JP3155251B2 - アナログ駆動装置 - Google Patents

アナログ駆動装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオおよびグラ
フィックス表示装置の画素(すなわちピクセル)を駆動す
るアナログ回路に関するものであり、特に、電子光学材
料に基づいて表示装置の画素を駆動するアナログ回路に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】種々のタイプのビデオおよびグラフィッ
クス表示装置の性能向上およびコスト低減が強く望まれ
ている。例えば、ユーザが身につけることができるよう
にヘルメットまたは眼鏡に組み込むことができる程に小
型化されたミニチュア・ビデオ/グラフィックス表示装
置に対する必要性が存在する。そのような着用できる表
示装置は、従来型のコンピュータおよびその他の装置の
ディスプレイを置き換えまたは補完する。特に、着用で
きる表示装置は、ラップトップおよびその他のポータブ
ル・コンピュータの従来型ディスプレイに代わって使用
されることができるであろう。
【0003】潜在的には、着用可能表示装置は、一層強
い輝度、一層優れた解像度、一層大きい可視サイズ、一
層すぐれたプライバシー、極めて少ない電力消費、およ
び、従来型のアクティブ・マトリックスまたはダブルス
キャン液晶ディスプレイに比較して一層長いバッテリ寿
命を提供することができる。着用可能表示装置の潜在的
アプリケーションには、個人用ビデオ・モニタ、テレビ
ゲームおよび仮想現実システムが含まれる。
【0004】従来のCRTまたは液晶型の小型化された
ディスプレイは、着用型の軽量および小型サイズという
需要に応ずることに成功していない。米国特許第5,596,
451号に記載されているタイプのマイクロ・ディスプレ
イは非常に有望である。このタイプのマイクロ・ディス
プレイは、その光制御エレメントとして強誘電性液晶(F
erroelectric Liquid Crystalの頭文字をとってFLC
と呼ばれる)材料を使用する反射空間光変調器(reflecti
ve spatial light modulator)を含む。
【0005】上記特許に記載されているFLC型マイク
ロ・ディスプレイの空間光変調器はデジタル駆動信号に
よって駆動される。例えば、パーソナル・コンピュータ
のグラフィックス・カードによって生成される従来のア
ナログ映像信号は、空間光変調器の駆動に適切なデジタ
ル・ビットストリームにアナログ映像信号を変換する変
換器に供給される。この変換器は、アナログ映像信号を
空間光変調器の駆動に適切な時間領域バイナリ加重デジ
タル駆動信号(time domain binary weighted digital d
rive signal)に変換する。時間領域バイナリ加重デジタ
ル駆動信号のビットの持続時間はバイナリ加重され、従
って、最上位ビットの持続時間は、最下位ビットの持続
時間の2n-1倍となる(但しnはアナログ映像信号の各サン
プルを表すビット数である)。例えば、アナログ映像信
号の各サンプルが8ビットで表現されるならば、各最上
位ビットの持続時間は最下位ビットの256倍である。
ピクセルをデジタルで駆動することは、ピクセル駆動機
構が、アナログ映像信号の各フレームの間に幾度も状態
を変更することができなければならないことを意味す
る。切り替え速度は、最下位ビットの持続時間より短く
なければならない。これは、各ピクセルにおける駆動回
路が高速演算能力を持つことを必要とし、従って、マイ
クロ・ディスプレイの処理能力およびコストの増大につ
ながる。一方、デジタル駆動信号の最上位ビットの長い
持続時間は、デジタル駆動信号がフレーム間隔の大部分
にわたって静的であることを意味する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記引用のマイクロ・
ディスプレイの実用的実施形態は、典型的には、上記変
換器をマイクロ・ディスプレイの外部に配置して、それ
を高速デジタル・リンクによってマイクロ・ディスプレ
イに接続するものである。次に、変換器は、空間光変調
器のすべてのピクセルに関するデジタル駆動信号の最下
位ビットから開始してすべてのピクセルに関するデジタ
ル駆動信号の最上位ビットまでを送信するという形態で
デジタル・リンク経由の伝送を行うようにデジタル駆動
信号を多重化する。デジタル・リンクは、コンポーネン
ト映像信号のフレーム間隔の間にコンポーネント映像信
号の各フレームを表現するすべてのビットを伝送するこ
とができなければならない。デジタル・リンク、その駆
動機構および受信機構は、最下位ビットの持続時間より
短い切り替え速度で切り替えを行う一方、最上位ビット
の持続時間に対応する静的時間状態を保つことができる
能力を持たなければならない。
【0007】それに加えて、当該変換器は、アナログ映
像信号から生成される並列的ラスタ走査順デジタル信号
を各カラー・コンポーネントに関するビット順信号に変
換するため、大容量で高速のバッファ・メモリを必要と
する。これは、変換器のコストおよび処理性能の必要条
件を増大させる。
【0008】マイクロ・ディスプレイ自体の中に変換器
を配置することによってデジタル・シリアル・リンクを
除去することはできるが、変換器の配置変更は、マイク
ロ・ディスプレイのサイズ、重量および複雑さを増大さ
せる。更に、マイクロ・ディスプレイに適合するように
変換器を小型化することは変換器のコストを増大させる
可能性がある。また、変換器の配置変更は、変換器の全
体的コストおよび複雑さを減少させない。
【0009】従って、映像信号またはグラフィックス・
データに応答して動作することができ、しかも、従来技
術のデジタル駆動マイクロ・ディスプレイのサイズ、重
量および複雑性の欠点に苦しむことのない小型表示装置
が必要とされている。
【0010】従来型のサイズのビデオおよびグラフィッ
クス・ディスプレイは、CRTまたはフルサイズの液晶
ディスプレイに依存している。CRTディスプレイは、
かさばり、重く、壊れやすい。CRTディスプレイは、
また、製造コストが高く、高解像度ビデオの特長を実現
するためには比較的大型で重い。後者の液晶ディスプレ
イは、従来技術のCRTに匹敵するスクリーン・サイズ
の点で生産コストが高く、ダイナミックレンジおよび視
角に限界がある。従って、フルサイズのビデオおよびグ
ラフィックス・ディスプレイの基礎を形成し、従来技術
のCRTおよび液晶ディスプレイに対する効果的な代替
製品となり得る小型表示装置に対する必要性もまた存在
する。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、映像信号から
導出されるアナログ・サンプルに応答してピクセル電極
を駆動するアナログ駆動回路を提供する。該アナログ駆
動回路は、サンプル選択セクションおよび駆動信号発生
器を備える。サンプル選択セクションは、サンプル・ロ
ード期間の間にアナログ・サンプルを受け取りそれを一
時的に記憶する。駆動信号発生器は、駆動信号を生成し
て、上記サンプル・ロード期間に引き続く表示期間の間
に、その駆動信号をピクセル電極に適用する。駆動信号
は第1部分期間および第2部分期間というシーケンスか
ら構成される。第1部分期間は、サンプル選択セクショ
ンに一時的に記憶されたアナログ・サンプルに実質的に
比例する持続時間を有する。第2部分期間は、第1部分
期間に対して持続時間の観点から補完関係にある。
【0012】サンプル選択セクションは、サンプル記憶
エレメント、サンプル選択ゲートおよびサンプル出力ゲ
ートを含むことができる。サンプル選択ゲートは、アナ
ログ・サンプルをサンプル記憶エレメントに受け入れる
ためサンプル・ロード期間の間開けられ、サンプル・ロ
ード期間に引き続く表示期間の間閉じられる。サンプル
出力ゲートは、サンプル記憶エレメントと駆動信号発生
器の間に配置され、表示期間の間または表示期間の前の
いずれかに開かれる。
【0013】駆動信号発生器は、駆動信号を生成する比
較器を含むことができる。比較器は、表示期間と等しい
持続時間を持つランプ信号が接続される第1の入力部お
よびサンプル選択セクションが接続される第2の入力部
を含む。比較器は、映像信号の連続的フレームにおいて
反対の状態を持つ向き制御信号によって設定される検出
向きを持つことができる。この場合、アナログ駆動回路
は、第1および第2の切り替えエレメントを持つ。第1
の切り替えエレメントは、連続する表示期間の間にラン
プ信号を比較器の第1入力部および第2入力部に交互に
接続する。第2の切り替えエレメントは、連続する表示
期間の間にサンプル選択セクションを比較器の第2入力
部および第1入力部に交互に接続する。ランプ信号は、
ガンマ補正を提供するように非線形傾斜を持つことがで
きる。
【0014】駆動信号発生器は、代替的に、駆動信号を
生成するインバータ、コンデンサおよびリセット・スイ
ッチを備えることができる。コンデンサは、インバータ
の入力部ならびにサンプル選択セクションに接続される
第1の電極およびランプ信号に接続される第2の電極を
有する。リセット・スイッチは、上記表示期間に先立ち
コンデンサを放電する。
【0015】駆動信号発生器は、更に、カップリング・
コンデンサおよび追加スイッチを含むことができる。カ
ップリング・コンデンサはサンプル選択セクションにイ
ンバータの入力部を連結する。追加スイッチは、表示期
間に先立ちインバータの出力をインバータの入力部に一
時的に接続する。追加スイッチがインバータの出力部を
インバータの入力部に接続する時、リセット・スイッチ
は、あらかじめ定められたインバータしきい値電圧と等
しい状態を持つ基準信号に接続される。
【0016】1つの側面において、第1の部分期間およ
び第2の部分期間からなる上記シーケンスが第1の部分
期間および第2の部分期間からなる第1のシーケンスで
あって、その持続期間は表示期間の2分の1であり、駆
動信号発生器が、第1の部分期間の間第1の電気的状態
にあり第2の部分期間の間第2の電気的状態にある駆動
信号を生成する。この場合、駆動信号発生器は、駆動信
号が上記第2の電気的状態におかれる第1部分期間およ
び駆動信号が上記第1の電気的状態におかれる第2部分
期間からなる第2のシーケンスから構成される駆動信号
を更に生成することができる。第2のシーケンスにおい
ては、第1部分期間および第2部分期間の順序はいずれ
でもよい。第2のシーケンスはDCバランスを復元す
る。
【0017】アナログ駆動回路が双安定特性を有する電
子光学材料を駆動するためのものである場合、駆動信号
は、第1の部分期間の開始時点において第1の極性を持
ち、第2の部分期間の開始時点において第1の極性と反
対の第2の極性を持つパルスから構成することができ
る。この駆動信号を生成するため、駆動信号発生器は交
流接続出力部を含むこともできる。
【0018】
【発明の実施の形態】図1は、反射型空間光変調器10
0を含む本発明に従った表示装置10の構造を示す。表
示装置のその他の主要コンポーネントは、光源15、偏
光子17、ビームスプリッタ19、アナライザ21およ
び接眼レンズ23である。光源15は、LED69−7
1を駆動するLED駆動機構67から成る。これらLE
Dは異なるカラーであり、カラー表示装置において別々
に駆動される。詳細は図18および図21を参照して後
述される。光源15として、図示されているより多いま
たは少ない数のLEDを使用することができるし、ま
た、出力を容易に変調できるその他のLEDを使用する
こともできる。更に別の代替として、白い光源および光
変調器を使用することもできる。光変調器は、光源によ
って出力される振幅を変調し、カラー表示装置において
は、更に出力された光のカラーを変調する。
【0019】光源15は偏光子17を通り抜ける光を生
成する。ビームスプリッタ19は、偏光子によって偏光
された光の一部を空間光変調器100の方向へ反射す
る。空間光変調器の基板39の表面に位置する反射電極
35が、入射偏向光の一部を反射する。電子光学材料の
層(すなわち電子光学層)31にわたる電界に従って、反
射された光の偏光方向は、変わらないか、あるいは、9
0度まで回転される。反射された光は、ビームスプリッ
タ19、アナライザ21および接眼レンズ23を通し
て、ユーザの目Eに達する。接眼レンズ23は、反射電
極35によって反射される光をユーザの目Eに収束させ
る。図1において、接眼レンズは1つの凸面レンズとし
て示されている。所望の可視サイズの低収差画像をユー
ザの目に形成するため、一層複雑な光学構成を使用する
こともできる。
【0020】アナライザ21の偏光方向は偏光子17の
偏光方向と平行するように配置されるので、偏光の方向
が空間光変調器によって回転させられなかった光はアナ
ライザを通り抜けてユーザの目Eに到達し、偏光の方向
が空間光変調器によって90度まで回転された光はアナ
ライザを通過しない。このようにアナライザは、偏光の
方向が空間光変調器によって回転された光がユーザの目
に到達することを防止する。従って、空間光変調器は、
適用される電界に従って、ユーザにとって点滅して見え
る。空間光変調器が明るく見える時、それはオン状態に
あると言われ、空間光変調器が暗く見える時、それはオ
フ状態にあると言われる。アナライザの偏光方向は、代
替的に、偏光子に対して直角の位置に配置することもで
きる。この場合、空間光変調器は、上述の反対の形態で
動作する。これは、バランス期間の間に空間光変調器を
照光することによって陽画が取得されることを可能にす
る(詳細は後述)。
【0021】また、図1の光学配置は、フルサイズのビ
デオ/グラフィックス表示装置の基礎を形成することが
できる。本発明の1つの実施形態において、そのような
フルサイズのカラー表示装置は430mmの公称対角線
寸法を持つ。光源15の強度を増加させ、適切なスクリ
ーン上に反射電極35の画像を形成する拡大光学材料に
接眼レンズ23を置き換えることによって、この表示装
置は製作される。3つの主要カラーの光によって順次照
光される単一の空間光変調器、または、各々が異なる1
つの主要カラーの光によって照光される並列空間光変調
器をフルサイズのカラー表示装置に使用することができ
る。
【0022】図1には、空間光変調器100の更にいく
つかの細部が示されている。空間光変調器は、共通電極
33および反射電極35にはさまれた電子光学層31か
ら成る。電極33は透明であり、透明なカバー37の表
面に配置されている。電極35は半導体基板39の表面
に配置されている。電子光学材料は、適用される電界に
依存する光学特性を持つ材料である。例えば、図1に示
される光学配置においては、電子光学層につきあたる光
の偏光の方向の回転は、その層に適用された電界の方向
に依存する。他の電子光学材料においては、偏光方向の
回転は、その層に適用される電界の強度に依存するかも
しれない。他の電子光学材料の透過率は、層に適用され
る電界に依存するかもしれない。
【0023】一部の電子光学材料は双安定特性を持つ。
そのような材料においては、材料の光学特性は、短い持
続時間の電気パルスを適用することによって設定され
る。そのような材料は、反対方向の短い持続時間の光学
パルスを適用することによってリセットされるまで、電
気パルスによって設定された光学特性を維持する。双安
定電子光学材料は、それら材料を駆動する電気パルスが
本来的にDCバランスされているので、バランス期間を
追加する必要がないという長所を持つ。これは、DCバ
ランス期間を必要とする電子光学材料と比較して一層大
きい光源効率を提供する。
【0024】本発明の好ましい実施形態において、電子
光学材料は、強誘電性液晶材料である。透明な電極33
および反射電極35の間に適用される電界の方向が、電
極にはさまれた強誘電材料につきあたる光の偏光方向が
回転させられるか否かを決定する。別の実施形態におい
て、従来のネマティック液晶を電子光学材料として使用
することもできる。この場合、電極の間の電界の強度が
偏光方向が回転させられるか否かを決定する。
【0025】表示装置10が光源15からユーザの目E
までの光の通路を単に制御するのではなく画像を表示す
ることを可能にするため、反射電極35は、例えば図1
において符号118で示されるように、2次元アレイの
ピクセル電極に分割される。加えて、ピクセル電極を駆
動する本発明に従ったアナログ駆動回路(図2のAにお
ける符号114)が、各ピクセル電極の下の基板39の
中に配置される。アナログ駆動回路、ピクセル電極、電
子光学層31の部分、および、ピクセル電極に重なる共
通電極33が、例えば符号112として示されている1
つのピクセルを集合的に構成する。
【0026】電子光学層31が強誘電材料から成る時、
ピクセル電極118および共通電極33のような各ピク
セル電極の間に適用される電界の方向が、ピクセル電極
によって反射される光の偏光方向が90度まで回転され
るか否か、従って、ピクセル112のような対応するピ
クセルがユーザにとって明るいかまたは暗いかを決定す
る。ピクセルが明るく見える時ピクセルはオン状態にあ
ると言われ、ピクセルが暗く見える時ピクセルはオフ状
態にあると言われる。
【0027】空間光変調器100のピクセルの光学特性
はバイナリである。すなわち、光源15から出てピクセ
ル電極によって反射される光は、アナライザ21を通過
してユーザの目Eに到達するか、あるいは、アナライザ
21を通過せず従ってユーザの目に到達しないか、いず
れかである。グレースケールを生成するためには、ユー
ザの目に到達する光を一時的に変調するすることによっ
て、各ピクセルの可視輝度が変えられる。光は、空間光
変調器の照光期間と呼ばれる基本的時間の期間を選択す
ることによって変調される。空間光変調器は照光期間を
通して明るくされるが、各ピクセルはその照光期間の第
1部分期間の間オン状態に設定され、第2部分期間の間
オフ状態にされる。第2部分期間は、照光期間の残りを
構成していて、従って第1部分期間に対して相補関係に
ある。代替的には、オフ状態をオン状態に先行させるこ
ともできる。ピクセルがオン状態にされる第1部分期間
によって構成される照光期間の部分がピクセルの可視輝
度を決定する。
【0028】空間光変調器の稼働寿命を最大にするた
