JPH112800A

JPH112800A - 光変調装置

Info

Publication number: JPH112800A
Application number: JP10138843A
Authority: JP
Inventors: Michael John Towler; ジョンタウラーマイケル; Diana Cynthia Ulrich; シンシアウルリックダイアナ; Paul Bonnett; ボネットポール
Original assignee: UK Government; Sharp Corp
Current assignee: UK Government; Sharp Corp
Priority date: 1997-05-20
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 1999-01-06
Also published as: US6104365A; GB9710402D0; GB2325555A; KR100326436B1; EP0880125A1; KR19980087164A

Abstract

(57)【要約】【課題】強誘電性液晶表示装置等の光変調装置におい
て、多段階の階調表示を実現すると共に、温度等の変化
によって階調表示に生じる誤差を最小化する。【解決手段】複数の画素７を有する光変調装置は、列
電極４₁，４₂，…４_nにデータ信号を与えるデータ信
号生成回路１４と、行電極５₁，５₂，…５_mにストロ
ボ信号を与えるストロボ信号生成回路１５とを含む駆動
回路を備える。この駆動回路は、空間分割および時間分
割の少なくとも一方を行う。各画素７の少なくとも一部
を、中間調の総体的透過レベルを生じさせる中間調切り
替え信号によって、有誤差アナログ状態を含む中間調状
態に切り替える。また、透過誤差の拡散を抑制するため
に、画素７の少なくとも一部が有誤差アナログ状態であ
る期間と、上記一部が誤差がほぼ皆無の状態である期間
とを、交互に切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光変調装置に関
し、特に（ただしこれらに限定されるものではない）、
空間変調装置等の光変調装置を含む液晶ディスプレイや
光学シャッタに関する。なお、ここでの「光変調素子」
とは、回折空間変調素子のような光透過型の変調素子
と、例えば通常の液晶ディスプレイのような発光型の変
調素子との両方を含む。

【０００２】なお、以降の説明において、「アナログ状
態」という用語は、有意な透過誤差を生じやすい光変調
装置のスイッチング状態を指す。このような透過誤差
は、例えば透過レベルが、液晶材料のマイクロドメイン
のスイッチングに依存しているときなどに生じる。

【０００３】一方、「ディジタル状態」という用語は、
誤差がほぼ皆無の透過レベルを有する光変調装置のスイ
ッチング状態を指す。なお、このような誤差がほぼ皆無
の透過レベルは、装置の物理的特性が好適に設定されて
いる場合に得られる。なお、このような装置としては、
例えば、以下にさらに詳細に説明するが、完全な“オ
ン”、または完全な“オフ”のいずれかにスイッチした
状態、若しくは誤差なしの中間状態のいずれかを示すよ
うな装置が相当する。

【０００４】

【従来の技術】液晶装置は、文字もしくは数字等の情報
やグラフィック画像を表示する装置として、一般的に用
いられている。さらに、液晶装置は、例えばプリンタ等
において、光学シャッタとしても用いられている。この
ような液晶装置は、マトリクス状に配置され、個別にア
ドレス可能な変調素子を備える。上記変調素子は、白お
よび黒の他に、中間調や、カラーフィルタを備えた装置
においては種々のカラーも表示し得るように構成されて
いる。このような装置におけるいわゆる階調表示は、様
々な方法によって実現される。

【０００５】階調表示は、例えば、各変調素子の光の透
過を、互いに異なる複数レベルのアナログ中間調を実現
するために印加される駆動信号に応じて、“オン”状態
および“オフ”状態の間で切り換えるように変調するこ
とにより、可能となる。

【０００６】例えば、ツイスティッドネマティック液晶
を用いた装置の場合には、各変調素子における光の透過
は、印加実効値電圧によって決定され、この実効値電圧
を適切に制御することによって、互いに濃淡の異なる複
数の中間調を実現することができる。アクティブマトリ
クス型の装置では、変調素子に保持される電圧が、同様
に、中間調のレベルを制御する。一方、強誘電性液晶を
用いた装置の場合、電圧信号を変調することによって光
の透過を制御しようとする様々な手法が報告されている
が、光の透過をアナログ的に制御することは、かなり困
難である。

【０００７】アナログ的な階調表示が不可能な装置で
は、いわゆる空間分割法（空間ディザ法）や時間分割法
（時間ディザ法）を利用することによって、階調表示が
実現される。また、空間分割法や時間分割法を用いるこ
とによって、アナログ的な階調表示の階調数を増やすこ
とができる。

【０００８】空間分割法においては、各変調素子は、独
立してアドレス可能な２つ以上の副素子に分割される。
この２つ以上の副素子は、画素全体として見た場合に互
いに異なる複数段階のグレーレベルを生じさせるため
に、互いに異なる組み合わせのスイッチング信号によっ
てアドレス可能である。例えば、簡単な例として、一つ
の変調素子が同じ大きさの２つの副素子からなり、各副
素子が白状態と黒状態との間でスイッチ可能な構成につ
いて説明すれば、３段階のグレーレベル（白および黒を
含む）の表示が可能である。すなわち、この３段階のグ
レーレベルとは、１）副素子の両方が白状態にスイッチ
した場合、２）副素子の両方が黒状態にスイッチした場
合、および３）一方の副素子が白状態にスイッチすると
共に他方の副素子が黒状態にスイッチした場合、に対応
する。

【０００９】２つの副素子は大きさが等しいので、どち
らの副素子が白状態でどちらの副素子が黒状態であるか
に関わらず、同じレベルの階調表示が得られる。従っ
て、この場合、レベルの重複を考慮して、スイッチング
回路を設計する必要がある。

【００１０】また、副素子を互いに異なる大きさで形成
すれば、２つの副素子のどちらが白状態でどちらが黒状
態であるかによって、異なったレベルの階調表示を得る
ことができる。しかしながら、複数の副素子へスイッチ
ング信号を供給するためには独立した複数の電極が必要
であり、スペースの制約により、一素子内に作成可能な
電極の数には限界があるので、実際に、一素子中に形成
することが可能な副素子の数は限られる。

【００１１】時間分割法の場合、全体的に異なる階調レ
ベルを実現するために、各素子の少なくとも一部が、互
いに異なる時間変調信号によってアドレス可能な構成と
なっている。例えば、簡単な例として、一つの素子が、
等しい長さの２つのサブフレームによってアドレスされ
る（書き込まれる）場合について説明すれば、２つのサ
ブフレームの両方で“オン”状態に書き込まれた場合に
素子は白表示となり、２つのサブフレームの両方で“オ
フ”状態に書き込まれた場合に素子は黒表示となる。さ
らに、一方のサブフレームで“オン”状態、他方のサブ
フレームで“オフ”状態に書き込まれた場合、素子は中
間調のグレー状態となる。フレームレートは、ディザが
フリッカとして視認される周波数よりも大きくなければ
ならない。さらに、空間分割法による一つまたはそれ以
上の副素子に対し、互いに異なる時間変調信号で書き込
みを行うことによって、上記した時間分割法を空間分割
法と組み合わせることも可能である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】実用化において、特
に、動画像を表示するための表示装置において、適切に
間隔を持って設定された多段階の階調レベルを、レベル
の重複が最小限になるように（より好ましくはレベルの
重複がないように）、実現することが求められている。

【００１３】一般的に、階調レベルは、可能な限り線型
的に間隔を持って設定される。このためには、素子を二
進数で重みづけすれば良い。例えば、空間分割法により
各素子を表面積の比率が１：２：４の副素子に分割する
か、あるいは時間分割法によって長さの比率が１：４の
フレームで各素子に対して書込みを行うことが考えられ
る。

【００１４】欧州特許公報第０２６１９０１Ａ２には、
階調レベルの数を最大化する方法として、表示マトリク
スにおいて書き込まれる行を複数のグループに分割し、
これらのグループに対して順次書込みを行うことによ
り、書込みフレームを、所定数の二進数的な時間的区分
に分割する方法が開示されている。

【００１５】欧州特許公報第０４７８０４３Ａ１は、各
素子の少なくとも１つのサブフレームが３種類以上のス
イッチング状態を有するように、空間分割法をアナログ
的なスイッチングを行う構成と組み合わせることによ
り、多数の階調レベルを実現する方法を開示している。
なお、上記の３種類以上のスイッチング状態とは、黒状
態である状態“０”、白状態である状態“１”、および
状態“０”と状態“１”との間のグレーレベルを持つ少
なくとも１つの中間状態を指す。

【００１６】例えば、各素子を、幅の比が４：２：１：
１となるように４つの（列）副素子に分割し、最も小さ
い幅を持つ２つの副素子の一方（この副素子は、状態
“０”、状態“１／３”、状態“２／３”、および状態
“１”の４つのアナログ状態の間でスイッチ可能であ
る）を除く副素子が、それぞれ、黒状態（状態“０”）
と白状態（状態“１”）との間でスイッチ可能な構成と
すれば良い。

【００１７】４つの副素子の相対的な表面積を考慮すれ
ば、４つの空間的ビットのスイッチングと、状態
“０”、状態“１／３”、状態“２／３”、および状態
“１”の４つの状態を持つ最も小さい副素子のアナログ
状態を適切に選択することとを組み合わせれば、合計３
２段階の異なるグレーレベルを得ることができる。

【００１８】このように、３以上のアナログ状態を持つ
追加的な空間的ビットを準備することにより、中間調グ
レーレベルをさらに増やすことが可能となる。また、空
間的ビットのサイズが小さいことにより、アナログレベ
ルにおけるどのような誤差も拡大しないという結果が得
られる。しかしながら、上記した構成は、回路構成をさ
らに複雑にすると共にコストを上昇させ、必要な副素子
に書込みを行うために非常に高い電極密度が要求される
装置（特にカラー表示装置）において、装置の製造が困
難であるという結果を生じる。

【００１９】欧州特許公報第０３６１９８１には、表面
積の比がＡ１：Ａ２…：Ａｎ＝ｍ^n-1：ｍ^n-2…：１と
なるように、各画素をｎ個の副画素群に分割することに
より、空間分割法による構成における所定数の副画素か
ら得られるグレーレベルの数を最大化する方法が開示さ
れている。なお、上記のｍは、各副画素におけるグレー
レベルの数を表す。例えば、各副画素がただ２つのグレ
ーレベル（黒および白）を有し、３つの副画素群が存在
する場合、副画素群の表面積の最適な比率は、４：２：
１である。各副画素群が３以上のグレーレベルを有する
場合、あるいは４つ以上の副画素群が形成された場合に
は、これとは異なる最適な比率が得られる。しかしなが
ら、このような構成も、製造が困難であることや製造コ
ストがかさむことを考慮すれば、実用化に際しては限界
がある。

