回折型光変調器の反射部位置リセット装置
【課題】回折型光変調器の反射部の位置を特定の循環に初期位置にリセットさせ、反射部の位置に対する制御可能性を増加させた回折型光変調器の反射部位置リセット装置の提供。
【解決手段】回折型光変調器で生成された回折光を処理して連続的な映像を生成するディスプレイシステムに使用される前記回折型光変調器において、前記ディスプレイシステムに位置する前記回折型光変調器から出射される回折光が前記ディスプレイシステムのスクリーン上のブランクタイム区間にあるとき、リセット制御信号を出力する制御部と、前記制御部からリセット制御信号が印加されると、前記回折型光変調器を初期化するリセット駆動回路とを含んでなることを特徴とする、回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置を提供する。
【解決手段】回折型光変調器で生成された回折光を処理して連続的な映像を生成するディスプレイシステムに使用される前記回折型光変調器において、前記ディスプレイシステムに位置する前記回折型光変調器から出射される回折光が前記ディスプレイシステムのスクリーン上のブランクタイム区間にあるとき、リセット制御信号を出力する制御部と、前記制御部からリセット制御信号が印加されると、前記回折型光変調器を初期化するリセット駆動回路とを含んでなることを特徴とする、回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回折型光変調器の反射部位置リセット装置に係り、特に、回折型光変調器の反射部の位置を特定の瞬間に初期位置にリセットさせて反射部の位置に対する制御可能性を増加させた回折型光変調器の反射部位置リセット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細技術の進展に伴い、いわゆるマイクロマシン（ＭＥＭＳ：Micro Electro Mechanical Systems、超小型電気的・機械的複合体）素子およびＭＥＭＳ素子を組み立てた小型機器が注目されている。
【０００３】
最近、このようなＭＥＭＳ素子を使用する空間光変調器が開発された。この種の空間光変調器の一例として回折型光変調器がある。
【０００４】
図１は従来の技術に係るオープンホール型基盤の回折型光変調器を示す斜視図である。
【０００５】
図１を参照すると、オープンホール基盤の回折光変調器は、シリコン基板１２１、絶縁層１２２、下部反射部１２３、および複数の駆動エレメント１３０ａ〜１３０ｎから構成されている。
【０００６】
ここで、下部反射部１２３は、シリコン基板１２１の上部に蒸着されており、入射する光を反射する。下部反射部１２３に用いられる物質としてはメタル（Ａｌ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ａｇなど）がある。
【０００７】
駆動エレメント（代表的に、図面符号１３０ａについてのみ説明するが、残りの駆動エレメントに対しても同様である）は、リボン形状をしており、中央部分がシリコン基板１２１の陥没部から離隔して位置するように両端の下面がそれぞれシリコン基板１２１の陥没部を外れた両側地域に付着している下部支持台１３１ａを備えている。
【０００８】
下部支持台１３１ａの両側面には圧電層１４０ａ、１４０ａ'が備えられており、備えられた圧電層１４０ａ、１４０ａ'の収縮膨張によって駆動エレメント１３０ａの駆動力が提供される。
【０００９】
左右側の圧電層１４０ａ、１４０ａ'は、圧電電圧を提供するための下部電極層１４１ａ、１４１ａ'と、下部電極層１４１ａ、１４１ａ'に積層されており、両面に電圧が印加されると収縮および膨張して上下駆動力を発生させる圧電材料層１４２ａ、１４２ａ'と、圧電材料層１４２ａ、１４２ａ'に積層されており、圧電材料層１４２ａ、１４２ａ'に圧電電圧を提供する上部電極層１４３ａ、１４３ａ'とを備えている。上部電極層１４３ａ、１４３ａ'と下部電極層１４１ａ、１４１ａ'に電圧が印加されると、圧電材料層１４２ａ、１４２ａ'は収縮・膨張をして下部支持台１３１ａの上下運動を発生させる。
【００１０】
一方、下部支持台１３１ａの中央部分には上部反射部１５０ａが蒸着されており、複数のオープンホール１５１ａ１、１５１ａ２を備えている。
【００１１】
このようなオープンホール１５１ａ１、１５１ａ２は、駆動エレメント１３０ａに入射する入射光が貫通して、オープンホール１５１ａ１、１５１ａ２が形成された部分に対応する下部反射部１２３に入射するようにし、こうして下部反射部１２３から反射される反射光と上部反射部１５０ａから反射される反射光とが回折光を形成し得るようにする。
【００１２】
この際、上部反射部１５０ａのオープンホール１５１ａ１、１５１ａ２を貫通して入射する入射光は、下部反射部１２３の該当部分に入射することができ、上部反射部１５０ａと下部反射部１２３との間隔がλ／４の奇数倍（ここで、λは入射光の波長）になるとき、最大の回折光を発生させる。
【００１３】
ここで、一つの上部反射部１５０ａとそれに対応する下部反射部１２３は、スクリーンに形成される映像のピクセルを形成するためのスキャニング回折点光を形成することができる。これをより詳しく説明するために図２を参照すると、回折型光変調器は、スクリーンに形成される映像の第ａピクセル、第ｂピクセル、第ｃピクセル、第ｄピクセル、第ｅピクセル、・・・、第ｎピクセルのそれぞれに対応するｎ個の上部反射部１５０ａ〜１５０ｎから構成されている。回折型光変調器は、図面符号１５０ａの一つの上部反射部を参考して説明すると、上部反射部１５０ａの反射面１５０ａ１、１５０ａ２、１５０ａ３から反射された反射光と、上部反射部１５０ａのオープンホール１５１ａ１、１５１ａ２、１５１ａ３（ここで、１５１ａ３は上部反射部１５０ａと隣接の上部反射部１５０ｂ間の間隔をいう）を通過して下部反射部１２３から反射された反射光とが回折光を形成するが、このような回折光はスクリーンに形成される映像のピクセルに対応するスキャニング回折点光になる。
【００１４】
すなわち、上部反射部１５０ａ〜１５０ｎのそれぞれは、それに対応する下部反射部１２３の反射面と共にスクリーンに形成される映像のピクセルに対応するスキャニング回折点光を形成し、このようなスキャニング回折点光は、複数個が一列に整列して走査腺（ここで、走査線はｎ個のピクセルに対応するｎ個のスキャニング回折点光から構成されると仮定する）を形成する。
【００１５】
一方、上述したオープンホール基盤の回折型光変調器において左右側の圧電層に圧電電圧が印加されるとき、圧電層による駆動力に起因した上部反射部の変位は図３Ａ、Ｂに示すようにヒステリシス特性を示す。すなわち、図３Ａを参照すると、左右側の圧電層に印加される圧電電圧が０Ｖから始まってＶｍａｘになるまでＡ線に沿って上部反射部の変位が変化し、Ｖｍａｘから始まって０Ｖに進むときはＢ線に沿ったヒステリシス特性を示す。Ａ線とＢ線は、直線ではなく曲線であって、非線形性を示す。
【００１６】
このような回折型光変調器のヒステリシス特性は、最大電圧Ｖｍａｘ電圧を印加して最大変位に到達した後、最大電圧Ｖｍａｘから始まってＶｍａｘより低い電圧に移動し、その地点でさらに始まって最大電圧Ｖｍａｘに到達する場合に図３Ｂのような変位特性を示す。
【００１７】
すなわち、図３Ｂを参照すると、０電圧から始まってＶｍａｘまで印加して最大変位を得た後、さらにＶ４電圧まで徐々に電圧を下げながら印加し、その後さらにＶ４電圧から始まって再び最大電圧Ｖｍａｘに到達した場合にはＢ４線のような変位特性を示す。
【００１８】
そして、さらにＶ３電圧まで徐々に電圧を下げながら印加し、その後さらにＶ３電圧から始まって再び最大電圧Ｖｍａｘに到達した場合には、Ｂ３線のような変位特性を示す。
【００１９】
また、さらにＶ２電圧まで徐々に電圧を下げながら印加し、その後さらにＶ２電圧から始まって再び最大電圧Ｖｍａｘに到達した場合には、Ｂ２線のような変位特性を示す。
【００２０】
そして、さらにＶ１電圧まで徐々に電圧を下げながら印加し、その後さらにＶ１電圧から始まって再び最大電圧Ｖｍａｘに到達した場合には、Ｂ１線のような変位特性を示す。
