JPH0150916B2 - - Google Patents

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JPH0150916B2
JPH0150916B2 JP58183791A JP18379183A JPH0150916B2 JP H0150916 B2 JPH0150916 B2 JP H0150916B2 JP 58183791 A JP58183791 A JP 58183791A JP 18379183 A JP18379183 A JP 18379183A JP H0150916 B2 JPH0150916 B2 JP H0150916B2
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    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、情報保持装置に係り、特に書き込ま
れた情報を外部装置に出力できる情報保持装置に
関する。以下、情報保持装置として、表示機能と
情報保持機納とを備えた液晶装置を例にとり説明
する。
〔発明の背景〕
従来、情報保持装置としては、表示機能と情報
保持機能とを備えたスメクチツク液晶等からなる
装置、やPLZT等の強誘電性物質からなる装置が
知られている。
例えば液晶装置は、ネマチツク液晶、コレステ
リツク液晶、あるいはスメクチツク液晶を用いた
種々の表示原理を利用したものが知られている
が、いずれも液晶分子の配向状態を何らかの外部
場により変化させ、これによる光学的性質の変化
を利用して表示を達成するものである。
これらの液晶装置の一例として米国特許第
3796999号“Locally Erasable Thermo−
Optic・Smectic Liquid Crystal Storage
Displays”に示されている熱書込み型液晶装置に
ついて概要を述べる。
本装置では、第1図aに示すような二枚のガラ
ス基板11,12の内側に透明電極13,14を
設け、この間にスメクチツク液晶15を封入す
る。この様な表示パネルにAr(アルゴン)レーザ
あるいはYAG(イツトリウム・アルミニウム・ガ
ーネツト)レーザなどにより発せられたレーザビ
ーム16をレンズ17により集光し、表示部分1
8のスメクチツク液晶15の温度を上昇させ、一
旦、等方性液晶相にする。
その後レーザビームを除去することによりスメ
クチツク相まで急冷すると第1図bに示すよう
に、液晶分子の配向方向が乱れ、強い散乱性を示
す領域19が発生する。この散乱状態は安定に存
続するので、任意の画像情報書込みが達成でき
る。
以上で述べた表示原理に基づき、熱書込み型液
晶装置はレーザビームの走査、変調により、液晶
素子上に任意の画像情報を書込み、さらに電界印
加も併用することにより部分消去も達成できるの
で表示装置として優れている。しかし、書込まれ
た画像情報の読出し機能がなく、情報信号を画像
として入力する表示装置としてのみ利用されてい
た。
また、その他の情報保持装置においても、これ
まで情報表示する機能しか有しておらず、情報出
力装置としては使用できなかつた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、画素がXYマトリクス状に配
置されるものにおいて、クロストークによる電流
には全く影響されず、簡単な回路で情報信号の入
出力を短時間で行ないうる情報保持装置を提供す
ることにある。
〔発明の概要〕
上記目的を達成する本発明情報保持装置の特徴
とするところは、対向面に複数の一方電極と複数
の他方の電極とが対向し、上記一方の電極と上記
他方の電極との対向部分が全体としてマトリクス
をなす様に形成される一対の基板と、該一対の基
板間に保持される誘電体と、任意の上記対向部分
の誘電体の静電容量を変化させる手段と、任意の
上記一方の電極に電圧上昇率dv/dtが一定な電
圧を印加する手段と、上記電圧が上記一方の電極
に印加される期間に上記一方の電極に対向する少
なくとも2つの他方の電極に流れる電流を順次検
出する手段とを具備することにある。
ここで、「誘電体」とは電界、熱等を加えるこ
とによつて静電容量が変化し、さらに電界、熱等
を除去した後もその静電容量が一定の時間変化し
ないで、記憶される誘電体を示し、例えばスメク
チツク相を有する液晶、コレステリツク相を有す
る液晶、PLZT等が挙げられるが、比較的低温度
で情報の書込が可能でしかも記憶時間の長いスメ
クチツク相を有する液晶を使用することが好まし
い。
また、「電圧上昇率dv/dtが一定な電圧」と
は、ランプ状電圧、三角波電圧等が挙げられ、そ
の電圧値が誘電体の静電容量を殆んど変化させな
