(57)【要約】【課題】液晶分子の反転運動に伴って発生する過渡散乱現象を抑制する。【解決手段】基板面の法線方向および光偏向方向に略直交する方向に発生させる電界方向を反転させることにより、スメクチック相を形成する強誘電性液晶分子５ａをスメクチック層内でコーン状の仮想面内を回転運動させて配向方向を反転させ、液晶層５の層法線方向に対する光学軸の傾斜方向を切り換えて、入射光に対する出射光路を切り換える光偏向装置で、電界方向の反転により液晶層５内の少なくとも一部の液晶分子５ａの配向方向がスメクチック層内でコーン状の仮想面内を回転運動して反転する際に、回転運動する各液晶分子５ａの回転方向を同一方向に制御して、液晶分子の回転方向を揃えるようにした。【選択図】　　図５
2004029414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な一対の基板と、
前記基板間に充填されたホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相を形成可能な液晶層と、
前記基板面の法線方向および光偏向方向に略直交する方向に電界を発生させる電界発生手段と、
前記電界発生手段が発生させる電界方向を反転させる電界反転手段と、
前記電界反転手段による電界方向の反転によりスメクチック層内でコーン状の仮想面内を回転運動して配向方向を反転する液晶層内の少なくとも一部の液晶分子の回転方向を同一方向に制御する回転方向制御手段と、
を具備する光偏向装置。
【請求項２】
前記回転方向制御手段は、前記電界反転手段による電界方向の反転に際して、前記電界発生手段が発生させる電界方向に直交する直交電界を発生させる請求項１記載の光偏向装置。
【請求項３】
前記回転方向制御手段は、前記液晶層近傍に配置されて前記直交電界を発生させる直交電極対と、この直交電極対に電圧を印加する直交電圧印加手段とを有する請求項２記載の光偏向装置。
【請求項４】
前記回転方向制御手段は、前記電界反転手段による電界方向の反転の直前に前記直交電圧印加手段による前記直交電界を発生させ、該電界方向の反転による液晶分子の配向方向の反転が終了する以前に前記直交電圧印加手段による前記直交電界の発生を終了させる請求項３記載の光偏向装置。
【請求項５】
透明な一対の基板と、前記基板間に充填されたホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相を形成可能な第一の液晶層と、前記基板面の法線方向および光偏向方向に略直交する方向に電界を発生させる第一の電界発生手段と、前記第一の電界発生手段が発生させる電界方向を反転させる第一の電界反転手段と、を具備する第一の光偏向手段と、
透明な一対の基板と、前記基板間に充填されてホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相を形成可能であり第一の液晶層の法線方向と略一致する法線方向を有する第二の液晶層と、前記基板面の法線方向、光偏向方向および前記第一の電界発生手段が発生させる電界方向に略直交する方向に電界を発生させる第二の電界発生手段と、前記第二の電界発生手段が発生させる電界方向を反転させる第二の電界反転手段と、を具備して前記第一の光偏光手段の近傍に配設される第二の光偏向手段と、
前記第一、第二の光偏向手段間に配設されて前記第二の偏光手段への入射光の偏光面を前記第一の光偏向手段からの出射光に対して略直角に回転させる偏光面回転手段と、
前記第一の電界反転手段による電界方向の反転タイミングに対して、前記第二の電界反転手段による電界方向の反転タイミングを異ならせるタイミング調整手段と、
を具備する光偏向装置。
【請求項６】
透明基板間に充填されたホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相を形成可能な液晶層に直線偏光の光を入射させ、前記基板面の法線方向および前記光偏向方向と略直交する方向に発生させる電界方向を反転させることにより入射光に対する出射光の偏向方向を切り換える光偏向方法において、
電界方向の反転により液晶層内の少なくとも一部の液晶分子がスメクチック層内でコーン状の仮想面内を回転運動して配向方向を反転する際に、反転する各液晶分子の回転方向を同一方向に制御するようにしたことを特徴とする光偏向方法。
【請求項７】
前記基板面の法線方向および前記光偏向方向と略直交する方向に発生させる電界方向に直交する電界を発生させることにより、液晶分子の回転方向を同一方向に制御するようにしたことを特徴とする請求項６記載の光偏向方法。
【請求項８】
画像情報にしたがって光を制御可能な複数の画素が二次元的に配列される画像表示素子と、
前記画像表示素子を照明する照明手段と、
前記画像表示素子が表示する画像パターンを観察するための光学装置と、
画像フィールドを時間的に分割した複数のサブフィールド単位で前記画像表示素子を駆動する表示駆動手段と、
前記画像表示素子の各画素からの出射光の光路を前記サブフィールド毎に偏向する請求項１ないし５のいずれか一に記載の光偏向装置と、
を具備する画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光偏向装置、光偏向方法および画像表示装置に関する。
【０００２】
【定義】
本明細書において、「光偏向素子」とは、外部からの電気信号により光の光路を偏向、すなわち、入射光に対して出射光を平行にシフトさせるか、ある角度を持って回転させるか、あるいは、その両者を組み合わせて光路を切り換えることが可能な光学素子を意味する。この説明において、平行シフトによる光路偏向に対してそのシフトの大きさを「シフト量」と呼び、回転による光路偏向に対してその回転量を「回転角」と呼ぶものとする。「光偏向装置」とは、このような光偏向素子を含み、光の光路を偏向させるデバイスを意味する。
【０００３】
また、「ピクセルシフト素子」とは、少なくとも画像情報にしたがって光を制御可能な複数の画素を二次元的に配列した画像表示素子と、画像表示素子を照明する光源と、画像表示素子に表示した画像パターンを観察するための光学部材と、画像フィールドを時間的に分割した複数のサブフィールド毎に画像表示素子と光学部材の間の光路を偏向する光偏向手段とを有し、光偏向手段によりサブフィールド毎の光路の偏向に応じて表示位置がずれている状態の画像パターンを表示させることで、画像表示素子の見掛け上の画素数を増倍して表示する画像表示装置における光偏向手段を意味する。したがって、基本的には、上記定義による光偏向素子や光偏向デバイスを光偏向手段として応用することが可能といえる。
【０００４】
【従来の技術】
光偏向素子なる光学素子として、従来より、ＫＨ２ＰＯ４（ＫＤＰ），ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４（ＡＤＰ），ＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａＯ３，ＧａＡｓ，ＣｄＴｅなど第１次電気光学効果（ポッケルス効果）の大きな材料や、ＫＴＮ，ＳｒＴｉＯ３，ＣＳ２，ニトロベンゼン等の第２次電気光学効果の大きな材料を用いた電気光学デバイスや、ガラス、シリカ、ＴｅＯ２などの材料を用いた音響光学デバイスが知られている（例えば、青木昌治編；「オプトエレクトロニックデバイス」、昭晃堂）。これらは、一般的に、十分大きな光偏向量を得るためには光路長を長くとる必要があり、また、材料が高価であるため用途が制限されている。
【０００５】
一方で、液晶材料を用いた光偏向素子なる光学素子も各種提案されており、その数例を挙げると、以下に示すような提案例がある。
【０００６】
例えば、特開平６−１８９４０号公報に開示された技術によれば、光空間スイッチの光の損失を低減することを目的に、人工複屈折板からなる光ビームシフタが提案されている。内容的には、２枚のくさび形の透明基板を互いに逆向きに配置し、該透明基板間に液晶層を挟んだ光ビームシフタ、および、マトリクス形偏向制御素子の後面に前記光ビームシフタを接続した光ビームシフタが提案され、併せて、２枚のくさび形の透明基板を互いに逆向きに配置し、該透明基板間にマトリクス駆動が可能で、入射光ビームを半セルシフトする液晶層を挟んだ光ビームシフタを半セルずらして多段接続した光ビームシフタが提案されている。
【０００７】
また、特開平９−１３３９０４号公報に開示された技術によれば、大きな偏向を得ることが可能で、偏向効率が高く、しかも、偏向角と偏向距離とを任意に設定することができる光偏向スイッチが提案されている。具体的には、２枚の透明基板を所定の間隔で対向配置させ、対向させた面に垂直配向処理を施し、透明基板間にスメクチックＡ相の液晶を封入し、前記透明基板に対して垂直配向させ、スメクチック層と平行に交流電界を印加できるように電極対を配置し、電極対に交流電界を印加する駆動装置を備えた液晶素子である。すなわち、スメクチックＡ相の液晶による電傾効果を用い、液晶分子の傾斜による複屈折によって、液晶層に入射する偏光の屈折角と変位する方向を変化できるようにしたものである。
【０００８】
前者の特開平６−１８９４０号公報に開示された技術においては、液晶材料にネマチック液晶を用いているため、応答速度をサブミリ秒にまで速めることは困難であり、高速なスイッチングが必要な用途には用いることはできない。
【０００９】
また、後者の特開平９−１３３９０４号公報に開示された技術においては、スメクチックＡ相の液晶を用いているが、スメクチックＡ相は自発分極を持たないため、高速動作は望めない。
