JP3288236B2 - Display device - Google Patents
Display deviceInfo
- Publication number
- JP3288236B2 JP3288236B2 JP33693396A JP33693396A JP3288236B2 JP 3288236 B2 JP3288236 B2 JP 3288236B2 JP 33693396 A JP33693396 A JP 33693396A JP 33693396 A JP33693396 A JP 33693396A JP 3288236 B2 JP3288236 B2 JP 3288236B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- liquid crystal
- time
- voltage
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は表示装置に係わり、
特に階調情報を含む信号に基づいて光学状態が変調され
る光学変調手段と、該光学変調手段に画像情報を読み出
す為の読み出し光を与える読み出し光源と、を有する表
示装置に関する。The present invention relates to a display device ,
In particular, a table comprising: an optical modulator for modulating an optical state based on a signal containing gradation information; and a read light source for providing the optical modulator with read light for reading image information.
Display device .
【0002】[0002]
【従来の技術】光学変調素子(光学変調手段)は各種の
光学機器に用いられる。例えば、表示装置の光学変調素
子である。最も身近な例として、液晶表示素子を挙げて
説明する。従来より液晶素子を用いて階調表示を行うに
はいくつかの方式が提案されている。2. Description of the Related Art Optical modulation elements (optical modulation means) are used for various optical devices. For example, an optical modulation element of a display device. A liquid crystal display element will be described as the most familiar example. Conventionally, several methods have been proposed for performing gradation display using a liquid crystal element.
【0003】まず1番目は、ねじれネマチック液晶(T
N液晶)を用いて、階調情報に応じて変化する電圧をT
N液晶に印加し、画素全体の透過率を変調する方式であ
る。The first is a twisted nematic liquid crystal (T
N liquid crystal), and the voltage that changes according to the gradation information is expressed as T
In this method, the transmittance is applied to the N liquid crystal to modulate the transmittance of the entire pixel.
【0004】2番目は、1つの画素を複数の副画素の集
合体として構成し、各副画素を2値データでオン・オフ
することにより、光透過状態とされた副画素の面積を変
調する方式である。[0004] Second, one pixel is configured as an aggregate of a plurality of sub-pixels, and each sub-pixel is turned on / off by binary data, thereby modulating the area of the light-transmitting sub-pixel. It is a method.
【0005】この方式は例えば特開昭56−88193
号公報や、EP453033号公報、EP361981
号公報等に開示されている。[0005] This method is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-88193.
And EP453033, EP361981
No. 6,009,036.
【0006】第3番目は、1つの画素内に分布する電界
強度又は液晶の反転しきい値を異ならしめることによ
り、1画素内に明状態を示す部分と暗状態を示す部分と
を共存させることにより、それらの部分の面積比を変調
する方式である。Third, by making the electric field strength or the inversion threshold value of the liquid crystal distributed in one pixel different, a part showing a bright state and a part showing a dark state coexist in one pixel. Is a method of modulating the area ratio of those portions.
【0007】この方式は、発明者金子らに付与された
「画素内に核の生成と反転が生じる領域をもつ強誘電性
液晶光学変調手段(Ferroelectric Liquid crystal opt
ical modulation device with regions with in pixels
to initiate uncleation andinversion)」というタイ
トルの米国特許第4,796,980号や米国特許第
4,712,877号、米国特許第4,747,671
号、米国特許第4,763,994号等の明細書に開示
されている。[0007] This method is based on "Ferroelectric liquid crystal optical modulation means having a region where nucleation and inversion occur in a pixel" given to the inventor Kaneko et al.
ical modulation device with regions with in pixels
U.S. Pat. No. 4,796,980, U.S. Pat. No. 4,712,877, and U.S. Pat. No. 4,747,671 titled "To initiate uncleation and inversion".
And U.S. Pat. No. 4,763,994.
【0008】第4番目は、1画素がオンして明状態を呈
している期間の長さを変調する方式である。この方式は
発明者栗林らに付与され「強誘電性表示パネルとその階
調駆動法(Ferroelectric display panel and driving
method therefor to activegray scale)」というタイ
トルの米国特許第4,709,995号の明細書等に開
示されている。デジタルデューティー変調の別の例は、
発明者ネルソン(Nelson)に付与された「アクティブ
ロウバックライト カラム シャッター エルシーディ
ー ウイズ ワン シャッター トランジション パー
ロウ(Activerow backlight column shutter LCD wit
h one shatter transition per row)」というタイトル
の米国特許第5,311,206号の明細書に開示があ
る。The fourth method is a method of modulating the length of a period during which one pixel is turned on to exhibit a bright state. This method was given to the inventors Kuribayashi et al. “Ferroelectric display panel and its gradation driving method (Ferroelectric display panel and driving method).
method therefor to activegray scale), which is disclosed in U.S. Pat. No. 4,709,995. Another example of digital duty modulation is
"Active" granted to inventor Nelson
Row backlight column shutter LSD with one shutter transition per row (Activerow backlight column shutter LCD wit
No. 5,311,206, entitled "h one shatter transition per row".
【0009】ここで、第1の方式を輝度変調、第2の方
式を画素分割、第3の方式をドメイン変調、第4の方式
をデジタルデューティー変調と呼ぶことにする。Here, the first method is called luminance modulation, the second method is called pixel division, the third method is called domain modulation, and the fourth method is called digital duty modulation.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】輝度変調は、印加電圧
に対する透過率変化が急峻な特性をもつ光学変調物質を
用いた素子には適用し難い。又、輝度変調は一般にTN
液晶の応答速度が低いので、情報が高速に変化するシス
テムには不向きである。It is difficult to apply luminance modulation to an element using an optical modulation material having a characteristic in which transmittance changes sharply with applied voltage. Also, the brightness modulation is generally TN
Since the response speed of the liquid crystal is low, it is not suitable for a system in which information changes at a high speed.
【0011】画素分割は、画素を小さくして、多数配列
することと同じである為、空間周波数が低くなり、解像
度が低下し易い。又、遮光部分の面積が増え開口率を低
下させる。Since pixel division is the same as arranging a large number of pixels with a small number of pixels, the spatial frequency is reduced and the resolution tends to be reduced. Further, the area of the light-shielding portion increases and the aperture ratio decreases.
【0012】ドメイン変調は、電界強度に分布をつけた
り、反転しきい値に分布をもたせる為の画素の構造が複
雑となる。又、中間調表示の為の電圧マージンが狭い
為、温度の影響を受け易い。In the domain modulation, the structure of a pixel for giving a distribution to the electric field strength or giving a distribution to the inversion threshold becomes complicated. Further, since the voltage margin for the halftone display is narrow, it is easily affected by the temperature.
【0013】デジタルデューティー変調は、オン・オフ
の時間を変調する為に、クロック周波数やゲートのスイ
ッチング時間によって変調の単位時間が律速される為
に、精度の高い変調を実施し難い。即ち、多階調表示に
は限界があるということである。しかも、必ずアナログ
データを一旦アナログ・デジタル(A/D)変換してデ
ジタル階調情報にする必要がある為に、簡易なシステム
には適用し難い。In the digital duty modulation, since the ON / OFF time is modulated, and the unit time of the modulation is determined by the clock frequency and the gate switching time, it is difficult to perform highly accurate modulation. That is, the multi-tone display has a limit. In addition, since it is necessary to always convert analog data to analog / digital (A / D) to obtain digital gradation information, it is difficult to apply the method to a simple system.
【0014】本発明は、上述した技術課題に鑑みなされ
たものであり、アナログデータに基づいた光学変調の行
える手段を有する表示装置を提供することを目的とす
る。The present invention has been made in view of the above technical problem, and has as its object to provide a display device having means for performing optical modulation based on analog data.
【0015】本発明の別の目的は、印加電圧・透過率特
性が急峻な光学物質にも適用できる光学変調手段を有す
る表示装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a display device having an optical modulation means which can be applied to an optical substance having a sharp applied voltage / transmittance characteristic.
【0016】本発明の更に別の目的は、空間周波数の高
い高解像度を達成できる光学変調手段を有する表示装置
を提供することにある。Still another object of the present invention is to provide a display device having an optical modulation means capable of achieving high resolution with a high spatial frequency.
【0017】本発明の他の目的は、比較的簡単なシステ
ムでアナログデューティー変調による階調情報の再生を
行える安価な光学変調手段を有する表示装置を提供する
ことにある。Another object of the present invention is to provide a display device having an inexpensive optical modulation means capable of reproducing gradation information by analog duty modulation with a relatively simple system.
【0018】本発明の更に他の目的は良好な中間調表示
の行える画像表示装置を提供することにある。Still another object of the present invention is to provide an image display device capable of displaying good halftones.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】本発明の表示装置は、電
圧を印加するための一対の電極、並びに、該一対の電極
間に設けた光導電層及び光学変調物質の層を有する光学
変調手段と、該光導電層に階調情報を含む光情報を与え
る信号光源と、該光学変調物質の層に画像情報を読み出
す為の読み出し光を与える読み出し光照射手段と、を有
する表示装置において、前記信号光源は、一フレームに
おいて、前記光情報を前記光導電層に向けて一方方向の
水平走査方向と一方方向の垂直走査方向に沿って走査
し、前記一フレームに対して近接したフレームにおい
て、前記光情報を前記光導電層に向けて他方方向の水平
走査方向と他方方向の垂直走査方向に沿って走査する手
段を有し、前記一方方向の水平走査方向と一方方向の垂
直走査方向に沿った前記光情報走査と、前記他方方向の
水平走査方向と他方方向の垂直走査方向に沿った前記光
情報走査との切換え周期は、前記一対の電極間への印加
電圧の電圧反転周期と異なって設定されたものである。 According to the present invention, there is provided a display device comprising: a pair of electrodes for applying a voltage; and a photoconductive layer and a layer of an optical modulation material provided between the pair of electrodes. And a signal light source for providing optical information including gradation information to the photoconductive layer, and readout light irradiation means for providing readout light for reading out image information to the optical modulation material layer, The signal light source scans the optical information in one frame toward the photoconductive layer in a horizontal scanning direction in one direction and a vertical scanning direction in one direction, and in a frame close to the one frame, Means for scanning optical information toward the photoconductive layer along a horizontal scanning direction in the other direction and a vertical scanning direction in the other direction, wherein the optical information is scanned along the horizontal scanning direction in the one direction and the vertical scanning direction in the one direction. Previous A switching period between the optical information scanning and the optical information scanning along the other horizontal scanning direction and the other vertical scanning direction is set differently from a voltage inversion period of a voltage applied between the pair of electrodes. It is a thing.
【0020】(作用)本発明では、近接するフレームに
おいて、前記光情報の走査を互いに異なる方向から行な
うことで、表示面内のいずれの部分(画素)においても
同じ階調レベルにおける輝度や明るさが均一になる。こ
れにより、読み出し光を走査する必要がなくなる為、読
み出し光照射光学系の構成が簡略化され、表示装置を小
型化し、安価にて提供できる。(Operation) In the present invention, the scanning of the optical information is performed from different directions in adjacent frames, so that the luminance and brightness at the same gradation level can be obtained at any part (pixel) on the display surface. Becomes uniform. This eliminates the need to scan the reading light, so that the configuration of the reading light irradiation optical system is simplified, and the display device can be reduced in size and provided at low cost.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は後述する図
30乃至図33に示すものであるが、その前に基本構成
について説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention are shown in FIGS. 30 to 33 which will be described later. Before that, the basic configuration will be described.
【0022】まず、アナログデューティー変調の基本的
な変調方式について図を参照して説明する。First, a basic modulation method of analog duty modulation will be described with reference to the drawings.
【0023】図1は本変調方式を実現する為の一例を示
す図であり、1は光学変調手段としての光の透過を制御
する光シャッターであり、2は光を発生する光源、DR
1は光シャッター1を駆動する為の駆動手段、DR2は
光源2を点灯させる為の駆動手段、CONTは2つの駆
動手段DR1,DR2への電源供給や動作タイミングを
制御する制御手段である。FIG. 1 is a diagram showing an example for realizing the present modulation system, 1 is an optical shutter for controlling the transmission of light as optical modulation means, 2 is a light source for generating light, DR
Reference numeral 1 denotes a driving unit for driving the optical shutter 1, DR2 denotes a driving unit for turning on the light source 2, and CONT denotes a control unit for controlling power supply and operation timing to the two driving units DR1 and DR2.
【0024】図2は、光シャッター1の光学変調要素
(物質)の特性の一例を示すグラフであり、例えばパル
ス巾一定の時、印加電圧がしきい値Vthを越えると透過
率は急激に上昇し、飽和値Vsat 以上では透過率は一定
となる。そして光学変調物質がメモリ性をもつ場合には
印加電圧を解除しても光学状態は一定に保たれる。FIG. 2 is a graph showing an example of the characteristics of the optical modulation element (substance) of the optical shutter 1. For example, when the pulse width is constant and the applied voltage exceeds the threshold value Vth , the transmittance sharply increases. The transmittance increases, and the transmittance becomes constant above the saturation value V sat . If the optical modulator has a memory property, the optical state is kept constant even when the applied voltage is released.
【0025】図3は、図1の基本動作を説明する為のタ
イミングチャートであり、10は光シャッターの光学的
遷移を、20は光源の点灯タイミングを、30は光シッ
ャターへの印加信号を示す。印加信号30は階調情報に
応じて振幅(波高値)Vop及び必要に応じて更にパルス
巾PWopが変化する信号である。FIG. 3 is a timing chart for explaining the basic operation of FIG. 1. In FIG. 3, reference numeral 10 denotes an optical transition of an optical shutter, reference numeral 20 denotes a lighting timing of a light source, and reference numeral 30 denotes a signal applied to an optical shutter. . The applied signal 30 is a signal in which the amplitude (peak value) V op and the pulse width PW op further change according to the gradation information.
【0026】光源は時刻t1 に点灯(ON)し、時刻t
3 に消灯(OFF)するまでの期間t、発光している。
この期間tは中間調を認識できるように所定時間とす
る。このタイミングに応じて変調された信号が時刻tt
onに印加されると、光学変調物質にかかる印加電圧の時
間積分がしきい値を越えると光シャッターは暗状態(M
in)から明状態(Max)に遷移する。The light source is turned on (ON) at time t 1 ,
Light is emitted for a period t until the light is turned off (OFF) at 3 .
This period t is a predetermined time so that halftones can be recognized. The signal modulated according to this timing is at time tt
When the voltage is applied to the ON state, the optical shutter is in the dark state (M
in) to the bright state (Max).
【0027】この遷移の立上がりタイミングt2 は振幅
Vopとパルス巾PWopにも依存する。そして振幅Vopが
階調情報により変調されているので、タイミングt2 は
結局階調情報に応じて時間巾TMの範囲内を変化するこ
とになる。ttoff は光シャッターをオフする信号の印
加タイミングであり光シャッター1を透過する光量の時
間積分は点灯時間と光シャッターのON状態にある時間
との重なり時間であるのでこの時間が階調情報に応じて
変化することになる。よって、パルス巾PWopを一定と
して振幅Vopの量をアナログ的に変えれば容易に透過光
量の時間積分を変調できるのである。The rising timing t 2 of this transition also depends on the amplitude V op and the pulse width PW op . Since the amplitude V op is modulated by the gradation information, the timing t 2 eventually changes within the range of the time width TM according to the gradation information. tt off is the application timing of the signal for turning off the optical shutter, and the time integral of the amount of light transmitted through the optical shutter 1 is the overlap time of the lighting time and the time when the optical shutter is in the ON state. Will change accordingly. Therefore, if the pulse width PW op is fixed and the amount of the amplitude V op is changed in an analog manner, the time integral of the transmitted light amount can be easily modulated.
