JPH084308B2

JPH084308B2 - コヒーレント光画像発生装置

Info

Publication number: JPH084308B2
Application number: JP58056805A
Authority: JP
Inventors: ウイリアム・オルデン・クロスランド; ジヤツク・ロウランド・ピ−タ−ズ; ピ−タ−・ウイリアム・ロス; ピ−タ−・ジヨン・エイリフ
Original assignee: Northern Telecom Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1982-04-01
Filing date: 1983-03-31
Publication date: 1996-01-17
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: GB2118347A; EP0090987A1; JPS5910928A; GB2118347B

Description

【発明の詳細な説明】〈発明の背景〉本発明は、コヒーレント光画像の発生に関し、電子光
学的信号処理、すなわち、無線周波数スペクトル分析、
画像相関、又は合成開口レーダなどに応用される。

代表的な電子光学的信号処理においては、２又は３以
上の信号が、相関処理によつて互に比較されるが、この
相関処理は第１コヒーレント光画像のフーリエ変換の第
２コヒーレント光画像上への、又は導出されたホログラ
ム、又はモデル、あるいは第２コヒーレント光画像のフ
ーリエ変換上への重ね合せ、を伴う。これは、たとえ
ば、テレビジヨンカメラの視野内の特定の物体の存在と
位置を識別するための画像相関に、使用される。この型
式の相関器は、次の論文、すなわち、表題「コヒーレン
ト光学処理：もう１つの研究」B.D.ギユンテル（Guenth
er）他、米国電気電子学会の量子電子工学誌（IEEE Jou
rnal of Quantum Electronics）、巻QE−15、号12、ペ
ージ1348〜1362（1979年12月）及び次の論文、すなわ
ち、表題「固体状態源との光学的相関」J.Gデユーシー
（Duthie）他、写真−光学計装学会誌（Society of Pho
to−Optical Instrumentation Engineere）、巻231、19
80年国際光学計算会議（1980Internationl Optical Com
puting Conference）（1980）ページ281〜290、に記載
されている。これらの論文に記載された装置において
は、コヒーレント光画像の発生は、陰極線管による非コ
ヒーレント光画像の発生とこの画像を液晶「光弁」上へ
投射することに依存している。この光弁は、レーザから
のコヒーレント光で以て照明され、その裏面に投射され
る非コヒーレント光画像の空間変調に因つて反射ビーム
の空間偏光変調を与える。次いで、偏光検光子が、この
偏光変調を光度変調に変換する。この既知の装置を使つ
た実験が示すところによると、陰極線管の使用は、次の
ようないくつかの理由で不利である、すなわち、その１
つは、陰極線管による高エネルギー放射の発生、また他
の１つは、画像を得る非直接的方法から結果生じるある
種の画像ひずみである。

〈本発明の要約〉したがつて、本発明の一般目的は、先行技術のこれら
の欠点を解決することである。

とくに、本発明の目的は、このような型式の既知の装
置の欠点を持たないコヒーレント光画像を発生する装置
を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、本発明の装置を従来より
もより直接的な画像形成方法を達成するものとして構成
することにある。

上述の型式の装置を、構成上比較的簡単に、製造上安
価に、使用が容易に、しかも動作上信頼できるように設
計することが、本発明の付随的な目的である。

これらの目的等は、さらに後述で明かにされるが、こ
れらを達成する上において、本発明の１つの特徴は、次
のような点にある。すなわち、コヒーレント光画像発生
装置は、コヒーレント光画像発生系統を含み、この系統
は、少くとも１つの反射モード表示セルを含みこのセル
は液晶層を有し、同層は透明前面電極と裏当て板にサン
ドウイッチ状に挟まれ、裏当て板は半導体層を含み、半
導体には半導体ゲートのマトリクスアレイと反射電極の
マトリクスアレイが配設され、後者は液晶層内に置かれ
て同液晶層内においてそれぞれの画素を区画し、かつ前
記ゲートに個々に接続されてこれらのゲートによつて番
地指定され、またコヒーレント光画像発生系統は、この
ほかにコヒーレント放射を反射モード液晶表示セル上に
向ける動作をするレーザを含み、また、発生装置はさら
にコヒーレント画像発生系統の駆動系統を含み、駆動系
統の含む駆動回路はゲートに接続されかつ入力映像信号
を処理することにより画素のうち選択された画素の光学
特性をその画素の位置に応じて変調する、ただしこの変
調は入力映像信号にしたがつて透明前面電極と裏当て板
上の個々の反射電極との間に選択された電界を発生させ
ることによつて行われ、前記駆動回路はマトリクスアレ
イの反射電極を該電極の各々に関連するゲートを経由し
て繰り返し番地指定し、かつ各種指定の後に所定期間中
ゲートをしゃ断し、次いで反射電極を放電させるために
少くとも１回ゲートを再導通させかつ反射電極をデータ
による次の番地指定リフレッシュする前にゲートを再し
ゃ断するように動作する。

