JP6004719B2 - 光拡散装置、画像投写装置、及び光拡散装置の駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、光拡散装置、画像投写装置、及び光拡散装置の駆動方法に関する。

プロジェクタ等の画像投写装置は、光源から出射された光線をスクリーンに投写することでスクリーン上に画像を表示する。しかし、映像を映し出すスクリーンの光拡散層で散乱した光線が視聴者等の鑑賞者側で干渉すると、鑑賞者にはスクリーン全体がぎらついて見える。この光線の干渉に伴う輝度むらはシンチレーションと呼ばれるもので、鑑賞者に不快感を与え、表示される画像の画質が低下するという問題があった。

シンチレーションを低減するための技術として、特許文献１には、投写光を拡散するための帯電した光拡散粒子と、当該光拡散粒子を分散させる分散媒とを有する光拡散層、および当該光拡散層を投写光の光軸方向から挟むように配置された一対の電極を備え、当該電極間に電圧を印加して光拡散層に電界を発生させ、光拡散粒子を運動させる映像投写用スクリーンが開示されている。また、特許文献２には、入射光を拡散する帯電した拡散粒子と、当該拡散粒子を分散させる分散媒とを内部に収容する複数の収容体、および当該複数の収容体を保持する支持シートを有する光拡散層と、当該光拡散層の両側に配置された一対の電極とを備え、当該電極間に電圧を印加して光拡散層に電界を発生させ、光拡散粒子を運動させる光拡散装置が開示されている。

特開２０１１−２３２６０１号公報 特開２０１１−１７００３４号公報

しかしながら、光拡散層の両側の電極間に電圧を印加し、光拡散粒子を運動させてシンチレーションを低減する装置では、光拡散層が吸湿すると、所望の電界が得られず光拡散粒子の運動が低下し、光拡散粒子の運動によるシンチレーションの改善効果が低下する場合がある。

本発明は、光拡散層の吸湿によるシンチレーションの悪化を抑制することができる光拡散装置、画像投写装置、及び光拡散装置の駆動方法を提供することを目的とする。

本発明に係る光拡散装置は、
帯電した複数の粒子と当該複数の粒子を分散させる分散媒とを内部に収容する複数の収容体で構成された層を１層だけ備え、当該複数の収容体を支持する支持シートを有する構造体と、
前記支持シートの外側に配置された第１の電極と、
前記複数の収容体の層の外側に配置された第２の電極と、
前記支持シートと前記複数の収容体の層との間に配置された第３の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に、極性が反転する電圧を印加する駆動手段と、
前記第１の電極と前記第３の電極との間に接続される抵抗手段と、
を備え、
前記抵抗手段の抵抗値と吸湿後の前記支持シートの絶縁抵抗値との並列合成抵抗値は、前記複数の収容体の層の吸湿後の静電容量値と前記複数の収容体の層の吸湿後の絶縁抵抗値との積を、前記支持シートの吸湿後の静電容量値で除した値と等しい
ことを特徴とする。

本発明に係る画像投写装置は、
上記の光拡散装置と、
画像を投影する画像投影手段と、
前記画像投影手段からの画像光が投影されることにより画像を表示するスクリーンと、
を備え、
前記スクリーンに表示された画像からの光が入射光として前記光拡散装置に入射することを特徴とする。

本発明に係る光拡散装置の駆動方法は、
帯電した複数の粒子と当該複数の粒子を分散させる分散媒とを内部に収容する複数の収容体で構成された層を１層だけ備え、当該複数の収容体を支持する支持シートを有する構造体と、
前記支持シートの外側に配置された第１の電極と、
前記複数の収容体の層の外側に配置された第２の電極と、
前記支持シートと前記複数の収容体の層との間に配置された第３の電極と、
前記第１の電極と前記第３の電極との間に接続される抵抗手段と、
を備える光拡散装置の駆動方法であって、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に、極性が反転する電圧を印加する駆動工程と、
前記構造体の吸湿状態を示す情報を検出する吸湿状態検出工程と、
前記検出された情報に基づいて、前記抵抗手段の抵抗値と吸湿後の前記支持シートの絶縁抵抗値との並列合成抵抗値が、前記複数の収容体の層の吸湿後の静電容量値と前記複数の収容体の層の吸湿後の絶縁抵抗値との積を、前記支持シートの吸湿後の静電容量値で除した値と等しくなるように前記抵抗手段の抵抗値を制御する抵抗値制御工程と、
を含むことを特徴とする。

