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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024064882
(43)【公開日】2024-05-14
(54)【発明の名称】反射板装置
(51)【国際特許分類】
H01Q 15/14 20060101AFI20240507BHJP
H01Q 1/22 20060101ALI20240507BHJP
【ＦＩ】
H01Q15/14 Z
H01Q1/22 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022173830
(22)【出願日】2022-10-28
(71)【出願人】
【識別番号】000217653
【氏名又は名称】電気興業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100193389
【弁理士】
【氏名又は名称】谷口 智利
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 啓介
(72)【発明者】
【氏名】大島 一郎
【テーマコード（参考）】
5J020
5J047
【Ｆターム（参考）】
5J020AA03
5J020BA06
5J020DA03
5J047AA07
5J047EF05
5J047FD01
(57)【要約】
【課題】映像用ディスプレイとＲＩＳを共用化することで、例えばデジタルサイネージや大型のディスプレイが設置できる場所に、容易にRIS機能を付加できる反射板装置を提供する。
【解決手段】 反射方向制御型メタサーフェス反射板、液晶一体化機構を備える。反射方向制御型メタサーフェス反射板は、上部反射板用電極、下部反射板用電極、反射板用誘電体層、反射板制御部を備える。反射板制御部は、外部からの入力信号に応じて、上部反射板用電極と下部反射板用電極の間に電圧を印加することにより、入射される電波の反射方向を制御する信号を出力する。上部反射板用電極、および、下部反射板用電極は、アクティブマトリクスとして形成されている。液晶一体化機構は、反射方向制御型メタサーフェス反射板を液晶表示装置上に固定する。反射方向制御型メタサーフェス反射板は、液晶表示装置の一部のみを覆う。
【選択図】図４
【解決手段】 反射方向制御型メタサーフェス反射板、液晶一体化機構を備える。反射方向制御型メタサーフェス反射板は、上部反射板用電極、下部反射板用電極、反射板用誘電体層、反射板制御部を備える。反射板制御部は、外部からの入力信号に応じて、上部反射板用電極と下部反射板用電極の間に電圧を印加することにより、入射される電波の反射方向を制御する信号を出力する。上部反射板用電極、および、下部反射板用電極は、アクティブマトリクスとして形成されている。液晶一体化機構は、反射方向制御型メタサーフェス反射板を液晶表示装置上に固定する。反射方向制御型メタサーフェス反射板は、液晶表示装置の一部のみを覆う。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
反射方向制御型メタサーフェス反射板、および、液晶一体化機構を備え、
前記反射方向制御型メタサーフェス反射板は、上部反射板用電極、下部反射板用電極、反射板用誘電体層、および、反射板制御部を備え、
前記反射板制御部は、外部からの入力信号に応じて、前記上部反射板用電極と前記下部反射板用電極の間に電圧を印加することにより、入射される電波の反射方向を制御する信号を出力する信号出力部を備え、
前記上部反射板用電極、および、前記下部反射板用電極は、それぞれ、アクティブマトリクスとして形成されており、
前記液晶一体化機構は、前記反射方向制御型メタサーフェス反射板を、液晶表示装置上に固定し、
前記反射方向制御型メタサーフェス反射板は、前記液晶表示装置の一部のみを覆うことを特徴とする、反射板装置。
前記反射方向制御型メタサーフェス反射板は、上部反射板用電極、下部反射板用電極、反射板用誘電体層、および、反射板制御部を備え、
前記反射板制御部は、外部からの入力信号に応じて、前記上部反射板用電極と前記下部反射板用電極の間に電圧を印加することにより、入射される電波の反射方向を制御する信号を出力する信号出力部を備え、
前記上部反射板用電極、および、前記下部反射板用電極は、それぞれ、アクティブマトリクスとして形成されており、
前記液晶一体化機構は、前記反射方向制御型メタサーフェス反射板を、液晶表示装置上に固定し、