本発明は、したがつて、液晶層が陰極線管による後方
からの投射を必要としない方法によつてコヒーレント光
画像を生成する代替的なかつより直接的な方法に関す
る。液晶層によつて行われる変調は、上に掲げた変調と
同種であつて、ここでは、複屈折効果が採用されること
により偏光変調を生じる、若しくは代替的に、液晶層が
多色性染料を含むことによつて振幅変調が直接的に行わ
れる。

本発明は、なおまた、上に定義された画像発生装置を
含む電子光学信号処理装置を提供し、この処理装置は、
これに加えられた映像信号のコヒーレント光画像を形成
し、かつこの画像のフーリエ変換をホログラフイツクフ
イルタ上に、又は第２コヒーレント光画像のフーリエ変
換に重ね合わすのに適合している。

本発明は、さらに、コヒーレント光相関器を提供する
が、この相関器の中では、テレビジヨンカメラの視野内
の特定の「標的」物体の存在と位置が上に定義された画
像発生系統によつて識別される結果、この視野のコヒー
レント光画像を形成しかつその画像のフーリエ変換をそ
の特定の「標的」物体のホログラム又はそのモデル、若
しくはその物体又はモデルのコヒーレント光画像のフー
リエ変換のいずれかの上を重ね合せる。

ホログラムを第２コヒーレント光画像発生系統の出力
のフーリエ変換と置換することによつて、単に第２コヒ
ーレント画像発生系統に印加される映像信号を変化させ
るだけで、１つの標的テンプレートを他のものと非機械
的に取り換えることが可能にななる。

本発明の上述した及びその他の特徴と目的は、付図を
引用した以下の説明により、さらに明かにされる。

〈好適実施例の詳細な説明〉以下、付図を参照して詳しく説明する。まず、第１図
を参照すると、同図に示されたコヒーレント光発生装置
は、その基本構成要素として、レーザ１、ビームスプリ
ツタ２、液晶表示セル３、及び電子駆動回路４を含み、
回路４は入力端子５に入つた映像信号を液晶表示セル３
に印加されるのに適した形に処理する。

液晶表示セルは、反射モードにおいて動作しかつ能動
半導体裏当て板14を経由してマトリクス基板上に番地指
定される。裏当て板14は、各マトリクス点ごとに、少く
とも１つのトランジスタを含む。このようなトランジス
タの適当なマトリクスは、たとえば、ガラス基板上に薄
膜トランジスタを形成する（TFT）技術、サフアイア基
板上にシリコンを基材にしたトランジスタを形成する
（SOS）技術、又は標準単結晶シリコンウエハ上にシリ
コントランジスタを形成する（SCS）技術を用いて、作
られる。これらの技術の現在の状態と、マトリクスに要
求されるデバイスの大きな数とに照し、単結晶シリコン
（SCS）技術を使用することが好ましい。同様の理由か
ら、Ｎチヤネル酸化金属皮膜半導体（NMOS）技術も結果
的に選択される。

この応用にとつての液晶表示モードの一般的好適型式
は、ゲスト・ホスト相互作用の或る形において二色性染
料を使用することを伴うものである。ゲスト・ホスト相
互作用を使用することの利点は、振幅変調を直接発生す
ることができることにある。しかしながら、状況によつ
ては、これに代えて、複屈折動作モードに依存する方が
好適であり、この動作は偏光変調を生じ、偏光変調は、
事後に振幅変調に変換され、この変換は、これに適した
偏光検光子、たとえば、前述の「光弁」に使用されたよ
うなもの、によつて行われる。確かに、ある状況によつ
ては、染料を避け、その結果、代わりに複屈折効果に頼
る必要があるが、これだと、多重レベル・グレイスケー
ルの正確な作成を容易にすることができる。

