流電圧波形を用いた場合には、スクリーン３０
１の中心付近での明るさの分布は±３５％以上であり、
顕著なビートが見られ、非常に見づらい画像であった。
しかし、図４に示す交流電圧波形（本願発明の交流電圧
波形）を用いた場合には、スクリーン３０１の中心付近
での明るさの分布は±２．５％以下であり、ビートは一
切感知されず、美しい画像であった。また、このとき、
周期の変動幅を中心周期３ｍｓｅｃに対して０．０１ｍ
ｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃにしてみたところ、画像に明暗
が感知され、好ましくなかった。

【００８６】〈第３の実施例〉上記第２の実施例で作製
した空間光変調素子（３）又は（４）を用いた投射型デ
ィスプレイ装置（図３）において、交流電源３１１から
の出力波形として、図４に示す交流電圧波形を用いて、
スクリーン３０１の上の出力画像を調べた。具体的に
は、消去電圧Ｖ_e＝１５Ｖ、書き込み電圧Ｖ_w＝−２．
５Ｖ、デューティ比Ｔ_e／Ｔ_w＝１／５で、周期が中心
周期１６．７ｍｓｅｃに対して±１．４ｍｓｅｃの変動
幅を持つ交流電圧波形を用いた。この場合、スクリーン
３０１の中心付近での明るさの分布は±２．５％以下で
あり、ビートは一切感知されず、美しい画像であった。

【００８７】〈第４の実施例〉上記第２の実施例で作製
した空間光変調素子（３）又は（４）を用いた投射型デ
ィスプレイ装置（図３）において、交流電源３１１から
の出力波形として、図５に示す交流電圧波形を用いて、
スクリーン３０１の上の出力画像を調べた。具体的に
は、消去電圧Ｖ_eの変動幅が５〜２０Ｖ、書き込み電圧
Ｖ_wの変動幅が−０．１〜−５Ｖ、ＥＷ期間比Ｔ_e／Ｔ
_wが１／１０、周期Ｔが４ｍｓｅｃの交流電圧波形を用
いた。この場合、高コントラスト（２００：１）の画像
が得られ、しかも残像や焼き付きは感知されなかった。

【００８８】〈第５の実施例〉上記第１の実施例で作製
した空間光変調素子（２）を用いた投射型ディスプレイ
装置（図３）において、交流電源３１１からの出力波形
として、図６Ａ〜Ｄに示す交流電圧波形を用いて、スク
リーン３０１の上の出力画像を調べた。具体的には、消
去電圧Ｖ_eのうち高い方の電圧Ｖ_e1が２０Ｖ、低い方の
電圧Ｖ_e2が１０Ｖ、書き込み電圧Ｖ_wが−３．５Ｖ、Ｅ
Ｗ期間比Ｔ_e／Ｔ_wが１／５０、周期Ｔが４ｍｓｅｃの
交流電圧波形を用いた。この場合、高解像度（９００Ｔ
Ｖ本）で、かつ、高コントラスト（１８０：１）の画像
が得られ、しかも残像や焼き付きは感知されなかった。

【００８９】〈第６の実施例〉上記第１の実施例で作製
した空間光変調素子（２）を用いた投射型ディスプレイ
装置（図３）において、交流電源３１１からの出力波形
として、図７Ａ〜Ｄに示す交流電圧波形を用いて、スク
リーン３０１の上の出力画像を調べた。具体的には、消
去電圧Ｖ_eが１５Ｖ、書き込み電圧Ｖ_wのうち大きい方
の電圧Ｖ_w1が−４Ｖ、小さい方の電圧Ｖ_w2が−２Ｖ、Ｅ
Ｗ期間比Ｔ_e／Ｔ_wが１／１０、周期Ｔが４ｍｓｅｃの
交流電圧波形を用いた。この場合、高コントラスト（２
００：１）で、かつ、高解像度（９００ＴＶ本）の画像
が得られ、しかも残像や焼き付きは感知されなかった。

