特許 6827650 位相変調装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6827650

(24)【登録日】2021年1月22日

(45)【発行日】2021年2月10日

(54)【発明の名称】位相変調装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/31 20060101AFI20210128BHJP

   G02F 1/13 20060101ALI20210128BHJP

   G02F 1/133 20060101ALI20210128BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/31

   G02F1/13 505

   G02F1/133 545

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-197404(P2017-197404)

(22)【出願日】2017年10月11日

(65)【公開番号】特開2019-70765(P2019-70765A)

(43)【公開日】2019年5月9日

【審査請求日】2020年3月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】308036402

【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(72)【発明者】

【氏名】名古屋 崇

【審査官】 堀部 修平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１４３０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１１４３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０８４４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０４６６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０５４００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１２２０６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−００３９８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／１３，１／３１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

情報データに基づいて位相の変化量の分布または位相速度の分布に対応する画像データを生成する画像データ生成部と、
前記画像データに基づいて各画素に対応する階調データを生成する階調データ生成部と、
前記階調データに基づいて調整電圧を生成する調整電圧制御部と、
前記階調データ及び前記調整電圧が印加される反射型液晶素子と、
を備え、
前記反射型液晶素子は、
複数の画素電極が配置され、前記階調データに対応する鋸歯状波の電圧パターンの駆動電圧が印加される画素領域と、
前記画素領域に対して、前記電圧パターンが繰り返される第１の方向に隣接する第１の調整電極と、
を有し、
前記画素領域は、前記画素領域に入射される信号光を前記電圧パターンに基づいて位相変調させ、前記信号光の波面を変化させる複数の画素ブロックを有し、
前記複数の画素ブロックは、前記駆動電圧として第１の電圧パターンが印加される第１の画素ブロックと、前記駆動電圧として第２の電圧パターンが印加される第２の画素ブロックとを有し、
前記調整電圧制御部は、前記第１の調整電極に、前記第１の調整電極と隣り合う前記第１の画素ブロックの画素電極、及び、前記第１の調整電極と隣り合う前記第２の画素ブロックの画素電極に印加される駆動電圧と同じ電圧値の調整電圧を印加する
位相変調装置。

【請求項2】

前記反射型液晶素子は、前記画素領域に対して、前記第１の方向に直交する第２の方向に隣接する第２の調整電極をさらに有し、
前記調整電圧制御部は、前記第２の調整電極に、前記第２の調整電極と隣り合う複数の画素ブロックの画素電極に印加される駆動電圧の平均電圧値の調整電圧を印加する
請求項１に記載の位相変調装置。

【請求項3】

前記反射型液晶素子は、前記画素領域に対して、前記第１の方向に直交する第２の方向に隣接する第２の調整電極をさらに有し、
前記調整電圧制御部は、前記第２の調整電極に、前記第２の調整電極と隣り合う複数の画素ブロックの画素電極に印加される駆動電圧の最大電圧値と最小電圧値との中間の電圧値の調整電圧を印加する
請求項１に記載の位相変調装置。

【請求項4】

前記情報データは、前記信号光の入力ポート及び出力ポートの位置と前記信号光における入射光に対する反射光の角度との関係を示すパラメータと、前記信号光の波長帯のパラメータとを含む請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の位相変調装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液晶素子を用いた位相変調装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、光通信分野では激増する情報量に対応するため、環状に形成された光ネットワークシステム、及び、光波長多重通信システムが提唱されている。これら光通信システムにおける光信号の分岐または挿入を、電気信号への変換を中継することなく実行できるＲＯＡＤＭ（Reconfigurable Optical And Drop Multiplexer）装置が用いられ、その中で光スイッチング装置としてＷＳＳ（Wavelength Selective Switch）装置が用いられる。ＷＳＳ装置における光スイッチング素子として、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラー、及び、反射型液晶素子、例えばＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）素子等が用いられる。

【0003】

ＬＣＯＳ素子は、複数の反射型の画素電極が水平方向、及び、垂直方向に配置されている画素領域を有する反射型液晶素子である。各画素電極上の液晶の屈折率は、液晶に印加される電圧を画素電極ごとに制御することにより変化する。信号光の位相速度は、各画素上の液晶の屈折率を変化させることにより、画素ごとに制御される。