い程度が望ましい。
〔発明の実施例〕
以下、本発明をスメクチツク相を有する液晶を
例にとり詳細に説明する。
第2図は、本発明の実施例による液晶装置の全
体構成図を示したものである。画像情報書込み手
段21は、基板の一方の電極と他方の電極との対
向部分の誘電体となるスメクチツク相を有する液
晶を静電容量を変化させ、液晶パネル22に文
字、記号などの画像情報を書き込むための手段で
ある。液晶パネル22に書き込まれた画像情報
は、電極の対向部分の液晶に印加する電圧上昇率
dv/dtが一定な電圧を発生するところの画像情
報読出し電圧発生回路20、及び電極の対向部分
の誘電体に流れる電流を検出するところの画像情
報検出回路23により読出されて画像信号変換回
路24に送られる。ここで得られた画像情報信号
を、例えばマイクロプロセツサ(CPU)などで
構成した外部回路25に取り込む。
本出願人は、特願昭58−29450により、液晶パ
ネル22及び画像情報書込み手段21の構成、動
作を詳細に述べている。このため、液晶パネル2
2及び画像情報書込み手段21を簡単に説明す
る。液晶パネル22の概略断面図を第3図、概略
平面図を第4図に示す。液晶パネルは、対向面に
複数のY電極29、複数のX電極30とが交差す
る様に並設される一対の基板26,27の間に、
10μm程度のギヤツプをつくり、スメクチツク相
を有する液晶31を前記基板間に入れてスペーサ
28で封止する。ここで、Y電極29、X電極3
0の対向部分は画素となり全体としてマトリクス
を形成している。
第5図は、前記したスメクチツク相を有する液
晶の光学特性図を示したものである。スメクチツ
ク相を有する液晶を加熱すると等方性液体相(c
点)となりほぼ透明状態となる。ここで、液晶層
に十分な電圧を印加して液晶層を冷却するとスメ
クチツク相(a点)となりほぼ透明状態となりこ
の状態が保持される。
一方、液晶層に加わる電圧を0Vあるいはこの
近傍に設定すると散乱性を示すスメクチツク相
(b点)となり明るさが減少し以後この状態が保
持される。
次に画像情報書込み手段21について説明す
る。第6図,第7図は、スメクチツク相を有する
液晶を用いた液晶パネルにレーザ光を照射して画
像情報を書込む手段を示したものである。
第6図は、レーザ光を任意の位置に集光できる
ようなレーザペン33を設けたものである。レー
ザペン33は、レーザ光を光源から導く光フアイ
バと集光用レンズで構成するものまたは、半導体
レーザ34と集光レンズ35を一体化したもの等
を用いる。
第7図は、他の画像情報書込み手段を示したも
ので、レーザ36、レーザ光の変調を行なう変調
器37、レーザ光を任意の方向に偏向するX方
向、Y方向の偏向器38と、液晶素子面上にレー
ザ光を集光するレンズ39から構成されている。
第8図は、画像情報書込み手段の他の実施例を
示したものである。
ここで、液晶パネル46の画素のうち斜線を施
した画素e12,e13,e21,e23,e31,e32を書込み状
態(散乱状態)、他の画素e11,e22,e33を非書込
み状態(透明状態)とする場合の、X電極44a
〜44cとY電極43a〜43cに加える電圧を
第9図に示す。
次に画像情報を読み出す方法の原理を説明す
る。
第8図に示されるマトリクス状に配置される画
素e11〜e33を一種のコンデンサと考えると、液晶
パネル46は、第10図に示すように、コンデン
サ群48とみなすことができる。
このとき、各々の画素は、電極間に誘電体であ
る液晶層が満されたものであるから、前記したよ
うに、書込み状態あるいは非書込み状態でその分
子配向が異なることに起因した誘電率のちがいに
よつて、その静電容量が異なる。
したがつて書込み状態の画素の静電容量CW
非書込み状態の画素の静電容量CNWは異なる。前
記したように例えば、正の誘電異方性をもつ液晶
材料を用い、非書込み状態では垂直配向する場合
ではCW<CNWとなり、その比は、 CNW/CW=ε/1/3(ε+2ε⊥)>1 ……(1) となる。本発明者等は、ε=12,ε⊥=4.7の液
晶材料を用いて静電容量を測定した結果、CNW
CW=1.48となり(1)式による計算値の1.68に近い値
であることを確認している。
以上に述べたように、書込み状態の画素と非書
込み状態の画素とでは、静電容量が異なるので、
その静電容量のちがいを電気的に読出すことによ
つて、書込まれた情報を認識し外部装置に出力す
ることができる。
第10図において、画素e11の静電容量を読出
すには、Y電極50aに電圧上昇率(dv/dt)
が一定の読出し電圧vRを印加すると共に、Y電極
50b,50cとX電極49b,49cを一定電
位としてX電極49aに流れ出す電流iSを検出す
る。
