(57)【要約】【課題】表示媒体に表示される画像の収差に起因する画質劣化が抑制される表示装置を提供する。【解決手段】表示装置１０においては、光照射部４２と表示媒体１１との間に焦点可変レンズ４６及び焦点可変レンズ４６を駆動する駆動部４８を設け、制御部３８の制御によって、光照射部４２の光源４３から表示媒体１１へ照射される書込光５０を、表示媒体１１の複数の光導電層２２Ａ、光導電層２２Ｂ、及び光導電層２２Ｃの内の何れかへ集束させるように調整する。このため、表示媒体１１に表示される画像の収差に起因する画質劣化が抑制される。【選択図】図２
2009192931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極と、一対の電極間に設けられ、予め定められた波長領域の光を吸収することにより該光の強度分布に応じた電気的特性分布を示す光導電層と、前記一対の電極に印加された電圧による前記光導電層の電気的特性分布に応じて分布した分圧が印加され、該分圧に応じた光学的特性分布による画像を表示する表示層と、を含んだ表示素子が複数積層され、前記複数の表示素子に含まれる前記光導電層の各々が特定の波長領域の光を吸収する表示媒体に対し、前記複数の表示素子各々に含まれる前記一対の電極に電圧を印加する第1の電圧印加手段と、
前記複数の光導電層の吸収波長領域を含む波長領域の光を前記表示媒体へ照射する光源と、
前記光源と前記表示媒体との間に設けられ、前記光源から照射された光が入射されると共に、印加された電圧に応じて入射された光の焦点を変更する焦点可変レンズと、
前記焦点可変レンズに電圧を印加する第２の電圧印加手段と、
前記複数の表示素子の少なくとも１つに含まれる前記一対の電極に電圧を印加するように前記第1の電圧印加手段を制御し、画像データに基づいて該電圧の印加された表示素子の光導電層に前記光源から照射された光が集束するように前記第２の電圧印加手段を制御すると共に、該画像データに基づいた強度の光が照射されるように該光源を制御する制御手段と、
を備えた表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータの普及、インターネットを始めとする情報化社会の発達により、電子情報の一時的な閲覧を目的とする、いわゆる短寿命文書としての紙の消費は、益々増加する傾向にあり、森林資源保護などの地球環境保全や事務環境改善などの理由から、紙に代わる書き換え可能な表示媒体の実現が望まれている。
【０００３】
そこで、無電源でのメモリ性を有し、且つ外部装置によって短時間で画像を書き換えることができる紙に代わる表示媒体として、コレステリック液晶と、電場下で光照射されることで内部光電効果による自由電子の移動が発生する光導電体と、を用いた表示媒体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１には、光導電層と表示層とを組み合わせた表示媒体として、フィルム等の一対の基板上に形成された電極と電極との間に、光導電層と、表示層と、が積層された表示素子が複数積層されて構成されている。この表示媒体においては、書込光を光導電層に照射されることによって表示媒体の表示層への書込みがなされ、表示層に読出光を照射することによって表示層に書込まれた画像が読み取られる。
【０００５】
複数の光導電層は、特定の波長領域の光を吸収する特性を有しており、各光導電層の光吸収領域内の波長領域の光が照射されることで、抵抗値が変化する性質を有している。ここで、目的とする色に発色される表示層を挟むように設けられている一対の電極間に電圧が印加されると、この電極間に設けられた表示層及び光導電層にはそれぞれの分圧が印加される。この分圧が印加された状態で、この光導電層の光吸収波長領域の波長領域の光を書込光として照射することによって、該光導電層が照射された光を吸収して、書込光に応じて光導電層の抵抗分布が変化する。このように、目的とする光導電層の光吸収波長領域の波長領域の書込光を照射することにより、この光導電層と同じ電極間に設けられている表示層に印加される分圧が変化する。表示層に印加される電圧分布が変化すると、液晶の配向分布が変化して光学的特性分布が変化するので、照射された書込光に応じた画像が表示層に記録される。
【０００６】
特許文献１の技術によれば、特定の光吸収波長領域を有する光導電層各々の光吸収波長領域内の波長領域の光を表示媒体に照射するために、各光導電層の光吸収波長領域の波長の光を光源から表示媒体へ照射している。
【０００７】
ここで、表示媒体に照射される光は、多くの場合拡散性を有することから、表示媒体に表示する画像の光学模様を光導電層上に露光することが困難な場合があり解像度の低下が懸念されることから、特許文献２の技術では、１つの表示素子からなる表示媒体の１つの光導電層に、二次元画像を所定の位置に結像させる二次元レンズアレイを介して、二次元画像の光学模様を露光している。この特許文献２の技術によれば、二次元レンズアレイを透過した光が表示素子の１つの光導電層に集光されて、１つの光導電層に光学模様が結像される。
【特許文献１】特開２００７−０３３６７７号公報
【特許文献２】特開２００２−３１８３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、複数の光導電層を有する表示媒体へ画像を表示する表示装置において、表示媒体に表示される画像の収差に起因する画質劣化が抑制される表示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】
【０００９】