【００２１】
一方、このような回折型光変調器のヒステリシス特性は、最低電圧から始まって任意の電圧まで印加し、所望の変位に到達した後、任意の電圧から０電圧まで徐々に電圧を下げながら印加するときにも現れる。
【００２２】
このような回折型光変調器のヒステリシス特性は、上部反射部を所望の位置に移動させるために印加されるべき電圧を決定することを難しくする。
【００２３】
一方、前述した回折型光変調器は、同一の駆動電圧を印加する場合にも、上部反射部が互いに異なる初期位置を持つクリープ(creep)現象を示す。
【００２４】
このようなヒステリシスとクリープ現象が、上部反射部を所望の位置に移動させるために要求される電圧を決定することを難しくするから、これに対する解決が求められる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、回折型光変調器の反射部の位置を特定の循環に初期位置にリセットさせ、反射部の位置に対する制御可能性を増加させた回折型光変調器の反射部位置リセット装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記課題を解決するための本発明は、回折型光変調器で生成された回折光を処理して連続的な映像を生成するディスプレイシステムに使用される前記回折型光変調器において、前記ディスプレイシステムに位置する前記回折型光変調器から出射される回折光が前記ディスプレイシステムのスクリーン上のブランクタイム区間にあるとき、リセット制御信号を出力する制御部と、前記制御部からリセット制御信号が印加されると、前記回折型光変調器を初期化するリセット駆動回路とを含んでなることを特徴とする、回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置を提供する。
【発明の効果】
【００２７】
上述した本発明によれば、便利な方法で上部反射部の位置を初期化させて画質型光変調器のヒステリシス特性による異常動作を抑制し得るようにする効果がある。
【００２８】
また、本発明によれば、上部反射部の位置を初期化させて回折型光変調器のクリープ現象による異常動作を防止し得るようにする効果がある。
【００２９】
また、本発明によれば、上部反射部の位置を初期化し、以後の印加電圧に対する予測可能性を増大させ、動作における制御可能性を増加させる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例に係る回折型光変調器の反射部位置リセット装置について詳細に説明する。
【００３１】
図４Ａは本発明の好適な一実施例に係る回折型光変調器の反射部位置リセット装置の構成図である。
【００３２】
図４Ａを参照すると、本発明の好適な一実施例に係る回折型光変調器の反射部位置リセット装置は、映像入力部５０１、映像ピボット部５０２、メモリ５０３、制御部５０４、映像データ出力部５０５、光変調器駆動回路５０６、リセット駆動回路５０７、フォトセンサ５５０、およびエレメント別リセット電圧算出部５６０を含んでいる。
【００３３】
ここで、映像入力部５０１は、外部から映像データの入力を受け、同時に垂直同期信号Ｖｓｙｎｃと水平同期信号Ｈｓｙｎｃの入力を受ける。
【００３４】
映像ピボット部５０２は、横方向に整列されている映像データを縦方向に変換するデータトランスポーズを行い、横方向に入力された映像データを縦方向の映像データに変換してメモリ５０３に格納する。このように映像ピボット部５０２でデータトランスポーズが必要な理由は、回折型光変調器から出射する走査線は、複数のピクセルに対応するスキャニング回折点光が縦に配列されており、横方向にスキャニングして表示するようになっているためである。
【００３５】
メモリ５０３には、映像ピボット部５０２によってトランスポーズされた映像データが格納されており、リセット動作のためにサンプル映像データが格納されている。このメモリ５０３に格納されたサンプル映像データは、任意の映像データであってもよく、後述するエレメント別リセット電圧の算出過程に使用される。また、メモリ５０３には、サンプル映像データによる駆動電圧が回折型光変調器に印加される場合にそれぞれのエレメント別に出射する回折光から測定されるものと予想される予想測定エレメント別光強度が格納されている。このような予想測定エレメント別光強度も後述するエレメント別リセット電圧の算出過程に使用される。
【００３６】
映像データ出力部５０５は、メモリ５０３に格納された映像データを順次読み取って出力する。
【００３７】
光変調器駆動回路５０６は、映像データ出力部５０５から出力される映像データに応じて回折型光変調器を駆動し、入射する入射光を変調することにより、映像情報を持っている回折光を形成する。
【００３８】
フォトセンサ５５０は、回折型光変調器から出射される回折光の各ピクセルに対応するそれぞれのエレメントから出射されるエレメント別光強度を検出して出力する。
【００３９】
エレメント別リセット電圧算出部５６０は、フォトセンサ５５０で測定されたエレメント別光強度が入力されると、それぞれのエレメントに対してサンプル映像データによる駆動電圧が印加されるときに出射されるものと予想される予想エレメント別光強度と、フォトセンサ５５０から入力された測定エレメント別光強度とを比較し、エレメントリセット電圧を算出する。
【００４０】
一方、リセット駆動回路５０７は、下部反射部１２３と上部反射部（一つのエレメント１３０ａについて説明すると、１５０ａ）に付着されている。
【００４１】
リセット駆動回路５０７は、リセット制御信号が入力されると、光変調器駆動回路５０６がオフされる時間の間に、メモリ５０３に格納されたリセット電圧値を読み取ってきて、それによるリセット電圧を回折型光変調器の上部反射部（一つのエレメント１３０ａを例とすれば１５０ａ）と下部反射部１２３に印加してリセット動作を行う。ここで、リセット駆動回路５０７が出力するリセット電圧は、回折型光変調器の上部反射部１５０ａ〜１５０ｎを初期化させる値であり、その値が０ではない。
【００４２】
制御部５０４は、光変調器駆動回路５０６を制御して回折型光変調器を動作させ、リセット駆動回路５０７を制御して回折型光変調器をリセットさせる。
【００４３】
このような構成の回折型光変調器の反射部位置リセット装置の制御部５０４は、回折型光変調器を用いたディスプレイ装置において、スクリーンの有効画面区間（図５の５２０）には回折型光変調器の回折光が投射される時間に映像データ出力部５０５から光変調器駆動回路５０６へ映像データが出力されるようにし、ブランクタイム区間（図５の５１０、５３０）には光変調器駆動回路５０６をオフさせた後にリセット駆動回路５０７にリセット制御信号を出力する。
【００４４】
ここで、図５を参照すると、有効画面区間５２０と、第１ブランクタイム区間５１０および第２ブランクタイム区間５３０が示されている。すなわち、図５を参照すると、一つのフレーム映像は、ユーザに見せようとする映像情報を出力する有効画面区間５２０と、有効画面区間５２０の出力前後に有効画面区間５２０の両端から構成されている第１および第２ブランクタイム区間(blank time area)５１０および５３０とを含んでいるが、制御部５０４は、第１または第２ブランクタイム区間５１０または５３０で所定のリセット電圧が回折型光変調器に印加されるようにリセット制御信号をリセット駆動回路５０７に出力する。
【００４５】
ここで、第１または第２ブランクタイム区間５１０または５３０は、水平方向に一つのピクセルがスキャニングされる時間であってもよく、複数のピクセルがスキャニングされる時間であってもよい。応用に応じて調整が可能である。
【００４６】