【００１０】
次に、ピクセルシフト素子に関して従来提案されている技術を数例挙げて説明する。ピクセルシフト素子を用いた技術としては、例えば、特許第２９３９８２６号公報に開示されているように、表示素子に表示された画像を投写光学系によりスクリーン上に拡大投影する投影表示装置において、前記表示素子から前記スクリーンに至る光路の途中に透過光の偏光方向を旋回できる光学素子を少なくとも１個以上と複屈折効果を有する透明素子を少なくとも１個以上を有してなる投影画像をシフトする手段と、前記表示素子の開口率を実効的に低減させ、表示素子の各画素の投影領域が前記スクリーン上で離散的に投影される手段と、を備えた投影表示装置がある。
【００１１】
同公報に開示された技術においては、偏光方向を旋回できる光学素子（旋光素子と呼ぶ）を少なくとも１個以上と複屈折効果を有する透明素子（複屈折素子と呼ぶ）を少なくとも１個以上を有してなる投影画像シフト手段（ピクセルシフト手段）によりピクセルシフトを行っているが、問題点として、旋光素子と複屈折素子とを組み合わせて使用するため、光量損失が大きいこと、光の波長によりピクセルシフト量が変動し解像度が低下しやすいこと、旋光素子と複屈折素子との光学特性のミスマッチから本来画像が形成されないピクセルシフト外の位置に漏れ光によるゴースト等の光学ノイズが発生しやすいこと、素子化のためのコストが大きいことが挙げられる。特に、複屈折素子に前述したようなＫＨ２ＰＯ４（ＫＤＰ），ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４（ＡＤＰ），ＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａＯ３，ＧａＡｓ，ＣｄＴｅなど第１次電気光学効果（ポッケルス効果）の大きな材料を使用した場合、顕著である。
【００１２】
また、特開平５−３１３１１６号公報に開示されている投影機においては、制御回路により、画像蓄積回路に蓄積した本来表示すべき画像を市松状に画素選択回路へサンプリングして順次空間光変調器に表示し、投影させ、さらに、制御回路により、この表示に対応させてパネル揺動機構を制御して空間光変調器の隣接画素ピッチ距離を整数分の一ずつ移動させることで、本来表示すべき画像を時間的な合成により再現するようにしている。これにより、空間光変調器の画素の整数倍の分解能で画像を表示可能にするとともに、画素の粗い空間光変調器と簡単な光学系を用いて安価に投影機を構成可能としている。
【００１３】
ところが、同公報に開示された技術においては、画像表示用素子自体を画素ピッチよりも小さい距離だけ高速に揺動させるピクセルシフト方式が記載されており、この方式では、光学系は固定されているので諸収差の発生が少ないが、画像表示素子自体を正確かつ高速に平行移動させる必要があるため、可動部の精度や耐久性が要求され、振動や音が問題となる。
【００１４】
さらに、特開平６−３２４３２０号公報に開示された技術によれば、ＬＣＤ等の画像表示装置の画素数を増加させることなく、表示画像の解像度を、見掛け上、向上させるため、縦方向および横方向に配列された複数個の画素の各々が、表示画素パターンに応じて発光することにより、画像が表示される画像表示装置と、観測者又はスクリーンとの間に、光路をフィールド毎に変更する光学部材を配し、また、フィールド毎に、前記光路の変更に応じて表示位置がずれている状態の表示画素パターンを画像表示装置に表示させるようにしている。ここに、屈折率が異なる部位が、画像情報のフィールド毎に、交互に、画像表示装置と観測者又はスクリーンとの間の光路中に現れるようにすることで、前記光路の変更が行われるものである。
【００１５】
同公報に開示された技術においては、光路を変更する手段として、電気光学素子と複屈折材料の組み合わせ機構、レンズシフト機構、バリアングルプリズム、回転ミラー、回転ガラス等が記述されており、上記旋光素子と複屈折素子を組み合わせてなる方式の他に、ボイスコイル、圧電素子等によりレンズ、反射板、複屈折板等の光学素子を変位（平行移動、傾斜）させ光路を切り換える方式が提案されているが、この方式においては、光学素子を駆動するために構成が複雑となりコストが高くなる。
【００１６】
また、特開平１０−１３３１３５号公報に開示された技術によれば、回転機械要素を不要化でき、全体の小型化、高精度・高分解能化を実現でき、しかも外部からの振動の影響を受け難い光ビーム偏向装置が提案されている。具体的には、光ビームの進行路上に配置される透光性の圧電素子と、この圧電素子の表面に設けられた透明の電極と、圧電素子の光ビーム入射面と光ビーム出射面との間の光路長を変化させて光ビームの光軸を偏向させるために電極を介して圧電素子に電圧を印加する電圧印加手段とを備えている。
【００１７】
同公報に開示された技術では、透光性の圧電素子を透明の電極で挟み、電圧を印加することで厚みを変化させて光路をシフトさせる方式が提案されているが、比較的大きな透明圧電素子を必要とし、装置コストがアップする等、前述の特開平６−３２４３２０号公報の場合と同様の問題点がある。
【００１８】
ところで、特開２００１−２６４８２１公報には、目的は異なるが電界切り換え方向に直交する電界成分を与えてドメイン発生を防止するようにした技術が開示されている。同公報に開示された技術によれば、ニュートラルな電界状態でホメオトロピック配向した液晶デバイスと、基板にほぼ平行な方向に電界を加える電極対を有し、液晶分子の配向方向を変化させて偏光面を変化させる。電極対の数は光線が液晶デバイスを通過する位置における電界の均一性を増加させるために、増やすことができる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の出願人によれば、透明な一対の基板と、基板間に充填されたホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相よりなる液晶と、この液晶５に電界を作用させる少なくとも１組以上の電界印加手段とを備える光偏向素子が出願されている。キラルスメクチックＣ相よりなる液晶を利用することにより、従来の光偏向素子と比較して、構成が複雑であることに伴う高コスト化、装置の大型化、光量損失、光学ノイズの発生を改善することができる。また、該提案によれば、従来の光偏向素子と比較して、従来のスメクチックＡ液晶やネマチック液晶などを用いた場合の液晶の応答性の鈍さを改善することができ、高速応答を可能とすることができる。
【００２０】
ところで、上述した光偏向素子の液晶層では、キラルスメクチックＣ相の螺旋軸に直角方向、すなわちスメクチック層の水平方向に電界を印加すると、液晶分子がスメクチック層内でコーン状の仮想面内を回転運動すると考えられる。このとき、液晶層の螺旋ピッチや自発分極などの特性に応じて、同一方向に配向する液晶分子の割合が変化し、液晶分子の平均的配向方向に対応した液晶層の光学軸の傾斜方向が変化する。十分に大きな電界が印加された場合、各スメクチック層内の液晶分子の配向方向が揃って、螺旋が解けた状態となる。電界方向を反転させると液晶層の光学軸の傾斜方向も反転するため、動的な複屈折板として機能し、光偏向装置などに応用される。
【００２１】
しかしながら、電界方向の反転により液晶分子が反転する際、配向状態の乱れによる過渡的な光の散乱現象が観測される。これは過渡光散乱（Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ−ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ　ｍｏｄｅ：ＴＳＭ）型電気光学効果と呼ばれ、発生の詳細な原因は明らかではないが、液晶分子が反転する際のコーン状仮想面内での回転方向の違いによりドメインが発生し、このドメイン界面で光散乱が生じると考えられる。従来では、このような過渡光散乱を生じる光偏向素子を利用して透明状態と光散乱状態の変化を表示装置に応用することも提案されている。
【００２２】
この過渡光散乱は、液晶分子の反転が完全に終了すれば、均一ドメインとなり無くなるが、小さい光散乱強度で、短い散乱時間を好ましいとする光偏向装置として応用する場合には不適切である。
【００２３】
本発明の目的は、液晶分子の反転運動に伴って発生する過渡散乱現象を抑制することである。
【００２４】
本発明の目的は、透過率や光利用効率の低減を防止することである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の光偏向装置は、透明な一対の基板と、前記基板間に充填されたホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相を形成可能な液晶層と、前記基板面の法線方向および光偏向方向に略直交する方向に電界を発生させる電界発生手段と、前記電界発生手段が発生させる電界方向を反転させる電界反転手段と、前記電界反転手段による電界方向の反転によりスメクチック層内でコーン状の仮想面内を回転運動して配向方向を反転する液晶層内の少なくとも一部の液晶分子の回転方向を同一方向に制御する回転方向制御手段と、を具備する。
【００２６】