【0004】

ＬＣＯＳ素子は、位相速度を画素ごとに段階的に変化させることにより、信号光の波面を傾斜させることができる。ＬＣＯＳ素子は、信号光の波面の傾斜角を位相速度の変化の割合に応じて制御することができる。即ち、ＬＣＯＳ素子は、画素ごとに位相速度を変化させて信号光を所定の方向に反射する位相変調素子として機能する。

【0005】

ＭＥＭＳミラーは信号光の波長帯の数に対応してミラーが必要になる。そのため、信号光の波長帯またはその数を変更する場合、変更内容に対応させてＭＥＭＳミラーを新たに作製しなければならない。

【0006】

それに対して、ＬＣＯＳ素子は画素領域を複数の画素ブロックに任意に分割し、画素ブロックごとに制御することができる。そのため、信号光の波長帯またはその数を変更する場合、変更内容に対応させて画素ブロックを再構成することができるので、液晶素子を新たに作製する必要がない。即ち、ＬＣＯＳ素子は、ＭＥＭＳミラーよりも可変グリッド性に優れている。特許文献１には、ＬＣＯＳ素子を用いた位相変調装置の一例が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１６−１４３０３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

通常、画素領域の外側には、位相変調に寄与しない周辺領域が画素領域に隣接して形成されている。画素領域と周辺領域との電位差に起因してディスクリネーションが発生する場合がある。ディスクリネーションとは、電位差に起因して液晶分子が意図した方向とは異なる方向に傾斜することである。電位差が大きいと横電界が大きくなるため、ディスクリネーションが発生しやすくなったり、発生領域が広がったりする。

【0009】

信号光はディスクリネーションの影響により、目的の傾斜角とは異なる傾斜角で反射されてしまうため、目的の出力ポートとは異なる出力ポートに入射するクロストークが発生する。

【0010】

本発明は、画素領域と画素領域に隣接する周辺領域との電位差に起因するディスクリネーションの発生を抑制する位相変調装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明は、情報データに基づいて位相の変化量の分布または位相速度の分布に対応する画像データを生成する画像データ生成部と、前記画像データに基づいて各画素に対応する階調データを生成する階調データ生成部と、前記階調データに基づいて調整電圧を生成する調整電圧制御部と、前記階調データ及び前記調整電圧が印加される反射型液晶素子とを備え、前記反射型液晶素子は、複数の画素電極が配置され、前記階調データに対応する鋸歯状波の電圧パターンの駆動電圧が印加される画素領域と、前記画素領域に対して、前記電圧パターンが繰り返される第１の方向に隣接する第１の調整電極とを有し、前記画素領域は、前記画素領域に入射される信号光を前記電圧パターンに基づいて位相変調させ、前記信号光の波面を変化させる複数の画素ブロックを有し、前記複数の画素ブロックは、前記駆動電圧として第１の電圧パターンが印加される第１の画素ブロックと、前記駆動電圧として第２の電圧パターンが印加される第２の画素ブロックとを有し、前記調整電圧制御部は、前記第１の調整電極に、前記第１の調整電極と隣り合う前記第１の画素ブロックの画素電極、及び、前記第１の調整電極と隣り合う前記第２の画素ブロックの画素電極に印加される駆動電圧と同じ電圧値の調整電圧を印加する位相変調装置を提供する。

【発明の効果】

【0012】

本発明の位相変調装置によれば、画素領域と画素領域に隣接する周辺領域との電位差に起因するディスクリネーションの発生を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】一実施形態の位相変調装置を示すブロック図である。

【図2】反射型液晶素子の一例を示す上面図である。

【図3】図２のＡ−Ａで切断した反射型液晶素子の断面図である。

【図4】図２のＢ−Ｂで切断した反射型液晶素子の断面図である。

【図5】反射型液晶素子による信号光の位相変調を示す図である。

【図6A】画素電極に印加される駆動電圧を示す図である。

【図6B】画素電極上の液晶の屈折率を示す図である。

【図7】画素領域における画素ブロックと、調整電極との関係を示す図である。

【図8A】図７のＣ１−Ｃ２における駆動電圧の電圧パターンの一例を示す図である。

【図8B】図７のＤ１−Ｄ２における駆動電圧の電圧パターンの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１を用いて、一実施形態の位相変調装置を説明する。位相変調装置１は、画像データ生成部２と、階調データ生成部３と、調整電圧制御部５と、反射型液晶素子１０とを備える。反射型液晶素子１０は例えばＬＣＯＳ素子である。以下、反射型液晶素子１０をＬＣＯＳ素子１０とする。