【0028】従来のデジタルデューティー変調はみな、
印加信号30のパルス巾PWop、振幅Vopを一定とし
て、該信号30の印加タイミングttONをクロックに応
じてデジタル的に変えていた。All conventional digital duty modulations are
The pulse width PW op and the amplitude V op of the applied signal 30 are kept constant, and the application timing tt ON of the applied signal 30 is digitally changed according to the clock.
【0029】これに対して、本変調では、信号30をア
ナログ量として扱う点が新規であり、これによりアナロ
グデューティー変調を可能としている。On the other hand, the present modulation is novel in that the signal 30 is treated as an analog quantity, thereby enabling analog duty modulation.
【0030】図4はアナログ信号30を発生させる回路
の一例であり、入力された階調情報をトランジスタTr
1からなるアンプで増幅し、トランジスタTr2からな
るスイッチでサンプリングすることにより、光シャッタ
ーの駆動に必要な変調された振幅と所定のパルス巾とを
もつ信号を得ることができる。FIG. 4 shows an example of a circuit for generating an analog signal 30.
The signal having the modulated amplitude and the predetermined pulse width required for driving the optical shutter can be obtained by amplifying the signal by the amplifier 1 and sampling by the switch including the transistor Tr2.
【0031】次に、本変調の基本的な別の変調方式を図
5を参照して説明する。Next, another basic modulation method of the present modulation will be described with reference to FIG.
【0032】前述した図1のシステムと異なる点は、光
学変調手段が光反射手段1Aとなっている点である。光
反射手段1Aとしては液晶素子やミラー素子が用いられ
る。液晶素子の場合は液晶を封入する一対の基板のうち
一方を透明体、他方を反射体として、液晶の配向状態に
応じて光吸収又は光反射を選択的に行う。ミラー素子の
場合はミラーの反射面の角度をミラーを変位させること
で制御し、反射面が所定の方向を向かせるか、他の方向
を向かせるかを選択する。The difference from the system shown in FIG. 1 is that the optical modulating means is the light reflecting means 1A. A liquid crystal element or a mirror element is used as the light reflecting means 1A. In the case of a liquid crystal element, one of a pair of substrates enclosing liquid crystal is used as a transparent body and the other is used as a reflector, and light absorption or light reflection is selectively performed according to the alignment state of the liquid crystal. In the case of a mirror element, the angle of the reflection surface of the mirror is controlled by displacing the mirror, and whether the reflection surface is directed in a predetermined direction or in another direction is selected.
【0033】そして、光源の点灯時間と反射手段のオン
時間との重なり時間を階調データに応じてアナログ変調
する。Then, the overlap time of the lighting time of the light source and the ON time of the reflection means is analog-modulated according to the gradation data.
【0034】ここで、反射手段のオン時間とは、液晶素
子が光反射状態にある時間又はミラー素子の反射面が所
定の方向を向いている時間である。Here, the ON time of the reflecting means is a time during which the liquid crystal element is in a light reflecting state or a time during which the reflecting surface of the mirror element is oriented in a predetermined direction.
【0035】(駆動回路)本発明に用いられる駆動回路
について説明する。(Drive Circuit) The drive circuit used in the present invention will be described.
【0036】図6は本変調に用いられる光学変調手段の
駆動回路を示す図である。ここでは、光学変調手段をC
LCで示す。FIG. 6 is a diagram showing a drive circuit of the optical modulation means used for the main modulation. Here, the optical modulation means is C
Shown by LC .
【0037】階調情報に応じて抵抗RPCの値が変化する
ものとすると、まず光学変調手段C LCのしきい値を越え
る十分な電圧を印加する。この時RPCの値が高ければC
LCに加わる電圧がしきい値を越える時刻が遅くなる。一
方、RPCの値が低ければCLCに印加される電圧がしきい
値を越える時刻が早くなる。よって、これらの時刻と、
光源の点灯タイミング及び点灯時間を調整すれば透過光
又は反射光のアナログデューティー変調が可能となる。The resistance R according to the gradation informationPCThe value of
First, the optical modulation means C LCExceeded threshold
Apply sufficient voltage. This time RPCIf the value of is high, C
LCThe time at which the voltage applied to exceeds the threshold value is delayed. one
One, RPCIf the value of is low, CLCVoltage applied to
The time that exceeds the value is earlier. So, at these times,
Adjust the lighting timing and lighting time of the light source to transmit light
Alternatively, analog duty modulation of the reflected light becomes possible.
【0038】図7は別の駆動回路を示す図である。図6
と異なる点は光学変調手段CLCを抵抗RPC、容量CPCに
対して並列接続した点である。この場合はしきい値を越
えるに充分な駆動電圧Vdを所定時間だけ印加してCLC
をオン状態とした後、RC回路の時定数に基づく放電現
像を利用する。抵抗RPCの値が高ければゆっくり放電す
るのでCLCに加わる電圧がしきい値より低くなる時刻が
遅くなる。FIG. 7 is a diagram showing another driving circuit. FIG.
Differs in that connected in parallel to the optical modulation means C LC resistor R PC, with capacitive C PC. In this case, a drive voltage Vd sufficient to exceed the threshold is applied for a predetermined time and CLC
Is turned on, discharge development based on the time constant of the RC circuit is used. Time the voltage applied to C LC is lower than the threshold and the value of the resistance R PC is if slow discharge high slower.
【0039】一方、RPCの値が低ければ放電が速くな
り、CLCにかかる電圧がしきい値より低くなる時刻は早
くなる。この時刻を光源の点灯時間内に設定すればタイ
ミングの違いにより光の透過又は反射の時間がアナログ
デューティー変調される。On the other hand, the lower the value of R PC discharge faster, the time at which the voltage applied to C LC is lower than the threshold faster. If this time is set within the lighting time of the light source, the light transmission or reflection time is subjected to analog duty modulation due to the difference in timing.
【0040】図8は更に別の駆動回路の例である。可変
電圧Vvで示す値が階調情報である。図7と異なる点は
RC回路RPC、CPCの時定数が固定されているので、C
LCに加わる電圧がしきい値以下になるタイミングは階調
情報である電圧Vvにより決定される。よって図7と同
じように点灯時間とのタイミングを合わせればアナログ
デューティー変調が可能となる。FIG. 8 shows another example of a driving circuit. The value indicated by the variable voltage Vv is the gradation information. The difference from FIG. 7 is that the time constants of the RC circuits R PC and C PC are fixed.
The timing at which the voltage applied to the LC falls below the threshold is determined by the voltage Vv that is the gradation information. Accordingly, analog duty modulation can be performed by adjusting the timing with the lighting time in the same manner as in FIG.
【0041】(光源)本変調に用いられる光源について
説明する。この光源が発する光は自然の太陽光、白色
光、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)等の単色光及
びそれらの組み合わせ等から必要に応じて選択される。
よって、本発明に用いられる光源としては、レーザー光
源、蛍光灯、キセノンランプ、ハロゲンランプ、発光ダ
イオード、エレクトロルミネッセンス素子等が挙げられ
る。これらの点灯は光学変調手段の駆動タイミングに応
じて、光源駆動手段によってオン・オフが制御される。
特に読み出し光源の点灯時間は最大でも人間がフリッカ
を認識しうるフリッカ周波数(例えば60Hz)の逆数
(60分の1秒)以下とすることが望まれる。カラー表
示の場合にはR、G、B光源をそれぞれ異なるタイミン
グにて点灯させて、時間分割でR、G、Bそれぞれの光
学変調を行うことが望ましい。(Light Source) The light source used in the present modulation will be described. The light emitted from this light source is selected from natural sunlight, white light, monochromatic light such as red (R), green (G), blue (B), and combinations thereof, as necessary.
Therefore, examples of the light source used in the present invention include a laser light source, a fluorescent lamp, a xenon lamp, a halogen lamp, a light emitting diode, and an electroluminescent element. ON / OFF of these lightings is controlled by the light source driving means according to the driving timing of the optical modulation means.
In particular, it is desired that the lighting time of the readout light source be not more than the reciprocal (1/60 second) of the flicker frequency (for example, 60 Hz) at which humans can recognize flicker. In the case of color display, it is desirable to turn on the R, G, and B light sources at different timings, and to perform optical modulation of R, G, and B in a time-division manner.
【0042】(光学変調手段)本発明に用いられる光学
変調手段としては、光の透過率を変調する光シャッター
(光バルブ)や光の反射率を変調する光反射手段として
の反射素子が挙げられる。(Optical Modulation Means) Examples of the optical modulation means used in the present invention include a light shutter (light valve) for modulating the light transmittance and a reflection element as a light reflection means for modulating the light reflectance. .
【0043】本変調に用いられる光シャッターとしては
透過率の異なる2状態を呈し得るものであればよい。好
適な例は光学変調物質として液晶を用いたものである。The optical shutter used in the present modulation may be any shutter that can exhibit two states having different transmittances. A preferred example is one using liquid crystal as the optical modulation material.
【0044】液晶を用いた光学変調手段としては、一対
の電極間に液晶を配して、印加電界に応じて液晶分子が
その配向状態を変えるものが望ましい。そして分子配向
の光学的特性に応じて偏光素子を通して、光の透過率を
制御する。よって液晶素子において、透過率、反射率、
透過状態、反射状態というものは、偏光素子との組み合
わせによって生じるものである。As the optical modulation means using a liquid crystal, it is desirable to dispose a liquid crystal between a pair of electrodes and change the alignment state of liquid crystal molecules according to an applied electric field. Then, the light transmittance is controlled through the polarizing element according to the optical characteristics of the molecular orientation. Therefore, in the liquid crystal element, the transmittance, the reflectance,
The transmission state and the reflection state are caused by a combination with a polarizing element.
【0045】具体的には、一対の基板間に液晶を封入し
た液晶セルを用いるとよい。該一対の基板の少なくとも
一方の内面には必要に応じて透明電極や配向膜が設けら
れる。Specifically, it is preferable to use a liquid crystal cell in which liquid crystal is sealed between a pair of substrates. A transparent electrode and an alignment film are provided on at least one inner surface of the pair of substrates as needed.
【0046】基板としては、透光性のガラス、プラスチ
ック、石英等が用いられる。透明電極としては、酸化す
ずや酸化インジウム、ITO等の金属酸化物導電体が好
ましく用いられる。As the substrate, translucent glass, plastic, quartz or the like is used. As the transparent electrode, a metal oxide conductor such as tin oxide, indium oxide, and ITO is preferably used.
【0047】配向膜としては、ラビング等の一軸性配向
処理がなされた高分子膜や斜方蒸着により形成された無
機膜が好ましい。As the alignment film, a polymer film that has been subjected to a uniaxial alignment treatment such as rubbing or an inorganic film formed by oblique deposition is preferable.
【0048】液晶としては、セルとして動作する際にネ
マチック相を呈しているネマチック液晶や、セルとして
動作する際にスメクチック相を呈しているスメクチック
液晶が好適に用いられる。As the liquid crystal, a nematic liquid crystal exhibiting a nematic phase when operating as a cell and a smectic liquid crystal exhibiting a smectic phase when operating as a cell are preferably used.
【0049】本変調に用いられる反射素子としては、金
属膜の反射面を印加電圧による静電気力により動かし、
反射面の角度を変えて反射光の出射方向を変調するDM
D(Digital Micromirror Device)と呼ばれる素子や、
前述した液晶セルの一面を反射体として、他の面を透過
体として液晶が透過状態に配向している時に光を反射さ
せる液晶素子が挙げられる。As a reflection element used in the present modulation, a reflection surface of a metal film is moved by an electrostatic force by an applied voltage,
DM that modulates the direction of reflected light by changing the angle of the reflecting surface
An element called D (Digital Micromirror Device)
A liquid crystal element that reflects light when the liquid crystal is oriented in a transmissive state, with one surface of the liquid crystal cell as a reflector and the other surface as a transmissive body, may be mentioned.
【0050】図9は、本変調に用いられる光学変調要素
(物質)の印加電圧透過率特性を示すグラフである。D
MDの場合は所定の方向に反射される光の反射光量の印
加電圧依存性を示すグラフとしてみなせることができよ
う。FIG. 9 is a graph showing the applied voltage transmittance characteristics of the optical modulation element (substance) used for the main modulation. D
In the case of MD, it can be regarded as a graph showing the applied voltage dependence of the amount of reflected light reflected in a predetermined direction.
【0051】図9において、(a)は正のしきい値電圧
を境界値として状態の遷移があるもの、(b)は正及び
負のしきい値をもつもので更にそれぞれヒステリシスが
あるもの、(c)はヒステリシスにより正負のしきい値
が生じるもの、(d)は電圧0がしきい値となるもので
ある。この図9は説明を簡略化する為に理想的な特性を
示したものであり、現実には図2に示したようなしきい
値と飽和値との間に多少の傾斜をもつ。In FIG. 9, (a) shows a state transition with a positive threshold voltage as a boundary value, (b) shows a state with positive and negative thresholds and further has hysteresis, (C) shows a case where positive and negative threshold values are generated due to hysteresis, and (d) shows a case where voltage 0 is the threshold value. FIG. 9 shows ideal characteristics in order to simplify the description, and actually has a slight slope between the threshold value and the saturation value as shown in FIG.
【0052】駆動回路とのマッチングを考える。図9の
(a)、(b)は図7、図8に示したような並列回路と
組み合わされると良く、図9の(c)、(d)は図6に
示したような直列回路と組み合わせるとよい。Consider matching with the driving circuit. 9 (a) and 9 (b) are preferably combined with the parallel circuit shown in FIGS. 7 and 8, and FIGS. 9 (c) and 9 (d) are combined with the series circuit shown in FIG. Good to combine.
【0053】以下に述べる例1〜例6は本発明を理解し
易くする為の参考例である。Examples 1 to 6 described below are reference examples to facilitate understanding of the present invention.
【0054】(参考例1)図10は光学変調手段の駆動
方法を説明する為の模式図である。同図において、10
1は一対の電極を有する透明基板の間にカイラルスメク
ティック液晶を配置した液晶素子、103は階調情報を
発生する階調情報発生回路、104は光源、105は観
察者を示す。駆動回路は容量素子Cpcとトランジスタ1
02とを有する回路であり、トランジスタ102のゲー
ト又はベースの電位によりソース・ドレイン(又はエミ
ッタ・コレクタ)間の抵抗が変化することで、液晶に印
加される電圧が液晶の反転閾値を越えるタイミングが変
化する。Vextは液晶素子をリセットする電圧と駆動
する電圧とを印加する為の電圧印加手段である。Cfl
cは液晶の容量を示す。(Reference Example 1) FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a method of driving the optical modulation means. In the figure, 10
Reference numeral 1 denotes a liquid crystal element in which a chiral smectic liquid crystal is arranged between a transparent substrate having a pair of electrodes; 103, a gradation information generating circuit for generating gradation information; 104, a light source; and 105, a viewer. The driving circuit is composed of the capacitor C pc and the transistor 1
02, and the resistance between the source and the drain (or the emitter and the collector) changes according to the potential of the gate or the base of the transistor 102, so that the timing at which the voltage applied to the liquid crystal exceeds the inversion threshold of the liquid crystal is reached. Change. Vext is a voltage applying means for applying a voltage for resetting the liquid crystal element and a driving voltage. Cfl
c indicates the capacity of the liquid crystal.