上記課題は、以下の本発明により達成される。すなわち、
【００１０】
請求項１に係る発明は、一対の電極と、一対の電極間に設けられ、予め定められた波長領域の光を吸収することにより該光の強度分布に応じた電気的特性分布を示す光導電層と、前記一対の電極に印加された電圧による前記光導電層の電気的特性分布に応じて分布した分圧が印加され、該分圧に応じた光学的特性分布による画像を表示する表示層と、を含んだ表示素子が複数積層され、前記複数の表示素子に含まれる前記光導電層の各々が特定の波長領域の光を吸収する表示媒体に対し、前記複数の表示素子各々に含まれる前記一対の電極に電圧を印加する第1の電圧印加手段と、前記複数の光導電層の吸収波長領域を含む波長領域の光を前記表示媒体へ照射する光源と、前記光源と前記表示媒体との間に設けられ、前記光源から照射された光が入射されると共に、印加された電圧に応じて入射された光の焦点を変更する焦点可変レンズと、前記焦点可変レンズに電圧を印加する第２の電圧印加手段と、前記複数の表示素子の少なくとも１つに含まれる前記一対の電極に電圧を印加するように前記第1の電圧印加手段を制御し、画像データに基づいて該電圧の印加された表示素子の光導電層に前記光源から照射された光が集束するように前記第２の電圧印加手段を制御すると共に、該画像データに基づいた強度の光が照射されるように該光源を制御する制御手段と、を備えた表示装置である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、本発明における焦点可変レンズの設けられていない構成である場合に比べて、表示媒体に表示される画像の収差に起因する画質劣化が抑制されるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の表示装置及び書込方法の一の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１３】
図１に示すように、本実施の形態の形態に係る表示装置１０は、表示媒体１１に表示する対象となる画像を該表示媒体１１へ書き込む装置である。
【００１４】
表示媒体１１は、基板１２と基板１８との間に、基板１４及び基板１６を介して複数の表示素子３０が積層されて構成されている。本実施の形態では、表示媒体１１には、複数の表示素子３０として、３層の表示素子（表示素子３０Ａ、表示素子３０Ｂ、及び表示素子３０Ｃ）が積層されて構成されている場合を説明するが、積層される表示素子の数は３層に限られるものではなく、２層、または４層以上が積層された構成であってもよい。
【００１５】
表示素子３０Ａは、電極１８Ａと電極１９Ａとの間に、光導電層２２Ａ、及び表示層２０Ａが積層されて構成されている。表示素子３０Ｂは、電極１８Ｂと電極１９Ｂとの間に、光導電層２２Ｂ、及び表示層２０Ｂが積層されて構成されている。表示素子３０Ｃは、電極１８Ｃと電極１９Ｃとの間に、光導電層２２Ｃ、及び表示層２０Ｃが積層されて構成されている。
【００１６】
なお、本実施の形態では、各表示素子３０Ａ、表示素子３０Ｂ、及び表示素子３０Ｃには、各々１層の表示層（表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃ）が設けられている場合を説明するが、２層の表示層が設けられた構成であってもよく、また３層以上の表示層が設けられた構成であってもよい。
【００１７】
なお、表示装置１０が、本発明の表示装置に相当し、表示媒体１１が、本発明の表示装置における表示媒体に相当する。また、光導電層２２Ａ、光導電層２２Ｂ、及び光導電層２２Ｃが本発明の表示装置における表示媒体の光導電層に相当し、表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃが、本発明の表示装置の表示層に相当する。また、電極１８Ａ及び電極１９Ａ、電極１８Ｂ及び電極１９Ｂ、及び電極１８Ｃ及び電極１９Ｃが、本発明の表示装置における表示媒体の一対の電極に相当し、後述する電圧印加部４０が第1の電圧印加手段に相当する。
【００１８】
基板１２、基板１４、基板１６、及び基板１８は、各々絶縁性（体積抵抗で１０１２Ωｃｍ以上、以下これに準ずる）を有している。また、基板１２、基板１４、基板１６、及び基板１８各々は、透明とされている。なお、本実施の形態において、透明とは、波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の光の８０％以上を透過する性質を示している。
【００１９】
これらの基板１２、基板１４、基板１６、及び基板１８各々には、必要に応じて、その表面に、液晶配向層、耐摩耗層、ガスの混入を防止するバリア層など公知の機能性膜を形成してもよい。
【００２０】
基板１２、基板１５、基板１６、及び基板１８は、ガラス及びシリコン等の無機シート、またはポリエチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、及びポリエチレンナフタレート等の高分子フィルムを用いて構成される。基板１２、基板１４、基板１６、及び基板１８の厚みは、０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。
【００２１】
電極１８Ａ及び電極１９Ａ、電極１８Ｂ及び電極１９Ｂ、及び電極１８Ｃ及び電極１９Ｃの各々は、各基板の面方向を覆うように設けられた所謂、ベタ電極として構成されている。なお、本実施の形態では、電極１８Ａ及び電極１９Ａ、電極１８Ｂ及び電極１９Ｂ、及び電極１８Ｃ及び電極１９Ｃの各々は、ベタ電極として構成されている場合を説明するが、部分分割された構造であってもよい。