め、各ピクセルのDCバランスが維持されなければなら
ない。第1部分期間の間に従来技術の(非双安定)強誘電
材料に適用される電界の時間的総和は、第2部分期間の
間の電界の時間的総和とほとんど等しくなく、対立する
ので、ピクセルのDCバランスを復元するためには付加
的測定が必要となる。ピクセルの強誘電材料に適用され
る電界の平均がゼロとなるようにピクセルを駆動するこ
とによって、ピクセルのDCバランスが復元される。こ
れは、実際には、照光期間を構成する第1部分期間と第
2部分期間という第1のシーケンスの次に、同じく第1
部分期間と第2部分期間からなる第2のシーケンスが続
くように、ピクセル電極を駆動することによって、達成
される。この第2のシーケンスはバランス期間を構成す
る。バランス期間の第1および第2部分期間において、
駆動信号の状態は、照光期間の第2および第1部分期間
のそれぞれの状態と同じである。各照光期間に続くバラ
ンス期間が表示装置において一様なグレー画像が表示さ
れる原因となることが防止されるので、空間光変調器1
00が各照光期間の間だけ明るくされ、引き続くバラン
ス期間の間には照光されないように、光源15によって
生成される光が変調される。
【0029】照光期間およびバランス期間が集合的に空
間光変調器の表示期間を構成する。モノクロ表示装置の
表示期間は、例えば映像信号のフレーム期間またはピク
チャ期間に対応する。上述のように、照光期間の間に双
安定電子光学材料を駆動するために必要とされる駆動信
号は本来的にDCバランスされている。従って、この場
合、バランス期間は提供される必要はなく、照光期間の
持続時間は、表示時間の約50%から約100%へ拡大
することができる。
【0030】このような原理は、空間光変調器がカラー
画像を生成する場合にも適用することができる。この場
合、空間光変調器はカラー映像信号のカラー・コンポー
ネントによって駆動され、カラー映像信号の各フレーム
毎に3つの表示期間(各カラー・コンポーネント毎に1
つ)が定義される。光源15は、各表示期間の照光期間
の間に空間光変調器を異なるカラー光で照光する。各ピ
クセルは、3つの照光期間の各々の部分の間オン状態に
設定され、照光期間の残りの間オフに設定される。ピク
セルがオン状態にされる3つの照光期間の各々の部分
は、ピクセルの可視彩度および色合いを決定する。カラ
ー表示装置の表示期間は、各々、例えば、カラー映像信
号のフレーム期間の1/3に対応する。3つのカラー・
コンポーネントに関して表示期間を同じにすることは、
動作上便利ではあるが、必須ではない。
【0031】図2および図3を参照して、空間光変調器
100の一層の詳細を以下に記述する。最初に図2の
(B)を参照すれば、光変調器は、透明なカバー37と半
導体基板39にはさまれた電子光学層31から成る。薄
いガラス製プレートである透明なカバーは、例えばスペ
ーサ108によって基板から分離される。例えばインジ
ウム・ブリキ酸化物(ITO)の層である半透明の共通電
極33が、基板に対面するように、透明なカバーの内側
表面に配置される。
【0032】ピクセルの配列102(図2のA)は基板3
9の表面に配置される。典型的ピクセルが符号112に
よって示されている。本明細書の図面は、図面を単純化
するため、各次元において4ピクセルだけを含むピクセ
ル・アレイを示している。実際の実施形態においては、
ピクセル・アレイは、例えば640×480ピクセル、
800×600のピクセル、1280×1024ピクセ
ル、2044×1125ピクセルなどの2次元で構成さ
れている。
【0033】ピクセル・アレイ102における各ピクセ
ル毎に、本発明に従うアナログ駆動回路が、従来技術の
半導体処理によって基板39の表面上およびその下に形
成される。典型的ピクセル112のアナログ駆動回路
が、図2において符号114によって示されている。ア
ナログ駆動回路は、1つまたは複数の導線層(図示され
ていない)によって相互接続されたトランジスタ、コン
デンサおよびその他の回路エレメント(図示されていな
い)から構成される。ピクセル・アレイ102を構成し
ているピクセルのアナログ駆動回路は、更に別の導線層
(図示されていない)による外部電気接続を通して相互に
接続され、また、パッドに接続される。基板の表面およ
び上記導線層は絶縁層116によって覆われる。ピクセ
ル112の反射ピクセル電極118は、アナログ駆動回
路を覆う絶縁層の表面に配置される。ピクセル電極は、
絶縁層によって形成される開口部を通過する導線120
によってアナログ駆動回路114の出力に接続される。
【0034】ピクセル112において、アナログ駆動回
路114はピクセル電極118に適用される駆動信号を
生成する。電極に適用される駆動信号は、状態1および
状態0を持つ。例えば、状態1は高電圧状態であり、状
態0は低電圧状態である。ピクセル電極に適用される駆
動信号の状態が、ピクセル電極を覆う電子光学層31の
部分がピクセルに向かう光の偏光方向を回転させるか否
かを決定する。アナログ駆動回路は、映像信号から導出
されるアナログ・サンプルに応答して駆動信号をピクセ
ル電極に適用することによってピクセルの可視輝度を設
定する。上記の各照光期間の間に、駆動信号は、例えば
ピクセルのオン状態に対応する状態1で開始して第1部
分期間の間はその状態を保つ。
【0035】照光期間の終了の前に、駆動信号は別の状
態に変わり、第2部分期間の間その状態を維持する。ピ
クセルがそのオン状態にある照光期間部分が、そのピク
セルの可視輝度を決定する。映像信号がカラー映像信号
である場合、アナログ駆動回路は、カラー映像の3つの
カラー・コンポーネントに依存する3つの連続的照光期
間の一定部分の間ピクセルをオンにする駆動信号を適用
することによって、ピクセルの可視飽和および色相を設
定する。
【0036】映像信号は、例えば、従来技術のコンピュ
ータ・グラフィックス・アダプタ・カード、ビデオ受像
器またはテレビ受像器によって生成されるような従来技
術のアナログ映像信号である。以下に記述される例にお
いては、従来技術のアナログ映像信号が示される。しか
しながら、これは必須ではなく、映像信号は、コンピュ
ータ・グラフィックス・アダプタに供給されるもので
も、あるいは、デジタル・ビデオまたはテレビ受像器に
よって生成されるようなものでもよい。この場合、デジ
タル・グラフィックス・データをアナログ映像信号に変
換するため、または、ピクセルのアナログ駆動回路に分
配されるアナログ・サンプルをデジタル・グラフィック
ス・データから直接導出するため、従来技術の付加的回
路(図示されていない)が提供される。
【0037】図2の(A)は、基板39の表面に2次元ピ
クセル・アレイ102に配列されたピクセルを示す。サ
ンプル導出/分配回路104がまた基板39に形成され
る。この回路は、ビデオ入力部106を経由して受け取
られる映像信号から導出されるアナログ・サンプルをピ
クセル・アレイに分配し、ピクセル・アレイによって要
求される種々のタイミングおよび制御信号を生成する。
信号は、サンプル導出/分配回路からバス(例えば13
1、133)を経由してピクセルへ分配される。
【0038】図3の(C)は、空間光変調器100の電気
的構成を表している。アナログ・サンプリング回路12
2が、映像入力部106を経由して映像信号を受け取
り、映像信号からアナログ・サンプルのストリームを導
出する。アナログ・サンプルは、サンプル分配回路12
4によってピクセル・アレイ102を構成するピクセル
に分配される。各ピクセルは、映像信号の各フレームの
少くとも1つのサンプルを受け取る。サンプルが導出さ
れる位置である映像信号のフレームにおける位置は、図
4の(A)−(D)に図示されるように、ピクセル・アレイ
におけるピクセルの位置に対応する。
【0039】図4の(A)−(D)は、それぞれ映像入力部
106を経由して受け取られる映像信号の3つの連続的
フレームの例を示している。各フレームは、ピクセル・
アレイ102の4行に対応する4本の線に分割して示さ
れている。各線は、ピクセル・アレイの各行における4
つのピクセルに対応する4つのセグメントに分割して示
されている。映像信号の各セグメントに応答してアナロ
グ・サンプリング回路によって生成されたアナログ・サ
ンプルが短い水平線によって示されている。例えば、セ
グメント1231、1232、1233から導出されたア
ナログ・サンプル、すなわち各フレームの2番目の線の
2番目のセグメントは、それぞれ水平線1251、12
2および1253によって示されている。
【0040】ピクセル分配回路124によってアナログ
・サンプルが分配される宛先であるピクセル・アレイ1
02におけるピクセルの行および列番号が図4の(D)に
示されている。例えば、典型的ピクセル112は、ピク
セル・アレイの第2行における2番目のピクセルであ
り、そのようにして、フレームのセグメント1231
1232および1233からそれぞれ導出されたアナログ
・サンプル1251、1252および1253を受け取
る。これらのセグメントは、映像信号の各フレームの第
2の線の4分の1から2分の1に広がるものである。
【0041】図3の(D)は、2次元ピクセル・アレイ1
02におけるピクセル112の電気的構成の概要を示し
ている。残りのピクセルも同じ電気的構成を有する。ピ
クセルは、導線120によってその出力部が電極118
に接続されるアナログ駆動回路114を含む。アナログ
駆動回路は、サンプル選択セクション126および駆動
信号発生器128から成る。サンプル選択セクション
は、(図2の)サンプル分配回路124に接続されるサン
プル入力部127を持つ。映像信号の各フレームの間、
サンプル選択セクションは、サンプル入力部を経由して
映像信号から導出されたアナログ・サンプルを受け取
り、サンプルが駆動信号発生器128によって必要とさ
れる時までサンプルを一時的に記憶する。図4の(E)
は、ピクセル112のサンプル選択セクションに記憶さ
れた図4の(A)−(C)に示されている映像信号の3つの
フレームから導出されたアナログ・サンプルを示してい
る。
【0042】駆動信号発生器128が、前のフレームの
表示期間の間にサンプル選択セクション126に記憶さ
れた各アナログ・サンプルを受け取り、サンプルに応答
して駆動信号を生成して、駆動信号を電極118に適用
する。駆動信号発生器は、上記の表示期間に対応する期
間に駆動信号を生成する。図4の(F)は、図4の(E)に
示されたアナログ・サンプルに応答してアナログ駆動回
路114によって生成された駆動信号の1例を示してい
る。駆動信号の表示期間の各々は、それぞれ持続時間の
等しい照光期間とバランス期間から成る。駆動信号発生
器は、対応するアナログ・サンプルの電圧レベルに比例
する各照光期間の一部分を構成する第1部分期間1TP
に関する状態1の駆動信号を生成する。この点は、例え
ば、図4の(F)の第1部分期間1TPの持続期間を図4
の(E)の対応する電圧レベルと比較することによって、
理解することができる。
【0043】駆動信号は、照光期間の残りの期間を構成
する第2部分期間2TPの間、および、それに続くバラ
ンス期間の第1部分期間1TPの間、状態0に保たれる
ように、生成される。バランス期間の第1部分期間の持
続時間は、駆動信号の状態が1であった照光期間の第1
部分期間の持続期間と等しい。最後に、駆動信号は、バ
ランス期間の残りの期間を構成する第2部分期間2TP
の間状態1に変わる。駆動信号の第1部分期間の持続時
間は、それぞれのサンプルの電圧レベルに依存して、3
つの照光期間の各々毎に異なる。各々の後続のバランス
期間において、駆動信号は第2部分期間の間状態1に保
たれ、従って、その持続期間は照光期間の状態1対して
相補的関係にある。
【0044】図4の(F)に示される例においては、各フ
レームの表示期間は、前のフレームの表示期間の終了の
直後に開始している。図5および図6を参照して後述さ
れる実施形態のようないくつかの実施形態においては、
駆動波形が間欠的に生成され、駆動信号が中立状態で生
成される期間が、連続的な表示期間の間に挿入される。
【0045】上記波形は、双安定特性を持たない電子光
学材料を駆動するために必要とされる波形である。しか
しながら、そのような波形を生成する回路は、以下に記
述されるように、双安定電子光学材料を駆動するために
必要とされる波形を生成するためにも容易に応用するこ
とができる点は当業者に明らかであろう。例えば、上述
された波形を生成することができるアナログ駆動回路
は、回路の出力を容量的にまたは交流でピクセル電極に
接続することによって双安定電子光学材料を駆動するよ
うに適応させることができる。
【0046】図5および図6は、空間光変調器100の
回路の第1の実施形態の詳細を示している。具体的に
は、図5は、映像信号からアナログ・サンプルを導出し
てそのサンプルを個々のピクセルへ分配するサンプル導
出/分配回路104の詳細を示し、図6は、ピクセルの
1つのアナログ駆動回路の詳細を示す。この実施形態に
おいては、図3の(C)に示されたサンプル分配回路12
4の行単位分配機能を実行するサンプル選択回路がピク
セルのアナログ駆動回路に配置されている。アナログ・
サンプリング回路122は、ピクセル・アレイ102の
各列に関するアナログ・サンプルのストリームを生成
し、各ピクセルにおけるサンプル選択回路が、アナログ
・サンプルのストリームから行単位の選択を実行する。
【0047】この実施形態は、図面および説明を単純化
するため、非常に単純化された4×4ピクセル・アレイ
に基づいたモノクロ表示装置に関して記述される。カラ
ー表示装置に対するものとして、この実施形態の1つの
バリエーションが図18および図19を参照して後述さ
れる。
【0048】アナログ・サンプリング回路122が、映
像入力部106を経由して映像信号Yを受け取る。詳細
は後述されるが、ピクセル・アレイ102における各ピ
クセルのアナログ駆動回路は、サンプル入力部および行
選択入力部を有する。例えば、ピクセル112はサンプ
ル入力部150および行選択入力部110を有する。ア
ナログ駆動回路は、種々のタイミングおよび制御信号に
関するランプ入力部および付加的入力部(図示されてい
ない)を更に有する。各アナログ駆動回路は、その上に
重なる電極に駆動信号を供給する。ピクセル・アレイの
各列におけるすべてのピクセルのサンプル入力部が、ア
ナログ・サンプリング回路132のそれぞれの出力部に
接続する列バスに接続する。例えば、典型的ピクセル1
12が位置する第2列のピクセルのサンプル入力部は、
列バス1312に接続している。アナログ・サンプルが
ピクセルの各列によって受け取られる映像信号の各線の
位置は、ピクセル・アレイにおける列の位置に応じて導
出される。映像信号のあらゆる線のアナログ・サンプル
は各アナログ駆動回路のサンプル入力部に供給される。
【0049】ピクセル・アレイ102の各行におけるす
べてのピクセルの行選択入力部は、行セレクタ134の
対応する出力によって駆動される行選択バスに接続す
る。例えば、典型的ピクセル112が位置する第2行に
おけるピクセルの行選択入力部は、行選択バス1332
に接続する。アナログ駆動回路は、その行選択入力部が
例えば状態1である時にのみそのサンプル入力部に存在
するアナログ・サンプルを受け入れることができる。行
セレクタは、映像信号の線の速度で行選択バスを逐次状
態1に設定する。映像信号の各フレームの第1の線の
間、行セレクタは、ピクセルの第1行に接続された行選
択バス1331を状態1に設定し、残りの行選択バスを
状態0に設定する。サンプリング回路132は、第1の
列の列バス1311から始めて順番に、映像信号の第1
の線のアナログ・サンプルを列バスに順次供給する。各
列の列バスは、その列におけるすべてのピクセルにアナ
ログ・サンプルを供給するが、アナログ・サンプルは、
第1の列にあるピクセルによってのみ受け入れられる。
【0050】映像信号の第1の線の終了時に、行セレク
タ134は、ピクセルの第1行に接続された行選択バス
1331を状態0に設定し、第2行に接続された行選択
バス1332を状態1に設定する。サンプリング回路1
32が映像信号の第2の線のアナログ・サンプルを列バ
スに順次供給する時、アナログ・サンプルは第2列にあ
るピクセルによってのみ受け入れられる。ピクセル・ア
レイ102における各ピクセルが映像信号のフレームか
ら導出された異なるアナログ・サンプルを受け取るま
で、行セレクタ134が残りの選択バス1333および
1334を順次状態1に設定しながら、このプロセスが
反復される。
【0051】映像信号からアナログ・サンプルを導出す
るアナログ・サンプリング回路122およびピクセル・
アレイ102におけるピクセルの各々のアナログ駆動回
路のサンプル入力部にアナログ・サンプルを供給するサ
ンプル分配回路124の詳細を以下に記述する。
【0052】映像信号は、映像入力部106からバッフ
ァ増幅器136へ供給される。映像信号のバッファ動作
に加えて、バッファ増幅器は、光変調器100のアナロ
グ駆動回路のダイナミックレンジおよびDCレベル要件
を満たすため、映像信号のダイナミックレンジおよびD
Cレベルを変更することもできる。バッファ増幅器によ
って出力される映像信号Ycがサンプリング回路132
に供給される。代替的にはバッファ増幅器を省略するこ
とも可能である。
【0053】サンプリング回路132は、ピクセル・ア
レイ102の各列毎に1つのサンプル/保有回路から成
る。図面を簡略にするため、1381および1384以外
のサンプル/保有回路は省略されている。サンプル/保
有回路の各々は、信号入力部S、制御入力部Cおよびサ
ンプル出力部Oを持つ。信号入力部は、バッファ増幅器
136によって出力された映像信号Ycを受け取るよう
に接続される。制御入力部Cは、制御線を経由して列セ
レクタ140の対応する出力部に接続している。例え
ば、サンプル/保有回路1381の制御入力部は、制御
線1391を経由して列セレクタ140の出力部1411
に接続している。各サンプル/保有回路のサンプル出力
部Oは、ピクセルのそれぞれの列の列バスに接続してい
る。例えば、サンプル/保有回路1381の出力部は、
第1の列におけるすべてのピクセルのアナログ駆動回路