図６の時間タイミング図を参照すると、制御部５０４は、有効画面区間５２０には映像データ出力部５０５と光変調器駆動回路５０６にオン(on)データ同期化信号を提供し、映像データ出力部５０５から光変調器駆動回路５０６へ映像データが出力されるようにする。そして、制御部５０４は、ブランクタイム区間５１０、５３０には映像データ出力部５０５と光変調器駆動回路５０６にオフ(off)データ同期化信号を提供し、映像データ出力部５０５から光変調器駆動回路５０６へ映像データが出力されないようにし、リセット駆動回路５０７にオンリセット同期化信号およびリセット制御信号を出力する。
【００４７】
一方、リセット駆動回路５０７は、リセット制御信号が入力されると、光変調器駆動回路５０６がオフされるブランクタイム区間５１０、５３０に回折型光変調器の上部反射部（一つのエレメント１３０ａを例とすれば１５０ａ）と下部反射部１２３にメモリ５０３からリセット電圧値を読み取ってきて、それによるリセット電圧を上部反射部（一つのエレメント１３０ａを例とすれば１５０ａ）と下部反射部１２３に印加してリセット動作を行う。ここで、リセット駆動回路５０７が出力するリセット電圧は、回折型光変調器の上部反射部１５０ａ〜１５０ｎを初期化させる値であり、その値が０ではない。
【００４８】
このようにリセット駆動回路５０７によって回折型光変調器がリセットされると、印加電圧対変位曲線が図３Ａに示すように初期化された値からさらに始まることにより、予想される変位曲線から大きく外れない地点で有効画面区間の間に制御を始まることになり、所望の変位を得るための印加電圧値をほぼ近似的に得ることができる。その結果、回折型光変調器において上部反射部の位置に対する制御可能性が増加する。
【００４９】
一方、メモリ５０３に格納されているリセット電圧値は、予め一定値が指定されて格納されることもできるが、光変調器駆動回路５０６を用いて、メモリ５０３に格納されたサンプル映像データによる駆動電圧を回折型光変調器に提供した後、回折型光変調器から出射される回折光の光強度をフォトセンサ５５０によって測定し、それによりエレメント別リセット電圧算出部５６０でエレメント別にリセット電圧を算出することもできる。
【００５０】
すなわち、制御部５０４は、第１または第２ブンラクタイム区間５１０、５３０の開始時間に光変調器駆動回路５０６へサンプル映像データによる駆動電圧を出力するようにサンプル電圧出力制御信号を伝送する。
【００５１】
すると、光変調器駆動回路５０６は、メモリ５０３に格納されているサンプル映像データを読み取ってそれによる駆動電圧を回折型光変調器に印加する。
【００５２】
そして、フォトセンサ５５０は、各ピクセルに対応するそれぞれのエレメントから出射されるエレメント別回折光の光強度を検出してエレメント別リセット電圧算出部５６０に出力する。
【００５３】
この際、メモリ５０３には、既にサンプル映像データによる駆動電圧が回折型光変調器に印加されるときに測定されるものと予想される予想光強度が格納されているが、エレメント別リセット電圧算出部５６０は、メモリ５０３に格納された、それぞれのエレメントからサンプル映像データによる駆動電圧が印加されるときに出射されるものと予想される予想エレメント別光強度と測定エレメント別光強度とを比較し、エレメントリセット電圧を算出してメモリ５０３に格納する。
【００５４】
すなわち、図７を参照すると、特定の基準電圧が印加されるときにそれによる変位が発生するが、上部反射部１５０ａを持つエレメントの場合にサンプル映像データによる駆動電圧が印加されると、１５０ａ'の位置を示すものと予想されるが、実際１５０ａ"の位置を示す場合がある。上部反射部１５０ａと下部反射部１２３との段差１ａが（入射光の波長をλにした場合）λ／４であれば、このような変位によって決定された回折光の光強度は予想される光強度より少なくなる。したがって、図面符号１５０ａ"に移動した上部反射部１５０ａへ移動させるためには、このような変位がないときよりさらに大きい逆電圧を上部反射部１５０ａおよび下部反射部１２３に印加しなければならない。
【００５５】
図７を参照すると、上部反射部１５０ｂを持つエレメントの場合にサンプル映像データによる駆動電圧が印加されると、１５０ｂ"の位置を示すものと予想されるが、実際１５０ｂ'の位置を示す場合のようにより少し移動する場合にも同様の説明が可能である。よって、上部反射部１５０ｂと下部反射部１２３との段差１ｂが（入射光の波長をλとした場合）λ／４であれば、このような変位によって決定された回折光の光強度は予想される光強度より大きくなる。したがって、図面符号１５０ｂ'に移動した上部反射部を図面符号１５０ｂに移動させるためには、このような変位がないときよりさらに小さい逆電圧を上部反射部１５０ｂおよび下部反射部１２３に印加しなければならない。
【００５６】
このようにエレメント別リセット電圧算出部５６０は、メモリ５０３に格納された、それぞれのエレメントにサンプル映像データによる駆動電圧が印加されるときに出射されるものと予想される予想エレメント別光強度と測定エレメント別光強度とを比較し、エレメントリセット電圧を算出してメモリ５０３に格納する。
【００５７】
一方、ここでは、回折型光変調器から出射される回折光を用いて上部反射部の異常変位を測定したが、上部反射部と下部反射部に充填されたキャパシタンス量を測定して異常変位を決定することができる。
【００５８】
図４Ｂは本発明の好適な他の実施例に係る回折型光変調器の反射部位置リセット装置の構成図である。図４Ａと比較したとき、下部反射部１２３を、上部反射部１５０ａを移動させるための基準電極として使用するのではなく、上部反射部１５０ａから上側に位置しており、リセット駆動回路５０７にその端子が連結されている別途の基準電極部５７０を備えていることにその特徴がある。このような基準電極部５７０は、透明電極ＩＴＯなどが使用できる。このような本発明の他の実施例に係る回折型光変調器の反射部位置リセット装置は、図４Ａに示すように、上部反射部１５０ａと下部反射部１２３にリセット電圧を印加するのではなく、上部反射部１５０ａと基準電極部５７０にリセット電圧を印加する点において差異があり、他の構成と動作は同一である。
【００５９】
図８は本発明の好適な別の実施例に係る回折型光変調器の反射部位置リセット装置の構成図である。
【００６０】
図８を参照すると、本発明の好適な別の実施例に係る回折型光変調器の反射部位置リセット装置は、映像入力部５０１、映像ピボット部５０２、メモリ５０３、制御部５０４、映像データ出力部５０５、光変調器駆動回路５０６、およびリセット駆動回路５０７'を含んでいる。
【００６１】
ここで、映像入力部５０１は、外部から映像データの入力を受け、同時に垂直同期信号と水平同期信号の入力を受ける。
【００６２】
映像ピボット部５０２は、横方向に整列されている映像データを縦方向に変換するデータトランスポーズを行い、横方向に入力された映像データを縦方向の映像データに変換してメモリ５０３に格納する。
【００６３】
メモリ５０３には、映像ピボット部５０２によってトランスポーズされた映像データが格納されており、リセット電圧が格納されている。
【００６４】
映像データ出力部５０５は、メモリ５０３に格納された映像データを順次読み取って出力する。
【００６５】
光変調器駆動回路５０６は、映像データ出力部５０５から出力される映像データに応じて回折型光変調器を駆動し、入射する入射光を変調することにより、映像情報を持っている回折光を形成する。
【００６６】
映像データ出力部５０５は、スキャニング時間の間には映像ピボット部５０２によってデータトランスポーズされ、メモリ５０３に格納された映像データを一番目の列から最後目の列まで順次読み取って出力する。
【００６７】
一方、制御部５０４は、回折型光変調器を用いたディスプレイ装置において、スクリーンの有効画面区間（図５の５２０）には回折型光変調器の回折光が投射される時間に映像データ出力部５０５から光変調器駆動回路５０６へ映像データが出力されるようにし、ブランクタイム区間（図５の５１０、５３０）には光変調器駆動回路５０６をオフさせた後、リセット駆動回路５０７'にリセット制御信号を出力する。
【００６８】