多色性染料を含むいくつかの異なる電子光学的液晶効
果は反射モードで動作する表示セルの場合可能である。
これらは、前面偏光子のない染色ネマチツク、及び前面
偏光子のある染色ネマチツク、染色コレステリツク・ネ
マチツク相変化動作モードを含む。もし表示セルが偏光
によつて照明されるならば、染色コレステリツク・ネマ
チツク相変化動作モードの方が染色ネマチツクモードよ
り好適であり、その理由は、前者は理論的に高輝度及び
理論的に良コントラストを与え、一方、染色ネマチツク
は、前面偏光子なしで使用された場合、高輝度であるが
コントラストが不良で、また前面偏光子付きで使用され
た場合、コントラストは良いが、輝度が低い、からであ
る。偏光子がないときに不良コントラストが起こるの
は、液晶を通る偏光の２つの主平面の１つのみが染料に
よる吸収を受け、したがつて、その光の約半分の不偏光
が変化することなく液晶層を透過するからである。偏光
子が使用されると、この問題は、染料で以つて減衰され
ない偏光分をフイルタで除くことによつて解決される。
これは、良いコントラストを与えるが、しかし、偏光子
内での光の吸収のために輝度を犠牲にするという高い代
償を伴う。

状況は、現在少し異なつてきている。それは、ほとん
どのレーザが平面偏光を発射するからである。したがつ
て、代表的な相変化セルはグレイスケール表現を禁止す
る顕著なヒステリシスを示す光学的過渡特性（光学応答
対電圧曲線）を持つという事実を考慮に入れて、染色ネ
マチツクモードをコヒーレント光画像発生に対して使用
するのが一般に好ましい。このような染色ネマチックセ
ルは、小量のキラル（chiral）添加剤を含むが、これ
は、スイツチングオフ時間を短縮するためと、おそらく
また逆撚りの問題を解決するために加えられる。レーザ
照明がさほど高輝度ではなくかつ偏光されない応用にお
いてのみ、染色相変化モードの方が染色ネマチツクモー
ドよりも好適らしいと考えられるが、後者の場合、キラ
ル添加剤の濃度を減少することによつてヒステリシスの
問題を小さくすることが可能である。限界までこの濃度
を減少し続けると、この減少によつてセルは染色ネマチ
ツクに変換されるが、しかしこれに達する前に妥協点が
あつて、この点ではコントラストのさほど甚しく低下を
起こすことなくヒステリシスが許容量だけ低減される。
典型的に、これは、キラル添加剤の減少がコレステリツ
ク・ピツチを液晶層の厚さの1/3と1/4の間相当から層の
厚よりやや大きくなるように増大させたときに生じる。

第１図を参照すると、液晶表示セル３は、NMOS（Ｎチ
ヤネル酸化金属皮膜抵抗半導体）処理活性単結晶シリコ
ン上の染色ネマチツクセルであり、かつ側縁封止12、ガ
ラス板３及び裏当て板であるシリコンウエハ14を一緒に
封止処理することによつて液晶層11に対する容器を形成
した構成であり、ウエハ14は好ましくは直径10.2cm（4i
n）の単結晶シリコンウエハである。側縁封止12は、プ
ラスチツク封止であり、これによつて、溶解ガラスフリ
ツト側縁封止の準備の際に使用される高温に関連する液
晶分子整列問題をある程度解決する。ガラス板13の内面
には透明前面電極15が取り付けられこの電極は透明絶縁
層16に覆われ、後者は直流電流の通路がセル３を通り抜
けるのを防止する。シリコンウエハ14には、反射電極で
ある離散金属電極パツド17のマトリクスアレイが取り付
けられ、これらのパツドは、表示セルの個々の画素（pe
l）を区画している。パツド17の寸法を0.25mm²とする
と、表示面部を240×240マトリクスで作ることが可能で
ある。パツドが小さくなるほど高い解像度が得られる。
（これに課せられる他の制約については、後述で取りあ
げられる。）パツド17のマトリクスアレイは、同様に、
透明絶縁層18で覆われる。２つの電気絶縁層16と18の露
出面は、じよう乱印加電界のない場合に、これに隣接す
る液晶層の分子の平行かつ均一な整列を助長するように
処理される。この処理は、一酸化ケイ素の傾斜蒸発によ
つて達成される。側縁封止12によつて区画される領域内
において、シリコンウエハ14は、２つの隣り合う面と面
との間に捕えられた短いガラスフアイバ（図には示され
ていない）によつてガラス板13から正確な間隔をとつて
保持され、この結果、液晶層11を代表的に15μｍ±１μ
ｍの均一な厚さ５に保つ。この均一性を達成するため
に、シリコン又はガラス又はこれら双方は、それら境界
面の１つの表面輪郭を他のそれに一致させることができ
るように十分に柔軟であることが一般に必要である。裏
当てのないシリコンウエハ14を使用するときには、少く
とも、上記の一致の大部分を果すのはこのウエハ14であ
り、また、これは、次の条件が満たされれば、比較的容
易に達成される、すなわち、無応力シリコンウエハ14が
外側よりも内側へたわむ（フアイバスペーサを捕えるた
めに）傾向を持つこと、及び側縁封止12が作られている
間にこの集合体を保持するのに使用される締付治具がフ
アイバを押圧してこれを潰さないことをそれぞれ保証す
る処置がとられること。側縁封止12の境界を超えたとこ
ろで、シリコンウエハ14に少数のパツド19が取り付けら
れ、これは、ウエハ14内に含まれる電気回路の外部電気
回路への接続を構成する。