【0055】階調情報発生回路103は発光ダイオード
PEDと4つの可変抵抗VRB、VRG、VRR、VR
Wとスイッチとしての4つのトランジスタTB、TG、
TR、TWと電源VCCとを含む。ダイオードPEDと
トランジスタ102とはフォトカプラを構成している。The gradation information generating circuit 103 includes a light emitting diode PED and four variable resistors VRB, VRG, VRR, VR.
W and four transistors TB, TG,
TR, TW and power supply VCC. The diode PED and the transistor 102 constitute a photocoupler.
【0056】可変抵抗値として与えられる各色の階調情
報としての電気信号は発光ダイオードPEDにより光情
報となる。An electric signal as gradation information of each color given as a variable resistance value is converted into light information by the light emitting diode PED.
【0057】光源104はRGB3色の光を発生する為
の発光ダイオードEDR、EDG、EDBを含む。BR
は必要に応じて設けられる白バランス用の可変抵抗であ
る。The light source 104 includes light emitting diodes EDR, EDG, and EDB for generating light of three colors RGB. BR
Is a variable resistor for white balance provided as needed.
【0058】図11は、図10の駆動のタイミングチャ
ートであり、同図において、103Tは光情報の出力タ
イミングを示し、Vflcは液晶にかかる電圧を示し、
Tranは液晶素子の透過率を示し、104Tは光源の
点灯タイミングを示し、105Tは観察者が認識する透
過光量を示している。FIG. 11 is a timing chart of the driving of FIG. 10. In FIG. 11, 103T indicates an output timing of optical information, Vflc indicates a voltage applied to the liquid crystal,
Tran indicates the transmittance of the liquid crystal element, 104T indicates the lighting timing of the light source, and 105T indicates the amount of transmitted light recognized by the observer.
【0059】まず、リセット用の白色光が与えられると
同時にリセットパルスが電圧印加手段Vextにより与
えられる。こうして液晶は一旦暗状態に配向する。First, a reset pulse is applied by the voltage applying means Vext at the same time that white light for reset is applied. Thus, the liquid crystal is once oriented to a dark state.
【0060】次にRの階調情報に応じた光が出力される
と同時にRの発光ダイオードEDRが点灯し、またVe
xtは逆極性の電圧を液晶素子の電極に印加する。この
期間R光量が極めて小さいので液晶にかかる実効電圧は
閾値Vthを越えないので、液晶素子はR光を通さない。Next, at the same time that the light corresponding to the gradation information of R is output, the light emitting diode EDR of R lights up, and Ve
xt applies a voltage of the opposite polarity to the electrode of the liquid crystal element. Since the R light amount is extremely small during this period, the effective voltage applied to the liquid crystal does not exceed the threshold value Vth , so that the liquid crystal element does not transmit the R light.
【0061】その後、再び白色光が与えられると共にV
extは大きくなり液晶が光透過状態に反転する。しか
しながらこのとき光源は点灯していないので観察者にと
っては暗状態が続いて見える。Thereafter, white light is again applied and V
ext increases, and the liquid crystal is inverted to a light transmitting state. However, at this time, since the light source is not turned on, the observer sees the dark state continuously.
【0062】次に、Vextが負の電圧になるが、液晶
にかかる実効電圧は閾値を越えていないので液晶素子は
明状態のままである。但し、この期間も光源の点灯はな
い。Next, Vext becomes a negative voltage, but since the effective voltage applied to the liquid crystal does not exceed the threshold value, the liquid crystal element remains in the bright state. However, the light source is not turned on during this period.
【0063】こうしてRの表示期間が終了する。Thus, the display period of R ends.
【0064】次は、Rの表示期間と同様の駆動がなされ
るGの表示期間である。ここではG情報の光量はRの場
合より大きいので時刻trvで液晶にかかる電圧は閾値
を越える。そして、光源の点灯が終了する時刻toff ま
での期間液晶素子はG光を透過するので、観察者は中間
レベルのG光を認識する。Next is a G display period in which the same driving as that of the R display period is performed. Here, since the light amount of the G information is larger than the case of R, the voltage applied to the liquid crystal exceeds the threshold value at time trv. Then, the liquid crystal element transmits the G light until the time t off when the lighting of the light source ends, so that the observer recognizes the intermediate level G light.
【0065】同様に、次は、RやGの表示期間と同様の
駆動がなされるBの表示期間である。ここではB情報の
光量はGの場合より大きいので時刻trv2で液晶にか
かる電圧は閾値を越える。そして、光源の点灯が終了す
るtoff 2までの期間液晶素子はB光を透過するので、
観察者は最大明状態に最も近い中間レベルB光を認識す
る。Similarly, the next is a B display period in which the same driving as that of the R and G display periods is performed. Here, since the light amount of the B information is larger than the case of G, the voltage applied to the liquid crystal exceeds the threshold value at time trv2. Then, the liquid crystal element transmits B light until t off 2 when the lighting of the light source is completed.
The observer recognizes the intermediate level B light closest to the maximum bright state.
【0066】以上のように、本参考例では、Vflcが
閾値を越えるタイミングを階調情報に応じて変化させ
る。そして、光源が点灯している期間を、最小レベルの
透過状態に対応した階調情報の入力があった場合に、液
晶素子の透過期間(オン期間)と光源の点灯期間とが重
ならないように、光源の消灯時刻を設定する。As described above, in this embodiment, the timing at which Vflc exceeds the threshold is changed according to the gradation information. Then, when the gradation information corresponding to the minimum level transmission state is input, the transmission period (on period) of the liquid crystal element and the lighting period of the light source do not overlap with each other when the light source is on. , Set the light-off time.
【0067】こうして本参考例では、明るさの最小レベ
ルから明るさの最大レベルまでの範囲のなかから所望の
中間状態を得ることができる。また、液晶にかかる電圧
が正負対称になるので液晶にかかるDC成分が実質的に
0になり、液晶素子の劣化を抑制できる。Thus, in the present embodiment, a desired intermediate state can be obtained from the range from the minimum brightness level to the maximum brightness level. In addition, since the voltage applied to the liquid crystal is symmetrical, the DC component applied to the liquid crystal becomes substantially zero, and the deterioration of the liquid crystal element can be suppressed.
【0068】(参考例2)図12は光学変調手段の駆動
方法を説明する為の模式図である。201は一対の電極
を有する基板の間に液晶を配置した反射型の液晶素子、
204は光源を駆動する光源駆動回路、Cpcは容量素
子、Rpcは抵抗素子、Vdは駆動電圧源である。このシ
ステムは抵抗素子Rpcに階調情報が入力されることで抵
抗値が変化する回路となっている。(Reference Example 2) FIG. 12 is a schematic diagram for explaining a driving method of the optical modulation means. 201 is a reflective liquid crystal element in which liquid crystal is arranged between substrates having a pair of electrodes,
204 is a light source driving circuit for driving the light source, C pc is a capacitance element, R pc is a resistance element, and Vd is a driving voltage source. This system is a circuit in which the resistance value changes when gradation information is input to the resistance element Rpc .
【0069】用いる液晶の特性は図9の(a)のような
ものとする。The characteristics of the liquid crystal used are as shown in FIG.
【0070】図13は、図12の駆動のタイミングチャ
ートであり、Vs1は電源Vdの印加タイミングを、V
lcは液晶にかかる電圧を、Tranは液晶素子の反射
率を、204Tは光源の点灯タイミングを、205Tは
観察者が認識する透過光量を示している。lはRpcの値
が低い場合、mはRpcの値が中間レベルの場合、nはR
pcの値が高い場合を示し、それぞれアナログ階調情報に
対応している。FIG. 13 is a timing chart of the driving of FIG. 12, where Vs1 indicates the application timing of the power supply Vd,
1c indicates the voltage applied to the liquid crystal, Tran indicates the reflectance of the liquid crystal element, 204T indicates the lighting timing of the light source, and 205T indicates the amount of transmitted light recognized by the observer. l is for low values of R pc , m is for intermediate values of R pc , n is R
This shows a case where the value of pc is high, and each corresponds to analog gradation information.
【0071】まず、時刻tonにVdが液晶素子に与えら
れると液晶にかかる電圧Vlcが閾値を充分に越える電
圧V1となる。同時に液晶素子は最大の反射率になる。First, when Vd is applied to the liquid crystal element at the time t on , the voltage Vlc applied to the liquid crystal becomes the voltage V1 sufficiently exceeding the threshold value. At the same time, the liquid crystal element has a maximum reflectance.
【0072】時刻toff では電圧Vdが解除されるの
で、液晶への印加電圧Vlcは抵抗値Rpcに応じて徐々
に低下し、あるタイミングで閾値を下回る。このタイミ
ングは階調情報に依存するので、lの場合は時刻t
X1で、mの場合は時刻tX2で、nの場合は時刻tX3で反
射率Tranが最小になる。ここで光源は時刻tX1で点
灯を開始し、時刻tX3で消灯するように設定されるいる
ので、l,m,nに対応した反射光量は205Tに示す
ようになる。At time t off , the voltage Vd is released, so that the voltage Vlc applied to the liquid crystal gradually decreases in accordance with the resistance value Rpc , and falls below the threshold at a certain timing. Since this timing depends on the gradation information, in the case of l, the time t
In X1, the case of m at time t X2, reflectance Tran is minimized at time t X3 For n. Here, since the light source is set to start lighting at time t X1 and turn off at time t X3 , the reflected light amount corresponding to l, m, and n is as shown in 205T.
【0073】以上のように、本例では、V1cが閾値を
下回るタイミングを階調情報に応じて変化させる。そし
て、光源が点灯している期間を、最小レベルの反射状態
に対応した階調情報の入力があった場合に、液晶素子の
反射期間(オン期間)と光源の点灯期間とが重ならない
ように、光源の点灯時刻を設定する。As described above, in this example, the timing at which V1c falls below the threshold is changed according to the gradation information. Then, when the gradation information corresponding to the minimum level of the reflection state is input, the reflection period (on period) of the liquid crystal element and the light emission period of the light source do not overlap each other when the light source is lit. , The lighting time of the light source is set.
【0074】こうして本例では、明るさの最小レベルl
から明るさの最大レベルmまでの範囲のなかから所望の
中間的反射状態を得ることができる。Thus, in this example, the minimum brightness level l
, The desired intermediate reflection state can be obtained from the range of the maximum brightness level m.
【0075】(参考例3)図14は光学変調手段の駆動
方法を説明する為の模式図である。301は一対の電極
を有する基板の間に液晶を配置した反射型の液晶素子、
304は光源を駆動する光源駆動回路、Cpcは容量素
子、Rpcは抵抗素子、Vvは駆動電圧源、Vs0 は駆動
電圧源Vvからの電圧信号の供給をオン・オフするスイ
ッチである。このシステムは駆動電圧源からの供給電圧
信号がアナログ階調情報となっている。(Embodiment 3) FIG. 14 is a schematic diagram for explaining a method of driving the optical modulation means. 301 is a reflective liquid crystal element in which liquid crystal is arranged between substrates having a pair of electrodes,
Reference numeral 304 denotes a light source driving circuit for driving the light source, C pc denotes a capacitance element, R pc denotes a resistance element, Vv denotes a driving voltage source, and Vs 0 denotes a switch for turning on / off the supply of a voltage signal from the driving voltage source Vv. In this system, a supply voltage signal from a drive voltage source is analog gradation information.
【0076】用いる液晶の特性は図9の(a)のような
ものとする。The characteristics of the liquid crystal used are as shown in FIG.
【0077】図15は、図14の駆動のタイミングチャ
ートであり、Vs0 は階調信号の印加タイミングを、V
lcは液晶にかかる電圧を、Tranは液晶素子の反射
率を、304Tは光源の点灯タイミングを、305Tは
観察者が認識する透過光量を示している。lは階調信号
の電圧値V1が低い場合、mは階調信号の電圧値Vmが
中間レベルの場合、nは階調信号の電圧値Vnが高い場
合をそれぞれ示している。FIG. 15 is a timing chart of the driving of FIG. 14, where Vs 0 indicates the application timing of the gradation signal,
1c indicates the voltage applied to the liquid crystal, Tran indicates the reflectance of the liquid crystal element, 304T indicates the lighting timing of the light source, and 305T indicates the amount of transmitted light recognized by the observer. 1 indicates the case where the voltage value V1 of the gradation signal is low, m indicates the case where the voltage value Vm of the gradation signal is at an intermediate level, and n indicates the case where the voltage value Vn of the gradation signal is high.
【0078】まず、時刻tonにVvが液晶素子に与えら
れると液晶にかかる電圧Vlcが閾値を充分に越える電
圧Vl,Vm,Vnとなる。同時に液晶素子は最大の反
射率になる。First, when Vv is applied to the liquid crystal element at time t on , the voltage Vlc applied to the liquid crystal becomes voltages V1, Vm, and Vn that sufficiently exceed the threshold. At the same time, the liquid crystal element has a maximum reflectance.
【0079】時刻toff では電圧Vvが解除されるの
で、液晶への印加電圧Vlcは電圧Vvに応じて徐々に
低下し、あるタイミングで閾値を下回る。このタイミン
グは階調情報に依存するので、1の場合は時刻tX1で、
mの場合は時刻tX2で、nの場合は時刻tX3で液晶素子
の反射率Tranが最小の状態に遷移するようになる。
ここで光源は時刻tX1で点灯を開始し、時刻tX3で消灯
するように設定されているので、l,m,nに対応した
反射光量は305Tに示すようになる。At time t off , the voltage Vv is released, so that the voltage Vlc applied to the liquid crystal gradually decreases according to the voltage Vv, and falls below the threshold at a certain timing. Since this timing depends on the gradation information, in the case of 1, at time t X1 ,
In the case of m, the reflectivity Tran of the liquid crystal element transitions to the minimum state at time t X2 , and in the case of n at time t X3 .
Here, since the light source is set to start lighting at time t X1 and turn off at time t X3 , the reflected light amount corresponding to l, m, and n is as shown in 305T.
【0080】以上のように、本例では、Vlcが閾値を
下回るタイミングを階調情報に応じて変化させる。そし
て、光源が点灯している期間を、最小レベルの反射状態
に対応した階調情報の入力があった場合に、液晶素子の
反射期間(オン期間)と光源の点灯期間とが重ならない
ように、光源の点灯時刻を設定する。As described above, in this example, the timing at which Vlc falls below the threshold is changed according to the gradation information. Then, when the gradation information corresponding to the minimum level of the reflection state is input, the reflection period (on period) of the liquid crystal element and the light emission period of the light source do not overlap each other when the light source is lit. , The lighting time of the light source is set.