【0015】

画像データ生成部２には情報データＪＤが入力される。情報データＪＤは、信号光の入力ポート及び出力ポートの位置と信号光における入射光に対する反射光の角度との関係を示すパラメータと、信号光の波長帯、即ち所望の反射光角度を実現する位相の変化量の分布に関わるパラメータとを含む。位相の変化量は、入射光の位相に対する反射光の位相の進みまたは遅れで、位相速度の分布に対応する。所定の入力ポートから射出された信号光は、位相変調装置１により位相変調されて目的の出力ポートへ入射する。

【0016】

画像データ生成部２は、情報データＪＤに基づいて位相の変化量の分布を設定する。画像データ生成部２は、位相の変化量の分布、または、位相速度の分布に基づいて画像データＤＤを生成し、階調データ生成部３へ出力する。階調データ生成部３は、画像データＤＤのＬＣＯＳ素子１０における各画素に対応する階調データＤＳを生成し、各画素に書き込まれるタイミングに合わせてＬＣＯＳ素子１０へ出力する。この階調に対応する駆動電圧がＬＣＯＳ素子１０内で生成され、液晶に印加される。階調データ生成部３は、階調データＤＳを調整電圧制御部５へ出力する。

【0017】

図２〜図４を用いて、ＬＣＯＳ素子１０の構成例を説明する。ＬＣＯＳ素子１０は、駆動基板２０と、透明基板３０と、液晶１１と、シール材１２とを有する。駆動基板２０は、画素領域２１と、配向膜２２と、接続端子２３と、調整電極４０とを有する。画素領域２１には、複数の反射型の画素電極２４が水平方向及び垂直方向に配置されている。１個の画素電極２４が１画素を構成する。

【0018】

配向膜２２は少なくとも画素領域２１上に形成されている。接続端子２３は、駆動基板２０の外周部に形成され、階調データ生成部３から階調データＤＳが入力され、外部からタイミング制御信号が入力される。また、接続端子２３は外部から電源等も接続されている。

【0019】

調整電極４０は画素領域２１の周囲に、画素領域２１に隣接して形成されている。配向膜２２は画素領域２１上及び調整電極４０上に形成されている。接続端子２３は駆動基板２０の外周部に形成され、図１に示す調整電圧制御部５に接続されている。

【0020】

透明基板３０は、透明電極３１と、配向膜３２とを有する。配向膜３２は透明電極３１上に形成されている。駆動基板２０と透明基板３０とは、画素電極２４と透明電極３１とが対向するようにシール材１２により間隙を有して接着されている。

【0021】

シール材１２は調整電極４０の外周部に沿って環状に形成されている。図２〜図４では、シール材１２は調整電極４０よりも外側の領域に形成されているが、調整電極４０の一部の領域上にかかって形成されていてもよい。液晶１１は、駆動基板２０と透明基板３０との間隙に充填され、シール材１２により封止されている。透明基板３０の透明電極３１が形成されている面とは反対側の面に反射防止膜３３を形成してもよい。

【0022】

駆動基板２０として半導体基板（例えばシリコン基板）を用いることができる。なお、駆動基板２０には、各画素を駆動するための駆動回路が形成されている。画素電極２４、接続端子２３、及び、調整電極４０の材料としてアルミニウムを主成分とする金属材料を用いることができる。

【0023】

透明基板３０として無アルカリガラス基板または石英ガラス基板を用いることができる。透明電極３１の材料としてＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を用いることができる。なお、ＩＴＯ膜の上側及び下側に誘電体膜を形成してもよい。シール材１２として紫外線硬化樹脂、熱硬化性樹脂、または紫外線と熱との併用により硬化する樹脂を用いることができる。反射防止膜３３として誘電体多層膜を用いることができる。