のサンプル入力部に接続された列バス1311に接続し
ている。
【0054】列セレクタ140は、クロック発生器14
2からクロック信号PIXELを受け取る。クロック信号PIX
ELは、映像信号から取り出されたピクセル率クロック信
号および水平同期信号を含む。クロック発生器の詳細は
後述される。列セレクタは、ピクセル・アレイ102に
おける列の数と数の点で等しい段階を持つシフト・レジ
スタ(図示されていない)から成る。シフト・レジスタの
諸段階の出力部は、制御線を経由して列の順序でサンプ
リング回路132の制御入力部へ接続する。例えば、シ
フト・レジスタの第1段階の出力部1411は、制御線
1391を経由してサンプリング回路132のサンプル
/保有回路1381の制御入力部へ接続する。
【0055】水平同期信号または水平帰線消去信号の末
端部分が、列セレクタ140を構成するシフト・レジス
タをリセットし、このため、その出力1411が制御線
1391に接続された第1段階は状態1に設定され、そ
の他の段階の出力部は状態0に設定される。シフト・レ
ジスタの各段階の出力部が1から0へ変更される都度、
その段階によって制御されたサンプル/保有回路のサン
プル出力部Oが、そのサンプル/保有回路の信号入力部
Sに接続された映像信号のレベルを表現する値へ設定さ
れる。例えば、シフト・レジスタの第1の段階の出力部
1411が1から0へ変わると、サンプル/保有回路1
381のサンプル出力は、先行ピクセル期間の間の映像
信号のレベルを表現する値に設定される。サンプル/保
有回路のサンプル出力は、サンプル/保有回路への制御
入力が状態を変更する時点の映像信号の瞬間的レベルに
等しい値とすることも、あるいは、制御入力がその状態
1にある期間の間の映像信号の頂点、平均またはRMS
レベルに等しい値とすることもできる。あるいは、サン
プル/保有回路のサンプル出力は、サンプル/保有回路
のサンプリング特性に応じて、制御入力がその状態1に
ある期間の映像信号に関連するその他のレベルに設定す
ることも可能である。
【0056】行セレクタ134の構造は列セレクタ14
0と同様である。行セレクタを構成するシフト・レジス
タにおける段階の数は、ピクセル・アレイ102におけ
る行の数と等しい。行セレクタは、クロック発生器14
2からクロック信号LINEを受け取る。クロック信号LINE
は、線速度率クロック信号および映像信号から導出され
る垂直同期信号を含む。行セレクタは垂直同期信号の末
端部分によってリセットされ、線速度率クロック信号に
よってクロックされる。従って、行セレクタは、映像信
号の線速度率でピクセルの行を連続的に起動する。
【0057】クロック発生器142は、映像入力部10
6から映像信号を受け取り、アナログ・サンプリング回
路122、空間光変調器100のアナログ駆動回路、ラ
ンプ発生器144およびLED駆動期67によって要求
れる種々のクロックおよび制御信号を発生させる。適切
なクロック発生器は当業界において周知でであるから、
クロック発生器142についての詳細は本明細書にいて
記述しない。クロック発生器は、ピクセル・アレイ10
2におけるアナログ駆動回路への分配のためバス112
を経由して制御信号SEL、CLE、ILLUMおよびBALを供給す
る。
【0058】クロック発生器142は、そのクロックお
よび制御信号生成の一部として、映像信号から垂直およ
び水平同期信号を抽出する。映像信号がそのような同期
信号を有していない場合、クロック発生器は、映像信号
に含められるている映像信号のフレームおよび線の開始
を標示する代替的情報から同期信号を導出する。LED
駆動器67は、クロック発生器142から制御信号を受
け取り、空間光変調器10を照光するように制御信号に
応答してLED69−71(図1)を駆動する。LEDに
適用される駆動信号と空間変調器に適用される制御信号
の間のタイミング関係は後述される。
【0059】映像信号の各フレームに関して、ランプ発
生器144は、各々が照光期間に等しい期間を持つ2つ
の連続したランプ信号を生成する。例えば、ランプ発生
器は、垂直同期パルスの終端部に応答して第1のランプ
信号を生成し、第1のランプ信号の終端部に応答して第
2のランプ信号を生成する。図面においてランプ信号が
線形の傾斜を持つように描写されているけれども、非線
形傾斜が単純で効果的なガンマ補正を提供するので、ラ
ンプ信号の傾斜は好ましくは非線形である。ガンマ補正
は、人間の目によるピクセルの可視輝度の非線形知覚を
補正するために必要とされる。
【0060】適切な非線形ランプ信号はメモリを使用し
て生成されることができる。ピクセル・クロック信号を
分割することによって得られるクロック信号のようなク
ロック信号の各サイクルに対応するランプ信号のレベル
を定義する値がメモリに記憶される。次に、メモリがク
ロック信号でクロックされ、メモリから読み出される連
続した値がアナログ・ランプ信号に変換される。デジタ
ルまたはアナログ手段によって適切な非線形ランプ信号
を生成するその他の手法は当業界において周知である。
ランプ発生器は、アレイにおけるピクセルのアナログ駆
動回路への分配のため、バス113を経由してピクセル
・アレイ102へランプ信号を供給する。
【0061】ランプ発生器144によって生成されたラ
ンプ信号が、低状態で始まって高状態に増加するよう
に、図9の(D)および図14の(J)に示されている。し
かし、これは必須ではない。ランプ信号は、高い状態で
始まって、低い状態へ向かって減少することもできる。
更に、ランプ信号は低い状態で開始して、照光期間の間
に高い状態へ増加して、後続のバランス期間に低い状態
へ減少することもできるし、あるいはその逆の場合もあ
り得る。
【0062】ピクセル・アレイ102のピクセルの各々
の本発明に従ったアナログ駆動回路の第1の実施形態が
図6に示されている。アナログ駆動回路は、図5に示さ
れた典型的ピクセル112の典型的アナログ駆動回路1
14を参照して記述される。このピクセルは、ピクセル
・アレイの第2行の第2番目のピクセルである。ピクセ
ル・アレイのその他のピクセルのアナログ駆動回路も同
等であるが、各々が列バスと行セレクタ・バスの異なる
組合せに接続している点が相違する。
【0063】映像信号の各フレームの間に、アナログ駆
動回路114は、映像信号から導出されたアナログ・サ
ンプルを受け取り、アナログ・サンプルに応答して駆動
信号を生成して、その駆動信号をピクセル電極118へ
適用する。このアナログ駆動回路実施形態は、サンプル
選択セクション126と駆動信号発生器128から構成
されていると見なすことができる。サンプル選択セクシ
ョンは、列バス131 2上のアナログ・サンプルから当
該ピクセルに関するアナログ・サンプルを選択して、そ
のアナログ・サンプルを記憶する。駆動信号発生器が、
駆動信号を生成して、その駆動信号をピクセル電極11
8に適用する。
【0064】サンプル選択セクション126は、サンプ
リング回路132によって列バス1312上に置かれた
アナログ・サンプルからピクセル112によって表示さ
れるべき映像信号のアナログ・サンプルを選択して記憶
する。サンプル選択セクションは、また、記憶されたア
ナログ・サンプルを駆動信号発生器128へ供給する。
アナログ駆動回路114のサンプル入力部150が列バ
ス1312に接続している。また、サンプル選択トラン
ジスタ152の電流ドレインがサンプル入力部に接続し
ている。サンプル選択トランジスタのゲートが、行選択
入力部110を経由して、ピクセル・アレイの第2の行
に位置するすべてのピクセルに接続している行選択バス
1332に接続している。サンプル選択トランジスタの
ソースは、サンプル記憶コンデンサ154の1つの電極
に接続している。サンプル記憶コンデンサのその他の電
極は一定電圧源(例えばアース)に接続している。
【0065】サンプル記憶コンデンサ154とサンプル
選択トランジスタ152の間のノードは、サンプル出力
トランジスタ156のソースに接続している。サンプル
出力トランジスタのゲートは、クロック発生器142に
よって生成され、ピクセル・アレイ102を構成してい
るすべてのピクセルのアナログ駆動回路のサンプル出力
トランジスタのゲートへサンプル出力バス158によっ
て分配されるサンプル出力制御信号SELに接続してい
る。
【0066】駆動信号発生器128について以下記述す
る。サンプル出力トランジスタ156の電流ドレイン
は、ランプ・コンデンサ160の電極159に接続して
いる。ランプ・コンデンサの電極161は、ランプ発生
器144(図5)によって生成され、ピクセル・アレイ1
02を構成しているすべてのピクセルのアナログ駆動回
路のランプ・コンデンサへランプ・バス162によって
分配されるRAMP信号に接続している。
【0067】ランプ・コンデンサ160の電極159
は、また、リセット・トランジスタ164の電流ドレイ
ンおよびインバータ166の入力部に接続している。リ
セット・トランジスタのソースは、例えばアースのよう
な一定電圧ソースに接続している。リセット・トランジ
スタのゲートは、クロック発生器142によって生成さ
れ、ピクセル・アレイ102を構成しているすべてのピ
クセルのアナログ駆動回路のリセット・トランジスタへ
リセット・バス168によって分配されるリセット制御
信号CLEに接続している。
【0068】インバータ116は、PMOSトランジス
タ170ならびにNMOSトランジスタ172、相互に
接続しまたインバータ入力部へ接続された複数のゲー
ト、相互に接続しまたインバータ入力部へ接続された電
流ドレイン、および、高/低の一定電圧レベルV+/V
‐にそれぞれ接続されたソースから構成される。これら
の一定の電圧レベルは、例えば、プラスの電力供給源お
よびアースである。
【0069】インバータ166の出力は、インバータ1
74の入力および照光セレクタ・トランジスタ176の
ソースに接続される。インバータ174の構造は、イン
バータ166と同一である。インバータ174の出力
は、バランス・セレクタ・トランジスタ178のソース
に接続される。
【0070】セレクタ・トランジスタ176、178の
電流ドレインは、相互にかつ導線120によって電極1
18に接続される。セレクタ・トランジスタ176、1
78のゲートは、それぞれILLUM制御信号およびBAL制御
信号に接続される。ILLUMおよびBAL制御信号は、クロッ
ク発生器142によって生成され、ピクセル・アレイ1
02を構成しているすべてのピクセルのアナログ駆動回
路のセレクタ・トランジスタのゲートへそれぞれバス1
80、182によって分配される。図2の(B)で示され
た共通電極33は、高低一定電圧ソースの間のほぼ中間
の一定電圧ソースV+/2に接続される。
【0071】本発明に従った空間光変調器100の上記
実施形態の動作の詳細を図5および図6を参照して以下
記述するが、図7、図8および図9のタイミング図をも
併せて参照する。図7の(A)は、空間光変調器の上記実
施形態の基本動作を示している。この場合、フレーム1
のアナログ・サンプルはフレーム1のピクチャ期間の間
にロードされ、フレーム1のアナログ・サンプルに応答
して、フレーム2のピクチャ期間の間に表示動作が実行
される。映像信号のフレームの各々は、垂直帰線消去期
間VBとピクチャ期間に分割される。フレーム1のピク
チャ期間の間に、映像信号のフレーム1から導出された
アナログ・サンプルは、ピクセル・アレイ102におけ
る各ピクセルのアナログ駆動回路のサンプル記憶コンデ
ンサ154にロードされる。このプロセスは図8の(A)
−(R)を参照して後述される。同時に、表示動作は前の
フレーム0のアナログ・サンプルに応答して実行され
る。
【0072】フレーム2の垂直帰線消去期間の間に、各
ピクセルのサンプル記憶コンデンサに記憶されたフレー
ム1のアナログ・サンプルはピクセルのランプ・コンデ
ンサへ転送される。次に、フレーム2のピクチャ期間の
間に、ピクセル・アレイにおける各ピクセルのランプ・
コンデンサへ転送されたアナログ・サンプルに応答して
表示動作が実行される。同時に、フレーム2のアナログ
・サンプルは、ピクセルのサンプル記憶コンデンサーに
ロードされる。
【0073】図7の(B)には、LED駆動器67による
LED69−71に供給された電流の波形が示されてい
る。各照光期間の間、LED駆動器67はLED69−
71に電流を供給し、その結果、LEDが空間光変調器
100を照光する。照光期間に続くバランス期間および
照光期間の前の垂直帰線消去期間の間、LED駆動器は
LEDをオフにする。照光期間の間、ピクセル・アレイ
102を構成しているすべてのピクセルのアナログ駆動
回路は、ピクセルによって反射される光の強度を変調す
るためそれぞれのピクセル電極に適用されるべき駆動信
号の照明シーケンスを同時に生成する。空間光変調器が
照光されていない各バランス期間の間、すべてのピクセ
ルのアナログ駆動回路は駆動信号のバランス・シーケン
スを同時に生成する。駆動信号のバランス・シーケンス
は、駆動信号の照明シーケンスに対して相補的であっ
て、ピクセルのDCバランスを復元する。駆動信号の詳
細は図9を参照して後述される。
【0074】ILLUMおよびBAL制御信号の波形が図7の
(C)および(D)示されている。各フレーム期間の開始時
点の垂直帰線消去期間の間に、クロック発生器142
は、状態0のそれら2つの制御信号を生成する。従っ
て、セレクタ・トランジスタ176および178はオフ
であり、ピクセル電極118上の電圧は、共通電極33
(図2のB)上の電圧とほぼ等しい。クロック発生器14
2は、LED駆動器67がLED69−71に電流を供
給する時はいつでも、状態1のILLUM制御信号を生成す
る。ILLUM制御信号は、電極118をインバータ166
の出力部に接続する照明セレクタ・トランジスタ176
をオンにする。次のブランキング期間の間、LED駆動
器はLEDに電流を供給せず、クロック発生器は、図7
の(D)に示されているように、状態1のBAL制御信号を
生成する。これは、電極118をインバータ174の出
力部に接続するバランス・セレクタ・トランジスタ17
8をオンにする。
【0075】映像信号のフレームのアナログ・サンプル
がピクセル・アレイ102における各ピクセルのアナロ
グ駆動回路のサンプル記憶コンデンサ154にロードさ
れるプロセスを図5、図6および図8を参照して以下に
記述する。図8の(A)−(D)は、映像信号の1つのフレ
ームのピクチャ期間の間のサンプル/保有回路1381
−1384の制御入力部に接続された制御線1391−1
394の制御信号波形をそれぞれ示す。
【0076】図8の(E)は、バッファ増幅器136から
サンプル/保有回路1381−1384の信号入力部へ供
給された映像信号Ycの波形の1例を示している。図8
の(F)−(I)は、それぞれ、列バス1311−1314
供給されたサンプル/保有回路1381−1384のサン
プル出力を示す。例えば、図8の(G)は、ピクセル11
2のアナログ駆動回路114のサンプル入力部150に
接続した列バス1312上のサンプル波形を示す。制御
線1392上の制御信号が状態1になる時サンプリング
が開始される。制御信号がこの状態にある時、列バス1
312に接続されたサンプル/保有回路1382の出力
は、図8の(E)に示される条件づけられた映像信号波形
に従う。制御線1392上の制御信号が状態0に戻る
時、サンプル/保有回路1382は、制御信号の移行の
時点における条件づけられた映像信号のレベルに列バス
1312のレベルを保つ。列バス上のレベルは、制御線
1392上の制御信号が次に条件づけられた映像信号の
次の線に沿って4分の1状態1に進むまで、このレベル
にとどまる。
【0077】図8の(J)−(M)は、行選択バス1331
−1334上の制御信号の波形をそれぞれ示している。
制御信号の各々は、映像信号の1つの線の期間の間状態
1にあり、フレームの残りの期間状態0にあるように示
されている。しかしながら、行選択制御信号が、それら
の線の開始時点ではなく、その後に一度に状態1に切り
替えることもできる。
【0078】図8の(O)−(R)は、ピクセル・アレイ1
02の第2行におけるピクセル184、112、185
および186のアナログ駆動回路のサンプル記憶コンデ
ンサ上の波形を示している。映像信号の第2の線のアナ
ログ・サンプルはこれらのピクセルによって受け入れら
れる。映像信号の第2の線の間、ピクセル112に接続
している行選択バス1332の制御信号が状態1にあ
る。制御信号は、サンプル記憶コンデンサ154をサン
プル入力部150に接続するサンプル選択トランジスタ
152をオンにする。この結果、先ず、サンプル記憶コ
ンデンサ上の電圧が列バス1312上の電圧に変わり、
次に、列バス上の電圧に従い、最後に、列バスを駆動す
るサンプル/保有回路の出力がその「保有」モードに進
む時一定電圧に到達する。
【0079】例えば、図8の(P)に示されるように、行
選択バス1322上の制御信号が第2の線の開始時点で
状態1に変わる時、アナログ駆動回路114のサンプル
記憶コンデンサ154上の電圧は列バス1312上のレ
ベルに変わる。次に、サンプル記憶コンデンサ上の電圧
が、図8の(G)に示されるように、列バス1312上の
電圧変化に従う。これらの電圧変化は、サンプル/保有
回路1382が条件つき映像信号の第2の線の第2の4
分の1のサンプリングを行う結果として、発生する。最
後に、サンプル記憶コンデンサ上の電圧は、第2の線の
第2の4分の1の最後にサンプル/保有回路1382
出力部によって保持されるレベルに対応する一定のレベ
ルに到達する。サンプル記憶コンデンサ上の電圧は、図
8の(B)に示される制御波形の降下末端部の時点に、こ
の条件に到達する。
【0080】図8の(O)、(Q)および(R)は、(図8の
Kに示された)行セレクタ・バス1332に関する制御信
号が状態1で、フレームのその他の3線の間一定に保た
れる時、アレイの第2の行のピクセル184−186の
サンプル記憶コンデンサ上の電圧がどのように列バス1
311、1313および1314上の電圧変化に従うかを
示している。
【0081】映像信号の第2の線の終了時には、行セレ
クタ・バス1332上の制御信号は、状態1から状態0
へ変わる。この状態において、行セレクタ・バス上の制