したがって、電界発生手段が基板面の法線方向および光偏向方向に略直交する方向に発生させる電界方向を電界反転手段によって反転させることにより、スメクチックＣ相を形成する強誘電性液晶分子がスメクチック層内でコーン状の仮想面内を回転運動して配向方向が反転し、液晶層の層法線方向に対する光学軸の傾斜方向が切り換わって入射光に対する出射光路が切り換わる。ここで、電界方向の反転により液晶層内の少なくとも一部の液晶分子の配向方向がスメクチック層内でコーン状の仮想面内を回転運動して反転する際に、回転方向制御手段によって、回転運動する各液晶分子の回転方向を同一方向に制御して、液晶分子の回転方向を揃えることで、回転方向の違いによるドメインの発生を防止することができる。
【００２７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光偏向装置において、前記回転方向制御手段は、前記電界反転手段による電界方向の反転に際して、前記電界発生手段が発生させる電界方向に直交する直交電界を発生させる。
【００２８】
したがって、強誘電性液晶分子がコーン状の仮想面内を回転運動して反転する際に、電界発生手段が発生させる電界方向に直交する一方向に回転方向制御手段によって電界を発生させることにより、実際上、この回転方向制御手段が発生させる電界によって、回転運動する各液晶分子の回転方向を同一方向に制御することができる。
【００２９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の光偏向装置において、前記回転方向制御手段は、前記液晶層近傍に配置されて前記直交電界を発生させる直交電極対と、この直交電極対に電圧を印加する直交電圧印加手段とを有する。
【００３０】
したがって、入射光に対する出射光路の切り換えに関わる有効領域となる液晶層の近傍に直交電極対を設けることで、電界発生手段が発生させる電界方向に直交する一方向の直交電界を比較的簡単な構成で発生させることができる。
【００３１】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の光偏向装置において、前記回転方向制御手段は、前記電界反転手段による電界方向の反転の直前に前記直交電圧印加手段による前記直交電界を発生させ、該電界方向の反転による液晶分子の配向方向の反転が終了する以前に前記直交電圧印加手段による前記直交電界の発生を終了させる。
【００３２】
したがって、直交電圧印加手段によって直交電界を発生させてから電界反転手段によって電界方向を反転させることで、液晶分子の反転が開始する時点で液晶分子に対して回転方向を揃えるような電界を作用させて確実に液晶分子の回転方向を揃えるとともに、この電界方向の反転によって開始される液晶分子の配向方向の反転が終了する以前に直交電圧印加手段による直交電界の発生を終了させることで、一旦同一方向に回転運動を開始すれば不要となる直交電界の発生を速やかに終了させることができる。
【００３３】
請求項５記載の発明の光偏向装置は、透明な一対の基板と、前記基板間に充填されたホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相を形成可能な第一の液晶層と、前記基板面の法線方向および光偏向方向に略直交する方向に電界を発生させる第一の電界発生手段と、前記第一の電界発生手段が発生させる電界方向を反転させる第一の電界反転手段と、を具備する第一の光偏向手段と、透明な一対の基板と、前記基板間に充填されてホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相を形成可能であり第一の液晶層の法線方向と略一致する法線方向を有する第二の液晶層と、前記基板面の法線方向、光偏向方向および前記第一の電界発生手段が発生させる電界方向に略直交する方向に電界を発生させる第二の電界発生手段と、前記第二の電界発生手段が発生させる電界方向を反転させる第二の電界反転手段と、を具備して前記第一の光偏光手段の近傍に配設される第二の光偏向手段と、前記第一、第二の光偏向手段間に配設されて前記第二の偏光手段への入射光の偏光面を前記第一の光偏向手段からの出射光に対して略直角に回転させる偏光面回転手段と、前記第一の電界反転手段による電界方向の反転タイミングに対して、前記第二の電界反転手段による電界方向の反転タイミングを異ならせるタイミング調整手段と、を具備する。
【００３４】
したがって、第一、第二の電界発生手段が第一、第二の液晶において基板面の法線方向および光偏向方向に略直交する方向に発生させる電界方向を、第一、第二の電界反転手段によってそれぞれ反転させることにより、第一、第二の液晶における液晶分子の配向方向が反転し、液晶層の層法線方向に対する光学軸の傾斜方向がそれぞれ切り換わる。第一、第二の光偏向装置間には偏光面回転手段が配設されているため、第一または第二の光偏向手段からの出射光は、偏光面回転手段によって偏光面が略直角に回転されて第二または第一の光偏向手段に入射するので、光偏向装置への入射光に対する出射光路を２系統に切り換えることができる。また、第一、第二の光偏向装置は、ともに、偏向面回転手段の近傍に配設されているため、第一の電界反転手段による電界方向の反転タイミングに対する第二の電界反転手段による電界方向の反転タイミングをタイミング調整手段によって異ならせることで、第一、第二の液晶層に対して第一、第二の電界発生手段が発生させる電界方向に直交する一方向の電界を偏向面回転手段を介して作用させることができる。
【００３５】
請求項６記載の発明の光偏向方法は、透明基板間に充填されたホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相を形成可能な液晶層に直線偏光の光を入射させ、前記基板面の法線方向および前記光偏向方向と略直交する方向に発生させる電界方向を反転させることにより入射光に対する出射光の偏向方向を切り換える光偏向方法において、電界方向の反転により液晶層内の少なくとも一部の液晶分子がスメクチック層内でコーン状の仮想面内を回転運動して配向方向を反転する際に、反転する各液晶分子の回転方向を同一方向に制御するようにした。
【００３６】
したがって、電界方向の反転によりスメクチック相を形成する強誘電性液晶分子の配向方向がスメクチック層内でコーン状の仮想面内を回転運動して反転する際に、回転運動する各液晶分子の回転方向を同一方向に制御して、液晶分子の回転方向を揃えることで、回転方向の違いによるドメインの発生を防止することができる。
【００３７】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の光偏向方法において、前記基板面の法線方向および前記光偏向方向と略直交する方向に発生させる電界方向に直交する電界を発生させることにより、液晶分子の回転方向を同一方向に制御するようにした。
【００３８】
したがって、強誘電性液晶分子がコーン状の仮想面内を回転運動して反転させる際に、基板面の法線方向および光偏向方向と略直交する方向に発生させる電界方向に直交する電界を発生させることにより、回転運動する各液晶分子の回転方向を実際上確実に同一方向に制御することができる。
【００３９】
請求項８記載の発明の画像表示装置は、画像情報にしたがって光を制御可能な複数の画素が二次元的に配列される画像表示素子と、前記画像表示素子を照明する照明手段と、前記画像表示素子が表示する画像パターンを観察するための光学装置と、画像フィールドを時間的に分割した複数のサブフィールド単位で前記画像表示素子を駆動する表示駆動手段と、前記画像表示素子の各画素からの出射光の光路を前記サブフィールド毎に偏向する請求項１ないし５のいずれか一に記載の光偏向装置と、を具備する。
【００４０】
したがって、画像フィールドを時間的に分割した複数のサブフィールド単位で画像表示素子が表示する画像を照明手段によって照明することにより各画素から出射される出射光の光路は、光偏向装置によってサブフィールド毎に偏向されて、光学装置によって観察される画像パターンを実際の画素数よりも見掛け上増倍される。また、請求項１ないし５のいずれか一に記載の光偏向装置を用いることで、過渡散乱現象が低減され、透過率やＭＴＦの低下が抑制される。
【００４１】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態について図１ないし図６を参照して説明する。本実施の形態は、光偏向装置への適用例を示す。
【００４２】
図１は、本実施の形態の光偏向装置を示す縦断面図である。本実施の形態の光偏向装置は、光偏向素子１と、光偏向素子１が備える電極対４（後述）に対して電圧を印加する電源２（図２参照）とを備えている。電源２は、図示しない制御系によって駆動制御されて、目的とする光の偏向方向に対応して電界方向が切り換わるように、印加方向が周期的に切り換わる矩形波形状を有する交流電圧を印加する。ここに、電極対４および電源２によって電界発生手段が実現されている。また、電源２によって電界反転手段が実現されている。
【００４３】
光偏向素子１は、対向配置される一対の透明な基板３を備えている。透明な基板３としては、ガラス、石英、プラスチックなどを用いることができ、複屈折性の無い透明材料が好ましい。基板３の厚さは、数十μｍ〜数ｍｍの範囲内に設定されている。
【００４４】