【0024】

図５、図６Ａ、及び、図６Ｂを用いて、ＬＣＯＳ素子１０による信号光の位相変調を説明する。説明を分かりやすくするために、３個の画素電極２４により画素ブロック２５を構成する場合について説明する。通常、画素ブロック２５は、３個以上の画素電極２４が水平方向及び垂直方向にそれぞれ配置されている構成を有する。各画素電極２４を区別するため、左から画素電極２４ａ、画素電極２４ｂ、及び、画素電極２４ｃとする。

【0025】

図１に示す画像データ生成部２により生成された位相の変化量の分布（位相速度の分布）に応じた画像データＤＤに基づいて、図６Ａに示すように、画素電極２４ａ、２４ｂ、及び、２４ｃには異なる駆動電圧ＤＶａ、ＤＶｂ、及び、ＤＶｃが印加される。実際には、液晶１１に印加される駆動電圧ＤＶａ、ＤＶｂ、及び、ＤＶｃは、画素電極２４ａ、２４ｂ、及び、２４ｃと透明電極３１との間に加わる電圧である。液晶１１は、構成される分子の屈折率と誘電率に異方性を有することから、印加される駆動電圧によって分子の傾斜が変化することで屈折率が変化する。

【0026】

これにより、図６Ｂに示すように、画素電極２４ａ上の液晶１１は第１の屈折率ｎａを有し、画素電極２４ｂ上の液晶１１は第２の屈折率ｎｂを有し、画素電極２４ｃ上の液晶１１は第３の屈折率ｎｃ（ｎａ＞ｎｂ＞ｎｃ）を有する。屈折率ｎａ〜ｎｃは画素電極２４ａ〜２４ｃ上の液晶１１の平均的な屈折率である。

【0027】

入力ポートから出力された信号光ＳＬは、ｐ偏光またはｓ偏光の直線偏光の状態で画素ブロック２５に入射する。図３に示す配向膜２２及び３２は、信号光ＳＬの偏向方向と液晶１１の配向方向とが同じになるように形成されている。配向方向とは、例えば配向膜２２付近の液晶１１が傾斜する方向である。なお、配向膜３２付近の液晶１１が傾斜する方向を配向方向としてもよい。

【0028】

信号光ＳＬの偏向方向と液晶１１の配向方向とを同じにすることにより、直線偏光が楕円偏光へと変調されて、ｐ偏光がｓ偏光成分を有する、または、ｓ偏光がｐ偏光成分を有することによって生じる信号光ＳＬの減衰を抑制して、信号光ＳＬを効率的に反射させることができる。

【0029】

図５に示すｐａ、ｐｂ、及び、ｐｃは、画素電極２４ａ、２４ｂ、及び、２４ｃ上の液晶１１の屈折率の違いにより生じる位相速度の違いを模式的に示している。図５に示すＷＦは信号光ＳＬの波面を模式的に示している。波面ＷＦは、信号光ＳＬの位相が揃った面をいう。信号光ＳＬは、画素電極２４ａから画素電極２４ｃに向かって位相の変化量または位相速度が段階的に大きくなる。これにより、信号光ＳＬの波面ＷＦを変化（傾斜）させることができる。

【0030】

駆動電圧ＤＶａ、ＤＶｂ、及び、ＤＶｃにより、画素電極２４ａ、２４ｂ、及び、２４ｃ上の液晶１１の屈折率の差を大きくし、位相変化の差を大きくすることで波面ＷＦの傾斜角θを大きくすることができる。また、画素電極２４ａ、２４ｂ、及び、２４ｃ上の液晶１１の屈折率の差を小さくし、位相変化の差を小さくすることで波面ＷＦの傾斜角θを小さくすることができる。傾斜角θは、信号光ＳＬの波面ＷＦと画素電極２４ａ、２４ｂ、及び、２４ｃの垂線とのなす角度に相当する。なお、画素電極２４の数を変えることにより波面ＷＦの傾斜角θを変化させることもできる。