本発明によれば、光拡散層の吸湿によるシンチレーションの悪化を抑制することができる。

実施の形態１に係る光拡散装置を含む画像投写装置の構成を示す図である。 実施の形態１に係る光拡散装置の構成を示す図である。 光拡散素子および光拡散層駆動部の電気的なモデルを示す図である。 図３の構成において、吸湿前の状態で、微小カプセル層の静電容量成分に印加される電圧波形を示す図である。 図３の構成において、吸湿後の状態で、微小カプセル層の静電容量成分に印加される電圧波形を示す図である。 光拡散素子、光拡散層駆動部、および抵抗部の電気的なモデルを示す図である。 図６の構成において、吸湿後の状態で、抵抗成分の抵抗値を吸湿後の微小カプセル層の絶縁抵抗値と同等な値に設定したときに、微小カプセル層の静電容量成分に印加される電圧波形を示す図である。 図６の構成において、吸湿後の状態で、抵抗成分の抵抗値を所定の計算により得られる補正抵抗値に設定したときに、微小カプセル層の静電容量成分に印加される電圧波形を示す図である。 実施の形態１における吸湿状態検出部の構成の一例を示すブロック図である。 電圧波形比較部の処理を説明するための図である。 抵抗部を半導体素子で構成した場合における光拡散装置の構成例を示す図である。 実施の形態１に係る光拡散装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図３の構成において、異なる３つの吸湿状態で、微小カプセル層の静電容量成分に印加される電圧波形を示す図である。 吸湿状態検出部により判定された吸湿レベルと、抵抗部の制御される抵抗値との関係の一例を示す図である。 吸湿状態検出部により判定された吸湿レベルと、抵抗部の制御される抵抗値との関係の別の一例を示す図である。 実施の形態２に係る光拡散装置の構成を示す図である。 重量センサーによって測定される光拡散層の重量と、光拡散層の吸湿レベルとの関係を示す図である。 実施の形態２における吸湿状態検出部の構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態３に係る光拡散装置の構成を示す図である。 図６の構成において、吸湿後の状態で、抵抗成分の抵抗値を抵抗値Ｒ２に設定したときに、微小カプセル層の静電容量成分に印加される電圧波形を示す図である。 図６の構成において、吸湿前の状態で、抵抗成分の抵抗値を抵抗値Ｒ２に設定したときに、微小カプセル層の静電容量成分に印加される電圧波形を示す図である。 実施の形態４に係る光拡散装置の構成を示す図である。 図６の構成において、特定の吸湿状態で、抵抗成分の抵抗値を異なる３つの値に設定したときに、微小カプセル層の静電容量成分に印加される電圧波形を示す図である。 電圧クランプ回路の構成の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る光拡散装置３を含む画像投写装置１００の構成を示す図である。図１において、画像投写装置１００は、画像を投影する画像投影部１と、当該画像投影部１からの画像光が投影されることにより画像を表示するスクリーン２と、当該スクリーン２に表示された画像からの光を拡散する光拡散装置３とを有する。具体的には、スクリーン２は、画像投影部１からの広がった光を略平行光化するフレネルレンズ２ａと、フレネルレンズ２ａからの光を拡散して視野角を広げるレンチキュラーレンズ２ｂとにより構成され、光拡散装置３は、レンチキュラーレンズ２ｂからの光を拡散する。

この画像投写装置１００では、画像投影部１から投射された画像光は、スクリーン２に照射され、光拡散装置３により拡散され、鑑賞者４の方向へ出射される。スクリーン２に表示された画像からの光はシンチレーションを有しているが、光拡散装置３で光が拡散されることにより、シンチレーションが抑制された画像が表示される。

図２は、実施の形態１に係る光拡散装置３の構成を示す図である。図２において、光拡散装置３は、光拡散素子１０と、駆動装置（または駆動回路）３０とを備える。

光拡散素子１０は、スクリーン２からの入射光を拡散するための光拡散層１１を有する。光拡散層１１は、複数の収容体としての微小カプセル１２と、当該複数の微小カプセル１２を支持する支持シート１３とにより構成されている。具体的には、支持シート１３の表面には、複数の微小カプセル１２が接着剤１４によって固定されており、複数の微小カプセル１２の層（以下、「微小カプセル層」と称す）１５が形成されている。複数の微小カプセル１２の各々は、入射光を拡散する帯電した複数の拡散粒子１６と、当該複数の拡散粒子１６を分散させる分散媒１７とを内部に収容する。ここでは、複数の拡散粒子１６は、正または負の同一極性に帯電したものである。

また、光拡散素子１０は、電極を有する。支持シート１３の外側（具体的には支持シート１３の微小カプセル層１５とは反対側の面）には、第１の電極２１が配置される。微小カプセル層１５の外側（具体的には微小カプセル層１５の支持シート１３とは反対側の面）には、第２の電極２２が配置される。すなわち、光拡散層１１の両側には、当該光拡散層１１を挟むように一対の電極２１，２２が配置される。さらに、支持シート１３と微小カプセル層１５との間には、第３の電極２３が配置される。

なお、図２の例では、微小カプセル層１５の片側に支持シート１３が配置されているが、微小カプセル層１５の両側に一対の支持シートが配置されてもよい。すなわち、第２の電極２２の外側（具体的には第２の電極２２の微小カプセル層１５とは反対側の面）に、さらに支持シートが配置されてもよい。この構成によれば、光拡散層１１の剛性を高めることができる。

具体的な一態様では、支持シート１３は、絶縁性のシートであり、例えばポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）により形成される。支持シート１３の厚さは１００μｍオーダーである。第１の電極２１および第３の電極２３は、それぞれ、支持シート１３の表面に電極材料を蒸着または塗布することにより形成される酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜などの電極層であり、Å（オングストローム）オーダーの厚さを有する。微小カプセル層１５は、電極が形成された支持シート１３の表面に接着剤１４とともに複数の微小カプセル１２を塗布することにより形成され、１００μｍオーダーの厚さを有する。第２の電極２２は、図示しない支持シートの表面に電極材料を蒸着または塗布することにより形成されるＩＴＯ膜などの電極層であり、オングストロームオーダーの厚さを有する。当該第２の電極２２が形成された支持シートは、第２の電極２２が微小カプセル層１５と接するようにカプセル層１５の外側に配置される。すなわち、光拡散素子１０は、微小カプセル層１５を一対の支持シートで挟み込んだ構造を有する。

駆動装置３０は、上記光拡散素子１０を駆動する装置であり、光拡散層駆動部３１を有する。光拡散層駆動部３１は、第１の電極２１と第２の電極２２との間に接続され、当該電極２１，２２間に極性が反転する駆動電圧を印加する。駆動電圧は、例えば、一定振幅で一定周期の矩形波交流電圧である。

図３は、光拡散素子１０および光拡散層駆動部３１の電気的なモデルを示す図である。図３には、第１の電極２１と第３の電極２３との間の支持シート１３の層の静電容量成分１３Ｃおよび絶縁抵抗成分１３Ｒと、第２の電極２２と第３の電極２３との間の微小カプセル層１５の静電容量成分１５Ｃおよび絶縁抵抗成分１５Ｒと、光拡散層駆動部３１とが示されている。光拡散層駆動部３１には、静電容量成分１３Ｃおよび絶縁抵抗成分１３Ｒにより構成される並列回路と、静電容量成分１５Ｃおよび絶縁抵抗成分１５Ｒにより構成される並列回路とが直列に接続されている。なお、図３には、図２に示される抵抗部３２、吸湿状態検出部３３、および抵抗値制御部３４が設けられていない状態が示されている。