前記反射方向制御型メタサーフェス反射板は、前記液晶表示装置の一部のみを覆うことを特徴とする、反射板装置。
【請求項2】
前記液晶一体化機構は、前記液晶表示装置に対して前記反射方向制御型メタサーフェス反射板を着脱可能に固定する固定部を備え、
前記反射方向制御型メタサーフェス反射板は、前記液晶表示装置の中央部は覆わないことを特徴とする、請求項１に記載の反射板装置。
前記反射方向制御型メタサーフェス反射板は、前記液晶表示装置の中央部は覆わないことを特徴とする、請求項１に記載の反射板装置。
【請求項3】
液晶表示部を備え、
前記液晶表示部は、
上部液晶用電極、下部液晶用電極、液晶用誘電体層、液晶表示制御部を備え、
前記液晶表示制御部は、外部からの入力信号に応じて、前記上部液晶用電極と前記下部液晶用電極の間に電圧を印加することにより液晶表示を制御するよう構成されており、
前記液晶用誘電体層の誘電率と前記反射板用誘電体層の誘電率は異なるものであることを特徴とする、請求項１に記載の反射板装置。
前記液晶表示部は、
上部液晶用電極、下部液晶用電極、液晶用誘電体層、液晶表示制御部を備え、
前記液晶表示制御部は、外部からの入力信号に応じて、前記上部液晶用電極と前記下部液晶用電極の間に電圧を印加することにより液晶表示を制御するよう構成されており、
前記液晶用誘電体層の誘電率と前記反射板用誘電体層の誘電率は異なるものであることを特徴とする、請求項１に記載の反射板装置。
【請求項4】
前記液晶表示部と前記反射方向制御型メタサーフェス反射板は同一層の液晶として形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の反射板装置。
【請求項5】
前記液晶用誘電体層と前記反射板用誘電体層は略同一平面状に形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置。
【請求項6】
前記上部液晶用電極と前記上部反射板用電極、または、前記下部液晶用電極と前記下部反射板用電極は、同一のアクティブマトリクスとして形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置。
【請求項7】
前記アクティブマトリクスが薄膜トランジスタアレイであることを特徴とする、請求項６に記載の反射板装置。
【請求項8】
前記上部液晶用電極と前記上部反射板用電極は透明導電材であることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置。
【請求項9】
液晶部を備えた液晶表示装置を構成し、前記液晶部のうち、一部が前記液晶表示部であり、他が反射方向制御型メタサーフェス反射板であることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置。
【請求項10】
前記反射板用誘電体層は略十字型であり、
略十字型の前記反射板用誘電体層を囲む長方形における隙間部分に、前記液晶用誘電体層が形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置。
略十字型の前記反射板用誘電体層を囲む長方形における隙間部分に、前記液晶用誘電体層が形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置。
【請求項11】
前記反射板用誘電体層は中央部に形成され、前記反射板用誘電体層を囲む長方形における隙間部分に前記液晶用誘電体層が形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置。
【請求項12】
ユニットセルを有し、
それぞれの前記ユニットセルに前記反射板用誘電体層が形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置。
それぞれの前記ユニットセルに前記反射板用誘電体層が形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置。
【請求項13】
前記反射板用誘電体層は、前記液晶用誘電体層より厚く形成されていることを特徴とする、請求項１ないし１２のいずれかに記載の反射板装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶を用いたＲＩＳ（Reconfigurable Intelligent Surface）構成、つまり、反射板装置に関するものであり、特に、移動通信におけるミリ波帯以上のエリア改善を目的とした反射板に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば基地局と携帯端末との間で電波により信号の送受信を行う場合、図１に示されるように、従来の電波環境では、基地局と携帯端末間の伝達関数Ｈは固定されている。