【0031】

信号光ＳＬは、画像データ生成部２により生成された画像データＤＤに基づいて、波面ＷＦが所定の傾斜角θとされ、画素電極２４ａ、２４ｂ、及び、２４ｃにより反射される。従って、ＬＣＯＳ素子１０は、画像データＤＤに基づいて、信号光ＳＬの位相速度を画素ごとに段階的に変化させることにより、信号光ＳＬを所定の方向に反射させることができる。

【0032】

ＬＣＯＳ素子１０は、信号光ＳＬの波面ＷＦの傾斜角θを位相速度の変化の割合に応じて制御することができる。即ち、ＬＣＯＳ素子１０は、画素ごとに位相速度を変化させて信号光ＳＬを所定の方向に反射する位相変調素子として機能する。ＬＣＯＳ素子１０が信号光ＳＬの波面ＷＦの傾斜角θを制御することにより、信号光ＳＬは目的の出力ポートに入射される。

【0033】

図７、図８Ａ、及び、図８Ｂを用いて、画素領域２１における画素ブロック２５と調整電極４０との関係を説明する。図７は、図２に示す画素領域２１が４個の画素ブロック２５に分割される場合の構成を示している。信号光ＳＬは画素ブロック２５ごとに入射される。

【0034】

画素ブロック２５は、情報データＪＤに基づいて範囲及び位置が決定される。画素ブロック２５は信号光ＳＬが入射される入射領域２６を含むように構成されている。入射領域２６は、信号光ＳＬのスポット径、スポット形状、及び入射位置精度等に基づいて決定される。ＬＣＯＳ素子１０は、情報データＪＤの変更内容に対応させて画素ブロック２５を再構成することができる。

【0035】

ＬＣＯＳ素子１０は、画像データ生成部２により生成される画像データＤＤに基づいて、画素ブロック２５ごとに信号光ＳＬの波面ＷＦの傾斜角θを制御することができる。各画素ブロック２５を区別するため、左上側の画素ブロック２５を画素ブロック２５ａ、左下側の画素ブロック２５を画素ブロック２５ｂ、右上側の画素ブロック２５を画素ブロック２５ｃ、右下側の画素ブロック２５を画素ブロック２５ｄとする。

【0036】

画素ブロック２５ａ〜２５ｄには、異なる波長帯の信号光ＳＬを入射させることができる。ＬＣＯＳ素子１０は、画像データＤＤに基づいて、画素ブロック２５ａ〜２５ｄに異なる電圧パターンの駆動電圧を印加させることができる。

【0037】

図８Ａ及び図８Ｂを用いて、駆動電圧ＤＶを電圧値の振幅で制御する場合について説明する。図８Ａは、図７に示す画素ブロック２５ａのＣ１−Ｃ２における連続した画素の駆動電圧ＤＶの電圧パターンを示している。なお、図７では画素ブロック２５ｂには画素ブロック２５ａと同じ電圧パターンを示しているが、異なる電圧パターンの駆動電圧ＤＶを印加させることができる。

【0038】

図８Ｂは、図７に示す画素ブロック２５ｃのＤ１−Ｄ２における連続した画素の駆動電圧ＤＶの電圧パターンを示している。なお、図７では画素ブロック２５ｄには画素ブロック２５ｃと同じ電圧パターンを示しているが、異なる電圧パターンの駆動電圧ＤＶを印加させることができる。

【0039】

図８Ａ及び図８Ｂに示すように、駆動電圧ＤＶは鋸歯状波の電圧パターンを有する。なお、実際には連続した画素ごとの電圧なので階段状になるが、ここでは鋸歯状に図示する。図７に示す画素ブロック２５ａ〜２５ｄにおける暗い部分は、図８Ａまたは図８Ｂに示す駆動電圧ＤＶの電圧パターンの電圧の低い部分に相当し、明るい部分は電圧の高い部分に相当する。図８Ａに示す電圧パターンは、図８Ｂに示す電圧パターンよりも電圧値の振幅が大きいため、信号光ＳＬの波面ＷＦの傾斜角θは大きくなる。