一対の基板３間には、一対の基板３間の間隔を規定するスペーサーと、後述する液晶層に電界を発生させる一対の電極とを共通化する金属シート部材４が設けられている。本実施の形態では、一対の金属シート部材４によって電極対が実現されている。以降、金属シート部材を電極または電極対とし、符号４を付して説明する。スペーサーとしては、数μｍから数ｍｍ程度の厚さのシート部材、あるいは、数μｍから数ｍｍ程度の粒径の粒子などが用いられる。スペーサーは、素子の有効領域外に設けられることが好ましい。電極としては、アルミ、銅、クロムなどの金属、ＩＴＯなどの透明電極などを用いることが可能であり、後述する液晶層５内に均一な水平電界を印加するためには、液晶層５の厚さと同程度の厚さを持つ金属シートを用いることが好ましい。電極４は、液晶による光偏向動作に関わる領域である有効領域外に設けられている。
【００４５】
本実施の形態では、より好ましい実施の形態として、スペーサーと電極とが金属シート部材によって共通化されているため、部品点数の小型化や製造の容易化を図ることができる。
【００４６】
一対の基板３間であるとともに電極４間となる位置には、液晶層５が設けられている。液晶層５としては、スメクチックＣ相を形成可能な液晶が用いられる。電源によって電極４間に電圧が印加されることにより、液晶層５の水平方向に電界が発生する。
【００４７】
また、一対の基板３の互いに対向する面（内側面）には、基板３表面に対して液晶分子５ａ（図２参照）を垂直配向（ホメオトロピック配向）させる垂直配向膜６がそれぞれ設けられている。垂直配向膜６は、基板３表面に対して液晶分子５ａをホメオトロピック配向させる材料であれば、特に限定されるものではなく、例えば、一般的な液晶ディスプレイに用いられる垂直配向剤やシランカップリング剤、ＳｉＯ２蒸着膜などを用いることができる。
【００４８】
なお、本発明における「垂直配向（ホメオトロピック配向）」とは、基板３の基板面対して液晶分子５ａが厳密に垂直に配向した状態に限るものではなく、基板面に対して液晶分子５ａが数十度程度までチルトした配向状態も含む。
【００４９】
ここで、スメクチックＣ相を形成可能な液晶層５について詳細に説明する。「スメクチック液晶」は、液晶分子の長軸方向を層状（スメクチック層）に配列してなる液晶層である。このような液晶に関し、上記層の法線方向（層法線方向）と液晶分子の長軸方向とが一致している液晶を「スメクチックＡ相」、法線方向と一致していない液晶を「スメクチックＣ相」と呼んでいる。スメクチックＣ相よりなる強誘電液晶は、一般的に外部電界が働かない状態においてスメクチック層毎に液晶ダイレクタ方向が螺旋的に回転しているいわゆる螺旋構造をとり、「キラルスメクチックＣ相」と呼ばれる。また、キラルスメクチックＣ相反強誘電液晶は各層毎に液晶ダイレクタが対向する方向を向く。これらのキラルスメクチックＣ相よりなる液晶は、不斉炭素を分子構造に有し、これによって自発分極しているため、この自発分極Ｐｓと外部電界Ｅにより定まる方向に液晶分子が再配列することで光学特性が制御される。
【００５０】
なお、本実施の形態では、液晶層５として強誘電液晶を例にとり光偏向素子１の説明を行うが、これに限るものではなく、反強誘電液晶の場合にも同様に使用することができる。
【００５１】
キラルスメクチックＣ相は、スメクチックＡ相やネマチック液晶に比較して極めて高速な応答性を有しており、サブｍｓでのスイッチングが可能である点が特徴である。特に、電界方向に対して液晶ダイレクタ方向が一義的に決定されるため、スメクチックＡ相よりなる液晶に比べダイレクタ方向の制御が容易であり、扱いやすい。
【００５２】
ホメオロトピック配向をなすスメクチックＣ相よりなる液晶層は、ホモジニアス配向（液晶ダイレクタが基板面に平行に配向している状態）をとる場合に比べて、液晶ダイレクタの動作が基板からの規制力を受けにくく、外部電界方向の調整で光偏向方向の制御が行いやすく、必要電界が低いという利点を有する。また、液晶ダイレクタがホモジニアス配向している場合、電界方向だけでなく基板面に液晶ダイレクタが強く依存するため、光偏向素子の設置についてより位置精度が求められることになる。逆に、本実施の形態のようなホメオロトピック配向の場合は、光偏向に対して光偏向素子１のセッティング余裕度が増す。これらの特徴を活かす上で、厳密に螺旋軸を基板面に垂直に向ける必要はなく、ある程度傾いていても差し支えない。液晶ダイレクタが基板からの規制力を受けずに２つの方向を向くことが可能であればよい。
【００５３】
ここで、光偏向素子１の動作原理について図２ないし図５を参照して説明する。図２は、光偏向素子１の液晶層５における電界方向と液晶分子５ａの傾斜方向との関係を示す模式図である。図２中、液晶分子５ａの幅が広く描いてある側が紙面表（手前）側、幅が狭く描かれている側が紙面裏（奥）側に傾いている様子を示しており、自発分極が正の場合についての電界方向と液晶分子のチルト方向の関係が示されている。図２中、液晶分子５ａの自発分極方向を矢印Ｐｓ（図２中ＰＳ）で示してある。
【００５４】
図２（ａ）および図３（ａ）に示す状態から電界方向を反転させると、図２（ｂ）および図３（ｂ）に示すように、略垂直配向した液晶分子５ａのチルト角の方向が反転する。ここで、チルト角の方向が反転する際には、図３（ａ）に示すように、液晶分子５ａの一端が仮想的なコーン状の面（仮想コーン面）Ｃ内を回転運動すると考えられる。
【００５５】
ここで、図４は、液晶分子５ａの一端が仮想的なコーン状の面Ｃ内を回転運動する様子を二次元的に説明する模式図である。図４では、紙面表裏方向に電圧が印加されるものとし、これにより紙面表裏方向に電界が作用するものとして説明する。また、光偏向素子１に対して入射する入射光は直線偏光であるものとする。なお、図４中、垂直配向膜６、スペーサーおよび電極を兼用する金属シート部材は省略して説明する。図４（ａ）に示すように、電極４間に紙面裏側から手前側へ向かう電界を発生させた場合、液晶分子５ａの自発分極が正ならば、液晶ダイレクタが図４中右上方向に傾斜する液晶分子５ａの数が増加するので、液晶層５としての平均的な光学軸も図４中右上方向に傾斜する。ここに、液晶層５は、複屈折板として機能する。
【００５６】
キラルスメクチックＣ相の螺旋構造が解ける閾値電界以上では、図４（ａ）に示すように、すべての液晶ダイレクタがチルト角θを示すため、本実施の形態の光偏向素子１は、電極４間に紙面裏側から手前側へ向かう電界を発生させた場合に光学軸が上側に角度θで傾斜した複屈折板となる。この状態で、図４中左側から異常光として入射した直線偏光は、図４（ａ）中Ａに示す光路をとり、入射光の入射位置に対して上側に平行シフトされる。
【００５７】
ここで、液晶分子５ａの長軸方向の屈折率をｎｅ、短軸方向の屈折率をｎｏ、液晶層５の厚み（ギャップ）をｄとすると、入射光の入射位置に対する出射光の出射位置のずれ量であるシフト量Ｓは、以下の式で表される（例えば、「結晶光学」応用物理学会、光学懇話会編、ｐ１９８参照）。
Ｓ＝｛［（１／ｎｏ）２−（１／ｎｅ）２］ｓｉｎ（２θ）・ｄ｝　　　　　÷｛２［（１／ｎｅ）２ｓｉｎ２θ＋（１／ｎｏ）２ｃｏｓ２θ］｝　　　…（１）
【００５８】
同様に、図４（ｂ）に示すように、電極４間に印加する電圧方向を反転させて、紙面表側から紙面奥側へ向かう電界を発生させた場合、液晶分子５ａの自発分極が正ならば、液晶ダイレクタが図４中右下方向に傾斜する液晶分子５ａの数が増加し、液晶層としての平均的な光学軸も図４中下側に角度θで傾斜する。ここに、液晶層５は、角度θで傾斜する複屈折板として機能する。
【００５９】
この状態で、図４中左側から異常光として入射した直線偏光は、図４（ｂ）中Ｂに示す光路をとり、入射光の入射位置に対して下側に平行シフトされる。
【００６０】
光偏向素子１では、このように電界方向を反転させることにより、２Ｓ分の光偏向量（シフト量）を得ることができる。
【００６１】
ところで、液晶分子５ａが反転して再配向した後の安定状態について図２ないし図４を参照して説明したが、液晶分子５ａの配向状態は、液晶分子５ａの配向方向が反転する過程で大きく乱れる。この液晶分子５ａの配向状態の乱れにより、配向状態の乱れによる過渡的な光の散乱現象が観測される過渡光散乱が発生する。
【００６２】
ここで、過渡光散乱について図５を参照して説明する。図５は、図２と同様に、光偏向素子内の液晶分子の傾斜状態を示した模式図である。キラルスメクチックＣ相の螺旋構造が解ける閾値電界以上では、図５（ａ）に示すように、液晶分子５ａは均一に配向している。
【００６３】
この状態から液晶の応答時間よりも短時間で印加電界を反転させると、液晶分子５ａはコーン状の仮想面Ｃ内に沿って反転し始める（図２および図３参照）。このとき、液晶層５では、図５（ｂ）に示すように、液晶分子５ａが右回りに回転する領域Ｒと、液晶分子５ａが左回りに回転し始める領域Ｌとが発生すると推測される。上述した過渡光散乱は、この回転方向の異なるドメイン間の界面Ｓで強く生じると考えられる。
【００６４】
この過渡光散乱は、図５（ｃ）に示すように、図５（ａ）に対する液晶分子５ａの反転が終了し、液晶分子５ａが均一に傾斜した状態に再配向すると消滅する。
【００６５】
すなわち、上記の過渡光散乱を低減させるためには、電界方向の反転により液晶層５内の少なくとも一部の液晶分子５ａがスメクチック層内でコーン状の仮想面Ｃ内を回転運動して配向方向を反転する際に、図５（ｄ）に示すように、反転する各液晶分子５ａの回転方向を同一方向に制御することが効果的であると推測される。
【００６６】
本実施の形態では、垂直配向膜６に対して、図６中矢印ｆで示す方向、すなわち、電界方向に略平行に設定したラビング処理を施すことにより、液晶層５自体の配向方向に指向性を与え、液晶分子５ａの回転方向を同一方向に制御するようにした。ここに、ラビング処理された垂直配向膜６によって回転方向制御手段が実現されている。