特定の画素が、そのパツド17に前面電極15に印加され
ている電位と異なる電位を印加することによつて、部分
的又は全面的に「オン」状態へ駆動される。

各パツド17は、ウエハ14内に形成されたMOSFET（酸化
金属皮膜抵抗電界効果トランジスタ、以下FET）を使つ
たスイツチに接続され、したがつて、このFETが導通す
ると、パツド17が前面電極15の電位に相対して適当な電
位に充電させられる結果、液晶画素を必要な程度まで活
性化する。マトリクスの１本の線上の全画素は同時に番
地指定され、次いで、これらの画素に関連するFETがタ
ーンオフされる結果、これらのパツド17を絶縁し、この
間にアレイの他の線上の画素が番地指定される。最初に
述べた線上のパツド17は１完全周期後に再充電される
が、この場合、前後の充電と充電の間隔中にパツド17か
ら漏れ電荷がそのパツド17に関連する静電容量に照して
決して過剰にならないことを保証する必要がある。この
電荷の漏れの１部は液晶層11を通り、他の部分はターン
オフされたFETを通り、一方この静電容量はパツド17の
寸法に順相関する。

FETの配置がえの関連するパツド17とアクセス線と共
に第２図に線図的に示されている。各画素のパツド17は
関連するFET20のドレインに接続され、このFET20のゲー
トとソースは表示マトリクス内のその画素のパツド17の
位置に適した関連の行列アクセス線21、22にそれぞれ接
続されている。表示面部は線から線にしたがつて書き込
まれ、これと共に各線に適当なデータが列アクセス線
（ソース線）22に印加され、一方行アクセス線（ゲート
線）21はストローブされる。

アクセス線21及び22をいかに作成するかを選択するに
当つて、電気的立上り時間、電力消費、製造歩どまりを
勘案することが重要である。３つの型式の導体がこの特
種な実施例に対し考慮された。これらは、すなわち、金
属、重合シリコン、又は拡散である。金属線は最短立上
り時間（代表的抵抗は0.03Ω／m²、また静電容量は約２
×10^-5F/m²）、これに続いて重合シリコン電線は（抵抗
20〜50Ω／m²、静電容量約５×10^-5F/m²）。拡散線は低
抵抗（約10Ω／m²）、しかし大静電容量（約3.2×10^-4F
/m²）を有する。ソース線22は、一般に、短い立上り時
間を要求し、とくに次の場合、このことがいえる、すな
わち、表示番地指定モードが全ての画素を同時に帰線消
去するように呼び出し、それゆえ、これらを前面的に金
属で作成し、及びゲート線21を拡散が使用される交さ点
を除いて金属で作成するのが好ましい場合。