【0081】こうして本例では、明るさの最小レベル1
から明るさの最大レベルmまでの範囲のなかから所望の
中間的反射状態を得ることができる。Thus, in this example, the minimum brightness level 1
, The desired intermediate reflection state can be obtained from the range of the maximum brightness level m.
【0082】(参考例4)図16は光学変調手段の駆動
方法を説明する為の模式図である。401は一対の電極
を有する基板の間に反強誘電性のカイラルスメクティッ
ク液晶を配置した反射型の液晶素子、404は光源を駆
動する光源駆動回路、Cpcは容量素子、R pcは抵抗素
子、Vvは駆動電圧源、Vs0 は駆動電圧源Vvからの
電圧信号の供給をオン・オフするスイッチである。この
システムは駆動電圧源からの供給電圧信号がアナログ階
調情報となっている。405は観察者を示す。(Reference Example 4) FIG. 16 shows the driving of the optical modulation means.
It is a schematic diagram for demonstrating a method. 401 is a pair of electrodes
Antiferroelectric chiral smectic between substrates with
404 is a reflective liquid crystal element with a liquid crystal
Moving light source drive circuit, CpcIs a capacitive element, R pcIs a resistance element
Vv is a drive voltage source, Vs0From the drive voltage source Vv
A switch for turning on / off the supply of the voltage signal. this
The system converts the supply voltage signal from the drive voltage source to the analog floor.
Key information. 405 indicates an observer.
【0083】用いるカイラルスメクティック液晶の特性
は図9の(b)のようなものとする。The characteristics of the chiral smectic liquid crystal used are as shown in FIG.
【0084】図17は、図16の駆動のタイミングチャ
ートであり、Vs0 は階調信号の印加タイミングを、V
aflcは液晶にかかる電圧を、Tranは液晶素子の
反射率を、404Tは光源の点灯タイミングを、405
Tは観察者が認識する透過光量を示している。lは階調
信号の電圧値が低い場合、mは階調信号の電圧値が中間
レベルの場合、nは階調信号の電圧値が高い場合をそれ
ぞれ示している。FIG. 17 is a timing chart of the driving of FIG. 16, where Vs 0 indicates the application timing of the gradation signal,
aflc is the voltage applied to the liquid crystal, Tran is the reflectance of the liquid crystal element, 404T is the lighting timing of the light source,
T indicates the transmitted light amount recognized by the observer. 1 indicates the case where the voltage value of the gradation signal is low, m indicates the case where the voltage value of the gradation signal is at the intermediate level, and n indicates the case where the voltage value of the gradation signal is high.
【0085】まず、時刻tonにVvが液晶素子に与えら
れると液晶にかかる電圧Vaflcが閾値を充分に越え
る電圧Vl,Vm,Vnとなる。同時に液晶素子は最大
の反射率になる。First, when Vv is applied to the liquid crystal element at time t on , the voltage Vaflc applied to the liquid crystal becomes voltages V1, Vm, and Vn that sufficiently exceed the threshold. At the same time, the liquid crystal element has a maximum reflectance.
【0086】時刻toff では電圧Vvが解除されるの
で、液晶への印加電圧Vaflcは電圧Vvに応じて徐
々に低下し、あるタイミングで閾値を下回る。このタイ
ミングは階調情報に依存するので、lの場合は時刻tX1
で、mの場合は時刻tX2で、nの場合は時刻tX3で液晶
素子の反射率Tranが最小に遷移するようになる。こ
こで光源は時刻tX1で点灯を開始し、時刻tX3で消灯す
るように設定されているので、l,m,nに対応した反
射光量は405Tに示すようになる。At time t off , the voltage Vv is released, so that the voltage Vaflc applied to the liquid crystal gradually decreases according to the voltage Vv, and falls below the threshold at a certain timing. Since this timing depends on the gradation information, in the case of l, the time t X1
In the case of m, the reflectance Tran of the liquid crystal element transitions to the minimum at time t X2 , and in the case of n at time t X3 . Here, since the light source is set to start lighting at time t X1 and turn off at time t X3 , the amount of reflected light corresponding to l, m, and n becomes as shown at 405T.
【0087】本例が図14、図15に示す例と異なる点
は、反強誘電性液晶を用いている為に期間Prd2にお
いて、前の期間Prd1と極性が反転した電圧Vvを印
加することである。反強誘電性液晶を用いている為にヒ
ステリシスにより閾値Vth1とVth2の2つにな
り、また、電圧Vvの極性が反転しても液晶の配向状態
はTranに示すとおり同一である。カイラルスメクテ
ィック液晶は2つの分子配向状態間の遷移の速度(スイ
ッチング速度)が早いので本発明に用いる液晶として最
適である。The present embodiment differs from the embodiments shown in FIGS. 14 and 15 in that a voltage Vv whose polarity is inverted from that of the previous period Prd1 is applied in the period Prd2 because the antiferroelectric liquid crystal is used. is there. Since the antiferroelectric liquid crystal is used, the threshold value becomes two of Vth1 and Vth2 due to the hysteresis. Even if the polarity of the voltage Vv is inverted, the alignment state of the liquid crystal is the same as shown in Tran. A chiral smectic liquid crystal has a high transition speed (switching speed) between two molecular alignment states, and is therefore most suitable as a liquid crystal used in the present invention.
【0088】以上のように、本例では、Vaflcが閾
値を下回るタイミングを階調情報に応じて変化させる。
そして、光源が点灯している期間を、最小レベルの反射
状態に対応した階調情報の入力があった場合に、液晶素
子の反射期間(オン期間)と光源の点灯期間とが重なら
ないように、光源の点灯時刻を設定する。As described above, in this example, the timing at which Vaflc falls below the threshold is changed according to the gradation information.
Then, when the gradation information corresponding to the minimum level of the reflection state is input, the reflection period (on period) of the liquid crystal element and the light emission period of the light source do not overlap each other when the light source is lit. , The lighting time of the light source is set.
【0089】本発明は上述した各例における光学変調手
段、即ち、光シャッターや光反射手段を、多数の光学変
調要素が2次元状に配された構成を採用する。The present invention employs a configuration in which a large number of optical modulation elements are arranged two-dimensionally, that is, the optical modulation means in each of the above-described examples, that is, the optical shutter and the light reflection means.
【0090】具体的には画素が多数マトリクス上に配さ
れたパネルやマイクロミラーが多数マトリクス状に配さ
れたDMDである。Specifically, it is a panel in which many pixels are arranged on a matrix or a DMD in which many micromirrors are arranged in a matrix.
【0091】次に本発明による画像表示装置の駆動法に
ついて説明する。Next, a driving method of the image display device according to the present invention will be described.
【0092】(参考例5)図18は本発明の参考例によ
る画像表示装置用の光学変調手段の断面図である。図1
9はその素子に用いられるカイラルスメクティック液晶
の分子配向を示す図である。図20はその液晶分子の電
気光学特性を示す図である。図21はその動作を示すタ
イミングチャートである。(Embodiment 5) FIG. 18 is a cross-sectional view of an optical modulation means for an image display device according to Embodiment 5 of the present invention. FIG.
FIG. 9 is a diagram showing the molecular orientation of the chiral smectic liquid crystal used in the device. FIG. 20 shows the electro-optical characteristics of the liquid crystal molecules. FIG. 21 is a timing chart showing the operation.
【0093】図18に示す素子は所謂反射型の液晶パネ
ルであり、透明基板511の上に透明電極512が形成
され、その上に感光層としての光導電層513が設けら
れ、その上に反射層としての誘電体多層膜514が設け
られている。他方の透明基板516の上には透明電極5
15が設けられている。これら両基板の間には、光学変
調物質としてのカイラルスメクティック液晶517が配
されている。522は偏光素子である。不図示ではある
が電極515と反射層514の液晶界面には、液晶分子
を配列させる配向膜が設けられている。Vextは電極
512、515に電圧を印加する為の電圧印加手段、5
21はリセット光、518は階調情報を含む書き込み
光、519は変調された階調情報、即ち画像を読み出す
為の読み出し光である。The element shown in FIG. 18 is a so-called reflection type liquid crystal panel, in which a transparent electrode 512 is formed on a transparent substrate 511, a photoconductive layer 513 as a photosensitive layer is provided thereon, and a reflection layer is provided thereon. A dielectric multilayer film 514 is provided as a layer. On the other transparent substrate 516, the transparent electrode 5
15 are provided. A chiral smectic liquid crystal 517 as an optical modulator is disposed between these two substrates. 522 is a polarizing element. Although not shown, an alignment film for aligning liquid crystal molecules is provided at a liquid crystal interface between the electrode 515 and the reflective layer 514. Vext is a voltage applying means for applying a voltage to the electrodes 512 and 515;
21 is a reset light, 518 is a write light including gradation information, and 519 is modulated gradation information, that is, read light for reading an image.
【0094】この素子の等価回路は前述した図6と同じ
である。The equivalent circuit of this element is the same as that of FIG.
【0095】図19のAは液晶分子MOLが第1の配向
状態にある様子を、Bは第2の配向状態にある様子を示
す。第1の配向状態Aにある液晶に電圧+Vuを印加す
ると、液晶は第2の配向状態に遷移する。その後は電圧
を0即ち無電界状態としても液晶は状態Bのままであ
る。次に電圧−Vuを印加すると液晶は状態Aに遷移し
電界を解除しても状態Aを保つ。このような遷移は、液
晶の反転あるいはスイッチングと呼ばれる。FIG. 19A shows a state where the liquid crystal molecules MOL are in the first alignment state, and FIG. 19B shows a state where the liquid crystal molecules MOL are in the second alignment state. When a voltage + Vu is applied to the liquid crystal in the first alignment state A, the liquid crystal transitions to the second alignment state. Thereafter, the liquid crystal remains in state B even when the voltage is set to 0, that is, when there is no electric field. Next, when a voltage -Vu is applied, the liquid crystal transits to state A and maintains state A even when the electric field is released. Such a transition is called liquid crystal inversion or switching.
【0096】これらの状態A,Bは光学的に異なる状態
である為に適宜偏光素子と組合せれば、一方の状態を光
透過率が最大の状態、他方の光透過率が最小の状態とす
ることができる。ここでは、印加電圧の飽和値が液晶の
反転閾値とほぼ同じとしてVuを設定している。Since these states A and B are optically different states, when appropriately combined with a polarizing element, one state is a state where the light transmittance is maximum and the other state is a state where the light transmittance is minimum. be able to. Here, Vu is set assuming that the saturation value of the applied voltage is substantially the same as the inversion threshold value of the liquid crystal.
【0097】この素子の動作を説明する。動作の本質を
わかりやすく説明するため、液晶層の容量Cflcと光
導電層の容量Cpcは等しい容量、液晶層の抵抗成分は無
限大、反射層のインピーダンスは0とする。図21の5
21Tは光導電層513に照射されるリセット光の照射
タイミングを示し、518Tは光導電層513に照射さ
れ、階調情報により強度が変化する書き込み光の照射タ
イミングを示す。Vextは素子両端の透明電極51
2、515間に印加される交流電圧、Vflcは液晶層
517両端に分圧印加される実効電圧を示す。+Vuと
−Vuは図20に示すように液晶が第1から第2へ、あ
るいは第2から第1の配向状態に反転する電圧である。
TranはFLCの配向状態を示すが、ここでは、第1
の配向状態が最小透過率となる暗状態、第2の配向状態
が最大透過率となる明状態になるように偏光子検光子か
らなる偏光素子の位置関係をセットしているものとす
る。504Tは液晶層517に照射する読み出し照射光
の、505Tは液晶と偏光子、検光子を介して反射層で
反射されて取り出される取り出し光である。The operation of this device will be described. To illustrate the nature of the operation, the capacitance C pc equal volume capacity Cflc and the photoconductive layer of the liquid crystal layer, the resistance component of the liquid crystal layer is infinite, the impedance of the reflective layer to 0. 5 in FIG.
21T indicates the irradiation timing of the reset light applied to the photoconductive layer 513, and 518T indicates the irradiation timing of the writing light applied to the photoconductive layer 513 and the intensity of which changes according to the gradation information. Vext is the transparent electrode 51 at both ends of the device.
An alternating voltage Vflc applied between the terminals 2 and 515 indicates an effective voltage divided and applied to both ends of the liquid crystal layer 517. + Vu and -Vu are voltages at which the liquid crystal is inverted from the first to the second or from the second to the first alignment state as shown in FIG.
Tran indicates the orientation state of FLC.
It is assumed that the positional relationship of the polarizing elements composed of the polarizer analyzer is set such that the alignment state is a dark state where the transmittance is minimum and the second alignment state is a bright state where the transmittance is maximum. Reference numeral 504T denotes reading irradiation light for irradiating the liquid crystal layer 517, and reference numeral 505T denotes extraction light reflected and extracted by the reflection layer via the liquid crystal, the polarizer, and the analyzer.
【0098】まず、t50からt51の間はリセット期間で
ある。Vextとして電位−V1 が与えられ、リセット
光が光導電層に照射される。リセット光によって、光導
電層に光キャリア(電子正孔対)が発生し、光導電層に
分圧印加されていた電界によって電子正孔は分離して逆
方向に走行し、液晶層517を挟んで向かい合うように
なる。この動作によってVflcは電位−V1 に近づい
ていく。図6の等価回路で説明すると、光導電効果によ
って光導電層内の抵抗成分が低下して自己放電が起こっ
て光導電層に分圧印加されていた電位が低下し、Vfl
cが−V1に近づいていくと考えてもよい。リセット光
が十分な光強度に有すると、前の状態にかかわらず、t
51の時点までにVflcは−V1 にリセットされ、また
液晶は第1の配向状態(暗)が確保される。t51にてリ
セット光を消し、Vextを+V 2 にする。その時Vf
lcの電位は、1:1の容量分割によってV3 =−V1
+(V2 −(−V1 ))/2の電位に変化する。第1周
期のように書き込み光を照射しなければ、t52までVf
lcはV3 のままであり、V3 <Vuであるので液晶も
第1配向状態(暗)のままである。t52以降の期間はV
extの極性を反転して、t50からt52までと同じこと
を再度行う。これによって、Vflcは1周期内で積分
すると0即ちDC成分が成分が0となり、安定的なFL
C駆動に必要とされる駆動波形のAC対称性が保証され
る。t52からt53の間にVflcはVuを越して+V1
にリセットされ、液晶は第2配向状態(明)となる。First, t50To t51During the reset period
is there. The potential −V as Vext1Given and reset
Light is applied to the photoconductive layer. Light guide by reset light
Photocarriers (electron-hole pairs) are generated in the photoconductive layer,
Electrons and holes are separated and reversed by the electric field that was applied with a partial pressure.
Direction, and face each other with the liquid crystal layer 517 in between.
Become. With this operation, Vflc is set to the potential −V1Approaching
To go. Explaining with the equivalent circuit of FIG.