【００２２】
電極１８Ａ、電極１９Ａ、電極１８Ｂ、電極１９Ｂ、電極１８Ｃ、及び電極１９Ｃは、導電性（体積抵抗で２０００Ωｃｍ以下、以下これに準ずる）を有すると共に、透光性を有している。
【００２３】
電極１８Ａ、電極１９Ａ、電極１８Ｂ、電極１９Ｂ、電極１８Ｃ、及び電極１９Ｃには、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）が用いられる。なお、本実施の形態では、電極１８Ａ、電極１９Ａ、電極１８Ｂ、電極１９Ｂ、電極１８Ｃ、及び電極１９ＣにＩＴＯを用いる場合を説明するが、ＩＴＯ以外にも、Ａｕなどの金属膜、ＳｎＯ2、ＺｎＯなど酸化物、ポリピロールなどの導電性高分子の膜などの電気導電体が用いられる。また、本実施の形態の電極１８Ａは基板１２上にスパッタリングされ、電極１９Ａ及び電極１８Ｂは基板１４の両面に各々スパッタリングされ、電極１９Ｂ及び電極１８Ｃは基板１６の両面に各々スパッタリングされ、電極１９Ｃは基板１８にスパッタリングされて形成されているものとして説明するが、必ずしもスパッタリングによる必要はなく、印刷、ＣＶＤ、蒸着などにより形成されていてもよい。
【００２４】
光導電層２２Ａ、光導電層２２Ｂ、及び光導電層２２Ｃは、照射された光に対して特定の吸収波長領域を有しており、電場下で吸収波長領域の波長領域の光を照射されると、内部光電効果による自由電子の移動が発生し、光の強度に応じて抵抗値が小さくなる性質を有する。なお、これらの光導電層２２Ａ、光導電層２２Ｂ、及び光導電層２２Ｃの光の吸収波長領域は、Jこと成っていても良いし、同じであってもよい。
【００２５】
これらの光導電層２２Ａ、光導電層２２Ｂ、及び光導電層２２Ｃとしては、（ａ）無機半導体材料として、アモルファス・シリコンや、ＺｎＳｅ、ＣｄＳなどの化合物半導体により構成される層、（ｂ）有機半導体材料として、アントラセン、ポリビニルカルバゾールなどにより構成される層、（ｃ）光照射によって電荷を発生する電荷発生材料及び電界によって電荷移動を生ずる電荷輸送材料の混合物や積層体により構成される層などが挙げられる。
【００２６】
光導電層２２Ａ、光導電層２２Ｂ、及び光導電層２２Ｃは、ａ−Ｓｉ：Ｈ、ａ−Ｓｅ、Ｔｅ−Ｓｅ、Ａｓ2Ｓｅ3、ＣｄＳｅ、ＣｄＳなどの無機光導電体、あるいはアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、キナクリドン顔料、ピロロピロール顔料、インジゴ顔料などの電荷発生材料とアリールアミン、ヒドラゾン、トリフェニルメタン、ＰＶＫなどの電荷輸送材料とを組合せた有機光導電体などにより構成される。
【００２７】
ここで、光導電層２２Ａ、光導電層２２Ｂ、及び光導電層２２Ｃは、上述のように、内部光電効果を有し、照射された光の強度に応じて抵抗値が変化することから、交流駆動が可能であり、且つ照射された光に対して対象駆動することが好ましく、この観点から、光導電層２２Ａ、光導電層２２Ｂ、及び光導電層２２Ｃは、図示は省略するが、各々、電荷輸送層（ＣＴＬ）を上下から挟むように一対の電荷発生層（ＣＧＬ）及び電荷発生層の積層された３層構造であることが好ましい。
【００２８】
これらの電荷発生層は、表示装置１０から書込みのために照射される書込光（詳細後述）を吸収して自由電子を発生させる機能を有する層である。
各電荷発生層としては、後述する書込光に含まれる波長であって、互いに他の光導電層（光導電層２２Ａ、光導電層２２Ｂ、または光導電層２２Ｃ）の電荷発生層と同様の特定波長の光を吸収して励起子を発生させてもよく、また互いに異なってもよい。また、電荷発生層の内部、または電荷輸送層との界面で自由電子に効率良く分離させられるものが好ましい。
【００２９】
電荷発生層各々を構成する電荷発生材料としては、例えば、ペリレン系、フタロシアニン系、ビスアゾ系、ジチオピトケロピロール系、スクワリリウム系、アズレニウム系、チアピリリウム・ポリカーボネート系化合物などが挙げられる。
【００３０】
上記電荷輸送層を構成する電荷輸送材料としては、例えば、トリニトロフルオレン系、ポリビニルカルバゾール系、オキサジアゾール系、ピラリゾン系、ヒドラゾン系、スチルベン系、トリフェニルアミン系、トリフェニルメタン系、ジアミン系化合物や、ＬｉＣｌＯ4を添加したポリビニルアルコ−ルやポリエチレンオキシド等が、また電荷発生材と電荷輸送材との複合体として、積層体、混合物、マイクロカプセルなど、が利用される。
【００３１】
なお、光導電層２２Ａ、光導電層２２Ｂ、及び光導電層２２Ｃの層厚は１μｍ以上１００μｍ以下の範囲で用い、書込光の照射時と書込光の非照射時の抵抗比は大きい方が望ましい。
【００３２】
表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃ各々は、電場によって特定の色の光の選択反射及び透過状態を変調する機能を有し、且つ選択した状態が無電場で保持される性質の層である。表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃが各々電場によって特定の色の光の選択反射状態にあるときには、入射光のうち互いに異なる色の光を選択反射する。なお、表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃ各々は、曲げや圧力などの外力に対して変形しない構造であることが望ましい。
【００３３】