先に説明したように、電気絶縁層16及び18は液晶層11
の電解効果による劣化を防止するために配設されてお
り、したがつて、画素は交流電界で駆動されなければな
らない。現在の技術の状態では、NMOSシリコンウエハか
ら得られる電圧揺動は、従来の相変化モード液晶層を駆
動するに必要な方形波電圧せん頭値より小さく、従来の
相変化モード液晶層においてはキラル添加剤の濃度はき
わめて十分であるので液晶層の厚さより有意な程度に短
いコレステリツクピツチを与える。このことは、この型
式の電気光学効果の場合は交流電圧を前面電極15にパツ
ド17に印加する電圧と逆位相をとつて印加することが必
要であることを意味する。このことは、さらに、正規に
「オフ」にあるこれらの画素における残留「オン」電圧
の存在を最少化するためにマトリクスが走査されなけれ
ばならない通路に限定を課する。この問題、並びにこれ
を克服する方法は、英国特許出願NOS8117927及び820021
7〔W.A.クロスランド（crossland）他30X及びP.W.ロス
（Ross）５〕の明細書中で論じられており、これに注目
しながら、さらに詳しく説明する。

液晶層の厚さに等しいか又はこれにより大きいピツチ
を与える最少のキラル添加剤を含む染色ネマチツクセル
及び染色相変化セルは、低い電圧で駆動されることがで
き、したがつて前面電極15が定電位に保たれる番地指定
構成が可能になるという利点を有する。このことは、比
較的簡単な番地指定構成を可能とし、この番地指定構成
においてはパツド17は、入力データ映像信号の１フイー
ルド期間中に前面電極15に対して正へ、また、次のフイ
ールド期間中、負へ駆動される。これは、漏れ効果が各
画像の前後する番地指定と番地指定の間において過剰な
電圧降下を招くほどに立上らないならば、満足される。

電圧降下から起こる問題は、第３図を調べれば容易に
理解することができる、すなわち、この図がモデル化し
ている駆動系統において前面電極15は電圧Ｖに維持さ
れ、一方、全面的に「オン」状態にあるパツド17に印加
される電圧は２ボルトから０ボルトの間で交番する。こ
れらの電圧は、短持続幅パルス30によつてパツド17に印
加され、これらのパルスは関連するFET20のゲートを瞬
間的に導通する。これらのパルスの繰返し周波数は、映
像信号によつて設定され、代表的には50Hzである。第３
図は、電荷の漏れが前後するパルス30の間隔に比較して
短い時定数を与える場合の状況を示している。「オン」
状態にあるパツド17の電圧波形31は前面電極電位に関し
て非対称性であり、それゆえ、電気絶縁層16と18との完
全性が重要と考えられる。「オフ」状態にあるパツド17
の電圧波形32も前面電極電位に関し非対称性であり、そ
れゆえ「オフ」状態にある画素には、欲しない残留駆動
波形が現れる。もし表示セル全体を横断する全画素を通
じて時定数が同一であるならば、この問題を、適当な残
留偏差電圧を選択することによつて、簡単に解決でき
る。しかしながら、実際には、FETの電荷の漏れはウエ
ハ表面にわたつて有意な程度に変化することが一般的に
判つており、したがつて、この問題の上述のような単純
な解決策が、FETの電荷の漏れが時定数を決定する支配
的因子である状況の下にあつては、所望の結果を達成す
る見込みはない。

画素の時定数は、パツド17とウエハ14との間の静電容
量、及びパツド17と前面電極15との間の静電容量によつ
て支配される。関連する漏れ抵抗は、液晶層11の厚さを
通しての抵抗とFET20の漏れ抵抗とからなつている。画
素寸法を小さくするにしたがつて、最初はほとんど時定
数への影響がないが、これは全漏れが液晶漏れによつて
支配されるからであるということが判つており、またこ
の漏れは静電容量の減少と同じ割合でパツド17の寸法と
共に減少する。しかしながら、結局は、FETの電荷の漏
れは液晶層の電荷の漏れとの関係で有意となるに至り、
ある画素寸法、代表的に100μm²未満において、マトリ
クスの性能はFET20の漏れ抵抗に決定的に依存し始め
る。この理由から、一般に、セル３の設計の対象である
特定の応用によつて課せられる解像度要求と調和をとり
ながら、パツド17が少くともできる限り大きいマトリク
スを使用するのが望ましい。

小さい画像を持つ表示セル内のFETの電荷の漏れの変
化の有意性を減少させる１つの方法は、第４図に示すよ
うな駆動系統を採択することである。ここでは、第３図
の駆動系統に関連して記載されたのと同じ電圧が使用さ
れるが、この場合はパツド17に関連するFET20のゲート
に印加される波形は、データパルス40の列とこのパルス
の間にそう入された連続する帰線消去パルス41とからな
る。