【００２０】W.J.A.M. Hartmann による、“Ferroelect
ric liquid crystal displays fortelevision applicat
ion" （Ferroelectrics, 1991, Vol. 122, pp. 1-26）
には、強誘電性液晶表示装置において多階調の階調レベ
ルを得るための、空間分割および時間分割の分割比の最
適な組み合わせの例が開示されている。この文献には、
いわゆるテクスチャ法（印加電界によって生じる液晶材
料のテクスチャの変化を利用して互いに異なるグレーレ
ベルを得る方法）等のように、互いに異なる複数レベル
のアナログ階調表示を実現するための種々の方法が開示
されている。

【００２１】さらに、米国特許第４７１２８７７号に
は、ＭＴＭ(Multi-threshold modulation)と呼ばれる技
術により、強誘電性液晶表示装置の画素において、不連
続のグレー状態を実現する方法が開示されている。上記
ＭＴＭでは、一般的に、画素領域への電界を変化させ
る。具体的には、液晶の厚さを画素領域にわたって段階
的に変化させても良い。ＭＴＭ法は、実際には、数階調
の階調レベルを得るにとどまるが、上記ＭＴＭをディザ
法と組み合わせて用いれば、多階調の階調レベルを実現
することができる。

【００２２】強誘電性液晶表示装置は、アナログ階調表
示において有限の誤差を招来する多くの固有の物理的問
題を有し、これにより、階調レベルにおいて、経時的若
しくは表示領域上に、予測不能な変化が発生する。この
ような問題は、P. Malteseによる、“Advances and pro
blems in the development of ferroelectric liquidcr
ystal displays"（Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1992, Vo
l. 215, pp. 57-72 ）や、K-F. Reinhart による、“Ad
dressing of ferroelectric liquid crystal matrices
and electrooptical characterisation"（Ferroelectri
cs 1991, Vol.113, pp. 405-417）にて論ぜられてい
る。

【００２３】周知のようにアナロググレー状態は温度依
存性が非常に高く、上記のK-F. Reinhart による文献で
は、一例として、１６階調を実現するためには、表示面
の温度分布が０．２度以内で均一に保たれることが必要
であることを挙げている。両文献ともに、温度分布特性
の良好でない装置においてアナロググレー状態を実現す
るには、駆動回路に薄膜トランジスタを用いることが有
効であると述べている。

【００２４】英国特許第９６０３５０６．８号、特開平
５−２７７１９号公報および特開平５−２７７２０号公
報には、各行（ストロボ）電極を２本の副行に分割し、
局所的な温度変化が２本の副行に互いに逆の効果を与え
ることにより各行の階調表示の温度依存性を打ち消すよ
うに、これら２本の副行に対して同時に書込みを行うこ
とにより、５０％のアナログ階調表示において誤差をほ
ぼゼロまで減少させる技術が開示されている。このよう
な技術により、誤差がほぼ皆無の、明状態の半分（５０
％）の明るさのアナロググレー状態を得ることができ
る。

【００２５】特願平９−７２１９８号には、このような
副行の導入を避けるために、飛び越し走査法を用いて、
誤差がほぼ皆無の、明状態の半分の明るさのグレーレベ
ル状態を実現する技術が開示されている。

【００２６】なお、ここでの「誤差がほぼ皆無」とは、
アナログ階調状態において生じる誤差が、従来のアナロ
グ階調状態で生じる誤差に比べて小さいということを意
味する。

【００２７】本発明は、例えば強誘電性液晶表示装置等
の光変調装置において、多段階の階調表示を実現すると
共に、温度等の変化に起因してこれらの階調表示に生じ
る誤差を最小化することを課題とする。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明に係る光変調装置は、マトリクス状に配置
され、各々に選択的に書込みが行われる変調素子と、各
変調素子における透過レベルを他の変調素子に対して変
化させるために、各変調素子に選択的に書込みを行う書
込み手段とを備え、上記書込み手段が、各変調素子にお
いて個別に書込みが可能な空間ビットに異なる組み合わ
せの空間分割信号を書込む空間分割と、各変調素子の少
なくとも一部に、複数の異なる透過レベルを生じさせる
異なる長さのサブフレームに対応して個別に書込みが可
能な時間ビットに与えられる異なる組み合わせの時間分
割信号を書き込む時間分割との少なくとも一方を行う分
割手段と、各変調素子の少なくとも一部を、オン切り替
え信号およびオフ切り替え信号によって、異なる透過レ
ベルに対応する異なる状態の間で切り替える状態選択手
段であって、空間分割信号および時間分割信号の少なく
とも一方と切り替え信号との異なる組み合わせを選択す
ることにより複数の異なる総体的透過レベルを実現する
ための状態選択手段とを備えると共に、上記状態選択手
段が、少なくとも１つの変調素子の少なくとも１つのビ
ットにおいて少なくとも１つの有誤差アナログ状態を含
む少なくとも１つの中間調状態を生じさせる少なくとも
１つの中間調切り替え信号をさらに供給することによ
り、中間調の総体的透過レベルを得ると共に、少なくと
も１つの有誤差状態を必要とする上記中間調の総体的透
過レベルの各々に対して、変調素子の少なくとも一部が
有誤差アナログ状態を示す期間と、上記一部が誤差がほ
ぼ皆無の状態を示す期間とが、透過レベルを生じさせる
間、交互に切り替わることを特徴とする。

【００２９】上記の構成は、特に、アナログ状態のみを
持つ装置を実現するために必要なアナログ状態の精度が
十分でない装置であって、ディジタル状態のみを持つ装
置とならないようにある種の制約を伴う装置に適用され
る。この場合、アナログ状態とディジタル状態とを組み
合わせると共に、有誤差アナログ状態が誤差がほぼ皆無
の状態に続くようにすることにより、連続する書込みフ
レームの間やサブフレームの間でこのような誤差が拡散
することを防止でき、適切に設定された多段階のグレー
レベルを有する良質な表示装置を得ることができる。こ
の構成は、後に詳述するように、誤差の最も主要な原因
を除去することにより、アナログ状態における許容誤差
を大きくするために用いることができる。

【００３０】上記光変調装置において、状態選択手段
が、最下位ビットあるいは下位ビットに比較して、最上
位ビットあるいは上位ビットにおいて、より下位の中間
調状態を生じさせるように、少なくとも１つの中間調切
り替え信号を与えることにより、有誤差アナログ状態に
伴う誤差を制限する構成であることが好ましい。

【００３１】上記光変調装置において、状態選択手段
が、有誤差アナログ状態が、誤差がほぼ皆無の状態に続
くように切り替えを制御することがさらに好ましい。

【００３２】上記光変調装置において、状態選択手段
は、連続するサブフレームにおいて変調素子の個別に書
込み可能な時間ビットに書込みを行う間、有誤差アナロ
グ状態にある時間ビットの直前に、誤差がほぼ皆無の状
態の時間ビットが存在するように切り替えを行うように
構成されていても良い。

【００３３】上記光変調装置において代替的にあるいは
追加的に、状態選択手段が、変調素子の個別に書込み可
能な空間ビットに書込みを行う間、第１の書込みフレー
ムにおいて変調素子における１つの空間ビットを有誤差
アナログ状態に切り替える前に、上記第１の書込みフレ
ームの直前の第２書込みフレームにおいて上記空間ビッ
トを誤差がほぼ皆無の状態に切り替えるように構成され
ていても良い。

【００３４】さらに、上記光変調装置において、上記の
誤差がほぼ皆無の状態が、光変調素子の少なくとも一部
が完全なオフ状態または完全なオン状態であっても良
い。あるいは、上記の誤差がほぼ皆無の状態が、光変調
素子の少なくとも一部が中間調を示す状態であっても良
い。

【００３５】好適な実施形態としては、状態選択手段
が、誤差がほぼ皆無の中間状態を生じさせる中間調切り
替え信号を供給することが好ましい。好ましくは、状態
選択手段は、約１００％の透過を実現するオン切り替え
信号と、約０％の透過を実現するオフ切り替え信号と、
約５０％の透過を実現する中間調切り替え信号とを供給
するように構成され得る。

【００３６】上記光変調装置において、状態選択手段
が、各変調素子の最下位ビットまたは下位ビットに、少
なくとも１つの有誤差アナログ状態を含む異なる切り替
え状態の間で上記ビットを切り替える異なる切り替え信
号を書き込むように構成しても良い。これにより、有誤
差状態を最下位ビットまたは下位ビットに限定すること
ができる。この場合、上記状態選択手段が、各変調素子
の最下位ビットまたは下位ビットに、約０％の透過状
態、約５０％の透過状態、および約１００％の透過状態
に対応する３種類の異なる切り替え信号を含む切り替え
信号を書き込み、上記約５０％の透過状態は誤差がほぼ
皆無であるようにすることが好ましい。

【００３７】さらに、上記光変調装置において、状態選
択手段が、各変調素子の最下位ビットまたは下位ビット
に、上記の異なる切り替え信号に対応する透過レベルの
間に、総体的中間調透過レベルをさらに生じさせるため
に、さらなる中間調切り替え信号を書き込むように構成
しても良い。

【００３８】上記光変調装置において、分割手段が、異
なる長さを持つ２つ以上のサブフレームにおいて、各変
調素子の少なくとも１つの空間ビットに書込みを行い、
上記中間調状態を生じさせる中間調切り替え信号が、最
下位サブフレームまたは下位サブフレームにおける空間
ビットのみに与えられるように構成されていることが好
ましい。

【００３９】上記光変調装置において、分割手段が、最
下位サブフレームまたは下位サブフレームにおいて各変
調素子における少なくとも１つの空間ビットに対して、
同じフレーム内のより上位のサブフレームで上記空間ビ
ットに書込みを行った直後に、書込みを行うように構成
されていることが好ましい。これにより、連続して書換
えが行われる間に透過レベルが徐々に変化することを抑
制できる。