なお、同一の表示素子に複数の表示層が設けられた構成である場合には、互いに異なる電場、すなわち異なる値の電圧が印加されることによって、透過状態から選択反射状態への変調が生じるように構成すればよい。例えば、同じ表示素子に表示層２０Ａ及び表示層２０Ｂが設けられた構成である場合には、互いに異なる電圧以上の電圧が印加されたときに透過状態から選択反射状態への変調が生じ、色相が変化するように予め調整すればよい。
【００３４】
表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃ各々には、カイラルネマチック液晶（コレステリック液晶）をゼラチンバインダー（高分子マトリックス）中に分散させたＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）構造が用いられる。なお、本実施の形態では、表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃ各々がＰＤＬＣ構造を採用する場合を説明するが、この構造に限ることなく、コレステリック液晶を、リブを介し電極間距離を固定したセルに配置する方式やカプセル液晶化することにより実現してもよい。また、液晶もコレステリック液晶に限ることなく、スメクチックＡ液晶、ネマチック液晶、ディスコティック液晶などが利用される。
【００３５】
これらの表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃ各々の、光の選択反射状態にあるときにおける選択反射波長領域（表示色波長領域）は互いに異なっている。例えば、表示層２０Ａは、Ｂ（ブルー）色の光を選択反射するコレステリック液晶により構成され、表示層２０Ｂは、Ｇ（グリーン）色の光を選択反射するコレステリック液晶により構成され、表示層２０Ｃは、Ｒ（レッド）の色を選択反射するコレステリック液晶により構成されている。
【００３６】
これらの表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃ各々の反射波長領域（表示色波長領域）は、例えば、液晶としてコレステリック液晶を用いる場合には、該コレステリック液晶の螺旋ピッチにより調整される。コレステリック液晶の螺旋ピッチは、ネマチック液晶に対するカイラル剤の添加量で調整される。また、コレステリック液晶の螺旋ピッチの温度依存性を補償するために、捩じれ方向が異なる、または逆の温度依存性を示す複数のカイラル剤を添加する公知の手法を用いてもよい。
なお、液晶の光学的特性変化を補助する補助部材として、偏光板、位相差板、反射板などの受動光学部品と併用したり、液晶中に２色性色素を添加したりしてもよい。
【００３７】
なお、各表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃ各々の層厚は通常１μｍ以上１００μｍ以下の範囲として用いることが望ましい。
【００３８】
表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃ各々に含まれる液晶材料としては、シアノビフェニル系、フェニルシクロヘキシル系、フェニルベンゾエート系、シクロヘキシルベンゾエート系、アゾメチン系、アゾベンゼン系、ピリミジン系、ジオキサン系、シクロヘキシルシクロヘキサン系、スチルベン系、トラン系など公知の液晶組成物が利用される。液晶材料には２色性色素などの色素、粒子などの添加剤を加えてもよく、高分子マトリクス中に分散したものや、高分子ゲル化したものや、マイクロカプセル化したものでもよい。また、液晶は高分子、中分子、低分子のいずれでもよく、またこれらの混合物でもよい。
【００３９】
なお、基板１８及び電極１９Ｃは、光照射部（詳細後述）から照射される、光導電層２２Ｃ、光導電層２２Ｂ、及び光導電層２２Ｃの光吸収波長の波長を含む光についても透過する材料により構成されている。また、電極１８Ｃ、基板１６、及び電極１９Ｂは、光照射部（詳細後述）から照射される、光導電層２２Ｂ及び光導電層２２Ａの光吸収波長の波長を含む光についても透過する材料により構成されている。さらに、電極１８Ｂ、基板１４、及び電極１９Ａは、光照射部（詳細後述）から照射される、光導電層２２Ａの光吸収波長の波長を含む光についても透過する材料により構成されている。
【００４０】
次に、上記表示媒体１１に画像を書込む表示装置１０について説明する。
【００４１】
図１に示すように、表示装置１０は、光照射部４２、制御部３８、電圧印加部４０、及び焦点調整部４４を含んで構成されている。光照射部４２、電圧印加部４０、及び焦点調整部４４は、制御部３８に信号授受可能に接続されている。
【００４２】
光照射部４２は、複数の光源４３が、表示媒体１１に表示される画像の各画素に対応する位置に光を照射可能に設けられている。焦点調整部４４は、光照射部４２と表示媒体１１との間に設けられ、複数の焦点可変レンズ４６及び駆動部４８が、光照射部４２に設けられた複数の光源４３各々に対応して設けられている。
【００４３】
なお、光照射部４２の複数の光源４３が、本発明の表示装置の光源に相当し、焦点調整部４４に設けられた焦点可変レンズ４６が本発明の表示装置の焦点可変レンズに相当し、焦点調整部４４に設けられた駆動部４８が、本発明の表示装置の第２の電圧印加手段に相当し、制御部３８が、本発明の表示装置の制御手段に相当する。
【００４４】
制御部３８は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）を含むマイクロコンピュータとして構成されており、表示装置１０内の装置各部を制御する。
【００４５】