The self-discharge occurs due to the decrease in the resistance component in the photoconductive layer
As a result, the potential applied to the photoconductive layer by the partial pressure decreases, and Vfl
c is -V1May be considered as approaching. Reset light
Has sufficient light intensity, regardless of the previous state, t
51Vflc is -V1Reset to
The first alignment state (dark) of the liquid crystal is ensured. t51At
Turn off the set light and set Vext to + V TwoTo Then Vf
The potential of lc is VThree= -V1
+ (VTwo-(-V1)) / 2. 1st lap
If the writing light is not irradiated as in the period, t52Up to Vf
lc is VThreeAnd VThree<Vu, so the liquid crystal
It remains in the first alignment state (dark). t52V after that
The polarity of ext is inverted so that t50To t52Same thing as
Again. As a result, Vflc is integrated within one cycle.
Then, 0, that is, the DC component becomes 0, and the stable FL
AC symmetry of the drive waveform required for C drive is guaranteed
You. t52To t53Vflc exceeds Vu and + V1
And the liquid crystal is in the second alignment state (bright).
【0099】さて、第2周期では書き込み光が照射され
る。この書き込み光はリセット光ほどの強度ではないた
め時定数はより遅いが、VflcがVextに近づいて
いく。書き込み光強度がある程度強いと、t51からt52
の間の時刻T=tX1にVflcがVuを越えるようにな
り、この時点で液晶が第1の配向状態から第2の配向状
態(明)に反転する。第3周期のように書き込み光が更
に強くなるとtX1はt 51に近づき、より早い時刻に第2
配向状態に転ずるようになる。第2、第3周期ともt53
からt54の間はt51からt52間に照射したときと同等の
書き込み光を照射するので、tX2にVflcは−Vuを
下回り、液晶が第1配向状態(暗)に戻る。第1、第
2、第3周期いずれも、VflcのAC対称性は確保さ
れており、また各周期内で液晶は第1配向状態と第2配
向状態が50%ずつの時間である。書き込み光強度が強
くなるに従い、FLCの第2配向状態の位相が前にずれ
ていく。こうした液晶動作に対して、各周期におけるt
51からt52の期間に読み出し光を照射すると観察者は、
読み出し光の照射時間とFLCの第2配向状態(明)の
重なり時間だけ光を観察することになる。第1周期では
光を取り出せないが、書き込み光強度が強まるに従い、
第2、第3周期のように重なり時間も増え、取り出し光
束数も増える。各周期が人間の目のフリッカ周波数以下
の時間(例えば60分の1秒)であるならば、観察者の
目には、光強度の変化として観察されることになる。In the second period, the writing light is irradiated.
You. This writing light was not as strong as the reset light.
Time constant is slower, but Vflc approaches Vext
Go. If the writing light intensity is strong to some extent, t51To t52
Time T = t betweenX1Vflc exceeds Vu
At this point, the liquid crystal changes from the first alignment state to the second alignment state.
Invert to the state (Ming). The writing light is updated as in the third cycle.
T becomes strongX1Is t 51Approaching the second time earlier
It turns into an alignment state. In both the second and third periods, t53
To t54Between t51To t52Equivalent to irradiation in between
Since the writing light is irradiated, tX2Vflc is -Vu
Then, the liquid crystal returns to the first alignment state (dark). 1st, 1st
In both the second and third periods, the AC symmetry of Vflc is secured.
In each period, the liquid crystal is in the first alignment state and the second alignment state.
The orientation state is for 50% of the time. High writing light intensity
, The phase of the FLC in the second alignment state shifts forward.
To go. For such a liquid crystal operation, t
51To t52Irradiating the readout light during the period of
Irradiation time of read light and FLC second alignment state (bright)
Light will be observed only for the overlap time. In the first cycle
Light cannot be extracted, but as the writing light intensity increases,
As in the second and third periods, the overlap time increases, and the extracted light
The number of bundles also increases. Each cycle is below the flicker frequency of the human eye
Time (for example, 1 / 60th of a second)
To the eye, it will be observed as a change in light intensity.
【0100】また、t51〜t52間ではなく、t53〜t54
期間に読み出し光を照射するようにすれば、書き込み光
強度を強めるに従い、重なり時間が減り、取り出し光束
数は減少する。すなわち、書き込み光と取り出し光とで
ネガポジ変換ができることになる。書き込み光は2次状
の面状に広がりをもつので書き込み光強度によって面内
電位分布をつくることができ、2次元の光書き込み読み
出しが可能ないわゆる光書き込み型空間光学変調手段を
構成することができる。これを用いるとモノクロフィル
ムビューワが構成できる。[0100] Also, rather than between t 51 ~t 52, t 53 ~t 54
If the reading light is irradiated during the period, as the writing light intensity is increased, the overlapping time is reduced, and the number of extracted light beams is reduced. That is, negative-positive conversion can be performed between the writing light and the extracted light. Since the writing light has a secondary planar spread, an in-plane potential distribution can be created by the writing light intensity, and a so-called optical writing type spatial optical modulation means capable of two-dimensional optical writing and reading can be constituted. it can. Using this, a monochrome film viewer can be configured.
【0101】図22は本発明による光書き込み型空間光
学変調手段をもちいて画像表示装置としてのフルカラー
フィルムビューワを構成したシステム構成図である。FIG. 22 is a system configuration diagram of a full color film viewer as an image display device using the optical writing type spatial optical modulation means according to the present invention.
【0102】書き込み側の光源にはR、G、Bの3色の
発光ダイオード(LED)を各色用意する。For the light source on the writing side, light-emitting diodes (LEDs) of three colors of R, G and B are prepared for each color.
【0103】530RはRの書き込み光源用LED、5
30GはGの書き込み光源用LED、530BはBの書
き込み光源用LED、535はリセット光源、531は
Rの反射面、Bは反射面をもつ3色混合プリズムであ
る。536が光学変調手段、532、534はレンズ、
533はフィルム、537はプリズムである。539R
はRのよみだし光源用LED、539GはGのよみだし
光源用LED、539BはBの読み出し光源用LED、
538はRの反射面,Bの反射面をもつ3色混合プリズ
ムである。Reference numeral 530R denotes an R writing light source LED, 5
30G is a G writing light source LED, 530B is a B writing light source LED, 535 is a reset light source, 53 is an R reflection surface, and B is a three-color mixing prism having a reflection surface. 536 is an optical modulation means, 532 and 534 are lenses,
533 is a film and 537 is a prism. 539R
Is an LED for reading light source of R, 539G is an LED for reading light source of G, 539B is an LED for reading light source of B,
Reference numeral 538 denotes a three-color mixing prism having an R reflection surface and a B reflection surface.
【0104】動作を示すタイミングチャートを図23に
示す。FIG. 23 is a timing chart showing the operation.
【0105】上述した各周期を1/(フリッカ周波数×
3)=約5mS以下に設定し、書き込み光源をRGB1
周期ずつ順次点灯する。読み出し側の光源にもRGBの
LEDを各色用意し、書き込み側と同じ色を順次点灯す
る。フィルム533は映像情報をもっており、ここで
は、Rが0%、Gが50%、Bが100%の透過率をも
つ階調情報が含まれている。Each cycle described above is defined as 1 / (flicker frequency ×
3) = Set to about 5 ms or less, and set the writing light source to RGB1
The lights are turned on sequentially in cycles. RGB LEDs are also prepared for the light source on the reading side, and the same color as the writing side is sequentially turned on. The film 533 has video information, and here, gradation information having a transmittance of 0% for R, 50% for G, and 100% for B is included.
【0106】3周期の間に目には加色混合され、フルカ
ラーで見えることになる。During the three cycles, the eyes are added and mixed, so that the eyes can be seen in full color.
【0107】上述したように、読み出し光源の点灯タイ
ミングを切り替えるだけで、フィルム533としてはポ
ジフィルムにもネガフィルムにも対応できる。As described above, the film 533 can be used for both a positive film and a negative film simply by switching the lighting timing of the reading light source.
【0108】また、フィルム533のかわりにカラーフ
ィルタつき透過型液晶TVを配置し、読み出し光源をよ
り明るいハロゲンランプ+色回転フィルタを用いれば、
動画プロジェクタにもなる。If a transmissive liquid crystal TV with a color filter is arranged in place of the film 533, and a brighter halogen lamp + color rotating filter is used as a reading light source,
It can be a video projector.
【0109】なお、単色書き込みの場合でモノクロOH
Pを構成する場合など、特定の画素エリアに書き込まれ
る書き込み光量が変化しない場合はリセット光は必ずし
も必要ではない。In the case of monochromatic writing, the monochrome OH
In the case where the amount of light to be written in a specific pixel area does not change, such as when forming P, the reset light is not always necessary.
【0110】またリセット光を用いる場合、ある強度以
上であればよいのでリセット期間に書き込みが重畳され
ていても問題ない。In the case where the reset light is used, it is sufficient that the intensity is equal to or higher than a certain value. Therefore, there is no problem even if writing is superimposed during the reset period.
【0111】以下図24、図25を参照して光書き込み
型フィルムビューワーの別の例について説明する。Referring to FIGS. 24 and 25, another example of the optical writing type film viewer will be described.
【0112】画像表示装置の光学的システム構成は図2
2に示すものと同じであり、光学変調手段の構成は図1
8に示すものと同じであるので、説明は省略する。The optical system configuration of the image display device is shown in FIG.
2 is the same as that shown in FIG.
8, the description is omitted.
【0113】図24は本例による光学変調手段を用いた
画像表示装置の駆動法を示すタイミングチャートであ
る。FIG. 24 is a timing chart showing a method of driving an image display device using the optical modulation means according to this embodiment.
【0114】基本的な動作は図21に示した参考例と同
じであるが、異なる点は、書き込み光は518Tに示す
ように各周期のt61〜t62とt64〜t65の期間にのみ照
射しそれ以外の期間はオフにしておくことである。期間
t64〜t65に照射される光は液晶に印加される電圧のA
C対称性を確保するためのものである。そして、t62〜
t63の期間には均一なバイアス光を照射する(550
T)。階調情報を含む書き込み光が0の場合は第1周期
のように、液晶にかかる電圧は−V6 でt61〜t 62の期
間中一定である。次にバイアス光がt62時刻に照射され
ると光導電層の低抵抗化により液晶にかかる電圧は正方
向に大きくなっていく。ここで書き込み光が最小値の場
合は時刻t63になっても液晶のしきい値(+Vu)を越
えないように、Rpc又はCpcの値の設定と、時刻t63の
タイミングの設定とを合わせておく。The basic operation is the same as that of the reference example shown in FIG.
However, the difference is that the writing light is shown at 518T.
T in each cycle61~ T62And t64~ T65Only during the period
It should be turned off during other periods. period
t64~ T65Is applied to the liquid crystal by the voltage A
This is for ensuring C symmetry. And t62~
t63During this period, uniform bias light is applied (550).
T). 1st cycle when writing light including gradation information is 0
The voltage applied to the liquid crystal is -V6At t61~ T 62Period
It is constant throughout. Next, the bias light is t62Irradiated at the time
Then, the voltage applied to the liquid crystal is square due to the lower resistance of the photoconductive layer.
It grows in the direction. Here, when the writing light has the minimum value,
Time t63Exceeds the threshold (+ Vu) of the liquid crystal
RpcOr CpcAnd the time t63of
Match the timing setting.
【0115】よって第1周期では書き込み光が最小つま
り0である為、読み出し光も最小つまり0である(50
5T)。Therefore, in the first cycle, the write light is minimum, that is, 0, and the read light is also minimum, that is, 0 (50).
5T).
【0116】t63以降次の周期のt60までの期間は反転
動作である。よって、この期間は読み出し光の照射がな
いので、画像情報の再生はなされない。The period from t 63 to t 60 of the next cycle is an inversion operation. Therefore, since there is no irradiation of the reading light during this period, the reproduction of the image information is not performed.
【0117】第2周期では書き込み光が中間レベルであ
る為、t61〜t62の期間に光導電層の抵抗が減少し、液
晶にも−V6 より正方向に高い電圧がかかる。[0117] Since the second periodic writing light is an intermediate level, t 61 ~t reduces the resistance of the photoconductive layer during the 62, a high voltage in the positive direction according than -V 6 in the liquid crystal.
【0118】期間t62〜t63にバイアス光が照射される
時、第2周期では第1周期と異なり、時刻t62の時液晶
にかかる初期電圧値が−V6 より高い為、読み出し光が
照射されている期間(t61−t63)の期間の途中の時刻
tX1にVflcがしきい値+Vuを越える。よってtX1
〜t63の期間は液晶が第2の配向状態(明)となる(T
ran)。そして読み出し光を取り出すことができる期
間(tX1〜t63)が書き込み光量に従って変調される。
t63以降は反転動作である。[0118] When the bias light in a period t 62 ~t 63 is illuminated, in the second period different from the first period, since the initial value of the voltage applied to the liquid crystal at time t 62 is higher than -V 6, reading light At time t X1 in the middle of the irradiation period (t 61 −t 63 ), Vflc exceeds the threshold value + Vu. Therefore, t X1
During the period from t to t 63 , the liquid crystal is in the second alignment state (bright) (T
ran). Then, a period (t X1 to t 63 ) during which the reading light can be extracted is modulated according to the writing light amount.
t 63 and later is the inversion operation.
【0119】第3周期では書き込み光が最大となってい
る(518T)。よって、バイアス光が照射される期間
(t62〜t63)の最初の時刻t62に液晶がかかる電圧V
flcがしきい値+Vuを越える。よって読み出し光が
照射される全期間(t62−t 63)中、液晶は第2の配向
状態(明)となる。よって素子から取り出すことができ
る読み出し光量の時間積分が最大となる。In the third cycle, the writing light is at a maximum.
(518T). Therefore, the period during which the bias light is irradiated
(T62~ T63) First time t62Voltage V applied to the liquid crystal
flc exceeds the threshold value + Vu. Therefore, the reading light
The entire period of irradiation (t62-T 63), The liquid crystal is in the second alignment
State (bright). So it can be taken out of the device
The time integration of the read light amount becomes maximum.
【0120】以上、説明したように、書き込み光の光量
に応じて読み出し光が取り出される時間が決まるので、
書き込み光量がアナログ的に変化すればそれに追従して
読み出し時間もアナログ的に変化する。As described above, the time during which the reading light is extracted is determined according to the amount of the writing light.
If the writing light quantity changes in an analog manner, the read time also changes in an analog manner.
【0121】又、期間t63〜t60は反転動作であり、こ
の期間には印加電圧Vextの極性が反転し、書き込み
光バイアス光は再び同じ光量照射される。これにより、
液晶にかかる実効電圧の一周期あたりの時間積分は0と
なるので、液晶の劣化を抑制できる。The period t 63 to t 60 is an inversion operation. During this period, the polarity of the applied voltage Vext is inverted, and the same amount of the writing light bias light is irradiated again. This allows
Since the time integral per one cycle of the effective voltage applied to the liquid crystal is 0, deterioration of the liquid crystal can be suppressed.