【００６７】
これにより、液晶分子５ａの回転開始に際して、液晶分子５ａがラビング方向に回転し始める確率が高くなり、液晶分子５ａの回転方向を制御することができる。なお、ラビング方向は、光偏向方向、すなわち、定常状態での光学軸の傾斜方向と異なればよく、図６に示すような基板面に略垂直方向に限定されるものではない。
【００６８】
本実施の形態のように、垂直配向膜６にラビング処理を施すことにより液晶層５自体の配向方向に指向性を与えて液晶分子５ａの回転方向を同一方向に制御する方法では、安定な傾斜方向が一方向のみに設定されるので、液晶分子５ａの反転時の回転運動は、常に安定な傾斜方向を経由する往復運動となる。
【００６９】
なお、本実施の形態では、電極４の配置位置と液晶層５に対する電圧の印加状態を改良して液晶分子５ａの配向状態を制御可能としたものであるが、透明な基板３、垂直配向膜６、液晶層５、スペーサーおよび電極４（本実施の形態では金属シート部材により兼用）は、従来の光偏向素子と同様の構成を用いることができる。
【００７０】
次に、本発明の第二の実施の形態について図７を参照して説明する。本実施の形態では、液晶層５中にポリマーネットワークを形成することにより液晶層５自体の配向方向に指向性を与え、液晶分子５ａの回転方向を同一方向に制御するようにした。
【００７１】
図７（ａ）は、本実施の形態の光偏向素子を示す水平断面図である。本実施の形態の光偏向素子は、図２に示すように、液晶層５中に含有されたポリマー鎖８によってポリマーネットワークが形成されている。液晶層５中におけるポリマーネットワークは、紫外線や熱などにより反応する重合性モノマーやプレポリマーを液晶中に添加しておき、液晶層５に水平電界を印加して液晶分子５ａを均一に傾斜させた状態で重合性モノマーの重合反応を行わせることにより形成する。重合性モノマーやプレポリマーの重合反応に際しては、一時的に外部電極などを設置するなどして、通常動作時の電界方向と異なる方向に電界を発生させることで、液晶分子５ａの安定な傾斜方向を、光偏向方向と異なる方向に設定する。これにより、液晶層５中に指向性を有するポリマーネットワークが形成され、ポリマースタビライズ液晶層を形成することができる。
【００７２】
本実施の形態のポリマー鎖８は、液晶層５中にモノマーやプレポリマーを含有させた状態で液晶層５に対して一時的に外部電界を発生させることで、液晶層５中における液晶分子５ａが図７（ａ）中右側に傾斜した状態でモノマーやプレポリマーを重合させることにより形成されている。なお、図７（ａ）に示す状態は、ポリマー鎖８を形成した後の液晶層５に対して、図７（ａ）中左方向に電界が発生している状態を示す。
【００７３】
ポリマー鎖８を形成するモノマーやプレポリマーは、光（紫外線）重合性であっても熱重合（硬化）性であってもよいが、例えば、光重合性のモノマーやプレポリマーを用いてポリマー鎖を形成する場合には、図７（ａ）中左右方向の直線偏光を照射しても良い。
【００７４】
このような光偏向素子７の電極４間に電圧を印加して液晶層５中に電界を発生させると、液晶層５中の液晶分子５ａは、図７（ｂ）に示すように、垂直配向状態をとる。このとき、ポリマー鎖８は、図７（ｂ）に示すように、垂直配向状態にある液晶分子５ａの長軸方向に対して斜めに伸びた状態になっていると推測される。
【００７５】
ここで、垂直配向状態にある液晶分子５ａの長軸方向に対してポリマー鎖８が斜めに伸びた状態であっても、ポリマー鎖５による配向規制力に比べて、電極４間に電圧を印加して液晶層５中に発生させた電界による駆動力の方が十分に大きい場合、液晶分子５ａは（ｂ）のようにポリマー鎖の影響を受けずに（ａ）のように配向する。
【００７６】
一方、電界方向の切換えに際して、液晶層５中に発生する電界の影響が小さくなると、ポリマー鎖８による配向規制力が強くなる。そして、液晶層５中に発生する電界の影響よりもポリマー鎖８による配向規制力が強くなった瞬間、液晶分子５ａは、図７（ｃ）に示すように、ポリマー鎖８によって図７（ｃ）中左方向に回転する。回転方向を制御することができる。すなわち、液晶層５中にポリマーネットワークを形成することにより、液晶分子５ａの回転し易さに非対称性が生じるため、液晶分子５ａが回転し始める方向を同一方向に制御することができる。ここに、ポリマーネットワークによって回転方向制御手段が実現されている。
【００７７】
なお、ポリマーネットワークは、主鎖や側鎖に液晶性の構造を有するポリマー鎖８によって形成しても良い。
【００７８】
液晶層中にポリマーネットワークを形成する方法では、ポリマーの添加量や材質を最適化することで、光偏向方向がずれてしまうことや応答時間が長くなるという副作用を低減することができる。
【００７９】
本実施の形態のように、液晶層５中にポリマースタビライズを形成することにより液晶層５自体の配向方向に指向性を与えて液晶分子５ａの回転方向を同一方向に制御する方法では、安定な傾斜方向が一方向のみに設定されるので、液晶分子５ａの反転時の回転運動は、常に安定な傾斜方向を経由する往復運動となる。
【００８０】
次に、本発明の第三の実施の形態について図７および図８を参照して説明する。
本実施の形態では、液晶分子５ａの反転時に、通常の電界方向に直交した電界成分を与えることにより、液晶分子５ａの回転方向を同一方向に制御するものである。
【００８１】
図８は、本実施の形態の光偏向装置の光偏向素子を示す斜視図である。本実施の形態の光偏向装置の光偏向素子１０は、第一の実施の形態の光偏向素子１とほぼ同様の構成を有しており、第一の実施の形態の光偏向素子１の垂直配向膜６へのラビング処理に代えて、電極４間に発生する電界方向に対して直交する方向に電界を発生させる一対の直交電極１１によって形成される直交電極対を備えている。直交電極１１は、電極４側の端部が、それぞれ電極４から離間するように配置されている。
【００８２】
また、本実施の形態の光偏向装置は、液晶層５近傍に配置された直交電極１１と、直交電極１１間に電圧を印加する図示しない第二の電源とを備えている。第二の電源は、電界方向の反転に際して、電源２によって電極４間に印加する電圧方向を反転させる直前に動作を開始し、動作を開始してから液晶分子５ａの応答時間が経過する以前に動作を終了するように図示しない制御系によって駆動制御される。
【００８３】
電極４間に発生させる電界方向を反転する直前に直交電極対に電圧を印加することにより、液晶層５中には、図９（ａ）中斜め下向きの矢印ｅｆで示す電界が発生するので、液晶分子５ａは反時計回りに回転し始める。
【００８４】
この状態で電極４間に印加する電圧方向を反転させて電極４間に発生する電界方向を反転させると、液晶分子５ａは反時計回りに回転し続けて反転する。
【００８５】
ここに、直交電界を発生させてから基板面の法線方向および光偏向方向に略直交する方向に発生させる電界方向を反転させることで、電界方向の反転による液晶分子５ａの反転が開始する時点で、液晶分子５ａに対して回転方向を揃えるような電界を作用させて、確実に液晶分子の回転方向を揃えることができる。ここに、回転方向制御手段が実現されている。
【００８６】
これによって、液晶配向方向の反転に伴って発生する過渡散乱を防止して透過率や光利用効率の向上を図るとともに、実効的な切り換え時間を短くして光偏向方向の切り換えの高速化を図ることができる。
【００８７】
また、本実施の形態では、光偏向素子１０における有効領域外に設けた一対の直交電極１１によって直交電界を発生させているため、比較的簡単な構成で、過渡散乱現象を低減し、透過率や光利用効率の向上を図ることができる。
【００８８】
本実施の形態によれば、基板面の法線方向および光偏向方向に直交する電界成分の向きや大きさや印加タイミングを制御することにより、液晶分子５ａの回転方向を確実に同一方向に制御することができる。
【００８９】
また、本実施の形態によれば、液晶分子５ａの回転運動を往復運動のように制御することも、一方向へ連続して回転運動するように制御することもできる。
【００９０】
ところで、直交電極１１間に電圧を印加し続けると、この直交電界の作用によって、図９（ｂ）中斜め下向きの矢印ｅｆで示すように、電極４間に発生する電界が基板面に直交する方向からずれた状態となる。これにより、液晶分子の傾斜方向が、本来目的とする角度に対して僅かにズレてしまい、光偏向方向も僅かにズレてしまう。
【００９１】
本実施の形態では、第二の電源による電圧の印加を開始してから液晶分子５ａの応答時間が経過する以前に動作を終了するので、液晶分子５ａの配向方向の反転が終了する時点においては、光偏向位置を変化させてしまう要因となる直交電界が発生していない。
【００９２】
ここに、電界方向の反転によって開始される液晶分子５ａの配向方向の反転が終了する以前に、直交電界の発生を終了させることで、一旦同一方向に回転運動を開始すれば不要となる直交電界の発生を速やかに終了させ、光偏向位置を正確に制御して、光偏向位置の精度が良い光偏向装置を提供することができる。
【００９３】
加えて、直交電極１１の配設位置は、光偏向素子１０の有効領域外であって、かつ液晶層５の近傍であるとともに、電極対に対して過剰に接近しない位置であることが好ましい。本実施の形態では、光偏向素子１０における光偏向に関わる部分を有効領域とする。電極４と直交電極１１とが接近している場合、電極４間に電位差を発生させても、直交電極１１が等電位になってしまうので、直交電極１１の近傍では所望の電位差すなわち電界分布を得ることが困難になる。