図６の時間タイミング図を参照すると、制御部５０４は、有効画面区間５２０には映像データ出力部５０５と光変調器駆動回路５０６にオンデータ同期化信号を提供し、映像データ出力部５０５から光変調器駆動回路５０６へ映像データが出力されるようにする。そして、制御部５０４は、ブランクタイム区間５１０、５３０には映像データ出力部５０５と光変調器駆動回路５０６へオフデータ同期化信号を提供し、映像データ出力部５０５から光変調器駆動回路５０６へ映像データが出力されないようにし、リセット駆動回路５０７'にオンリセット同期化信号およびリセット制御信号を出力して、リセット駆動回路５０７'が回折型光変調器をリセットするようにする。
【００６９】
すると、リセット駆動回路５０７'は、光変調器駆動回路５０６がオフされるブランクタイム領域区間５１０、５３０に回折型光変調器の上部電極層（一つのエレメント１３０ａを例とすれば１４３ａ、１４３ａ'）と下部電極層１４１ａ、１４１ａ'にリセット電圧を印加してリセット動作を行う。ここで、リセット駆動回路５０７'が出力するリセット電圧は、図３Ａの回折型光変調器のヒステリシス曲線においてＡ線とＢ線とが一致する最小電圧を意味し、その値が０ではない。
【００７０】
このようにリセット駆動回路５０７'によって回折型光変調器がリセットされると、印加電圧対変位曲線が図３Ａに示すように初期化された値からさらに始まることにより、予想される変位曲線から大きく外れていない時点で有効画面区間の間に制御を始まることになり、所望する変位を得るための印加電圧値をほぼ近似的に得ることができる。その結果、回折型光変調器において上部反射部の位置に対する制御可能性が増加する。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】従来の技術に係るオープンホール基盤の回折型光変調器を示す斜視図である。
【図２】従来の技術に係るオープンホール基盤の回折型光変調器を示す平面図である。
【図３Ａ】一般な圧電材料を用いたアクチュエータのヒステリシス特性を示すグラフである。
【図３Ｂ】一般な圧電材料を用いたアクチュエータのヒステリシス特性を示すグラフである。
【図４Ａ】本発明の好適な一実施例に係る回折型光変調器の反射部位置リセット装置の構成図である。
【図４Ｂ】本発明の他の実施例に係る回折型光変調器の反射部位置リセット装置の構成図である。
【図５】本発明に用いられるスクリーンにおける有効画面区間とブランクタイム区間を示す図である。
【図６】図４Ａおよび図４Ｂの制御部が映像データ出力部、光変調器駆動回路、およびリセット駆動回路に提供する同期化信号に対するタイミング図である。
【図７】図４Ａおよび図４Ｂの回折型光変調器にサンプル映像データによる駆動電圧が印加される場合に発生する上部反射部の変位を説明するための図である。
【図８】本発明の別の実施例に係る回折型光変調器の反射部位置リセット装置の構成図である。
【符号の説明】
【００７２】
５０１ 映像入力部
５０２ 映像ピボット部
５０３ メモリ
５０４ 制御部
５０５ 映像データ出力部
５０６ 光変調器駆動回路
５０７、５０７'リセット駆動回路
５１０、５３０ ブランクタイム区間
５２０ 有効画面区間
５５０ フォトセンサ
５６０ エレメント別リセット電圧算出部
５７０ 基準電極部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回折型光変調器の反射部位置リセット装置に係り、特に、回折型光変調器の反射部の位置を特定の瞬間に初期位置にリセットさせて反射部の位置に対する制御可能性を増加させた回折型光変調器の反射部位置リセット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細技術の進展に伴い、いわゆるマイクロマシン（ＭＥＭＳ：Micro Electro Mechanical Systems、超小型電気的・機械的複合体）素子およびＭＥＭＳ素子を組み立てた小型機器が注目されている。
【０００３】
最近、このようなＭＥＭＳ素子を使用する空間光変調器が開発された。この種の空間光変調器の一例として回折型光変調器がある。
【０００４】
図１は従来の技術に係るオープンホール型基盤の回折型光変調器を示す斜視図である。
【０００５】
図１を参照すると、オープンホール基盤の回折光変調器は、シリコン基板１２１、絶縁層１２２、下部反射部１２３、および複数の駆動エレメント１３０ａ〜１３０ｎから構成されている。
【０００６】
ここで、下部反射部１２３は、シリコン基板１２１の上部に蒸着されており、入射する光を反射する。下部反射部１２３に用いられる物質としてはメタル（Ａｌ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ａｇなど）がある。
【０００７】
駆動エレメント（代表的に、図面符号１３０ａについてのみ説明するが、残りの駆動エレメントに対しても同様である）は、リボン形状をしており、中央部分がシリコン基板１２１の陥没部から離隔して位置するように両端の下面がそれぞれシリコン基板１２１の陥没部を外れた両側地域に付着している下部支持台１３１ａを備えている。
【０００８】
下部支持台１３１ａの両側面には圧電層１４０ａ、１４０ａ'が備えられており、備えられた圧電層１４０ａ、１４０ａ'の収縮膨張によって駆動エレメント１３０ａの駆動力が提供される。
【０００９】
左右側の圧電層１４０ａ、１４０ａ'は、圧電電圧を提供するための下部電極層１４１ａ、１４１ａ'と、下部電極層１４１ａ、１４１ａ'に積層されており、両面に電圧が印加されると収縮および膨張して上下駆動力を発生させる圧電材料層１４２ａ、１４２ａ'と、圧電材料層１４２ａ、１４２ａ'に積層されており、圧電材料層１４２ａ、１４２ａ'に圧電電圧を提供する上部電極層１４３ａ、１４３ａ'とを備えている。上部電極層１４３ａ、１４３ａ'と下部電極層１４１ａ、１４１ａ'に電圧が印加されると、圧電材料層１４２ａ、１４２ａ'は収縮・膨張をして下部支持台１３１ａの上下運動を発生させる。
【００１０】
一方、下部支持台１３１ａの中央部分には上部反射部１５０ａが蒸着されており、複数のオープンホール１５１ａ１、１５１ａ２を備えている。
【００１１】
このようなオープンホール１５１ａ１、１５１ａ２は、駆動エレメント１３０ａに入射する入射光が貫通して、オープンホール１５１ａ１、１５１ａ２が形成された部分に対応する下部反射部１２３に入射するようにし、こうして下部反射部１２３から反射される反射光と上部反射部１５０ａから反射される反射光とが回折光を形成し得るようにする。
【００１２】
この際、上部反射部１５０ａのオープンホール１５１ａ１、１５１ａ２を貫通して入射する入射光は、下部反射部１２３の該当部分に入射することができ、上部反射部１５０ａと下部反射部１２３との間隔がλ／４の奇数倍（ここで、λは入射光の波長）になるとき、最大の回折光を発生させる。
【００１３】
ここで、一つの上部反射部１５０ａとそれに対応する下部反射部１２３は、スクリーンに形成される映像のピクセルを形成するためのスキャニング回折点光を形成することができる。これをより詳しく説明するために図２を参照すると、回折型光変調器は、スクリーンに形成される映像の第ａピクセル、第ｂピクセル、第ｃピクセル、第ｄピクセル、第ｅピクセル、・・・、第ｎピクセルのそれぞれに対応するｎ個の上部反射部１５０ａ〜１５０ｎから構成されている。回折型光変調器は、図面符号１５０ａの一つの上部反射部を参考して説明すると、上部反射部１５０ａの反射面１５０ａ１、１５０ａ２、１５０ａ３から反射された反射光と、上部反射部１５０ａのオープンホール１５１ａ１、１５１ａ２、１５１ａ３（ここで、１５１ａ３は上部反射部１５０ａと隣接の上部反射部１５０ｂ間の間隔をいう）を通過して下部反射部１２３から反射された反射光とが回折光を形成するが、このような回折光はスクリーンに形成される映像のピクセルに対応するスキャニング回折点光になる。
【００１４】
すなわち、上部反射部１５０ａ〜１５０ｎのそれぞれは、それに対応する下部反射部１２３の反射面と共にスクリーンに形成される映像のピクセルに対応するスキャニング回折点光を形成し、このようなスキャニング回折点光は、複数個が一列に整列して走査腺（ここで、走査線はｎ個のピクセルに対応するｎ個のスキャニング回折点光から構成されると仮定する）を形成する。