【００９０】〈第７の実施例〉上記第２の実施例で作製
した空間光変調素子（３）又は（４）を用いた投射型デ
ィスプレイ装置（図３）において、交流電源３１１から
の出力波形として、図８Ａ〜Ｄに示す交流電圧波形を用
いて、スクリーン３０１の上の出力画像を調べた。具体
的には、消去電圧Ｖ_eが１５Ｖ、書き込み電圧Ｖ_wのう
ち初期値Ｖ_w1が−１Ｖ、極大値Ｖ_w2が−４Ｖ、Ｖ_w3が−
２Ｖ、ＥＷ期間比Ｔ_e／Ｔ_wが１／１０、周期Ｔが１
６．７ｍｓｅｃの交流電圧波形を用いた。この場合、高
コントラスト（２００：１）で、かつ、明るさが均一な
画像（中心に対して０．９画角で１０％減）が得られ、
しかも残像や焼き付きは感知されなかった。しかし、図
１７に示す従来の交流電圧波形を用いた場合には、明る
さの分布が中心に対して０．９画角で３０％増であっ
た。

【００９１】〈第８の実施例〉上記第２の実施例で作製
した空間光変調素子（３）又は（４）を用いた投射型デ
ィスプレイ装置（図３）において、交流電源３１１から
の出力波形として、図１０Ａ、Ｂに示す交流電圧波形を
用いて、スクリーン３０１の上の出力画像を調べた。具
体的には、書き込み電圧Ｖ_wが−１．５Ｖ、ＥＷ期間比
Ｔ_e／Ｔ_wが１／１０、周期Ｔが１ｍｓｅｃで、消去電
圧Ｖ_eの変動幅が１０周期での平均値５Ｖに対して０．
５Ｖ以上５０Ｖ以下の交流電圧波形を用いた。この場
合、高コントラスト（１８０：１）で、かつ、高解像度
（９５０ＴＶ本）の画像が得られ、しかも残像や焼き付
きは感知されなかった。しかし、消去電圧Ｖ_eの変動幅
を、１０周期での平均値５Ｖに対して０．１Ｖ以上１０
０Ｖ以下とした場合には、画像に残像や焼き付きが感知
され、また、画像の明るさが全体的に２０％減少し、好
ましくなかった。

【００９２】〈第９の実施例〉上記第２の実施例で作製
した空間光変調素子（３）又は（４）を用いた投射型デ
ィスプレイ装置（図３）において、交流電源３１１から
の出力波形として、図１０Ｃ、Ｄに示す交流電圧波形を
用いて、スクリーン３０１の上の出力画像を調べた。具
体的には、消去電圧Ｖ_eが−１５Ｖ、ＥＷ期間比Ｔ_e／
Ｔ_wが１／１０、周期Ｔが１ｍｓｅｃので、書き込み電
圧Ｖ_wの変動幅が１０周期での平均値−１．５Ｖに対し
て−０．１５Ｖ乃至−１５Ｖの交流電圧波形を用いた。
この場合、高コントラスト（１８０：１）で、かつ、高
解像度（１０００ＴＶ本）の画像が得られた。しかし、
書き込み電圧Ｖ_wの変動幅を、１０周期での平均値−
１．５Ｖに対して−０．０５Ｖ乃至−５０Ｖとした場合
には、コントラストは２０：１に低下し、好ましくなか
った。

【００９３】〈第１０の実施例〉上記第２の実施例で作
製した空間光変調素子（３）又は（４）を用いた投射型
ディスプレイ装置（図３）において、交流電源３１１か
らの出力波形として、図１１Ｃに示す交流電圧波形を用
いて、スクリーン３０１の上の出力画像を調べた。具体
的には、書き込み電圧Ｖ_wが−２．５Ｖ、ＥＷ期間比Ｔ
_e／Ｔ_wが１／１０、周期Ｔが１．２５ｍｓｅｃで、消
去電圧Ｖ_eのうち高い方の電圧Ｖ_e1を２０Ｖ、低い方の
電圧Ｖ_e2を１５Ｖとし、ｌ、ｍ、ｎ、ｕをそれぞれ１以
上５０以下の範囲で様々に設定した交流電圧波形を用い
た。この場合、高コントラスト（１５０：１）で、か
つ、高解像度（９５０ＴＶ本）の画像が得られ、しかも
残像や焼き付きは感知されなかった。しかし、ｌ及びｍ
の数をｎ及びｕの数の５０倍以上に設定した場合には、
約１５０ｍｓｅｃの残像が感知され、好ましくなかっ
た。また、ｎ及びｕの数をｌ及びｍの数の５０倍以上に
設定した場合には、コントラストが８０：１以下に低下
すると共に、解像度は７００ＴＶ本に減少し、画像の明
るさも全体的に２０％減少して好ましくなかった。