【００９４】
これに対し、本実施の形態では、直交電極１１の電極４側の端部を、それぞれ電極４から離間させて配置しているため、直交電極１１の近傍においても目的とする方向に電界を発生させることができる。
【００９５】
なお、本実施の形態では、一対の直交電極１１としたが、これに限るものではなく、例えば、図１０に示すように、分割された複数対の直交電極１１としてもよい。
【００９６】
また、本実施の形態では、基板３の面方向に沿って液晶層５を介して対向する一対の直交電極１１としたが、これに限るものではなく、例えば、図１１に示すように、一対の基板３および液晶層５を介して基板３の面方向に対して斜め方向に設けるようにしてもよい。これによって、直交電極１１に電圧を印加すると図１１中矢印ｔで示すように、基板面の法線方向および光偏向方向に直交し、基板３の面方向に対して斜め方向に作用する電界が発生する。電極４と直交電極１１との間に基板３などを挟んでそれぞれの距離を離すことで、直交電極１１に電界を印加しない状態、すなわち、液晶分子５ａの回転が終了した後の液晶層５内水平方向の電界分布に対する直交電極１１の影響を少なくすることができる。
【００９７】
上述したように、直交電極を分割したり、直交電極１１間に基板３などの誘電体を挟んだりすることで、直交電極１１による等電位部が広がることを防止できる。
【００９８】
加えて、本実施の形態では、一対の電極４によって基板面の法線方向および光偏向方向に直交する電界を発生させるようにしたが、例えば、図１２に示すように、基板面の法線方向および光偏向方向に直交する電界を発生させる光偏向用の電極が透明ライン電極群４ｘからなる場合、両基板３の透明ライン電極群４ｘの上に誘電体層１３を形成し、この誘電体層１３で直交電極１１を挟むように形成する。この構成とすることにより、透明ライン電極群４ｘによる電界と直交電極１１による電界との相互作用を低減することができる。
【００９９】
次に、本発明の第四の実施の形態について図１３を参照して説明する。本実施の形態は、２系統での光偏向が可能な光偏向装置への適用例を示す。
【０１００】
図１３（ａ）は本実施の形態の光偏向装置を示す斜視図であり、図１３（ｂ）はその分解斜視図である。本実施の形態の光偏向装置は、図１に示す光偏向素子１と同様の構成を有する２つの光偏向素子２０（２０ａ，２０ｂ）と、２つの光偏向素子２０間に設けられて入射光の偏光面を略直角に回転させる偏向面回転手段としての偏光面回転板２１と、を備えている。
【０１０１】
偏光面回転板２１としては、例えば、半波長板や電極を持たないツイストネマチック液晶セル、ツイストネマチック液晶を固定化したフィルムなどを用いることができる。
【０１０２】
光偏向装置における２つの光偏向素子２０ａ，２０ｂは、偏光面回転板２１を介して、光偏向素子（第一の光偏光手段）２０ａが有する液晶層（第一の液晶層）５Ａの法線方向と光偏向素子（第二の光偏光手段）２０ｂが有する液晶層（第二の液晶層）５Ｂの法線方向とが略一致するように配置されている。また、光偏向装置における２つの光偏向素子２０ａ，２０ｂは、光偏向素子２０ａが有する電極４ａ間に発生する電界方向と、光偏向素子２０ｂが有する電極４ｂ間に発生する電界方向とが略直交するように配置されている。
【０１０３】
光偏向素子２０ａ，２０ｂが有する各電極対４ａ，４ｂには、これらの電極対４ａ，４ｂに電圧を印加する図示しない電源が接続されている。本実施の形態では、対をなす電極４ａおよび４ｂのうちの一方電極４ａ，４ｂが、矩形波交流電源に接続されている。電源は、図示しない制御系によって駆動制御され、電極４ａ間に発生させる電界方向の反転タイミングに対して、電極４ｂ間に発生させる電界方向の反転タイミングが異なるように、各電極対４ａ，４ｂに対する電圧印加のタイミングを制御する。ここに、図示しない電源および電極４ａおよび４ｂによって第一の電界発生手段および第二の電界発生手段が実現されている。本実施の形態では、図１４に示すタイミングとなるように、各電極対４ａ，４ｂに対する電圧印加のタイミングを制御する。すなわち、電極４ａに印加する電圧の極性と電極４ｂに印加する電圧の極性とが完全に反転することのないように、電極４ａに印加する電圧と電極４ｂに印加する電圧とが同一極性となるようにタイミング設定されている。本実施の形態では、電極４ａに印加する電圧の極性の反転周期に対して、電極４ｂに印加する電圧の極性の反転周期が１／４周期ずれるように設定されている。ここに、タイミング調整手段が実現される。
【０１０４】
なお、図１４に示すようなパターンで電圧を印加する場合、印加電圧値や基板３の厚さなどは、一方の光偏向素子２０ａまたは２０ｂで発生する電界が他方の光偏向素子２０ｂまたは２０ａの偏向方向に影響が少ないように設定されている。
【０１０５】
このような構成において、電極４ａ，４ｂ間に発生させる基板面法線方向および光偏向方向に略直交する方向に発生させる電界方向をそれぞれ反転させることにより、各液晶層５Ａ，５Ｂにおける液晶分子５ａの配向方向が反転し、液晶層５の層法線方向に対する光学軸の傾斜方向がそれぞれ切り換わる。
【０１０６】
このとき、光偏向素子２０ａ，２０ｂ間に配設された偏光面回転板２１によって、光偏向素子２０ａからの出射光の偏光面が略直角に回転されて光偏向素子２０ｂに入射するため、光偏向装置への入射光に対する出射光路を、紙面水平方向（図１３中Ｙ方向）および紙面垂直方向（図１３中Ｘ方向）の２系統で切り換えることができる。これにより、例えば、光偏向装置の光偏向素子２０ｂから出射される光をスクリーン２２等に照射する場合、Ｘ方向への２方向とＹ方向への２方向との組み合わせることにより、図１５（ａ）ないし（ｄ）に示すように、照明領域Ｐが略四角形の四隅を順次移動して回転するように光路をシフトすることができる。
【０１０７】
また、本実施の形態では、偏光面回転板２１を介して２つの光偏向素子２０ａ，２０ｂを近接して配設するとともに各電極対に対する電圧印加のタイミングを図１４に示すように制御することにより、２つの光偏向素子２０ａ，２０ｂの位置関係を利用して、新たな電極対を設けること無く、一方の電極４ａまたは４ｂ間に発生する電界方向を他方の電極４ｂまたは４ａ間に発生する電界方向に直交する電界として作用させることができ、一方の電極４ａまたは４ｂ間に発生する電界によって、他方の電極４ｂまたは４ａ間に発生する電界方向の反転による回転運動する各液晶分子５ａの回転方向を同一方向に制御して、液晶分子５ａの回転方向を揃えることができる。ここに、回転方向制御手段が実現されている。
【０１０８】
これによって、２系統での光偏向が可能な光偏向装置で、専用の電極を設けることなく、電界方向の切り換えに際して回転する液晶分子５ａの回転方向の違いによるドメインの発生を防止して、液晶分子５ａの反転運動に伴って発生する過渡散乱現象を最小限に抑え、透過率や光利用効率の低減を防止することができる。
【０１０９】
次に、本発明の第五の実施の形態について図１６を参照して説明する。本実施の形態は、第四の実施の形態と比較して、２つの電極対に印加する電圧の波形が異なっており、一方の光偏向素子における電界方向の反転タイミングに合わせて、他方の光偏向素子からの漏れ電界を積極的に利用する。
【０１１０】
本実施の形態では、図１６に示すように、一方の光偏向素子２０ａまたは２０ｂの電界反転時刻の前後の期間のみ、他方の光偏向素子２０ｂまたは２０ａの印加電圧値を一時的に大きくした電圧を印加する。
【０１１１】
このような波形の電圧を印加することにより、一方の光偏向素子２０ａまたは２０ｂにおける電界方向の反転に際して発生する漏れ電界を大きくし、他方の光偏向素子２０ｂまたは２０ａに対して光偏向方向に垂直な電界成分を効果的に作用させることができる。
【０１１２】
なお、図１６に示すように、一時的に高くする電圧値や、一時的に高くする電圧の印加時間などは、液晶材料や基板厚みなどの素子構成に応じて最適化する。
【０１１３】
本発明の第六の実施の形態について図１７を参照して説明する。本実施の形態は、画像表示装置への適用例を示す。
【０１１４】
図１７は、本実施の形態の画像表示装置を示す概略図である。本実施の形態の画像表示装置３０は、図１７に示すように、光を照射する照明手段としての光源３１を備えている。本実施の形態の光源３１は、ＬＥＤランプを二次元アレイ状に配列した構成を有している。
【０１１５】
この光源３１からスクリーン３２に向けて発せられる光の光路上には、光の進行方向に沿って順に配設された拡散板３３、コンデンサレンズ３４、画像表示素子としての透過型液晶パネル３５、画像パターンを観察するための光学装置としての投射レンズ３６が設けられている。光源３１から出射する光のＯＮ／ＯＦＦは、光源ドライブ部３７によって駆動制御される。透過型液晶パネル３５は、表示駆動手段としての液晶ドライブ部３８によって駆動制御され、光源３１から出射する光を画像情報にしたがって制御可能な複数の画素が二次元的に配列された構成を有している。本実施の形態の透過型液晶パネル３５は光源３１からの照明光を空間光変調し、液晶ドライブ部３８は画像フィールドを時間的に分割した複数のサブフィールド単位で透過型液晶パネル３５を駆動する。
【０１１６】