【0122】本例において、バイアス光の光量は、光導
電層の時定数と期間t62−t63の長さとを考慮して適宜
決定される。バイアス光の光源はリセット光の光源と同
じでもよいし、別であってもよい。好ましくは、バイア
ス光の光源も、リセット光の光源もそれぞれ調光手段を
もち、独立して光量を設定できるようにするとよい。[0122] In this example, the amount of bias light is appropriately determined in consideration of the length of the time constant and the time t 62 -t 63 of the photoconductive layer. The light source of the bias light may be the same as or different from the light source of the reset light. Preferably, both the light source of the bias light and the light source of the reset light have dimming means, respectively, so that the light amount can be set independently.
【0123】尚、本例においては、一周期を30分の1
秒、t60〜t63までを60分の1秒くらいに設定すると
ちらつきが見られずに良い中間調が表示できる。In this example, one cycle is 1/30.
Second, good halftone without being seen flicker When you set up t 60 ~t 63 to about 1 second of 60 minutes can be displayed.
【0124】図25は更に別の例による光学変調手段を
用いた画像表示装置の駆動法を示すタイミングチャート
である。FIG. 25 is a timing chart showing a driving method of an image display device using an optical modulation means according to still another example.
【0125】基本的な動作は図24に示す例と同じであ
る。異なる点は、バイアス光を照射する動作に代えて、
素子への印加電圧Vextを経時変化させる(t72−t
73)動作を行っている点である。The basic operation is the same as the example shown in FIG. The difference is that instead of irradiating bias light,
The voltage Vext applied to the element is changed with time (t 72 −t
73 ) It is in operation.
【0126】期間t70−t71においてリセット光を照射
(721T)する。この時Vextは0である。During the period t 70 -t 71 , reset light is irradiated (721T). At this time, Vext is 0.
【0127】時刻t71にVextを液晶のしきい値電圧
+Vuにするが、光導電層への書き込み光は最小(0)
の為、液晶にかかる電圧Vflcは+Vuuとなる。光
導電層の容量と液晶の容量とが同一であれば+Vuuは
+Vuの2分の1となる。[0127] While the Vext at time t 71 to the liquid crystal threshold voltage + Vu, the writing light to the photoconductive layer minimum (0)
Therefore, the voltage Vflc applied to the liquid crystal becomes + Vuu. If the capacity of the photoconductive layer is the same as the capacity of the liquid crystal, + Vuu is の of + Vu.
【0128】時刻t72において、書き込み光を0とし、
素子への印加電圧Vextを+Vuから徐々に+Vem
まで時間とともに上昇させる。これに応じて液晶にかか
る電圧VflcもVextとともに上昇する。At time t 72 , the write light is set to 0,
The voltage Vext applied to the element is gradually increased from + Vu to + Vem.
Up with time. In response, the voltage Vflc applied to the liquid crystal also increases with Vext.
【0129】ここで+Vemを+Vuの2倍に設定して
おけば、Vflcがしきい値+Vuを越えるのは時刻t
73となる。こうして期間t72−t73では読み出し光が点
灯(704T)しているが、液晶の配向状態は遷移しな
い為に液晶は最大透過率と呈する配向状態とはならな
い。If + Vem is set to be twice the value of + Vu, Vflc exceeds the threshold value + Vu at time t.
It becomes 73 . Having thus the period t 72 -t 73 in the read light is on (704t), a liquid crystal for the liquid crystal alignment state is not a transition is not a alignment state exhibiting a maximum transmittance.
【0130】残りのt73〜t70の期間は反転動作であ
る。この動作中は読み出し光の照射がない為、画像再生
は行われない。The inversion operation is performed during the remaining period from t 73 to t 70 . During this operation, there is no irradiation of the reading light, so that no image reproduction is performed.
【0131】第2周期は、中間レベルの書き込み光の照
射(718T)がなされた場合を示している。反転動作
により時刻t70では液晶が光非透過状態となっている。
Vext=0により、Vflcは電圧レベル0に近づ
く。The second cycle shows the case where irradiation of the intermediate level writing light (718T) is performed. Liquid crystal at time t 70 is in the non-light-transmissive state by the reverse operation.
With Vext = 0, Vflc approaches voltage level 0.
【0132】時刻t71では、Vextはしきい値+Vu
となり、読み出し光が点灯開始する(704T)。Ve
xtの印加によりVflcは上昇するがしきい値+Vu
には達しない。[0132] At time t 71, Vext is the threshold + Vu
And the readout light starts to be turned on (704T). Ve
Although xfl increases Vflc, the threshold voltage + Vu
Does not reach.
【0133】時刻t72になると、Vextは上昇し始め
る。これに伴いVflcも上昇するので、Vflcは時
刻tX1にしきい値+Vuを越える。こうして、液晶は最
大透過率を呈する配向状態に遷移する。よってこの時刻
t72には点灯していた読み出し光が液晶層を通して反射
層で反射されるので画像が認識できる。そして書き込み
光量に応じて、読み出し光の反射時間tX1−t73が変調
される。t73以降は反転動作である。[0133] At the time t 72, Vext begins to rise. Accordingly, Vflc also rises, so that Vflc exceeds threshold value + Vu at time t X1 . Thus, the liquid crystal transitions to the alignment state exhibiting the maximum transmittance. Therefore, at this time t72 , the lit readout light is reflected by the reflection layer through the liquid crystal layer, so that the image can be recognized. Then, the reflection time t X1 -t 73 of the reading light is modulated according to the writing light amount. t 73 and later is the inversion operation.
【0134】第3周期は、書き込み光の光量が最大の場
合を示す。t70−t71の期間の動作は各周期とも同じで
ある。The third cycle shows a case where the light amount of the writing light is maximum. operation in the period of t 70 -t 71 is the same for each cycle.
【0135】時刻t71において照射される書き込み光量
により、時刻t72にはVflcがしきい値+Vuを越え
る。よって読み出し光の点灯期間t72−t73中は、液晶
は最大透過率を呈する配向状態に遷移している。よって
読み出し光が素子にて反射される時間は最大(705
T)となる。[0135] By writing amount of light applied at time t 71, the time t 72 V flc exceeds the threshold + Vu. Therefore, during the lighting period t 72 -t 73 of the reading light, the liquid crystal transitions to the alignment state exhibiting the maximum transmittance. Therefore, the time during which the reading light is reflected by the element is maximum (705).
T).
【0136】以上、説明したように、書き込み光の光量
に応じて読み出し光が反射される時間が決まるので、書
き込み光量がアナログ的に変化すればそれに追従して反
射時間もアナログ的に変化する。As described above, since the time for which the reading light is reflected is determined according to the amount of the writing light, if the writing light amount changes in an analog manner, the reflection time also changes in an analogous manner.
【0137】又、期間t73〜t70は反転動作であり、こ
の期間には印加電圧Vextの極性が反転し、書き込み
光バイアス光は再び同じ光量照射される。これにより、
液晶にかかる実効電圧の一周期あたりの時間積分は0と
なるので、液晶の劣化を抑制できる。The period t 73 to t 70 is an inversion operation. In this period, the polarity of the applied voltage Vext is inverted, and the same amount of writing light bias light is applied again. This allows
Since the time integral per one cycle of the effective voltage applied to the liquid crystal is 0, deterioration of the liquid crystal can be suppressed.
【0138】本参考例において、Vextの時間変化率
は、光導電層の時定数と期間t71−t73の長さ他を考慮
して適宜決定される。In this embodiment, the time change rate of Vext is appropriately determined in consideration of the time constant of the photoconductive layer, the length of the period t 71 -t 73 and the like.
【0139】尚、本参考例においては、一周期を30分
の1秒、t70〜t73までを60分の1秒くらいに設定す
るとちらつきが見られず良い中間調が表示できる。In this embodiment, if one cycle is set to 1/30 second and from t 70 to t 73 is set to 1/60 second, a good half tone can be displayed without flickering.
【0140】(参考例6)次に本発明の参考例6につい
て述べる。図22を参照して述べた参考例では、フィル
ム等の階調情報を持つ2次元の画像を一回の書き込み光
照射によって光学変調手段としての液晶素子の光導電層
に書き込んだが、本参考例では、2次元の画像を垂直及
び水平走査することにより時系列的に液晶素子に書き込
む。そして、階調情報を読み出す為に読み出し光を適切
なタイミングで同様に走査する。Reference Example 6 Next, Reference Example 6 of the present invention will be described. In the reference example described with reference to FIG. 22, a two-dimensional image having gradation information of a film or the like is written on the photoconductive layer of the liquid crystal element as an optical modulation means by one-time writing light irradiation. In this example, a two-dimensional image is written in a liquid crystal element in a time series by vertically and horizontally scanning. Then, in order to read out the gradation information, the readout light is similarly scanned at an appropriate timing.
【0141】図26は走査方式を説明する為の図であ
り、801は図18に示したものと同じ、カイラルスメ
クティック液晶と光導電層を有する反射型の液晶素子で
ある。書き込み光802は通常のCRTの描画と同じよ
うに図の上から下へとノンインターレースで走査する。
つまり、書き込み光が素子の光導電層に光を照射する動
作を時系列的に行うわけである。一方、読み出し光80
3は情報が書き込まれた光導電層の位置に対応した液晶
部分に照射されるわけであるが、これも階調情報を再生
する為に所定期間のみなされる。よって、読み出し光が
素子を照射する動作も時系列的になされるわけである。
書き込み光802と読み出し光803の走査のタイミン
グは、書き込み光の走査がなされた後に、読み出し光の
走査がなされている。FIG. 26 is a view for explaining the scanning method. Reference numeral 801 denotes a reflection type liquid crystal element having the same chiral smectic liquid crystal and photoconductive layer as that shown in FIG. The writing light 802 scans from the top to the bottom of the figure in a non-interlaced manner in the same manner as in normal CRT drawing.
That is, the operation of irradiating the photoconductive layer of the element with light with the writing light is performed in time series. On the other hand, the read light 80
Reference numeral 3 indicates that the liquid crystal portion corresponding to the position of the photoconductive layer in which the information has been written is irradiated, and this is also regarded as a predetermined period in order to reproduce the gradation information. Therefore, the operation of irradiating the element with the reading light is also performed in time series.
The scanning timing of the writing light 802 and the reading light 803 is such that the scanning of the reading light is performed after the scanning of the writing light.
【0142】図29は参考例の動作をより具体的に説明
するタイミング図である。図21の例では、3周期図示
したが、図29では1周期だけの図示とする。FIG. 29 is a timing chart for explaining the operation of the reference example more specifically. In the example of FIG. 21, three periods are illustrated, but in FIG. 29, only one period is illustrated.
【0143】821は図21の521と同様のリセット
光である。818T1、820−1、Tran1、50
4T1は、書き込み光802がノンインターレースで最
初に書き込む第1画素の動作を示すものである。A reset light 821 is similar to the reset light 521 in FIG. 818T1, 820-1, Tran1, 50
4T1 indicates the operation of the first pixel to which the writing light 802 is first written in a non-interlace manner.
【0144】818T1は第1画素に照射される書き込
み光のタイミングを示す。時刻t81 1 で書き込み光80
2が照射されると、その書き込み光強度に比例して電荷
量ΔQの電子正孔対が発生し、ΔV=ΔQ/Cの電位変
化がおきる。より強い書き込み光強度を与えた場合はよ
り早い時間でVflcがVuを越し、FLCが配向変化
を起こして暗から明状態に転ずる。すなわち、書き込み
光強度−FLC位相変換が行われるわけである。Reference numeral 818T1 denotes the timing of the writing light applied to the first pixel. At time t 81 1 the writing light 80
When 2 is irradiated, an electron-hole pair having a charge amount ΔQ is generated in proportion to the writing light intensity, and a potential change of ΔV = ΔQ / C occurs. When a stronger writing light intensity is given, Vflc exceeds Vu earlier, and the FLC undergoes an orientation change, turning from dark to bright. That is, the writing light intensity-FLC phase conversion is performed.
【0145】図29では、最大光量を取り出すべく最大
の強度で書き込み光を与えた場合と、黒表示とするべく
ある値のオフセット光強度で書き込み光を与えた場合
と、両者の中間の光量を取り出すべく両者の中間の最大
の強度で書き込み光を与えた、3通りの場合について、
図示した。In FIG. 29, the case where the writing light is applied with the maximum intensity to extract the maximum light amount, the case where the writing light is applied with the offset light intensity of a certain value for displaying black, and the intermediate light amount between the two. For three cases where writing light was given at the maximum intensity between the two to take out,
Illustrated.
【0146】最大強度で書き込み光を与えた場合にFL
Cが第2の配向状態(明)に転ずる時刻をtX111、ある
値のオフセット光強度で最小の書き込み光を与えた場合
にFLCが第2の配向状態(明)に転ずる時刻をtX113
とした場合、FLCの配向状態の変化はTran1に示
す通りである。When writing light is applied at the maximum intensity, FL
The time at which C changes to the second alignment state (bright) is t X111 , and the time at which FLC changes to the second alignment state (bright) when the minimum write light is given at a certain offset light intensity is t X113.
In this case, the change in the alignment state of the FLC is as shown in Tran1.
【0147】504T1は第1画素に照射される読み出
し光のタイミングを示す。tX111からtX113の期間に第
1画素に読み出し光を照射すると観察者は、読み出し光
の照射時間とFLCの第2配向状態(明)の重なり時間
だけ光を観察することになる。フリッカ周波数以下の時
間で第1画素への書き込みと読み出しが繰り返されるな
らば、観察者の目には第1画素の光強度の変化として観
察されることになる。Reference numeral 504T1 denotes the timing of the readout light applied to the first pixel. When the first pixel is irradiated with the readout light during the period from tX111 to tX113, the observer observes the light for the overlap time between the irradiation time of the readout light and the second alignment state (bright) of the FLC. If writing and reading to and from the first pixel are repeated at a time equal to or lower than the flicker frequency, the light will be observed as a change in the light intensity of the first pixel to the observer's eyes.
【0148】同様に、818Tn、820n、Tran
n、504Tnは、書き込み光802がノンインターレ
ースで書き込む画面ほぼ中央の位置にある第n画素の動
作を示すものである。Similarly, 818Tn, 820n, Tran
n and 504Tn indicate the operation of the n-th pixel which is located substantially at the center of the screen where the writing light 802 is written in a non-interlaced manner.
【0149】また、818TN、820N、Tran
N、504TNは、書き込み光802がノンインターレ
ースで最後に書き込む第N画素の動作を示すものであ
る。The 818TN, 820N, Tran
N and 504TN indicate the operation of the N-th pixel to which the writing light 802 is written last in a non-interlace manner.
【0150】各画素の動作は第1画素と同様だが、第n
画素は時刻t81n で、第N画素は時刻t81N で、書き込
みが行われる。The operation of each pixel is the same as that of the first pixel, except that
The pixel is written at time t 81n and the N-th pixel is written at time t 81N .
【0151】図27は本参考例の画像表示システムの構
成を示す図であり、810は書き込み光源としてのCR
T、811は結像レンズ、812はリセット光源、81
3はミラー、814は偏光ビームスプリッター、815
は可動ミラー、816は赤外光や紫外光をカットするフ
ィルター、817は読み出し光源、818は照明レン
ズ、819は画像再生スクリーンである。FIG. 27 is a diagram showing the configuration of an image display system according to this embodiment. Reference numeral 810 denotes a CR as a writing light source.