以下の説明では、支持シート１３の静電容量成分１３Ｃの静電容量値を「Ｃｓ」、支持シート１３の絶縁抵抗成分１３Ｒの絶縁抵抗値を「Ｒｓ」、微小カプセル層１５の静電容量成分１５Ｃの静電容量値を「Ｃｃ」、微小カプセル層１５の絶縁抵抗成分１５Ｒの絶縁抵抗値を「Ｒｃ」と表す。

吸湿前の状態において、静電容量値ＣｓおよびＣｃは例えばナノファラッドオーダーであり、絶縁抵抗値ＲｓおよびＲｃは例えばギガオームオーダーである。

図４は、図３の構成において、吸湿前の状態で、光拡散層駆動部３１から極性が反転する矩形波形の電圧を印加したときに、微小カプセル層１５の静電容量成分１５Ｃ（すなわち微小カプセル層１５）に印加される電圧波形を示す図である。図４の電圧波形は、吸湿前における静電容量値Ｃｓ，Ｃｃおよび絶縁抵抗値Ｒｓ，Ｒｃの実測値を用いてシミュレーション（計算）した結果である。ただし、光拡散素子１０の実サンプルで実際に電圧波形を測定したところ、図４と同様の電圧波形が得られた。

微小カプセル層１５に電圧が印加されているとき、複数の拡散粒子１６は自身が帯びている電荷と印加されている電圧とに応じて分散媒１７中を泳動し、印加電圧が反転すると反対方向に泳動する。これにより、光拡散層１１に入射する光が拡散粒子１６により拡散されるとともに、拡散粒子１６の泳動によって光の拡散状態が時間的に変化し、シンチレーションが抑制される。

光拡散層１１が吸湿すると、微小カプセル層１５はその構造から水を含みやすく、図３の微小カプセル層１５の絶縁抵抗値Ｒｃは、例えばメガオームオーダーまたはキロオームオーダーまで低下する。一方、支持シート１３の絶縁抵抗値Ｒｓには吸湿による顕著な変化はなく、絶縁抵抗値Ｒｓは吸湿後も例えばギガオームオーダーである。また、静電容量値ＣｓおよびＣｃにも吸湿による顕著な変化はなく、静電容量値ＣｓおよびＣｃは吸湿後も例えばナノファラッドオーダーである。

図５は、図３の構成において、吸湿後の状態で、光拡散層駆動部３１から極性が反転する矩形波形の電圧を印加したときに、微小カプセル層１５の静電容量成分１５Ｃ（すなわち微小カプセル層１５）に印加される電圧波形を示す図である。図５の電圧波形は、吸湿後における静電容量値Ｃｓ，Ｃｃおよび絶縁抵抗値Ｒｓ，Ｒｃの実測値を用いてシミュレーション（計算）した結果である。ただし、光拡散素子１０の実サンプルで実際に電圧波形を測定したところ、図５と同様の電圧波形が得られた。

図５に示されるように、図３の構成では、光拡散層１１が吸湿した場合、微小カプセル層１５の絶縁抵抗値Ｒｃの低下により、微小カプセル層１５の静電容量成分１５Ｃに印加される電圧波形は、電圧の極性反転直後にピークとなった後に減衰していく波形となる。このため、複数の拡散粒子１６の泳動が低下し、光の拡散状態の時間的変化が乏しくなり、その結果としてシンチレーションが十分に抑制されなくなる。

本実施の形態では、光拡散層１１の吸湿によるシンチレーションの悪化を抑制する観点より、図２に示されるように、駆動装置３０は、第１の電極２１と第３の電極２３との間に接続される抵抗部３２を有する。図２では、抵抗部３２は、第１の電極２１および第３の電極２３と各１点で接続されている単一の存在であるように示されている。しかし、抵抗部３２は、複数の抵抗により構成されても良く、例えば、面として存在する第１の電極２１および第３の電極２３の複数の接続点同士を接続するように構成されても良い。

図６は、光拡散素子１０、光拡散層駆動部３１、および抵抗部３２の電気的なモデルを示す図である。図６では、図３のモデルに対して、抵抗部３２の抵抗成分３２Ｒが付加されている。抵抗成分３２Ｒは、支持シート１３の静電容量成分１３Ｃおよび絶縁抵抗成分１３Ｒと並列に接続されている。なお、以下の説明では、抵抗成分３２Ｒの抵抗値を「Ｒ」と表す。

図７は、図６の構成において、吸湿後の状態で、抵抗成分３２Ｒの抵抗値Ｒを吸湿後の微小カプセル層１５の絶縁抵抗値Ｒｃと同等な値に設定し、光拡散層駆動部３１から極性が反転する矩形波形の電圧を印加したときに、微小カプセル層１５の静電容量成分１５Ｃに印加される電圧波形を示す図である。図７の電圧波形は、吸湿後における静電容量値Ｃｓ，Ｃｃおよび絶縁抵抗値Ｒｓ，Ｒｃの実測値を用いて、抵抗値Ｒが吸湿後の絶縁抵抗値Ｒｃの実測値と同じ値に設定された条件でシミュレーション（計算）した結果である。ただし、光拡散素子１０の実サンプルに上記抵抗値を有する抵抗を接続して実際に電圧波形を測定したところ、図７と同様の電圧波形が得られた。

図７の電圧波形を見ると、波形のなまりは認められるものの、図５の波形のように電圧がすぐに低下してしまうことなく、長い時間電圧が印加されており、図４と同等な電圧印加時間となっている。このような電圧波形によれば、シンチレーションの抑制効果を確保することができる。

図８は、図６の構成において、吸湿後の状態で、抵抗成分３２Ｒの抵抗値Ｒを下記所定の計算により得られる補正抵抗値Ｒ１に設定し、光拡散層駆動部３１から極性が反転する矩形波形の電圧を印加したときに、微小カプセル層１５の静電容量成分１５Ｃに印加される電圧波形を示す図である。図８の電圧波形は、吸湿後における静電容量値Ｃｓ，Ｃｃおよび絶縁抵抗値Ｒｓ，Ｒｃの実測値を用いて、抵抗値Ｒが所定の補正抵抗値Ｒ１に設定された条件でシミュレーション（計算）した結果である。ただし、下記の計算により補正抵抗値Ｒ１を算出した後、光拡散素子１０の実サンプルに補正抵抗値Ｒ１の抵抗を接続して実際に電圧波形を測定したところ、図８と同様の電圧波形が得られた。