これに対し、エリア改善の技術として、動的に反射角を変化できるＲＩＳが検討されている。ＲＩＳは、メタ反射板の表面において位相を制御することにより反射方向を動的に制御することができる反射板である。つまり、図２に示されるように、送信側Ｔから受信側Ｒへの伝達関数Ｈを適切に制御することができる（Ｆ２）。ＲＩＳはSmart Radio Environments（ＳＲＥｓ）を実現するためのキーコンポーネントであり、伝達関数Ｈを動的に最適化することが可能となる。
特許文献１には、反射角を自由に設計できるメタサーフェスが記載されている。特許文献２には、液晶を用い動的に反射角を変える技術が記載されている。また、特許文献３には、液晶ディスプレイ用に、電圧印可のためのTFTに関する技術が記載されている。
これに対し、エリア改善の技術として、動的に反射角を変化できるＲＩＳが検討されている。ＲＩＳは、メタ反射板の表面において位相を制御することにより反射方向を動的に制御することができる反射板である。つまり、図２に示されるように、送信側Ｔから受信側Ｒへの伝達関数Ｈを適切に制御することができる（Ｆ２）。ＲＩＳはSmart Radio Environments（ＳＲＥｓ）を実現するためのキーコンポーネントであり、伝達関数Ｈを動的に最適化することが可能となる。
特許文献１には、反射角を自由に設計できるメタサーフェスが記載されている。特許文献２には、液晶を用い動的に反射角を変える技術が記載されている。また、特許文献３には、液晶ディスプレイ用に、電圧印可のためのTFTに関する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－４８４６５号公報
【特許文献2】特表２０１９－５３０３８７号公報
【特許文献3】特開２００３－３１５８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ＲＩＳでは、機能実現のため電源・ネットワーク接続・設置場所の確保が必要である。反射板の機能のためだけに、これらの条件を満たす場所を探すことは、専用工事必須・美観の観点から困難と想定される。
つまり、特許文献１ないし３のいずれの技術においても、電源、ネットワーク接続、インストールが別途必要となる。また、特許文献１ないし３はいずれも、映像用ディスプレイとＲＩＳの共用化に言及していない。
そこで、本発明は、映像用ディスプレイの機能と、ＲＩＳの機能の共用化を可能とする装置を実現することを目的とする。
本発明のその他の目的は、発明を実施するための形態においても説明される。
つまり、特許文献１ないし３のいずれの技術においても、電源、ネットワーク接続、インストールが別途必要となる。また、特許文献１ないし３はいずれも、映像用ディスプレイとＲＩＳの共用化に言及していない。
そこで、本発明は、映像用ディスプレイの機能と、ＲＩＳの機能の共用化を可能とする装置を実現することを目的とする。
本発明のその他の目的は、発明を実施するための形態においても説明される。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の請求項１に係る反射板装置は、
反射方向制御型メタサーフェス反射板、および、液晶一体化機構を備え、
反射方向制御型メタサーフェス反射板は、上部反射板用電極、下部反射板用電極、反射板用誘電体層、および、反射板制御部を備え、
反射板制御部は、外部からの入力信号に応じて、上部反射板用電極と下部反射板用電極の間に電圧を印加することにより、入射される電波の反射方向を制御する信号を出力する信号出力部を備え、
上部反射板用電極、および、下部反射板用電極は、それぞれ、アクティブマトリクスとして形成されており、
液晶一体化機構は、反射方向制御型メタサーフェス反射板を、液晶表示装置上に固定し、
反射方向制御型メタサーフェス反射板は、液晶表示装置の一部のみを覆うことを特徴とする、反射板装置である。
本発明の請求項２に係る反射板装置は、
液晶一体化機構は、液晶表示装置に対して反射方向制御型メタサーフェス反射板を着脱可能に固定する固定部を備え、
反射方向制御型メタサーフェス反射板は、液晶表示装置の中央部は覆わないことを特徴とする、請求項１に記載の反射板装置である。
本発明の請求項３に係る反射板装置は、
液晶表示部を備え、
液晶表示部は、