典型的に、最初の帰線消去パルスは、データパルスに
約1/3フレーム遅れて起こる。この結果の「オン」及び
「オフ」電圧波形は、波形42及び43としてそれぞれ描か
れている。このようにして、全面的に「オン」状態にあ
る画素によつて生じる電圧降下が減少させられて、とく
に、高漏れ画素と低漏れ画素との間に生じる実効電圧の
比例差が減少させられる。同様に、「オフ」状態にある
画素によつて生じる電圧も減少させられる。この駆動系
統の欠点は、これが「オン」状態にある画素により生じ
る実効電圧の減少を招くということであるが、しかし、
このことは、正規には均等に影響を受けるはずの「オ
ン」状態にある画素に現れる不均等性の減少よりは、有
意性に乏しい。番地指定と最初の帰線消去との間の時間
間隔は、電圧降下問題に有意の影響を与える帰線消去用
の前後する番地指定の時間間隔の半分よりも短く、これ
によつて、実効電圧を少くとも係数２だけ減少させる。

「オフ」状態にある画素に生じる残留電圧は、第５図
に描かれている駆動系統を選択することによつて全面的
に除去される。この場合、前面電極は０ボルトに維持さ
れる。データパルスはFET20を導通させ、また、全面的
に「オン」状態の画素の場合にあつては、パツド17は全
電圧２ボルトを受ける。典型的に、フレーム期間の1/3
又はこれ未満の時間期間の後、帰線消去パルス51がパツ
ド17を０ボルトに回復して、波形52を発生させる。この
場合、ただ１つの帰線消去パルスが前後する各１対のデ
ータパルス間に必要とされる。全面的に「オフ」状態に
ある画素に対するデータパルスは、パツド17の電圧を０
ボルトに維持し、また帰線消去パルスはその電圧を変化
させないままでいる。この系統の利点は、「オフ」状態
にある画素に生じる実効電圧が、いかなる漏れ状況であ
つても、真実ゼロであることである。欠点は、「オン」
状態にある画素に印加される駆動電圧に対して常に有意
な直流成分が存在するということであり、それゆえ、直
流成分を阻止する役を果す絶縁層16及び18は、高い完全
性のものでなければならない。

液晶層11を裏当てするためにシリコンウエハ14を使用
する特徴の１つは、表示領域の境界を超えたウエハ14の
縁部は、これと共に作られる必要のある外部接続の数を
減らすために設計されるアクセス回路の製作に、便利に
利用されるということである。第６図は、これらの接続
を管理可能な数に減少させるのに使用されるウエハ上回
路の略図である。マトリクスのソース線及びゲート線
は、それぞれ、１端のみから回路によつてアクセスされ
ており、それゆえ、アレイの２つの使用され側に沿つて
鏡像設計法を用いて、アクセス回路を重複して取り付け
ることが可能である。この表示セルが、ウエハ14内のき
わめて多数の能動デバイスの正確な機能を要求し、ま
た、この重複が許容可能のウエハ14の製造歩どまりを向
上する冗長対策を与えることは、明かである。この冗長
性を伴つたウエハ14は、アクセス回路のどの部分を使用
すべきか、どの部分が欠陥しているかを選択するため
に、組立て前に試験される。

この特定の応用に対して、表示セルは、好ましくは、
正反射することに注意したい。この反射は、画素に関連
するパツド17の材料によつて都合よく行われ、また標準
MOS技術に使用される従来型の金属化によつて許容可能
の反射が得られ、それゆえ、全面的標準MOS製造処理
が、ウエハ14の製造から、液晶層11の隣接面における液
晶分子に必要な整列を遂げさせるために要求される分子
整列処理の準備に至るまでに、使用される。

セル３が組み立てを終つたとき、セルは側縁12内の割
れ目によつて形成された開口を通して真空充てんされ
る。その容器内が一たん満たされると、開口は、適当な
栓で封止切られる。

適当な液晶充てん物の例は、BDH社によつてD86（黒色
染料）インホスト（in host）E63の名で市販されている
ネマチツク・ゲスト−ホスト混合物である。これに、小
量のキラル添加剤、代表的にはBDH社によつてCB15の名
の下に市販されているシアノ・ビフエニル、が添加され
る。普通、この混合物は、混合物の化学的過渡特性に過
剰ヒステリシスが導入されるのを回避するようにコレス
テリツクピツチを液晶層の厚さより大きく保つ比率で、
添加される。