【００１５】
一方、上述したオープンホール基盤の回折型光変調器において左右側の圧電層に圧電電圧が印加されるとき、圧電層による駆動力に起因した上部反射部の変位は図３Ａ、Ｂに示すようにヒステリシス特性を示す。すなわち、図３Ａを参照すると、左右側の圧電層に印加される圧電電圧が０Ｖから始まってＶｍａｘになるまでＡ線に沿って上部反射部の変位が変化し、Ｖｍａｘから始まって０Ｖに進むときはＢ線に沿ったヒステリシス特性を示す。Ａ線とＢ線は、直線ではなく曲線であって、非線形性を示す。
【００１６】
このような回折型光変調器のヒステリシス特性は、最大電圧Ｖｍａｘ電圧を印加して最大変位に到達した後、最大電圧Ｖｍａｘから始まってＶｍａｘより低い電圧に移動し、その地点でさらに始まって最大電圧Ｖｍａｘに到達する場合に図３Ｂのような変位特性を示す。
【００１７】
すなわち、図３Ｂを参照すると、０電圧から始まってＶｍａｘまで印加して最大変位を得た後、さらにＶ４電圧まで徐々に電圧を下げながら印加し、その後さらにＶ４電圧から始まって再び最大電圧Ｖｍａｘに到達した場合にはＢ４線のような変位特性を示す。
【００１８】
そして、さらにＶ３電圧まで徐々に電圧を下げながら印加し、その後さらにＶ３電圧から始まって再び最大電圧Ｖｍａｘに到達した場合には、Ｂ３線のような変位特性を示す。
【００１９】
また、さらにＶ２電圧まで徐々に電圧を下げながら印加し、その後さらにＶ２電圧から始まって再び最大電圧Ｖｍａｘに到達した場合には、Ｂ２線のような変位特性を示す。
【００２０】
そして、さらにＶ１電圧まで徐々に電圧を下げながら印加し、その後さらにＶ１電圧から始まって再び最大電圧Ｖｍａｘに到達した場合には、Ｂ１線のような変位特性を示す。
【００２１】
一方、このような回折型光変調器のヒステリシス特性は、最低電圧から始まって任意の電圧まで印加し、所望の変位に到達した後、任意の電圧から０電圧まで徐々に電圧を下げながら印加するときにも現れる。
【００２２】
このような回折型光変調器のヒステリシス特性は、上部反射部を所望の位置に移動させるために印加されるべき電圧を決定することを難しくする。
【００２３】
一方、前述した回折型光変調器は、同一の駆動電圧を印加する場合にも、上部反射部が互いに異なる初期位置を持つクリープ(creep)現象を示す。
【００２４】
このようなヒステリシスとクリープ現象が、上部反射部を所望の位置に移動させるために要求される電圧を決定することを難しくするから、これに対する解決が求められる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、回折型光変調器の反射部の位置を特定の循環に初期位置にリセットさせ、反射部の位置に対する制御可能性を増加させた回折型光変調器の反射部位置リセット装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記課題を解決するための本発明は、回折型光変調器で生成された回折光を処理して連続的な映像を生成するディスプレイシステムに使用される前記回折型光変調器において、前記ディスプレイシステムに位置する前記回折型光変調器から出射される回折光が前記ディスプレイシステムのスクリーン上のブランクタイム区間にあるとき、リセット制御信号を出力する制御部と、前記制御部からリセット制御信号が印加されると、前記回折型光変調器を初期化するリセット駆動回路とを含んでなることを特徴とする、回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置を提供する。
【発明の効果】
【００２７】
上述した本発明によれば、便利な方法で上部反射部の位置を初期化させて画質型光変調器のヒステリシス特性による異常動作を抑制し得るようにする効果がある。
【００２８】
また、本発明によれば、上部反射部の位置を初期化させて回折型光変調器のクリープ現象による異常動作を防止し得るようにする効果がある。
【００２９】
また、本発明によれば、上部反射部の位置を初期化し、以後の印加電圧に対する予測可能性を増大させ、動作における制御可能性を増加させる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例に係る回折型光変調器の反射部位置リセット装置について詳細に説明する。
【００３１】
図４Ａは本発明の好適な一実施例に係る回折型光変調器の反射部位置リセット装置の構成図である。
【００３２】
図４Ａを参照すると、本発明の好適な一実施例に係る回折型光変調器の反射部位置リセット装置は、映像入力部５０１、映像ピボット部５０２、メモリ５０３、制御部５０４、映像データ出力部５０５、光変調器駆動回路５０６、リセット駆動回路５０７、フォトセンサ５５０、およびエレメント別リセット電圧算出部５６０を含んでいる。
【００３３】
ここで、映像入力部５０１は、外部から映像データの入力を受け、同時に垂直同期信号Ｖｓｙｎｃと水平同期信号Ｈｓｙｎｃの入力を受ける。
【００３４】
映像ピボット部５０２は、横方向に整列されている映像データを縦方向に変換するデータトランスポーズを行い、横方向に入力された映像データを縦方向の映像データに変換してメモリ５０３に格納する。このように映像ピボット部５０２でデータトランスポーズが必要な理由は、回折型光変調器から出射する走査線は、複数のピクセルに対応するスキャニング回折点光が縦に配列されており、横方向にスキャニングして表示するようになっているためである。
【００３５】
メモリ５０３には、映像ピボット部５０２によってトランスポーズされた映像データが格納されており、リセット動作のためにサンプル映像データが格納されている。このメモリ５０３に格納されたサンプル映像データは、任意の映像データであってもよく、後述するエレメント別リセット電圧の算出過程に使用される。また、メモリ５０３には、サンプル映像データによる駆動電圧が回折型光変調器に印加される場合にそれぞれのエレメント別に出射する回折光から測定されるものと予想される予想測定エレメント別光強度が格納されている。このような予想測定エレメント別光強度も後述するエレメント別リセット電圧の算出過程に使用される。
【００３６】
映像データ出力部５０５は、メモリ５０３に格納された映像データを順次読み取って出力する。
【００３７】
光変調器駆動回路５０６は、映像データ出力部５０５から出力される映像データに応じて回折型光変調器を駆動し、入射する入射光を変調することにより、映像情報を持っている回折光を形成する。
【００３８】
フォトセンサ５５０は、回折型光変調器から出射される回折光の各ピクセルに対応するそれぞれのエレメントから出射されるエレメント別光強度を検出して出力する。
【００３９】
エレメント別リセット電圧算出部５６０は、フォトセンサ５５０で測定されたエレメント別光強度が入力されると、それぞれのエレメントに対してサンプル映像データによる駆動電圧が印加されるときに出射されるものと予想される予想エレメント別光強度と、フォトセンサ５５０から入力された測定エレメント別光強度とを比較し、エレメントリセット電圧を算出する。
【００４０】
一方、リセット駆動回路５０７は、下部反射部１２３と上部反射部（一つのエレメント１３０ａについて説明すると、１５０ａ）に付着されている。
【００４１】
リセット駆動回路５０７は、リセット制御信号が入力されると、光変調器駆動回路５０６がオフされる時間の間に、メモリ５０３に格納されたリセット電圧値を読み取ってきて、それによるリセット電圧を回折型光変調器の上部反射部（一つのエレメント１３０ａを例とすれば１５０ａ）と下部反射部１２３に印加してリセット動作を行う。ここで、リセット駆動回路５０７が出力するリセット電圧は、回折型光変調器の上部反射部１５０ａ〜１５０ｎを初期化させる値であり、その値が０ではない。
【００４２】
制御部５０４は、光変調器駆動回路５０６を制御して回折型光変調器を動作させ、リセット駆動回路５０７を制御して回折型光変調器をリセットさせる。
【００４３】