この時、読出し電圧vRと電流iSの関係を第11
図に示す。電率iSの飽和値は、画素e11の静電容量
C11と読出し電圧vRの電圧上昇率(dv/dt=K)
のみで定まる。このため、電流iSの飽和値の大小
を判別することによつて各各の画素に書込まれて
いる情報を読出すことができる。
これらの詳細は、本出願人による特願昭58―
29450、特願昭58―90716に述べられている。
次に第2図に示した画像情報読出し電圧発生回
路20、画像情報検出回路23、画像情報信号変
換回路24の実施例について説明する。
第12図は、本発明による実施例を示したもの
である。Y電極56a〜56cは、例えば抵抗率
0.1Ω/□、幅0.2mm、長さ180mmのCrより形成され
ており、またX電極57a〜57cは抵抗率
100Ω/□、幅0.2mm、長さ120mmの透明導電膜に
より形成される。液晶マトリクスパネル55のY
電極56a〜56cには、1out of 2のアナログ
スイツチ58a〜58cを接続する。そして、
各々のスイツチの一方の端子を接地し、他方の端
子を読出し電圧発生回路61に接続する。なお、
前記した各々のスイツチの出力信号VL1〜VL3は、
垂直走査回路60からの走査信号CP1〜CP3によ
り、接地レベル又は、読出し電圧vRとなる。
一方、X電極57a〜57cには、1out of 2
のアナログスイツチ59a〜59cを接続する。
そして、各々のスイツチの一方の端子を接地し、
他方の端子を画像情報検出回路23に接続する。
前記した各々のスイツチは、水平走査回路65か
らの走査信号CL1〜CL3により制御され、この結
果、X電極の57a〜57cに流れ出す電流iS1
〜iS3は、選択的に画像情報検出回路に入力され
る。
第13図は、画像情報検出回路23及び、画像
情報信号変換回路24の具体的な実施例を示した
ものである。
画像情報検出回路23は、スイツチ59a〜5
9cにより選択された電流iS0を電圧vSに変換する
電流―電圧変換回路66aと、前記電圧vSと基準
電源68からの基準電圧Vrefとを比較する比較回
路67から構成されている。
さらに、画像情報信号変換回路24は、前記比
較回路67で得られたD0をCPR信号のタイミン
グで取り込み、画像情報信号D1として出力する。
そこで、第12図の回路動作を第14図,第1
5図を用いて詳細に説明する。
第14図は、画素e11〜e33の静電容量を読出す
時のY電極電圧VL1〜VL3と水平側スイツチの走
査信号CL1〜CL3及びCPRとの関係を概略的に示
したものである。
スイツチ58a〜58cにより、Y電極電圧
VL1〜VL3は、波高値5Vの読出し電圧vRもしくは、
接地レベル(0)となる。この時、時刻t0′から
印加され始める読出し電圧vRは、dv/dtが一定の
電圧とする。
この結果、X電極57a〜57cには、電流
iS1〜iS3(変位電流)が流れ出すが、これらの電流
が一定値を示した時刻t0で、まず走査信号CL1
“H”にして、電流iS1のみを電流―電圧変換回路
に入力する。本実施例ではt0′からt0までの時間T1
は、約40〜50μsecである。
次に、時刻t1で電流iS2を、さらに、時刻t2で電
流iS3を順次電流―電圧変換回路66に入力する。
尚、本実施例では、t0からt1、及びt1からt2まで
の時間T2は、約0.5μsecである。
以上の動作により画素e11〜e13の静電容量を読
出すことができる。また、この動作をそれぞれの
ライン毎に繰り返す。
特に、画素e11〜e33の静電容量を読出す時の動
作を第15図を用いてさらに詳細に説明する。
今、画素e11,e13を書込み状態、画素e12を非書
込み状態とする。この時、画素e11〜e13の静電容
量を各々C11,C12,C13とするとC11=C13,C11
C12となる。
このため、電流iS1〜iS3の飽和値IS1(IS3)及び、
IS2は、次式のようになる。
IS1=dv/dtC11,IS2=dv/dtC12 前式でC11<C12であるから、IS1<IS2となる。
なお、dv/dtは、電圧VL1の電圧上昇率である。
そこで、電流iS1〜iS3が飽和した時刻t0から、
各々の電流をスイツチ59a〜59cにより連続
して順次選択し、電流―電圧変換回路66に入力
する。
この結果、得られる検出電圧vSと基準電圧Vfef
とを比較回路67で比較し、さらにこの出力信号
D0をCPRのタイミングにより画像情報信号変換
回路24に取り込む。
以上の動作により、各々の画素に書込まれた情
報を読出すことができる。
ところで、電流iS1〜iS3が飽和するまでの飽和
時間T1は、X電極及びY電極の抵抗及び、各各
の画素の静電容量により定まるが、特に、パネル
が大型化すると飽和時間T1が長くなる。