本発明のコヒーレント光画像発生装置においては、液
晶層の下方側に配置される裏当て板は半導体ゲートをも
つ能動的であるので、多重化は液晶層内ではなく裏当て
板内で行われ、これにより半導体ゲートを経由して１ラ
インづつ電極（画素）パッドに個々に電位を印加するこ
とができ、これらの半導体ゲートは相連続する２つの番
地指定の間これらの電極（画素）パッドを隔離すること
ができる。このため１つの電極（画素）パッドが番地指
定されている間その画素を横切って発生する電界は番地
指定が完了した後、その他の画素が引続いて番地指定さ
れている間維持される。従って、能動的裏当て板を使用
しない装置において生じるライン番地指定時間及び番地
指定できるラインの数に対する制約はなく、また従来の
ビデオフレーム速度で多重化することができるという効
果がある。

また、マトリクスアレイの反射電極を駆動する駆動装
置は、各電極に関連するゲートに、データパルス列とこ
のパルス間に挿入された帰線消去（ブランキング）パル
スを印加することにより、各電極を繰り返し番地指定
し、かつ各番地指定の後に所定期間中ゲートを遮断し、
次いで反射電極を放電させるために少なくとも１回ゲー
トを再導通させかつ反射電極をデータによる次の番地指
定でリフレッシュする前にゲートを再遮断するように動
作するのでトランジスタ（FET）によるパッド上の電荷
の洩れの変動による「オン」状態にある電極（画素）に
おける電圧降下の問題を回避すると共に「オフ」状態に
ある電極（画素）上の残留電圧の減少も回避することが
できるという効果がある。

以上、本発明の原理を、特定の配置に関連して記述し
てきたが、本記述は単なる例を示したに過ぎず、本発明
の目的と特許請求の範囲に示された本発明の範囲の限定
するものではないことは、きわめて、明白である。