電圧印加部４０は、電圧印加部４０Ａ、電圧印加部４０Ｂ、及び電圧印加部４０Ｃを含んで構成されている。電圧印加部４０Ａは、表示媒体１１の表示素子３０Ａの電極１８Ａ及び電極１９Ａに信号授受可能に接続されており、電極１８Ａ及び電極１９Ａに電圧を印加する。電圧印加部４０Ｂは、表示媒体１１の表示素子３０Ｂの電極１８Ｂ及び電極１９Ｂに信号授受可能に接続されており、電極１８Ｂ及び電極１９Ｂに電圧を印加する。電圧印加部４０Ｃは、表示媒体１１の表示素子３０Ｃの電極１８Ｃ及び電極１９Ｃに信号授受可能に接続されており、電極１８Ｃ及び電極１９Ｃに電圧を印加する。
【００４６】
表示装置１０には、表示媒体１１を装着するためのスロット（図示省略）が設けられており、このスロット（図示省略）に表示媒体１１が装着されることで、スロット（図示省略）に設けられたコネクタ（図示省略）等を介して表示媒体１１の電極１８Ａ及び電極１９Ａが電圧印加部４０Ａに電気的に接続され、電極１８Ｂ及び電極１９Ｂが電圧印加部４０Ｂに電気的に接続され、表示媒体１１の電極１８Ｃ及び電極１９Ｃが電圧印加部４０Ｃに電気的に接続されるように構成されている。
また、表示媒体１１が表示装置１０の図示を省略するスロットに装着されると、光照射部４２は、表示媒体１１の基板１８側から基板１２側へ向かって書込光５０を照射可能な状態となる。
【００４７】
電圧印加部４０は、制御部３８から入力された信号に基づいた電圧値の電圧を該信号に基づいた電圧印加時間、電圧印加部４０Ａ、電圧印加部４０Ｂ、及び電圧印加部４０Ｂから各電極（電極１８Ａ及び電極１９Ａ、電極１８Ｂ及び電極１９Ｂ、または電極１８Ｃ及び電極１９Ｃ）に選択的に印加可能に構成されていればよいが、より速い速度表示を行う観点から、ＡＣ出力が可能であり且つ高いスルーレートを有することが好ましい。電圧印加部４０としては、例えば、バイポーラ高電圧アンプなどが用いられる。
【００４８】
光照射部４２は、書込光５０を表示媒体１１内の複数の光導電層（光導電層２２Ａ、光導電層２２Ｂ、及び光導電層２２Ｃ）へ向かって照射する複数の光源４３を含んで構成されている。これらの複数の光源４３は、本実施の形態では、同じの波長領域の光を書込光５０として出射する１種類の光源であるとして説明する。これらの光源４３は、制御部３８の制御によって照射する光の強度を調整可能に構成されている。
【００４９】
本実施の形態においては、これらの複数の光源４３は、表示媒体１１に画像が表示されたときの該画像の各画素に対応して設けられているとして説明する。
【００５０】
ここで、本実施の形態では、上述のように、光源４３から出射される光の波長領域は、表示媒体１１に含まれる複数の光導電層全て（光導電層２２Ａ、光導電層２２Ｂ、及び光導電層２２Ｃ）の光吸収波長領域を含んでいる。なお、本願で言う「光導電層の光吸収波長領域を含む」とは、光導電層が吸収する全ての波長領域を網羅的に含まなければならないということではなく、当該光導電層が吸収する波長領域の少なくとも一部の光を含んでいれば良いことを示す。換言すれば、光導電層が電気的特性分布を形成するのに必要な波長領域の光を含んでいれば、必ずしも全吸収波長領域の光を含まなくても良い、ということである。例えば、光源４３各々から出射される光の波長は、光導電層２２Ａ、光導電層２２Ｂ、及び光導電層２２Ｃの各々の最大吸収強度に対応する波長領域を含むことが好ましい。
【００５１】
上記光源４３としては、例えば、蛍光灯、ハロゲンランプ、キセノンランプ、水銀ランプ、ＬＥＤ、無機ＥＬ、有機ＥＬ、レーザー等が用いられる。
【００５２】
光源４３としてＬＥＤを用いた場合には、本技術を用いない場合に比べて光源による輝度ムラが抑制されるとともに、表示媒体１１と表示装置１０との距離を短くすることができ、表示装置１０の薄型化が図れる。
【００５３】
焦点調整部４４は、制御部３８の制御によって、光照射部４２から表示媒体１１へ照射される書込光を、表示媒体１１の複数の光導電層２２Ａ、光導電層２２Ｂ、及び光導電層２２Ｃの内の何れかへ集束させるように焦点を調整する。
【００５４】
焦点調整部４４は、光照射部４２と表示媒体１１との間に設けられ、複数の焦点可変レンズ４６及び駆動部４８が、光照射部４２に設けられた複数の光源４３各々に対応して設けられている。駆動部４８は、制御部３８に信号授受可能に接続されており、制御部３８の制御によって焦点可変レンズ４６へ電圧を印加する。
【００５５】
なお、本実施の形態では、複数の光源４３、複数の焦点可変レンズ４６、及び複数の駆動部４８は、表示媒体１１に画像が表示されたときの該画像の各画素に対応して１つずつ設けられているとして説明する。
【００５６】
焦点可変レンズ４６は、光源４３から照射された書込光５０が入射される。この焦点可変レンズ４６へ入射された書込光５０は、表示媒体１１の基板１８側から基板１２側へ向かって照射される。
この焦点可変レンズ４６は、駆動部４８から印加された電圧の電圧値に応じてレンズ形状が変化するように構成されている。このため、光源４３から照射された書込光５０は、表示媒体１１の厚み方向（基板１８側から基板１２側へ向かう方向）の内の、駆動部４８から印加された電圧の電圧値に応じた位置に集束する。
【００５７】
この焦点可変レンズ４６としては、入射された光の焦点を調整可能な構成であればどのような構成であってもよいが、例えば、弾力性を有すると共に透明なゴム膜で形成されたレンズ内に液体を注入または排水して凸レンズから凹レンズまで形状を変更させることで自在に焦点を調整可能な形態や、一方が孔を有する一対の電極間に電圧により配向状態の変化する液晶層を設けて該電極間に電圧を印加することにより焦点位置を調整する液晶レンズや、液圧の変化によって一方または両方のレンズ表面が変化することによって焦点位置を調整する液体充填焦点可変レンズ、及び絶縁性液体をレンズとして用いた液体レンズ等が挙げられる。