T, 811 is an imaging lens, 812 is a reset light source, 81
3 is a mirror, 814 is a polarization beam splitter, 815
Is a movable mirror, 816 is a filter for cutting infrared light or ultraviolet light, 817 is a reading light source, 818 is an illumination lens, and 819 is an image reproduction screen.
【0152】リセット光が照射された後、書き込み光8
02の走査がなされる。素子801には電圧が印加され
ているので、光導電層での光吸収により光の量に応じて
液晶にかかる実効電圧が経時変化するので、閾値を越え
るタイミングの相違により液晶が遷移し、光を反射させ
うる状態にある時間が階調情報に応じて変化する。この
タイミングにあわせて読み出し光803が走査される。
走査は可動ミラー815の移動によってなされる。つま
り可動ミラー815が矢印AA方向に動くと、素子80
1に照射される読み出し光803も矢印AA方向に移動
する。こうして、帯状の読み出し光が垂直走査される。
読み出し光803の一水平走査時間は60分の1秒以下
に設定されているので、中間調が認識できる。可動ミラ
ー815とCRT810との走査は図示していない制御
回路により、同期がとられている。After the reset light irradiation, the writing light 8
02 is performed. Since a voltage is applied to the element 801, the effective voltage applied to the liquid crystal changes with time according to the amount of light due to light absorption in the photoconductive layer. The time during which the light can be reflected changes according to the gradation information. The reading light 803 is scanned in accordance with this timing.
Scanning is performed by movement of the movable mirror 815. That is, when the movable mirror 815 moves in the direction of the arrow AA, the element 80
The readout light 803 applied to 1 also moves in the direction of the arrow AA. Thus, the band-shaped readout light is vertically scanned.
Since the horizontal scanning time of the reading light 803 is set to 1/60 second or less, halftone can be recognized. The scanning between the movable mirror 815 and the CRT 810 is synchronized by a control circuit (not shown).
【0153】図28は、前述した例6をフルカラー対応
に変更した例である。図28に示すように、書き込み光
の走査手段と液晶素子がR,G,Bごとに3つ800
R、800G、800B設けられている。FIG. 28 is an example in which Example 6 described above is changed to support full color. As shown in FIG. 28, there are three writing light scanning means and three liquid crystal elements for each of R, G, and B.
R, 800G, and 800B.
【0154】3つの色において、書き込み光走査のタイ
ミングを同期させれば、加色混合によりフルカラーの表
示が行える。この表示装置は、フルカラーの動画表示に
適しているので大画面テレビとして好適である。また参
考例5,6では書き込みがCRTと同様のスポット光に
よるノンインタレースで説明したが、ラインLEDのよ
うな線順次書き込みであっても構わないことは言うまで
もない。By synchronizing the timing of writing light scanning for three colors, full-color display can be performed by additive color mixing. Since this display device is suitable for displaying full-color moving images, it is suitable as a large-screen television. Further, in the reference examples 5 and 6, the writing has been described in the non-interlaced manner by the spot light similar to the CRT, but it goes without saying that the writing may be line-sequential writing such as a line LED.
【0155】(本発明の実施形態)以上、本発明の参考
例について説明したが、次に本発明の実施形態について
述べる。本実施形態では、参考例6と同様、2次元の画
像を垂直及び水平走査することにより時系列的に液晶素
子に書き込む。そして、近接したフレームにおいて2次
元の画像の書き込み順序を入れ換える。(Embodiment of the Present Invention) The reference example of the present invention has been described above. Next, an embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, as in Reference Example 6, a two-dimensional image is vertically and horizontally scanned to write the liquid crystal elements in a time series. Then, the writing order of the two-dimensional image is changed in the adjacent frame.
【0156】図30(A),(B)は走査方式を説明す
る為の図であり、801は図18に示したものと同じ、
メモリ性をもつカイラルスメクティック液晶と有機半導
体の電荷発生層と電荷移送層とをもつ光導電層を有する
反射型の液晶素子である。書き込み光802は通常のC
RTの描画と同じように、図30(A)においては上か
ら下、又は図30(B)においては下から上へとノンイ
ンターレースで走査する。つまり、書き込み光802が
素子の光導電層に光を照射する動作を時系列的に行うわ
けである。書き込み光802は、近接するフレーム(つ
まり、時系列に並ぶ2つのフレーム)において走査方向
が互いに異なるように行なわれる。ここで、近接するフ
レームとは必ずしも隣接(連続)するフレームであるこ
とを意味するものではない。つまり、フレームごとに走
査方向を切り換える必要はなく、図30(A)に示す走
査方向の走査を2回、3回・・・10回等複数回行なっ
た後に図30(B)に示す走査方向の走査を同じ回数行
なってもよい。又、本例では印加電圧をフレーム毎に反
転させているので液晶や光導電層の焼付きを防止する為
に、同一方向の走査を偶数回毎にくり返して、印加電圧
の反転周期と走査方向の切換え周期とを一致させないよ
うにすることも好ましいものである。黒状態である第1
配向状態から明状態である第2の配向状態への極性で外
部電界を印加している時に面分布が均一な読み出し光を
照射する。FIGS. 30A and 30B are views for explaining the scanning method. Reference numeral 801 denotes the same as that shown in FIG.
This is a reflective liquid crystal device having a photoconductive layer having a chiral smectic liquid crystal having a memory property, a charge generation layer of an organic semiconductor, and a charge transport layer. The writing light 802 is a normal C
Similar to the RT drawing, scanning is performed from top to bottom in FIG. 30A, or from bottom to top in FIG. 30B by non-interlace. That is, the operation of irradiating the photoconductive layer of the element with light by the writing light 802 is performed in time series. The writing light 802 is performed such that the scanning directions are different from each other in adjacent frames (that is, two frames arranged in time series). Here, adjacent frames do not necessarily mean frames that are adjacent (continuous). That is, it is not necessary to switch the scanning direction for each frame, and after performing the scanning in the scanning direction shown in FIG. 30A a plurality of times, such as 2, 3,..., 10 times, the scanning direction shown in FIG. May be performed the same number of times. In this example, since the applied voltage is inverted for each frame, scanning in the same direction is repeated every even number of times to prevent image sticking of the liquid crystal and the photoconductive layer. It is also preferable not to make the switching period coincide with the switching period. 1st is black state
When an external electric field is applied with a polarity from the alignment state to the second alignment state, which is a bright state, readout light having a uniform surface distribution is irradiated.
【0157】図33,図34は実施形態の動作をより具
体的に説明するタイミング図である。図33は図30
(A)に示す書き込み光の走査を行なった場合、図34
は図30(B)に示す書き込み光の走査を行なった場合
を示すタイミング図である。なお、図21の例では、3
周期図示したが、図33,図34では1周期だけの図示
とする。また、図33,図34では時刻を示す符号(例
えばt80)は同符号を用いているが、これは同時刻を示
すものではなく、各フレームでの信号期間を示すための
ものである。FIGS. 33 and 34 are timing charts for more specifically explaining the operation of the embodiment. FIG.
When the writing light scanning shown in FIG.
FIG. 31 is a timing chart showing a case where the writing light scanning shown in FIG. 30B is performed. In the example of FIG.
Although the cycle is illustrated, FIGS. 33 and 34 illustrate only one cycle. Further, in FIGS. 33 and 34, the code indicating the time (for example, t 80 ) uses the same code, but this does not indicate the same time but indicates the signal period in each frame.
【0158】821は図21の521と同様のリセット
光である。818T1、820−1、Tran1、50
4T1は、図33では書き込み光802がノンインター
レースで最初に書き込む画素(第1画素)の動作を示す
ものであり、図34では書き込み光802がノンインタ
ーレースで最後に書き込む画素(第1画素)の動作を示
すものである。A reset light 821 is similar to the reset light 521 in FIG. 818T1, 820-1, Tran1, 50
4T1 shows the operation of the pixel (first pixel) to which the writing light 802 is written first non-interlace in FIG. 33, and FIG. 34 shows the operation of the pixel (first pixel) to which writing light 802 is written last non-interlace. It shows the operation.
【0159】818T1は第1画素に照射される書き込
み光のタイミングを示す。時刻t81 1 で書き込み光80
2が照射されると、その書き込み光強度に比例して電荷
量ΔQの電子正孔対が発生し、ΔV=ΔQ/Cの電位変
化がおきる。より強い書き込み光強度を与えた場合はよ
り早い時間でVflcがVuを越し、FLCが配向変化
を起こして暗から明状態に転ずる。すなわち、書き込み
光強度−FLC位相変換が行われるわけである。Reference numeral 818T1 denotes the timing of the writing light applied to the first pixel. At time t 81 1 the writing light 80
When 2 is irradiated, an electron-hole pair having a charge amount ΔQ is generated in proportion to the writing light intensity, and a potential change of ΔV = ΔQ / C occurs. When a stronger writing light intensity is given, Vflc exceeds Vu earlier, and the FLC undergoes an orientation change, turning from dark to bright. That is, the writing light intensity-FLC phase conversion is performed.
【0160】図33及び図34では、最大光量を取り出
すべく最大の強度で書き込み光を与えた場合と、黒表示
とするべくある値のオフセット光強度で書き込み光を与
えた場合と、両者の中間の光量を取り出すべく両者の中
間の最大の強度で書き込み光を与えた、3通りの場合に
ついて、図示した。In FIGS. 33 and 34, the case where the writing light is applied at the maximum intensity to extract the maximum light amount, the case where the writing light is applied at the offset light intensity of a certain value for displaying black, and the intermediate between the two cases. The drawing shows three cases in which the writing light was applied at the maximum intensity intermediate between the two in order to extract the amount of light.
【0161】最大強度で書き込み光を与えた場合にFL
Cが第2の配向状態(明)に転ずる時刻をtX111、ある
値のオフセット光強度で最小の書き込み光を与えた場合
にFLCが第2の配向状態(明)に転ずる時刻をtX113
とした場合、FLCの配向状態の変化はTran1に示
す通りである。When writing light is given at the maximum intensity, FL
The time at which C changes to the second alignment state (bright) is t X111 , and the time at which FLC changes to the second alignment state (bright) when the minimum write light is given at a certain offset light intensity is t X113.
In this case, the change in the alignment state of the FLC is as shown in Tran1.
【0162】504T1は第1画素に照射される読み出
し光のタイミングを示す。tX111からtX113の期間に第
1画素に読み出し光を照射すると観察者は、読み出し光
の照射時間とFLCの第2配向状態(明)の重なり時間
だけ光を観察することになる。フリッカ周波数以下の時
間で第1画素への書き込みと読み出しが繰り返されるな
らば、観察者の目には第1画素の光強度の変化として観
察されることになる。Reference numeral 504T1 denotes the timing of the readout light applied to the first pixel. When the first pixel is irradiated with the readout light during the period from tX111 to tX113, the observer observes the light for the overlap time between the irradiation time of the readout light and the second alignment state (bright) of the FLC. If writing and reading to and from the first pixel are repeated at a time equal to or lower than the flicker frequency, the light will be observed as a change in the light intensity of the first pixel to the observer's eyes.
【0163】また、818TN、820N、Tran
N、504TNは、書き込み光802がノンインターレ
ースで、図33では最後に書き込む第N画素(第N画
素)の動作を示し、図34では最初に書き込む画素(第
N画素)の動作を示すものである。Further, 818TN, 820N, Tran
N and 504TN indicate the operation of the Nth pixel (Nth pixel) to be written last in FIG. 33 and the operation of the pixel to be written first (Nth pixel) in FIG. is there.
【0164】各画素の動作は第1画素と同様だが、第N
画素は時刻t81N で、書き込みが行われる。図33では
第N画素はより短い時間で位相変換を行なうべく、黒表
示とするべき場合のオフセット光も第1画素に比べてよ
り強いものとしており、図34では第1画素は第N画素
に比べてオフセット光がより強いものとしている。第N
画素では取り出しうる時間階調巾はTX1N3−TX1N1,第
1画素ではTX113−T X111である。The operation of each pixel is the same as that of the first pixel, except that the Nth
The pixel is at time t81NThen, writing is performed. In FIG.
The N-th pixel performs black phase conversion in a shorter time.
The offset light when it should be shown is also compared to the first pixel.
In FIG. 34, the first pixel is the Nth pixel
It is assumed that the offset light is stronger than that of. Nth
The time gradation width that can be taken out by the pixel is TX1N3-TX1N1,
T for one pixelX113-T X111It is.
【0165】今、図30(A)に示した走査方向のみ
で、書き込み光の走査を行なったとすると、図33に示
すように取り出しうる時間階調巾はTX113−TX111>T
X1N3−TX1N1となり差を生ずる。本発明では、この差を
補うために、図30(A)の走査を行なうフレームに近
接したフレームにおいて、図30(B)のように図30
(A)の走査方向と逆方向の走査を行い、取り出しうる
時間階調巾がTX113−T X111<TX1N3−TX1N1となるよ
うにして、取り出しうる時間階調巾が平均的に等しく
(或はほぼ等しく)なるようにしたのである。なお、既
に述べたように必ずしも隣接したフレームにおいて書き
込み光の走査が逆になるようにする必要はなく、取り出
しうる時間階調巾が平均的に等しく(或はほぼ等しく)
なるように書き込み光の走査が行なわれればよい。Now, only in the scanning direction shown in FIG.
Assuming that scanning of writing light is performed, as shown in FIG.
The time gradation width that can be taken out is TX113-TX111> T
X1N3-TX1N1And a difference is produced. In the present invention, this difference is
To make up for this, close to the frame where scanning is performed as shown in FIG.
In the contacted frame, as shown in FIG.
Scanning in the direction opposite to the scanning direction of (A) can be performed and taken out
Time gradation width is TX113-T X111<TX1N3-TX1N1Will be
The average time gradation width that can be taken out is equal
(Or nearly equal). In addition, already
As described in, it is not always necessary to write in adjacent frames.
It is not necessary to reverse the scanning of the incident light,
Possible time gradation widths are equal (or almost equal) on average
The scanning of the writing light may be performed so as to be as follows.
【0166】図31は本実施形態の画像表示システムの
構成を示す図であり、810は書き込み光源としてのC
RT、811は結像レンズ、812はリセット光源、8
13はミラー、814は偏光ビームスプリッター、81
6は赤外光や紫外光をカットするフィルター、817は
読み出し光源、818は照明レンズ、819は画像再生
スクリーン、820はミラーである。FIG. 31 is a diagram showing the configuration of the image display system of the present embodiment. Reference numeral 810 denotes a C light source as a writing light source.
RT, 811 is an imaging lens, 812 is a reset light source, 8
13 is a mirror, 814 is a polarizing beam splitter, 81
Reference numeral 6 denotes a filter for cutting infrared light or ultraviolet light, 817 denotes a reading light source, 818 denotes an illumination lens, 819 denotes an image reproducing screen, and 820 denotes a mirror.
【0167】リセット光が照射された後、書き込み光8
02の走査がなされる。素子801には電圧が印加され
ているので、光導電層での光吸収により光の量に応じて
液晶にかかる実効電圧が経時変化するので、閾値を越え
るタイミングの相違により液晶が遷移し、光を反射させ
うる状態にある時間が階調情報に応じて変化する。After irradiation with the reset light, the writing light 8
02 is performed. Since a voltage is applied to the element 801, the effective voltage applied to the liquid crystal changes with time according to the amount of light due to light absorption in the photoconductive layer. The time during which the light can be reflected changes according to the gradation information.