【図面の簡単な説明】第１図は、コヒーレント光画像発生装置の略線図、第２図は、コヒーレント光画像発生装置の液晶セルの基
本的画素回路図、第３図、第４図、及び第５図は、液晶表示セル用交流駆
動系統のそれぞれ波形図、第６図は、液晶表示セルのウエハ上回路の略図である。 1:レーザ 3:液晶セル 4:電子駆動回路 11:液晶層 12:側縁封止 14:シリコンウエハ 15:透明前面電極 16:透明絶縁層 17:電極パツド 18:透明絶縁層 20:FET 21:アクセス線（ゲート線） 22:アクセス線（ソース線）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジヤツク・ロウランド・ピ−タ−ズイギリス国エシクス・ダンモウ・グレ− ト・キヤンフイ−ルド・ザ・パウンド・ハウス（番地なし) (72)発明者ピ−タ−・ウイリアム・ロスイギリス国ハ−トフオ−ドシヤ−・ビシヨツプス・スト−トフオ−ド・トウイフオ− ド・ガ−デンズ15 (72)発明者ピ−タ−・ジヨン・エイリフイギリス国ハ−トフオ−ドシヤ−・ビシヨツプス・スト−トフオ−ド・ヒ−ス・ロウ 150 (56)参考文献特開昭56−60494（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−136196（ＪＰ，Ａ) 実開昭57−35924（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶層であって電極化透明前面板と能動的
裏当て板との間にサンドウィッチ状に挟まれており該裏
当て板は半導体ゲートのマトリクスアレイと反射電極の
マトリクスアレイを具備した半導体層を含み該反射電極
は前記液晶層内にそれぞれの画素を区画するために前記
液晶層の下方に配置されかつ前記ゲートによって番地指
定されるように前記ゲートに個々に接続されていること
を伴う前記液晶層を有する少くとも１つの反射モード液
晶表示セルと、前記反射モード液晶表示セル上にコヒーレント放射を向
けるように動作するレーザと、を含むコヒーレント光画
像発生系統と、前記ゲートに接続されかつ入力映像信号の情報内容にし
たがって前記電極化透明前面板と前記裏当て板の前記個
々の反射電極との間に選択された電界を発生させること
によって前記画素のうちの選択された画素の光学的特性
を該選択された画素の位置にしたがって変調するように
前記入力映像信号を処理する動作をする駆動回路を含む
駆動系統からなり、前記駆動回路は前記マトリクスアレイの反射電極を該電
極の各々に関連するゲートを経由して繰り返し番地指定
し、かつ各番地指定の後に所定期間中前記ゲートをしゃ
断し、次いで前記反射電極を放電させるために少なくと
も１回前記ゲートを再導通させかつ前記反射電極をデー
タによる次の番地指定でリフレッシュする前に前記ゲー
トを再しゃ断するように動作する、ことを特徴とするコ
ヒーレント光画像発生装置。
【請求項２】特許請求の範囲第１項記載のコヒーレント
光画像発生装置において、前記表示セルは染色ネマチッ
クセルであることを特徴とする前記発生装置。
【請求項３】特許請求の範囲第１項記載のコヒーレント
光画像発生装置において、前記表示セルは染色相変化セ
ルであることを特徴とする前記発生装置。
【請求項４】特許請求の範囲第３項記載のコヒーレント
光画像発生装置において、前記セルの前記コレステリッ
ク液晶層のピッチは前記液晶層の厚さより大きいことを
特徴とする前記発生装置。
【請求項５】特許請求の範囲第１項記載のコヒーレント
光画像発生装置において、前記表示セルは無染料可変複
屈折効果液晶セルであることを特徴とする前記発生装
置。
【請求項６】特許請求の範囲第１項記載のコヒーレント
光画像発生装置において、前記半導体層は単結晶シリコ
ンウエハであることを特徴とする前記発生装置。
【請求項７】特許請求の範囲第６項記載のコヒーレント
光画像発生装置において、前記ウエハはＮチャンネル酸
化金属皮膜抵抗半導体（NMOS）ウエハであることを特徴
とする前記発生装置。
【請求項８】特許請求の範囲第１項記載のコヒーレント
光画像発生装置において、前記駆動回路は各反射電極が
番地指定された後前記各反射電極を所定期間にわたり放
電させ、該所定期間は前記同じ反射電極の前後の番地指
定の時間間隔の半分よりも短いことを特徴とする前記発
生装置。
【請求項９】特許請求の範囲第１項記載のコヒーレント
光画像発生装置であって、さらに、ホログラフィックフ
ィルタを含みかつ入力映像信号のコヒーレント光画像を
形成して該画像のフーリエ変換を前記ホログラフィック
フィルタに重ねる動作をする電気光学的信号処理装置を
包含することを特徴とする前記発生装置。
【請求項１０】特許請求の範囲第１項記載のコヒーレン
ト光画像発生装置において、該装置は限定された視野を
持つテレビジョンカメラと共に使用されるものであっ
て、さらに、前記発生装置に前記視野のコヒーレント光
画像を形成させるためにテレビジョンカメラから前記駆
動系統へ映像信号を供給する系統と、前記画像のフーリ
エ変換を前記視野内の特定の物体のホログラム表現に重
ね合せる動作をする相互相関系統とを含む前記視野内に
おける前記特定の物体の存在と位置を識別する系統を包
含することを特徴とする前記発生装置。
【請求項１１】特許請求の範囲第１項記載のコヒーレン
ト光画像発生装置であって、さらに、前記発生系統及び
前記駆動系統と同じ型式の追加の発生系統と追加の駆動
系統とを包含する前記発生装置において、前記発生系統
と前記追加の駆動系統が異なるコヒーレント光画像を表
示するように前記駆動系統の各々が異なる入力映像信号
を処理し及び前記発生装置であってさらに前記異なるコ
ヒーレント光画像のフーリエ変換を形成しかつ前記フー
リエ変換を互に重ね合す動作をする信号処理装置を包含
することを特徴とする前記発生装置。
【請求項１２】特許請求の範囲第１項記載のコヒーレン
ト光画像発生装置において、該装置は限定された視野を
持つテレビジョンカメラと共に使用されるものであっ
て、さらに、前記発生系統及び前記駆動系統と同じ型式
の追加の発生系統と追加の駆動系統とを包含する前記発
生装置において、前記発生系統と前記追加の駆動系統が
１つは前記視野の画像でありまた他の１つは前記視野中
における存在と位置とを確定しようとする特定の標的物
体を表す画像に相当する異なる画像を表示するように前
記駆動系統の各々が異なる入力映像信号を処理し、及び
前記発生装置であって、さらに、前記コヒーレント光画
像のフーリエ変換形成系統と前記フーリエ変換の１つを
他の１つの上に重ね合わせる系統とを含むコヒーレント
画像相互相関装置を包含することを特徴とする前記発生
装置。