【００５８】
絶縁性液体をレンズとして用いた形態の場合には、例えば、図２（Ａ）に示すように、焦点可変レンズ４６は、透明で且つ絶縁性の基板４９を、表示媒体１１側に設けられた空隙５１を介して透明な絶縁性膜からなる筐体４７によって覆った構成とされている。
【００５９】
この基板４９には、光源４３から射出される書込光５０の光軸を中心とする円錐状の孔部４７Ａが設けられている。この孔部４７Ａは、光源４３側に向かって縮小する円錐状に形成されており、光源４３に最も近い側を、書込光５０の入射口とされている。
【００６０】
孔部４７Ａ内には、透明な絶縁性液体４６Ｂが充填されており、孔部４７Ａの表示媒体１１に最も近い領域には、一対の電極４６Ｃが互いに向かい合うように設けられている。これらの一対の電極４６Ｃは、駆動部４８に電気的に接続されている。このため、焦点可変レンズ４６は、制御部３８の制御によって駆動部４８から一対の電極４６Ｃ間へ電圧を印加可能に構成されている。一方、空隙５１内には、透明な導電性液体４６Ａが充填されている。なお、本実施の形態において、導電性とは、体積抵抗率で１０１０Ωｃｍ以下を示している。
【００６１】
これらの導電性液体４６Ａ及び絶縁性液体４６Ｂは、共に透明であり、互いに混合することなく異なる屈折率を有し、ほぼ等しい密度の値を有している。基板４９の、上記空隙４６Ａとの界面となる領域は、絶縁性液体４６Ｂに対して疎水性の性質を有するように表面処理されていることが好ましい。このように表面処理されていることによって、絶縁性液体４６Ｂが孔部４７Ａから外部へあふれ出ることが抑制される。
【００６２】
導電性液体４６Ａ及び絶縁性液体４６Ｂとしては、上記条件を満たせばどのような液体であってもよいが、具体的には、導電性液体４６Ａとしては、水が挙げられるが、電気伝導度を高める目的で、支持電解質を添加することが好ましい。支持電解質としては、塩化カリウム、塩化ナトリウム、テトラメチルアンモニウムパークロレート、テトラブチルアンモニウムヘキサフルオロフォスフェイト等が挙げられる。また、メチルアルコール、エタノール、イオン液体等が挙げられる。、絶縁性液体４６Ｂとしては、有機溶媒が挙げられる。有機溶媒としては、炭化水素（ヘキサン、ヘプタン、ペンタン、オクタン、アイソパー等）、炭化水素系芳香族化合物（ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン）、エーテル系化合物（ジフルエーテル、アニソール、ジフェニルエーテル）、シリコンオイル等が挙げられる。
【００６３】
この焦点可変レンズ４６の一対の電極４６Ｃへ駆動部４８から電圧を印加されると、印加された電圧の電圧値に応じて、導電性液体４６Ａが一対の電極４６Ｃの各々側へ集まろうとし、この導電性液体４６Ａの電極４６Ｃへ集まろうとする力によって孔部４７Ａ内の絶縁性液体４６Ｂが空隙５１側へと押し出される（図２（Ｂ）、図２（Ｃ）、図２（Ｄ）参照）。これによって、絶縁性液体４６Ｂが表示媒体１１側へと突出したレンズ形状となる。
【００６４】
そして、この一対の電極４６Ｃへ印加される電圧の電圧値を変化させることによって、この導電性液体４６Ａによって形成されたレンズの形状が変化し、このレンズの形状の変化によって、焦点可変レンズ４６へ入射された書込光５０の焦点位置が、より焦点可変レンズ４６に近い側から遠い側へ、または該遠い側から近い側へと調整される（図２（Ｂ）、図２（Ｃ）、図２（Ｄ）参照）。
【００６５】
このようにして、焦点調整部４４は、制御部３８の制御によって、光照射部４２から表示媒体１１へ照射される書込光５０を、表示媒体１１の複数の光導電層２２Ａ、光導電層２２Ｂ、及び光導電層２２Ｃの内の何れかへ集束させるように焦点を調整可能に構成されている。
【００６６】
次に、表示装置１０における表示媒体１１への書込み処理を説明する。なお、本実施の形態では、説明を簡略化するために、制御部３８には、表示媒体１１に表示する画像の画像データが予め上記ＲＡＭ等に記憶されているとして説明する。また、制御部３８のＲＯＭには、図３に示す処理ルーチンを実行するためのプログラムが予め記憶されているとし、表示装置１０に電力が供給されると、該プログラムが読み出されるとして説明する。
また、制御部３８のＲＯＭには、光源４３から照射される書込光５０を光導電層２２Ａへ集束させるために駆動部４８へ印加する電圧の電圧値、書込光５０を光導電層２２Ｂへ集束させるために駆動部４８へ印加する電圧の電圧値、及び書込光５０を光導電層２２Ｃへ集束させるために駆動部４８へ印加する電圧の電圧値を示す情報が予め記憶されているとする。この電圧値は、表示装置１０において予め測定して記憶しておけばよい。
【００６７】
本実施の形態の表示装置１０の制御部３８では、表示装置１０に表示媒体１１が装着されると共に、図示を省略する指示スイッチが操作される等によって、表示媒体１１への画像表示を示す指示信号が入力されると、図３に示す処理ルーチンを実行し、ステップ１００へ進む。
【００６８】
ステップ１００では、ＲＡＭに記憶されている画像データを読取り、次のステップ１０２において、表示媒体１１に該画像データの画像を表示したときの該画像の各画素の色を示す情報に基づいて、画素毎に、光導電層２２Ａ、光導電層２２Ｂ、及び光導電層２２Ｃの内の書込光５０を照射する対象の光導電層へ書込光５０が集束するように駆動部４８へ印加する電圧の電圧値を導出すると共に、画素毎に、対応する光源４３から照射する光の強度を示す光強度情報を導出し、さらに、電圧印加部４０から電圧を印加する電極対を求める。なお、電圧印加部４０から電圧を印加する電極対とは、電極１８Ａ及び電極１９Ａの電極対、電極１８Ｂ及び電極１９Ｂの電極対、及び電極１８Ｃ及び電極１９Ｃの電極対の内の少なくとも１つについて画像データに基づいて選択的に印加してもよいし、画像データに拘わらず、全ての電極対に電圧を印加してもよい。
【００６９】
この電圧値の導出は、表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃの内の、各画素の色を表示媒体１１において表示するために必要な表示層を導出すると共に、導出した表示層と同じ表示素子内に積層された光導電層（光導電層２２Ａ、光導電層２２Ｂ、及び光導電層２２Ｃ）を、書込光５０を集束させる対象となる光導電層として定め、この光導電層に対応する電圧値をＲＯＭから読み取ればよい。これによって、書込光５０を照射する対象の光導電層へ書込光５０が集束するように駆動部４８へ印加する電圧の電圧値が導出される。
【００７０】
各画素の色を表示媒体１１において表示するために必要な表示層の導出は、例えば、各画素の色として赤色を表示するためには、表示層として赤色を表示可能な表示層２０Ｃを選択し、画素の色として緑色を表示するためには、表示層として緑色を表示可能な表示層２０Ｂを選択し、青色を表示するためには、表示層として青色を表示可能な表示層２０Ａを選択すればよい。
【００７１】
なお、上記「導出した表示層と同じ表示素子内に積層された光導電層」とは、詳細には、導出した表示層に電圧を印加可能な電極対の間に積層された光導電層を示している。例えば、導出した表示層が表示層２０Ａである場合には、表示層２０Ａに電圧を印加可能な電極対である電極１８Ａ及び電極１９Ａの間に積層されている光導電層２２Ａが、書込光５０を集束させる対象となる光導電層として定められる。
【００７２】
ステップ１０２の処理によって、表示媒体１１に表示される対象の画像の画素毎に、各画素に対応する焦点可変レンズ４６を駆動する駆動部４８に印加する電圧の電圧値が演算される。ステップ１０２の処理によって、例えば、特定の画素に赤色を表示する場合には、該特定の画素に対応する領域に書込光５０を照射する光源４３から照射される書込光５０の焦点を調整する焦点可変レンズ４６に入射された書込光５０が、赤色を表示する表示層である表示層２０Ｃに積層された光導電層２２Ｃに集束されるように、駆動部４８から焦点可変レンズ４６に印加する電圧の電圧値が求められる。
【００７３】
また、ステップ１０２の処理によって、表示媒体１１に表示される対象の画像の表示層毎に、電圧印加部４０から電圧を印加する対象となる電極対が選択されると共に、選択された電極対に印加する電圧の電圧値が各表示層の電気特性に応じて定められる。
【００７４】
また、ステップ１０２の処理によって、表示媒体１１に表示される画像の画像データに基づいて、該画像の各画素の濃度に応じた強度の書込光５０が照射されるように、各画素に対応する光源４３から照射される書込光５０の強度を示す光強度情報が導出される。この光強度情報の導出は、例えば、予め各画素の濃度に対応する光強度情報を記憶しておいて、画像データの各画素の濃度に対応する光強度情報を読み取ることによって導出すればよいが、このような方法には限られず、例えば、予め記憶した算出式から求めても良い。
【００７５】
なお、上記「電圧印加部４０から電圧を印加する対象となる電極対」とは、各画素の色を呈示するために必要な表示層（表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃの内の少なくとも１つ）に電圧を印加するための電極対であって、この電極対としては、電極１８Ａ及び電極１９Ａ、電極１８Ｂ及び電極１９Ｂ、電極１８Ｃ及び電極１９Ｃの内の少なくとも１対が各表示層の色に応じて選択される。
【００７６】
例えば、ステップ１００〜ステップ１０２の処理によって、特定の画素に赤色を表示する場合には、赤色を表示する表示層である表示層２０Ｃの電極１８Ｃ及び電極１９Ｃが選択されるとともに、各表示層２０を駆動するための予め測定された電圧値が定められる。
また、光照射部４２の各画素に対応する各光源４３へ、各画素に表示する赤色の濃度に応じた書込光５０の強度を示す光強度情報が定められる。
【００７７】
次のステップ１０３では、上記ステップ１０２で導出した、電極対及び各電極対へ印加する電圧値を示す情報を電圧印加信号として電圧印加部４０へ出力する。電圧印加信号を受け付けた電圧印加部４０では、電圧印加信号に含まれる電極対を示す情報に対応する電極対（例えば、電極１８Ｃ及び電極１９Ｃ）に電圧を印加する電荷印加部（電圧印加部４０Ｃ）から、電極対へ該電圧値の電圧を印加する。
【００７８】
次のステップ１０４では、上記ステップ１００で演算した各画素に対応する駆動部４８へ印加する電圧の電圧値を示す情報、駆動信号として焦点調整部４４の対応する各駆動部４８へ出力する。
【００７９】
駆動信号を受け付けた各駆動部４８は、受け付けた駆動信号に含まれる電圧値の電圧を、各駆動部４８に電気的に接続された一対の電極４６Ｃ間に印加する。
【００８０】
次のステップ１０６では、光照射部４２の各光源４３へ、上記ステップ１０２の処理によって各光源４３毎に導出された光強度情報と、該光強度情報の強度の書込光５０の照射開始を示す開始信号と、を含む光照射開始信号を出力する。光照射開始信号を受け付けた各光源４３は、該信号に含まれる光強度情報の光強度の書込光５０を表示媒体１１へ向かって照射する。
【００８１】
上記ステップ１０３〜ステップ１０６の処理によって、例えば、書込光５０を光導電層２２Ｃに集束させる電圧値の電圧が駆動部４８から電極４６Ｃ間に印加された状態で、上記ステップ１０４及びステップ１０６の処理が実行されると、光源４３から照射された書込光５０は光の集束しない図２（Ａ）に示す状態から図２（Ｂ）及び図１に示すように光導電層２２Ｃに集束される。
また、同様に、ステップ１０４の処理によって、例えば、書込光５０を光導電層２２Ｂに集束させる電圧値の電圧が駆動部４８から電極４６Ｃ間に印加されると、上記ステップ１０６の処理が実行されると、光源４３から照射された書込光５０は図２（Ｃ）及び図１に示すように光導電層２２Ｂに集束される。
また同様に、ステップ１０４の処理によって、例えば、書込光５０を光導電層２２Ａに集束させる電圧値の電圧が駆動部４８から電極４６Ｃ間に印加されると、上記ステップ１０６の処理が実行されると、光源４３から照射された書込光５０は図２（Ｄ）及び図１に示すように光導電層２２Ａに集束される。このため、駆動部４８から印加された電圧値に応じた位置に、光源４３から照射された書込光５０が集束される。
なお、各光導電層には、各画素に対応する各光源４３からは、各画素の濃度に応じた強度の書込光５０が照射される。
【００８２】
このように、各画素の色に応じて、焦点可変レンズ４６によって、各光源４３から光導電層２２Ａ、光導電層２２Ｂ、及び光導電層２２Ｃの内の特定の光導電層へ、表示される画像の各画素の濃度に応じた強度の書込光５０が集束されると共に、該特定の光導電層（例えば、光導電層２２Ｂとする）を含む表示素子３０Ｂの電極１８Ｂ及び電極１９Ｂへ電圧が印加されると、書込光５０の集束された光導電層２２Ｂにおける書込光５０の吸収によって該光導電層２２Ｂの抵抗値が変化する。ここで、電極１８Ｂ及び電極１９Ｂの間に設けられた表示層２０Ｂ及び光導電層２２Ｂには、それぞれの分圧が印加されているため、この光導電層２２Ｂの抵抗値の変化により、表示層２０Ｂの書込光５０が照射された領域にかかる分圧が変化する。これにより、表示層２０Ｂの液晶の配向分布が変化して光学的特性分布が変化し、光源４３から書込光５０の照射された表示層２０Ｂの領域が、表示層２０Ｂの液晶の選択反射による色として視認される。同様にして、光導電層２２Ａ、及び光導電層２２Ｃについても、画像データに応じて選択的に書込光５０が照射されると共に、電極１８Ａ及び電極１９Ａ、及び電極１８Ｃ及び電極１９Ｃに電圧委が印加されて、表示層２０Ａ及び表示層２０Ｃの液晶の選択反射による色が視認される。これによって、画像データの画像が表示媒体１１に表示される。
【００８３】
以上説明したように、本実施の形態の表示装置１０においては、光照射部４２と表示媒体１１との間に焦点可変レンズ４６及び焦点可変レンズ４６を駆動する駆動部４８を設け、制御部３８の制御によって、光照射部４２から表示媒体１１へ照射される書込光５０を、表示媒体１１の複数の光導電層２２Ａ、光導電層２２Ｂ、及び光導電層２２Ｃの内の何れかへ集束させるように調整する。このため、表示媒体１１に表示される画像の収差に起因する画質劣化が抑制される。
【００８４】
なお、本実施の形態では、複数の光源４３、複数の焦点可変レンズ４６、及び複数の駆動部４８は、上述のように表示媒体１１に画像が表示されたときの該画像の各画素に対応して１つずつ設けられている場合を説明したが、このような形態に限られない。例えば、１つの光源４３と、該光源４３と表示媒体１１との間に該光源４３から照射される光の焦点を調整するための焦点調整部４４として１つの焦点可変レンズ４６及び駆動部４８と、を備えたユニットを用意し、このユニットを、表示媒体１１の面方向に移動可能に設けた構成としてもよい。そして、制御部３８の制御によって、表示媒体１１に表示する画像の各画素に対応する位置に該ユニットを移動させて該画像の色に対応する表示層（表示層２０Ａ、表示層２０Ｂまたは表示層２０Ｃ）に接して積層された光導電層（光導電層２２Ａ、光導電層２２Ｂ、及び光導電層２２Ｃ）に書込光５０の焦点が合うように調整すればよい。このようにすれば、表示装置１０の小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施の形態における、表示媒体の装着された表示装置の一例を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態における、光源、焦点可変レンズ、及び駆動部の一例を拡大して示した模式図であり、（Ａ）は、焦点可変レンズに設けられた一対の電極間に電圧が印加されていない状態を示す模試図であり、（Ｂ）〜（Ｄ）は、該一対の電極間に印加される電圧の電圧値を変更した場合を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態における表示装置で実行される処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８６】
１０   表示装置
１１   表示媒体
１８Ａ 電極
１８Ｂ 電極
１８Ｃ 電極
１９Ａ 電極
１９Ｂ 電極
１９Ｃ 電極
２０Ａ 表示層
２０Ｂ 表示層
２０Ｃ 表示層
２２Ａ 光導電層
２２Ｂ 光導電層
２２Ｃ 光導電層
３０   表示素子
３０Ａ 表示素子
３０Ｂ 表示素子
３０Ｃ 表示素子
３８   制御部
４０   電圧印加部
４０Ａ 電圧印加部
４０Ｂ 電圧印加部
４０Ｃ 電圧印加部
４３   光源
４６   焦点可変レンズ
４８   駆動部
【図１】
2009192931.tif 000003
【図２】
2009192931.tif 000004
【図３】
2009192931.tif 000005