透過型液晶パネル３５と投射レンズ３６との間の光路上には、ピクセルシフト素子として機能する光偏向装置３９が介在されている。光偏向装置３９は、上述したいずれの実施の形態の光偏向装置を用いてもよい。本実施の形態の光偏向装置３９は、第六の実施の形態の光偏向装置と同様の構成を有する。光偏向装置３９は、偏向ドライブ部４０に接続されており、透過型液晶パネル３５を介して出射される画像光路を偏向する。偏向ドライブ部４０は、透過型液晶パネル３５を介して出射される画像光路をサブフィールド毎に偏向するように光偏向装置３９を駆動制御する。本実施の形態では、光偏向装置３９によるシフト量が、透過型液晶パネル３５における画素ピッチの１／２に設定されている。
【０１１７】
このような構成において、光源ドライブ部３７で制御されて光源３１から放出された照明光は、拡散板３３により均一化された照明光となり、コンデンサレンズ３４を介して透過型液晶パネル３５をクリティカル照明する。透過型液晶パネル３５は、液晶ドライブ部３８によって駆動制御されて、光源３１からの照明光をサブフィールド単位で空間光変調する。
【０１１８】
透過型液晶パネル３５で空間光変調された照明光は、画像光として光偏向装置３９に入射する。光偏向装置３９は、偏向ドライブ部４０によって駆動制御されて、スクリーン３２に投射される画像光が画素の配列方向に任意の距離だけシフトされるように、画像光を偏向させる。偏向された画像光は、投射レンズ３６で拡大されスクリーン３２上に投射される。
【０１１９】
本実施の形態の光偏向装置３９は、上述の実施の形態で説明したように、投射光路をＸ方向とＹ方向との２系統で偏向させることができるため、透過型液晶パネル３５によるサブフィールド単位での空間光変調タイミングと、照明領域Ｐが略四角形の四隅（図１５（ａ）ないし（ｄ）参照）を順次移動して回転するように光路をシフトさせるタイミングとを同期させることで、スクリーン３２上に表示される表示画像の画素数を見掛け上４倍に増倍することができる。これによって、透過型液晶パネル３５の画素数を実際に像倍することなく高精細な画像を表示することができる。
【０１２０】
ここで、本実施の形態では、光偏向装置３９を用いることにより、光の利用効率を向上させることができるので、光源３１の負荷を増加することなく明るく高品質の画像を提供できる。
【０１２１】
また、本実施の形態では、光偏向装置３９を用いることにより、光偏向装置３９における光偏向位置を、電極４ａ，４ｂ間に発生させる電界方向および電界強度を調整することで制御することができるので、適切なピクセルシフト量を保持し、良好な画像を得ることができる。
【０１２２】
特に、本実施の形態では、光偏向装置３９を用いることにより、光偏向動作の切り換え時に発生する過渡光散乱を低減できるので、透過率やＭＴＦの低下を抑制することができる。このように、偏向方向の切り換えに際して過渡光散乱を抑制することにより、従来は散乱していた光を画像光として表示に利用できる時間を長くすることができ、これによっても光の利用効率を向上させることができる。
【０１２３】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明する。実施例では、以下に説明するような光偏向素子を作製し、作製した光偏向素子の光学軸を観察し、過渡光散乱を測定し、高速度カメラによる光路シフト現象を観察した。
【０１２４】
（光偏向素子の作製）
まず、光偏向素子１０の作製について説明する。実施例として、厚さ０．６μｍの垂直（ホメオトロピック）配向膜を形成した厚さ１ｍｍのガラス基板の表面に、厚さ６０μｍ、幅０．５ｍｍ、長さ１２ｍｍのアルミ電極シートをスペーサー兼電極として設け、有効領域が約１ｃｍ幅となるように平行に配置することで電極対４を形成し、この電極対４と同様なアルミ電極シートを第一の電極対に直交するよう２ｃｍ間隔で配置して直交電極対１１を形成して、図１６に示すような電極配置を有するセルを作製した。
【０１２５】
このセルを約９０度に加熱した状態で、基板３間の空間に強誘電性液晶（チッソ製ＣＳ１０２９：複屈折Δｎ＝０．１６、チルト角θ＝２５度、自発分極Ｐｓ＝−４０ｎＣ／ｃｍ２）を毛管法にて注入し、冷却後に接着剤で封止することで、液晶層５の厚さ６０μｍ、有効面積１ｃｍ角の光偏向素子１０を作製した。
【０１２６】
この光偏向素子１０の電極対４および直交電極対１１にパルスジェネレータと高速アンプとからなる電源５０，５１を接続し、光偏向装置５２を得た。
【０１２７】
（光学軸の観察）
次に、光学軸の観察について説明する。無電界の状態で、この光偏向素子１０の有効領域内の液晶層のコノスコープ像を観察したところ、十字と円環の画像が中心部に観察された。これにより、無電界下では光学軸が液晶層５に垂直であることを確認できる。この状態では液晶分子５ａのチルト方向が基板３面に垂直方向に対して回転する螺旋構造をとっており、平均的な光学軸は螺旋軸の方向である基板３面に垂直な方向に観察される。
【０１２８】
続いて、電源５０から電極対４に±２０００Ｖ、１Ｈｚの矩形波電圧を印加した。このとき、コノスコープ像の十字と円環の位置が上下方向に１Ｈｚで往復シフトした。公知の技術であるため説明を省略するが、顕微鏡の対物レンズのＮＡ値と液晶の屈折率と十字位置のシフト量とから光学軸の傾斜角度を計算すると、約２５度であることが判る。これにより、光学軸の傾斜角度が、該液晶材料固有のチルト角θと一致していることが確かめられた。液晶分子５ａの螺旋構造は、電極４間に２００Ｖ／ｍｍ程度の電界強度を発生させることにより解けて液晶分子５ａが一様な方向に配向し、液晶層５の光学軸の方向が±２５度で切り換え可能であった。
【０１２９】
（過渡光散乱の測定）
次に、過渡光散乱の測定について説明する。図１７に示す測定装置６０を用いて、図１６の光偏向素子１０の過渡光散乱の時間の強度を測定した。測定装置６０は、Ｈｅ−Ｎｅレーザを出射する図示しない光源と、光源から出射されるＨｅ−Ｎｅレーザの偏光面を回転する偏光面回転板６１と、レーザ光の偏光面を回転するクロスニコルの偏光板６２と、クロスニコルの偏光板６２から出射される光の強度と時間とを検出するフォトディテクタ６３とを有している。測定に際しては、偏光面回転板６１とクロスニコルの偏光板６２との間に図１６に示す光偏向素子１０をセットする。図１６に示す光偏向素子１０は、光偏向素子１０による偏向方向が入射光の偏光方向と一致するようにセットされる。
【０１３０】
測定装置６０では、光源から出射されるレーザ光を偏光面回転板６１を通して光偏向素子１０に入射させると、光偏向素子１０が有する液晶層５内の液晶分子５ａが均一に配向している状態では、光路シフト現象は生じるが偏光面の回転や乱れは生じないため、クロスニコルの偏光板６２を透過する光はない。すなわち、フォトディテクタ６３によって検出される光はない。
【０１３１】
一方、光偏向素子１０が有する液晶層５中に過渡光散乱が発生している状態では、液晶分子５ａの配向方向が乱れているため偏光面が乱れる。このため、偏光面が回転された光が発生し、クロスニコルの偏光板６２を漏れて出てくる光が生じる。この漏れて出てきた光の強度と時間とが、フォトディテクタ６３によって検出され、過渡光散乱の強度や時間が測定することができる。
【０１３２】
上述した測定装置６０を用いて、電源５０から電極対４に±２０００Ｖ，１００Ｈｚの矩形波電圧を印加し、この矩形波電圧の極性の切り換え時刻から±０．２５ｍｓｅｃの期間に同期して電源５１から直交電極対１１に＋４０００Ｖ，パルス幅０．５ｍｓｅｃのパルス状電圧を印加しながら漏れて出てきた光の強度と時間とを測定したところ、過渡光散乱による漏れ光の検出電圧は０．１ｍＶ、漏れ光の検出時間は１ｍｓｅｃであった。
【０１３３】
（高速度カメラによる光路シフト現象の観察）
次に、高速度カメラによる光路シフト現象の観察について説明する。開口部が４μｍ角の図示しないマスクパターンを裏面から照明し、マスクパターンを透過する透過光を図１６に示す光偏向素子１０を通して観察した。このとき、電源５０から電極対４に電圧を印加することで光偏向素子１０を動作させることでマスクパターンの位置がシフトしたように観察されるので、このシフトの様子を顕微鏡付き高速度カメラで観察することで、光路シフト量とその応答時間を測定した。
【０１３４】
具体的に、電源５０から電極対４に±２０００Ｖ，１００Ｈｚの矩形波電圧を印加し、この矩形波電圧の極性の切り換え時刻から±０．２５ｍｓｅｃの期間に同期して、電源５１から直交電極対１１に＋４０００Ｖ，パルス幅０．５ｍｓｅｃのパルス状電圧を印加しながら、高速度カメラによる観察（時間分解能４０５００フレーム／秒）を行ったところ、シフト量は９μｍ、その移動に要する応答時間は１ｍｓｅｃであった。このとき、開口部を透過して観察される開口パターンＨ（図２０参照）の移動の様子は、僅かに円弧を描くように比較的はっきりと移動していることが観察された。これは、液晶分子５ａが反転するときの回転方向が揃っていること表していると考えられる。
【０１３５】
また、１ｍｓｅｃという応答時間は、僅かな過渡光散乱時間と同一であり、液晶分子５ａの反転時に不必要配向乱れが発生していないと考えられる。したがって、過渡光散乱の少ない光偏向装置が得られたことが判る。
【０１３６】
続いて、上述した実施例に対する比較例について説明する。比較例は、直交電極対１１および電源５１を設置しない以外は、図１６に示す光偏向装置５２の光偏向素子１０とほぼ同様の構成を有する光偏向素子６５を備える光偏向装置を用いた。比較例では、電極対４の印加電圧パターンも実施例と同様にした。
【０１３７】