【0040】

ここでは、液晶１１は、水平配向の液晶材料、即ち正の誘電率異方性を有する液晶材料を想定している。水平配向の液晶では、電圧振幅をより大きく印加するほど屈折率が高くなる。垂直配向の液晶材料、即ち負の誘電率異方性を有する液晶材料の場合、電圧振幅を大きくすることで屈折率は低くなる。また、液晶材料によって屈折率及び屈折率の異方性が異なる。加えて、液晶層の厚みによっても結果的に得られる位相の変化量は異なる。

【0041】

駆動電圧ＤＶの電圧パターンは、画像データ生成部２により生成された画像データＤＤに基づいて設定される。従って、画素ブロック２５ａ〜２５ｄは、情報データＪＤに基づいて範囲及び位置が決定され、入射される信号光ＳＬを駆動電圧ＤＶの電圧パターンに基づいて位相変調させ、信号光ＳＬの波面ＷＦを変化（傾斜）させることができる。なお、駆動電圧ＤＶをパルス幅またはパルスの数で制御するＰＷＭ方式による制御も有効である。この場合、図８Ａ及び図８Ｂにおける縦軸は、１フレームにおける駆動電圧ＤＶの印加パルスの積算時間に相当する。

【0042】

各調整電極４０を区別するために、画素領域２１に対して、鋸歯状波の電圧パターンが繰り返される第１の方向（図７の上下方向）における第１の側（図７における上側）に隣接する調整電極４０を調整電極４１（第１の調整電極）、第１の方向における第１の側とは反対側の第２の側（図７における下側）に隣接する調整電極４０を調整電極４２（第３の調整電極）とする。

【0043】

画素領域２１に対して、第１の方向に直交する第２の方向（図７の左右方向）における第３の側（図７における左側）に隣接する調整電極４０を調整電極４３（第２の調整電極）、第２の方向における第３の側とは反対側の第４の側（図７における右側）に隣接する調整電極４０を調整電極４４（第４の調整電極）とする。

【0044】

画素ブロック２５間に、位相変調に寄与しないブランクエリア５０が形成される場合がある。図７は、画素ブロック２５ａ及び２５ｃと画素ブロック２５ｂ及び２５ｄとの間にブランクエリア５０が形成される場合を示している。画素ブロック２５ａ及び２５ｂと画素ブロック２５ｃ及び２５ｄとの間にブランクエリア５０が形成される場合、または、その両方にブランクエリア５０が形成される場合もある。

【0045】

調整電圧制御部５は、階調データＤＳに基づいて、調整電極４１〜４４を透明電極３１に同期した電圧信号で駆動させることができる。

【0046】

駆動電圧ＤＶを電圧値の振幅で制御する場合について説明する。調整電圧制御部５は、画素ブロック２５ａ及び２５ｃの画素電極２４と隣り合う調整電極４１に、調整電極４１と透明電極３１との電位差が、画素ブロック２５ａ及び２５ｃの画素電極２４と透明電極３１との電位差と同じになるように、画素ブロック２５ａ及び２５ｃの画素電極２４に印加される駆動電圧ＤＶと同じ電圧値の調整電圧ＡＶを印加する。

【0047】

調整電圧制御部５は、画素ブロック２５ｂ，２５ｄの画素電極２４と隣り合う調整電極４２に、調整電極４２と透明電極３１との電位差が、画素ブロック２５ｂ及び２５ｄの画素電極２４と透明電極３１との電位差と同じになるように、画素ブロック２５ｂ及び２５ｄの画素電極２４に印加される駆動電圧ＤＶと同じ電圧値の調整電圧ＡＶを印加する。

【0048】

例えば、画素ブロック２５ａ及び２５ｃにおける調整電極４１と隣り合う画素電極２４に印加される駆動電圧ＤＶの電圧値をｖａ、画素ブロック２５ｂ及び２５ｄにおける調整電極４２と隣り合う画素電極２４に印加される駆動電圧ＤＶの電圧値をｖｂ（ｖａ＜ｖｂ）とする。調整電圧制御部５は、調整電極４１に電圧値ｖａの調整電圧ＡＶを印加し、調整電極４２に電圧値ｖｂの調整電圧ＡＶを印加する。

【0049】

従って、画素ブロック２５ａ及び２５ｃと調整電極４１との電位差、及び、画素ブロック２５ｂ及び２５ｄと調整電極４２との電位差を低減することができるので、ディスクリネーションの発生を抑制できる。