しかし、本実施例によれば、電流が飽和した時
点t0から、短かい時間で各々のX電極に流れる電
流を順次選択する方式としているため、実質的に
1画面の読出し時間を短かくでき、特に、大型の
パネルの情報読出しに最適である。
第16図は、本発明による他の実施例を示した
ものである。
液晶マトリクスパネル69に接続した1out of
2スイツチ71,73及び、垂直走査回路70、
読出し電圧発生回路72、電流―電圧変換回路6
6、比較回路67、画像情報信号変換回路24の
動作は、第12図に示した各々の回路と同一であ
る。
本実施例の特徴は、X電極に接続した1out of
2スイツチをM個のブロツクに分割し、各々のブ
ロツクに対応して、電流―電圧変換回路66、比
較回路67及び画像情報信号変換回路24を設け
たことにある。
これにより、M個の画素の情報を同時に読出す
ことができるため、1画面の情報をより短かい時
間で読出すことができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、大型マトリクスパネルに書込
まれている情報を簡単な回路でしかも短かい時間
で読出すことができるため、高信頼性、高機能の
表示装置を構成できる。
さらには、高分解能、高速性を要求される漢字
入力等の入力タブレツトとしても有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の液晶表示装置を示す図、第2
図は、本発明の一実施例の装置全体の構成図、第
3図と第4図は本発明の実施例に用いる液晶パネ
ルの構造図、第5図は本発明の実施例に用いる液
晶の温度特性図、第6図〜第9図は、画像情報書
込みの実施例を示す図、第10図〜第13図は画
像情報読出し回路の実施例を示す図、第14図と
第15図は画像情報読出し動作の実施例を示す
図、第16図は画像情報読出し回路の他の実施例
を示す図である。 49a〜49c,57a〜57c…X電極、5
0a〜50c,58a〜58c…Y電極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 対向面に複数行の一方の電極と複数列の他方
    の電極とが対向し、上記一方の電極と上記他方の
    電極との対向部分が全体としてマトリクス状をな
    す様に形成される一対の基板と、該一対の基板間
    に保持される誘電体と、上記一方の電極と上記他
    方の電極との対向部分の任意の誘電体の静電容量
    を変化させる手段と、任意の上記一方電極に電圧
    上昇率dv/dtが一定な電圧を印加する手段と、
    上記電圧が上記一方の電極に印加される期間内の
    上記対向部分の誘電体に流れる変位電流が飽和し
    た後に上記一方の電極に対向する少なくとも2列
    の他方の電極に流れる変位電流を順次検出する手
    段とを具備することを特徴とする情報保持装置。
JP58183791A 1983-09-30 1983-09-30 情報保持装置 Granted JPS6075821A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58183791A JPS6075821A (ja) 1983-09-30 1983-09-30 情報保持装置

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JP58183791A JPS6075821A (ja) 1983-09-30 1983-09-30 情報保持装置

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JPS6075821A JPS6075821A (ja) 1985-04-30
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JP2788265B2 (ja) * 1988-07-08 1998-08-20 オリンパス光学工業株式会社 強誘電体メモリ及びその駆動方法,製造方法
JP2788290B2 (ja) * 1988-07-08 1998-08-20 オリンパス光学工業株式会社 強誘電体メモリ
CN107636518A (zh) * 2015-06-01 2018-01-26 三菱电机株式会社 显示确认装置、液晶显示装置、仪表显示器以及显示确认方法

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JPS6075821A (ja) 1985-04-30

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