御信号は、サンプル選択トランジスタ152をオフにし
て、サンプル記憶コンデンサ54をサンプル入力150
から切り離す。結果として、サンプル記憶コンデンサの
電圧は、図8の(P)に示されるように、行セレクタ・バ
ス上の制御信号が状態を変更した時点に得たレベルに固
定されたままとなる。アレイの第2の行におけるピクセ
ル184−186におけるサンプル記憶コンデンサ上の
電圧もまた、行セレクタ・バス1332の制御信号が状
態0に変わる時固定される。
【0082】映像信号のその他の3つの線の間、映像入
力部において受け取った映像信号の線に対応する行選択
バス1331、1333および1334の1つの上の制御
信号が状態1に変わる。この結果、ピクセル・アレイの
対応する行におけるピクセルのサンプル記憶コンデンサ
上の電圧は、列バス1311−1314に現れる電圧レベ
ルに従う。映像信号の各線の最後において、ピクセル・
アレイの対応する行に接続された行選択バス1331
1334の1つの上の制御信号が状態0に変わる。これ
によって、その列におけるピクセルのサンプル記憶コン
デンサに保持される電圧は、次のフレームの対応する線
まで固定されたままとなる。
【0083】各アナログ駆動回路の駆動信号発生器12
8がサンプル記憶コンデンサ154に記憶されるアナロ
グ・サンプルを駆動信号に変換するプロセスを、図9お
よび図6を参照して以下に記述する。駆動信号は、アナ
ログ・サンプルの値に依存する状態1持続期間を持ち、
その後ピクセルのDCバランスを元に戻す。図9の(A)
−(G)は、図7の(A)に示された垂直帰線消去期間およ
びフレーム1表示期間を構成する照光期間ならびにバラ
ンス期間の間に起きるイベントを示している(ただし図
7と時間軸の寸法が異なる)。
【0084】図9の(A)は、LED69−71を通過す
る電流の波形を示している。照光期間より前の垂直帰線
消去期間の間、図9の(A)に示されるように電流はLE
Dを流れてなく、図9の(D)に示されるように、ランプ
発生器の出力はその最小限状態にあり、ILLUMおよびBAL
両信号はともに状態0にあり、セレクタ・トランジスタ
176および178はともにオフ状態にある。従って、
ピクセル電極118上の電圧は、共通電極33(図2の
B)上の電圧にほぼ等しい。垂直帰線消去期間VBの開
始点において、図9の(B)に示されるリセット信号がリ
セット・トランジスタ164をオンにする。図9の(E)
の符号187において示されるように、リセット・トラ
ンジスタは、ランプ・コンデンサ160からフレーム0
のアナログ・サンプルを放出する。この時、ランプ・コ
ンデンサはサンプル記憶コンデンサから電荷を受け取る
準備ができている。
【0085】リセット・トランジスタ164がオフとな
った後、図9の(C)に示される出力選択制御信号SEL
は、サンプル出力トランジスタ156をオンに切り替え
る。これは、記憶コンデンサ154を,放電状態にある
ランプ・コンデンサ160と並列的に接続する。電荷の
共有が発生し、ランプ・コンデンサ上の電圧は、図9の
(E)の符号188によって示されるように急速に増加す
る。ランプ・コンデンサ上の電圧が上昇する電圧レベル
は、ランプ・コンデンサに接続される前のサンプル記憶
コンデンサにおける電荷に比例する。出力選択制御信号
SELは、図9の(C)に示されるように、垂直帰線消去期
間の終了時までには、サンプル出力トランジスタをオフ
に切り替える。これは、ランプ・コンデンサをサンプル
記憶コンデンサから分離する。
【0086】電荷共有の結果としてランプ・コンデンサ
の上の電圧が上昇したにもかかわらず、ランプ・コンデ
ンサ160の電極159上の電圧は、垂直帰線消去期間
の終了時には、インバータ166のしきい値電圧より低
い。しきい値電圧は図9の(E)の線189によって標示
されている。この結果、図9の(F)に示されるように、
インバータ166の出力電圧はその高い状態を続ける。
しかしながら、ピクセル電極118はインバータ166
および174の両者の出力から切り離されるので、ピク
セル電極118上の電圧は、図7の(G)に示されるよう
に、共通電極33に適用された電圧に等しい。
【0087】照光期間は、垂直帰線消去期間VBの終了
時に開始する。照光期間の開始を明示する垂直同期パル
スの終端部分に応答して、クロック発生器142は、図
9の(A)に示されるようにLED駆動器67を介してL
ED69−7に電流を通し、ILLUM制御信号を状態1に
設定し、ランプ発生器144を介して図9の(D)に示さ
れるランプ波形の生成を開始する。
【0088】図7の(C)に示されているILLUM制御信号
は、電極118をインバータ166の出力に接続する照
光選択トランジスタ176をオンにする。これは、電極
上の電圧を、図9の(F)に示されているインバータ16
6の出力上の電圧に、すなわち図9の(G)に示されてい
る状態1に設定し、照光期間の第1部分期間の開始を標
示する。図7の(D)に示されているBAL制御信号は、バ
ランス選択トランジスタをオフに保つ。
【0089】ランプ発生器144によって生成されるラ
ンプ信号RAMPは、ランプ・コンデンサ160の電極16
1に適用される。第1部分期間の進行とともに、ランプ
信号によって、ランプ・コンデンサの電極159上の電
圧は、図9の(D)における線190によって示されるよ
うに、ランプ信号と歩調を合わせて増加する。符号19
1の点において、ランプ・コンデンサの電極159上の
電圧はインバータ166のしきい値電圧に達し、インバ
ータの出力は、図9の(F)の符号192で示されるよう
に、状態0に変わる。ピクセル電極118が照光選択ト
ランジスタ176によってインバータの出力部に接続さ
れているので、図9の(G)に示されているように、電極
上の電圧も低い状態に変わる。これは、照光期間の第1
部分期間の終了および第2部分期間の開始を標示する。
ピクセル電極は、図9の(A)に示される照光期間の残り
の第2部分期間の間状態0を保つ。
【0090】照光期間の終了時点において、図9の(D)
に示されるように、RAMP信号はリセットされ、ランプ・
コンデンサの電極159上の電圧は、インバータ166
のしきい値電圧より下のレベルに急速に落ちる。これに
よって、インバータ166の出力は、図9の(F)に示さ
れるように、状態1に戻る。それに加えて、ILLUM制御
信号およびBAL制御は、それぞれ図7の(C)および(D)
に示されるように、状態を変更する。これは、照明セレ
クタ・トランジスタ176をオフに変え、バランス・セ
レクタ・トランジスタ178をオンに変え、従って、ピ
クセル電極に対する接続がインバータ166の出力部か
らインバータ174の出力部へ移る。インバータ166
の出力が状態1にある時インバータ174の出力は状態
0にある。従って、バランス期間の第1部分期間の間、
図9の(G)に示されるように、ピクセル電極は状態0を
維持する。
【0091】ランプ・コンデンサの電極159のレベル
がもう一度インバータ166のしきい値電圧188に達
する時、図9の(F)の線194で示されるように、イン
バータ166の出力は状態を変更する。インバータ17
4の出力も状態を変更するので、その結果、図9の(G)
に示されるように、ピクセル電極118上の電圧は状態
0から状態1へ変わる。これは、バランス期間の第1部
分期間の終了および第2部分期間の開始を標示する。ピ
クセル電極上の電圧は、図9の(A)に示されるバランス
期間の残りの第2部分期間の間状態1を維持する。
【0092】ランプ波形はバランス期間の終了時にその
最小限の状態に戻り、図9の(B)に示されるリセット信
号はリセット・トランジスタ164をもう一度オンに切
り替えてフレーム1のアナログ・サンプルを放電する。
バランス期間の終了時点において、図7の(C)および
(D)に示されるように、BAL制御信号は状態0に戻り、I
LLUM制御信号はその状態0を保つ。BAL制御信号の状態
の変化は、図9の(G)に示されるように、ピクセル電極
118をインバータから再び分離する。
【0093】空間光変調器が照光された照光期間の間ピ
クセル電極に適用された駆動信号は状態1であったが、
バランス期間の第1部分期間に対して相補的である第2
部分期間の間駆動信号は状態1にある。従って、電極1
18上の電圧は表示期間のうちの等しい部分期間におい
て状態1および状態0に設定され、これによってピクセ
ルのDCバランスが維持される。
【0094】ピクセル電極118が状態1を維持する照
光期間の第1部分期間の持続期間は、ランプ・コンデン
サ160がサンプル記憶コンデンサ154との共有電荷
によって荷電された初期電圧に依存する。サンプル記憶
コンデンサに記憶されたアナログ・サンプルの電圧が映
像信号のダイナミックレンジの最大値に対応するとイン
バータ166がほぼ即座に状態を変更するように、バッ
ファ増幅器136によって生成される映像信号YcのD
Cレベルならびにダイナミックレンジ、ランプ信号の電
圧レンジ、およびインバータ166のしきい値電圧が設
定される。一方、インバータは、サンプル電圧が映像信
号のダイナミックレンジの最小値となる照光期間の終了
時まで、状態を変更しない。
【0095】図9の(F)および(G)における点線196
および197は、アナログ・サンプルのレベルが図7の
(E)の点線のように低レベルにある時インバータ166
およびピクセル電極118の出力の状態1が比較的長く
持続することを示している。次のバランス期間において
ピクセル電極の状態0が等しい長さ持続することが、図
7の(G)の点線198によって示されている。
【0096】アナログ駆動回路の上記の実施形態および
後述される実施形態において、ピクセル電極を駆動する
諸段階は、映像信号の1つのフレームにつき2回だけ状
態を変更することが求められるにすぎない。この結果、
アナログ駆動回路の電力消費は、同等の処理性能のデジ
タル駆動回路より少ない。更に、デジタル駆動回路を使
用する表示装置に比較して、アナログ駆動回路を持つ表
示装置の性能は、電子光学材料の切り替え速度に対する
依存度が少ない。
【0097】上述のアナログ駆動回路において、照光期
間の間にピクセル電極118に適用される駆動信号の第
1部分期間の持続時間とサンプル記憶コンデンサ154
に記憶されるアナログ・サンプルの転送関係は、インバ
ータ166のしきい値電圧に依存する。しきい値電圧
は、実施プロセスに依存するが、波形ごとに、同じウェ
ハース上のピクセル・アレイごとに、および、同じピク
セル・アレイにおけるアナログ駆動回路ごとに相違する
可能性がある。現在の処理技術では、このようなしきい
値電圧変動が空間光変調器100のグレースケール解像
度を約4ビットに制限する。大部分のグラフィックス/
ビデオ・アプリケーションは、これより大きいグレース
ケール解像度を必要とする。
【0098】図10は、しきい値電圧変動の影響を減少
させるアナログ駆動回路の第1の実施形態の1つのバリ
エーションを示している。図10の実施形態において、
図6に示された実施形態の場合に対応するエレメントに
は同じ参照符号がふられている。図10に示されている
実施形態に対してアナログ・サンプルおよび制御信号を
提供するサンプル導出/分配回路は、図5の実施形態と
同じであるので、ここでは説明を省略する。
【0099】図10に示されているアナログ駆動回路の
実施形態においては、サンプル選択セクション126
は、図6で示された実施形態のものと同じである。駆動
信号発生器128において、インバータ166の入力
は、カップリング・コンデンサ201によってランプ・
コンデンサ160の電極159に接続される。駆動信号
発生器128は、オフセット補正トランジスタ203を
付加的に含む。この電流ドレインおよびソースはインバ
ータ166の入力部および出力部にそれぞれ接続されて
いる。オフセット補正トランジスタのゲートは、オフセ
ット補正制御信号O/SCORRに接続している。オフセット
補正制御信号はクロック発生器142によって生成さ
れ、ピクセル・アレイ102を構成しているすべてのピ
クセルのアナログ駆動回路のオフセット補正トランジス
タのゲートへバス205によって分配される。
【0100】更に、リセット・トランジスタ164のソ
ースが基準信号SCLEARに接続している。この基準信号は
クロック発生器142によって生成され、ピクセル・ア
レイ102を構成しているすべてのピクセルのアナログ
駆動回路のリセット・トランジスタのソースへバス21
1によって分配される。図11の(C)に示されるよう
に、基準信号SCLEARは、インバータ166の所望のしき
い値電圧と等しい高状態VREFおよび低電圧レベルV-に近
い低状態という2つの状態を持つ。1つの実施形態にお
いて、基準信号SCLEARの高い状態は、高電圧V+と低電圧
V-の中間である。
【0101】図10の実施形態の動作は、図6に示され
た実施形態と同様である。しかし、各々の垂直帰線消去
期間VBの開始時点において、オフセット補正制御信号
O/SCORRおよびクリア制御信号CLEARが、それぞれ図11
の(A)および(B)に示されるように、オン状態にされて
いる。加えて、垂直帰線消去期間の開始時点において、
基準信号SCLEARは、図の11の(C)に示されるように、
高状態VREFに切り替わる。オフセット補正制御信号は、
オフセット補正トランジスタ203をオンにして、イン
バータ166の入力部および出力部を相互接続させる。
インバータの出力部をその入力部に接続することによっ
て、インバータの入力部上の電圧およびカップリング・
コンデンサ201の電極207上の電圧が正確にインバ
ータのしきい値電圧に設定される。クリア制御信号CLEA
Rはリセット・トランジスタ164をオンにする。リセ
ット・トランジスタは、カップリング・コンデンサ20
1の電極209を高状態にある基準信号SCLEARに接続す
る。リセット・トランジスタおよびオフセット補正トラ
ンジスタは、連動して、インバータの実際のしきい値電
圧と所望のしきい値電圧VREFの間の差に等しい値にカッ
プリング・コンデンサ201上の電圧を設定する。
【0102】垂直帰線消去期間VBの途中で、図11の
(B)に示されるように、制御信号O/SCORRはオフ状態に
される。これはオフセット補正トランジスタ203をオ
フにするが、カップリング・コンデンサ201上の電圧
は維持される。同時またはわずかに後に、図11の(C)
に示されるように、基準信号SCLEARはその低状態V-に切
り替わる。制御信号CLEはまだ出されていて、また、リ
セット・トランジスタ164はなおオンとされているの
で、ランプ・コンデンサ160は、リセット・トランジ
スタを介して低電圧状態に放電する。ランプ・コンデン
サが完全に放電するために必要な十分な時間が経過した
後、制御信号CLEは止められ、リセット・トランジスタ
164がオフにされる。
【0103】リセット・トランジスタ164がオフにさ
れた後、制御信号SELは、図11の(D)に示されるよう
に、発信される。これによって、セレクタ・トランジス
タ156はオンにされる。図9の(E)を参照して前述し
たように、サンプル記憶コンデンサ154とランプ・コ
ンデンサ160の間で電荷共有が発生する。ランプ・コ
ンデンサをサンプル記憶コンデンサから分離するため、
垂直帰線消去期間VBの終了の前に制御信号SELはオフ
状態にされる。
【0104】表示期間を構成する照光期間およびバラン
ス期間の間の部分を生成する駆動信号の動作は、図9の
(E)−(G)を参照して記述された前述の動作と同様であ
る。ランプ電圧がランプ・コンデンサの電極161に適
用される時、ランプ・コンデンサの電極159上の電圧
が基準信号SCLEARの高状態VREFと等しい電圧に達する
時、インバータ166は、インバータ166の実際のし
きい値電圧に関係なく、その状態を変更する。同様のこ
とが、ピクセル・アレイ102におけるすべてのピクセ
ルのアナログ駆動回路のインバータ166にあてはま
る。インバータ166の効果的しきい値電圧におけるこ
のような整合性の向上は、本発明に従った空間光変調器
の本実施形態のグレースケール解像度を8ビット増加さ
せる。
【0105】図10を参照して上述したアナログ駆動回
路の実施形態は3つのコンデンサを含む。今日の製作技
術を使用するこれらコンデンサによって占められるシリ
コンの領域が各アナログ駆動回路の領域の大部分を占
め、所与のサイズの1つのダイの上に提供されるピクセ
ルの数を制約する。また、空間光変調器は、合計すれば
映像信号のピクチャア期間の2分の1の間照光される。
垂直帰線消去期間がフレーム期間の約8%であるので、
照光効率は約46%である。空間光変調器の照光効率を
50%という理論的な最大値に増加させ、アナログ駆動
回路あたりのコンデンサの数を2に減少させることがで
きれば望ましい。
【0106】図12および図13には、本発明に従うア
ナログ駆動回路の第2の実施形態が示されている。この
実施形態は、サンプルのロードと表示動作を同時に実行
し、それによって、アナログ駆動回路あたりの必要コン
デンサ数を2にとどめながら、50%という照光効率の
達成を可能にする。駆動信号発生器からのコンデンサを
除去し、インバータ・オフセット問題に対して追加のコ
ンデンサを必要としない解決策を採用することによっ
て、コンデンサの数は減少する。従って、この実施形態
は、所与のダイ・サイズ上でピクセルの数が図5、図6
および図8で示された実施形態より多い空間光変調器の
部分を形成することができる。
【0107】図12は、映像入力部106を経由して受
け取られた映像信号からアナログ・サンプルを導出し
て、ピクセル・アレイを構成するピクセルのアナログ駆
動回路にアナログ・サンプルを分配するサンプル導出/
分配回路204を示す。更に、この回路はアナログ駆動
回路を制御する制御信号を生成する。図5のサンプル導
出/分配回路104に対応するサンプル導出/分配回路
204のエレメントは、同じ参照符号で示されていて、
ここでは説明を省略する。
【0108】同様のエレメントは、図5の参照符号に1
00を加えた符号で識別されている。サンプル導出/分
配回路の図5の形態との主な相違点は、行セレクタ13
4とピクセル・アレイ202の間に奇/偶フレーム・セ
レクタ235が挿入配置されていることと、ピクセル・