上部液晶用電極、下部液晶用電極、液晶用誘電体層、液晶表示制御部を備え、
液晶表示制御部は、外部からの入力信号に応じて、上部液晶用電極と下部液晶用電極の間に電圧を印加することにより液晶表示を制御するよう構成されており、
液晶用誘電体層の誘電率と反射板用誘電体層の誘電率は異なるものであることを特徴とする、請求項１に記載の反射板装置である。
本発明の請求項４に係る反射板装置は、
液晶表示部と反射方向制御型メタサーフェス反射板は同一層の液晶として形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の反射板装置である。
本発明の請求項５に係る反射板装置は、
液晶用誘電体層と反射板用誘電体層は略同一平面状に形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置である。
本発明の請求項６に係る反射板装置は、
上部液晶用電極と上部反射板用電極、または、下部液晶用電極と下部反射板用電極は、同一のアクティブマトリクスとして形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置である。
本発明の請求項７に係る反射板装置は、
アクティブマトリクスが薄膜トランジスタアレイであることを特徴とする、請求項６に記載の反射板装置である。
本発明の請求項８に係る反射板装置は、
上部液晶用電極と上部反射板用電極は透明導電材であることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置である。
本発明の請求項９に係る反射板装置は、
液晶部を備えた液晶表示装置を構成し、液晶部のうち、一部が液晶表示部であり、他が反射方向制御型メタサーフェス反射板であることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置である。
本発明の請求項１０に係る反射板装置は、
反射板用誘電体層は略十字型であり、
略十字型の反射板用誘電体層を囲む長方形における隙間部分に、液晶用誘電体層が形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置である。
本発明の請求項１１に係る反射板装置は、
反射板用誘電体層は中央部に形成され、反射板用誘電体層を囲む長方形における隙間部分に液晶用誘電体層が形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置である。
本発明の請求項１２に係る反射板装置は、
ユニットセルを有し、
それぞれのユニットセルに反射板用誘電体層が形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置である。
本発明の請求項１３に係る反射板装置は、
反射板用誘電体層は、液晶用誘電体層より厚く形成されていることを特徴とする、請求項１ないし１２のいずれかに記載の反射板装置である。
本発明は、以上の構成により、映像用ディスプレイとＲＩＳを共用化することで、例えばデジタルサイネージや大型のディスプレイが設置できる場所に、容易にRIS機能を付加できる。言い換えれば、電源・ネットワーク接続・工事・美観の全てが解決できる。
例えば、映像用ディスプレイ用の液晶領域と、ＲＩＳ用の液晶領域に分け、それぞれ独立に電圧可変できるように、バイアスを掛けられる構成であるため、ＲＩＳ用の導体および液晶領域を適切に設定することで、ディスプレイ用の液晶の影響を受けずに、独立でＲＩＳの性能を動かすことが可能である。
本発明のその他の効果は、発明を実施するための形態においても説明される。
反射方向制御型メタサーフェス反射板、および、液晶一体化機構を備え、
反射方向制御型メタサーフェス反射板は、上部反射板用電極、下部反射板用電極、反射板用誘電体層、および、反射板制御部を備え、
反射板制御部は、外部からの入力信号に応じて、上部反射板用電極と下部反射板用電極の間に電圧を印加することにより、入射される電波の反射方向を制御する信号を出力する信号出力部を備え、
上部反射板用電極、および、下部反射板用電極は、それぞれ、アクティブマトリクスとして形成されており、
液晶一体化機構は、反射方向制御型メタサーフェス反射板を、液晶表示装置上に固定し、
反射方向制御型メタサーフェス反射板は、液晶表示装置の一部のみを覆うことを特徴とする、反射板装置である。
本発明の請求項２に係る反射板装置は、
液晶一体化機構は、液晶表示装置に対して反射方向制御型メタサーフェス反射板を着脱可能に固定する固定部を備え、