上記補正抵抗値Ｒ１は、以下のように計算される。
吸湿後の静電容量値Ｃｓ，Ｃｃおよび絶縁抵抗値Ｒｃに基づき、下記式（１）により、吸湿後の支持シート１３の絶縁抵抗値と抵抗部３２の抵抗値との並列合成抵抗値Ｒｔを算出する。
Ｒｔ＝（Ｃｃ×Ｒｃ）／Ｃｓ …（１）

次に、算出された並列合成抵抗値Ｒｔと、吸湿後の絶縁抵抗値Ｒｓとに基づき、下記式（２）により、補正抵抗値Ｒ１を算出する。
Ｒｔ＝（Ｒ１×Ｒｓ）／（Ｒ１＋Ｒｓ） …（２）

なお、ここでは、上記計算において、吸湿後の静電容量値Ｃｓ，Ｃｃおよび絶縁抵抗値Ｒｓ，Ｒｃとしては実測値が用いられる。

図８の電圧波形を見ると、振幅値および波形形状ともに図４の吸湿前の波形と同等になっており、シンチレーションを抑制しうる電圧波形となっている。

光拡散層１１の吸湿状態が高くなるほど、微小カプセル層１５の絶縁抵抗値Ｒｃが低下し、これに伴って抵抗部３２の理想的な抵抗値も低下する。したがって、抵抗部３２の抵抗値Ｒは、光拡散層１１の吸湿状態に応じて調整されることが望ましい。

このような観点より、図２に示されるように、駆動装置３０は、吸湿状態検出部３３および抵抗値制御部３４を有する。

吸湿状態検出部３３は、光拡散層１１の吸湿状態を示す情報を検出する。本例では、吸湿状態検出部３３は、光拡散層１１の電気的な特性を検出することにより、光拡散層１１の吸湿状態を示す情報を検出する。具体的には、吸湿状態検出部３３は、第１の電極２１と第２の電極２２との間に電圧を印加したときの、第２の電極２２と第３の電極２３との間に発生する電圧の時間的な変化を検出することにより、吸湿状態を示す情報を検出する。

抵抗値制御部３４は、吸湿状態検出部３３により検出された情報に基づいて抵抗部３２の抵抗値Ｒを制御する。具体的には、抵抗値制御部３４は、光拡散層１１の吸湿状態が高いほど抵抗値Ｒが小さくなるように、抵抗部３２の抵抗値Ｒを制御する。抵抗値制御部３４は、吸湿状態を検出するための情報として、現在の抵抗部３２の抵抗値Ｒを示す制御状況情報を吸湿状態検出部３３にフィードバックしてもよい。

図９は、実施の形態１における吸湿状態検出部３３の構成の一例を示すブロック図である。図９において、吸湿状態検出部３３は、電圧波形検出部４１、吸湿前電圧波形情報記憶部４２、電圧波形比較部４３、および吸湿状態判定部４４を有する。

電圧波形検出部４１は、第２の電極２２と第３の電極２３との間に発生する電圧波形（すなわち微小カプセル層１５に印加される電圧波形）を検出する。

吸湿前電圧波形情報記憶部４２は、吸湿前の状態で光拡散層駆動部３１から極性が反転する矩形波形の電圧が印加されたときに微小カプセル層１５に印加される電圧波形の情報である吸湿前電圧波形情報を記憶する。例えば、吸湿前電圧波形情報記憶部４２は、吸湿前電圧波形情報として、図４の電圧波形を示す情報を記憶する。

電圧波形比較部４３は、電圧波形検出部４１により検出された電圧波形と、吸湿前電圧波形情報記憶部４２に記憶されている吸湿前電圧波形情報とを比較し、その波形差の情報を吸湿状態判定部４４に出力する。例えば、図１０に示されるように、電圧波形比較部４３は、吸湿前電圧波形情報により示される吸湿前の電圧波形Ｗ０（実線）と、電圧波形検出部４１により検出された電圧波形Ｗ１（破線）とを比較し、電圧極性の反転タイミングから、電圧波形Ｗ１が電圧波形Ｗ０とクロスするタイミングまでの時間である放電時間Ｔを取得し、当該放電時間Ｔを吸湿状態判定部４４に出力する。

吸湿状態判定部４４は、電圧波形比較部４３からの波形差の情報に基づいて光拡散層１１の吸湿状態を判定し、判定結果を抵抗値制御部３４に出力する。例えば、吸湿状態判定部４４は、電圧波形比較部４３により取得された放電時間Ｔと、微小カプセル層１５の静電容量値Ｃｃと、現在（電圧波形検出時）の抵抗部３２の抵抗値Ｒ０とから、予め設定された関数（計算式やテーブル等）により現在の微小カプセル層１５の絶縁抵抗値Ｒｃを求め、抵抗値制御部３４に出力する。ここで、微小カプセル層１５の静電容量値Ｃｃとしては、吸湿による変化が少ないことから、予め吸湿前または吸湿後の状態で実測され記憶されている固定値が用いられる。また、現在の抵抗値Ｒ０は、抵抗値制御部３４からフィードバックされる制御状況情報から把握される。絶縁抵抗値Ｒｃを求めるための上記関数は、例えば回路計算や実験によって求められる。

抵抗値制御部３４は、上記吸湿状態判定部４４からの絶縁抵抗値Ｒｃに基づき、上記式（１）および式（２）を用いて補正抵抗値Ｒ１を求め、抵抗部３２の抵抗値ＲａをＲ０からＲ１に変更する。この計算において、支持シート１３の静電容量値Ｃｓ、微小カプセル層１５の静電容量値Ｃｃ、および支持シート１３の絶縁抵抗値Ｒｓとしては、吸湿による変化が少ないことから、予め吸湿前または吸湿後に実測され記憶されている固定値が用いられる。