アレイにおけるピクセルの各行に対して奇数フレーム選
択バスおよび偶数フレーム選択バスが備えられているこ
とである。
【0109】図13を参照して以下に詳述されるよう
に、ピクセル・アレイ202における典型的ピクセル2
12のアナログ駆動回路214は、サンプル入力部、奇
数フレームならびに偶数フレーム行選択入力部、ランプ
入力部、偶数ならびに奇数サンプル選択入力部および比
較器検出制御入力部を有する。アナログ駆動回路は、駆
動信号をそれに重なるピクセル電極218に供給する。
ピクセル・アレイを構成する残りピクセルも同様であ
る。ピクセル・アレイの各列におけるすべてのピクセル
のサンプル入力部は、サンプリング回路132のそれぞ
れの出力部に接続された列バスに接続されている。例え
ば、ピクセル・アレイの第1の列におけるピクセルのサ
ンプル入力部は、列バス1311に接続されている。ピ
クセルの各列によって受け取られるアナログ・サンプル
を導出する映像信号の各線の位置は、ピクセル・アレイ
202におけるその列の行位置に依存する。
【0110】ピクセル・アレイ202の各行におけるす
べてのピクセルの奇数フレーム行選択入力部は、それぞ
れの奇数フレーム行選択バスに接続され、ピクセル・ア
レイの各行におけるすべてのピクセルの偶数行選択入力
部は、それぞれの偶数フレーム行選択バスに接続され
る。例えば、ピクセル212が位置するピクセル・アレ
イの第2の行のピクセルの奇数フレーム行選択入力部
は、奇数フレーム行選択バス133O2に接続し、第2
の行のピクセルの偶数フレーム行選択入力部は、偶数フ
レーム行選択バス133E2に接続している。
【0111】奇数ならびに偶数フレーム行選択バスは、
奇数/偶数フレーム・セレクタ235のそれぞれの出力
部に接続している。奇数/偶数フレーム・セレクタは、
ピクセル・アレイ202の各行に対応する1つの入力部
と2つの出力部を持つ。行選択バスは、行セレクタ13
4の各出力部を奇数/偶数フレーム・セレクタの対応す
る入力部に接続する。例えば、行選択バス1332は、
奇数ならびに偶数フレーム行選択バス133O2および
133E2に接続した出力部に対応する奇数/偶数フレ
ーム・セレクタの入力部に行セレクタの第2の出力部を
接続する。アナログ駆動回路は、その行選択入力部のう
ちの1つが例えば状態1にある時にのみ、そのサンプル
入力部に存在する映像信号のアナログ・サンプルを受け
取ることができる。映像信号の各フレームの開始時に、
行セレクタ134は、行選択バス1331を状態1に設
定し、残りの行選択バスを状態0に設定する。従って、
映像信号の各フレームの第1の線のアナログ・サンプル
が受け取られる時、これらのアナログ・サンプルは、第
1の行のピクセルによって受け取られることができる。
【0112】奇数/偶数フレーム・セレクタ235は、
ピクセルの各行に対して2入力ゲート・ペアから構成さ
れる。各ペアを構成するゲートのうちの1つの出力部
は、その行の奇数フレーム選択バス133Onに接続
し、それらゲートのもう一方の出力部はその行の偶数フ
レーム選択バス133Enに接続する(ただしnは行番号
である)。ペアを構成しているゲートの各々の第1の入
力部は、ピクセルの行に対応する行選択バス133n
接続している。それらゲートのうちの1つの第2の入力
部は、奇数フレーム制御バス237を経由して受け取ら
れる奇数フレーム制御信号に接続している。ゲートのも
う一方の入力部は、偶数フレーム制御バス239を経由
して受け取られる偶数フレーム制御信号に接続してい
る。奇数フレームならびに偶数フレーム制御信号はクロ
ック発生器242によって生成される。奇数フレーム制
御信号は、例えば映像信号の奇数番号フレームの間状態
1にあり、偶数番号フレームの間状態0にある。偶数フ
レーム制御信号は奇数フレーム制御信号の逆である。
【0113】このような構成によって、奇数/偶数フレ
ーム・セレクタ235は、その行選択入力が状態1にあ
る行以外のすべての行の奇数ならびに偶数行選択バスを
状態0に保つ。その行選択入力が状態1にある行の奇数
フレーム行選択バスならびに偶数フレーム行選択バスの
状態は、奇数フレーム制御信号および偶数フレーム制御
信号の状態にそれぞれ従う。言い換えると、奇数フレー
ム行選択バスは奇数フレーム制御信号が状態1にある時
にのみ状態1にあり、偶数フレーム行選択バスは偶数フ
レーム制御信号が状態1にある時にのみ状態1にある。
これによって、映像信号のアナログ・サンプルが、図6
に関連して記述した場合と同様に、アナログ駆動回路に
供給されることが可能とされる。しかしながら、奇数な
らびに偶数フレーム行選択バスによって、映像信号の奇
数フレームならびに偶数フレームのアナログ・サンプル
が、アナログ駆動回路の奇数フレームならびに偶数フレ
ーム・サンプル選択セクションに記憶される。
【0114】図13を参照してアナログ駆動回路214
の詳細を更に記述する。アナログ駆動回路214は、図
12に示される典型的ピクセル212のアナログ駆動回
路である。アナログ駆動回路は、奇数フレーム・サンプ
ル選択セクション226O、偶数フレーム・サンプル選
択セクション226Eおよび駆動信号発生器228から
構成されるとみなすことができる。両方のサンプル選択
セクションを構成するそれぞれの回路は同一のもので、
空間光変調器100の照光効率を最大にするため、その
動作が時間多重される。これら2つの重複回路のうちの
1つが、駆動信号発生器がもう一方の回路に記憶されて
いる前のフレームのアナログ・サンプルに応答して駆動
信号を生成すると同時に、映像信号の現在フレームのア
ナログ・サンプルを受け取る。
【0115】奇数フレーム・サンプル選択セクション2
26Oは、映像信号の各奇数フレームから導出されたア
ナログ・サンプルを選択して、選択したアナログ・サン
プルを奇数フレーム・サンプル記憶コンデンサに記憶
し、偶数フレーム・サンプル選択セクション226E
は、映像信号の各偶数フレームから導出されたアナログ
・サンプルを選択して、選択したアナログ・サンプルを
偶数フレーム・サンプル記憶コンデンサに記憶する。両
方の記憶コンデンサに記憶されたアナログ・サンプル
が、交互に選択されて、各アナログ・サンプルに応答し
て駆動信号を生成する駆動信号発生器228に供給され
る。駆動信号発生器は、映像信号の連続的フレームから
導出されるアナログ・サンプルに応答して駆動信号を順
次生成する。駆動信号発生器によって生成された各駆動
信号は、また、ピクセル212のDCバランスを復元す
る。
【0116】典型的ピクセル212のアナログ駆動回路
214の奇数フレーム・サンプル選択セクション226
Oについて以下記述する。偶数フレーム・サンプル選択
セクション226Eはほとんど同様であるので、記述を
省略する。奇数フレーム・サンプル選択セクションおよ
び偶数フレーム・サンプル選択セクションの対応するエ
レメントは、同一の参照符号にOまたはEをそれぞれ付
加して識別されている。アナログ駆動回路214のサン
プル入力250は、列バス1312に接続される。ま
た、サンプル入力部には、奇数フレーム行選択バス入力
部210Oを経由して奇数フレーム行選択バス133O
2に接続されたゲートを持つサンプル選択トランジスタ
252Oの電流ドレインが接続される。サンプル選択ト
ランジスタのソースは、サンプル記憶コンデンサ254
Oの1つの電極に接続している。サンプル記憶コンデン
サの他方の電極は、アースのような一定電圧レベルに接
続している。
【0117】サンプル記憶コンデンサ254Oとサンプ
ル選択トランジスタ252Oのソースの間のノードは、
サンプル出力トランジスタ256Oのソースに接続して
いる。サンプル出力トランジスタの電流ドレインは、比
較器255のB入力に接続している。サンプル出力トラ
ンジスタのゲートは、クロック発生器242によって生
成され、ピクセル・アレイ202を構成しているすべて
のピクセルのアナログ駆動回路の奇数フレーム・セクシ
ョンのサンプル出力トランジスタのゲートへ偶数制御バ
ス239によって分配される偶数制御信号EVENに接続し
ている。サンプル出力トランジスタ256Oは偶数制御
信号EVENによって制御される。なぜならば、偶数フレー
ム・サンプル・セクションおよび記憶セクション226
Eがサンプル入力部250からアナログ・サンプルを受
け取ると同時に、奇数フレーム・サンプル選択セクショ
ン226Oが、記憶したアナログ・サンプルを駆動信号
セクション228に供給するからである。同様の理由か
ら、偶数フレーム・サンプル選択セクショ226Eのサ
ンプル出力トランジスタは、奇数制御バス237によっ
て分配される奇数信号ODDによって制御される。
【0118】偶数制御信号EVENは、ランプ信号セレクタ
・トランジスタ257Oのゲートにも接続している。ラ
ンプ信号セレクタ・トランジスタのソースは、ランプ発
生器244(図12)によって生成され、ピクセル・アレ
イ202を構成しているすべてのピクセルのアナログ駆
動回路のランプ信号セレクタ・トランジスタにランプ信
号バス213によって分配されるランプ信号RAMPに接続
している。ランプ信号セレクタ・トランジスタ2570
の電流ドレインは、比較器255のA入力に接続してい
る。
【0119】偶数フレーム・サンプル選択セクション2
26Eと奇数フレーム・サンプル選択セクション226
Oの唯一の相違点は、サンプル出力トランジスタ226
Eの電流ドレインが比較器255のA入力に接続し、ラ
ンプ信号セレクタ・トランジスタ257Eが比較器のB
入力に接続し、トランジスタ256Eおよび257Eの
ゲートが奇数制御信号ODDに接続している点である。こ
のような構成によって、映像信号の偶数フィールドから
導出されサンプル記憶コンデンサ254Eに記憶された
アナログ・サンプルが比較器のA入力に供給され、ラン
プ信号がB入力に供給され、一方、奇数フレームから導
出されサンプル記憶コンデンサ254Oに記憶されたア
ナログ・サンプルが比較器のB入力に供給され、ランプ
信号がA入力に供給される。
【0120】駆動信号発生器228について以下記述す
る。駆動信号発生器は比較器255を含む。比較器25
5は、切り替え型向き比較器であって、クロック発生器
242によって生成され、ピクセル・アレイ202を構
成しているすべてのピクセルの比較器へ比較器向きバス
260によって分配される比較器向き制御信号SENSEの
状態に従って反応する。比較器向き制御信号は2つの機
能を持つ。第1に、比較器向き制御信号は、連続的フレ
ームの照光期間に比較器の検出向きを逆にする。比較器
の入力AおよびBへのランプ信号およびアナログ・サン
プルの交互接続にもかかわらず、ランプ信号およびアナ
ログ・サンプルに関して比較器に一定の検出向きを提供
する。奇数フレーム・アナログ・サンプルに関して、比
較器の検出向きは従来技術通りのもので、A入力上の電
圧がB入力上の電圧より高いか低いかに従って、比較器
の出力は状態1または状態0となる。偶数フレーム・ア
ナログ・サンプルに関しては、比較器の検出向きが逆転
され、B入力上の電圧がA入力上の電圧より高いか低い
かに従って、比較器の出力は状態1または状態0とな
る。第2に、比較器検出向き制御信号は、各照光期間に
続くバランス期間の間比較器の検出向きを逆にする。こ
れによって、比較器が、その入力の1つに接続したラン
プ信号のサイクルを繰り返すことによって、駆動信号の
バランス部分を容易に生成することが可能とされる。
【0121】アナログ・サンプルおよびランプ信号が接
続されている比較器255の入力を交互に行い、比較器
の検出向きを逆にすることは、比較器の入力オフセット
電圧の差によって生じるエラーを減少させる。連続する
フレームとフレームの間に入力は入れ替えられ、比較器
の検出向きは逆にされる。例えば、奇数フレームにおい
て、ピクセルがその公称輝度より明るく見えるように、
入力オフセットがアナログ・サンプルに加えられる。後
続の偶数フレームにおいて、入力オフセットがランプ信
号を増加させるので、ピクセルはその公称輝度より暗く
見える。2つのフレームの間でピクセルの明るい部分と
暗い部分が平均化されるので、ピクセルはその公称輝度
で見える。
【0122】比較器255の入力オフセット電圧が小さ
ければ、あるいは、ピクセル・アレイ102のすべての
アナログ駆動回路の比較器の入力オフセット電圧が同じ
であれば、アナログ駆動回路は単純化されることができ
る。これは、ランプ信号セレクタ・トランジスタ257
Oおよび257Eを除去し、ランプ信号を比較器の例え
ばA入力に接続し、サンプル出力トランジスタ256O
および256Eの電流ドレインを比較器のB入力に接続
することによって、実現することができる。この場合、
比較器の検出向きが照光期間において通常でありバラン
ス期間に逆にされるように、比較器向き制御信号の波形
は変更されなければならない。
【0123】比較器255の出力は、導線120によっ
てピクセル電極118に接続している。図10または図
19に示されている駆動信号発生器は、図13に示され
る駆動信号発生器228に代えて使用することができ
る。
【0124】典型的ピクセル212のアナログ駆動回路
214の動作を、図12、図13および図14を参照し
て以下記述する。典型的ピクセル212は、ピクセル・
アレイ202の第2の行の第2列に位置する。図14の
(A)−(O)は、映像信号の3つの連続的フレーム1、2
および3のアナログ・サンプルを回路のサンプル選択セ
クション226Oおよび226Eへロードし、前のフレ
ーム0およびフレーム1ならび2のアナログ・サンプル
に応答して駆動信号を生成する過程における回路の種々
の部分の波形を示している。図14の(A)は、奇数フレ
ーム・サンプルおよび記憶セクション226Oおよび映
像信号の奇数番号フレームのアナログ・サンプル上のア
ナログ駆動回路の駆動信号発生器228によって順次実
行される動作を示している。図14の(B)は、偶数フレ
ーム・サンプルおよび記憶セクション226Eおよび偶
数フレームのアナログ・サンプル上の駆動信号発生器2
28によって順次実行される動作を示している。フレー
ム1および3が奇数フレームであり、フレーム0および
2が偶数フレームである。
【0125】図14の(A)に示されるように、フレーム
1が映像入力部106(図12)において受け取られるフ
レーム1サンプル・ロード期間の間に、フレーム1のア
ナログ・サンプルが、奇数フレーム・サンプル選択セク
ション226Oにロードされる。図14の(B)に示され
るフレーム0の表示期間は、フレーム1のサンプル・ロ
ード期間と平行する。フレーム0表示期間の照光期間の
間に、回路の駆動信号発生器228は、前のフレームす
なわちフレーム0のアナログ・サンプルに応答して駆動
信号を生成し、空間光変調器100は、LED69−7
1によって生成された光で照光される。LEDの駆動信
号は、図14の(C)に示されている。図14の(B)に示
されているフレーム0表示期間のバランス期間に、駆動
信号発生器はピクセルのDCバランスを復元する駆動信
号を生成して、空間光変調器は照光されない。
【0126】フレーム2が映像入力部106(図12)に
おいて受け取られる図14の(B)のフレーム2サンプル
・ロード期間の間に、フレーム2のアナログ・サンプル
が、偶数フレーム・サンプル選択セクション226Eに
ロードされる。図14の(A)に示されるフレーム1の表
示期間は、フレーム2のサンプル・ロード期間と平行す
る。フレーム1表示期間の照光期間の間に、駆動信号発
生器228は、奇数サンプル選択セクション226Oに
記憶されているフレーム1のアナログ・サンプルに応答
して駆動信号を生成し、空間光変調器100は、LED
69−71によって生成された光で照光される。図14
の(A)に示されているフレーム1表示期間のバランス期
間に、駆動信号発生器はピクセルのDCバランスを復元
する駆動信号を生成して、空間光変調器は照光されな
い。
【0127】最後に、フレーム3が映像入力部106
(図12)において受け取られる図11の(A)に示される
フレーム3サンプル・ロード期間の間に、フレーム3の
アナログ・サンプルが、奇数フレーム・サンプル選択セ
クション226Oにロードされる。図14の(B)に示さ
れるフレーム2の表示期間は、フレーム3のサンプル・
ロード期間と平行する。フレーム2の表示期間の照光期
間の間に、駆動信号発生器228は、偶数サンプル選択
セクション226Eに記憶されているフレーム2のアナ
ログ・サンプルに応答して駆動信号を生成し、空間光変
調器100は、LED69−71によって生成された光
で照光される。図14の(A)に示されているフレーム2
表示期間のバランス期間に、駆動信号発生器はピクセル
のDCバランスを復元する駆動信号を生成して、空間光
変調器は照光されない。
【0128】図14の(D)および(E)は、奇数制御信号
ODDと偶数制御信号EVENの状態をそれぞれ示している。
奇数制御信号ODDは、奇数フレーム・サンプル・ロード
期間すなわち奇数番号フレームが映像入力部106で受
け取られる期間には、状態1にあり、偶数フレーム・サ
ンプル・ロード期間すなわち偶数番号フレームが映像入
力部106で受け取られる期間には、状態0にある。制
御信号ODDおよびEVEは、同時にオンであるこれらの信号
によってトランジスタが制御されることを防ぎ、その結
果コンデンサ254Oと254Eの間での電荷共有を防
ぐため、わずかに非対称的である。
【0129】映像信号の各フレームのサンプル・ロード
期間に、フレームのアナログ・サンプルは、図8を参照
して上述した場合と同様のプロセスによってアナログ駆
動回路214にロードされる。映像信号の奇数フレーム
からのアナログ・サンプルは、奇数フレーム行選択信号
に応答して、アナログ駆動回路の奇数フレーム・サンプ
ル選択セクション226Oにロードされる。図14の
(F)は、奇数フレーム行選択バス133O2を経由して
ピクセル・アレイ202の第2の行に位置するピクセル
のアナログ駆動回路に供給された奇数フレーム行選択信
号を示している。奇数フレーム行選択信号によって、第
2行に位置するピクセルだけのアナログ駆動回路の奇数
フレーム・サンプル選択セクションが、列バス1311
−1314からアナログ・サンプルを受け取ることとな
る。奇数フレーム行選択信号は図8の(B)の行選択信号