反射方向制御型メタサーフェス反射板は、液晶表示装置の中央部は覆わないことを特徴とする、請求項１に記載の反射板装置である。
本発明の請求項３に係る反射板装置は、
液晶表示部を備え、
液晶表示部は、
上部液晶用電極、下部液晶用電極、液晶用誘電体層、液晶表示制御部を備え、
液晶表示制御部は、外部からの入力信号に応じて、上部液晶用電極と下部液晶用電極の間に電圧を印加することにより液晶表示を制御するよう構成されており、
液晶用誘電体層の誘電率と反射板用誘電体層の誘電率は異なるものであることを特徴とする、請求項１に記載の反射板装置である。
本発明の請求項４に係る反射板装置は、
液晶表示部と反射方向制御型メタサーフェス反射板は同一層の液晶として形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の反射板装置である。
本発明の請求項５に係る反射板装置は、
液晶用誘電体層と反射板用誘電体層は略同一平面状に形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置である。
本発明の請求項６に係る反射板装置は、
上部液晶用電極と上部反射板用電極、または、下部液晶用電極と下部反射板用電極は、同一のアクティブマトリクスとして形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置である。
本発明の請求項７に係る反射板装置は、
アクティブマトリクスが薄膜トランジスタアレイであることを特徴とする、請求項６に記載の反射板装置である。
本発明の請求項８に係る反射板装置は、
上部液晶用電極と上部反射板用電極は透明導電材であることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置である。
本発明の請求項９に係る反射板装置は、
液晶部を備えた液晶表示装置を構成し、液晶部のうち、一部が液晶表示部であり、他が反射方向制御型メタサーフェス反射板であることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置である。
本発明の請求項１０に係る反射板装置は、
反射板用誘電体層は略十字型であり、
略十字型の反射板用誘電体層を囲む長方形における隙間部分に、液晶用誘電体層が形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置である。
本発明の請求項１１に係る反射板装置は、
反射板用誘電体層は中央部に形成され、反射板用誘電体層を囲む長方形における隙間部分に液晶用誘電体層が形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置である。
本発明の請求項１２に係る反射板装置は、
ユニットセルを有し、
それぞれのユニットセルに反射板用誘電体層が形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の反射板装置である。
本発明の請求項１３に係る反射板装置は、
反射板用誘電体層は、液晶用誘電体層より厚く形成されていることを特徴とする、請求項１ないし１２のいずれかに記載の反射板装置である。
本発明は、以上の構成により、映像用ディスプレイとＲＩＳを共用化することで、例えばデジタルサイネージや大型のディスプレイが設置できる場所に、容易にRIS機能を付加できる。言い換えれば、電源・ネットワーク接続・工事・美観の全てが解決できる。
例えば、映像用ディスプレイ用の液晶領域と、ＲＩＳ用の液晶領域に分け、それぞれ独立に電圧可変できるように、バイアスを掛けられる構成であるため、ＲＩＳ用の導体および液晶領域を適切に設定することで、ディスプレイ用の液晶の影響を受けずに、独立でＲＩＳの性能を動かすことが可能である。
本発明のその他の効果は、発明を実施するための形態においても説明される。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】電波環境の概念図を示す。
【図2】電波環境の概念図を示す。
【図3】本発明の一実施例における反射板装置の構成例を示す。
【図4】本発明の一実施例における反射板装置の構成例を示す。
【図5】本発明の一実施例における反射板装置の構成例を示す。
【図6】本発明の一実施例における反射板装置の構成例を示す。
【図7】本発明の一実施例における反射板装置の特性例を示す。
【図8】本発明の一実施例における反射板装置の特性例を示す。
【図9】本発明の一実施例における反射板装置の特性例を示す。
【図10】本発明の一実施例における反射板装置の特性例を示す。