このような構成の回折型光変調器の反射部位置リセット装置の制御部５０４は、回折型光変調器を用いたディスプレイ装置において、スクリーンの有効画面区間（図５の５２０）には回折型光変調器の回折光が投射される時間に映像データ出力部５０５から光変調器駆動回路５０６へ映像データが出力されるようにし、ブランクタイム区間（図５の５１０、５３０）には光変調器駆動回路５０６をオフさせた後にリセット駆動回路５０７にリセット制御信号を出力する。
【００４４】
ここで、図５を参照すると、有効画面区間５２０と、第１ブランクタイム区間５１０および第２ブランクタイム区間５３０が示されている。すなわち、図５を参照すると、一つのフレーム映像は、ユーザに見せようとする映像情報を出力する有効画面区間５２０と、有効画面区間５２０の出力前後に有効画面区間５２０の両端から構成されている第１および第２ブランクタイム区間(blank time area)５１０および５３０とを含んでいるが、制御部５０４は、第１または第２ブランクタイム区間５１０または５３０で所定のリセット電圧が回折型光変調器に印加されるようにリセット制御信号をリセット駆動回路５０７に出力する。
【００４５】
ここで、第１または第２ブランクタイム区間５１０または５３０は、水平方向に一つのピクセルがスキャニングされる時間であってもよく、複数のピクセルがスキャニングされる時間であってもよい。応用に応じて調整が可能である。
【００４６】
図６の時間タイミング図を参照すると、制御部５０４は、有効画面区間５２０には映像データ出力部５０５と光変調器駆動回路５０６にオン(on)データ同期化信号を提供し、映像データ出力部５０５から光変調器駆動回路５０６へ映像データが出力されるようにする。そして、制御部５０４は、ブランクタイム区間５１０、５３０には映像データ出力部５０５と光変調器駆動回路５０６にオフ(off)データ同期化信号を提供し、映像データ出力部５０５から光変調器駆動回路５０６へ映像データが出力されないようにし、リセット駆動回路５０７にオンリセット同期化信号およびリセット制御信号を出力する。
【００４７】
一方、リセット駆動回路５０７は、リセット制御信号が入力されると、光変調器駆動回路５０６がオフされるブランクタイム区間５１０、５３０に回折型光変調器の上部反射部（一つのエレメント１３０ａを例とすれば１５０ａ）と下部反射部１２３にメモリ５０３からリセット電圧値を読み取ってきて、それによるリセット電圧を上部反射部（一つのエレメント１３０ａを例とすれば１５０ａ）と下部反射部１２３に印加してリセット動作を行う。ここで、リセット駆動回路５０７が出力するリセット電圧は、回折型光変調器の上部反射部１５０ａ〜１５０ｎを初期化させる値であり、その値が０ではない。
【００４８】
このようにリセット駆動回路５０７によって回折型光変調器がリセットされると、印加電圧対変位曲線が図３Ａに示すように初期化された値からさらに始まることにより、予想される変位曲線から大きく外れない地点で有効画面区間の間に制御を始まることになり、所望の変位を得るための印加電圧値をほぼ近似的に得ることができる。その結果、回折型光変調器において上部反射部の位置に対する制御可能性が増加する。
【００４９】
一方、メモリ５０３に格納されているリセット電圧値は、予め一定値が指定されて格納されることもできるが、光変調器駆動回路５０６を用いて、メモリ５０３に格納されたサンプル映像データによる駆動電圧を回折型光変調器に提供した後、回折型光変調器から出射される回折光の光強度をフォトセンサ５５０によって測定し、それによりエレメント別リセット電圧算出部５６０でエレメント別にリセット電圧を算出することもできる。
【００５０】
すなわち、制御部５０４は、第１または第２ブンラクタイム区間５１０、５３０の開始時間に光変調器駆動回路５０６へサンプル映像データによる駆動電圧を出力するようにサンプル電圧出力制御信号を伝送する。
【００５１】
すると、光変調器駆動回路５０６は、メモリ５０３に格納されているサンプル映像データを読み取ってそれによる駆動電圧を回折型光変調器に印加する。
【００５２】
そして、フォトセンサ５５０は、各ピクセルに対応するそれぞれのエレメントから出射されるエレメント別回折光の光強度を検出してエレメント別リセット電圧算出部５６０に出力する。
【００５３】
この際、メモリ５０３には、既にサンプル映像データによる駆動電圧が回折型光変調器に印加されるときに測定されるものと予想される予想光強度が格納されているが、エレメント別リセット電圧算出部５６０は、メモリ５０３に格納された、それぞれのエレメントからサンプル映像データによる駆動電圧が印加されるときに出射されるものと予想される予想エレメント別光強度と測定エレメント別光強度とを比較し、エレメントリセット電圧を算出してメモリ５０３に格納する。
【００５４】
すなわち、図７を参照すると、特定の基準電圧が印加されるときにそれによる変位が発生するが、上部反射部１５０ａを持つエレメントの場合にサンプル映像データによる駆動電圧が印加されると、１５０ａ'の位置を示すものと予想されるが、実際１５０ａ"の位置を示す場合がある。上部反射部１５０ａと下部反射部１２３との段差１ａが（入射光の波長をλにした場合）λ／４であれば、このような変位によって決定された回折光の光強度は予想される光強度より少なくなる。したがって、図面符号１５０ａ"に移動した上部反射部１５０ａへ移動させるためには、このような変位がないときよりさらに大きい逆電圧を上部反射部１５０ａおよび下部反射部１２３に印加しなければならない。
【００５５】
図７を参照すると、上部反射部１５０ｂを持つエレメントの場合にサンプル映像データによる駆動電圧が印加されると、１５０ｂ"の位置を示すものと予想されるが、実際１５０ｂ'の位置を示す場合のようにより少し移動する場合にも同様の説明が可能である。よって、上部反射部１５０ｂと下部反射部１２３との段差１ｂが（入射光の波長をλとした場合）λ／４であれば、このような変位によって決定された回折光の光強度は予想される光強度より大きくなる。したがって、図面符号１５０ｂ'に移動した上部反射部を図面符号１５０ｂに移動させるためには、このような変位がないときよりさらに小さい逆電圧を上部反射部１５０ｂおよび下部反射部１２３に印加しなければならない。
【００５６】
このようにエレメント別リセット電圧算出部５６０は、メモリ５０３に格納された、それぞれのエレメントにサンプル映像データによる駆動電圧が印加されるときに出射されるものと予想される予想エレメント別光強度と測定エレメント別光強度とを比較し、エレメントリセット電圧を算出してメモリ５０３に格納する。
【００５７】
一方、ここでは、回折型光変調器から出射される回折光を用いて上部反射部の異常変位を測定したが、上部反射部と下部反射部に充填されたキャパシタンス量を測定して異常変位を決定することができる。
【００５８】
図４Ｂは本発明の好適な他の実施例に係る回折型光変調器の反射部位置リセット装置の構成図である。図４Ａと比較したとき、下部反射部１２３を、上部反射部１５０ａを移動させるための基準電極として使用するのではなく、上部反射部１５０ａから上側に位置しており、リセット駆動回路５０７にその端子が連結されている別途の基準電極部５７０を備えていることにその特徴がある。このような基準電極部５７０は、透明電極ＩＴＯなどが使用できる。このような本発明の他の実施例に係る回折型光変調器の反射部位置リセット装置は、図４Ａに示すように、上部反射部１５０ａと下部反射部１２３にリセット電圧を印加するのではなく、上部反射部１５０ａと基準電極部５７０にリセット電圧を印加する点において差異があり、他の構成と動作は同一である。
【００５９】
図８は本発明の好適な別の実施例に係る回折型光変調器の反射部位置リセット装置の構成図である。
【００６０】
図８を参照すると、本発明の好適な別の実施例に係る回折型光変調器の反射部位置リセット装置は、映像入力部５０１、映像ピボット部５０２、メモリ５０３、制御部５０４、映像データ出力部５０５、光変調器駆動回路５０６、およびリセット駆動回路５０７'を含んでいる。
【００６１】