に対応する。しかしながら、図14の(F)に見られるよ
うに、奇数フレーム行選択信号は、映像信号の奇数フレ
ームのサンプル・ロード期間の間にのみオンとされる。
図14の(G)は、偶数フレーム行選択バス133E2
経由してピクセル・アレイ202の第2の行に位置する
ピクセルのアナログ駆動回路に供給された偶数フレーム
行選択信号を示している。偶数フレーム行選択信号の波
形は、図14の(F)に示された奇数フレーム行選択信号
と、1フレーム遅れている点を除き、同じである。
【0130】行選択制御信号の各々は、映像信号の1つ
の線の期間の間状態1にあり、次の奇数または偶数フレ
ームの対応する線まで状態0にあるものとして、図14
の(F)および(G)に示されている。しかしながら、行選
択制御信号は、それぞれの線の開始時点より後の時点で
状態1に切り替えることも可能である。
【0131】図14の(H)は、アナログ駆動回路214
の奇数フレーム・サンプル記憶コンデンサ254O上の
電圧がフレーム1−3のサンプル・ロード期間の間にど
のように変わるかを示している。サンプル記憶コンデン
サ上の電圧は、初期的に、符号261によって示される
ように、映像信号の2回前のフレーム(奇数フレームで
あるフレーム−1)のアナログ・サンプルに対応する。
次に、図14の(F)に示された奇数フレーム行選択信号
がフレーム1の第2の線の間オンにされる。この信号に
よって、サンプル選択トランジスタ252Oがサンプル
記憶コンデンサ254Oを列バス1312へ接続する。
1ピクセルに対応する遅れの後、フレーム1の第2の線
の第2のピクセルに対応するアナログ・サンプルがサン
プル記憶コンデンサに供給される。これによって、コン
デンサ上の電圧は、図14の(H)において符号263に
よって示されるレベルに変わる。更に2ピクセルに対応
する遅れの後、奇数フレーム行選択信号はオフとされ、
それによって、サンプル記憶コンデンサがサンプル選択
トランジスタを列バスから切り離す。サンプル記憶コン
デンサは、図14の(H)に示される奇数フレーム行選択
信号が次にフレーム3の間にオンにされるまで、フレー
ム1のアナログ・サンプルに対応する電圧を持ち続け
る。次に、図14の(H)において符号265によって示
されるように、サンプル記憶コンデンサはフレーム3の
アナログ・サンプルを受け取る。
【0132】偶数フレーム・サンプル・ロード期間の
間、ピクセル・アレイ202の第2の行に位置するピク
セルのアナログ駆動回路に偶数フレーム行選択バス13
3E2を経由して供給される偶数フレーム行選択信号
は、図14の(G)に示されるように、オンにされる。偶
数レーム行選択信号によって、ピクセル・アレイの第2
の行に位置するピクセルだけのアナログ駆動回路の偶数
フレーム・サンプル選択セクションが、列バス1311
−1314からアナログ・サンプルを受け取ることがで
きる。
【0133】図14の(I)は、アナログ駆動回路214
のサンプル記憶コンデンサ254E上の電圧がフレーム
1−3の間にどのように変化するかを示している。サン
プル記憶コンデンサ上の電圧は、初期的には、符号26
7によって示されているように、映像信号の前のフレー
ム(偶数フレームのフレーム0)のアナログ・サンプルに
対応する。次に、図14の(G)に示されるように、偶数
フレーム行選択信号が、フレーム2の第2の線の間、オ
ンにされる。この信号によって、サンプル選択トランジ
スタ254Eがサンプル記憶コンデンサ252Eを列バ
ス1312に接続する。1ピクセルに対応する遅れの
後、フレーム2の第2の線の第2番目のピクセルに対応
するアナログ・サンプルがサンプル記憶コンデンサに供
給される。これによって、コンデンサ上の電圧は、図1
4の(I)における符号269によって示されるように、
アナログ・サンプルに対応する1に変わる。更に2ピク
セルに対応する遅れの後、偶数フレーム行選択信号はオ
フとされ、それによって、サンプル選択トランジスタ2
52Eはサンプル記憶コンデンサを列バスから切り離
す。サンプル記憶コンデンサは、フレーム2および3の
サンプル・ロード期間の残りの間、次に偶数フレーム行
選択信号が次の偶数フレーム4(図示されていない)にお
いてオンにされるまで、アナログ・サンプルに対応する
電圧を維持し続ける。
【0134】図14の(J)−(O)は、各フレーム期間
において、前のフレームのサンプル・ロード期間にサン
プル選択セクション226Oおよび226Eのうちの1
つにロードされた前のフレームのアナログ・サンプルに
応答して、駆動信号発生器228がどのように駆動信号
を生成するかを示している。図14の(J)はランプ信号
RAMPの波形を示している。図示されている例において、
ランプ信号は、のこぎりの歯の波形を持ち、フレーム期
間の半分に等しい期間を持つ。図面を簡略にするため、
時間軸に対する線形の電圧特性をもつランプ信号が示さ
れているが、非線形特性がむしろ望ましい。非線形特性
は上述のようにガンマ補正の実行を可能にする。図11
の(J)において、ランプ信号は低い状態で開始して、次
第に高い状態へ進むように示されている。しかし、これ
は必須ではない。ランプ信号は高い状態で開始して、次
第に低い状態へ進むことも可能である。更に、ランプ信
号は、照光期間の間、低い状態で始まって高い状態へ増
加し、引き続くバランス期間に低状態へ減少すること
も、あるいはその逆とすることも可能である。
【0135】図14の(K)および(L)は、比較器255
のAおよびB入力部における電圧をそれぞれ示してい
る。加えて、点線は比較器の他方の入力部に供給された
ランプ信号部分の波形を示す。図14の(B)に示された
フレーム0の照光期間の開始時点において、図11の
(D)で示される奇数制御信号ODDが状態1に変わる。こ
れによって、サンプル出力トランジスタ256Eおよび
ランプ信号セレクタ・トランジスタ257Eがオンにさ
れる。同時に、図14の(E)に示されるように、偶数制
御信号EVENが状態0に変わり、サンプル出力トランジス
タ256Oおよびランプ信号セレクタ・トランジスタ2
57Oをオフに変える。従って、図14の(K)に示され
るように、偶数サンプル選択セクションのサンプル記憶
コンデンサ254Eに記憶されている前のフレーム0の
アナログ・サンプルが、比較器255のA入力部に接続
される。ランプ信号RAMPは比較器のB入力に接続され
る。ランプ信号の波形も、図14の(K)において、点線
とし示されている。
【0136】初期的に比較器のA入力のレベルがB入力
より高いので、図14の(M)の符号271によって示さ
れるように、比較器の公称出力は1である。図14の
(N)に示される比較器検出向き制御信号SENSEは状態1
にあるので、比較器の検出向きは通常であり、ピクセル
電極118に接続された駆動信号は、図14の(O)にお
いて符号273によって示されているように、照光期間
の第1部分期間において、状態1にある。
【0137】フレーム0の照光期間の進展と共にランプ
信号RAMPは増加する。ランプ信号がサンプル記憶コンデ
ンサ254Eの電圧をわずかに上回る時、比較器255
の公称出力状態、従って、ピクセル電極118の状態は
1から0へ変わる。これは、照光期間の第1部分期間の
終了を識別する。電極は、図11の(O)において記号2
75によって示されているように、第2部分期間の間、
状態0を維持する。第2部分期間は、フレーム0の照光
期間の残りを構成する。
【0138】図14の(B)に示されたフレーム0のバラ
ンス期間の開始時に、ランプ信号RAMPのレベルは、図1
4の(J)に示されているように、ゼロに戻り、比較器2
55の公称出力は、図14の(M)に示されているよう
に、状態を変える。しかしながら、図14の(N)に示さ
れているように、比較器向き制御信号SENSEも状態を変
えるので、比較器の実際の出力は不変のままである。従
って、図14の(O)において符号277によって示され
ているように、ピクセル電極の状態はバランス期間のこ
の第1部分期間の間、不変のままである。
【0139】フレーム0のバランス期間の進展と共にラ
ンプ信号RAMPはもう一度増加する。ランプ信号がサンプ
ル記憶コンデンサ254Eの電圧をわずかに上回る時、
比較器255の公称出力状態は0から1へ変わる。比較
器検出向き制御信号は不変のままであるので、ピクセル
電極の状態も0から1へ変わる。これは、バランス期間
の第1部分期間の終了を識別する。電極は、図14の
(O)において記号279によって示されているように、
バランス期間の残りを構成する第2部分期間の間、この
状態を維持する。空間光変調器はバランス期間の間照光
されない。バランス期間の第1および第2部分期間にお
ける駆動波形の状態は、照光期間の第1および第2部分
期間における駆動波形状態に対して反対であり、そのた
め、ピクセルのDCバランスが復元される。
【0140】フレーム1の照光期間の開始時点におい
て、図14の(E)に示される制御信号は状態1に変わ
る。これは、奇数フレーム・サンプル選択セクション2
26Oのサンプル出力トランジスタ256Oおよびラン
プ信号セレクタ・トランジスタ257Oをオンにする。
同時に、奇数制御信号ODDが、図14の(D)に示されて
いるように、状態0に変わり、それによって、偶数フレ
ーム・サンプル選択セクション226Eのサンプル出力
トランジスタ256Eおよびランプ信号セレクタ・トラ
ンジスタ257Eがオンになる。従って、図14の(H)
に示されているように、フレーム1のサンプル・ロード
期間の間にフレーム1のアナログ・サンプルを記憶した
奇数サンプル選択セクションのサンプル記憶コンデンサ
は、図14の(L)に示されているように、比較器255
のB入力に接続される。図14の(K)に示されるよう
に、ランプ信号RAMPは、比較器のA入力に接続される。
また、図14の(L)において、ランプ信号の波形は点線
として示されている。
【0141】比較器255のB入力上のレベルはA入力
上のそれより初期的に高いので、図14の(M)において
符号281によって示されているように、比較器の公称
出力は0である。図14の(N)に示される比較器検出向
き制御信号SENSEは、向きが逆となるように、状態0で
あり、ピクセル電極は、図11の(O)において符号28
3によって示されているように、フレーム1の照光期間
の第1部分期間の間、状態1を維持する。
【0142】ランプ信号は、フレーム1の照光期間の進
展と共に、増加する。ランプ信号がサンプル記憶コンデ
ンサ254Eに記憶されている電圧をわずかに上回る
時、比較器の公称出力は0から1へ変わり、ピクセル電
極の状態は、図14の(O)において符号285によって
示されているように、1から0へ変わる。空間光変調器
が照光されるフレーム1の照光期間の残りを構成す第2
部分期間の間、電極はこの状態を維持する。
【0143】フレーム1のバランス期間の開始時点にお
いて、ランプ信号RAMPのレベルはゼロに戻り、図14の
(M)に示される比較器255の公称出力は1から0へ変
わる。比較器検出向き制御信号SENSEもまた0から1へ
変わるので、図14の(O)において符号287によって
示されているように、ピクセル電極の状態は不変のまま
で、フレーム1のバランス期間の第1部分期間の間、フ
レーム1の照光期間の第1部分期間の間の状態と反対と
なる。
【0144】フレーム1バランス期間の進展と共に、ラ
ンプ信号は増加する。ランプ信号がサンプル記憶コンデ
ンサ254Oに記憶された電圧をわずかに上回る時、図
14の(M)に示される比較器255の公称出力は0から
1へ変わる。比較器検出向き制御信号は不変のままであ
るので、図14の(O)において符号289によって示さ
れているように、ピクセル電極の状態もまた0から1へ
変わる。ピクセル電極は、フレーム1のバランス期間の
残りを構成する第2部分期間の間、この状態を維持す
る。空間光変調器はフレーム1のバランス期間の間照光
されない。バランス期間の第1および第2部分期間にお
ける駆動波形の状態は、照光期間の第1および第2部分
期間における駆動波形状態に対して反対であり、そのた
め、ピクセルのDCバランスが復元される。
【0145】フレーム2の照光およびバランス期間の間
のアナログ駆動回路214の動作はフレーム0の照光お
よびバランス期間の間場合と同様である。フレーム2の
照光期間の間、アナログ駆動回路は、フレーム2のアナ
ログ・サンプルに応答して、駆動信号をピクセル電極に
適用する。このアナログ・サンプルは、フレーム2サン
プル・ロード期間の間にサンプル記憶コンデンサ254
Eに記憶されたものである。
【0146】図11の(K)および(L)から観察できるよ
うに、電極212に適用された駆動信号が状態1にある
照光期間の第1部分期間の長さは、前のフレームの間に
サンプル記憶コンデンサの対応する1つに記憶されたア
ナログ・サンプルのレベルに依存する。フレーム1のア
ナログ・サンプルは比較的低いレベルを持ち、フレーム
2のアナログ・サンプルは比較的高いレベルを持つ。こ
れらアナログ・サンプルに応答するフレーム1およびフ
レーム2照光期間間の第1部分期間によって構成される
照光期間の割合は、アナログ・サンプルのレベルに依存
する。
【0147】図15は、図13に示されたアナログ駆動
回路214において切り替え型向き比較器255として
使用される回路の1例を示す。比較器255は、その出
力が排他論理和(XOR)ゲート313の1つの入力に供
給される従来技術の比較器311から構成される。制御
信号SENSEは、バス260を経由してクロック発生器1
42からすべてのピクセルのアナログ駆動回路へ分配さ
れる。制御信号SENSEが状態1にある時、比較器255
の検出向きは、従来の比較器311のそれと同じもので
ある。制御信号SENSEが状態0にある時、比較器255
の検出向きは、従来の比較器311の向きと逆のもので
ある。
【0148】上述された空間光変調器の実施形態におい
て、アナログ・サンプルは、列バス1311−1314
よってピクセルに分配される。実際の実施形態において
は、列バスは長く、相当な静電容量を持つので、それを
経由して電送されるアナログ・サンプルは遅延する。更
に、図8の(D)を図8の(J)−(M)との比較から観察さ
れるように、映像信号の各線の最後のアナログ・サンプ
ルが列バス1314に送出されるのとほぼ同時に、行選
択バス1331−1334の各々の上の制御信号がオフに
される。これは、列バス上の伝送遅延とともに、ピクセ
ル・アレイの右側にあるピクセルのアナログ駆動回路へ
ロードされるアナログ・サンプルが完全な量より少なく
なる結果を招く。問題は、特にサンプリング回路132
から離れているピクセル、例えば、図5および図12の
例におけるピクセル・アレイの右上のピクセルにおい
て、特に厳しい。この問題は、図16に示されているサ
ンプル導出/分配回路の実施形態304を使用して克服
することができる。図16の実施形態は、図5に示され
たサンプル導出/分配回路実施形態の1つのバリエーシ
ョンであり、図6に示されたアナログ駆動回路を使用す
る。図12、図18および図21に示されている実施形
態は同じように修正されることができる。
【0149】図16に示されるサンプル導出/分配回路
304において、行選択バスは、ピクセル・アレイの中
央において2つのセクションに分割され、行選択バス1
33L1−133L4および133R1−133R4という
2つのセットが形成される。左側の行選択バス133L
1−133L4は、ピクセル・アレイの左半分(この例で
は列1および列2)のピクセルのアナログ駆動回路の行
選択入力、および、左側の行セレクタ134Lの出力に
接続される。右側の行選択バス133R1−133R
4は、ピクセル・アレイの右半分(この例では列3および
列4)のピクセルのアナログ駆動回路の行選択入力、お
よび、右側の行セレクタ134Rの出力に接続される。
左および右の行セレクタは、図5を参照して上述した行
セレクタ134と同一であるので、ここでは説明を行わ
ない。行セレクタ134の場合に記述したクロック信号
LINEが、左側の行セレクタのクロック入力部134Lに
供給され、それは、また、2分の1行遅延器を経由して
右側の行セレクタ134Rへも供給される。
【0150】図16に示されるサンプル導出/分配回路
304の動作を、図17を参照して、以下に記述する。
図17の(A)−(D)は、映像信号の1つのフレームのピ
クチャ期間において、サンプル/保有回路1381−1
384の制御入力に接続される制御線1391−1394
上の制御信号波形を示している。アナログ・サンプル
は、これら波形の降下終端部においてそれぞれの列バス
1311−1314上に送出される。
【0151】左側の行セレクタ134Lの動作は、図8
の(J)−(M)を参照して上述した行セレクタ134の動
作と同じである。図17の(E)に示されているように、
行選択バス133L1の制御信号は、映像信号の第1の
線の開始時点において状態1に変わり、第1の線の終了
までその状態1を維持する。しかしながら、第1の線の
後半の間、列バス1311および1312を経由して行選
択バス133L1に接続されたアナログ駆動回路にその
出力が接続しているサンプル/保持回路1381および
1382によっていかなるサンプリングも実行されな
い。従って、行選択バス133L1に接続されたピクセ
ル・アレイの第1の行のアナログ駆動回路は、それぞれ
のアナログ・サンプルを受け取るため線期間の半分に対
応する時間を持つ。
【0152】右側の行セレクタ134Rの動作は、図8
の(J)−(M)を参照して上述した行セレクタ134の動
作と同じであるが、線期間の半分だけ遅延している点が
相違する。図17の(F)に示されているように、行選択
バス133R1の制御信号は、映像信号の第1の線の最
初の半分の間、状態0にあり、その後半部分において状
態1に変わる。状態変更の後、サンプル/保有回路13
3および1384は、映像信号の第1の線のあらゆるア
ナログ・サンプルを列バス1313および1314へ供給
する。従って、行選択バス133R1に接続されるピク
セル・アレイの第1の行のアナログ駆動回路は、映像信
号の第1の線のアナログ・サンプルがそれぞれの列バス
に送出されるとそれらアナログ・サンプルを受け取るこ