【0050】

調整電圧制御部５は、画素ブロック２５ａ及び２５ｂの画素電極２４と隣り合う調整電極４３に、調整電極４３と隣り合う画素電極２４に印加される駆動電圧ＤＶの平均電圧値、または、最大電圧値と最小電圧値との中間の電圧値の調整電圧ＡＶを印加する。調整電圧制御部５は、画素ブロック２５ｃ及び２５ｄの画素電極２４と隣り合う調整電極４４に、調整電極４４と隣り合う画素電極２４に印加される駆動電圧ＤＶの平均電圧値、または、最大電圧値と最小電圧値との中間の電圧値の調整電圧ＡＶを印加する。

【0051】

従って、画素ブロック２５ａ及び２５ｂと調整電極４３との最大電位差、及び、画素ブロック２５ｃ及び２５ｄと調整電極４４との最大電位差を小さくすることができるので、ディスクリネーションの発生を抑制できる。

【0052】

駆動電圧ＤＶをＰＷＭ(Pulse Width Modulation)方式により制御する場合、調整電圧制御部５は、ＰＷＭ方式による画素領域２１における階調データと調整電極４１〜４４における階調データとを対応させて調整電圧ＡＶを生成し、調整電極４１〜４４に印加する。

【0053】

調整電圧制御部５は、調整電極４１に、調整電極４１と透明電極３１との電位差が、画素ブロック２５ａ及び２５ｃの画素電極２４と透明電極３１との電位差と同じになるように、透明電極３１に印加される電圧に同期させて、調整電極４１と隣り合う画素ブロック２５ａ及び２５ｃの画素電極２４に印加される駆動電圧ＤＶと同じ電圧パターンの調整電圧ＡＶを印加する。

【0054】

調整電圧制御部５は、調整電極４２に、調整電極４２と透明電極３１との電位差が、画素ブロック２５ｂ及び２５ｄの画素電極２４と透明電極３１との電位差と同じになるように、透明電極３１に印加される電圧に同期させて、調整電極４２と隣り合う画素ブロック２５ｂ及び２５ｄの画素電極２４に印加される駆動電圧ＤＶと同じ電圧パターンの調整電圧ＡＶを印加する。

【0055】

調整電圧制御部５は、調整電極４３と隣り合う画素ブロック２５ａ及び２５ｂの画素電極２４に印加される駆動電圧ＤＶの平均電圧値、または、最大電圧値と最小電圧値との中間の電圧値になるように調整電圧ＡＶを生成し、透明電極３１に印加される電圧に同期させて、調整電極４３に印加する。

【0056】

調整電圧制御部５は、調整電極４４と隣り合う画素ブロック２５ｃ及び２５ｄの画素電極２４に印加される駆動電圧ＤＶの平均電圧値、または、最大電圧値と最小電圧値との中間の電圧値になるように調整電圧ＡＶを生成し、透明電極３１に印加される電圧に同期させて、調整電極４４に印加する。

【0057】

従って、画素ブロック２５ａ及び２５ｂと調整電極４３との電位差、及び、画素ブロック２５ｃ及び２５ｄと調整電極４４との電位差を低減することができるので、ディスクリネーションの発生を抑制できる。

【0058】

本実施形態の位相変調装置１によれば、画素領域２１と周辺領域との電位差を調整電極４０により低減することができるため、画素領域２１と周辺領域との電位差に起因するディスクリネーションの発生を抑制できる。

【0059】

本発明は、上述した本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

【符号の説明】

【0060】

１ 位相変調装置
２ 画像データ生成部
３ 階調データ生成部
５ 調整電圧制御部
１０ ＬＣＯＳ素子（反射型液晶素子）
２１ 画素領域
２４ 画素電極
２５ 画素ブロック
４１ 第１の調整電極
４３ 第２の調整電極
ＪＤ 情報データ
ＤＤ 画像データ
ＤＳ 階調データ
ＤＶ 駆動電圧
ＡＶ 調整電圧
ＳＬ 信号光
ＷＦ 波面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8A】

【図8B】