ここで、映像入力部５０１は、外部から映像データの入力を受け、同時に垂直同期信号と水平同期信号の入力を受ける。
【００６２】
映像ピボット部５０２は、横方向に整列されている映像データを縦方向に変換するデータトランスポーズを行い、横方向に入力された映像データを縦方向の映像データに変換してメモリ５０３に格納する。
【００６３】
メモリ５０３には、映像ピボット部５０２によってトランスポーズされた映像データが格納されており、リセット電圧が格納されている。
【００６４】
映像データ出力部５０５は、メモリ５０３に格納された映像データを順次読み取って出力する。
【００６５】
光変調器駆動回路５０６は、映像データ出力部５０５から出力される映像データに応じて回折型光変調器を駆動し、入射する入射光を変調することにより、映像情報を持っている回折光を形成する。
【００６６】
映像データ出力部５０５は、スキャニング時間の間には映像ピボット部５０２によってデータトランスポーズされ、メモリ５０３に格納された映像データを一番目の列から最後目の列まで順次読み取って出力する。
【００６７】
一方、制御部５０４は、回折型光変調器を用いたディスプレイ装置において、スクリーンの有効画面区間（図５の５２０）には回折型光変調器の回折光が投射される時間に映像データ出力部５０５から光変調器駆動回路５０６へ映像データが出力されるようにし、ブランクタイム区間（図５の５１０、５３０）には光変調器駆動回路５０６をオフさせた後、リセット駆動回路５０７'にリセット制御信号を出力する。
【００６８】
図６の時間タイミング図を参照すると、制御部５０４は、有効画面区間５２０には映像データ出力部５０５と光変調器駆動回路５０６にオンデータ同期化信号を提供し、映像データ出力部５０５から光変調器駆動回路５０６へ映像データが出力されるようにする。そして、制御部５０４は、ブランクタイム区間５１０、５３０には映像データ出力部５０５と光変調器駆動回路５０６へオフデータ同期化信号を提供し、映像データ出力部５０５から光変調器駆動回路５０６へ映像データが出力されないようにし、リセット駆動回路５０７'にオンリセット同期化信号およびリセット制御信号を出力して、リセット駆動回路５０７'が回折型光変調器をリセットするようにする。
【００６９】
すると、リセット駆動回路５０７'は、光変調器駆動回路５０６がオフされるブランクタイム領域区間５１０、５３０に回折型光変調器の上部電極層（一つのエレメント１３０ａを例とすれば１４３ａ、１４３ａ'）と下部電極層１４１ａ、１４１ａ'にリセット電圧を印加してリセット動作を行う。ここで、リセット駆動回路５０７'が出力するリセット電圧は、図３Ａの回折型光変調器のヒステリシス曲線においてＡ線とＢ線とが一致する最小電圧を意味し、その値が０ではない。
【００７０】
このようにリセット駆動回路５０７'によって回折型光変調器がリセットされると、印加電圧対変位曲線が図３Ａに示すように初期化された値からさらに始まることにより、予想される変位曲線から大きく外れていない時点で有効画面区間の間に制御を始まることになり、所望する変位を得るための印加電圧値をほぼ近似的に得ることができる。その結果、回折型光変調器において上部反射部の位置に対する制御可能性が増加する。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】従来の技術に係るオープンホール基盤の回折型光変調器を示す斜視図である。
【図２】従来の技術に係るオープンホール基盤の回折型光変調器を示す平面図である。
【図３Ａ】一般な圧電材料を用いたアクチュエータのヒステリシス特性を示すグラフである。
【図３Ｂ】一般な圧電材料を用いたアクチュエータのヒステリシス特性を示すグラフである。
【図４Ａ】本発明の好適な一実施例に係る回折型光変調器の反射部位置リセット装置の構成図である。
【図４Ｂ】本発明の他の実施例に係る回折型光変調器の反射部位置リセット装置の構成図である。
【図５】本発明に用いられるスクリーンにおける有効画面区間とブランクタイム区間を示す図である。
【図６】図４Ａおよび図４Ｂの制御部が映像データ出力部、光変調器駆動回路、およびリセット駆動回路に提供する同期化信号に対するタイミング図である。
【図７】図４Ａおよび図４Ｂの回折型光変調器にサンプル映像データによる駆動電圧が印加される場合に発生する上部反射部の変位を説明するための図である。
【図８】本発明の別の実施例に係る回折型光変調器の反射部位置リセット装置の構成図である。
【符号の説明】
【００７２】
５０１ 映像入力部
５０２ 映像ピボット部
５０３ メモリ
５０４ 制御部
５０５ 映像データ出力部
５０６ 光変調器駆動回路
５０７、５０７'リセット駆動回路
５１０、５３０ ブランクタイム区間
５２０ 有効画面区間
５５０ フォトセンサ
５６０ エレメント別リセット電圧算出部
５７０ 基準電極部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回折型光変調器で生成された回折光を処理して連続的な映像を生成するディスプレイシステムに使用される前記回折型光変調器において、
前記ディスプレイシステムに位置する前記回折型光変調器から出射される回折光が前記ディスプレイシステムのスクリーン上のブランクタイム区間にあるとき、リセット制御信号を出力する制御部と、
前記制御部からリセット制御信号が印加されると、前記回折型光変調器を初期化するリセット駆動回路とを含んでなることを特徴とする、回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項２】
前記回折型光変調器は、
基板と、
前記基板によって支持されており、中間部分は前記基板から離隔して空間を確保しており、前記基板に配向する表面が反射面として形成されて入射光を反射し、少なくとも一つのオープンホールが形成されて入射光を通過させるように構成されている少なくとも一つの第１反射部と、
前記基板と前記第１反射部との間に前記第１反射部から離隔して空間を確保するように位置し、前記第１反射部の前記オープンホールを通過して入射する光を反射させる反射表面を持っている第２反射部と、
該当するそれぞれの前記第１反射部の中間部分を前記基板に対して遠くまたは近くなるように動かし、前記第１反射部と前記第２反射部の反射光によって形成される回折光の光量を変化させる駆動手段とを含んでなることを特徴とする、請求項１に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項３】
前記リセット駆動回路は、
前記第１反射部と前記第２反射部に逆電圧を印加して前記回折型光変調器を初期化することを特徴とする、請求項２に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項４】
前記回折型光変調器は、前記第１反射部から離隔している基準電極部をさらに含み、
前記リセット駆動回路は、前記第１反射部と前記基準電極部に逆電圧を印加して前記回折型光変調器を初期化することを特徴とする、請求項２に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項５】
前記基準電極部は、前記回折型光変調器の光経路上に位置し、透明電極で形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項６】
前記回折型光変調器から出射される光量を測定する光検出部と、
前記光検出部で測定した光強度と、サンプル映像データによる駆動電圧印加の際に予想される光強度とを比較し、逆電圧を算出するリセット電圧算出部とをさらに含み、
前記制御部は、特定の時間に前記回折型光変調器にサンプル映像データによる駆動電圧を印加し、前記リセット電圧算出部が当該時間にリセット電圧を算出して出力するようにすることを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項７】
前記光検出部はフォトセンサであることを特徴とする、請求項６に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項８】