【図11】本発明の一実施例における反射板装置の構成例を示す。
【図12】本発明の一実施例における反射板装置の構成例を示す。
【図13】本発明の一実施例における反射板装置の構成例を示す。
【図14】本発明の一実施例における反射板装置の構成例を示す。
【図15】本発明の一実施例における反射板装置の構成例を示す。
【図16】本発明の一実施例における反射板装置の特性例を示す。
【図17】本発明の一実施例における反射板装置の特性例を示す。
【図18】本発明の一実施例における反射板装置の特性例を示す。
【図19】本発明の一実施例における反射板装置の特性例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0007】
図３および図４は、本発明の一実施例における反射板装置１の構成例を示す。
反射板装置１は、反射方向制御型メタサーフェス反射板１０、および、液晶一体化機構１８を備える。
図３に示されるように、反射方向制御型メタサーフェス反射板１０は、上部反射板用電極１１、下部反射板用電極１２、反射板用誘電体層１３、および、反射板制御部１４を備える。
反射板装置１は、反射方向制御型メタサーフェス反射板１０、および、液晶一体化機構１８を備える。
図３に示されるように、反射方向制御型メタサーフェス反射板１０は、上部反射板用電極１１、下部反射板用電極１２、反射板用誘電体層１３、および、反射板制御部１４を備える。
【0008】
反射板制御部１４は、信号出力部１５を備える。信号出力部１５は、外部からの入力信号に応じて、上部反射板用電極１１と下部反射板用電極１２の間に電圧を印加することにより、入射される電波の反射方向を制御する
上部反射板用電極１１、および、下部反射板用電極１２は、それぞれ、アクティブマトリクスとして形成されている。
上部反射板用電極１１、および、下部反射板用電極１２は、それぞれ、アクティブマトリクスとして形成されている。
【0009】
液晶一体化機構１８は、反射方向制御型メタサーフェス反射板１０を、液晶表示装置２００上に固定する。
反射方向制御型メタサーフェス反射板１０は、液晶表示装置２００の一部のみを覆うよう構成されている。
反射方向制御型メタサーフェス反射板１０により、液晶の一部のみがおおわれているため、液晶と反射板の機能を両立できる。
反射方向制御型メタサーフェス反射板１０は、液晶表示装置２００の一部のみを覆うよう構成されている。
反射方向制御型メタサーフェス反射板１０により、液晶の一部のみがおおわれているため、液晶と反射板の機能を両立できる。
【0010】
本発明の一実施例において、液晶一体化機構１８は、液晶表示装置２００に対して反射方向制御型メタサーフェス反射板１０を着脱可能に固定する固定部１９を備える。
反射方向制御型メタサーフェス反射板１０は、液晶表示装置２００の中央部は覆わない。
本構成により、取り外し可能であるため、既存の液晶表示装置２００に対して簡単な施工のみで反射方向制御型メタサーフェス反射板１０を取り付けることができる。
反射方向制御型メタサーフェス反射板１０は、液晶表示装置２００の中央部は覆わない。
本構成により、取り外し可能であるため、既存の液晶表示装置２００に対して簡単な施工のみで反射方向制御型メタサーフェス反射板１０を取り付けることができる。
【0011】
図５および図６は、本発明の一実施例における反射板装置１の構成例を示す。
反射板装置１は、液晶表示部２０を備える。
液晶表示部２０は、上部液晶用電極２１、下部液晶用電極２２、液晶用誘電体層２３、液晶表示制御部２４を備える。
液晶表示制御部２４は、外部からの入力信号に応じて、上部液晶用電極２１と下部液晶用電極２２の間に電圧を印加することにより液晶表示を制御するよう構成されている。
液晶用誘電体層２３の誘電率と反射板用誘電体層１３の誘電率は異なるものである。
反射板装置１は、液晶表示部２０を備える。
液晶表示部２０は、上部液晶用電極２１、下部液晶用電極２２、液晶用誘電体層２３、液晶表示制御部２４を備える。
液晶表示制御部２４は、外部からの入力信号に応じて、上部液晶用電極２１と下部液晶用電極２２の間に電圧を印加することにより液晶表示を制御するよう構成されている。
液晶用誘電体層２３の誘電率と反射板用誘電体層１３の誘電率は異なるものである。
【0012】
本実施例では、映像を表示する液晶表示部２０の上部に、反射板用の液晶が配置されている。
本構成により、液晶表示部２０と一体化された反射板装置１を実現でき、省電力および省スペースが同時に実現できる。