このような光偏向装置を用いて、図１９に示す測定装置６０を用いて測定を行ったところ、過渡光散乱による漏れ光の検出電圧は０．５ｍＶ、漏れ光の検出時間は２ｍｓｅｃであり、過渡光散乱が顕著に発生していることが判った。
【０１３８】
また、実施例と同様に、高速度カメラによる開口部を透過して観察される開口パターンＨのシフト状態を測定したところ、シフト量は９μｍ、その移動に要する応答時間は１ｍｓｅｃであり、上記実施例と同一であることが判った。しかしながら、開口部を透過して観察される開口パターンＨの移動の様子は、比較的不鮮明であり、ボヤッと広がるような開口パターンＨが観察された。また、移動が終了した後の画像も僅かにぼやけていることが観察された。これは、液晶分子５ａが反転するときの回転方向が不均一であり、大多数の液晶分子５ａが反転し終わった後も、配向が乱れていることを示唆している。
【０１３９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の光偏向装置によれば、基板面の法線方向および光偏向方向に略直交する方向に発生させる電界方向を反転させることにより、スメクチック相を形成する強誘電性液晶分子をスメクチック層内でコーン状の仮想面内を回転運動させて配向方向を反転させ、液晶層の層法線方向に対する光学軸の傾斜方向を切り換えて、入射光に対する出射光路を切り換えるとともに、電界方向の反転により液晶層内の少なくとも一部の液晶分子の配向方向がスメクチック層内でコーン状の仮想面内を回転運動して反転する際に、回転運動する各液晶分子の回転方向を同一方向に制御して、液晶分子の回転方向を揃えることで、回転方向の違いによるドメインの発生を防止して、液晶分子の反転運動に伴って発生する液晶配向状態の乱れ、すなわち、過渡散乱現象を最小限に抑えることができるので、透過率や光利用効率の低減を防止することができる。
【０１４０】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の光偏向装置において、強誘電性液晶分子がコーン状の仮想面内を回転運動して反転する際に、基板面の法線方向および光偏向方向に略直交する方向に直交する一方向に発生させた直交電界によって、回転運動する各液晶分子の回転方向を同一方向に制御することができ、液晶配向方向の反転に伴って発生する過渡散乱現象を実用上確実に低減して、透過率や光利用効率の向上を図ることができる。
【０１４１】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の光偏向装置において、入射光に対する出射光路の切り換えに関わる有効領域となる液晶層の近傍に直交電極対を設けることで、電界発生手段が発生させる電界方向に直交する一方向の直交電界を比較的簡単な構成で発生させることができるので、比較的簡単な構成で、液晶配向方向の反転に伴って発生する過渡散乱現象を低減し、透過率や光利用効率の良い光偏向装置を提供する。
【０１４２】
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の光偏向装置において、直交電界を発生させてから基板面の法線方向および光偏向方向に略直交する方向に電界方向を反転させ、液晶分子の反転が開始する時点で液晶分子に対して回転方向を揃えるような電界を作用させて確実に液晶分子の回転方向を揃えることにより、過渡散乱を防止して透過率や光利用効率の向上を図るとともに、実効的な切り換え時間を短くして光偏向方向の切り換えの高速化を図ることができる。また、電界方向の反転によって開始される液晶分子の配向方向の反転が終了する以前に、直交電界の発生を終了させることで、一旦同一方向に回転運動を開始すれば不要となる直交電界の発生を速やかに終了させ、光偏向位置を正確に制御して、光偏向位置の精度が良い光偏向装置を提供することができる。
【０１４３】
請求項５記載の発明の光偏向装置によれば、第一または第二の光偏向手段からの出射光の偏光面を略直角に回転して第二または第一の光偏向手段に入射させる偏向面回転手段を第一および第二の光偏向手段の近傍に設けることで、光学軸の傾斜方向を２系統に切り換えるとともに、第一、第二の電界反転手段によって発生させる電界方向の位置関係を利用して、第一の電界反転手段による電界方向の反転タイミングに対する第二の電界反転手段による電界方向の反転タイミングを異ならせることで、第一、第二の液晶層に対して第一、第二の電界発生手段が発生させる電界方向に直交する一方向の電界を偏向面回転手段を介して作用させることで、新たな電極対を設けることなく、第一、第二の液晶層内で回転運動する各液晶分子の回転方向を同一方向に制御して液晶分子の回転方向を揃え、回転方向の違いによるドメインの発生を防止して、液晶分子の反転運動に伴って発生する過渡散乱現象を最小限に抑えて、透過率や光利用効率の低減を防止することができる。
【０１４４】
請求項６記載の発明の光偏向方法によれば、電界方向の反転によりスメクチック相を形成する強誘電性液晶分子がスメクチック層内でコーン状の仮想面内で回転運動して配向方向を反転させる際に、回転運動する各液晶分子の回転方向を同一方向に制御して液晶分子の回転方向を揃えることで、回転方向の違いによるドメインの発生を防止して、液晶分子の反転運動に伴って発生する過渡散乱現象を最小限に抑え、透過率や光利用効率の低減を防止することができる。
【０１４５】
請求項７記載の発明によれば、請求項６記載の光偏向方法において、強誘電性液晶分子がコーン状の仮想面内を回転運動して配向方向が反転する際に、基板面の法線方向および光偏向方向と略直交する方向に発生させる電界方向に直交する電界を発生させることにより、回転運動する各液晶分子の回転方向を実際上確実に同一方向に制御して、液晶配向方向の反転に伴って発生する過渡散乱現象を実用上確実に低減して、透過率や光利用効率の向上を図ることができる。
【０１４６】
請求項８記載の発明の画像表示装置によれば、画像フィールドを時間的に分割した複数のサブフィールド単位で画像表示素子が表示する画像を照明手段によって照明することにより各画素から出射される出射光の光路を、光偏向装置によってサブフィールド毎に偏向することで、光学装置によって観察される画像パターンを実際の画素数よりも見掛け上増倍して表示画像を高精細化するとともに、請求項１ないし５のいずれか一に記載の光偏向装置を用いることで、過渡散乱現象が低減され、透過率やＭＴＦの低下を抑制し、表示に利用できる時間を長くして光利用効率の高い画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態の光偏向装置を示す斜視図である。
【図２】光偏向素子の液晶層における電界方向と液晶分子の傾斜方向との関係を示す模式図である。
【図３】液晶層における液晶分子の状態を説明する斜視図である。
【図４】液晶分子の一端が仮想的なコーン状の面内を回転運動する様子を二次元的に説明する模式図である。
【図５】光偏向素子内の液晶分子の傾斜状態を示した模式図である。
【図６】垂直配向膜のラビング方向を説明する水平断面図である。
【図７】（ａ）は本発明の第二の実施の形態の光偏向素子を示す水平断面図、（ｂ），（ｃ）はその縦断面図である。
【図８】本発明の第三の実施の形態の光偏向装置の光偏向素子を示す斜視図である。
【図９】光偏向素子の液晶層における電界方向と液晶分子の傾斜方向との関係を示す模式図である。
【図１０】別の実施の形態の光偏向素子の液晶層における電界方向と液晶分子の傾斜方向との関係を示す模式図である。
【図１１】また、別の実施の形態の光偏向装置の光偏向素子を示す斜視図である。
【図１２】さらに、別の実施の形態の光偏向装置の光偏向素子を示す斜視図である。
【図１３】本発明の第四の実施の形態の光偏向装置を示し、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその分解斜視図である。
【図１４】各電極対に対する電圧印加のタイミングを説明するタイミングチャートである。
【図１５】光偏向動作により観察される照明領域の移動状態を示す説明図である。
【図１６】本発明の第五の実施の形態の光偏向素子の光偏光素子が備える各電極対に対する電圧印加のタイミングを説明するタイミングチャートである。
【図１７】本発明の第六の実施の形態の画像表示装置を示す概略図である。
【図１８】実施例の光偏向素子を説明する説明図である。
【図１９】測定装置を示す概略図である。
【図２０】開口パターンの移動状態を示す説明図である。
【符号の説明】
２　　　電界反転手段
３　　　基板
５　　　液晶層
５ａ　　第一の液晶層
５ｂ　　第二の液晶層
１１　　　直交電極対
２０ａ　　第一の光偏向手段
２０ｂ　　第二の光偏向手段
２１　　　偏光面回転手段
３０　　　画像表示装置
３１　　　照明手段
３５　　　画像表示素子
３６　　　光学装置
３９　　　光偏向装置
４０　　　表示駆動手段
【図１】
2004029414.tif 000003
【図２】
2004029414.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2004029414.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2004029414.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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