なお、吸湿後の支持シート１３の絶縁抵抗値Ｒｓが吸湿後の微小カプセル層１５の絶縁抵抗値Ｒｃと比べて十分大きい場合には、抵抗値制御部３４は、上記式（１）および式（２）の代わりに、下記式（３）により補正抵抗値Ｒ１を求めても良い。下記式（３）を用いる場合、処理の高速化や簡易化、処理工程縮小によるコストダウンなどのメリットを得ることができる。
Ｒ１＝（Ｃｃ×Ｒｃ）／Ｃｓ …（３）

上記抵抗値制御部３４の制御により、抵抗部３２の抵抗値Ｒは、微小カプセル層１５の静電容量値Ｃｃと微小カプセル層１５の絶縁抵抗値Ｒｃとの積を、支持シート１３の静電容量値Ｃｓで除した値またはその近傍の値に制御される。

図１１は、抵抗部３２を半導体素子で構成した場合における光拡散装置３の構成例を示す図である。図１１では、抵抗部３２は、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ５１およびＮチャネルＭＯＳＦＥＴ５２を有する。ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ５１のドレインは第３の電極２３と接続され、ソースは第１の電極２１と接続され、ゲートは抵抗値制御部３４と接続される。ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ５２のドレインは第３の電極２３と接続され、ソースは第１の電極２１と接続され、ゲートは抵抗値制御部３４と接続される。抵抗値制御部３４は、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ５１およびＮチャネルＭＯＳＦＥＴ５２のゲート・ソース間電圧を調整することでドレイン電流を制御し、第１の電極２１と第３の電極２３との間に一定の抵抗成分が付加されたようにＰチャネルＭＯＳＦＥＴ５１およびＮチャネルＭＯＳＦＥＴ５２を動作させる。ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ５１およびＮチャネルＭＯＳＦＥＴ５２が設けられるのは、光拡散層駆動部３１が、極性が反転する駆動電圧を印加するように構成されているからである。

図１１の例では、ゲート・ソース間電圧を安定して設定できるように、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ５１と抵抗値制御部３４との間およびＮチャネルＭＯＳＦＥＴ５２と抵抗値制御部３４との間にはそれぞれ抵抗５３，５４が挿入され、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ５１のゲート・ソース間およびＮチャネルＭＯＳＦＥＴ５２のゲート・ソース間にはそれぞれ抵抗５５，５６が配置されている。

抵抗値制御部３４は、光拡散層駆動部３１から同期用の信号の入力を受け、当該信号に基づき、光拡散層駆動部３１の印加電圧極性と同期してＰチャネルＭＯＳＦＥＴ５１とＮチャネルＭＯＳＦＥＴ５２とを切替駆動しても良い。

また、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ５１とＮチャネルＭＯＳＦＥＴ５２との組み合わせを第１の電極２１と第３の電極２３との間に複数配置し、面として存在する第１の電極２１および第３の電極２３の複数の接続点間にそれぞれＰチャネルＭＯＳＦＥＴ５１とＮチャネルＭＯＳＦＥＴ５２との組み合わせを接続しても良い。

以上説明した駆動装置３０において、光拡散層駆動部３１、吸湿状態検出部３３、および抵抗値制御部３４の動作は、例えば、図示しない制御部により制御されても良いし、抵抗値制御部３４により制御されても良い。

図１２は、実施の形態１に係る光拡散装置３の動作の一例を示すフローチャートである。以下、図１２を参照して、光拡散装置３の動作について説明する。

光拡散装置３は、第１の電極２１と第２の電極２２との間に、極性が反転する駆動電圧を印加する（Ｓ１）。

上記駆動電圧が印加された状態において、光拡散装置３は、光拡散層１１の吸湿状態を示す情報を検出する（Ｓ２）。具体的には、光拡散装置３は、第２の電極２２と第３の電極２３との間に発生する電圧の時間的な変化を検出し、検出結果から微小カプセル層１５の絶縁抵抗値Ｒｃを求める。

次に、光拡散装置３は、ステップＳ２で検出された情報に基づいて抵抗部３２の抵抗値Ｒを制御する（Ｓ３）。具体的には、光拡散装置３は、ステップＳ２で検出された絶縁抵抗値Ｒｃに基づき、上記式（１）と（２）、または上記式（３）を用いて、補正抵抗値Ｒ１を求め、抵抗部３２の抵抗値Ｒを補正抵抗値Ｒ１に調整する。

なお、上記ステップＳ２およびＳ３の処理、すなわち吸湿状態を示す情報を検出して抵抗値Ｒを調整する処理は、光拡散層１１の駆動中において繰り返し実行されても良い。

また、図１２では、光拡散層１１の駆動中に吸湿状態を示す情報を検出して抵抗値Ｒを調整する処理を例示したが、光拡散装置３の動作手順は、適宜変更されても良い。例えば、光拡散装置３は、吸湿状態を示す情報を検出して抵抗値Ｒを調整した後に、光拡散層１１への駆動電圧の印加を開始しても良い。この場合、吸湿状態を示す情報を検出する際に第１の電極２１と第２の電極２２との間に印加される電圧（検出用電圧）は、光拡散層１１を駆動する際の駆動電圧と同じであっても良いし、異なっていても良い。また、光拡散装置３は、抵抗部３２を接続しない状態（開放状態）で電圧波形を検出し、検出結果から絶縁抵抗値Ｒｃを求めても良い。この場合、電圧波形検出時の抵抗部３２の抵抗値を考慮する必要がないので、抵抗値制御部３４から吸湿状態検出部３３への抵抗値のフィードバックは省略されても良い。

以上説明した本実施の形態１によれば、下記（１）〜（４）の効果が得られ得る。
（１）本実施の形態に係る光拡散装置は、入射光を拡散する帯電した複数の拡散粒子と当該複数の拡散粒子を分散させる分散媒とを内部に収容する複数の収容体、および当該複数の収容体を支持する支持シートを有する光拡散層と、支持シートの外側に配置された第１の電極と、複数の収容体の層の外側に配置された第２の電極と、支持シートと複数の収容体の層との間に配置された第３の電極と、第１の電極と第２の電極との間に、極性が反転する駆動電圧を印加する光拡散層駆動部と、第１の電極と第３の電極との間に接続される抵抗部とを備える。このため、本実施の形態によれば、抵抗部の抵抗値を適切に設定することにより、光拡散層の吸湿によるシンチレーションの悪化を抑制することができる。また、光拡散層を完全にシールドする場合や、光拡散層に耐湿材料を使用する場合など、構造的な吸湿対策をとる場合と比較して、低コストに、構造的な吸湿対策による性能劣化（透過率低下や重量増など）を伴うことなく、吸湿によるシンチレーションの悪化を抑制することができる。また、例えば、複数の収容体の層（微小カプセル層）だけを一対の電極で挟み込み、当該電極間に駆動電圧を印加する構成では、吸湿に伴って微小カプセル層の絶縁抵抗が低下することにより、駆動電圧による絶縁破壊などの不具合が生じる可能性がある。これに対し、本実施の形態では、電極間に支持シートが配置されているので、駆動電圧による絶縁破壊などの不具合を回避または抑制することができる。特に、支持シートが吸湿しても絶縁劣化を殆ど生じない絶縁シートである場合には、上記不具合を良好に回避または抑制することができる。

（２）光拡散装置は、光拡散層の吸湿状態を示す情報を検出し、検出された情報に基づいて抵抗部の抵抗値を制御する。本態様によれば、光拡散層の吸湿状態に応じて抵抗部の抵抗値を調整することができ、抵抗部の抵抗値が固定である場合と比較して、吸湿によるシンチレーションの悪化を良好に抑制することができる。

（３）抵抗部の抵抗値は、複数の収容体の層の静電容量値と複数の収容体の層の絶縁抵抗値との積を、支持シートの静電容量値で除した値またはその近傍の値に制御される。本態様によれば、抵抗部の抵抗値は、複数の収容体の層の静電容量値および絶縁抵抗値と、支持シートの静電容量値とに応じた適切な値に制御され、吸湿によるシンチレーションの悪化が良好に抑制される。

（４）上記本実施の形態に係る光拡散装置を備える画像投写装置によれば、光拡散層が吸湿した場合でも、効果的にシンチレーションが抑制された画像を表示することができる。

なお、光拡散装置３は、下記（ａ）〜（ｇ）のように構成されても良い。
（ａ）上記の説明では、電圧波形から放電時間Ｔを取得する構成を例示したが、電圧波形比較部４３は、電圧波形から他の特徴値を取得してもよい。例えば、電圧波形比較部４３は、図１０に示されるように、吸湿前の電圧波形Ｗ０と、電圧波形検出部４１により検出された電圧波形Ｗ１とを比較し、吸湿前の電圧波形Ｗ０における立ち上がりまたは立下りタイミングでの電圧レベルと、検出された電圧波形Ｗ１における立ち上がりまたは立下りタイミングでの電圧レベルとのレベル差ΔＶを取得し、当該レベル差ΔＶを吸湿状態判定部４４に出力しても良い。この場合、吸湿状態判定部４４は、レベル差ΔＶと、微小カプセル層１５の静電容量値Ｃｃと、現在（電圧波形検出時）の抵抗部３２の抵抗値Ｒ０とから、予め設定された関数（計算式やテーブル等）により現在の微小カプセル層１５の絶縁抵抗値Ｒｃを求め、当該絶縁抵抗値Ｒｃを抵抗値制御部３４に出力する。上記関数は、例えば回路計算や実験によって得られる。

（ｂ）上記の説明では、第１の電極２１と第２の電極２２との間に電圧を印加したときの、第２の電極２２と第３の電極２３との間に発生する電圧の時間的な変化を検出し、当該検出結果から微小カプセル層１５の絶縁抵抗値Ｒｃを求める構成を例示したが、微小カプセル層１５の絶縁抵抗値Ｒｃは、他の方法で検出されてもよい。

図１３は、図３の構成において、異なる３つの吸湿状態で、光拡散層駆動部３１から極性が反転する矩形波形の電圧を印加したときに、微小カプセル層１５の静電容量成分１５Ｃに印加される電圧波形を示す図である。図１３には、乾燥状態での電圧波形Ｗ１０（実線）と、高吸湿状態での電圧波形Ｗ１１（一点鎖線）と、これらの間の吸湿状態である半吸湿状態での電圧波形Ｗ１２（破線）とが示されている。図１３から分かるように、第１の電極２１と第２の電極２２との間に電圧を印加したときに第２の電極２２と第３の電極２３との間に発生する電圧のピーク電圧は、吸湿状態が高いほど大きい。

そこで、吸湿状態検出部３３は、第１の電極２１と第２の電極２２との間に電圧を印加したときの、第２の電極２２と第３の電極２３との間に発生する電圧のピーク電圧Ｖｐを検出し、当該ピーク電圧Ｖｐから（または当該ピーク電圧Ｖｐと現在の抵抗部３２の抵抗値Ｒ０とから）、微小カプセル層１５の絶縁抵抗値Ｒｃを求めても良い。当該ピーク電圧Ｖｐから絶縁抵抗値Ｒｃへの変換は、例えば予め設定された関数（計算式やテーブル等）を用いて行われ、当該関数は、例えば回路計算や実験によって得られる。

（ｃ）上記の説明では、静電容量値Ｃｓ，Ｃｃおよび絶縁抵抗値Ｒｓとして、予め実測され記憶された固定値を用いて補正抵抗値Ｒ１を算出する構成を例示したが、光拡散装置３は、静電容量値Ｃｓ，Ｃｃおよび絶縁抵抗値Ｒｓを測定し、測定結果から式（１）および（２）により補正抵抗値Ｒ１を算出しても良い。あるいは、光拡散装置３は、静電容量値Ｃｓ，Ｃｃを測定し、測定結果から式（３）により補正抵抗値Ｒ１を算出しても良い。

（ｄ）上記の説明では、吸湿状態検出部３３が吸湿状態を示す情報として絶縁抵抗値Ｒｃを出力する構成を例示したが、吸湿状態検出部３３は、他の情報を抵抗値制御部３４に出力してもよい。例えば、吸湿状態検出部３３は、第１の電極２１と第２の電極２２との間に電圧を印加したときに第２の電極２２と第３の電極２３との間に発生する電圧の特徴値（例えば上述の放電時間Ｔ、レベル差ΔＶ、ピーク電圧Ｖｐ）を、吸湿状態を示す情報として抵抗値制御部３４に出力してもよい。あるいは、吸湿状態検出部３３は、上記特徴値から（または上記特徴値と現在の抵抗部３２の抵抗値とから）吸湿レベルを判定し、当該吸湿レベルを抵抗値制御部３４に出力してもよい。これらの場合、抵抗値制御部３４は、特徴値または吸湿レベルから抵抗部３２の抵抗値の制御目標値を決定する。上記吸湿レベルの判定や制御目標値の決定は、例えば予め設定された関数（計算式やテーブル等）を用いて行われ、このような関数は、例えば回路計算や実験によって得られる。制御目標値を決定するための関数は、例えば、制御目標値が、微小カプセル層１５の静電容量値Ｃｃと微小カプセル層１５の絶縁抵抗値Ｒｃとの積を支持シート１３の静電容量値Ｃｓで除した値またはその近傍の値となるように設定される。

図１４は、吸湿状態検出部３３により判定された吸湿レベルと、抵抗部３２の制御される抵抗値との関係の一例を示す図である。図１４では、吸湿レベルが高いほど、微小カプセル層１５の絶縁抵抗値Ｒｃが小さくなることから、抵抗部３２の抵抗値も小さくなるように制御される。ただし、図１４は一例であり、吸湿レベルと抵抗値との関係は、吸湿レベルが高いほど抵抗値が低下する関係であれば良く、線形な関係でなくても良い。

図１５は、吸湿状態検出部３３により判定された吸湿レベルと、抵抗部３２の制御される抵抗値との関係の別の一例を示す図である。吸湿レベルが低いうちは、微小カプセル層１５の絶縁抵抗値Ｒｃが大きいため、微小カプセル層１５の静電容量成分１５Ｃに印加される電圧波形は、図４に近い状態を保っている。そこで、図１５に示されるように、シンチレーションに影響が出る吸湿レベルになるまでは抵抗部３２の抵抗値を一定とし、シンチレーションに影響が出る吸湿レベルになってから抵抗部３２の抵抗値を小さくなるように調整しても良い。また、シンチレーションに影響が出る吸湿レベルになるまでは、抵抗部３２は開放状態（非接続状態）であっても良い。さらに、シンチレーションに影響が出る吸湿レベルになってからは、吸湿レベルと抵抗値との関係は、吸湿レベルが高いほど抵抗部３２の抵抗値が低下する関係であれば良く、線形な関係でなくても良い。

（ｅ）上記の説明では、抵抗部３２をＭＯＳＦＥＴで実現する構成を例示したが、抵抗部３２は、他の態様で実現されてもよく、例えば、複数の抵抗と、当該複数の抵抗を選択的に接続するためのスイッチ（例えば機械リレー）とにより構成されてもよい。この場合、抵抗値制御部３４は、スイッチを制御して（例えば機械リレーを半導体素子で駆動して）、抵抗を選択的に接続することにより、抵抗部３２の抵抗値を制御する。

（ｆ）上記の説明では、帯電した複数の拡散粒子として、正または負の同一極性に帯電したものを例示したが、互いに異なる極性に帯電した複数の拡散粒子が用いられてもよい。

（ｇ）上記の説明では、第２の電極２２側から光が入射する構成を例示したが、第１の電極２１側から光が入射し、第２の電極２２側から光が出射するように構成されても良い。

実施の形態２．
図１６は、実施の形態２に係る光拡散装置６０の構成を示す図である。この光拡散装置６０は、上記実施の形態１に係る光拡散装置３に対し、吸湿状態を示す情報の検出方法において異なっており、その他の部分については略同様である。光拡散装置６０は、図１の画像投写装置１００において、光拡散装置３の代わりに用いられる。以下の説明では、実施の形態１と同様の部分については説明を省略または簡略化し、実施の形態１と同一または対応する要素については同一の符号を付す。

本実施の形態では、吸湿状態検出部３３は、光拡散層１１の物理的な特性を検出することにより、光拡散層１１の吸湿状態を示す情報を検出する。具体的には、光拡散層１１の重さを測定する重量センサー６１が配置され、吸湿状態検出部３３は、重量センサー６１の出力に基づいて光拡散層１１の重量を検出し、当該重量から光拡散層１１の吸湿レベルを判定する。この吸湿レベルの判定は例えば予め設定された関数（計算式やテーブル等）を用いて行われ、このような関数は例えば実験によって得られる。なお、重量センサー６１の機能は、吸湿状態検出部３３に含まれていても良い。

図１７は、重量センサー６１によって測定される光拡散層１１の重量と、光拡散層１１の吸湿レベルとの関係を示す図である。光拡散層１１が重いほど、光拡散層１１が多く吸湿して吸湿レベルが高いことになる。図１７では線形な関係が示されているが、重量と吸湿レベルとの関係は、センサーの特性を反映して非線形であっても良い。

図１８は、実施の形態２における吸湿状態検出部３３の構成の一例を示すブロック図である。図１８において、吸湿状態検出部３３は、光拡散層重量情報記憶部６２と、吸湿状態判定部６３とを有する。

光拡散層重量情報記憶部６２は、光拡散層１１の重量と、光拡散層１１の吸湿レベルとの関係を示す情報を記憶する。例えば、光拡散層重量情報記憶部６２は、図１７に示される関係を記憶する。

吸湿状態判定部６３は、重量センサー６１からの出力を受け、光拡散層重量情報記憶部６２に記憶されている情報を参照して、検出された光拡散層１１の重量に対応する吸湿レベルを判定し、当該吸湿レベルを抵抗値制御部３４に出力する。

抵抗値制御部３４は、吸湿状態検出部３３により検出された情報に基づいて抵抗部３２の抵抗値Ｒを制御する。具体的には、抵抗値制御部３４は、予め設定された関数（計算式やテーブル等）を用いて、吸湿状態検出部３３により判定された吸湿レベルから抵抗部３２の抵抗値の制御目標値を決定する。上記関数は、例えば実験によって得られる。なお、吸湿状態検出部３３により判定される吸湿レベルと、抵抗部３２の制御される抵抗値との関係は、図１４や図１５と同様である。

