JPS63135990A - Color thermally writing liquid crystal projection type display - Google Patents

Color thermally writing liquid crystal projection type display

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JPS63135990A
JPS63135990A JP61283282A JP28328286A JPS63135990A JP S63135990 A JPS63135990 A JP S63135990A JP 61283282 A JP61283282 A JP 61283282A JP 28328286 A JP28328286 A JP 28328286A JP S63135990 A JPS63135990 A JP S63135990A
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Japan
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liquid crystal
light
color
writing
monochromatic
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惠一 窪田
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はレーザ熱書込みによる高粘度カラーディスプレ
イに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to high viscosity color displays with laser thermal writing.

(従来の技術) 近年、コンピュータを用いた画像処理や新聞紙面の編集
、LSIの設計では高精度かつ部分的に書き加え可能な
ディスプレイが望まれている。
(Prior Art) In recent years, there has been a demand for displays with high precision and the ability to partially write on images in computer-based image processing, newspaper editing, and LSI design.

従来用いられているCRT(陰極線管)では分解能を2
000本以上に上げることは難しく、電子ビームの走査
速度も早くなるために画面にチラッキを生じてしまう、
また、ストレージ管を用いたディスプレイ装置は、螢光
体の劣化を防ぐために画面輝度が低く、部分的な消去が
できず、装置が高価となる欠点がある。
Conventionally used CRTs (cathode ray tubes) have a resolution of 2
It is difficult to increase the number of lines above 000, and the scanning speed of the electron beam becomes faster, which causes flickering on the screen.
Furthermore, display devices using storage tubes have the disadvantage that the screen brightness is low to prevent deterioration of the phosphor, partial erasure cannot be performed, and the device is expensive.

高分解能2000本以上のディスプレイ装置としては液
晶ヘレーザ光で熱書込みをするディスプレイがあり、こ
の熱書込み液晶投射型ディスプレイについては、例えば
雑誌「プロシーディング・才ブ・ザ・ニス・アイ・デー
(Proceeding of theS、1.D、 
) 、 1978年1〜7頁に記載の論文ル−ザ選択液
晶投射ディスプレイ(LASER−ADDRESSED
LIQUID CRYSTAL PROJECTION
 DISPLAY) Jに詳しく述べられている。この
論文によれば、第5図に示すような液晶ライトバルブに
レーザ光による走査で画像を記録し、投射光を入射、反
射膜せて上記画像をディスプレイすることができる。液
晶ライトバルブ79は、光吸収膜73、アルミ反射膜7
4、液晶配向膜78を形成したガラス基盤72と、透明
電極膜76、液晶配向膜78を形成したガラス基盤77
とで液晶材75をはさんだ構造をもっている。レーザ光
70が液晶ライトバルブ79に入射するとレーザ光70
が光吸収膜73に吸収されて熱に変換され、アルミ反射
膜74、液晶配向膜78を伝わって液晶材75の温度を
上昇させる。液晶材75としてはスメクチック液晶が使
われ、スメクチック液晶は温度を上昇することによって
ネマチック相、液体層に変化し、レーザ光70が取り除
かれた時に急冷されることによって液体状態のランダム
な液晶分子の配向状態が凍結きれて散乱核となり投射光
によって読み出され、スクリーン上に画素としてディス
プレイされる。
Display devices with a high resolution of 2,000 lines or more include displays that perform thermal writing using a liquid crystal laser beam.This thermal writing liquid crystal projection type display is described in, for example, the magazine ``Proceeding of theS, 1.D,
), 1978, pages 1-7, in the article LASER-ADDRESSED
LIQUID CRYSTAL PROJECTION
DISPLAY) J. According to this paper, an image can be recorded by scanning with a laser beam on a liquid crystal light valve as shown in FIG. 5, and the image can be displayed by projecting light onto a reflective film. The liquid crystal light valve 79 includes a light absorption film 73 and an aluminum reflection film 7.
4. A glass substrate 72 on which a liquid crystal alignment film 78 is formed, a glass substrate 77 on which a transparent electrode film 76 and a liquid crystal alignment film 78 are formed.
It has a structure in which a liquid crystal material 75 is sandwiched between the two. When the laser beam 70 enters the liquid crystal light valve 79, the laser beam 70
is absorbed by the light absorption film 73 and converted into heat, which is transmitted through the aluminum reflection film 74 and the liquid crystal alignment film 78 to increase the temperature of the liquid crystal material 75. A smectic liquid crystal is used as the liquid crystal material 75, and the smectic liquid crystal changes to a nematic phase and a liquid layer by increasing the temperature, and when the laser beam 70 is removed, it is rapidly cooled to form random liquid crystal molecules in the liquid state. The orientation state is frozen and becomes a scattering nucleus, which is read out by the projection light and displayed as pixels on the screen.

熱書込みの液晶ディスプレイは液晶の散乱、非散乱を用
いて表示するものであるから、表示は白黒のパターンに
なる。カラーのディスプレイを行なうには、複数の液晶
表示素子に異なる単色光を照射し、それらの画像を投射
合成すれば良い。複数の画像を合成して色ずれを生じな
いようにするには、投射光学系の精度が必要で、かつ複
数のレーザ書込み光学系を必要とし、装置が非常に高価
なものにならざるを得なかった。
Since a thermal writing liquid crystal display uses scattering and non-scattering of liquid crystal, the display is a black and white pattern. To perform a color display, it is sufficient to irradiate a plurality of liquid crystal display elements with different monochromatic lights and to project and synthesize the images. In order to combine multiple images and avoid color shift, the projection optical system must have high precision, and multiple laser writing optical systems are required, making the device extremely expensive. There wasn't.

また、1つの液晶ライトバルブで少なくとも3色のカラ
ー表示を行なう方法については、特願昭60−2262
41 ’カラー熱書込み液晶ライトバルブ」に述べられ
ている。上記発明によれば、液晶ライトバルブは、特定
の波長領域の可視光を0次方向に回折するように光学的
位相差を与えた回折格子から成るカラーフィルターを内
蔵しており、上記カラーフィルターは、非常に細かい幅
で形成することができ、耐光性・耐熱性に優れていると
いう特徴を持つ。光学的位相差を与えた回折格子からな
るカラーフィルターを少なくともZffl類以上面内に
周期的に配置したマルチカラーフィルターは、投射光の
特定の波長領域の可視光のみを回折し、投射画面におい
てカラー表示を行なう作用を持つ他に、書込みレーザ光
を液晶ライトバルブに書込む閾値以下の光量で走査し、
その回折光を受光することにより、カラーフィルターと
書込み光との相互の位置関係を知ることができ、位置精
度の良い書込みを行なえるという作用がある。ここで、
マルチカラーフィルターの回折格子のうち、位置の基準
にする少なくとも一種類以上の回折格子の溝方向を他の
回折格子の溝方向と異なるように形成すると、書込みレ
ーザ光を液晶ライトバルブに書込む閾値以下の光量で走
査した場合、位置の基準にする回折格子からの回折光は
、他の回折格子と溝方向が異なるため異なる方向に回折
するので、他の回折光と分離して受光でき、受光して得
られる電気信号は従来例に比べて変調振幅が大きく、し
かも書込み光量の変化に関係なく常に位置基準にする特
定の色のフィルターからの信号が得られる。従ってこの
電気信号を書込みの位置基準のクロック信号とすると、
各カラーフィルターの位置への書込みは、位置基準のク
ロック信号から適当な遅延時間を設けてレーザ光に液晶
ライトバルブに書込むに十分な光量を与えることにより
、位置精度良く各画素を書込むことが可能になる。
Furthermore, regarding a method for displaying at least three colors with one liquid crystal light valve, Japanese Patent Application No. 60-2262
41 'Color Thermal Writing Liquid Crystal Light Valve'. According to the above invention, the liquid crystal light valve has a built-in color filter made of a diffraction grating that provides an optical phase difference so as to diffract visible light in a specific wavelength region in the zero-order direction, and the color filter has a built-in color filter. It can be formed into very fine widths and has excellent light and heat resistance. A multi-color filter, in which a color filter consisting of a diffraction grating giving an optical phase difference is arranged periodically in a plane of at least the Zffl type, diffracts only the visible light in a specific wavelength range of the projected light, and displays the color on the projection screen. In addition to displaying functions, it also scans the writing laser beam with a light intensity below the threshold for writing on the liquid crystal light valve.
By receiving the diffracted light, the mutual positional relationship between the color filter and the writing light can be known, and writing can be performed with high positional accuracy. here,
Among the diffraction gratings of a multicolor filter, if the groove direction of at least one type of diffraction grating used as a position reference is formed to be different from the groove direction of other diffraction gratings, the threshold value for writing the writing laser beam into the liquid crystal light valve When scanning with the following light intensity, the diffracted light from the diffraction grating used as a position reference is diffracted in a different direction because the groove direction is different from that of other diffraction gratings, so it can be received separately from other diffracted lights. The electrical signal obtained by this method has a larger modulation amplitude than that of the conventional example, and moreover, a signal from a filter of a specific color that is always used as a position reference can be obtained regardless of changes in the amount of writing light. Therefore, if this electrical signal is used as the writing position reference clock signal, then
To write to each color filter position, each pixel can be written with high positional accuracy by setting an appropriate delay time from the position-based clock signal and giving the laser beam a sufficient amount of light to write on the liquid crystal light valve. becomes possible.

(発明が解決しようとする問題点) しかし、上記発明による方式では、クロック信号を抽出
する位置基準のカラーフィルターに書込みに必要なレー
ザ光量を照射する場合と書込む閾値以下の光量を照射す
る場合とでは得られるクロック信号の強度が異なること
や、また書込みレーザ光が位置基準と違うカラーフィル
ターに入射している時でも光量が位置基準のカラーフィ
ルターにまわり込み、所望の色が発生しなかったり、部
分的に色ずれが生じる欠点をもっていた。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the method according to the invention described above, there are cases in which the position-based color filter for extracting the clock signal is irradiated with the amount of laser light necessary for writing, and cases in which it is irradiated with the amount of light below the writing threshold. The intensity of the clock signal obtained may differ depending on the case, and even when the writing laser beam is incident on a color filter different from the position reference, the amount of light may wrap around the position reference color filter and the desired color may not be generated. , which had the disadvantage of causing color shift in some areas.

本発明は、上記の欠点を無くし、高精度で大画面が得ら
れ、少なくとも3色表示が可能なカラー熱書込み液晶投
射型ディスプレイを提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a color thermal writing liquid crystal projection display that eliminates the above-mentioned drawbacks, provides a large screen with high precision, and is capable of displaying at least three colors.

(問題点を解決するための手段) 本発明によれば、液晶ライトバルブと、単色光光源と、
光走査書込み光学系と、前記光走査書込み光学系により
前記液晶ライトバルブに描かれた像を投影する投射光学
系とからなる熱書込み液晶投射型ディスプレイにおいて
、前記単色光光源が偏光面の直交する複数の単色光光源
からなり、前記液晶ライトバルブが、特定の波長領域の
可視光を0次方向に回折するように光学的位相差を与え
た回折格子から成るカラーフィルターを3種類面内に周
期的に配置した3色ストライプカラーフィルターを内蔵
し、前記光走査書込み光学系が、単色光源と、該単色光
源からの複数の単色光を変調する光変調器と、該複数の
単色光を二次元に偏向する光偏向器と、該複数の単色光
を収束するレンズと、前記液晶ライトバルブ内のカラー
フィルターによって反射回折された該複数の単色光のう
ちの1単色光を検知する偏光フィルターを備えた受光器
と、該受光器から得られる電気信号からクロック信号を
発生させる回路と、該クロック信号と同期して画像入力
信号を前記光変調器に与える回路とからなることを特徴
とするカラー熱書込み液晶投射型ディスプレイが得られ
る。
(Means for Solving the Problems) According to the present invention, a liquid crystal light valve, a monochromatic light source,
In a thermal writing liquid crystal projection display comprising an optical scanning writing optical system and a projection optical system for projecting an image drawn on the liquid crystal light valve by the optical scanning writing optical system, the monochromatic light source has polarization planes perpendicular to each other. The liquid crystal light valve is composed of a plurality of monochromatic light sources, and the liquid crystal light valve has three types of color filters, each consisting of a diffraction grating, which is provided with an optical phase difference so as to diffract visible light in a specific wavelength range in the zero-order direction, in a periodic manner within the plane. The optical scanning writing optical system includes a monochromatic light source, a light modulator that modulates a plurality of monochromatic lights from the monochromatic light source, and a two-dimensional three-color stripe color filter arranged in three-color stripes. a lens that converges the plurality of monochromatic lights; and a polarizing filter that detects one of the plurality of monochromatic lights reflected and diffracted by the color filter in the liquid crystal light valve. A color thermal device comprising: a light receiver; a circuit that generates a clock signal from an electrical signal obtained from the light receiver; and a circuit that provides an image input signal to the optical modulator in synchronization with the clock signal. A writeable liquid crystal projection display is obtained.

(発明の原理と作用) クロック信号を抽出するための閾値以下の光量で走査す
るレーザ光と閾値以上の光量で液晶ライトバルブに書込
むレーザ光の2つのレーザ光を用い、これらのレーザ光
を液晶ライトバルブに入射して得られる回折光のうちク
ロック信号を抽出するためのレーザ光のみを検出するこ
とができれば、すでに述べた問題点は解決される0本発
明は、上記レーザ光として互いに偏光方向の異なるレー
ザ光を用い、液晶ライトバルブから回折された光を偏光
板を通してクロック信号抽出のためのレーザ光のみを取
り出して検出することによって、強度レベル変動のない
、まわり込みのないクロック信号が得られる。
(Principle and operation of the invention) Two laser beams are used: a laser beam that scans with a light intensity below a threshold value for extracting a clock signal, and a laser beam that writes on a liquid crystal light valve with a light intensity above the threshold value. If only the laser light for extracting the clock signal can be detected from among the diffracted light obtained by entering the liquid crystal light valve, the above-mentioned problems can be solved. Using laser beams with different directions, the light diffracted from the liquid crystal light valve is passed through a polarizing plate, and only the laser beam for extracting the clock signal is extracted and detected, thereby producing a clock signal without fluctuations in intensity level and without interference. can get.

(実施例) 第1図は本発明によるカラー熱書込み液晶投射型ディス
プレイの実施例を示す図である。レーザ光源1とレーザ
光R2からのレーザ光30.30’はフリメータレンズ
3,3゛を通って平行光になり、レーザ光30′は2分
の1波長板4によって偏光面が90°回転してレーザ光
30と偏光面が直交するようになる。レーザ光30.3
0’はその後、偏光ビームスプリッタ5によって1つの
レーザ光31に合成される。この合成レーザ光31を光
走査器6で液晶ライトバルブ9上にレンズ8を介して集
光許せながら走査する。この時液晶ライトバルブ9から
反射回折きれた光はレンズ8、偏光フィルター16を通
過した後、光検出器17で検出される。偏光フィルター
16の偏光軸をレーザ光30.30’のいずれかの偏光
軸に一致させると、片一方のレーザ光の反射回折光のみ
を検出することができる。そこで、レーザ光30を書込
み光、レーザ光30′をクロック2号検出用光とした場
合、レーザ光30′を閾値以下の光量で液晶ライトバル
ブ9上を走査し、その回折光を検出器17で検出するこ
とによってクロック信号が抽出でき、このクロック信号
は信号処理回路21に送られ、制御回路20からの画旧
号との処理がなきれて、駆動回路22によってレーザ光
源2が駆動される。レーザ光源2からは閾値以上の光量
のレーザ光30が出射され、レーザ光30゛と一緒に液
晶ライトバルブ9上を走査されて画信号による画像が書
込まれる。このときレーザ光30の液晶ライトバルブ9
からの反射回折光は偏光フィルター16によってストッ
プされ光検出器17によって検出されない。
(Embodiment) FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a color thermal writing liquid crystal projection display according to the present invention. Laser light 30.30' from the laser light source 1 and laser light R2 passes through the frimeter lenses 3, 3' and becomes parallel light, and the plane of polarization of the laser light 30' is rotated by 90° by the half-wave plate 4. As a result, the plane of polarization becomes orthogonal to the laser beam 30. Laser light 30.3
0' is then combined into one laser beam 31 by the polarizing beam splitter 5. This combined laser beam 31 is scanned by an optical scanner 6 onto a liquid crystal light valve 9 while being focused through a lens 8. At this time, the light reflected and diffracted from the liquid crystal light valve 9 passes through a lens 8 and a polarizing filter 16, and then is detected by a photodetector 17. When the polarization axis of the polarizing filter 16 is made to coincide with the polarization axis of either of the laser beams 30 and 30', only the reflected and diffracted light of one of the laser beams can be detected. Therefore, when the laser beam 30 is used as a writing beam and the laser beam 30' is used as a clock number 2 detection beam, the laser beam 30' is scanned over the liquid crystal light valve 9 with a light intensity below the threshold value, and the diffracted light is sent to the detector 17. A clock signal can be extracted by detecting the clock signal, and this clock signal is sent to the signal processing circuit 21, and after processing with the image and old name from the control circuit 20, the laser light source 2 is driven by the drive circuit 22. . The laser light source 2 emits a laser beam 30 with an amount of light above a threshold value, and the liquid crystal light valve 9 is scanned together with the laser beam 30' to write an image based on the image signal. At this time, the liquid crystal light valve 9 of the laser beam 30
The reflected and diffracted light is stopped by the polarizing filter 16 and is not detected by the photodetector 17.

第6図は本発明に用いる回折格子によるカラーフィルタ
ーの原理を示す図である。第6図において、深さdの矩
形状の凹凸をもつ基板80の表面に反射膜81をコーテ
ィングした反射型の回折格子があり、これに白色光82
が入射した時、主にO次回折光83.+1次回折光84
.−1次回折光85が回折される。+1次回折光84.
−1次回折光85は波長によって異なった方向に回折さ
れ、その回折方向は回折格子のピッチに依存する。正反
射方向に戻るO次回折光83の波長分布は深さdに依存
する。
FIG. 6 is a diagram showing the principle of a color filter using a diffraction grating used in the present invention. In FIG. 6, there is a reflective diffraction grating coated with a reflective film 81 on the surface of a substrate 80 having rectangular irregularities with a depth d.
When 83. is incident, mainly the O-order diffracted light 83. +1st order diffracted light 84
.. −1st order diffracted light 85 is diffracted. +1st order diffracted light 84.
The −1st-order diffracted light 85 is diffracted in different directions depending on the wavelength, and the diffraction direction depends on the pitch of the diffraction grating. The wavelength distribution of the O-order diffracted light 83 returning in the specular reflection direction depends on the depth d.

任意の波長久のO次回折光強度ηは光の進む媒質の屈折
率をnとすれば次式で得られる。
The O-th order diffracted light intensity η at an arbitrary wavelength can be obtained by the following equation, where n is the refractive index of the medium through which the light travels.

77 =cos”(2yr n d/入)      
 ・ (1)(1)式が最大値1になるのは、格子の深
edが次式を満足する時である。
77 = cos” (2yr n d/in)
- (1) Equation (1) has a maximum value of 1 when the depth ed of the lattice satisfies the following expression.

d=mλ/ 2 n    (mは整数)−(2)また
、最小値Oになるのは、格子の深さdが次式を満たす時
である。
d=mλ/ 2 n (m is an integer) − (2) Moreover, the minimum value O is obtained when the depth d of the grating satisfies the following formula.

d−(2m+1)λ/4n(mは整数)・・・(3) 第7図は、屈折率nとして液晶の屈折率1.5゜回折格
子の深adの値が(a ) 290nm、 (b ) 
520nfn 、 (c ) 240nmの時の0次回
折光の波長分布を示す、各場合についての色は(a)青
、(b)緑、(C)赤が得られる。
d-(2m+1)λ/4n (m is an integer) (3) In Figure 7, the refractive index n is 1.5°, and the depth ad of the diffraction grating is (a) 290 nm, ( b)
520nfn, (c) shows the wavelength distribution of 0th-order diffracted light at 240 nm. The colors obtained in each case are (a) blue, (b) green, and (C) red.

第2図は本発明に用いるカラー熱書込み液晶ライトパル
プ用のマルチカラーフィルターの一具体例を示す図であ
る。マルチカラーフィルターは赤41、緑42.青43
の3色で、液晶の屈折率が1.5の場合、回折格子の深
きはそれぞれ290nm 、 520nm 。
FIG. 2 is a diagram showing a specific example of a multicolor filter for color thermal writing liquid crystal light pulp used in the present invention. Multi-color filter: 41 red, 42 green. blue 43
When the refractive index of the liquid crystal is 1.5, the depth of the diffraction grating is 290 nm and 520 nm, respectively.

240nm 、回折格子の格子定数2−であり、10−
×30−の大きさで1画素を形成している。従って30
mm角のガラス基盤には赤、緑、青のフィルターがそれ
ぞれtooox tooo画素配置できる。ただし、回
折格子の格子定数は3種類とも等しくなくても良い。
240 nm, the lattice constant of the diffraction grating is 2− and 10−
One pixel is formed with a size of ×30−. Therefore 30
Red, green, and blue filters can be arranged in too many pixels on a mm square glass substrate. However, the lattice constants of the diffraction gratings do not have to be the same for all three types.

ガラス基盤上に第2図の回折格子を刻印するには、始め
に一種類のカラーフィルターの回折格子をフォトレジス
トでマスキングしたガラス基盤に化学エツチング、イオ
ンミーリング等によって形成し、この手順を位置、深き
を変えて2度繰り返すことにより、3色カラーフィルタ
ーの回折格子を形成すれば良い。この他にも感光性樹脂
のパターニングで回折格子を形成するか、レプリカをと
ってプラスチック樹脂に転写して回折格子を形成しても
同様のマルチカラーフィルターが得られる。ガラス基盤
の屈折率が1.47.書込みレーザ光の波長が0.83
/Jmの場合、赤、緑、青のカラーフィルターに相当す
る回折格子の1次光回折効率はそれぞれ8.3%、9.
2%、0.3%であるので、1次回折光を受光して書込
み位置の基準の信号を得るのは、赤もしくは緑からの1
次回折光を用いるのが適当であり、第2図では緑のカラ
ーフィルター42の回折格子のみ溝45の方向を他の赤
、青のカラーフィルター41 、43の回折格子の溝4
4 、46の方向と異なるように形成しである。マルチ
カラーフィルターは、赤、緑、青の3色の他にも、青緑
、紫。
To imprint the diffraction grating shown in Figure 2 on a glass substrate, first, the diffraction grating of one type of color filter is formed on the glass substrate masked with photoresist by chemical etching, ion milling, etc. By changing the depth and repeating the process twice, a diffraction grating of a three-color color filter may be formed. In addition, a similar multicolor filter can be obtained by forming a diffraction grating by patterning a photosensitive resin or by taking a replica and transferring it to a plastic resin. The refractive index of the glass substrate is 1.47. The wavelength of the writing laser beam is 0.83
/Jm, the first-order light diffraction efficiencies of the diffraction gratings corresponding to red, green, and blue color filters are 8.3% and 9.9%, respectively.
2% and 0.3%, it is necessary to receive the first-order diffracted light and obtain the reference signal for the writing position from the red or green one.
It is appropriate to use the second-order diffraction light, and in FIG.
4 and 46. The multi-color filter has three colors: red, green, and blue, as well as blue-green and purple.

黄の3色、或いは青緑、紫、黄、赤の4色でも可能であ
り、位置基準の信号を得るために、その中の1色もしく
は2色カラーフィルターの回折格子の溝方向を他の回折
格子の溝方向と異なるように形成しても良い。
It is possible to use three colors (yellow) or four colors (blue-green, purple, yellow, and red), and in order to obtain a position-based signal, the direction of the grooves in the diffraction grating of one or two color filters is set to the other. The groove direction may be different from that of the diffraction grating.

第3図は本発明に用いるカラー熱書込み液晶ライトバル
ブの一具体例の斜視図である。カラー熱書込み液晶ライ
トバルブ1は、第5図の液晶ライトバルブに比較して、
書込みレーザ光52側のガラス基盤54に第2図の回折
格子55が刻印きれているのが異なる。ガラス基盤54
上に光吸収膜56としてCdを含むII−VI族化合物
半導体膜、Teを含む■−■族化族化合物半導体膜2吸
素吸収膜1体多干渉膜を蒸着等で形成し、さらに反射膜
57としてAM膜を蒸着し、その上に液晶配向膜58と
して高分子膜や斜蒸着のSiO膜等を形成する。また、
他方の基盤61には透明電極膜60としてITO(イン
ジウム・ティン・オキサイド)膜を付け、さらに液晶配
向膜58を形成する。液晶59としてはスメクチック液
晶、例えば0CRP(オクチル・シアノ・ビフェニール
)やDCBP(テシル・シアノ・ビフェニール〉、また
はこれらの混合材料を用いることができる。
FIG. 3 is a perspective view of a specific example of a color thermal writing liquid crystal light valve used in the present invention. The color thermal writing liquid crystal light valve 1 has the following features compared to the liquid crystal light valve shown in FIG.
The difference is that the diffraction grating 55 shown in FIG. 2 is completely engraved on the glass substrate 54 on the writing laser beam 52 side. glass base 54
As a light absorption film 56, a II-VI group compound semiconductor film containing Cd, a ■-■ group compound semiconductor film containing Te, two absorption films, and one multi-interference film are formed by vapor deposition or the like, and a reflection film is further formed on the light absorption film 56. An AM film is deposited as a film 57, and a polymer film, an SiO film or the like by oblique vapor deposition is formed thereon as a liquid crystal alignment film 58. Also,
On the other substrate 61, an ITO (indium tin oxide) film is attached as a transparent electrode film 60, and a liquid crystal alignment film 58 is further formed. As the liquid crystal 59, a smectic liquid crystal such as OCRP (octyl cyano biphenyl), DCBP (octyl cyano biphenyl), or a mixed material thereof can be used.

このようにして構成されるカラー熱書込み液晶ライトバ
ルブ51の書込みは、レーザ光52を照射することによ
り従来と同様におこなわれる。カラー画像発生のために
、例えば赤、緑、青のカラーフィルターを用いる場合、
赤色の画像を得るには、緑と青のカラーフィルターに対
応する液晶部分にレーザ光で書込めば良い。緑、青色の
画像を得るには、同様にそれぞれ赤と青、赤と緑のカラ
ーフィルターに対応する液晶部分にレーザ光で書込めば
良い。黄、紫、青緑色は加法混色によって得られる。さ
らに書込みのレーザ光量を制御し階調を与えると、フル
カラー画像が実現できる。
Writing in the color thermal writing liquid crystal light valve 51 constructed in this manner is performed in the same manner as in the conventional art by irradiating the laser beam 52. For example, when using red, green, and blue color filters for color image generation,
To obtain a red image, write with a laser beam on the liquid crystal area corresponding to the green and blue color filters. To obtain green and blue images, similarly, laser light can be used to write on the liquid crystal portions corresponding to the red and blue and red and green color filters, respectively. Yellow, purple, and blue-green are obtained by additive color mixing. Furthermore, by controlling the amount of laser light for writing and providing gradation, full-color images can be realized.

光走査書込み光学系の非yXB性に関わりなく、各カラ
ーフィルターの位置を選択し、レーザ光52を照射して
液晶に書込むには、レーザ光52と各カラーフィルター
との位置関係を知る必要がある。
Regardless of the non-yXB nature of the optical scanning writing optical system, it is necessary to know the positional relationship between the laser beam 52 and each color filter in order to select the position of each color filter and irradiate the laser beam 52 to write on the liquid crystal. There is.

このためにレーザ光52は光偏光器53による水平方向
走査期間中、液晶ライトバルブ51に書込む閾値以下の
一定光量で走査する。レーザ光52が赤、青のフィルタ
ーに相当する回折格子上を走査した場合、破線で示す+
1次回折光63.−1次回折光64が反射回折し、緑の
フィルターに相当する回折格子上を走査した場合、点線
で示す+1次回折光65、−1次回折光62が反射回折
する。このように緑色のフィルターに相当する回折格子
からの±1次回折光65.62は他の±1次回折光63
 、64と回折方向が異なり、偏光板68.受光器66
により分離して受光できる。ただし、±1次回折光65
.62のうち少なくとも一方を受光すれば良い、受光器
から得られる電気信号はレーザ光52が位置の基準にす
る緑色のカラーフィルター上を走査している時のみ得ら
れるので、これを位置基準のクロック信号とすることが
できる。各カラーフィルターの位置への書込みは、赤、
緑、青の画信号がある場合に、位置基準のクロック信号
から適当な遅延時間を設けて、レーザ光に液晶ライトバ
ルブに書込むに十分な光量を与えることにより行なわれ
る。
For this purpose, the laser beam 52 scans with a constant light amount below the threshold value for writing into the liquid crystal light valve 51 during the horizontal scanning period by the optical polarizer 53 . When the laser beam 52 scans the diffraction grating corresponding to the red and blue filters, +
1st order diffracted light 63. When the −1st-order diffracted light 64 is reflected and diffracted and scanned over a diffraction grating corresponding to a green filter, +1st-order diffracted light 65 and −1st-order diffracted light 62 shown by dotted lines are reflected and diffracted. In this way, the ±1st order diffracted light 65.62 from the diffraction grating corresponding to the green filter is the other ±1st order diffracted light 63.
, 64 and the polarizing plate 68 . Light receiver 66
It is possible to separate and receive the light. However, ±1st order diffracted light 65
.. The electrical signal obtained from the light receiver is obtained only when the laser beam 52 scans the green color filter used as the position reference, so this is used as the position reference clock. It can be a signal. Writing in each color filter position is red,
When there are green and blue image signals, this is done by providing a suitable delay time from the position reference clock signal and giving the laser beam a sufficient amount of light to write on the liquid crystal light valve.

第4図は1次回折光を受光して得られた電気信号の実施
例を示す図である。書込み光量の変化に関係なく変調振
幅の一定の書込み位置制御用のクロック信号を得ること
ができる。
FIG. 4 is a diagram showing an example of an electrical signal obtained by receiving first-order diffracted light. It is possible to obtain a clock signal for controlling the writing position with a constant modulation amplitude regardless of changes in the amount of writing light.

(発明の効果) 以上詳細に述べた様に、この発明は書込み光量の有無に
関わらず書込み位置制御用のクロック信号を位置基準と
した特定の色のフィルターから常に一定して得ることが
できるので、精度良く各画素をカラーフィルターの位置
に書込み、混色を防いだ高彩度カラーディスプレイが可
能となる効果がある。
(Effects of the Invention) As described in detail above, the present invention allows the clock signal for controlling the writing position to be constantly obtained from the filter of a specific color with the position reference regardless of the presence or absence of the amount of writing light. , each pixel is written in the position of the color filter with high precision, and a high chroma color display that prevents color mixing is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明によるカラー熱書込み液晶投射型ディス
プレイの一実施例を示す構成図、第2図は本発明に用い
るカラー熱書込み液晶ライトバルブ用のマルチカラーフ
ィルターの一具体例を示す図、第3図は本発明に用いる
カラー熱書込み液晶ライトバルブの一具体例を示す斜視
図、第4図は本発明により得られる受光器信号を示す図
、第5図は従来の液晶ライトバルブを示す断面図、第6
図および第7図は本発明に用いる回折格子の波長選択の
原理を示す図である。 1.2・・・レーザ光源、4・・・2分の1波長板、5
・・・偏光ビームスプリッタ、6・・・光走査器、9・
・・液晶ライトバルブ、3 、3’、 8.11.12
・・・レンズ、10・・・投射光源、16・・・偏光板
、17・・・光検出器。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a color thermal writing liquid crystal projection display according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a specific example of a multicolor filter for a color thermal writing liquid crystal light valve used in the present invention. FIG. 3 is a perspective view showing a specific example of a color thermal writing liquid crystal light valve used in the present invention, FIG. 4 is a diagram showing a receiver signal obtained by the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing a conventional liquid crystal light valve. Sectional view, No. 6
7 and 7 are diagrams showing the principle of wavelength selection of the diffraction grating used in the present invention. 1.2... Laser light source, 4... Half wavelength plate, 5
... Polarizing beam splitter, 6... Optical scanner, 9.
・・LCD light valve, 3, 3', 8.11.12
... Lens, 10... Projection light source, 16... Polarizing plate, 17... Photodetector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 液晶ライトバルブと、単色光光源と、光走査書込み光学
系と、前記光走査書込み光学系により前記液晶ライトバ
ルブに描かれた像を投影する投射光学系とからなる熱書
込み液晶投射型ディスプレイにおいて、前記単色光光源
が偏光面の直交する複数の単色光光源からなり、前記液
晶ライトバルブが、特定の波長領域の可視光を0次方向
に回折するように光学的位相差を与えた回折格子から成
るカラーフィルターを3種類面内に周期的に配置した3
色ストライプカラーフィルターを内蔵し、前記光走査書
込み光学系が、単色光源と、該単色光源からの複数の単
色光を変調する光変調器と、該複数の単色光を二次元に
偏向する光偏向器と、該複数の単色光を収束するレンズ
と、前記液晶ライトバルブ内のカラーフィルターによっ
て反射回折された該複数の単色光のうちの1単色光を検
知する偏光フィルターを備えた受光器と、該受光器から
得られる電気信号からクロック信号を発生させる回路と
、該クロック信号と同期して画像入力信号を前記光変調
器に与える回路とからなることを特徴とするカラー熱書
込み液晶投射型ディスプレイ。
A thermal writing liquid crystal projection display comprising a liquid crystal light valve, a monochromatic light source, an optical scanning writing optical system, and a projection optical system that projects an image drawn on the liquid crystal light valve by the optical scanning writing optical system, The monochromatic light source is composed of a plurality of monochromatic light sources with orthogonal polarization planes, and the liquid crystal light valve is formed from a diffraction grating that has an optical phase difference so as to diffract visible light in a specific wavelength region in the zero-order direction. Three types of color filters are arranged periodically within the plane.
The optical scanning writing optical system includes a color stripe color filter, and includes a monochromatic light source, a light modulator that modulates a plurality of monochromatic lights from the monochromatic light source, and a light deflector that deflects the plurality of monochromatic lights two-dimensionally. a light receiver comprising a lens that converges the plurality of monochromatic lights, and a polarizing filter that detects one of the plurality of monochromatic lights reflected and diffracted by the color filter in the liquid crystal light valve; A color thermal writing liquid crystal projection display comprising a circuit that generates a clock signal from an electrical signal obtained from the light receiver, and a circuit that provides an image input signal to the optical modulator in synchronization with the clock signal. .
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03139889A (en) * 1989-10-25 1991-06-14 Nec Corp Rubidium atom oscillator
JPH0481092A (en) * 1990-07-20 1992-03-13 Victor Co Of Japan Ltd Display device
JP2013510968A (en) * 2009-11-17 2013-03-28 レイブンブリック,エルエルシー Temperature response switching type optical filter incorporating refractive optical structure
JP2016109530A (en) * 2014-12-05 2016-06-20 大日本印刷株式会社 Optical device and vehicle in which optical device is mounted

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