【００４０】さらに、上記光変調装置において、状態選
択手段が、最下位サブフレームまたは下位サブフレーム
において、各変調素子の最下位ビットまたは下位ビット
に与える切り替え信号を、同じフレーム内の少なくとも
１つのより上位のサブフレームの先行状態に応じて、同
じ透過レベルを生じさせる２種類以上の切り替え信号の
間で変化させるように構成されていても良い。これによ
り、前のスイッチ状態への依存性を低下させることがで
きるさらに、上記光変調装置において、状態選択手段
が、選択されたサブフレームにおいて、対応する列電極
にデータ信号が与えられたときに中間調切り替え信号を
供給することにより、先行または後続して列電極に与え
られるデータ信号に対応する１つ以上のサブフレームに
おいて、上記選択されたサブフレームにおいて生じる中
間調状態よりも下位の中間調状態を生じさせるように構
成されていても良い。これにより、画素パターンへの依
存性を低下させることができる。

【００４１】上記光変調装置において、分割手段が、空
間分割信号および時間分割信号の少なくとも一方と、切
り替え信号とからなる２種類以上の異なる組み合わせに
より、同じ総体的透過レベル（縮退した総体的透過レベ
ル）を生じるように、各変調素子の空間ビットおよび時
間ビットの少なくとも一方に書込みを行うように構成さ
れていることが好ましい。

【００４２】上記光変調装置において、各変調素子が単
一の空間ビットとして形成され、分割手段が、各変調素
子に異なる長さを持つサブフレームに供給される時間分
割信号を各変調素子に書き込むように構成されているこ
とが好ましい。

【００４３】また、上記光変調装置は、強誘電性液晶層
を備えた構成としても良い。

【００４４】本発明に係る他の光変調装置は、マトリク
ス状に配置され、各々に選択的に書込みが行われる変調
素子と、各変調素子における透過レベルを他の変調素子
に対して変化させるために、各変調素子に選択的に書込
みを行う書込み手段とを備え、上記書込み手段が、各変
調素子において個別に書込みが可能な空間ビットに異な
る組み合わせの空間分割信号を書込む空間分割と、各変
調素子の少なくとも一部に、複数の異なる透過レベルを
生じさせる異なる長さのサブフレームに対応して個別に
書込みが可能な時間ビットに与えられる異なる組み合わ
せの時間分割信号を書き込む時間分割との少なくとも一
方を行う分割手段と、各変調素子の少なくとも一部を、
オン切り替え信号およびオフ切り替え信号によって、異
なる透過レベルに対応する異なる状態の間で切り替える
状態選択手段であって、空間分割信号および時間分割信
号の少なくとも一方と切り替え信号との異なる組み合わ
せを選択することにより複数の異なる総体的透過レベル
を実現するための状態選択手段とを備えると共に、上記
状態選択手段が、少なくとも１つの変調素子の少なくと
も１つのビットにおいて少なくとも１つの有誤差アナロ
グ状態を含む少なくとも１つの中間調状態を生じさせる
少なくとも１つの中間調切り替え信号を供給することに
より、中間調の総体的透過レベルを得ると共に、少なく
とも１つの有誤差状態を必要とする上記中間調の総体的
透過レベルの各々に対して、変調素子の少なくとも一部
が有誤差アナログ状態を示す期間と、上記一部が誤差が
ほぼ皆無の状態を示す期間とが、透過レベルを生じさせ
る間、交互に切り替わり、上記中間調切り替え信号が、
最下位ビットあるいは下位ビットに比較して、最上位ビ
ットあるいは上位ビットにおいてより下位の中間調状態
を生じさせて有誤差アナログ状態に伴う誤差を制限する
信号を含むことを特徴とする。

【００４５】上記の構成は、特に、アナログ状態のみを
持つ装置を実現するために必要なアナログ状態の精度が
十分でない装置であって、ディジタル状態のみを持つ装
置とならないようにある種の制約を伴う装置に適用され
る。この場合、アナログ状態とディジタル状態とを組み
合わせると共に、有誤差アナログ状態が誤差がほぼ皆無
の状態に続くようにすることにより、連続する書込みフ
レームの間やサブフレームの間でこのような誤差が拡散
することを防止でき、適切に設定された多段階のグレー
レベルを有する良質な表示装置を得ることができる。こ
の構成は、後に詳述するように、誤差の最も主要な原因
を除去することにより、アナログ状態における許容誤差
を大きくするために用いることができる。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下では、図１に概略的に示した
大画面の強誘電性液晶表示装置（以下、ＦＬＣＤと略称
する）パネル１０を一例として参照しながら説明を行
う。ＦＬＣＤパネル１０は、平行に配置された２枚のガ
ラス基板６１・６２の間に強誘電性液晶材料を含む液晶
層６３を備えている。

【００４７】ガラス基板６１・６２の内側の表面には、
第１および第２の電極構造が設けられている。第１およ
び第２の電極構造のそれぞれは、変調素子（画素）のア
ドレス可能なマトリクスを形成するべく、互いに直交す
るように配置された複数の列電極４および行電極５によ
って構成されている。

【００４８】さらに、列電極４および行電極５の上に形
成された絶縁層６４・６５の上に、配向層６６・６７が
積層され、これらの配向層６６・６７は液晶層６３にお
いて互いに反対の面に接している。なお、液晶層６３
は、周辺部に設けられたシール材６８によって、配向層
６６・６７の間に封入されている。ＦＬＣＤパネル１０
は、互いの偏光軸がほぼ直交するように配置された偏光
子６９・７０の間に設置される。

【００４９】ただし、上記のＦＬＣＤパネル１０は、本
発明が適用され得る光変調装置の単なる一例である。従
って、ディスプレイについての以下の説明についても、
本発明を限定する例ではないと解されるべきである。

【００５０】図２は、列電極４₁・４₂…４_nに接続さ
れたデータ信号生成回路１４と、行電極５₁・５₂…５
_mに接続されたストロボ信号生成回路１５とを備えたＦ
ＬＣＤパネル１０のアドレス構成を概略的に示すもので
ある。

【００５１】行電極と列電極との交差点に形成されたア
ドレス可能な画素７には、表示信号入力部１６からデー
タ信号生成回路１４に供給される画像データと、データ
信号生成回路１４およびストロボ信号生成回路１５に供
給されるクロック信号とに従って、公知の方法でデータ
信号生成回路１４から与えられるデータ信号Ｄ₁・Ｄ₂
…Ｄ_nと、ストロボ信号生成回路１５から与えられるス
トロボ信号Ｓ₁・Ｓ₂…Ｓ_mとが書込まれる。表示信号
入力部１６には、下記で図４および図５を参照しながら
説明する空間分割法および時間分割法の少なくとも一方
を実行するために、空間分割制御回路および時間分割制
御回路の少なくとも一方を設けることができる。

【００５２】特定の列電極および行電極に与えられるデ
ータ信号波形およびストロボ信号波形が、画素のスイッ
チング状態を決定する様子について、図３を参照しなが
ら簡単に説明する。なお、この説明は、あくまでも一例
であり、本発明を限定するものではない。

【００５３】図３に、消去期間に与えられる電圧−Ｖ_b
の消去パルス２１および長さτの選択期間に与えられる
電圧Ｖ_sのストロボパルス２２を含む典型的なストロボ
信号波形２０と、典型的な“オフ”データ波形２３と、
典型的な“オン”データ波形２４とを示す。なお、上記
の“オフ”データ波形２３および“オン”データ波形２
４の各々は、電圧Ｖ_dの正極性パルスおよび電圧−Ｖ_d
の負極性パルスから構成されている。

【００５４】消去パルス２１が画素に印加されたとき、
その画素は、列電極に印加されたデータ電圧に関わりな
く、ノーマリブラック状態およびノーマリホワイト状態
の一方から他方へスイッチするか、あるいは、ノーマリ
ブラック状態あるいはノーマリホワイト状態を保持する
（個々の状態は、白消去パルスあるいは黒消去パルスの
いずれが与えられたかによって決まる）。

【００５５】選択期間には、ストロボパルス２２は、
“オフ”データ波形２３および“オン”データ波形２４
のいずれかと同期して与えられる。これにより、結果的
に画素に生じる電圧が画素の状態を決定し、ひいては、
上記画素において光が透過する度合いが決まる。

【００５６】“オフ”データ波形２３が印加されたと
き、結果的に画素に生じる電圧（画素電圧２５）は、そ
の画素を、消去パルス２１によって予め消去された状態
のままに保つ。また、“オン”データ波形２４が印加さ
れたとき、結果的に画素に生じる電圧（画素電圧２６）
は、その画素を反対の状態にスイッチさせる。さらに、
画素を中間調のアナログ階調レベルに対応する中間状態
とするための画素電圧２８を生じさせるような、例えば
図３に示すような電圧Ｖ_cの正極性パルスと電圧−Ｖ_c
の負極性パルスとを含む中間調データ波形２７を印加し
ても良い。

【００５７】次に、図４および図５を参照しながら、本
実施形態のアドレス構成において、図３に示した中間調
データ波形２７のようなデータ波形を与えることによっ
て実現されるアナロググレーレベルに加えて、認識可能
なディジタルグレーレベルを実現するために考え得る時
間分割法および空間分割法について説明する。

【００５８】図４は、１フレーム期間内に３つの選択期
間を例えば１：４：１６の比率で設けることにより時間
分割を行う際に、１本の行電極に印加されるストロボ信
号のタイミングを示す。上記選択期間において、画素
は、黒状態、白状態、あるいはいずれかの中間調アナロ
ググレー状態にスイッチされる。

【００５９】１フレーム内で認識される総体的なグレー
レベルは、上記の選択期間によって決定される３つのサ
ブフレームにおける透過レベルの平均である。図５は、
空間分割法を用いた場合の構成を示すものである。この
構成は、あくまでも一例であり、本発明を限定するもの
ではないが、各画素は、例えば、２本の副列電極４_1a・
４_1bと行電極５₁との交差点に形成される２つの副画素
３０・３１からなっている。副列電極４_1a・４_1bには、
２つの副画素３０・３１の透過レベルを独立に制御する
ために、データ信号Ｄ_1a・Ｄ_1bが独立に与えられ、上記
副画素３０・３１の透過レベルの平均と、副画素３０・
３１の面積の比率とに応じて、画素全体の総体的な透過
レベルが決まる。

【００６０】以下の、アナログ階調書込みおよびディジ
タル階調書込みについての説明の中で、「最上位ビッ
ト」および「最下位ビット」という表現を用いるが、こ
の「最下位ビット」とは、総体的なグレーレベルを定義
するすべてのビットの中で最下位のビット（グレーレベ
ルを決定する上で重要度が最も低いビット）を意味し、
「最上位ビット」とは、総体的なグレーレベルを定義す
るすべてのビットの中で最上位のビット（グレーレベル
を決定する上で重要度が最も高いビット）を意味する。

【００６１】例えば、空間分割法のみによる書込みの場
合、最下位ビットは、面積が最も小さい副画素に相当
し、最上位ビットは、面積が最も大きい副画素に相当す
る。一方、空間分割法のみによる書込みの場合、最下位
ビットは最短のサブフレームに相当し、最上位ビットは
最長のサブフレームに相当する。

【００６２】系統的誤差およびランダム誤差が、アナロ
グ階調書込みとディジタル階調書込みとの組み合わせに
よって得られるグレーレベルに対して及ぼす影響をより
正しく評価するために、以下に、純粋なアナロググレー
レベルと、アナログ階調およびディジタル階調の組み合
わせによって得られるグレーレベルとの両方において、
系統的誤差およびランダム誤差の影響について、別個に
説明する。なお、上記のディジタル階調は、空間分割法
または時間分割法、あるいはこれらの組み合わせによっ
て得ることができる。

【００６３】〔系統的誤差〕まず、線型的に間隔を持っ
て設定された１６段階の純粋なアナロググレーレベル
０，１，２，…１４，１５（＝０％，６．６７％，…１
００％）を有する表示装置について考える。この装置に
おいて、例えばディスプレイの全体が最適温度でないこ
と等による系統的誤差ｅ₁が存在する場合、この系統的
誤差ｅ₁の影響によって、上記のグレーレベルは、０，
１＋ｅ₁，２＋２ｅ₁，…５＋５ｅ₁，６＋６ｅ₁，…
１４＋１４ｅ₁，１５となる。

【００６４】この場合、黒と白との間にある中間調のグ
レーレベルは正確でなくなるが、グレーレベルが互いに
入れ代わることはない。このため、誤差の許容限界は、
観察者が主観的に許容できる画質によって決定される。

【００６５】さらに、表示装置のある領域が系統的誤差
ｅ₁を生じる温度である一方、同じ表示装置における他
の領域が、異なる系統的誤差ｅ₂を生じる温度であるこ
とにより、この領域のグレーレベルが、０，１＋ｅ₂，
２＋２ｅ₂，…５＋５ｅ₂，６＋６ｅ₂，…１４＋１４
ｅ₂，１５となることもある。このような場合、系統的
誤差から受ける影響が、ディスプレイ内の領域毎に異な
る結果となる。この場合も、誤差の許容限界は、観察者
が主観的に許容できる画質の程度によって決定される。

【００６６】次に、線型的に設定された非縮退のアナロ
グ階調の総数を最大化することを目的としたアナログ階
調とディジタル階調との組み合わせによって、線型的な
間隔で配置された１６段階のグレーレベルを有する表示
装置について考える。なお、上記のディジタル階調は、
空間分割法または時間分割法、あるいはこれらの組み合
わせによって得られる。具体的に、例えば、線型的な間
隔で配置された４段階のアナログ階調（０，１，２，
３）と、サブフレームの比が１：４の時間分割法とが組
み合わされているものとする。ここで、アナログ階調に
は誤差がないものと仮定すると、例えば、３３．３％の
グレーレベルＧＬ５と、４０％のグレーレベルＧＬ６
は、ＧＬ５（33.3％）＝〔１〕×｛１｝＋〔４〕×｛１｝ＧＬ６（40％）＝〔１〕×｛２｝＋〔４〕×｛１｝と表すことができる。

【００６７】なお、〔〕内の数字はサブフレームの長
さを表し、｛｝内の数字はアナログレベルを表す。一
方、幾何学的な系統的誤差ｅが存在する場合には、上記
グレーレベルＧＬ５およびＧＬ６は、ＧＬ５（33.3％）＝〔１〕×｛１＋ｅ｝＋〔４〕×｛１
＋ｅ｝＝５＋５ｅＧＬ６（40％）＝〔１〕×｛２＋２ｅ｝＋〔４〕×｛１
＋ｅ｝＝６＋６ｅとなる。

【００６８】従って、この場合も、系統的誤差の影響
は、上記した純粋なアナロググレーレベルの場合と同じ
である。表示装置の各画素内に系統的誤差が存在する場
合、グレーレベルが純粋なアナログ階調により得られる
か、あるいはアナログ階調とディジタル階調との組み合
わせにより得られるのかに関わらず、主観的に良好な画
像を得るために許容される誤差条件は等しい。

【００６９】〔算術的なランダム誤差(Random Arithmet
ic Error) 〕ここで、再び、線型的に間隔を持って設定
された１６段階の純粋にアナログ的なグレーレベル０，
１，２…１４，１５（＝０％，６．６７％，…１００
％）を有する表示装置について考える。なお、ここで
は、算術的なランダム誤差ｅが存在するものとする。こ
の場合、画素で得られるグレーレベルは、０，１＋ｅ，
２＋ｅ，…５＋ｅ，６＋ｅ，…１４＋ｅ，１５となる。
さらに、画素におけるグレーレベルが重複しないように
するためには、各グレーレベルにおける誤差ｅの最大値
は、下記の数式を満たさなければならない。

【００７０】

【数１】

【００７１】次に、アナログ階調とディジタル階調との
組み合わせ（空間分割法または時間分割法、あるいはこ
れらの組み合わせによる）によって、線型的に間隔を持
って配置された１６段階のグレーレベルが得られた場合
を考える。この場合、例えば、線型的な間隔で配置され
た４段階のアナログ階調（０，１，２，３）と、サブフ
レームの比が１：４の時間分割法とが組み合わされてい
るものとする。ここで、アナログ階調には誤差がないも
のとすると、例えば、３３．３％のグレーレベルＧＬ５
と、４０％のグレーレベルＧＬ６は、ＧＬ５（33.3％）＝〔１〕×｛１｝＋〔４〕×｛１｝ＧＬ６（40％）＝〔１〕×｛２｝＋〔４〕×｛１｝と表すことができる。

【００７２】一方、算術的なランダム誤差ｅが存在する
場合には、上記グレーレベルＧＬ５およびＧＬ６は、ＧＬ５（33.3％）＝〔１〕×｛１＋ｅ｝＋〔４〕×｛１
＋ｅ｝＝５＋５ｅＧＬ６（40％）＝〔１〕×｛２＋ｅ｝＋〔４〕×｛１＋
ｅ｝＝６＋５ｅとなる。

【００７３】最悪の場合でも、画素におけるグレーレベ
ルが重複しないようにするためには、各グレーレベルに
おける誤差ｅの最大値は、下記の数式を満たさなければ
ならない。

【００７４】

【数２】

【００７５】このように、純粋なアナログ階調によって
グレーレベルが実現されている場合と、アナログ階調と
ディジタル階調との組み合わせによってグレーレベルが
実現されている場合とにおいて、算術的なランダム誤差
の条件は等しい。このことから、グレーレベルの総数を
最大化するために、アナログ階調とディジタル階調とを
自明の手法により組み合わせても、誤差の最大値につい
ての条件を、純粋なアナログ階調による場合よりも改善
する結果とはならないことが分かる。この原因は、以下
にさらに詳細に説明するように、最下位ビットから本質
的なアナログ誤差が伝播することによる。

【００７６】アナログ階調の誤差に関しては、画素にお
いて以前のスイッチ状態の消去が不十分であることが、
このような誤差の主な原因である（以前のスイッチ状態
への依存性）。この結果、与えられたグレースケールデ
ータに応じて得られる透過レベルが、その前のスイッチ
状態へ偏る結果となる。さらに、グレーレベルが連続し
てリフレッシュされた場合には、透過レベルが、最初の
バイアスされたレベルから平衡レベルへ徐々に近づく現
象が見られる。なお、上記平衡レベルについては、下記
において図１６を参照しながらさらに説明する。

【００７７】当該画素における表示状態の変化の経緯
が、画素において結果的に得られる透過レベルへ与える
影響を軽減することを目的として、以前に画素に書き込
まれた状態に応じて、与えられるグレースケールデータ
信号を修正するために、欧州特許公報第０５０３３２１
Ａ１に開示された駆動方法を応用することができる。

【００７８】しかしながら、以下に説明する本発明の実
施形態では、このようなアナログ階調における誤差を最
小化するために特に効果的な構成を利用する。アナログ
階調の誤差の原因として、他に、画素のスイッチング
が、選択期間の直前および直後に書き込まれるライン
（電極）に対するデータに非常に影響され易い（画素パ
ターンへの依存性）ということが挙げられる。この問題
は、アナログデータのタイプを、画素パターンに依存し
ないように設計することによって克服することができ
る。

【００７９】図６は、単に状態“０”（黒状態）および
状態“１”（白状態）と、副画素の面積比が１：２の空
間分割法と、サブフレームの長さの比が１：４の時間分
割法とを組み合わせて、１６段階のディジタル階調を得
る方法を示す。例えば、総体的な透過レベルの１は、Ｓ
Ｄ＝１およびＴＤ＝１が状態“１”となることにより得
られる。総体的な透過レベルの２は、ＳＤ＝２およびＴ
Ｄ＝１が状態“１”となることによって得られる。ま
た、総体的な透過レベルの８は、ＳＤ＝２およびＴＤ＝
４が状態“１”となることによって得られる。ＳＤとＴ
Ｄとが二進数により重み付けされているので、線型的に
間隔を持って設定される１６段階のディジタルグレーレ
ベル０，１，２，…１５は冗長度零である。しかしなが
ら、アナログ誤差は最上位ビットに影響を与えるので、
上記したように、単に４つのディジタルビットのすべて
にアナログ状態を含めるだけでは、純粋なアナログ階調
によってグレーレベルを実現する場合よりも誤差の許容
最大値を改善する効果を得ることはできない。

【００８０】誤差がほぼ皆無のハーフ状態（状態“０．
５”）を得る技術については、各行電極を、同時に書込
みがなされる２つの副行電極に分割することにより、あ
るいは、余分な副行電極を設ける必要をなくすために飛
び越し走査（インターレース）を行うことにより、ある
いはＭＴＭ技術により、誤差がほぼ皆無のハーフ状態を
実現する技術を用いることができる。なお、上記の飛び
越し走査法は、特願平９−７２１９８号に開示されてい
る。上記ハーフ状態とは、明状態の半分の明るさのグレ
ーレベル状態を指す。

【００８１】図６に示す書込み構成に対して、このよう
な誤差がほぼ皆無のハーフ状態を追加することによっ
て、図７に示すように、誤差がほぼ皆無の中間的グレー
レベル（０．５，１．５，２．５，…１４．５）を増や
すことが可能である。ハーフ状態は最下位ビット以外の
ビットに存在するが、これらのハーフ状態は誤差がほぼ
皆無であるので、これによってさらに誤差を増加させる
ことはない。なお、グレーレベル３．５，７．５，およ
び１１．５については、書込みを行うサブフレームの両
方においてハーフ状態が必要である。

【００８２】本発明の第１の実施例によれば、このよう
な構成における最下位ビット（ＳＤ＝１，ＴＤ＝１）の
アナログ状態の変調は、最下位ビットが状態“０”、状
態“０．５”、および状態“１”以外に対応する中間調
グレーレベルを増やすために用いられる。

【００８３】図８は、最下位ビット（ＳＤ＝１，ＴＤ＝
１）を変調するデータタイプの数に応じて得られるグレ
ーレベルを示すものである。なお、例えば、「０−１」
は、０から１の間のグレーレベルの範囲を表す。

【００８４】これにより、最下位ビットにおけるデータ
タイプが２種類だけ（例えば０および１）である場合、
誤差がほぼ皆無の１６段階のグレーレベルを得ることが
できる。例えば、グレーレベル０および１は、それぞれ
最下位ビットが状態“０”および状態“１”であり、他
のビットが状態“０”である場合に実現される。さら
に、グレーレベル１および２は、最下位ビットがそれぞ
れ状態“０”および状態“１”であり、ＳＤ＝２，ＴＤ
＝１に対応するビットが誤差がほぼ皆無の状態“０．
５”であり、その他のビットが状態“０”である場合に
実現される。

【００８５】最下位ビットに３種類のデータタイプ
（０，０．５，１）が与えられる場合には、誤差がほぼ
皆無の３１段階のグレーレベルを得ることができる。こ
の３１段階のグレーレベルは、上記したように２種類の
データタイプで実現される１６段階のグレーレベルと、
最下位ビットを誤差がほぼ皆無の状態“０．５”にする
ことによって得られる１５段階の中間調グレーレベルと
の組み合わせ（図７参照）である。

【００８６】最下位ビットに５種類のデータタイプ
（０，０．２５，０．５，０．７５，１）が与えられる
場合には、最下位ビットのアナログ状態における、１
２．５％のオーダーの最大許容誤差を伴って、６１段階
のグレーレベルを得ることができるが、実際には、状態
“０”，“０．５”，および“１”は誤差がほぼ皆無で
あるので、この許容誤差は２５％のオーダーとなる。

【００８７】さらに、９種類のデータタイプが最下位ビ
ットに与えられる場合には、アナログ状態において、光
の透過が最大となる場合の６．２５％のオーダーの許容
誤差を伴って、１２１段階のグレーレベルが得られる。

【００８８】最下位ビットに１３種類のデータタイプが
与えられる場合には、アナログ状態において４．２％の
オーダーの許容誤差を伴って、１８１段階のグレーレベ
ルが得られる。

【００８９】一般的には、グレーレベルの総数は、デー
タタイプの数をＮ、ディジタルレベルの数をＤとする
と、（Ｎ−１）（Ｄ−１）＋１となる。

【００９０】さらに、すべてのレベルにおける誤差が等
しいと仮定すると、ディジタルレベルの間でグレーレベ
ルが逆転しないためには、誤差ｅが下記の条件を満たす
ことが必要である。

【００９１】

【数３】

【００９２】しかしながら実際には、状態“０”，
“０．５”，および“１”は誤差がほぼ皆無であるの
で、誤差の条件はここまで厳しくない。

【００９３】誤差がほぼ皆無の中間調グレーレベルを得
るために誤差がほぼ皆無の中間状態（状態“０．５”）
を導入することと、中間調グレーレベルの数を増やすた
めだけに最下位ビットのアナログ状態を変調することと
によって、最下位ビット以外のビットにおける誤差が抑
制され、総体的な誤差のレベルを小さくすることができ
る。

【００９４】また、アナログ状態は時間分割法に係る最
下位ビットにのみ存在するので、その前の時間分割法の
ビットに、常に、状態“０”または“１”（２つの完全
にスイッチした状態に対応）、あるいは誤差がほぼ皆無
の状態“０．５”が書き込まれる。この結果として、中
間調アナログ状態を書き込まれた画素が、他の中間調ア
ナログ状態にリフレッシュされることが決してない。こ
れにより、グレーレベルが徐々に変化する最も主要な原
因を除去することが可能となる。

【００９５】ここで、空間分割比と時間分割比との異な
る組み合わせについて説明する。図９に示すように、空
間分割比１：２と時間分割比１：３とを組み合わせる
と、１３段階の総体的なグレーレベル０，１，２，…１
２が得られる。しかし、グレーレベル３，６，および９
においては、２つの異なる組み合わせの結果が、同一の
総体的レベルを実現する縮退レベルとなっている。例え
ば、ＳＤ＝１，ＴＤ＝１とＳＤ＝２，ＴＤ＝１とを組み
合わせた場合が、ＳＤ＝１，ＴＤ＝３の場合と同じグレ
ーレベル３を実現する。

【００９６】空間分割比と時間分割比とについての上記
の組み合わせによって生じる縮退は、図１０に示すよう
な１２段階の中間調グレーレベル０．５，１．５，２．
５，…１１．５を得るために、誤差がほぼ皆無の状態
“０．５”が加えられた場合にはかえって好都合とな
る。その理由は、前記した図８の例においてＴＤ＝４，
ＳＤ＝１について必要であったように、最上位サブフレ
ームであるＴＤ＝３を状態“０．５”とすることなく、
これらの中間調レベルを実現できるからである。

【００９７】状態“０．５”が、前述したようにインタ
ーレース法により実現される場合には、図８に示すよう
に最上位サブフレームに状態“０．５”が存在するとし
た場合、白消去期間によってコントラスト比が減少す
る。しかし、図１０に示すように、最上位サブフレーム
を状態“０．５”とせずに中間調状態が得られる場合に
は、白消去は１つのサブフレームにおいてのみ行えば良
いので、コントラスト比を向上させことができる。

【００９８】本発明の第２の実施形態において、最下位
ビットのアナログ状態を変調することによって、図１１
に示すように、さらなる中間調グレーレベルを得ること
ができる。空間分割比を１：２、時間分割比を１：３と
した場合、最下位ビットを２種類のデータ（０，１）で
変調すれば１３段階のグレーレベルを得ることができ、
最下位ビットを３種類のデータ（０，０．５，１）で変
調すれば２５段階のグレーレベルが得られる。さらに、
最下位ビットを５種類のデータ（０，０．２５，０．
５，０．７５，１）で変調すれば４９段階のグレーレベ
ル、最下位ビットを９種類のデータで変調すれば９７段
階のグレーレベル、最下位ビットを１３種類のデータで
変調すれば１４５段階のグレーレベルを、それぞれ得る
ことができる。

【００９９】グレーレベルが徐々に変化することは、時
間分割法に係る最下位ビットのみをアナログ状態とする
ことによって解決することができるが、スイッチ状態が
以前の状態に偏るという問題が残っている。

【０１００】この誤差の要因を取り除くためには、書込
みの際に以下の手法をとることにより、前フレームにお
いて与えられるグレーレベルの影響を最小化することが
有効である。

【０１０１】（１）１フレーム内における時間分割法に
係るビットの順序を調整し、アナログ状態を含むビット
が、アナログ状態を含まない少なくとも１つのビット
（このようなビットが複数存在する場合には、アナログ
状態を含まない最上位ビットの次のビットであることが
好ましい）に続くようにする。

【０１０２】（２）アナログ状態を含むビット（時間分
割法に係るビット）に先行するビットにおける状態に応
じて、特定のアナログ状態（このレベルを得るためには
データタイプを適切に選択することが有効である）を得
るために必要なデータのタイプを決定する。

【０１０３】（３）アナログとディジタルとの組み合わ
せによるグレーレベルを得るために必要なデータタイプ
を定義するルックアップテーブルを修正する。

【０１０４】時間分割法に係る最下位ビットにのみアナ
ログ状態が存在する場合には、アナログ状態の選択期間
の前後において、画素が表示し得るパターンが以下の４
種類のみ、すなわち、（０，アナログ，０）、（０，ア
ナログ，１）、（１，アナログ，０）、（１，アナロ
グ，１）となるように、表示装置に書込みを行うことが
可能である。これにより、アナログ状態が、ディジタル
レベル０および１に用いられるデータタイプにのみ影響
されるので、画素パターンに依存しないデータを設計す
る上での自由度が向上する。

【０１０５】さらに、誤差がほぼ皆無の状態“０．５”
を、分割比１：２の空間分割法と分割比１：４：１６の
時間分割法とに組み合わせることによって、中間調レベ
ル表示を実現するさらに他の実施例（図示せず）につい
て説明する。この実施例では、最下位ビットを２種類の
データ（０，１）で変調することにより、６４段階のグ
レーレベルを得ることができる。また、最下位ビットを
３種類のデータ（０，０．５，１）で変調することによ
り、１２７段階のグレーレベルを得ることができる。さ
らに、最下位ビットを５種類のデータ（０，０．２５，
０．５，０．７５，１）で変調することにより、２５３
段階のグレーレベルを得ることができる。

【０１０６】状態“０”，“０．５”，および“１”
は、誤差がほぼ皆無であるので、上記の中で５種類のデ
ータで変調を行う最後の場合にのみ、誤差の制限があて
はまり、１２．５％よりも低くなる（実際には、状態
“０”，“０．５”，および“１”の誤差が皆無である
ので、２５％である）。しかしながら、この例では、状
態“０．５”は３つのサブフレームのすべてにおいて必
要とされるので、前述したインターレース法により状態
“０．５”を実現する場合には、３つのサブフレームの
すべてにおいて、行電極の半数に対して白消去を行うこ
とが必要である。

【０１０７】さらに、一つのサブフレームの最下位ビッ
トに存在するアナロググレー状態は、他のサブフレーム
においてあり得る３種類のみの状態（状態“０”，
“０．５”，および“１”）の一つに続くので、実用化
にあたっては、欧州特許公報第０５０３３２１Ａ１に開
示されたような、アナロググレー状態がその前のスイッ
チング状態に依存する性質を効果的に解消する方法によ
って、各画素に与えられるデータ信号を、その前に書き
込まれている表示状態に応じて変調することが好まし
い。

【０１０８】図１２は、誤差がほぼ皆無のハーフ状態
を、分割比１：２の空間分割法と、分割比１：３：１２
の時間分割法とに組み合わせた、さらに他の実施例を示
す。前述した他の実施例に比較して、時間分割法の分割
比を１：３：１２に減少させることにより、最初のサブ
フレームにのみ状態“０．５”を用いて（十分な縮退が
導入されているので）、中間調グレーレベルを得ること
が可能となる。

【０１０９】また、図１３に示すように、最下位ビット
を変調することにより、さらに多くの中間調グレーレベ
ルを実現できる。この実施例では、最下位ビットを２種
類のデータ（０，１）で変調することにより、４９段階
のグレーレベルを得ることができる。また、最下位ビッ
トを３種類のデータ（０，０．５，１）で変調すること
により、９７段階のグレーレベルを得ることができる。
さらに、最下位ビットを５種類のデータ（０，０．２
５，０．５，０．７５，１）で変調することにより、１
９３段階のグレーレベルを得ることができる。

【０１１０】図１４は、誤差がほぼ皆無の状態“０．
５”を、空間分割法を用いずに４ビットの時間分割法
（分割比１：２：３：６）を用いた構成に適用した例を
示す。この例では、状態“０．５”は、時間分割法によ
るサブフレームの最初の２つに対して与えられる。

【０１１１】さらに、図１５に示すように、最下位ビッ
トを変調することにより、中間調グレーレベルを得るこ
とができる。この場合、最下位ビットを３種類のデータ
（０，０．５，１）で変調することにより、２５段階の
グレーレベルを得ることができる。また、最下位ビット
を５種類のデータ（０，０．２５，０．５，０．７５，
１）で変調することにより、４９段階のグレーレベルを
得ることができる。さらに、最下位ビットを７種類のデ
ータで変調することにより、７３段階のグレーレベルを
得ることができ、最下位ビットを２３種類のデータで変
調することにより、２６５段階のグレーレベルを得るこ
とができる。

【０１１２】ここで、分割比１：２の空間分割法と、分
割比１：３：１２の時間分割法との組み合わせを示した
図１２の例を参照しながら、誤差がほぼ皆無のハーフ状
態を追加することが、グレーレベルが徐々に変化する問
題や誤差に対して与える効果について説明する。

【０１１３】まず、図１６は、図６と同様の、従来の書
込み方式において、同一のグレーレベルデータを、画素
が１分間白状態（白ドット）を示した後、および画素が
１分間黒状態（黒ドット）を示した後のそれぞれについ
て与えた時の、画素における光の透過を示すグラフであ
る。画素がその前に白状態であった場合には、グレーレ
ベルデータの供給に応じて、画素の前の表示状態に応じ
て偏りを生じることにより、前の表示状態の９０％の透
過率を示す。このため、グレーレベルデータが、繰り返
してリフレッシュされると、各フレームの透過率はその
前のフレームの９０％となるので、結果として、図１６
に示すように、データが連続してリフレッシュされるこ
とに伴って、フレーム毎にグレーレベルが徐々に変化す
ることとなる。

【０１１４】画素がその前に黒状態であった場合には、
グレーレベルデータが与えられたときの透過レベルは、
前の状態における透過レベルのままの０％となる。この
結果、図１６に示すように、グレーレベルデータが繰り
返しリフレッシュされても、透過レベルが増加すること
はない。

【０１１５】すなわち、図１６は、アナログ階調表示に
存在する２つのタイプの誤差、すなわち、前のスイッチ
状態によって表示状態が偏る効果（バイアス効果）と、
その後の特定のグレーレベルが徐々に変化することとを
示したものである。

【０１１６】これと比較するために、図１７は、図１２
に示す実施例（分割比１：２の空間分割法と分割比１：
３：１２の時間分割法との組み合わせ）の場合におい
て、画素が１分間白状態（白ドット）であった後、およ
び１分間黒状態（黒ドット）であった後のそれぞれにお
いて、同一のグレーレベルデータを与えた時の、画素に
おける光の透過を示すグラフである（なお、図１２に示
した実施例では、グレーレベルデータは、時間分割に係
る最下位ビット（１）に与えられ、時間分割に係る他の
２つのビット（ＴＤ＝３，１２）は白に書き込まれ
る）。

【０１１７】この場合、グレーレベルが徐々に変化する
現象は、顕著に抑制される。前の状態が白状態のときの
透過レベルはこの場合でも約９０％であるが、３つ目の
サブフレームにおいてグレーレベルデータがリフレッシ
ュされる前に、２つのサブフレーム（ＴＤ＝３，１２）
が白に書き込まれているので、データが繰り返しリフレ
ッシュされても、フレーム毎に透過レベルが減少するこ
とはない。

【０１１８】前の状態が黒状態のときの透過レベルは、
ここでも前の状態の透過率のままの約０％である。しか
し、グレーレベルデータがリフレッシュされる前に２つ
のサブフレーム（ＴＤ＝３，１２）が白に書き込まれて
いるので、２以上のフレーム期間が経過する前に、透過
レベルは約９０％まで上昇する。

【０１１９】図１８は、時間分割に係る最下位ビット
（１）に対し同一のグレーレベルデータを与え、時間分
割に係る他の２つのビット（３および１２）に白ではな
く黒を書き込んだ場合の効果を示す。この場合も、前の
状態が白のときの透過レベルは約９０％となる。しか
し、先行する２つのサブフレーム（ＴＤ＝３，１２）が
黒に書き込まれているので、２つ目のフレームにおいて
データがリフレッシュされたときに透過レベルは０％ま
で降下する。言うまでもなく、前の状態が黒の場合に
は、透過レベルは０％となり、このレベルを維持する。

【０１２０】このように、図１７および図１８の平衡状
態における透過レベルを比較することから明らかに、長
期間にわたって透過レベルが徐々に変化する現象が抑制
されたとしても、前のサブフレームの状態に起因する偏
りの影響が、アナログレベルにおいて顕著な誤差を生じ
ることが分かる。この誤差を解消するためには、最下位
サブフレームにおいて与えらるアナログデータを、前の
サブフレームにおける表示状態に応じて変化させれば良
い。この場合、前のサブフレームの状態を記憶するため
のフレームストアと、各リフレッシュ期間の前に与える
べきデータを決定する手段とを備えた構成が必要とな
る。

【０１２１】例えば３：１２：１のような順に、アナロ
グビットが最後に書き込まれるようにサブフレームを設
定することにより、最下位サブフレームのアナログレベ
ルが、先行する最上位サブフレーム（ＴＤ＝１２）にお
ける画素の状態に依存して決まるようにすることができ
る。例えば、最下位サブフレームにおいて９０％の透過
レベルを得るためには、先行する最上位サブフレームが
黒状態の時に、先行する最上位サブフレームが白状態の
時とは異なるデータを与えなければならない。アナログ
とディジタルとの組み合わせにおいて、この依存性は同
じであるので、固定的なルックアップテーブルを用いる
ことができ、前のサブフレームの状態を記憶してこれら
の状態に応じてデータを計算することを可能とするため
のフレームストアを用いる必要がなくなる。

【０１２２】図１９は、欧州特許公報第０７１０９４５
Ａ１に開示された、画素パターンへの依存性を抑制する
ことによってアナロググレーレベルにおける画素パター
ンによる誤差を最小化するデータタイプｇ_iによって書
込みを行う構成における光の透過を示す。先行する２つ
のサブフレーム（ＴＤ＝３，１２）が白状態に書き込ま
れた場合、画素がその前に１分間白状態にあった場合
（図１９に示す白丸）か、１分間黒状態にあった場合
（図１９に示す黒丸）かに関わらず、グレーレベルデー
タｇ₆によって約９０％の透過レベルを得ることができ
る。しかし、先行する２つのサブフレーム（ＴＤ＝３，
１２）が黒状態に書き込まれた場合には、画素がその前
に１分間白状態または黒状態のいずれにあったかに関わ
らず、透過レベルは図１９において黒い四角で示すよう
に、０％となる。一方、先行するサブフレーム（ＴＤ＝
３，１２）が黒状態に書き込まれた場合に異なるグレー
レベルデータｇ₇を与えると、画素がその前に１分間白
状態にあった場合（図１９に示す白い三角）か、１分間
黒状態にあった場合（図１９に示す黒い三角）かに関わ
らず、透過レベルを所望のレベルの１０％以内に収める
ことが可能となる。

【０１２３】このように、アナログサブフレームが同じ
フレーム内の特定のディジタルサブフレーム（最上位デ
ィジタルサブフレームであることが好ましい）の後に続
くようにし、先行する各サブフレームの状態に応じて異
なるアナログデータを与えることにより、アナログサブ
フレームの期間、特定の透過レベルを実現することが可
能となる。

【０１２４】図２０および図２１は、本発明に係るさら
に他の実施の形態として、時間分割法を用いずに純粋な
空間分割法のみを用いた例を概略的に示すものである。
この実施形態では、画素または副画素の各々が、３つの
空間ビット（副画素）４１・４２・４３に分割されてい
る。なお、空間ビット４１・４２・４３の面積比は１：
１：２である。最上位ビットである空間ビット４３に
は、常に、状態“０”（黒）または状態“１”（白）の
いずれかが書き込まれる。しかし、最下位ビットである
空間ビット４１・４２は、一つ置きのフレームにおいて
ディジタル状態（状態“０”または“１”）の一方に書
き込まれるという条件の下で、状態“０”または状態
“１”あるいは少なくとも１つの中間調アナログ状態に
書き込まれる。

【０１２５】例えば、図２１に概略的に示すように、０
≦ｘ≦１としたときに、４つのグレーレベル０＋ｘ，１
＋ｘ，２＋ｘ，３＋ｘを実現する場合を考えると、奇数
フレームにおいて空間ビット４１を中間調グレー状態と
して他の空間ビット４２・４３を状態“０”とすること
と、偶数フレームにおいて空間ビット４２を中間調グレ
ー状態として他の空間ビット４１・４３を状態“０”と
することとによって、グレーレベル０＋ｘを得ることが
できる。

【０１２６】同様に、奇数フレームにおいて空間ビット
４１を中間調グレー状態とし、空間ビット４２を状態
“１”として、偶数フレームにおいて、空間ビット４２
を中間調グレー状態とし、空間ビット４１を状態“１”
とすることと、空間ビット４３をここでも状態“０”と
することとによって、グレーレベル１＋ｘを得ることが
できる。

【０１２７】奇数フレームにおいて、空間ビット４１を
中間調グレー状態、空間ビット４２を状態“０”、空間
ビット４３を状態“１”とすることと、偶数フレームに
おいて、空間ビット４１を状態“０”、空間ビット４２
を中間調グレー状態、空間ビット４３を状態“１”とす
ることとにより、グレーレベル２＋ｘを得ることができ
る。

【０１２８】さらに、奇数フレームにおいて、空間ビッ
ト４１を中間調グレー状態、空間ビット４２を状態
“１”、空間ビット４３を状態“１”とすることと、偶
数フレームにおいて、空間ビット４１を状態“１”、空
間ビット４２を中間調グレー状態、空間ビット４３を状
態“１”とすることとにより、グレーレベル３＋ｘを得
ることができる。

【０１２９】各フレームについて、最下位ビットである
空間ビット４１・４２の一方のみをアナログ状態とし、
必要に応じて、連続するフレームにおいて空間ビット４
１・４２が交互に上記アナログ状態となるようにすれ
ば、空間ビット４１・４２のそれぞれに対して、誤差を
生じるアナログ状態になる直前には、常に、先行するフ
レームにおいて誤差が皆無のディジタル状態（０または
１）になっているという重要な結果を与える。

【０１３０】本発明に関し、空間分割法を用いずに純粋
な時間分割法を用いた他の構成が考えられる。この構成
では、従来の時間分割法のみによる書込み法において、
下位ディジタルビットをアナログ状態に置き換えるもの
である。従来の２値的に重み付けされたディジタル書込
み法では、連続する時間的ビットに対して１：２：，…
２^n-1の重み付けがなされた時間分割法を用いることに
より、２ⁿ段階のグレーレベルを得ることができる。こ
れにより、例えば、分割比が１：２：４：８の形式の上
記従来のディジタル書込み法は、例えば１６段階のディ
ジタルグレーレベルを実現する。

【０１３１】これに対して、本発明の他の実施形態にお
いては、８段階の線型的に配置された透過レベルを実現
するために下位ビット（７）に与えられる８種類の状態
（２つのディジタル状態および６つの中間調アナログ状
態）を持つ分割比７：８の時間分割法によって、１６段
階のグレーレベルを実現することができる。

【０１３２】上記の２つの場合のどちらにおいても、一
番目のサブフレームのアナログ状態は、先行するフレー
ムの２番目のサブフレームのディジタル状態の後に続く
ようにすることができる。

【０１３３】さらに、２５６段階のグレーレベルを生成
するために分割比１：２：４：８：１６：３２：６４：
１２８の時間分割法で従来のディジタル書込みを行う構
成の代わりに、本発明に係る構成、すなわち、２５６段
階のグレーレベルを生成するために３２段階の直線的に
配置された透過レベルを定義する最下位ビットにおいて
３２種類の状態（２個のディジタル状態と、３０個の中
間調アナログ状態）を持つ分割比３１：３２：６４：１
２８の構成を用いることができる。上記した実施例に記
載したように、アナログ状態の各々は、先行するサブフ
レームのディジタル状態に後続する。

【０１３４】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る光変調装置
は、マトリクス状に配置され、各々に選択的に書込みが
行われる変調素子と、各変調素子における透過レベルを
他の変調素子に対して変化させるために、各変調素子に
選択的に書込みを行う書込み手段とを備え、上記書込み
手段が、各変調素子において個別に書込みが可能な空間
ビットに異なる組み合わせの空間分割信号を書込む空間
分割と、各変調素子の少なくとも一部に、複数の異なる
透過レベルを生じさせる異なる長さのサブフレームに対
応して個別に書込みが可能な時間ビットに与えられる異
なる組み合わせの時間分割信号を書き込む時間分割との
少なくとも一方を行う分割手段と、各変調素子の少なく
とも一部を、オン切り替え信号およびオフ切り替え信号
によって、異なる透過レベルに対応する異なる状態の間
で切り替える状態選択手段であって、空間分割信号およ
び時間分割信号の少なくとも一方と切り替え信号との異
なる組み合わせを選択することにより複数の異なる総体
的透過レベルを実現するための状態選択手段とを備える
と共に、上記状態選択手段が、少なくとも１つの変調素
子の少なくとも１つのビットにおいて少なくとも１つの
有誤差アナログ状態を含む少なくとも１つの中間調状態
を生じさせる少なくとも１つの中間調切り替え信号をさ
らに供給することにより、中間調の総体的透過レベルを
得ると共に、少なくとも１つの有誤差状態を必要とする
上記中間調の総体的透過レベルの各々に対して、変調素
子の少なくとも一部が有誤差アナログ状態を示す期間
と、上記一部が誤差がほぼ皆無の状態を示す期間とが、
透過レベルを生じさせる間、交互に切り替わる構成であ
る。

【０１３５】これにより、連続する書込みフレームの間
やサブフレームの間で誤差が拡散することを防止でき、
適切に設定された多段階のグレーレベルを有する良質な
表示装置を得ることができるという効果を奏する。さら
に、誤差の最も主要な原因を除去することにより、アナ
ログ状態における許容誤差を大きくできるという利点も
有する。

【０１３６】本発明に係る他の光変調装置は、マトリク
ス状に配置され、各々に選択的に書込みが行われる変調
素子と、各変調素子における透過レベルを他の変調素子
に対して変化させるために、各変調素子に選択的に書込
みを行う書込み手段とを備え、上記書込み手段が、各変
調素子において個別に書込みが可能な空間ビットに異な
る組み合わせの空間分割信号を書込む空間分割と、各変
調素子の少なくとも一部に、複数の異なる透過レベルを
生じさせる異なる長さのサブフレームに対応して個別に
書込みが可能な時間ビットに与えられる異なる組み合わ
せの時間分割信号を書き込む時間分割との少なくとも一
方を行う分割手段と、各変調素子の少なくとも一部を、
オン切り替え信号およびオフ切り替え信号によって、異
なる透過レベルに対応する異なる状態の間で切り替える
状態選択手段であって、空間分割信号および時間分割信
号の少なくとも一方と切り替え信号との異なる組み合わ
せを選択することにより複数の異なる総体的透過レベル
を実現するための状態選択手段とを備えると共に、上記
状態選択手段が、少なくとも１つの変調素子の少なくと
も１つのビットにおいて少なくとも１つの有誤差アナロ
グ状態を含む少なくとも１つの中間調状態を生じさせる
少なくとも１つの中間調切り替え信号を供給することに
より、中間調の総体的透過レベルを得ると共に、少なく
とも１つの有誤差状態を必要とする上記中間調の総体的
透過レベルの各々に対して、変調素子の少なくとも一部
が有誤差アナログ状態を示す期間と、上記一部が誤差が
ほぼ皆無の状態を示す期間とが、透過レベルを生じさせ
る間、交互に切り替わり、上記中間調切り替え信号が、
最下位ビットあるいは下位ビットに比較して、最上位ビ
ットあるいは上位ビットにおいてより下位の中間調状態
を生じさせて有誤差アナログ状態に伴う誤差を制限する
信号を含む構成である。

【０１３７】上記の構成によれば、連続する書込みフレ
ームの間やサブフレームの間で誤差が拡散することを防
止でき、適切に設定された多段階のグレーレベルを有す
る良質な表示装置を得ることができるという効果を奏す
る。さらに、誤差の最も主要な原因を除去することによ
り、アナログ状態における許容誤差を大きくすることが
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る強誘電性液晶表示パ
ネルの概略構成を示す断面図である。

【図２】上記強誘電性液晶の駆動系の概略構成を示すブ
ロック図である。

【図３】上記の駆動系において画素の状態を決定するた
めに用いられる波形の例を示す説明図である。

【図４】時間分割の例を説明する説明図である。

【図５】空間分割の例を説明する説明図である。

【図６】分割比１：２の空間分割法と分割比１：４の時
間分割法との組み合わせを用いて１６段階のディジタル
グレーレベルを実現する従来の駆動法を示す説明図であ
る。

【図７】誤差がほぼ皆無のハーフ状態を追加することに
よって得られ、図６に示すグレーレベルに追加すること
が可能な１５段階の中間調グレーレベルを示す説明図で
ある。

【図８】分割比１：２の空間分割法と分割比１：４の時
間分割法との組み合わせを用いた、本発明に係る装置に
おける駆動法を示す説明図である。

【図９】分割比１：２の空間分割法と分割比１：３の時
間分割法との組み合わせを用いて１３段階のグレーレベ
ルを得る駆動法を示す説明図である。

【図１０】分割比１：２の空間分割法と分割比１：３の
時間分割法との組み合わせを用いた、本発明に係る装置
の駆動法の範囲を示す説明図である。

【図１１】分割比１：２の空間分割法と分割比１：３の
時間分割法との組み合わせを用いた、本発明に係る装置
の駆動法の範囲を示す説明図である。

【図１２】分割比１：２の空間分割法と分割比１：３：
１２の時間分割法との組み合わせを用いた、本発明に係
る装置の駆動法の範囲を示す説明図である。

【図１３】分割比１：２の空間分割法と分割比１：３：
１２の時間分割法との組み合わせを用いた、本発明に係
る装置の駆動法の範囲を示す説明図である。

【図１４】空間分割法を用いず、分割比１：２：３：６
の時間分割法を用いた、本発明に係る装置の駆動法の範
囲を示す説明図である。

【図１５】空間分割法を用いず、分割比１：２：３：６
の時間分割法を用いた、本発明に係る装置の駆動法の範
囲を示す説明図である。

【図１６】アナログ階調表示における誤差の影響を示す
ために、書込みフレームに対する透過レベルの変化を示
すグラフである。

【図１７】書込みフレームの影響を示すために、グレー
フレームの数に対するグレーレベルの変化を示すグラフ
である。

【図１８】書込みフレームの影響を示すために、グレー
フレームの数に対するグレーレベルの変化を示すグラフ
である。

【図１９】書込みフレームの影響を示すために、グレー
フレームの数に対するグレーレベルの変化を示すグラフ
である。

【図２０】時間分割法を用いず、分割比１：１：２の空
間分割法を用いた、本発明に係る装置の駆動法を示す説
明図である。

【図２１】時間分割法を用いず、分割比１：１：２の空
間分割法を用いた、本発明に係る装置の駆動法を示す説
明図である。

【符号の説明】

１画素（変調素子）４列電極５行電極１４データ信号生成回路（書込み手段）１５ストロボ信号生成回路（書込み手段）３０・３１副画素

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390040604 イギリス国ＴＨＥＳＥＣＲＥＴＡＲＹＯＦＳＴＡＴＥＦＯＲＤＥＦＥＮＣＥＩＮＨＥＲＢＲＩＴＡＮＮＩＣＭＡＪＥＳＴＹ’ＳＧＯＶＥＲＮＭＥＮＴＯＦＴＨＥＵＮＥＴＥＤＫＩＮＧＤＯＭＯＦＧＲＥＡＴＢＲＩＴＡＩＮＡＮＤＮＯＲＴＨＥＲＮＩＲＥＬＡＮＤイギリス国ハンプシャージーユー14 ０エルエックスファーンボローアイヴェリーロード（番地なし）ディフェンスエヴァリュエイションアンドリサーチエージェンシー (72)発明者マイケルジョンタウラーイギリス国，オックスフォードオー・エックス・２９・エー・エル，ボトリー, ザ・ガース 20 (72)発明者ダイアナシンシアウルリックイギリス国，オックスフォードオー・エックス・４１・エル・エヌ，ディヴィニティロード 100Ａ (72)発明者ポールボネットイギリス国，オックスフォードオー・エックス・４４・エックス・エックス，リトルモァ，フェザントウォーク 99

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マトリクス状に配置され、各々に選択的に
書込みが行われる変調素子と、各変調素子における透過レベルを他の変調素子に対して
変化させるために、各変調素子に選択的に書込みを行う
書込み手段とを備え、上記書込み手段が、各変調素子において個別に書込みが
可能な空間ビットに異なる組み合わせの空間分割信号を
書込む空間分割と、各変調素子の少なくとも一部に、複
数の異なる透過レベルを生じさせる異なる長さのサブフ
レームに対応して個別に書込みが可能な時間ビットに与
えられる異なる組み合わせの時間分割信号を書き込む時
間分割との少なくとも一方を行う分割手段と、各変調素子の少なくとも一部を、オン切り替え信号およ
びオフ切り替え信号によって、異なる透過レベルに対応
する異なる状態の間で切り替える状態選択手段であっ
て、空間分割信号および時間分割信号の少なくとも一方
と切り替え信号との異なる組み合わせを選択することに
より複数の異なる総体的透過レベルを実現するための状
態選択手段とを備えると共に、上記状態選択手段が、少なくとも１つの変調素子の少な
くとも１つのビットにおいて少なくとも１つの有誤差ア
ナログ状態を含む少なくとも１つの中間調状態を生じさ
せる少なくとも１つの中間調切り替え信号をさらに供給
することにより、中間調の総体的透過レベルを得ると共
に、少なくとも１つの有誤差状態を必要とする上記中間
調の総体的透過レベルの各々に対して、変調素子の少な
くとも一部が有誤差アナログ状態を示す期間と、上記一
部が誤差がほぼ皆無の状態を示す期間とが、透過レベル
を生じさせる間、交互に切り替わることを特徴とする光
変調装置。
【請求項２】状態選択手段が、最下位ビットあるいは下
位ビットに比較して、最上位ビットあるいは上位ビット
において、より下位の中間調状態を生じさせるように、
少なくとも１つの中間調切り替え信号を与えることによ
り、有誤差アナログ状態に伴う誤差を制限することを特
徴とする請求項１記載の光変調装置。
【請求項３】状態選択手段が、有誤差アナログ状態が、
誤差がほぼ皆無の状態に続くように切り替えを制御する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光変調装
置。
【請求項４】状態選択手段が、連続するサブフレームに
おいて変調素子の個別に書込み可能な時間ビットに書込
みを行う間、有誤差アナログ状態にある時間ビットの直
前に、誤差がほぼ皆無の状態にある時間ビットが存在す
るように切り替えを行うことを特徴とする請求項１ない
し３のいずれか一項に記載の光変調装置。
【請求項５】状態選択手段が、変調素子の個別に書込み
可能な空間ビットに書込みを行う間、第１の書込みフレ
ームにおいて変調素子における１つの空間ビットを有誤
差アナログ状態に切り替える前に、上記第１の書込みフ
レームの直前の第２書込みフレームにおいて上記空間ビ
ットを誤差がほぼ皆無の状態に切り替えることを特徴と
する請求項１ないし４のいずれか一項に記載の光変調装
置。
【請求項６】上記の誤差がほぼ皆無の状態が、光変調素
子の少なくとも一部が完全なオフ状態または完全なオン
状態を示す状態であることを特徴とする請求項１ないし
５のいずれか一項に記載の光変調装置。
【請求項７】上記の誤差がほぼ皆無の状態が、光変調素
子の少なくとも一部が中間調を示す状態であることを特
徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の光変
調装置。
【請求項８】状態選択手段が、約１００％の透過を実現
するオン切り替え信号と、約０％の透過を実現するオフ
切り替え信号と、約５０％の透過を実現する中間調切り
替え信号とを供給することを特徴とする請求項１ないし
７のいずれか一項に記載の光変調装置。
【請求項９】状態選択手段が、各変調素子の最下位ビッ
トまたは下位ビットに、少なくとも１つの有誤差アナロ
グ状態を含む少なくとも３種類の異なる切り替え状態の
間で上記ビットを切り替える異なる切り替え信号を書き
込むことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項
に記載の光変調装置。
【請求項１０】状態選択手段が、各変調素子の最下位ビ
ットまたは下位ビットに、約０％の透過状態、約５０％
の透過状態、および約１００％の透過状態に対応する３
種類の異なる切り替え信号を含む切り替え信号を書き込
み、上記約５０％の透過状態は誤差がほぼ皆無であるこ
とを特徴とする請求項９に記載の光変調装置。
【請求項１１】状態選択手段が、各変調素子の最下位ビ
ットまたは下位ビットに、上記の異なる切り替え信号に
対応する透過レベルの中間に、総体的中間調透過レベル
をさらに生じさせるために、さらなる中間調切り替え信
号を書き込むことを特徴とする請求項９または１０に記
載の光変調装置。
【請求項１２】分割手段が、異なる長さを持つ２つ以上
のサブフレームにおいて、各変調素子の少なくとも１つ
の空間ビットに書込みを行い、上記中間調状態を生じさ
せる中間調切り替え信号が、最下位サブフレームまたは
下位サブフレームにおける空間ビットのみに与えられる
ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一項に
記載の光変調装置。
【請求項１３】分割手段が、最下位サブフレームまたは
下位サブフレームにおいて各変調素子における少なくと
も１つの空間ビットに対して、同じフレーム内のより上
位のサブフレームで上記空間ビットに書込みを行った直
後に、書込みを行うことを特徴とする請求項１２に記載
の光変調装置。
【請求項１４】状態選択手段が、最下位サブフレームま
たは下位サブフレームにおいて、各変調素子の最下位ビ
ットまたは下位ビットに与える切り替え信号を、同じフ
レーム内の少なくとも１つのより上位のサブフレームの
先行状態に応じて、同じ透過レベルを生じさせる２種類
以上の切り替え信号の間で変化させることを特徴とする
請求項１３に記載の光変調装置。
【請求項１５】状態選択手段が、選択されたサブフレー
ムにおいて、対応する列電極にデータ信号が与えられた
ときに中間調切り替え信号を供給することにより、先行
または後続して列電極に与えられるデータ信号に対応す
る１つ以上のサブフレームにおいて、上記選択されたサ
ブフレームにおいて生じる中間調状態よりも下位の中間
調状態を生じさせることを特徴とする請求項１ないし１
４のいずれか一項に記載の光変調装置。
【請求項１６】分割手段が、空間分割信号および時間分
割信号の少なくとも一方と、切り替え信号とからなる２
種類以上の異なる組み合わせにより、同じ総体的透過レ
ベルを生じるように、各変調素子の空間ビットおよび時
間ビットの少なくとも一方に書込みを行うことを特徴と
する請求項１ないし１５のいずれか一項に記載の光変調
装置。
【請求項１７】強誘電性液晶層を備えたことを特徴とす
る請求項１ないし１６のいずれか一項に記載の光変調装
置。
【請求項１８】マトリクス状に配置され、各々に選択的
に書込みが行われる変調素子と、各変調素子における透過レベルを他の変調素子に対して
変化させるために、各変調素子に選択的に書込みを行う
書込み手段とを備え、上記書込み手段が、各変調素子において個別に書込みが
行われる空間ビットに異なる組み合わせの空間分割信号
を書込む空間分割と、各変調素子の少なくとも一部に、
複数の異なる透過レベルを生じさせる異なる長さのサブ
フレームに対応して個別に書込みが行われる時間ビット
に与えられる異なる組み合わせの時間分割信号を書き込
む時間分割との少なくとも一方を行う分割手段と、各変調素子の少なくとも一部を、オン切り替え信号およ
びオフ切り替え信号によって、異なる透過レベルに対応
する異なる状態の間で切り替える状態選択手段であっ
て、空間分割信号および時間分割信号の少なくとも一方
と切り替え信号との異なる組み合わせを選択することに
より複数の異なる総体的透過レベルを実現するための状
態選択手段とを備えると共に、上記状態選択手段が、少なくとも１つの変調素子の少な
くとも１つのビットにおいて少なくとも１つの有誤差ア
ナログ状態を含む少なくとも１つの中間調状態を生じさ
せる少なくとも１つの中間調切り替え信号を供給するこ
とにより、中間調の総体的透過レベルを得ると共に、少
なくとも１つの有誤差状態を必要とする上記中間調の総
体的透過レベルの各々に対して、変調素子の少なくとも
一部が有誤差アナログ状態を示す期間と、上記一部が誤
差がほぼ皆無の状態を示す期間とが、透過レベルを生じ
させる間、交互に切り替わり、上記中間調切り替え信号が、最下位ビットあるいは下位
ビットに比較して、最上位ビットあるいは上位ビットに
おいてより下位の中間調状態を生じさせて有誤差アナロ
グ状態に伴う誤差を制限する信号を含むことを特徴とす
る請求項１記載の光変調装置。