【0168】実施形態2は、前述した実施形態1をフル
カラー対応に変更した例である。図32に示すように、
書き込み光の走査手段と液晶素子がR,G,Bごとに3
つ800R、800G、800B設けられている。The second embodiment is an example in which the first embodiment described above is changed to a full color mode. As shown in FIG.
The scanning means of the writing light and the liquid crystal element are 3 for each of R, G and B.
800R, 800G, and 800B.
【0169】3つの色において、書き込み光走査のタイ
ミングを同期させれば、加色混合によりフルカラーの表
示が行える。この表示装置は、フルカラーの動画表示に
適しているので大画面テレビとして好適である。また本
例では書き込みがCRTと同様のスポット光によるノン
インタレースで説明したが、ラインLEDのような線順
次書き込みであっても構わないことは言うまでもない。By synchronizing the timing of writing light scanning for the three colors, full-color display can be performed by additive color mixing. Since this display device is suitable for displaying full-color moving images, it is suitable as a large-screen television. Further, in this example, the writing has been described in the non-interlaced manner using the same spot light as the CRT, but it is needless to say that line sequential writing such as a line LED may be used.
【0170】本発明によるアナログデューティー変調で
は、光学変調手段に与えられる信号が光学変調手段の光
学状態を遷移させるしきい値を越えるタイミングで、階
調情報に依存してアナログ的に変化する。これにより、
光学変調手段のオン時間、例えば光シャッターが開いて
いる時間又はミラーが所定方向に変位している時間と光
源の点灯時間との重なり時間の長さがアナログ的に変調
されるので、透過又は反射光量の時間積分値が階調情報
に対応することになる。よって階調数がクロック周波数
のようなデジタル量に制限されることがなく、階調情報
のA/D変換も不要となる。しかも、印加電圧、透過率
特性の急峻なデジタル(2値)表示素子を用いても、ア
ナログ変調ができるという従来では考えられなかったよ
うな効果を奏する。In the analog duty modulation according to the present invention, the signal applied to the optical modulation means changes in an analog manner at a timing exceeding a threshold value for changing the optical state of the optical modulation means depending on the gradation information. This allows
Since the length of the on-time of the optical modulation means, for example, the time during which the optical shutter is open or the time when the mirror is displaced in a predetermined direction, and the light-up time of the light source are modulated in an analog manner, transmission or reflection is performed The time integrated value of the light amount corresponds to the gradation information. Therefore, the number of gradations is not limited to a digital amount such as a clock frequency, and A / D conversion of gradation information is not required. In addition, even if a digital (binary) display element having a sharp applied voltage and transmittance characteristics is used, an effect that can be performed by analog modulation, which has not been considered in the related art, can be obtained.
【0171】[0171]
【発明の効果】本発明によれば良好な階調表示を行うこ
とができる。また、本発明によれば、近接するフレーム
において、前記光情報の走査を互いに異なる方向から行
なうことで、表示面内のいずれの部分(画素)において
も同じ階調レベルにおける輝度や明るさが均一になる。
これにより、読み出し光を走査する必要がなくなる為、
読み出し光照射光学系の構成が簡略化され、表示装置を
小型化し、安価にて提供できる。According to the present invention, good gradation display can be performed. Further, according to the present invention, in the adjacent frame, the scanning of the optical information is performed from different directions, so that the luminance and brightness at the same gradation level are uniform in any part (pixel) on the display surface. become.
This eliminates the need to scan the reading light,
The configuration of the readout light irradiation optical system is simplified, and the display device can be reduced in size and provided at low cost.
【図1】本発明の光学変調手段の基本的な駆動装置の図
である。FIG. 1 is a diagram of a basic driving device of an optical modulation unit according to the present invention.
【図2】本発明に用いられる光学変調物質の透過率の印
加電圧(パルス幅)依存性を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the dependence of the transmittance of an optical modulation substance used in the present invention on the applied voltage (pulse width).
【図3】本発明の光学変調手段の基本的な駆動方法の別
の例を説明する為のタイミングチャートを示す図であ
る。FIG. 3 is a timing chart for explaining another example of the basic driving method of the optical modulation means of the present invention.
【図4】本発明に用いられる階調情報を発生する回路一
例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a circuit for generating gradation information used in the present invention.
【図5】本発明の光学変調手段の別の駆動装置の図であ
る。FIG. 5 is a diagram of another driving device of the optical modulation means of the present invention.
【図6】本発明に用いられる光学変調手段の駆動回路の
一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a drive circuit of an optical modulation unit used in the present invention.
【図7】本発明に用いられる光学変調手段の駆動回路の
別の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another example of the drive circuit of the optical modulation means used in the present invention.
【図8】本発明に用いられる光学変調手段の駆動回路の
更に別の例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing still another example of the drive circuit of the optical modulation means used in the present invention.
【図9】本発明に用いられる光学変調物質の透過率の印
加電圧依存性を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the applied voltage dependence of the transmittance of the optical modulator used in the present invention.
【図10】光学変調手段を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an optical modulation unit.
【図11】光学変調手段の駆動タイミングチャートを示
す図である。FIG. 11 is a diagram showing a drive timing chart of an optical modulation unit.
【図12】光学変調手段の駆動方法を説明するための図
である。FIG. 12 is a diagram for explaining a driving method of an optical modulation unit.
【図13】光学変調手段の駆動タイミングチャートを示
す図である。FIG. 13 is a diagram showing a drive timing chart of an optical modulation unit.
【図14】光学変調手段の駆動方法を説明するための図
である。FIG. 14 is a diagram for explaining a driving method of the optical modulation unit.
【図15】光学変調手段の駆動タイミングチャートを示
す図である。FIG. 15 is a diagram showing a drive timing chart of an optical modulation unit.
【図16】光学変調手段の駆動方法を説明するための図
である。FIG. 16 is a diagram for explaining a driving method of the optical modulation means.
【図17】光学変調手段の駆動タイミングチャートを示
す図である。FIG. 17 is a diagram showing a drive timing chart of an optical modulation unit.
【図18】本発明に用いられる画像表示装置用の光学変
調手段の断面図である。FIG. 18 is a sectional view of an optical modulation unit for an image display device used in the present invention.
【図19】図18の素子に用いられるカイラルスメクテ
ィック液晶の分子配向を示す図である。19 is a diagram showing the molecular orientation of a chiral smectic liquid crystal used in the device of FIG.
【図20】図18の液晶分子の電気光学特性を示す図で
ある。20 is a diagram showing the electro-optical characteristics of the liquid crystal molecules of FIG.
【図21】図18の素子の動作を示すタイミングチャー
トである。FIG. 21 is a timing chart showing the operation of the device of FIG.
【図22】本発明参考例に用いられる画像表示装置を示
す図である。FIG. 22 is a diagram illustrating an image display device used in a reference example of the present invention.
【図23】本発明の参考例による画像表示装置の動作タ
イミングチャートの図である。FIG. 23 is an operation timing chart of the image display device according to the reference example of the present invention.
【図24】本発明の参考例による画像表示装置の動作タ
イミングチャートの図である。FIG. 24 is an operation timing chart of the image display device according to the reference example of the present invention.
【図25】本発明の参考例による画像表示装置の動作タ
イミングチャートの図である。FIG. 25 is an operation timing chart of the image display device according to the reference example of the present invention.
【図26】本発明の参考例による書き込み光と読み出し
光の走査を説明する為の図である。FIG. 26 is a diagram for explaining scanning of writing light and reading light according to a reference example of the present invention.
【図27】本発明の参考例による表示装置の一例を示す
図である。FIG. 27 is a diagram illustrating an example of a display device according to a reference example of the present invention.
【図28】本発明の参考例による表示装置の別の例を示
す図である。FIG. 28 is a diagram showing another example of the display device according to the reference example of the present invention.
【図29】本発明の参考例の表示装置の動作タイミング
チャートの図である。FIG. 29 is an operation timing chart of the display device according to the reference example of the present invention.
【図30】本発明の実施形態の走査方式を説明する為の
図である。FIG. 30 is a diagram for explaining a scanning method according to the embodiment of the present invention.
【図31】本発明の実施形態による表示装置の一例を示
す図である。FIG. 31 is a diagram illustrating an example of a display device according to the embodiment of the present invention.
【図32】本発明の実施形態による表示装置の別の例を
示す図である。FIG. 32 is a diagram showing another example of the display device according to the embodiment of the present invention.
【図33】本発明の実施形態の表示装置の動作タイミン
グチャートの図である。FIG. 33 is an operation timing chart of the display device according to the embodiment of the present invention.
【図34】本発明の実施形態の表示装置の動作タイミン
グチャートの図である。FIG. 34 is an operation timing chart of the display device according to the embodiment of the present invention.
801 反射型の液晶素子 802 書き込み光 803 読み出し光 810 CRT 811 結像レンズ 812 リセット光源 813 ミラー 814 偏光ビームスプリッター 816 赤外光や紫外光をカットするフィルター 817 読み出し光源 818 照明レンズ 819 画像再生スクリーン 820 ミラー 801 Reflective liquid crystal element 802 Writing light 803 Reading light 810 CRT 811 Imaging lens 812 Reset light source 813 Mirror 814 Polarization beam splitter 816 Filter for cutting infrared light or ultraviolet light 817 Reading light source 818 Illumination lens 819 Image reproduction screen 820 Mirror
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G09G 3/36 G09G 3/36 H04N 5/66 102 H04N 5/66 102B (56)参考文献 特開 平3−13513(JP,A) 特開 平5−333364(JP,A) 特開 平8−122811(JP,A) 特開 平8−122810(JP,A) 特開 昭62−156624(JP,A) 特開 平8−68984(JP,A) 特開 平7−146462(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/133 575 G02F 1/133 560 G02F 1/13 505 G02F 1/135 G09G 3/20 G09G 3/36 H04N 5/66 102 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI G09G 3/36 G09G 3/36 H04N 5/66 102 H04N 5/66 102B (56) References JP-A-3-13513 (JP, A) JP-A-5-333364 (JP, A) JP-A-8-122812 (JP, A) JP-A-8-122810 (JP, A) JP-A-62-156624 (JP, A) -68984 (JP, A) JP-A-7-146462 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/133 575 G02F 1/133 560 G02F 1/13 505 G02F 1/135 G09G 3/20 G09G 3/36 H04N 5/66 102
Claims (4)
に、該一対の電極間に設けた光導電層及び光学変調物質
の層を有する光学変調手段と、該光導電層に階調情報を
含む光情報を与える信号光源と、該光学変調物質の層に
画像情報を読み出す為の読み出し光を与える読み出し光
照射手段と、を有する表示装置において、 前記信号光源は、一フレームにおいて、前記光情報を前
記光導電層に向けて一方方向の水平走査方向と一方方向
の垂直走査方向に沿って走査し、前記一フレームに対し
て近接したフレームにおいて、前記光情報を前記光導電
層に向けて他方方向の水平走査方向と他方方向の垂直走
査方向に沿って走査する手段を有し、 前記一方方向の水平走査方向と一方方向の垂直走査方向
に沿った前記光情報走査と、前記他方方向の水平走査方
向と他方方向の垂直走査方向に沿った前記光情報走査と
の切換え周期は、前記一対の電極間への印加電圧の電圧
反転周期と異なって設定された表示装置。1. An optical modulator comprising a pair of electrodes for applying a voltage, a photoconductive layer and a layer of an optical modulator provided between the pair of electrodes, and gradation information is applied to the photoconductive layer. A display device comprising: a signal light source that provides optical information including; and a reading light irradiation unit that provides reading light for reading image information to the layer of the optical modulation substance. Scans in the horizontal scanning direction in one direction and the vertical scanning direction in one direction toward the photoconductive layer, and in a frame close to the one frame, directs the optical information toward the photoconductive layer. Means for scanning along the horizontal scanning direction in the direction and the vertical scanning direction in the other direction, the optical information scanning along the one horizontal scanning direction and the one vertical scanning direction, and the horizontal direction in the other direction. Switching period of said optical information scanned along the vertical scanning direction of 査 direction and the other direction, the voltage inversion period which differ from the set display device of the voltage applied to between the pair of electrodes.
走査であることを特徴とする請求項1記載の表示装置。2. The display device according to claim 1, wherein the scanning of the optical information is a non-interlace scanning.
晶であることを特徴とする請求項1記載の表示装置。3. The display device according to claim 1, wherein the optical modulation material is a liquid crystal having a memory property.
ことを特徴とする請求項1記載の表示装置。4. The display device according to claim 1, wherein the photoconductive layer includes an organic semiconductor layer.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33693396A JP3288236B2 (en) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | Display device |
US08/990,048 US6133894A (en) | 1996-12-17 | 1997-12-12 | Driving method for optical apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33693396A JP3288236B2 (en) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | Display device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10177166A JPH10177166A (en) | 1998-06-30 |
JP3288236B2 true JP3288236B2 (en) | 2002-06-04 |
Family
ID=18303981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33693396A Expired - Fee Related JP3288236B2 (en) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | Display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3288236B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010237682A (en) * | 2010-05-10 | 2010-10-21 | Seiko Epson Corp | Display device and projection display device |
-
1996
- 1996-12-17 JP JP33693396A patent/JP3288236B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10177166A (en) | 1998-06-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5856814A (en) | Driving method for display apparatus | |
KR100240971B1 (en) | Optical modulation or image display system | |
US6144353A (en) | Display system having electrode modulation to alter a state of an electro-optic layer | |
KR100475325B1 (en) | Liquid crystal display apparatus | |
US7046221B1 (en) | Increasing brightness in field-sequential color displays | |
TWI435305B (en) | Pulse-width modulation method, optical write valve and computer program product | |
US8519937B2 (en) | Digitally modulated image projection system | |
US6133894A (en) | Driving method for optical apparatus | |
US20090109248A1 (en) | Display Apparatus Having a Multiplicity of Pixels and Method for Displaying Images | |
JP3704984B2 (en) | Liquid crystal display device | |
CN101458413A (en) | Display apparatus and method for driving the same | |
CN101013254A (en) | Modulating images for display | |
JP3832086B2 (en) | Reflective liquid crystal device and reflective projector | |
TWI322405B (en) | Method for generating a lamp synchronization signal nd projection system and display chip thereof | |
JP3143578B2 (en) | Driving method of display device | |
JPH0973067A (en) | Optical modulation device and driving method for picture display device | |
JP3288236B2 (en) | Display device | |
JP3233263B2 (en) | Display device | |
JP2000322029A (en) | Liquid crystal display device | |
JP3994997B2 (en) | Liquid crystal display | |
JPH0943575A (en) | Display device driving method | |
WO1998027537A1 (en) | Display system which applies reference voltage to pixel electrodes before display of new image | |
JP2001033760A (en) | Liquid crystal device, and method and circuit for driving liquid crystal device | |
JP2001059957A (en) | Liquid crystal device and driving method therefor, and projection display device | |
JP2001092427A (en) | Driving method of liquid crystal display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |