JP7208511B2 - PHASE MODULATION DEVICE AND PHASE MODULATION METHOD - Google Patents
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Description
本発明は、位相変調装置、及び位相変調方法に関する。 The present invention relates to a phase modulation device and a phase modulation method.
従来より、例えば特許文献1に開示されているように、LCOS(Liquid Crystal On Silicon)を用いた位相変調装置が提案されている。特許文献1の段落[0015]等には、LCOS素子の各画素に印加する電圧を制御して、入射した光を位相変調することが開示されている。
Conventionally, a phase modulation device using LCOS (Liquid Crystal On Silicon) has been proposed as disclosed in
赤外域の光を扱う装置では、長波長の光を十分に変調させなければならない。そのために、高い変調率を確保する手段としては、基本として高い屈折率異方性を持つ液晶材料を用いることが挙げられるが、その他に、第一に液晶層を厚くする、第二に液晶への印加電圧を高くすることが挙げられる。液晶層を厚くする方法では、液晶の配向が乱れやすくなるといったデメリットが生じる。 Devices that handle infrared light must sufficiently modulate long-wavelength light. Therefore, as a means to secure a high modulation factor, it is basically possible to use a liquid crystal material having a high refractive index anisotropy. For example, the applied voltage of is increased. The method of increasing the thickness of the liquid crystal layer has the disadvantage that the orientation of the liquid crystal tends to be disturbed.
一方、上述した特許文献1に開示された技術では、駆動回路より各画素に供給する電圧が限られているため、位相を変調する際の変調量を大きくすることができない。駆動回路より出力する電圧を高めると、回路素子の耐圧を高める必要があり、更には消費電力が高まるという問題が発生する。
On the other hand, in the technique disclosed in the above-mentioned
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、液晶層の厚みの増加を抑制するとともに、列データ線から画素回路に供給する電圧を高めることなく、液晶への印加電圧を高めることにより、赤外光においても十分な位相変調量を確保することが可能な位相変調装置、及び位相変調方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve such conventional problems. An object of the present invention is to provide a phase modulation device and a phase modulation method capable of securing a sufficient phase modulation amount even for infrared light by increasing the voltage applied to the liquid crystal without increasing the voltage.
上記目的を達成するため、本発明に係る位相変調装置は、入射光を所望の角度に反射させる位相変調装置であって、互いに直交する複数の列データ線と複数の行走査線とがそれぞれ交差する位置に設けられた複数の画素回路、及び複数の反射画素と、前記反射画素に対応して設けられ、前記画素回路より供給される駆動電圧により入射光に対する屈折率が変化する液晶と、前記画素回路の駆動を制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、所定のデジタル階調の最大値までカウントするカウンタ回路と、各画素回路に対応した階調値とカウンタ回路から出力されるカウント値を比較して一致した場合にスイッチング制御信号を出力するコンパレータ回路を設けており、前記列データ線とスイッチ回路を介して接続された配線に所定の最大電圧まで変化するランプ状の参照電圧が印加されており、前記スイッチング制御信号のタイミングでスイッチが切れることで制御電圧を決定し各画素回路に保持され、前記画素回路は、前記制御電圧を増幅するチャージポンプを有し、更に前記制御回路は、前記液晶に供給する前記駆動電圧が、前記最大電圧以下の場合には、前記制御電圧を増幅せずに前記液晶に出力し、前記液晶に供給する駆動電圧が、前記最大電圧を超える場合には、前記制御電圧を前記チャージポンプで増幅して前記液晶に出力する制御を行うチャージポンプ制御部と、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a phase modulation device according to the present invention is a phase modulation device for reflecting incident light at a desired angle, wherein a plurality of column data lines and a plurality of row scanning lines orthogonal to each other intersect each other. a plurality of pixel circuits and a plurality of reflective pixels provided at positions where the a control circuit for controlling driving of the pixel circuit, the control circuit comprising a counter circuit for counting up to a predetermined maximum value of digital gradation, and a gradation value corresponding to each pixel circuit and output from the counter circuit. A comparator circuit is provided for comparing the count values and outputting a switching control signal when they match, and a ramp-shaped reference voltage that changes up to a predetermined maximum voltage is applied to a wiring connected to the column data line via a switch circuit. is applied, and a control voltage is determined and held in each pixel circuit by turning off the switch at the timing of the switching control signal, the pixel circuit has a charge pump that amplifies the control voltage, and further the control When the drive voltage supplied to the liquid crystal is equal to or less than the maximum voltage, the circuit outputs the control voltage to the liquid crystal without amplifying it, and the drive voltage supplied to the liquid crystal exceeds the maximum voltage. and a charge pump control section for controlling the control voltage to be amplified by the charge pump and output to the liquid crystal.
本発明に係る位相変調方法は、入射光を所望の角度に反射させる位相変調方法であって、前記画素回路ごとに対応した階調値と、カウンタ回路でのカウント値とが、一致したタイミングでのスイッチング制御によって、所定の最大電圧まで変化するランプ状の参照電圧から制御電圧が決定されるステップと、前記制御電圧を、互いに直交する複数の列データ線と複数の行走査線とがそれぞれ交差する位置に設けられた複数の画素回路に供給するステップと、前記画素回路ごとに設けられた液晶に供給する駆動電圧が、前記最大電圧以下である場合に、前記制御電圧を前記液晶に出力するステップと、前記液晶に供給する駆動電圧が、前記最大電圧を超える場合に、前記制御電圧をチャージポンプにより増幅して前記液晶に出力するステップと、を備えたことを特徴とする。 A phase modulation method according to the present invention is a phase modulation method for reflecting incident light at a desired angle, wherein the gradation value corresponding to each pixel circuit and the count value in the counter circuit coincide with each other. determining a control voltage from a ramp-shaped reference voltage that varies up to a predetermined maximum voltage by switching control of; and outputting the control voltage to the liquid crystal when the drive voltage supplied to the liquid crystal provided for each of the pixel circuits is equal to or less than the maximum voltage. and a step of amplifying the control voltage by a charge pump and outputting it to the liquid crystal when the drive voltage supplied to the liquid crystal exceeds the maximum voltage.
本発明によれば、列データ線から画素回路に供給する制御電圧を大きくすることなく、反射光の位相変調量を大きく設定することが可能となる。これにより、位相変調量の確保のための液晶層の厚化と、この液晶層の厚化による液晶配向の乱れを抑えることができる。 According to the present invention, it is possible to set a large amount of phase modulation of reflected light without increasing the control voltage supplied from the column data line to the pixel circuit. As a result, it is possible to suppress the thickening of the liquid crystal layer for securing the phase modulation amount and the disturbance of the liquid crystal alignment due to the thickening of the liquid crystal layer.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る位相変調装置の平面図、図2は側面方向の断面図である。図1、図2に示すように、本実施形態に係る位相変調装置101は、反射基板11と、液晶層12と、対向基板13とを備えたLCOSパネル構造を有している。そして、対向基板13側(図2の矢印Y1の方向)から入射した光を反射させて、それぞれ位相が異なる複数の反射光に分別するものである。なお以下では、反射基板11、及び対向基板13の光が入射する側の面を「光入射面」とする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of a phase modulation device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side cross-sectional view. As shown in FIGS. 1 and 2, a
反射基板11の光入射面には、光を反射する金属(例えば、アルミニウムなど)で形成される複数の反射画素が設けられ、更に、各反射画素にそれぞれ画素回路が設けられている。画素回路21は、図3にて後述するように、水平方向、及び垂直方向にそれぞれ複数配置されている。各画素回路21は、制御回路22の制御により作動する。
A plurality of reflective pixels made of a metal (for example, aluminum) that reflects light is provided on the light incident surface of the
対向基板13は、反射基板11の光入射面側に一定の間隔を持って平行に配置されており、透明部材(例えば、透明なガラス材)で形成されている。即ち、対向基板13は、透明基板としての機能を備えている。更に、対向基板13には透明電極が設けられている。従って、対向基板13の光入射面側から入射する光は、透明部材及び透明電極を通過して、液晶層12に入射することになる。
The
液晶層12は、反射基板11及び対向基板13に挟まれた空間に配置され、周囲はシール材14により封止されている。また、以下の説明の便宜上、液晶層12を各反射画素(即ち、各画素回路21)上で区分した液晶42(後述する図4参照)と考える。液晶42は、光反射性を有する画素電極(後述の図4に示すq1、即ち反射画素)と、画素電極に離間して対向配置された共通電極(後述の図4に示すq2、即ち透明電極)との間に充填封止されて構成されている。そして、画素電極q1には、画素回路21より出力される電圧(以下、「駆動電圧」とする)が供給され、共通電極q2には、予め設定された共通電極電圧が供給される。
The
従って、各画素回路21により印加される駆動電圧と、共通電極q2に印加される共通電極電圧と、の間の電位差により、各反射画素上の液晶42の入射光に対する屈折率を、個別の液晶42ごと或いは所定数のグループごとに変化させ、対向基板13の光入射面側から入射した入射光を所望の方向に反射させることができる。
Therefore, the potential difference between the driving voltage applied by each
ある複数の連続した反射画素上の液晶42の屈折率を段階的に大から小(或いは、小から大)と変化させることで、そこに入射した入射光の速度(位相の進みや遅れ)に差が生じることから、入射した光は曲がって進み、ある角度を持った反射光を得ることができる。
By changing the refractive index of the
次に、各画素回路21、及び各画素回路21を制御する制御回路22の構成を、図3に示すブロック図、及び図4に示す回路図を参照して説明する。図3において、制御回路22は、マトリクス状に配置された複数(m列、n行)の画素回路21と、水平走査回路23と、垂直走査回路24と、チャージポンプ制御部25と、を備えている。そして、制御回路22は、各画素回路21に電気信号を出力して各画素回路21を駆動させ、各画素回路21より駆動電圧が印加される。各反射画素上の液晶42の入射光に対する屈折率が所望の値になるように制御する。
Next, the configuration of each
画素回路21は、互いに直交するm本の列データ線(D1~Dm)と、n本の行走査線(G1~Gn)との各交差部(交差する位置)にマトリクス状に複数個(m×n個)配置されている。複数の画素回路21は、全て同一に構成されている。更に、行走査線(G1~Gn)に並行して、駆動線(L1~Ln)、及び制御線(K1~Kn)が設けられている。駆動線(L1~Ln)、制御線(K1~Kn)は、チャージポンプ制御部25に接続されている。
A plurality of pixel circuits 21 (m ×n) are arranged. The plurality of
後述するように、駆動線(L1~Ln)は、各画素回路21に設けられるトランジスタQ2(短絡スイッチ;図4参照)のオン、オフを切り替えるための制御信号を送信する電線である。また、制御線(K1~Kn)は、各画素回路21に設けられたスイッチS1~S4(図4参照)のオン、オフを切り替えるための制御信号を送信する配線である。なお、制御線(K1~Kn)は、図4に示すようにそれぞれ複数本(図では、K1-1、K1-2、K1-3の3本)設けられているが、図3では1本の制御線K1で簡略化して示している。
列データ線(D1~Dm)は、電圧供給線X1より出力されるランプ波形状の電圧(ランプ状の参照電圧)を各画素回路21に供給するための配線である。
As will be described later, the driving lines (L1 to Ln) are electric wires for transmitting control signals for switching ON/OFF of the transistor Q2 (short-circuit switch; see FIG. 4) provided in each
The column data lines (D1 to Dm) are wirings for supplying each
図4は、画素回路21の詳細な構成を示す回路図である。なお、ここでは図3に示す列データ線D1と行走査線G1の交差部に配置された画素回路21(これを、画素回路21aとする)の構成について説明する。図4に示すように画素回路21aは、列データ線D1より供給される制御電圧を蓄積するキャパシタCdと、ソースフォロワQ4及び負荷トランジスタQ5の直列接続回路を備えている。画素回路21aは、更にトランジスタQ1、Q2と、チャージポンプ31と、出力キャパシタC2を備えている。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the
キャパシタCdは、列データ線D1より供給される制御電圧を蓄積し、ソースフォロワQ4のゲートに出力する。ソースフォロワQ4の出力は、チャージポンプ31の入力端子p1に接続されている。
Capacitor Cd accumulates the control voltage supplied from column data line D1 and outputs it to the gate of source follower Q4. The output of the source follower Q4 is connected to the input terminal p1 of the
トランジスタQ1は、スイッチングトランジスタであり、例えばNチャネルのMOSFET(電界効果トランジスタ)で構成されている。該トランジスタQ1の一方の端子(例えば、ドレイン)は列データ線D1に接続され、他方の端子(例えば、ソース)はチャージポンプ31の入力端子p1に接続されている。また、トランジスタQ1の制御端子(例えば、ゲート)は、行走査線G1に接続されている。従って、行走査線G1が選択され、且つ列データ線D1より制御電圧が入力された場合には、この制御電圧はチャージポンプ31の入力端子p1に供給されることになる。
The transistor Q1 is a switching transistor, and is composed of, for example, an N-channel MOSFET (field effect transistor). One terminal (eg, drain) of the transistor Q1 is connected to the column data line D1, and the other terminal (eg, source) is connected to the input terminal p1 of the
トランジスタQ2についても前述したトランジスタQ1と同様にスイッチングトランジスタであり、例えばNチャネルのMOSFET(電界効果トランジスタ)で構成されている。該トランジスタQ2の一方の端子(例えば、ドレイン)はチャージポンプ31の入力端子p1に接続され、他方の端子(例えば、ソース)はチャージポンプ31の出力端子p2に接続されている。
Similar to the transistor Q1, the transistor Q2 is also a switching transistor, and is composed of, for example, an N-channel MOSFET (field effect transistor). One terminal (eg, drain) of the transistor Q2 is connected to the input terminal p1 of the
また、制御端子(例えば、ゲート)は、駆動線L1に接続されている。従って、駆動線L1に「H」レベルの電圧が供給されると、トランジスタQ2がオンとなってチャージポンプ31の入力端子p1と出力端子p2が短絡される。即ち、チャージポンプ31の機能を停止させることができる。これとは反対に、駆動線L1に「L」レベルの電圧が供給されると、トランジスタQ2がオフとなる。このため、チャージポンプ31の入力端子p1と出力端子p2が開放され、チャージポンプ31を作動させることができる。
A control terminal (for example, a gate) is connected to the drive line L1. Therefore, when a voltage of "H" level is supplied to the drive line L1, the transistor Q2 is turned on and the input terminal p1 and the output terminal p2 of the
即ち、トランジスタQ2は、チャージポンプ31に制御電圧が供給される入力端子p1と、チャージポンプ31から液晶42に電圧(駆動電圧)を出力する出力端子p2とを短絡する短絡スイッチとしての機能を備えている。
That is, the transistor Q2 functions as a short-circuit switch for short-circuiting the input terminal p1 for supplying the control voltage to the
そして、液晶42を所望の屈折率に設定するための駆動電圧が、列データ線D1より供給される電圧の最大値である最大電圧VCL以下の場合には、チャージポンプ制御部25(図3参照)の制御により、トランジスタQ2は短絡される。また、上記駆動電圧が最大電圧VCLを超える場合には、トランジスタQ2は開放され、チャージポンプ31を駆動可能な状態にする。
When the drive voltage for setting the
チャージポンプ31は、4つのスイッチS1~S4と、電荷を蓄積するキャパシタC1(第1キャパシタ)を備えており、入力端子p1に供給される制御電圧、即ち、ランプ波形電圧より取得され、ソースフォロワQ4を経由して供給される制御電圧を増幅して出力端子p2に出力する。
The
チャージポンプ31において、スイッチS1(第1スイッチ)とスイッチS3(第3スイッチ)は互いに直列接続され、スイッチS1側の端部は入力端子p1に接続され、スイッチS3側の端部は出力端子p2に接続されている。また、スイッチS2(第2スイッチ)とスイッチS4(第4スイッチ)は互いに直列接続され、スイッチS2側の端部は入力端子p1に接続され、スイッチS4側の端部はグランドに接続されている。
In the
更に、スイッチS1とS3の接続点と、スイッチS2とS4の接続点との間にはキャパシタC1(第1キャパシタ)が設けられている。出力端子p2は、出力キャパシタC2を介してグランドに接続され、更に、液晶42の画素電極q1に接続されている。即ち、キャパシタC1の一端は、スイッチS1、S3に接続され、キャパシタC1の他端は、スイッチS2、S4に接続されている。また、前述したように、液晶42の共通電極q2は、透明ガラスに設けられた透明電極である。透明電極には、共通電極電圧が印加される。
Furthermore, a capacitor C1 (first capacitor) is provided between the connection point of the switches S1 and S3 and the connection point of the switches S2 and S4. The output terminal p2 is connected to the ground via the output capacitor C2 and further connected to the pixel electrode q1 of the
液晶42は、画素回路21から画素電極q1に与えられる駆動電圧と、共通電極q2に与えられる共通電極との間の電位差に応じて駆動される。従って、該液晶42に入射した入射光が、上記電位差に応じて位相変調されて、反射することになる。
The
[反射基板による反射光の説明]
図5は、画素回路21に入射する入射光と、画素回路21に対応する液晶42を透過して反射画素20で反射する反射光の角度を模式的に示す説明図である。図5において、符号stは、画素回路21ごとに対応した反射画素20に直交する方向から入射する入射光を示し、符号sa1は反射画素20にて角度θaで反射した反射光を示し、符号sb1は角度θbで反射した反射光を示している。入射光stの同一位相面(入射光stの方向を法線とする面)はr1であり、反射光sa1の位相面はra1であり、反射光sb1の同一位相面はrb1である。
[Description of Reflected Light by Reflective Substrate]
FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing the angles of incident light incident on the
図5に示すように、反射画素20に対してほぼ直交する方向から入射光stが照射され、該液晶42に入射する。また、画素回路21により液晶42に印加される駆動電圧に応じて、該液晶42の屈折率が変化する。例えば、従来の駆動電圧の最大が電圧Vaである場合には、連続した画素回路21で段階的に最小電圧Vminから電圧Vaまで電圧を変化させた際に得られる反射光sa1の反射角度はθaなのに対して、チャージポンプ31を駆動させた場合には、駆動電圧の最大がVb(Vb>Va)となり、より大きな反射角度θbで反射する反射光sb1が得られる。
As shown in FIG. 5, incident light st is irradiated from a direction substantially perpendicular to the reflective pixel 20 and enters the
この際、Vminが印加されているが画素上の液晶では例えば大きな屈折率nmaxが得られ、最大の電圧Vaが印加される画素上の液晶では例えば小さな屈折率naに変化する。屈折率nmaxの液晶に入射する光に対して、屈折率naの液晶に入射する光の方が速く進むため、反射光は角度θaに曲がって出射される。一方で、電圧Vbが印加される画素上の液晶はnaより小さい屈折率nbとなるので、入射する光はさらに速く進む。そのため、反射光はより大きな角度のθbで出射されることになる。 At this time, although Vmin is applied, the liquid crystal on the pixel has a large refractive index nmax, and the liquid crystal on the pixel to which the maximum voltage Va is applied changes to a small refractive index na. Since the light incident on the liquid crystal with the refractive index na travels faster than the light incident on the liquid crystal with the refractive index nmax, the reflected light is emitted at an angle θa. On the other hand, since the liquid crystal on the pixel to which the voltage Vb is applied has a refractive index nb smaller than na, the incident light travels even faster. Therefore, the reflected light is emitted at a larger angle θb.
図3に戻って、制御回路22に設けられる水平走査回路23は、シフトレジスタ回路26と、コンパレータ回路28と、カウンタ回路29と、スイッチSW1~SWmを含むスイッチ回路27を備えている。
Returning to FIG. 3, the
シフトレジスタ回路26は、水平同期信号(HST)、及び水平走査用のクロック信号(HCK1、HCK2)を入力する。シフトレジスタ回路26は、水平同期信号及び水平走査用のクロック信号に基づいて、クロック信号を順次シフトすることで、コンパレータ回路28に出力する例えばqビットのデジタル信号を1水平走査期間の周期で生成する。
The
シフトレジスタ回路26は、qビットのデジタル信号である2~q(但し、2~qは、2のq乗を示す)までのデジタル信号を入力し、更に、各画素回路21に対応するデジタル信号をラッチして、コンパレータ回路28に出力する。例えば、液晶42に階調1から階調5までの5段階の階調に相当する駆動電圧を供給して制御する場合には、(1/5)*2~q、(2/5)*2~q、(3/5)*2~q、(4/5)*2~q、2~q、のそれぞれのデジタル信号をラッチして、コンパレータ回路28に出力する。
即ち、シフトレジスタ回路26は、所定の最大電圧(VLC)までの範囲の電圧に対応して変化するデジタル信号のうち、予め設定した複数段階のデジタル信号を出力する機能を備えている。
The
That is, the
カウンタ回路29は、上述したqビットのデジタル信号を1水平走査期間内にカウントし、カウント値を出力する。即ち、カウンタ回路29は、所定のデジタル階調の最大値までカウントし、カウント値を出力する機能を備えている。
The
スイッチ回路27は、各列データ線(D1~Dm)のオン、オフを切り替えるためのm個のスイッチSW1~SWmを備えている。また、各スイッチSW1~SWmは、コンパレータ回路28より出力されるスイッチング制御信号に基づいてオン状態またはオフ状態に制御される。各スイッチSW1~SWmがオンとされることにより、そのタイミングにおけるランプ波形電圧の電圧値が制御電圧(詳細は後述)として各列データ線(D1~Dm)に供給される。
The
コンパレータ回路28は、各列データ線(D1~Dm)ごとに比較回路(図示省略)を備えており、各列データ線(D1~Dm)に制御電圧を供給する制御を行う。即ち、スイッチ回路27に設けられる各スイッチSW1~SWmごとに、各スイッチSW1~SWmのオン状態、オフ状態を切り替えるスイッチング制御信号を生成する比較回路を備えている。そして、各比較回路には、シフトレジスタ回路26より供給される各階調(階調1~階調5)のいずれかに対応するデジタル信号、及び、カウンタ回路29より出力されるカウント値とが入力される。そして、双方の入力が一致したときに、スイッチング制御信号を出力する。
即ち、コンパレータ回路28は、各画素回路21に対応した階調値とカウンタ回路29から出力されるカウント値を比較して一致した場合にスイッチング制御信号を出力する機能を備えている。
The
That is, the
従って、液晶42を階調1から階調5までの5段階の階調に制御する場合には、例えば、5つの比較回路、或いは5つにグループ分けされた比較回路にそれぞれ、(1/5)*2~q、(2/5)*2~q、(3/5)*2~q、(4/5)*2~q、2~qのそれぞれのデジタル信号を供給すると、カウンタ回路29より出力されるカウント値が上記のデジタル信号と一致した際に、各比較回路よりスイッチング制御信号が出力されることになる。
Therefore, when controlling the
即ち、コンパレータ回路28は、カウンタ回路29のカウント値の変化に対応するランプ波形電圧を取得し、シフトレジスタ回路26より出力されるデジタル信号と、カウンタ回路29より出力されるカウント値とが一致するときの、ランプ波形電圧を制御電圧として列データ線に供給する機能を備えている。
That is, the
[ランプ波形、及び液晶42に供給する駆動電圧の説明]
以下、図7を参照してランプ波形電圧について説明する。図7(a)は、0~2~qのデジタル信号に対応する階調(階調1~階調5)を示し、(b)は0~2~qのデジタル信号が出力される1水平走査周期において出力されるランプ波形電圧を示す。また、(c)は、各階調に対応して液晶42に出力する駆動電圧を示す。
[Description of Ramp Waveform and Driving Voltage to be Supplied to Liquid Crystal 42]
The ramp waveform voltage will be described below with reference to FIG. FIG. 7(a) shows gradations (
ランプ波形電圧は、シフトレジスタ回路26により、qビットのデジタル信号を出力する周期(1水平走査周期)において、2つのランプ波形を有するアナログ電圧である。具体的に、図7(a)、(b)に示すように、時刻t0~t2の期間(1水平走査期間)のうち、半分の期間(前半)である時刻t0~t1の期間において、最小電圧「0」から最大電圧「VLC」に単調増加し、その後、半分の期間(後半)である時刻t1~t2の期間において、中間電圧「VLC/2」から最大電圧「VLC」に単調増加するように変化する電圧である。
The ramp waveform voltage is an analog voltage having two ramp waveforms in the period (one horizontal scanning period) in which the
本実施形態では、ランプ波形電圧の最大電圧VLCの2倍の電圧である2倍電圧(2*VLC)を設定し、更に、電圧「0」から2倍電圧「2*VLC」の範囲内でk階調(但し、kは3以上の整数)の電圧を設定する(図7の場合は、k=5)。そして、チャージポンプ31の駆動、停止を切り替えることにより、列データ線より供給されるランプ波形電圧(0~VLCの範囲の電圧)が、上記したk階調の電圧(0~2*VLCの範囲の電圧)となるように制御する。
In this embodiment, a double voltage (2*VLC), which is twice the maximum voltage VLC of the ramp waveform voltage, is set. A voltage of k gradations (where k is an integer of 3 or more) is set (k=5 in the case of FIG. 7). By switching between driving and stopping the
例えば、図4に示した液晶42に、階調1の電圧を供給する場合には、電圧(2/5)*VLCを出力する。階調2の電圧を供給する場合には、電圧(4/5)*VLCを出力する。
For example, when supplying the voltage of
更に、階調3の電圧を供給する場合には、電圧(6/5)*VLCを出力する必要がある。しかし、最大電圧「VLC」を超えるので、半分の電圧(3/5)*VLCを制御電圧として入力し、チャージポンプ31により2倍に増幅して液晶42に供給する。階調4である電圧「8/5*VLC」、電圧「2*VLC」についても同様に、半分の電圧(4/5)*VLC、VLCを制御電圧として入力し、チャージポンプ31により2倍に増幅して液晶42に供給する。従って、図7(b)の時刻t1~t2間のグラフの傾きは、時刻t0~t1間のグラフの傾きの半分となっている。
Furthermore, when supplying a voltage of
その結果、図7(c)に示すように、階調1~階調5に対応する駆動電圧を生成して、液晶42に供給することができる。
つまり、所望の階調を得るために液晶42に供給する駆動電圧が、ランプ波形電圧の最大値である最大電圧VLC以下の場合(上記の例では、階調1、2の場合)には、図7(b)の時刻t0~t1間のグラフに示すように、この制御電圧を増幅することなく駆動電圧として液晶42に出力する。一方、駆動電圧が最大電圧VLCよりも大きい場合(上記の例では、階調3、4、5の場合)には、図7(b)の時刻t1~t2間のグラフに示すように、駆動電圧の半分の制御電圧を2倍に増幅して、所望の駆動電圧を生成する。
As a result, driving voltages corresponding to
That is, when the driving voltage supplied to the
即ち、チャージポンプ制御部25は、最大電圧(VLC)よりも大きい電圧(例えば、最大電圧VLCの2倍の電圧)までの範囲で予め設定された複数の階調のうち、任意の階調に対応する電圧が最大電圧(VLC)以下の場合には、制御電圧を増幅せずに前記液晶に出力する。一方、複数の階調のうち、任意の階調に対応する電圧が最大電圧(VLC)を超える場合には、チャージポンプ31により、制御電圧を増幅して液晶42に出力するように制御する。
That is, the charge
このように、スイッチ回路27に設けられる各スイッチSW1~SWmのオン、オフを制御し、且つ、チャージポンプ31の駆動を制御することにより、画素回路21は、k階調(上記の例では5階調)に対応する駆動信号を生成して液晶42に供給することができる。即ち、図7(c)のグラフに示すように、最大電圧VCLの2倍の電圧(2*VLC)を5等分して得られる階調1~階調5の駆動電圧を、液晶42に出力することが可能となる。
In this way, by controlling the on/off of each of the switches SW1 to SWm provided in the
図3に戻って、垂直走査回路24には、行走査線(G1~Gn)が接続されている。垂直走査回路24は、垂直同期信号(VST)、垂直走査用のクロック信号(VCK1、VCK2)を入力する。垂直走査回路24は、垂直同期信号、垂直走査用のクロック信号に基づいて、例えば行走査線G1から行走査線Gnに順次行選択信号(走査信号)を、1水平走査期間の周期で供給する。
Returning to FIG. 3, the
チャージポンプ制御部25は、図3に示す各駆動線(L1~Ln)に駆動信号を出力する。具体的に、最大電圧(VLC)よりも大きい電圧(例えば、最大電圧の2倍の電圧)までの範囲で予め設定された複数の階調のうち、任意の階調に対応する電圧が最大電圧(VLC)以下の場合には、駆動線に「H」レベルの信号を出力する。その結果、トランジスタQ2がオン状態とされる。
The charge
また、複数の階調のうち、任意の階調に対応する電圧が最大電圧(VLC)を超える場合には、駆動線に「L」レベルの信号を出力する。その結果、図4に示すトランジスタQ2がオフ状態とされる。 Further, when the voltage corresponding to an arbitrary grayscale out of a plurality of grayscales exceeds the maximum voltage (VLC), an "L" level signal is output to the drive line. As a result, the transistor Q2 shown in FIG. 4 is turned off.
更に、チャージポンプ制御部25は、駆動線に「H」レベルの信号が供給される場合にはチャージポンプ31を駆動させず、駆動線に「L」レベルの信号が供給さる場合にはチャージポンプ31を駆動させるように制御する。
Further, the charge
[チャージポンプ31の説明]
次に、チャージポンプ31の作動について説明する。チャージポンプ制御部25は、チャージポンプ31を駆動させる場合には、図4に示した各スイッチS1~S4のオン、オフを制御する制御信号を、制御線K1(K1-1、K1-2)に出力する。具体的に、チャージポンプ31を駆動させる場合において、列データ線D1より制御電圧が入力された際に、まずスイッチS1、S4をオンとし、スイッチS2、S3をオフとする。
[Description of Charge Pump 31]
Next, operation of the
従って、制御電圧はキャパシタC1に蓄積される。所定時間の経過後に、スイッチS1、S4をオフとし、スイッチS2、S3をオンとする。その結果、列データ線D1より供給される制御電圧と、キャパシタC1に蓄積された電圧が加算され、加算後の電圧が出力キャパシタC2に蓄積される。従って、出力キャパシタC2には、列データ線D1より供給される制御電圧の2倍となる電圧が蓄積されて、画素電極q1に出力されることになる。 Therefore, the control voltage is stored on capacitor C1. After a predetermined time has elapsed, the switches S1 and S4 are turned off and the switches S2 and S3 are turned on. As a result, the control voltage supplied from the column data line D1 and the voltage accumulated in the capacitor C1 are added, and the added voltage is accumulated in the output capacitor C2. Therefore, a voltage that is twice the control voltage supplied from the column data line D1 is accumulated in the output capacitor C2 and output to the pixel electrode q1.
そして、本実施形態に係る位相変調装置101では、図3に示した(n×m)個設けられた各画素回路21のうちの、いくつかの画素回路からなるブロックを設定する。例えば、図6(a)に示すように(5行×6列)の画素回路21からなるブロックを設定する。なお、図6(a)では、各画素回路21の行(n)、及び列(m)を特定するために、それぞれサフィックス「-nm」を付して示す。従って、図6(a)に示す1行、1列の画素回路は21-11、5行、6列の画素回路は21-56である。
Then, in the
図6(a)において、同一の行の6個の画素回路21-11~21-16に、それぞれ同一の電圧を供給する。例えば、画素回路21-11~21-16には、階調1~階調5のうち階調1に対応する制御電圧を供給する。また、垂直方向の、図中上から下に向けて徐々に階調が高まるように設定し、最下段の画素回路21-51~21-56に階調5に対応する制御電圧を供給する。
In FIG. 6A, the same voltage is supplied to the six pixel circuits 21-11 to 21-16 in the same row. For example, the pixel circuits 21-11 to 21-16 are supplied with control voltages corresponding to
具体的に、図6(b)に示すように、垂直方向に並ぶ各画素回路21-11~21-51において、各液晶42に供給する駆動電圧が階調1~階調5に対応して段階的に変化するように設定される。従って、6個の画素回路21を一つにグループとし、5通りに反射率を変化させることができ、ひいては5通りに位相変調された反射光を得ることが可能となる。
Specifically, as shown in FIG. 6B, in each pixel circuit 21-11 to 21-51 arranged in the vertical direction, the driving voltage supplied to each
[本実施形態の動作説明]
次に、上述のように構成された本実施形態に係る位相変調装置101の動作について説明する。ここでは、図6(a)に示したように、5行、6列の画素回路21を制御して各液晶の屈折率を設定する例について説明する。
[Explanation of operation of the present embodiment]
Next, the operation of the
図3に示したコンパレータ回路28は、スイッチ回路27に設けられる各スイッチSW1~SWm(ここでは、m=6)のオン、オフを制御することにより、電圧供給線X1より供給されるランプ波形電圧から所望の電圧を取り出して制御電圧とし、所望の列データ線に供給する。
The
更に、垂直走査回路24を駆動させることにより、各行走査線(G1~Gn)(ここでは、n=5)のうち所望の画素回路21に対応する走査ラインを選択する。その結果、所望の画素回路21に制御電圧を供給することができる。
Further, by driving the
例えば、コンパレータ回路28は、シフトレジスタ回路26により出力されるqビットのデジタル信号(0~2~q)に、5段階の階調(階調1~階調5)を設定する。そして、シフトレジスタ回路26より各階調1~5に対応するデジタル信号が出力された場合には、カウンタ回路29より出力されるカウント値がこのデジタル信号と一致する時点で、スイッチ回路27における所望のスイッチにスイッチング制御信号を出力する。従って、この時点におけるランプ波形電圧を制御電圧として画素回路21に供給することができる。
For example, the
例えば、図7に示したように、階調1に対応するデジタル信号が出力された場合には、ランプ波形電圧は(2/5)*VLCであり、階調2に対応するデジタル信号が出力された場合には、ランプ波形電圧は(4/5)*VLCである。また、階調3に対応するデジタル信号が出力された場合には、ランプ波形電圧は(3/5)*VLCであり、階調4に対応するデジタル信号が出力された場合には、ランプ波形電圧は(4/5)*VLCであり、階調5に対応するデジタル信号が出力された場合には、ランプ波形電圧はVLCである。そして、各ランプ波形電圧に対応する電圧が制御電圧として画素回路21に供給される。
For example, as shown in FIG. 7, when a digital signal corresponding to
この際、前述したようにデジタル信号が2~qの数値の半分以下の場合(図7の時刻t0~t1の場合)には制御電圧を増幅せず、半分以上の場合(時刻t1~t2の場合)には、チャージポンプ31により制御電圧を増幅して、液晶42に出力する駆動電圧とする。
At this time, as described above, when the digital signal is less than half the numerical value of 2 to q (time t0 to t1 in FIG. 7), the control voltage is not amplified, and when it is more than half (time t1 to t2) case), the control voltage is amplified by the
そして、列データ線より供給される制御電圧は、図4に示すトランジスタQ1を経由してキャパシタCdに蓄積され、更にソースフォロワQ4を経由してチャージポンプ31の入力端子p1に供給される。
A control voltage supplied from the column data line is stored in the capacitor Cd via the transistor Q1 shown in FIG. 4, and further supplied to the input terminal p1 of the
以下、図8A、図8Bに示すタイミングチャートを参照して、チャージポンプ31の作動について説明する。図8Aは、一例として液晶42に階調2の駆動電圧を出力する際の、各信号の変化を示すタイミングチャートである。また、図8Bは、階調4の駆動電圧を出力する際の、各信号の変化を示すタイミングチャートである。
The operation of the
図8A(a)に示すように、シフトレジスタ回路26(図3参照)より、qビットのデジタル信号2~qが出力される。この際、qビットのデジタル信号は5等分され、それぞれのデジタル信号に階調1~5(図では「1」~「5」と表記)が割り当てられている。
As shown in FIG. 8A(a), q-bit
そして、カウンタ回路29より出力されるカウント値がデジタル信号と一致した際に、コンパレータ回路28よりスイッチ回路27に設けられる複数のスイッチSW1~SWmのうち所望のスイッチにスイッチング制御信号が出力され、このスイッチがオン状態となって、列データ線にランプ波形電圧が制御電圧として供給される。また、前述したようにランプ波形電圧は図8A(b)に示すように、1水平走査期間内に2つの波形(2つの鋸歯状波形)が出力される。
When the count value output from the
液晶42を階調2に設定する場合には、階調2に対応するデジタル信号が出力される時刻taにおいて、(4/5)*VLCのランプ波形電圧が制御電圧として列データ線に供給されることになる。この制御電圧は、キャパシタCdに蓄積され時刻t12まで保持される。
When setting the
また、図8A(d)に示すようにトランジスタQ2は時刻t12を過ぎてもオン状態が継続され、(e)、(f)に示すように、各スイッチS1~S4は時刻t12を過ぎても全てオフ状態が継続されている。従って、チャージポンプ31は駆動せず、画素回路21に供給されたランプ波形電圧は増幅されない。そして、図8A(c)に示すように、時刻t12において垂直走査回路24における行選択信号Gがオンとなるので、(g)に示すように液晶42には列データ線より供給された制御電圧(4/5)*VLCが出力される。従って、液晶42に、第2階調の駆動電圧(4/5)*VLCを供給することができる。
なお、階調1の場合においても上記と同様に、液晶42に、階調1の駆動電圧(2/5)*VLCを供給することができる。
Further, as shown in FIG. 8A (d), the transistor Q2 is kept on even after time t12, and as shown in (e) and (f), the switches S1 to S4 are turned on even after time t12 All are kept off. Therefore, the
In the case of the
一方、液晶42を階調4に設定する場合には、図8B(a)に示すように、階調4に対応するデジタル信号が出力される時刻tbにおいて、(4/5)*VLCのランプ波形電圧が制御電圧として列データ線に供給されることになる。この制御電圧は、キャパシタCdに蓄積され時刻t22まで保持される。
On the other hand, when setting the
また、図8A(d)に示すようにトランジスタQ2は時刻t22においてオフ状態となる。更に、(e)に示すように時刻t22~t23の期間において、スイッチS1、S4がオンとなって、キャパシタC1に電圧(4/5)*VLCが保持される。その後、(f)に示すように時刻t24において、スイッチS2、S3がオンとされるので、(g)に示すように、図4に示す出力キャパシタC2には電圧(4/5)*VLCを2倍にした電圧(8/5)*VLCが得られることになる。従って、液晶42に階調4の電圧を供給することができる。
なお、階調3、5の場合においても上記と同様に、液晶42に、階調3の駆動電圧(6/5)*VLC、及び階調5の駆動電圧VLCを供給することができる。
Further, as shown in FIG. 8A(d), the transistor Q2 is turned off at time t22. Furthermore, as shown in (e), during the period from time t22 to t23, the switches S1 and S4 are turned on and the voltage (4/5)*VLC is held in the capacitor C1. After that, at time t24 as shown in (f), the switches S2 and S3 are turned on, so that the voltage (4/5)*VLC is applied to the output capacitor C2 shown in FIG. 4 as shown in (g). A voltage doubled (8/5)*VLC will be obtained. Therefore, the voltage of
In the case of
そして上記のように、各画素回路21より液晶42に供給する駆動電圧を制御することにより、各液晶42を所望の階調に設定することが可能となり、各画素回路21に接続される液晶42の屈折率を所望の屈折率に設定することが可能となる。
By controlling the driving voltage supplied from each
[本実施形態の効果の説明]
このようにして、本実施形態に係る位相変調装置101では、各画素回路21にチャージポンプ31を備えている。そして、液晶42を、「0」から最大電圧の2倍となる電圧(2*VLC)までの範囲で予め設定された複数の階調のうち、任意の階調に設定する場合において、この任意の階調に対応する電圧が最大電圧(VLC)以下の場合には、列データ線より画素回路21に供給される制御電圧(ランプ波形電圧から取得される電圧)を増幅せずに液晶42に出力する。
[Description of effects of the present embodiment]
Thus, in the
また、複数の階調のうち、任意の階調に対応する電圧が最大電圧(VLC)を超える場合には、列データ線より画素回路21に供給される制御電圧を、チャージポンプ31により増幅して液晶42に出力するように制御する。
Further, when the voltage corresponding to an arbitrary grayscale out of a plurality of grayscales exceeds the maximum voltage (VLC), the
従って、列データ線より画素回路21に供給される制御電圧の最大が最大電圧(VLC)である場合に、その2倍である電圧(2*VLC)の範囲で、液晶42を駆動するための駆動電圧を設定することが可能となる。従って、液晶42の屈折率の大小をより広い範囲で変化させることができ、液晶層12の厚みの増加を抑制するとともに、位相変調の精度を向上させることができる。
Therefore, when the maximum control voltage supplied to the
更に、画素回路21に供給する制御電圧VLCを高めることなく広い電圧の範囲で階調を設定できるので、制御回路22を構成する各部品の耐圧を高める必要がなく、装置の小型化、軽量化を図ることが可能となる。
Furthermore, since the gradation can be set in a wide range of voltage without increasing the control voltage VLC supplied to the
また、液晶42の駆動電圧を設定するための電圧の範囲である電圧を、所定の最大電圧(VLC)の2倍の電圧に設定しているので、制御電圧を2倍に増幅するという簡単な処理で所望の駆動電圧を得ることができ、回路構成を簡素化することができる。
Further, since the voltage, which is the voltage range for setting the driving voltage of the
なお、本実施形態では、液晶42の駆動電圧を設定するための電圧の範囲を、所定の最大電圧(VLC)の2倍の電圧に設定する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、駆動電圧を最大電圧VLCよりも大きく設定すれば良い。
In this embodiment, an example in which the voltage range for setting the driving voltage of the
[第1変形例の説明]
次に、本実施形態の変形例について説明する。図9は、第1変形例に係る画素回路21’の構成を示す回路図である。図9に示すように、変形例に係る画素回路21’は、駆動線L1が縦方向に配置されている。従って、マトリクス状配置された各画素回路21’の縦方向に向けて同一の電圧を液晶42に出力することができる。このため、屈折率が変化する方向が縦方向となる。
[Description of the first modification]
Next, a modified example of this embodiment will be described. FIG. 9 is a circuit diagram showing the configuration of a pixel circuit 21' according to the first modified example. As shown in FIG. 9, in the pixel circuit 21' according to the modification, the drive lines L1 are arranged in the vertical direction. Therefore, the same voltage can be output to the
即ち、図6(a)、(b)に示した例では、縦方向に向けて液晶42の屈折率の大小が変化する構成であるのに対して、図9に示す変形例では、横方向に向けて液晶42の屈折率の大小が変化するように設定する構成となる。
That is, in the examples shown in FIGS. 6A and 6B, the refractive index of the
[第2変形例の説明]
次に、本実施形態の第2変形例について説明する。図10A、図10Bは、本実施形態の第2変形例に係るランプ波形電圧の時間的な変化を示す説明図である。第2変形例では、図3に示した各列データ線D1~Dmと、行走査線G1~Gnとの交差部に、それぞれ画素回路を2個接続する。これらの画素回路21A、21Bとする。
[Description of Second Modification]
Next, the 2nd modification of this embodiment is demonstrated. 10A and 10B are explanatory diagrams showing temporal changes in the ramp waveform voltage according to the second modification of the present embodiment. In the second modification, two pixel circuits are connected to the intersections of the column data lines D1 to Dm and the row scanning lines G1 to Gn shown in FIG. These pixel circuits are referred to as 21A and 21B.
そして、一方の画素回路21Aを正極性、他方の画素回路21Bを負極性とし、各画素回路21A、21Bで、互いに電圧が変化する方向が反転したランプ波形電圧を与える。
即ち、図10A(a)に示すように、画素回路21Aには単調増加するランプ波形電圧を与え、図10B(a)に示すように、画素回路21Bには単調減少ランプ波形電圧を与える。そして、階調iにおいて、制御電圧VpixH(図10A参照)、及び制御電圧VpixL(図10B参照)を得ることができる。このため、図10A(b)に示すように、対向電極の電圧CceLに対して、CceL~VpixHの電圧、及び、図10B(b)に示すように、対向電極の電圧CceHに対して、VpixL~CceHの電圧を液晶42に出力することができ、1水平走査期間よりも短い時間で液晶42の階調を変化させることが可能となる。このため、位相変調の精度をより一層向上させることが可能となる。
Then, one pixel circuit 21A is of positive polarity and the other pixel circuit 21B is of negative polarity, and ramp waveform voltages in which the directions of voltage change are opposite to each other are applied to the pixel circuits 21A and 21B.
That is, as shown in FIG. 10A(a), a monotonically increasing ramp waveform voltage is applied to the pixel circuit 21A, and as shown in FIG. 10B(a), a monotonically decreasing ramp waveform voltage is applied to the pixel circuit 21B. Then, at the gradation i, a control voltage VpixH (see FIG. 10A) and a control voltage VpixL (see FIG. 10B) can be obtained. Therefore, as shown in FIG. 10A(b), voltages CceL to VpixH with respect to the counter electrode voltage CceL, and as shown in FIG. 10B(b), with respect to the counter electrode voltage CceH, VpixL ˜CceH can be output to the
以上、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。 Although embodiments of the present invention have been described above, the statements and drawings forming part of this disclosure should not be construed as limiting the present invention. Various alternative embodiments, implementations and operational techniques will become apparent to those skilled in the art from this disclosure.
11 反射基板
12 液晶層
13 対向基板
14 シール材
21、21’、21-11~21-56 画素回路
21a、21A、21B 画素回路
22 制御回路
23 水平走査回路
24 垂直走査回路
25 チャージポンプ制御部
26 シフトレジスタ回路
27 スイッチ回路
28 コンパレータ回路
29 カウンタ回路
31 チャージポンプ
42 液晶
101 位相変調装置
Q4 ソースフォロワ
Q5 負荷トランジスタ
C1 キャパシタ(第1キャパシタ)
C2 出力キャパシタ
Cd キャパシタ
X1 電圧供給線
C2 Output capacitor Cd Capacitor X1 Voltage supply line
Claims (6)
互いに直交する複数の列データ線と複数の行走査線とがそれぞれ交差する位置に設けられた複数の画素回路、及び複数の反射画素と、
前記反射画素に対応して設けられ、前記画素回路より供給される駆動電圧により入射光に対する屈折率が変化する液晶と、
前記画素回路の駆動を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
所定のデジタル階調の最大値までカウントするカウンタ回路と、各画素回路に対応した階調値とカウンタ回路から出力されるカウント値を比較して一致した場合にスイッチング制御信号を出力するコンパレータ回路を設けており、前記列データ線とスイッチ回路を介して接続された配線に所定の最大電圧まで変化し、その後、中間電圧から前記最大電圧に変化するランプ状の参照電圧が印加されており、前記スイッチング制御信号のタイミングでスイッチが切れることで制御電圧を決定し各画素回路に保持され、
前記画素回路は、前記制御電圧を増幅するチャージポンプを有し、
更に前記制御回路は、
前記液晶に供給する前記駆動電圧が、前記最大電圧以下の場合には、前記制御電圧を増幅せずに前記液晶に出力し、前記液晶に供給する駆動電圧が、前記最大電圧を超える場合には、前記制御電圧を前記チャージポンプで増幅して前記液晶に出力する制御を行うチャージポンプ制御部と、
を備えたことを特徴とする位相変調装置。 A phase modulation device that reflects incident light at a desired angle,
a plurality of pixel circuits provided at positions where a plurality of column data lines and a plurality of row scanning lines that are orthogonal to each other intersect, and a plurality of reflective pixels;
a liquid crystal provided corresponding to the reflective pixel and having a refractive index with respect to incident light that changes according to a driving voltage supplied from the pixel circuit;
a control circuit that controls driving of the pixel circuit;
The control circuit is
A counter circuit that counts up to the maximum value of a predetermined digital gradation, and a comparator circuit that compares the gradation value corresponding to each pixel circuit with the count value output from the counter circuit and outputs a switching control signal when they match. a ramp-shaped reference voltage that changes up to a predetermined maximum voltage and then changes from an intermediate voltage to the maximum voltage is applied to a wiring connected to the column data line via a switch circuit; The switch is turned off at the timing of the switching control signal to determine the control voltage and hold it in each pixel circuit.
The pixel circuit has a charge pump that amplifies the control voltage,
Furthermore, the control circuit
When the drive voltage supplied to the liquid crystal is equal to or less than the maximum voltage, the control voltage is output to the liquid crystal without being amplified, and when the drive voltage supplied to the liquid crystal exceeds the maximum voltage, a charge pump control unit for controlling the control voltage to be amplified by the charge pump and output to the liquid crystal;
A phase modulation device comprising:
を特徴とする請求項1に記載の位相変調装置。 setting the refractive index of the liquid crystal to change in one of the directions orthogonal to each other, and arranging a driving line for switching on and off of the charge pump in the other direction; The phase modulation device according to claim 1, characterized by:
前記チャージポンプ制御部は、前記液晶に供給する駆動電圧が前記最大電圧以下の場合には前記短絡スイッチを短絡し、前記液晶に供給する駆動電圧が前記最大電圧を超える場合には前記短絡スイッチを開放すること
を特徴とする請求項1または2に記載の位相変調装置。 the pixel circuit includes a short-circuit switch that short-circuits an input terminal for supplying the control voltage to the charge pump and an output terminal for outputting a voltage from the charge pump to the liquid crystal;
The charge pump controller short-circuits the short-circuit switch when the drive voltage supplied to the liquid crystal is equal to or less than the maximum voltage, and closes the short-circuit switch when the drive voltage supplied to the liquid crystal exceeds the maximum voltage. 3. The phase modulation device according to claim 1, wherein the phase modulation device is open.
前記チャージポンプは、
電荷を蓄積する第1キャパシタと、
前記第1キャパシタの一端と、前記制御電圧が供給される入力端子との間に設けられた第1スイッチと、
前記第1キャパシタの他端と、前記入力端子との間に設けられた第2スイッチと、
前記第1キャパシタの前記一端と、出力キャパシタの一端との間に設けられた第3スイッチと、
前記第1キャパシタの前記他端と、前記出力キャパシタの他端との間に設けられた第4スイッチと、
を備えたことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の位相変調装置。 The pixel circuit includes an output capacitor that stores a voltage supplied to the liquid crystal,
The charge pump is
a first capacitor that stores electric charge;
a first switch provided between one end of the first capacitor and an input terminal to which the control voltage is supplied;
a second switch provided between the other end of the first capacitor and the input terminal;
a third switch provided between the one end of the first capacitor and one end of the output capacitor;
a fourth switch provided between the other end of the first capacitor and the other end of the output capacitor;
The phase modulation device according to any one of claims 1 to 3, characterized by comprising:
を特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の位相変調装置。 5. The phase modulation device according to any one of claims 1 to 4, wherein the maximum voltage of the driving voltage supplied to the liquid crystal is set to twice the maximum voltage.
前記制御電圧を、互いに直交する複数の列データ線と複数の行走査線とがそれぞれ交差する位置に設けられた複数の画素回路に供給するステップと、
前記画素回路ごとに設けられた液晶に供給する駆動電圧が、前記最大電圧以下である場合に、前記制御電圧を前記液晶に出力するステップと、
前記液晶に供給する駆動電圧が、前記最大電圧を超える場合に、前記制御電圧をチャージポンプにより増幅して前記液晶に出力するステップと、
を備えたことを特徴とする位相変調方法。 A phase modulation method that reflects incident light at a desired angle, in which the gradation value corresponding to each pixel circuit and the count value in the counter circuit are controlled at the same timing, and the voltage is controlled up to a predetermined maximum voltage. varying and then determining a control voltage from a ramped reference voltage varying from an intermediate voltage to said maximum voltage ;
supplying the control voltage to a plurality of pixel circuits provided at intersections of a plurality of column data lines and a plurality of row scanning lines that are orthogonal to each other;
outputting the control voltage to the liquid crystal when the drive voltage supplied to the liquid crystal provided for each pixel circuit is equal to or less than the maximum voltage;
a step of amplifying the control voltage by a charge pump and outputting it to the liquid crystal when the drive voltage supplied to the liquid crystal exceeds the maximum voltage;
A phase modulation method, comprising:
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