【００９４】〈第１１の実施例〉上記第２の実施例で作
製した空間光変調素子（３）又は（４）を用いた投射型
ディスプレイ装置（図３）において、交流電源３１１か
らの出力波形として、図１２Ｃに示す交流電圧波形を用
いて、スクリーン３０１の上の出力画像を調べた。具体
的には、消去電圧Ｖ_eが１５Ｖ、ＥＷ期間比Ｔ_e／Ｔ_w
が１／１０、周期Ｔが１．２５ｍｓｅｃで、書き込み電
圧Ｖ_wのうち高い方の電圧Ｖ_w1を−５Ｖ、低い方の電圧
Ｖ_w2を−１Ｖとし、ｑ、ｓ、ｒ、ｔをそれぞれ１以上５
０以下の範囲で様々に設定した交流電圧波形を用いた。
この場合、高コントラスト（１８０：１）で、かつ、高
解像度（１０００ＴＶ本）の画像が得られた。しかし、
ｑ及びｒの数をｓ及びｔの数の５０倍以上に設定した場
合には、コントラストが５０：１以下に低下し、好まし
くなかった。また、ｓ及びｔの数をｑ及びｒの数の５０
倍以上に設定した場合には、画像の明るさが全体的に５
０％減少し、好ましくなかった。

【００９５】〈第１２の実施例〉上記第２の実施例で作
製した空間光変調素子（３）又は（４）を用いた投射型
ディスプレイ装置（図３）において、交流電源３１１か
らの出力波形として、図１３Ａに示す交流電圧波形を用
いて、スクリーン３０１の上の出力画像を調べた。具体
的には、消去電圧Ｖ_eが１５Ｖ、書き込み電圧Ｖ_wが−
１．５Ｖ、周波数が３３０Ｈｚで、消去期間Ｔ_eの変動
幅が１０サイクルでの平均値０．１ｍｓに対して０．０
１ｍｓｅｃ以上１０ｍｓｅｃ以下の交流電圧波形を用い
た。この場合、高コントラスト（１５０：１）で、か
つ、高解像度（９５０ＴＶ本）の画像が得られ、しかも
残像や焼き付きは感知されなかった。しかし、消去期間
Ｔ_eの変動幅を、１０サイクルでの平均値０．１ｍｓｅ
ｃに対して０．００１ｍｓｅｃ以上３０ｍｓｅｃ以下と
した場合には、画像にフリッカーが感知され、好ましく
なかった。

【００９６】〈第１３の実施例〉上記第２の実施例で作
製した空間光変調素子（３）又は（４）を用いた投射型
ディスプレイ装置（図３）において、交流電源３１１か
らの出力波形として、図１３Ｂに示す交流電圧波形を用
いて、スクリーン３０１の上の出力画像を調べた。具体
的には、消去電圧Ｖ_eが１５Ｖ、書き込み電圧Ｖ_wが−
１．５Ｖ、書き込み期間Ｔ_wが１６ｍｓｅｃで、消去期
間Ｔ_eの変動幅が１０周期での平均値０．７ｍｓに対し
て０．０７ｍｓｅｃ以上７ｍｓｅｃ以下の交流電圧波形
を用いた。この場合、高コントラスト（１５０：１）
で、かつ、高解像度（９５０ＴＶ本）の画像が得られ、
残像や焼き付きは感知されなかった。しかし、消去期間
Ｔ_eの変動幅を、１０サイクルでの平均値０．７ｍｓｅ
ｃに対して０．００７ｍｓｅｃ以上１６ｍｓｅｃ以下と
した場合には、画像にフリッカーが感知され、好ましく
なかった。

【００９７】〈第１４の実施例〉上記第２の実施例で作
製した空間光変調素子（３）又は（４）を用いた投射型
ディスプレイ装置（図３）において、交流電源３１１か
らの出力波形として、図１３Ｃに示す交流電圧波形を用
いて、スクリーン３０１の上の出力画像を調べた。具体
的には、消去電圧Ｖ_eが１５Ｖ、書き込み電圧Ｖ_wが−
１．５Ｖ、消去期間Ｔ_eが０．０３ｍｓｅｃで、書き込
み期間Ｔ_wの変動幅が１０サイクルの平均値１．６ｍｓ
ｅｃに対して０．１６ｍｓｅｃ以上１６ｍｓｅｃ以下の
交流電圧波形を用いた。この場合、高コントラスト（１
８０：１）で、かつ、高解像度（１０００ＴＶ本）の画
像が得られた。しかし、書き込み期間Ｔ_wの変動幅を、
１０周期での平均値１．６ｍｓｅｃに対して０．０１６
ｍｓｅｃ以上１６０ｍｓｅｃ以下とした場合には、画像
にフリッカーが感知され、好ましくなかった。

【００９８】〈第１５の実施例〉上記第２の実施例で作
製した空間光変調素子（３）又は（４）を用いた投射型
ディスプレイ装置（図３）において、交流電源３１１か
らの出力波形として、図１４Ａに示す交流電圧波形を用
いて、スクリーン３０１の上の出力画像を調べた。具体
的には、書き込み電圧Ｖ_wが−１．５Ｖ、ＥＷ期間比Ｔ
_e／Ｔ_wが１／１０、消去電圧Ｖ_eの変動幅が１０〜２
０Ｖで、周期が中心周期３．３ｍｓｅｃに対して１〜１
０ｍｓｅｃの変動幅を持つ交流電圧波形を用いた。この
場合、高コントラスト（１５０：１）で、かつ、高解像
度（９５０ＴＶ本）の画像が得られ、しかも残像や焼き
付きは感知されなかった。

【００９９】〈第１６の実施例〉上記第２の実施例で作
製した空間光変調素子（３）又は（４）を用いた投射型
ディスプレイ装置（図３）において、交流電源３１１か
らの出力波形として、図１４Ｂに示す交流電圧波形を用
いて、スクリーン３０１の上の出力画像を調べた。具体
的には、消去電圧Ｖ_eが−１５Ｖ、ＥＷ期間比Ｔ_e／Ｔ
_wが１／１０、書き込み電圧Ｖ_wの変動幅が−０．５〜
−５Ｖで、周期が中心周期３．３ｍｓに対して１〜１０
ｍｓｅｃの変動幅を持つ交流電圧波形を用いた。この場
合、高コントラスト（１８０：１）で、かつ、高解像度
（１０００ＴＶ本）の画像が得られた。

【０１００】〈第１７の実施例〉上記第２の実施例で作
製した空間光変調素子（３）又は（４）を用いた投射型
ディスプレイ装置（図３）において、交流電源３１１か
らの出力波形として、図１５に示す交流電圧波形を用い
て、スクリーン３０１の上の出力画像を調べた。具体的
には、消去電圧Ｖ_eのうちＶ_e1が２５Ｖ、Ｖ_e2が１５
Ｖ、Ｖ_e3が１０Ｖ、書き込み電圧Ｖ_wのうちＶ_w1が−５
Ｖ、Ｖ_w2が−２Ｖ、Ｖ_w3が−０．５Ｖ、ＥＷ期間比Ｔ_e
／Ｔ_wの１０サイクルの平均値が１／１０で、変動幅が
１／１００〜１、周期Ｔの１０サイクルの平均値が３．
３ｍｓｅｃで、変動幅が１〜１０ｍｓｅｃの交流電圧波
形を用いた。この場合、高コントラスト（１８０：１）
で、かつ、高解像度（１０００ＴＶ本）の画像が得ら
れ、しかも残像や焼き付きは感知されなかった。

【０１０１】〈第１８の実施例〉上記第２の実施例で作
製した空間光変調素子（３）又は（４）を用いた投射型
ディスプレイ装置（図３）において、交流電源３１１か
らの出力波形として、図１６（ａ）に示す交流電圧波形
を用いて、スクリーン３０１の上の出力画像を調べた。
具体的には、消去電圧Ｖ_eが１５Ｖ、書き込み電圧Ｖ_w
が−５Ｖ、ＥＷ期間比Ｔ_e／Ｔ_w、Ｔ_e1／Ｔ_w1が１、周
期Ｔの１０サイクルの平均値が３ｍｓｅｃで、変動幅が
０．３〜３０ｍｓｅｃの交流電圧波形を用いた。この場
合、高コントラスト（１２０：１）で、かつ、高解像度
（８００ＴＶ本）の画像が得られ、しかも残像や焼き付
きは感知されなかった。

【０１０２】以上のような構成を有する空間光変調素子
は、動的ホログラムを表示するための素子としても機能
する。尚、本発明の液晶層や光導電体層は、上記実施例
に挙げたものに限定されるものではない。また、絶縁
膜、光吸収層及び交流電圧波形も上記実施例に挙げたも
のに限定されるものではない。

【０１０３】また、図３の投射型ディスプレイ装置にお
いて、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色を表示する
３つのＣＲＴと３つの空間光変調素子とを組み合せ、色
分解光学系（及び、必要であれば、色合成光学系）を読
み出し光学系内に組み込むことにより、スクリーン上に
カラー画像を出力することもできる。

【０１０４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る空間
光変調素子の駆動方法によれば、残像や焼き付きが無
く、しかも高コントラストで、かつ、高解像度の明るい
出力画像が得られる。

【０１０５】また、本発明に係る投射型ディスプレイに
よれば、画像を書き込む手段として、例えば陰極線管
（ＣＲＴ）のような点順次に走査して２次元画像を与え
る画像表示装置を使用する場合であっても、ＣＲＴのフ
レーム周波数と空間光変調素子の駆動波形の周波数とが
共振することはなく、空間光変調素子の出力画像にビー
トが発生することはない。また、残像や焼き付きが無
く、明るく、高コントラストで、かつ、高解像度の美し
い投射画像が得られる。また、この効果は、整流性を有
する光導電層と印加電圧の極性に応じてスイッチングす
る液晶層を用いた空間光変調素子において、より顕著な
ものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空間光変調素子の駆動方法の一実
施例に用いた空間光変調素子を示す断面図である。

【図２】本発明に係る空間光変調素子の駆動方法の一実
施例に用いた他の空間光変調素子を示す断面図である。

【図３】本発明に係る空間光変調素子の駆動方法の一実
施例に用いた投射型ディスプレイ装置を示す構成図であ
る。

【図４】本発明に係る空間光変調素子の駆動方法の一実
施例に用いた交流電圧波形を示す図である。

【図５】本発明に係る空間光変調素子の駆動方法の一実
施例に用いた他の交流電圧波形を示す図である。

【図６】本発明に係る空間光変調素子の駆動方法の一実
施例に用いたさらに他の交流電圧波形を示す図である。

【図７】本発明に係る空間光変調素子の駆動方法の一実
施例に用いたさらに他の交流電圧波形を示す図である。

【図８】本発明に係る空間光変調素子の駆動方法の一実
施例に用いたさらに他の交流電圧波形を示す図である。

【図９】本発明に係る空間光変調素子の駆動方法の一実
施例に用いたさらに他の交流電圧波形を示す図である。

【図１０】本発明に係る空間光変調素子の駆動方法の一
実施例に用いたさらに他の交流電圧波形を示す図であ
る。

【図１１】本発明に係る空間光変調素子の駆動方法の一
実施例に用いたさらに他の交流電圧波形を示す図であ
る。

【図１２】本発明に係る空間光変調素子の駆動方法の一
実施例に用いたさらに他の交流電圧波形を示す図であ
る。

【図１３】本発明に係る空間光変調素子の駆動方法の一
実施例に用いたさらに他の交流電圧波形を示す図であ
る。

【図１４】本発明に係る空間光変調素子の駆動方法の一
実施例に用いたさらに他の交流電圧波形を示す図であ
る。

【図１５】本発明に係る空間光変調素子の駆動方法の一
実施例に用いたさらに他の交流電圧波形を示す図であ
る。

【図１６】本発明に係る空間光変調素子の駆動方法の一
実施例に用いたさらに他の交流電圧波形を示す図であ
る。

【図１７】従来の空間光変調素子の駆動電圧波形を示す
図である。

【符号の説明】

１０１、１０９透明絶縁性基板１０２、１０７透明導電性電極１０３光導電体層１０４反射層１０５液晶層１０６、１０８配向膜１１０書き込み光１１１偏光子１１２検光子１１３読み出し光２０１島状反射鏡３０１スクリーン３０２投射光源３０３陰極線管（ＣＲＴ）３０４空間光変調素子３０５投射レンズ系３０６偏光ビームスプリッター３０７結像レンズ系３０８リレーレンズ系３０９プリ偏光子３１０補助レンズ３１１交流電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＨ０４Ｎ 5/66 １０２Ｈ０４Ｎ 5/66 １０２Ｂ (72)発明者小川久仁大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者田中幸生大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開平４−157422（ＪＰ，Ａ) 特開平５−323358（ＪＰ，Ａ) 特開平６−59275（ＪＰ，Ａ) 特開平７−114038（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/133 505 G02F 1/133 560 G02F 1/13 505 G02F 1/135 G09G 3/36 H04N 5/66 102

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】透明導電性電極を有する２枚の透明絶縁
性基板で挟まれた領域に、光導電体層と、液晶層と、こ
れらの層の間に配置された反射鏡とを少なくとも備えた
空間光変調素子の駆動方法であって、前記両透明導電性
電極間に、所定の極性を有する第１の電圧と、前記第１
の電圧とは反対の極性を有する第２の電圧とが交互に現
れる波形からなる交流電圧が印加され、かつ、前記交流
電圧の周期、各サイクルごとの前記第１の電圧、各サイ
クルごとの前記第２の電圧、前記交流電圧の１サイクル
内の前記第１の電圧の値、前記交流電圧の１サイクル内
の前記第２の電圧の値、及び前記第１の電圧の期間と前
記第２の電圧の期間との比からなる群から選ばれる少な
くとも１つが一定でないことを特徴とする空間光変調素
子の駆動方法。
【請求項２】第１の電圧の大きさが第２の電圧の大き
さよりも大きい請求項１に記載の空間光変調素子の駆動
方法。
【請求項３】第１の電圧の期間が第２の電圧の期間よ
りも短い請求項１に記載の空間光変調素子の駆動方法。
【請求項４】交流電圧の周期が、中心の周期Ｔ₀に対
してＴ₀／１０以上１０Ｔ₀以下の範囲で変動する請求
項１に記載の空間光変調素子の駆動方法。
【請求項５】交流電圧が、それぞれが異なる一定の電
圧値を有する複数種類のサイクルの組合せからなる請求
項１に記載の空間光変調素子の駆動方法。
【請求項６】交流電圧の１サイクル内の第１の電圧の
値が時間の経過と共に小さくなる請求項１に記載の空間
光変調素子の駆動方法。
【請求項７】交流電圧の１サイクル内の第２の電圧の
値が時間の経過と共に小さくなる請求項１に記載の空間
光変調素子の駆動方法。
【請求項８】交流電圧の１サイクル内の第２の電圧の
大きさが少なくとも１つの極大値又は極小値を有する請
求項１に記載の空間光変調素子の駆動方法。
【請求項９】第１の電圧及び第２の電圧からなる群か
ら選ばれる少なくとも１つの電圧の値が、１ないし略１
０サイクルごとに異なる請求項１に記載の空間光変調素
子の駆動方法。
【請求項１０】第１の電圧及び第２の電圧からなる群
から選ばれる少なくとも１つの電圧の値の変動する範囲
が、各電圧値の略１０周期以上の時間平均値Ｖ ₀に対し
てＶ₀／１０以上１０Ｖ₀以下である請求項１に記載の
空間光変調素子の駆動方法。
【請求項１１】第１の電圧の期間と第２の電圧の期間
との比の変動幅が、０．１以上１０以下である請求項１
に記載の空間光変調素子の駆動方法。
【請求項１２】光導電体層が整流性を有する請求項１
に記載の空間光変調素子の駆動方法。
【請求項１３】液晶層が、強誘電性液晶及び反強誘電
性液晶からなる群から選ばれる少なくとも１つを構成材
料とする請求項１に記載の空間光変調素子の駆動方法。
【請求項１４】透明導電性電極を有する２枚の透明絶
縁性基板で挟まれた領域に、光導電体層と、液晶層と、
これらの層の間の同一平面内に設けられた島状反射鏡と
を少なくとも備えた空間光変調素子と、前記両透明導電
性電極間に接続された前記空間光変調素子を駆動するた
めの交流電源と、前記空間光変調素子に画像を与える画
像入力手段と、前記画像入力手段から出力された画像を
前記光導電体層に結像する画像結像手段と、前記空間光
変調素子が出力する画像を読み出すための光源及び投射
レンズとを少なくとも備えた投射型ディスプレイであっ
て、前記交流電源から出力される交流電圧が、所定の極
性を有する第１の電圧と、前記第１の電圧とは反対の極
性を有する第２の電圧とが交互に現れる波形を有し、か
つ、前記交流電圧の周期、各サイクルごとの前記第１の
電圧、各サイクルごとの前記第２の電圧、前記交流電圧
の１サイクル内の前記第１の電圧の値、前記交流電圧の
１サイクル内の前記第２の電圧の値、及び前記第１の電
圧の期間と前記第２の電圧の期間との比からなる群から
選ばれる少なくとも１つが一定でないことを特徴とする
投射型ディスプレイ。
【請求項１５】第１の電圧の大きさが第２の電圧の大
きさよりも大きい請求項１４に記載の投射型ディスプレ
イ。
【請求項１６】第１の電圧の期間が第２の電圧の期間
よりも短い請求項１４に記載の投射型ディスプレイ。
【請求項１７】交流電圧の周期が、中心の周期Ｔ₀に
対してＴ₀／１０以上１０Ｔ₀以下の範囲で変動する請
求項１４に記載の投射型ディスプレイ。
【請求項１８】交流電圧が、それぞれが異なる一定の
電圧値を有する複数種類のサイクルの組合せからなる請
求項１４に記載の投射型ディスプレイ。
【請求項１９】交流電圧の１サイクル内の第１の電圧
の値が時間の経過と共に小さくなる請求項１４に記載の
投射型ディスプレイ。
【請求項２０】交流電圧の１サイクル内の第２の電圧
の値が時間の経過と共に小さくなる請求項１４に記載の
投射型ディスプレイ。
【請求項２１】交流電圧の１サイクル内の第２の電圧
の大きさが少なくとも１つの極大値又は極小値を有する
請求項１４に記載の投射型ディスプレイ。
【請求項２２】第１の電圧及び第２の電圧からなる群
から選ばれる少なくとも１つの電圧の値が、１ないし略
１０サイクルごとに異なる請求項１４に記載の投射型デ
ィスプレイ。
【請求項２３】第１の電圧及び第２の電圧からなる群
から選ばれる少なくとも１つの電圧の値の変動する範囲
が、各電圧値の略１０周期以上の時間平均値Ｖ ₀に対し
てＶ₀／１０以上１０Ｖ₀以下である請求項１４に記載
の投射型ディスプレイ。
【請求項２４】第１の電圧の期間と第２の電圧の期間
との比の変動幅が、０．１以上１０以下である請求項１
４に記載の投射型ディスプレイ。
【請求項２５】画像入力手段が陰極線管からなる請求
項１４に記載の投射型ディスプレイ。