とができる。
【0153】行選択バス133R1は、映像信号の第1
の線の残りの期間、および、映像信号の第2の線の最初
の半分の期間、図17の(F)に示されるように、状態1
を保つ。第2の線の前半の間、列バス1313および13
4を経由して行選択バス133R1に接続されたアナロ
グ駆動回路にその出力が接続しているサンプル/保持回
路1383および1384によって、いかなるサンプリン
グも実行されない。従って、行選択バス133R1に接
続されたピクセル・アレイの第1の行のアナログ駆動回
路は、それぞれのアナログ・サンプルを受け取ることが
できるように線期間の半分に対応する時間を持つ。
【0154】行セレクタ134Rおよび134Lは、映
像信号の残りのフレームの線2−4の間も同様に動作す
る。図示された例において、行選択バスは左右対称に分
割されている。しかし、これは必須ではなく、行選択バ
スは、遅延モジュール135の遅延に適切な変更を加え
て、左右非対称に分割することも可能である。左側の行
セレクタ134Lによって制御される場合アナログ・サ
ンプルを受け取る充分な時間がないような各線の終端部
近傍に位置するアナログ駆動回路だけを右側行セレクタ
134Rが制御するように、回路を構成することも可能
である。
【0155】図17の(E)および(F)において示された
例において、各行セレクタの各出力は線1期間の間状態
1にある。しかしこれは必須ではない。行選択バス13
3L1および133R1の制御信号は、線1の開始時点お
よび中間点にそれぞれ状態1に切り替わるように、図1
7(E)および(F)に示されている。しかしながら、行選
択制御信号は、線1の開始時点および中間点それぞれの
後の時点において状態1に切り替わることも可能であ
る。更に、これらの制御信号は、線1の終了時点および
線2の中間時点において、状態0に転換するように示さ
れている。しかしながら、これらの制御信号が、それら
に接続しているアナログ駆動回路の最も長い設定時間よ
り長く状態1を維持している限り、それら制御信号は、
線1の終了時点および線2の中間時点の前の任意の時点
に状態0に切り替わってもよい。アナログ駆動回路の設
定時間は、アナログ駆動回路が接続しているサンプル/
保有回路からアナログ駆動回路にアナログ・サンプルが
完全に転送されるために必要な時間である。
【0156】図5および図6で示された実施形態に基づ
いたカラー表示装置の例が、図18および図19に示さ
れている。これら図においては、それぞれ対応するエレ
メントは同じ参照符号を使用して識別されている。図1
8および図19に示されている実施形態において、典型
的アナログ駆動回路314のサンプル選択セクション3
26は、カラー映像信号の各カラー・コンポーネントに
対して1つ、すなわち合計3つのサンプル記憶コンデン
サ154R、154Gおよび154Bを含む。並列サン
プル導出/分配回路404が、カラー映像信号の各カラ
ー・コンポーネントに対して1つすなわち合計3つのサ
ンプリング回路132R、132Gおよび132Bを含
む。サンプリング回路は、各々、カラー映像信号の1つ
のカラー・コンポーネントからアナログ・サンプルを取
り出し、ピクセル・アレイ102の各列毎に3つのカラ
ー・コンポーネントに特有の列バスのうちの1つを経由
してそれぞれのサンプル記憶コンデンサへアナログ・サ
ンプルを分配する。例えば、ピクセル・アレイの第1の
列に関する列カラー・コンポーネント固有列バスは、1
31R1、131G1および131B1である。
【0157】図19に示されているアナログ駆動回路3
14の駆動信号発生器328にいて、サンプル出力トラ
ンジスタ156R、156Gおよび156Bは、順次供
給される選択制御信号RSEL、GSELおよびBSELにそれぞれ
応答して、サンプル記憶コンデンサ154R、154G
および154Bに記憶されたアナログ・サンプルをラン
プ・コンデンサ160およびインバータ166に順次接
続するように動作する。カラー映像信号の各フレーム毎
に、駆動信号発生器は、それぞれ3つのアナログ・サン
プルの各々に対応した3つの駆動信号を生成する。駆動
信号の各々の照光期間の間、LED69−71のうちの
1つが、アナログ・サンプルが導出されたカラー・コン
ポーネントに対応するそれぞれ異なるカラーの光で空間
光変調器を照光する。駆動信号の各々のバランス期間の
間に、ピクセルのDCバランスが回復する。この実施形
態においては、各カラーに関する表示期間は、カラー映
像信号の1つのフレームのピクチャ期間の1/3の持続
時間を持つ。図19に示されている駆動信号発生器32
8は、図10で示されたオフセット補正回路を組み込む
ことができる。
【0158】カラー表示装置の好ましい実施形態は、図
18に示されている並列サンプル導出/分配回路404
を使用するが、アナログ駆動回路に関しては図20に示
されているアナログ駆動回路414を使用する。アナロ
グ駆動回路のサンプル選択セクション326は、図19
に示されているアナログ駆動回路314のものと同じで
ある。アナログ駆動回路414の駆動信号発生器428
は、図19に示されている駆動信号発生器328のサン
プル出力トランジスタ156R、156Gおよび156
B、ならびに、図13に示されたアナログ駆動回路21
4の駆動信号発生器228の入力転換回路および切り替
え型向き比較器255を組み入れている。トランジスタ
256O、257O、256Eおよび257E、ならび
に、制御信号ODDおよびEVENから構成される入力転換回
路は、ランプ信号バス262と、一方はサンプル出力ト
ランジスタ156R、156G、156B、他方は比較
器255の入力AおよびBの間に配置されている。サン
プル出力トランジスタは、順次供給される選択制御信号
RSEL、GSE、LBSELにそれぞれ応答して、サンプル記憶コ
ンデンサ154R、154G、154Bに記憶されてい
るアナログ・サンプルを入力転換回路を経由して比較器
の入力に順次接続するように動作する。
【0159】入力転換回路は、制御信号EVENおよびODD
に応答して動作する。これらの制御は、映像信号の奇数
および偶数番号フレームの間で逆位相に状態を変える。
制御信号SENSEは、比較器の検出向きを変えて、入力転
換回路のアクションを考慮に入れ、各表示期間の照光期
間とバランス期間の間で比較器の向きを逆にする。入力
転換回路は、上述のように、連続的フレームにおける比
較器のオフセット誤差を平準化させる。
【0160】図12および図13に示されている実施形
態に基づいたカラー表示装置において使用される順次ロ
ード・サンプル導出回路504の1つの例が、図21に
示されている。図21においては、図12と同じエレメ
ントは同じ符号で識別されている。図21の実施形態に
おいて、ピクセルのアナログ駆動回路は、図13で示さ
れたアナログ駆動回路214と同一である。サンプル導
出/分配回路504において、RGBシーケンサ211
が、カラー映像信号をカラー順次映像信号に変換する。
カラー順次映像信号においては、カラー映像信号の各フ
レームの3つのカラー・コンポーネントがカラー順次映
像信号のフレームとして連結される。カラー映像信号を
生成するグラフィックス・アダプタ能力に従って、RG
Bシーケンサ211は単純とも複雑ともなる。
【0161】グラフィックス・アダプタがカラー順次映
像信号を生成することができるならば、RGBシーケン
サは省略される。グラフィックス・アダプタが、例え
ば、約100Hz、好ましくは180Hzを超えるフレ
ーム率の能力を持つ従来技術のグラフィックス・アダプ
タであれば、RGBシーケンサは3方向スイッチであ
る。このスイッチは、カラー映像信号の連続的フレーム
の赤、緑および青のカラー・コンポーネントをカラー順
次映像信号のフレームとし選択する。このスイッチは、
カラー映像信号の第1のフレームの赤コンポーネント、
第2のフレームの緑コンポーネントおよび第3のフレー
ムの青コンポーネントをカラー順次映像信号のそれぞれ
第1のフレーム、第2のフレームおよび第3のフレーム
として選択する。以下、シーケンスは反復する。すなわ
ち、スイッチは、カラー映像信号の第4のフレームの赤
コンポーネントをカラー順次映像信号の第4のフレーム
として選択する。
【0162】グラフィックス・アダプタが高いフレーム
率の能力を持っていない場合、RGBシーケンサ211
は、カラー映像信号の各フレームの各カラー・コンポー
ネントのサンプルをとる。各カラー・コンポーネントか
ら導出されたサンプルは一時的に記憶され、次に、オリ
ジナルのサンプリング率の3倍のクロック速度でカラー
・コンポーネントの順序で順次読み出される。代替的方
法としては、オリジナルのサンプリング率と等しいクロ
ック速度を使用して、3つのサンプル毎に1つだけを読
み出すようにすることも可能である。その結果として生
ずるカラー順次ビットストリームは、カラー順次映像信
号を生成するデジタル/アナログ変換に依存する。
【0163】サンプリング回路132は、クロック発生
器242によって生成されるピクセル率でカラー順次映
像信号からアナログ・サンプルを取り出し、列バスにそ
のアナログ・サンプルを供給する。カラー映像信号のフ
レーム期間に対応する時間内に、ピクセル・アレイの各
ピクセルは、カラー映像信号のフレームの3つのカラー
・コンポーネントに対応するからカラー順次映像信号の
3つの連続フレームの各々から導出されるサンプルを受
け取る。カラー順次映像信号の各フレームのアナログ・
サンプルがピクセル・アレイ202を構成している各ピ
クセルのアナログ駆動回路のサンプル選択セクションの
うちの1つにロードされた後、アナログ駆動回路の波形
発生器がアナログ・サンプルに応答して駆動信号を生成
する。駆動信号の表示期間の照光期間の間に、LED6
9−71のうちの1つが、アナログ・サンプルが導出さ
れたカラー・コンポーネントに対応するカラーの光で、
空間光変調器を照光する。表示期間のバランス期間に、
駆動信号はピクセルのDCバランスを元に戻す。この実
施形態において、表示期間は、カラー順次映像信号のフ
レーム期間と等しい持続時間を持つ。
【0164】上記の実施形態が種々の典型的論理状態、
信号状態、トランジスタ・タイプ、および行並びに列を
用いて記述されたが、上記実施形態は、全く正反対の論
理状態、信号状態、トランジスタ・タイプ、および行並
びに列を持つことができる。本発明を上記特定の実施形
態を参照して詳細に記述したが、本発明はそのような実
施形態に厳密に限定されるべきではなく、本発明の理念
を逸脱することなく上記実施形態に種々の修正を加える
ことが可能である点は理解されるべきことであろう。
【0165】本発明には、例として次のような実施様態
が含まれる。
【0166】(1)映像信号から導出されるアナログ・
サンプルに応答してピクセル電極を駆動するアナログ駆
動回路であって、サンプル・ロード期間の間に上記アナ
ログ・サンプルを受け取り一時的に記憶するサンプル選
択セクションと、上記サンプル・ロード期間に引き続く
表示期間の間に、上記サンプル選択セクションに一時的
に記憶されたアナログ・サンプルに実質的に比例する持
続時間を有する第1部分期間および上記第1部分期間に
対して持続時間の観点から補完関係にある第2部分期間
というシーケンスから構成される駆動信号を生成して、
その駆動信号を上記ピクセル電極に適用する駆動信号発
生器と、を備えるアナログ駆動回路。
【0167】(2)上記映像信号が、各々が1つのフレ
ーム期間を持つ交互に入れ替わる複数の奇数フレームお
よび複数の偶数フレームから構成され、上記サンプル選
択セクションが、上記アナログ・サンプルが上記奇数フ
レームの1つから取り出される時にのみ上記アナログ・
サンプルを受け取りそして記憶する奇数サンプル選択セ
クションであり、該アナログ駆動回路が、上記アナログ
・サンプルが上記偶数フレームの1つから取り出される
時にのみ上記アナログ・サンプルを受け取りそして記憶
する偶数サンプル選択セクションを更に備え、アナログ
・サンプルが上記偶数フレームの1つから取り出される
サンプル・ロード期間の各々と並列する表示期間の間
に、上記駆動信号発生器が上記奇数サンプル選択セクシ
ョンに記憶されているアナログ・サンプルに応答して駆
動信号を生成し、アナログ・サンプルが上記奇数フレー
ムの1つから取り出されるサンプル・ロード期間の各々
と並列する表示期間の間に、上記駆動信号発生器が上記
偶数サンプル選択セクションに一時的に記憶されている
アナログ・サンプルに応答して駆動信号を生成する、上
記(1)に記載のアナログ駆動回路。
【0168】(3)上記映像信号がカラー順次映像信号
である、上記(1)または(2)に記載のアナログ駆動
回路。
【0169】(4)上記駆動信号発生器が、ガンマ補正
を提供する非線形傾斜を持つランプ信号に応答して動作
する、上記(1)乃至(3)のいずれかに記載のアナロ
グ駆動回路。
【0170】(5)上記サンプル選択セクションが、サ
ンプル記憶エレメントと、上記アナログ・サンプルを上
記サンプル記憶エレメントに受け入れるため上記サンプ
ル・ロード期間の間開けられ、上記表示期間の間閉じら
れるサンプル選択ゲートと、上記サンプル記憶エレメン
トと上記駆動信号発生器の間に配置され、上記表示期間
の間または上記表示期間の前のいずれかに開かれるサン
プル出力ゲートと、を含む、上記(1)乃至(4)のい
ずれかに記載のアナログ駆動回路。
【0171】(6)上記駆動信号発生器が上記駆動信号
を生成する比較器を含み、上記比較器が、上記表示期間
と等しい持続時間を持つランプ信号が接続される第1の
入力部と、上記サンプル選択セクションが接続される第
2の入力部と、を含み、該アナログ駆動回路が奇数およ
び偶数サンプル選択セクションを含む時、上記サンプル
選択セクションと上記比較器の第2入力部の間に配置さ
れ、連続する表示期間において上記奇数サンプル選択セ
クションおよび上記偶数サンプル選択セクションを上記
比較器の上記第2入力部に交互に接続する切り替えエレ
メントを更に備える、上記(1)乃至(5)のいずれか
に記載のアナログ駆動回路。
【0172】(7)上記駆動信号発生器が、入力部およ
び出力部を持ち、上記駆動信号を生成するインバータ
と、上記インバータの上記入力部ならびに上記サンプル
選択セクションに接続される第1の電極およびランプ信
号に接続される第2の電極を有するコンデンサと、上記
表示期間に先立ち上記コンデンサを放電するリセット・
スイッチと、を含み、該アナログ駆動回路が奇数および
偶数サンプル選択セクションを含む時、上記サンプル選
択セクションと上記コンデンサの第1電極ならびに上記
インバータの上記入力部の間に配置され、連続する表示
期間において上記奇数サンプル選択セクションおよび上
記偶数サンプル選択セクションを上記コンデンサの上記
第1電極および上記インバータの上記入力部に交互に接
続する切り替えエレメントを更に備える、上記(1)乃
至(5)のいずれかに記載のアナログ駆動回路。
【0173】(8)第1の部分期間および第2の部分期
間からなる上記シーケンスが第1の部分期間および第2
の部分期間からなる第1のシーケンスであって、その持
続期間は上記表示期間の2分の1であり、上記駆動信号
発生器が、上記第1の部分期間の間第1の電気的状態に
あり上記第2の部分期間の間第2の電気的状態にある駆
動信号を生成し、上記駆動信号が上記第2の電気的状態
におかれる第1部分期間および上記駆動信号が上記第1
の電気的状態におかれる第2部分期間からなる第2のシ
ーケンスから構成される駆動信号を更に生成する、上記
(1)乃至(5)のいずれかに記載のアナログ駆動回
路。
【0174】(9)上記駆動信号発生器が、上記駆動信
号を生成し、検出向き信号によって設定され、上記表示
期間の中間点において状態を変更する検出向きを持つ比
較器を含み、上記比較器が、上記表示期間の2分の1と
等しい持続時間を持つランプ信号が接続される第1の入
力部と、上記サンプル選択セクションが接続される第2
の入力部と、を含み、該アナログ駆動回路が奇数および
偶数サンプル選択セクションを含む時、上記サンプル選
択セクションと上記比較器の上記第2入力部の間に配置
され、連続する表示期間において上記奇数サンプル選択
セクションおよび上記偶数サンプル選択セクションを上
記比較器の上記第2入力部に交互に接続する切り替えエ
レメントを付加的に備える、上記(8)に記載のアナロ
グ駆動回路。
【0175】(10)上記駆動信号発生器が、上記駆動
信号を生成する比較器を含み、上記比較器が、第1の入
力部、第2の入力部を含み、連続的表示期間において反
対の状態を持つ向き制御信号によって設定される検出向
きを持ち、連続する表示期間の間に表示期間の2分の1
の持続時間を持つランプ信号を上記比較器の第1入力部
および第2入力部に交互に接続する第1の切り替えエレ
メントと、アナログ駆動回路が単一サンプル選択セクシ
ョンを含む時には連続する表示期間の間に上記サンプル
選択セクションを上記比較器の第2入力部および第1入
力部に交互に接続し、該アナログ駆動回路が奇数および
偶数サンプル選択セクションを含む時には連続するフレ
ーム期間の間に奇数サンプル選択セクションを上記比較
器の上記第2入力部にそして偶数サンプル選択セクショ
ンを上記比較器の上記第1入力部にそれぞれ交互に接続
する第2の切り替えエレメントと、を更に備える上記
(1)乃至(5)、または上記(8)のいずれかに記載
のアナログ駆動回路。
【0176】(11)上記駆動信号発生器が、入力部お
よび出力部を持つ第1のインバータと、出力部および上
記第1のインバータの上記出力部に接続される入力部を
持つ第2のインバータと、上記第1のインバータの上記
入力部および上記サンプル選択セクションに接続される
第1の電極および上記表示期間の2分の1と等しい持続
時間を持つランプ信号に接続される第2の電極を有する
コンデンサと、上記表示期間に先立ち上記コンデンサを
放電するリセット・スイッチと、上記第1のインバータ
の出力および上記第2のインバータの出力に接続され、
上記表示期間の中間点で状態を変更する向き制御信号に
応答して、第1のインバータおよび第2のインバータの
1つの出力を駆動信号として取り出す切り替えエレメン
トと、を含む、上記(8)に記載のアナログ駆動回路。
【0177】(12)上記駆動信号発生器が、サンプル