本構成により、液晶表示部２０と一体化された反射板装置１を実現でき、省電力および省スペースが同時に実現できる。
【0013】
液晶表示は、一般に、電圧をＯＮすることで光を遮断し、カラーフィルタの透過量を制御することで白や黒、様々な色を表現する。そこで、本実施例では、光を透過する部分と、ＲＩＳ制御の部分を、同一層の液晶内で分割することにより、実現する。
液晶表示部２０と反射方向制御型メタサーフェス反射板１０は同一層の液晶として形成されている構成とすることもできる。
液晶表示部２０と反射方向制御型メタサーフェス反射板１０は同一層の液晶として形成されている構成とすることもできる。
【0014】
本発明の一実施例において、液晶用誘電体層２３と反射板用誘電体層１３は略同一平面状に形成されている。
誘電率がεｒ１の映像モニタ用の液晶と、誘電率がεｒ２のＲＩＳ用の液晶とを、略同一平面状、つまり、略同一面内に配置することで、薄型となり、液晶モニタとして構成が容易となる。
誘電率がεｒ１の映像モニタ用の液晶と、誘電率がεｒ２のＲＩＳ用の液晶とを、略同一平面状、つまり、略同一面内に配置することで、薄型となり、液晶モニタとして構成が容易となる。
【0015】
本発明の一実施例において、上部液晶用電極２１と上部反射板用電極１１、または、下部液晶用電極２２と下部反射板用電極１２は、同一のアクティブマトリクスとして形成されている。
【0016】
図７、図８、図９および図１０は、εｒ１と、 εｒ２を変化させた場合の、ユニットセル１００の特性を検討するものであり、液晶ＲＩＳ用ユニットセル１００の反射位相・通過特性を示す。εｒ１と、εｒ２はそれぞれ２．５から４．０程度の範囲である。
εｒ１＝３の場合は、反射位相は各周波数で約３２０°の変化量が得られており、反射板としての機能は十分確保されている。
εｒ１＝３の場合は、反射位相は各周波数で約３２０°の変化量が得られており、反射板としての機能は十分確保されている。
【0017】
しかし、εｒ２の中央値あたりで不連続点が生じており、反射位相が急峻に変化する領域では通過特性が悪化するため、厚みを増す必要がある。
εｒ２＝３．２の場合、映像用の液晶の誘電率εｒ１の変化に対して、反射位相・通過特性ともに、ほぼ変化しない。本構成であれば、映像モニタの機能と、RISの機能を独立で制御でき、共用化が可能となる。
εｒ２＝３．２の場合、映像用の液晶の誘電率εｒ１の変化に対して、反射位相・通過特性ともに、ほぼ変化しない。本構成であれば、映像モニタの機能と、RISの機能を独立で制御でき、共用化が可能となる。
【0018】
本発明の一実施例において、アクティブマトリクスが薄膜トランジスタアレイとすることができる。
液晶ディスプレイは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いていることが多いため、本構成により、従来の液晶ディスプレイの構成を利用して、容易に実現できる。
液晶ディスプレイは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いていることが多いため、本構成により、従来の液晶ディスプレイの構成を利用して、容易に実現できる。
【0019】
本発明の一実施例において、上部液晶用電極２１と上部反射板用電極１１は透明導電材とすることができる。
本構成により、液晶ディスプレイとしての機能性を高めることができる。特に、液晶表示部２０の上に、反射方向制御型メタサーフェス反射板１０を重ねる場合、光が透過するため、液晶ディスプレイとして、より広い面積を確保することが可能となる。
本構成により、液晶ディスプレイとしての機能性を高めることができる。特に、液晶表示部２０の上に、反射方向制御型メタサーフェス反射板１０を重ねる場合、光が透過するため、液晶ディスプレイとして、より広い面積を確保することが可能となる。
【0020】
本発明の一実施例において、反射板装置１は、液晶部２１０を備えた液晶表示装置２００を構成し、液晶部２１０のうち、一部が液晶表示部２０であり、他が反射方向制御型メタサーフェス反射板１０である。
本構成により、液晶ディスプレイとしての機能と、反射方向制御型メタサーフェス反射板１０としての機能を、全体として最大の効率で確保することができる。
本構成により、液晶ディスプレイとしての機能と、反射方向制御型メタサーフェス反射板１０としての機能を、全体として最大の効率で確保することができる。
【0021】
図１１は、本発明の一実施例における反射板装置１の構成例を示す。
本実施例では、反射板用誘電体層１３は略十字型である。そして、略十字型の反射板用誘電体層１３を囲む長方形における隙間部分に、液晶用誘電体層２３が形成されている。