前記第１反射部と前記第２反射部のキャパシタンス量を測定するキャパシタンス測定部と、
前記キャパシタンス測定部で測定したキャパシタンス量を用いて逆電圧を算出するリセット電圧算出部とをさらに含んでなることを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項９】
前記リセット駆動回路は、
前記駆動手段にリセット電圧を印加して前記回折型光変調器を初期化することを特徴とする、請求項２に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項１０】
外部から入力される映像データを受け取る映像入力部と、
前記映像入力部から入力された映像データを格納するメモリと、
前記メモリから第２スキャン時間領域で入力された映像データの一番目の列のデータから最後目の列のデータまで順次読み取って出力する映像データ出力部と、
前記映像データ出力部から出力される映像データによる駆動信号を前記回折型光変調器に提供する光変調器駆動回路とをさらに含んでなることを特徴とする、請求項１に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項１１】
前記映像入力部に入力された横方向に整列されている映像データを縦方向に変換するデータトランスポーズを行い、横方向に入力された映像データを縦方向の映像データに変換して、前記メモリに格納する映像ピボット部をさらに含んでなることを特徴とする、請求項１０に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項１２】
前記第２スキャン時間領域は有効画面区間であることを特徴とする、請求項１０に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項１３】
第１スキャン時間領域はブランクタイム区間であることを特徴とする、請求項１に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項１】
回折型光変調器で生成された回折光を処理して連続的な映像を生成するディスプレイシステムに使用される前記回折型光変調器において、
前記ディスプレイシステムに位置する前記回折型光変調器から出射される回折光が前記ディスプレイシステムのスクリーン上のブランクタイム区間にあるとき、リセット制御信号を出力する制御部と、
前記制御部からリセット制御信号が印加されると、前記回折型光変調器を初期化するリセット駆動回路とを含んでなることを特徴とする、回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項２】
前記回折型光変調器は、
基板と、
前記基板によって支持されており、中間部分は前記基板から離隔して空間を確保しており、前記基板に配向する表面が反射面として形成されて入射光を反射し、少なくとも一つのオープンホールが形成されて入射光を通過させるように構成されている少なくとも一つの第１反射部と、
前記基板と前記第１反射部との間に前記第１反射部から離隔して空間を確保するように位置し、前記第１反射部の前記オープンホールを通過して入射する光を反射させる反射表面を持っている第２反射部と、
該当するそれぞれの前記第１反射部の中間部分を前記基板に対して遠くまたは近くなるように動かし、前記第１反射部と前記第２反射部の反射光によって形成される回折光の光量を変化させる駆動手段とを含んでなることを特徴とする、請求項１に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項３】
前記リセット駆動回路は、
前記第１反射部と前記第２反射部に逆電圧を印加して前記回折型光変調器を初期化することを特徴とする、請求項２に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項４】
前記回折型光変調器は、前記第１反射部から離隔している基準電極部をさらに含み、
前記リセット駆動回路は、前記第１反射部と前記基準電極部に逆電圧を印加して前記回折型光変調器を初期化することを特徴とする、請求項２に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項５】
前記基準電極部は、前記回折型光変調器の光経路上に位置し、透明電極で形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項６】
前記回折型光変調器から出射される光量を測定する光検出部と、
前記光検出部で測定した光強度と、サンプル映像データによる駆動電圧印加の際に予想される光強度とを比較し、逆電圧を算出するリセット電圧算出部とをさらに含み、
前記制御部は、特定の時間に前記回折型光変調器にサンプル映像データによる駆動電圧を印加し、前記リセット電圧算出部が当該時間にリセット電圧を算出して出力するようにすることを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項７】
前記光検出部はフォトセンサであることを特徴とする、請求項６に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項８】
前記第１反射部と前記第２反射部のキャパシタンス量を測定するキャパシタンス測定部と、
前記キャパシタンス測定部で測定したキャパシタンス量を用いて逆電圧を算出するリセット電圧算出部とをさらに含んでなることを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項９】
前記リセット駆動回路は、
前記駆動手段にリセット電圧を印加して前記回折型光変調器を初期化することを特徴とする、請求項２に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項１０】
外部から入力される映像データを受け取る映像入力部と、
前記映像入力部から入力された映像データを格納するメモリと、
前記メモリから第２スキャン時間領域で入力された映像データの一番目の列のデータから最後目の列のデータまで順次読み取って出力する映像データ出力部と、
前記映像データ出力部から出力される映像データによる駆動信号を前記回折型光変調器に提供する光変調器駆動回路とをさらに含んでなることを特徴とする、請求項１に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項１１】
前記映像入力部に入力された横方向に整列されている映像データを縦方向に変換するデータトランスポーズを行い、横方向に入力された映像データを縦方向の映像データに変換して、前記メモリに格納する映像ピボット部をさらに含んでなることを特徴とする、請求項１０に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項１２】
前記第２スキャン時間領域は有効画面区間であることを特徴とする、請求項１０に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【請求項１３】
第１スキャン時間領域はブランクタイム区間であることを特徴とする、請求項１に記載の回折型光変調器の上部反射部位置リセット装置。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−５８９６９（Ｐ２００８−５８９６９Ａ）
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２０９６０（Ｐ２００７−２２０９６０）
【出願日】平成１９年８月２８日（２００７．８．２８）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２８日（２００７．８．２８）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
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