選択セクションに上記インバータの入力部を連結するカ
ップリング・コンデンサと、上記表示期間に先立ち上記
第1のインバータの出力を上記第1のインバータの入力
部に一時的に接続する追加スイッチと、を付加的に含
み、上記追加スイッチが上記第1のインバータの出力部
を上記第1のインバータの入力部に接続する時、上記リ
セット・スイッチがあらかじめ定められたインバータし
きい値電圧と等しい状態を持つ基準信号に接続される、
上記(7)または(11)に記載のアナログ駆動回路。
【0178】(13)上記映像信号が複数のカラーの各
々に関するカラー・コンポーネントを含み、上記サンプ
ル選択セクションが、各カラー・コンポーネントに対応
するサンプル記憶エレメントと、各カラー・コンポーネ
ントのアナログ・サンプルをそれぞれ対応する上記サン
プル記憶エレメントに受け入れるため上記サンプル・ロ
ード期間に開けられるサンプル選択ゲートと、を含み、
該アナログ駆動回路が、上記サンプル記憶エレメントの
各々と上記駆動信号発生器の間に配置され、各サンプル
記憶エレメントに記憶されたアナログ・サンプルを上記
駆動信号発生器に接続するように順次動作するサンプル
出力ゲートを更に備え、上記駆動信号発生器が、各サン
プル記憶エレメントに記憶されているアナログ・サンプ
ルに応答して上記駆動信号を順次生成する、上記(1)
に記載のアナログ駆動回路。
【0179】(14)上記駆動信号発生器が、上記駆動
信号を生成する比較器を含み、上記比較器が、第1の入
力部、第2の入力部を含み、連続的フレーム期間におい
て反対の状態を持つ向き制御信号によって設定される検
出向きを持ち、連続するフレーム期間の間に該フレーム
期間の2分の1の持続時間を持つランプ信号を上記比較
器の第1入力部および第2入力部に交互に接続する第1
の切り替えエレメントと、連続する表示期間の間に上記
サンプル出力ゲートを上記比較器の第2入力部および上
記比較器の第1入力部に交互に接続する第2の切り替え
エレメントと、を更に備える、上記(13)に記載のア
ナログ駆動回路。
【0180】(15)上記第1部分期間および上記第2
部分期間は、開始時点を持ち、上記駆動信号が、上記第
1の部分期間の開始時点において第1の極性を持ち、上
記第2の部分期間の開始時点において上記第1の極性と
反対の第2の極性を持つパルスから構成される、上記
(1)に記載のアナログ駆動回路。
【0181】(16)上記駆動信号発生器が交流接続出
力部を含む、上記(1)に記載のアナログ駆動回路。
【0182】
【発明の効果】本発明によって、映像信号またはグラフ
ィックス・データに応答して動作し、しかも、従来技術
のデジタル駆動マイクロ・ディスプレイが持つサイズ、
重量および複雑性の観点からの欠点を克服した小型表示
装置が提供される。また、本発明のアナログ駆動回路の
電力消費は、同等の処理性能のデジタル駆動回路より少
なく、更に、デジタル駆動回路を使用する表示装置に比
較して、本発明のアナログ駆動回路を持つ表示装置は、
電子光学材料の切り替え速度に対する性能上の依存性が
少ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従う方法を実行するために使用するこ
とができる表示装置の構造を示すブロック図である。
【図2】図3と共に、図1に示された表示装置の空間光
変調器の詳細を示すブロック図である。
【図3】図2と共に、図1に示された表示装置の空間光
変調器の詳細を示すブロック図である。
【図4】(A)−(D)は、アナログ・サンプルが映像信号
から導出され、図2および図3で示された空間光変調器
のピクセル・アレイにおける各ピクセルのアナログ駆動
回路に分配される様態を示すブロック図であり、(E)
は、ピクセル・アレイの1つの典型的ピクセルのアナロ
グ駆動回路のサンプル選択セクションに記憶される上記
(A)−(C)で示された映像信号の3つのフレームから導
出されるアナログ・サンプルを示すブロック図であり、
(F)は、上記(E)に示されたアナログ・サンプルに応答
してアナログ駆動回路によって生成される駆動信号を示
すブロック図である。
【図5】本発明に従う方法を実行するために使用するこ
とができるモノクロ表示装置の第1の実施形態のピクセ
ル・アレイおよびサンプル導出/分配回路を示すブロッ
ク図である。
【図6】本発明に従う表示装置の第1の実施形態の典型
的アナログ駆動回路のブロック図である。
【図7】図5で示された表示装置の実施形態の動作を示
す波形図である。
【図8】図5で示されたサンプル導出/分配回路の実施
形態の動作を示す波形図である。
【図9】図6で示されたアナログ駆動回路の実施形態の
動作を示す波形図である。
【図10】図6で示されたアナログ駆動回路の実施形態
の1つのバリエーションを示すブロック図である。
【図11】図10で示された実施形態のオフセットを最
小にする回路の動作を示す波形図である。
【図12】本発明に従う方法を実行するために使用する
ことができるモノクロ表示装置の第2の実施形態のピク
セル・アレイおよびサンプル導出/分配回路を示すブロ
ック図である。
【図13】本発明に従う表示装置の第2の実施形態の典
型的アナログ駆動回路のブロック図である。
【図14】図12および図13で示された表示装置、サ
ンプル導出/分配回路およびアナログ駆動回路の実施形
態の動作を示す波形図である。
【図15】本発明に従うアナログ駆動回路における使用
に適切な切り替え型検出比較器の1例を示すブロック図
である。
【図16】モノクロ表示装置の第2の実施形態の1つの
バリエーションのピクセル・アレイおよびサンプル導出
/分配回路を示すブロック図である。
【図17】図16に示されたサンプル導出/分配回路の
実施形態の動作を示す波形図である。
【図18】本発明に従う方法を実行するために使用する
ことができるカラー表示装置の第1の実施形態のピクセ
ル・アレイおよび並列ロード・サンプル導出/分配回路
を示すブロック図である。
【図19】本発明に従うカラー表示装置の第1の実施形
態に使用される典型的アナログ駆動回路の第1のタイプ
のブロック図である。
【図20】本発明に従うカラー表示装置の第1の実施形
態に使用される典型的アナログ駆動回路の第2のタイプ
のブロック図である。
【図21】本発明に従う方法を実行するために使用する
ことができるカラー表示装置の第2の実施形態のピクセ
ル・アレイおよび順次ロード・サンプル導出/分配回路
を示すブロック図である。
【符号の説明】
15 光源 31 電子光学材料 100 表示装置 102 2次元ピクセル・アレイ 114、214,314 アナログ駆動回路 118 電極 122 アナログ・サンプリング回路 124 サンプル分配回路 126、226、326 サンプル選択セクション 128、228、328、428 駆動信号発生器 131 列バス 133 出力部 134 行セレクタ 152 入力ゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 399117121 395 Page Mill Road Palo Alto,Californ ia U.S.A. (72)発明者 ニーラ・ビー・ガディス アメリカ合衆国95070カリフォルニア州 サラトガ、オン・オービット・ドライブ 15560 (72)発明者 リチャード・シー・ウォーカー アメリカ合衆国94306−1315カリフォル ニア州パロ・アルト、オバーリン・スト リート 2060 (56)参考文献 特開 平5−328269(JP,A) 特開 平8−137442(JP,A) 特開 平3−64791(JP,A) 特開 昭61−14697(JP,A) 特開 昭64−9498(JP,A) 特開 昭62−289070(JP,A) 特開 昭60−59389(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G09G 3/20

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】行および列の2次元アレイに配列された複
    数のピクセルの電極に対応して設けられた複数のアナロ
    グ駆動回路を有するアナログ駆動装置であって、それぞ
    れのアナログ駆動回路は、 サンプル・ロード期間の間に、映像信号のフレームから
    導出されたアナログ・サンプルから、駆動するピクセル
    に対応するアナログ・サンプルを選択して受け取り、該
    アナログ・サンプルを一時的に記憶するサンプル選択セ
    クションと、 上記サンプル・ロード期間に続く表示期間の間に、上記
    サンプル選択セクションに一時的に記憶されたアナログ
    ・サンプルに実質的に比例する持続時間を持つ駆動信号
    を生成し、対応するピクセルの電極に該駆動信号を印加
    する駆動信号発生器とを備えており、 上記表示期間の間に、上記それぞれの駆動信号発生器に
    よるそれぞれの駆動信号の生成および印加をそれぞれの
    ピクセルについて同時に実行して上記フレームを表示さ
    せるクロックを上記駆動信号発生器に供給するクロック
    発生器を備えるアナログ駆動装置
  2. 【請求項2】行および列の2次元アレイに配列された複
    数のピクセルの電極に対応して設けられた複数のアナロ
    グ駆動回路を有するアナログ駆動装置であって、映像信
    号のフレームは、同じフレーム期間を持ち交互に入れ替
    わる複数の奇数フレームおよび複数の偶数フレームから
    構成されており、それぞれのアナログ駆動回路が、 奇数サンプル・ロード期間の間に、映像信号の奇数フレ
    ームから導出されたアナログ・サンプルから、駆動する
    ピクセルに対応するアナログ・サンプルを選択して受け
    取り、該アナログ・サンプルを一時的に記憶する奇数サ
    ンプル選択セクションと、 偶数サンプル・ロード期間の間に、映像信号の偶数フレ
    ームから導出されたアナログ・サンプルから、駆動する
    ピクセルに対応するアナログ・サンプルを選択して受け
    取り、該アナログ・サンプルを一時的に記憶する偶数サ
    ンプル選択セクションと、 上記奇数サンプル・ロード期間に続く奇数表示期間の間
    は、上記奇数サンプル 選択セクションに一時的に記憶さ
    れたアナログ・サンプルに実質的に比例する持続時間を
    持つ駆動信号を生成して、対応するピクセルの電極に該
    駆動信号を印加し、上記偶数サンプル・ロード期間に続
    く偶数表示期間の間は、上記偶数サンプル選択セクショ
    ンに一時的に記憶されたアナログ・サンプルに実質的に
    比例する持続時間を持つ駆動信号を生成して、対応する
    ピクセルの電極に該駆動信号を印加する駆動信号発生器
    とを備えており、 上記奇数サンプル・ロード期間および上記偶数表示期間
    が時間的に並行し、上記偶数サンプル・ロード期間およ
    び上記奇数表示期間が時間的に並行し、上記奇数および
    偶数表示期間の間に、上記それぞれの駆動信号発生器に
    よるそれぞれの駆動信号の生成および印加をそれぞれの
    ピクセルについて同時に実行させるクロックを上記駆動
    回路に供給し、上記奇数および偶数フレームを交互に表
    示させるクロック発生器を備えるアナログ駆動装置。
  3. 【請求項3】上記映像信号がカラー順次映像信号である
    請求項1または請求項2に記載のアナログ駆動装置
  4. 【請求項4】上記駆動信号発生器が、ガンマ補正を提供
    する非線形傾斜を持つランプ信号に応答して動作する請
    求項1または請求項2に記載のアナログ駆動装置
  5. 【請求項5】上記サンプル選択セクションが、 サンプル記憶エレメントと、 上記アナログ・サンプルを上記サンプル記憶エレメント
    に受け入れるため上記サンプル・ロード期間の間開けら
    れ、上記表示期間の間閉じられるサンプル選択ゲート
    と、 上記サンプル記憶エレメントおよび上記駆動信号発生器
    の間に配置され、上記表示期間の間または上記表示期間
    の前のいずれかに開かれるサンプル出力ゲートと、 を備える請求項1に記載のアナログ駆動装置
  6. 【請求項6】上記駆動信号発生器は比較器を備えてお
    り、該比較器が、 上記表示期間に等しい持続時間を持つランプ信号を発生
    するランプ発生器に接続され第1の入力部と、 上記サンプル選択セクションに接続され第2の入力部
    を有し、 上記表示期間の間、上記サンプル選択セクションに一時
    的に記憶されたアナログ・サンプルを上記ランプ信号と
    比較することにより、上記アナログ・サンプルに実質的
    に比例する持続時間を持つ駆動信号を生成する請求項1
    に記載のアナログ駆動装置。
  7. 【請求項7】上記駆動信号発生器は、 上記表示期間に等しい持続時間を持つランプ信号を発生
    するランプ発生器に接続された第1の入力部、および第
    2の入力部を有する比較器と、 上記奇数および偶数サンプル選択セクションと上記比較
    器の第2の入力部との間に配置され、奇数表示期間は上
    記奇数サンプル選択セクションを上記比較器の第2の入
    力部に接続し、偶数表示期間は上記偶数サンプル選択セ
    クションを上記比較器の第2の入力部に接続する切り替
    えエレメントとを備えており、 上記比較器は、上記奇数表示期間の間は、上記奇数サン
    プル選択セクションに一時的に記憶されたアナログ・サ
    ンプルを上記ランプ信号と比較することにより、該アナ
    ログ・サンプルに実質的に比例する持続時間を持つ駆動
    信号を生成し、上記偶数表示期間の間は、上記偶数サン
    プル選択セクションに一時的に記憶されたアナログ・サ
    ンプルを上記ランプ信号と比較することにより、該アナ
    ログ・サンプルに実質的に比例する持続時間を持つ駆動
    信号を生成する請求項2に記載のアナログ駆動装置。
  8. 【請求項8】上記駆動信号発生器は、上記サンプル選択セクションに接続されたスイッチと、 上記スイッチに接続された第1の電極、および上記表示
    期間に等しい持続時間を持つランプ信号を発生するラン
    プ発生器に接続された第2の電極を有するコンデンサ
    と、 上記コンデンサの第1の電極に接続されたインバータ
    と、 上記コンデンサに接続されたリセット・スイッチとを備
    えており、 上記表示期間に先立ち、上記リセット・スイッチは、上
    記コンデンサを放電し、 上記表示期間の間に、上記スイッチは、上記サンプル選
    択セクションを上記コ ンデンサの第1の電極に所定時間
    接続した後、該接続を切り離し、その後上記ランプ発生
    器が上記ランプ信号を上記コンデンサの第2の電極に印
    加することにより、上記コンデンサの第1の電極上の電
    圧が上記インバータのしきい値と比較されて、上記アナ
    ログ・サンプルに実質的に比例する持続時間を持つ駆動
    信号が上記インバータによって生成される請求項1に記
    載のアナログ駆動装置
  9. 【請求項9】上記駆動信号発生器は、上記奇数サンプル選択セクションに接続された奇数スイ
    ッチと、 上記偶数サンプル選択セクションに接続された偶数スイ
    ッチと、 上記奇数および偶数スイッチに接続された第1の電極、
    および上記表示期間に等しい持続時間を持つランプ信号
    を発生するランプ発生器に接続された第2の電極を有す
    るコンデンサと、 上記コンデンサの第1の電極に接続されたインバータ
    と、 上記コンデンサに接続されたリセット・スイッチとを備
    えており、 上記表示期間に先立ち、上記リセット・スイッチが上記
    コンデンサを放電し、 上記奇数表示期間の間は、上記奇数スイッチは、上記奇
    数サンプル選択セクションを上記コンデンサの第1の電
    極に所定時間接続した後、該接続を切り離し、その後上
    記ランプ発生器が上記ランプ信号を上記コンデンサの第
    2の電極に印加することにより、上記コンデンサの第1
    の電極上の電圧が上記インバータのしきい値と比較され
    て、上記奇数サンプル選択セクションに一時的に記憶さ
    れたアナログ・サンプルに実質的に比例する持続時間を
    持つ駆動信号が生成され、 上記偶数表示期間の間は、上記偶数スイッチは、上記偶
    数サンプル選択セクションを上記コンデンサの第1の電
    極に所定時間接続した後、該接続を切り離し、その後上
    記ランプ発生器が上記ランプ信号を上記コンデンサの第
    2の電極に印加することにより、上記コンデンサの第1
    の電極上の電圧が上記インバータのしきい値と比較され
    て、上記偶数サンプル選択セクションに一時的に記憶さ
    れたアナログ・サンプルに実質的に比例する持続時間を
    持つ駆動信号が上記インバータによって生成される請求
    項2に記載のアナログ駆動装置。
  10. 【請求項10】上記駆動信号発生器は、それぞれが上記
    表示期間の2分の1の持続時間を持つ第1のシーケンス
    および第2のシーケンスを生成し、 上記第1のシーケンスは、第1の電気状態にある第1の
    部分期間と、第2の電気状態にある第2の部分期間とか
    ら構成され、該第2の部分期間は、該第1のシーケンス
    に対して第1の部分期間の残りの期間であり、 上記第2のシーケンスは、上記第2の電気状態にあり、
    上記第1の部分期間に等しい持続時間を持つ第3の部分
    期間と、上記第1の電気状態にあり、上記第2の部分期
    間に等しい持続時間を持つ第4の部分期間とから構成さ
    れ、 上記アナログ・サンプルに実質的に比例する持続時間を
    持つ駆動信号は、上記第1の電気状態の第1の部分期間
    に対応しており、 上記駆動信号発生器が、上記表示期間において、上記第
    1のシーケンスおよび第2のシーケンスからなる信号
    を、対応するピクセル電極に印加する請求項1に記載の
    アナログ駆動装置
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