本構成により、反射方向制御型メタサーフェス反射板１０以外の部分を、液晶表示のために有効に活用することができる。
本実施例では、反射板用誘電体層１３は略十字型である。そして、略十字型の反射板用誘電体層１３を囲む長方形における隙間部分に、液晶用誘電体層２３が形成されている。
本構成により、反射方向制御型メタサーフェス反射板１０以外の部分を、液晶表示のために有効に活用することができる。
【0022】
図１２は、本発明の一実施例における反射板装置１の構成例を示す。
本実施例では、反射板用誘電体層１３は中央部に形成され、反射板用誘電体層１３を囲む長方形における隙間部分に液晶用誘電体層２３が形成されている。
本実施例では、反射板用誘電体層１３は中央部に形成され、反射板用誘電体層１３を囲む長方形における隙間部分に液晶用誘電体層２３が形成されている。
【0023】
図１３は、本発明の一実施例における反射板装置１の構成例を示す。
本実施例では、反射板装置１は、ユニットセル１００を有し、それぞれのユニットセル１００に反射板用誘電体層１３が形成されている。反射板用誘電体層１３、および、それに対応して形成される反射方向制御型メタサーフェス反射板１０は、十字型であるが、図１４に示されるように中央に矩形に形成されてもよい。
本実施例では、反射板装置１は、ユニットセル１００を有し、それぞれのユニットセル１００に反射板用誘電体層１３が形成されている。反射板用誘電体層１３、および、それに対応して形成される反射方向制御型メタサーフェス反射板１０は、十字型であるが、図１４に示されるように中央に矩形に形成されてもよい。
【0024】
図１５は、本発明の一実施例における反射板装置１の構成例を示す。
本実施例では、反射板装置１における反射板用誘電体層１３は、液晶用誘電体層２３より厚く形成されている。
本実施例では、反射板装置１における反射板用誘電体層１３は、液晶用誘電体層２３より厚く形成されている。
【0025】
誘電率がεｒ１である映像モニタ用の液晶と、誘電率がεｒ２であるＲＩＳ用の液晶を図１５のように配置することで、ＲＩＳの厚みを増やすことができ、損失が低くなる。
【0026】
図１６、図１７、図１８および図１９は、εｒ１とεｒ２を変化させた場合の、ユニットセル１００特性を示す。
εｒ１が３前後の場合、反射位相は各周波数で約210°の変化量であり、位相の変化範囲を増やす必要があるが、通過特性は0.6から0.8（＝-1.9dB）に改善している。
εｒ２＝３．２の場合、映像用の液晶の誘電率の変化に対して、反射位相・通過特性ともに、ほぼ変化しない。本構成により、映像モニタの機能と、RISの機能を独立で制御でき、共用化が可能となる。
εｒ１が３前後の場合、反射位相は各周波数で約210°の変化量であり、位相の変化範囲を増やす必要があるが、通過特性は0.6から0.8（＝-1.9dB）に改善している。
εｒ２＝３．２の場合、映像用の液晶の誘電率の変化に対して、反射位相・通過特性ともに、ほぼ変化しない。本構成により、映像モニタの機能と、RISの機能を独立で制御でき、共用化が可能となる。
【0027】
本発明は以上の実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な実施例を含むことは言うでもない。
例えば、ＲＩＳの領域とディスプレイの領域は、十字型や実施例に示された例以外にも様々な形状が可能である。
例えば、ＲＩＳの領域とディスプレイの領域は、十字型や実施例に示された例以外にも様々な形状が可能である。
【符号の説明】
【0028】
１ 反射板装置
１０ 反射方向制御型メタサーフェス反射板
１１ 上部反射板用電極
１２ 下部反射板用電極
１３ 反射板用誘電体層
１４ 反射板制御部
１５ 信号出力部
１８ 液晶一体化機構
１９ 固定部
２０ 液晶表示部
２１ 上部液晶用電極
２２ 下部液晶用電極
２３ 液晶用誘電体層
２４ 液晶表示制御部
１００ ユニットセル
２００ 液晶表示装置
２１０ 液晶部
１０ 反射方向制御型メタサーフェス反射板
１１ 上部反射板用電極
１２ 下部反射板用電極
１３ 反射板用誘電体層
１４ 反射板制御部
１５ 信号出力部
１８ 液晶一体化機構
１９ 固定部
２０ 液晶表示部
２１ 上部液晶用電極
２２ 下部液晶用電極
２３ 液晶用誘電体層
２４ 液晶表示制御部
１００ ユニットセル
２００ 液晶表示装置
２１０ 液晶部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】