抵抗値制御部３４によって抵抗部３２の抵抗値が制御されることにより、上記実施の形態１と同様、光拡散層１１が吸湿した場合に、微小カプセル層１５の静電容量成分１５Ｃに印加される電圧波形は、図５のようにはならず、図７や図８のようなシンチレーションを良好に抑制可能な波形となる。

以上説明した本実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様、上記（１）〜（４）の効果が得られ得る。

なお、上記の説明では、光拡散層１１の物理的な特性として、光拡散層１１の重量を検出する構成を例示したが、吸湿状態検出部３３は、他の情報を検出しても良い。例えば、吸湿状態検出部３３は、光拡散層１１の寸法（厚みや辺長等）や、光拡散層１１を駆動しない状態での光拡散層１１の透過率または屈折率などを検出しても良い。

実施の形態３．
図１９は、実施の形態３に係る光拡散装置７０の構成を示す図である。この光拡散装置７０は、上記実施の形態１に係る光拡散装置３に対し、抵抗部３２の抵抗値が固定である点で異なっており、その他の部分については略同様である。光拡散装置７０は、図１の画像投写装置１００において、光拡散装置３の代わりに用いられる。以下の説明では、実施の形態１と同様の部分については説明を省略または簡略化し、実施の形態１と同一または対応する要素については同一の符号を付す。

本実施の形態では、抵抗部３２は固定抵抗であり、吸湿状態検出部３３および抵抗値制御部３４は設けられていない。したがって、光拡散装置７０の電気的なモデルは、図６に示される通りである。抵抗成分３２Ｒの抵抗値は、光拡散層１１が吸湿した状態における、微小カプセル層１５の静電容量値Ｃｃと微小カプセル層１５の絶縁抵抗値Ｒｃとの積を、支持シート１３の静電容量値Ｃｓで除した値またはその近傍の値に設定される。

例えば、抵抗成分３２Ｒの抵抗値は、下記式（４）および式（５）により算出される抵抗値Ｒ２に設定される。
Ｒｔ＝（Ｃｃ×Ｒｃ）／Ｃｓ …（４）
Ｒｔ＝（Ｒ２×Ｒｓ）／（Ｒ２＋Ｒｓ） …（５）

上記式（４）および式（５）において、静電容量値Ｃｓ，Ｃｃおよび絶縁抵抗値Ｒｓ，Ｒｃとしては、吸湿後の（例えば光拡散層１１が十分に吸湿した状態での）実測値が用いられる。

ただし、吸湿後の支持シート１３の絶縁抵抗値Ｒｓが吸湿後の微小カプセル層１５の絶縁抵抗値Ｒｃと比べて十分大きい場合には、抵抗成分３２Ｒの抵抗値は、下記式（６）により算出される抵抗値Ｒ２に設定されても良い。
Ｒ２＝（Ｃｃ×Ｒｃ）／Ｃｓ …（６）

図２０は、図６の構成において、吸湿後の状態で、抵抗成分３２Ｒの抵抗値Ｒを上記抵抗値Ｒ２に設定し、光拡散層駆動部３１から極性が反転する矩形波形の電圧を印加したときに、微小カプセル層１５の静電容量成分１５Ｃに印加される電圧波形を示す図である。図２０の電圧波形は、吸湿後における静電容量値Ｃｓ，Ｃｃおよび絶縁抵抗値Ｒｓ，Ｒｃの実測値を用いて、抵抗値Ｒが上記抵抗値Ｒ２に設定された条件でシミュレーション（計算）した結果である。ただし、上記抵抗値Ｒ２を算出した後、光拡散素子１０の実サンプルに抵抗値Ｒ２の抵抗を接続して実際に電圧波形を測定したところ、図２０と同様の電圧波形が得られた。

図２０の電圧波形を見ると、図４と同等であり、シンチレーションを抑制しうる電圧波形となっている。

図２１は、図６の構成において、吸湿前の状態で、抵抗成分３２Ｒの抵抗値Ｒを上記抵抗値Ｒ２に設定し、光拡散層駆動部３１から極性が反転する矩形波形の電圧を印加したときに、微小カプセル層１５の静電容量成分１５Ｃに印加される電圧波形を示す図である。図２１の電圧波形は、吸湿前における静電容量値Ｃｓ，Ｃｃおよび絶縁抵抗値Ｒｓ，Ｒｃの実測値を用いて、抵抗値Ｒが上記抵抗値Ｒ２に設定された条件でシミュレーション（計算）した結果である。ただし、上記抵抗値Ｒ２を算出した後、光拡散素子１０の実サンプルに抵抗値Ｒ２の抵抗を接続して実際に電圧波形を測定したところ、図２１と同様の電圧波形が得られた。

図２１の電圧波形を見ると、波形のなまりは発生しているが、図５のように微小カプセル層１５に印加される電圧が極端に低下して、電圧が印加されなくなってしまうことはなく、複数の拡散粒子１６を往復移動させることができる電圧波形となっている。

したがって、本実施の形態の構成では、吸湿後および吸湿前のいずれの状態においても、シンチレーションが良好に抑制される。

以上説明した本実施の形態３によれば、上記（１），（４）の他に、下記（５），（６）の効果が得られ得る。

（５）抵抗部が、固定抵抗である。このため、抵抗値の制御が不要であるので、構成が簡易になり、低コストでシンチレーション抑制効果が得られる。

（６）抵抗部は、光拡散層が吸湿した状態における、複数の収容体の層の静電容量値と複数の収容体の層の絶縁抵抗値との積を、支持シートの静電容量値で除した値またはその近傍の抵抗値を有する。これにより、吸湿前および吸湿後のいずれにおいても、シンチレーションを抑制することができる。

実施の形態４．
図２２は、実施の形態４に係る光拡散装置８０の構成を示す図である。この光拡散装置８０は、上記実施の形態３に係る光拡散装置７０に対し、電圧クランプ回路を有する点で異なっており、その他の部分については略同様である。光拡散装置８０は、図１の画像投写装置１００において、光拡散装置３の代わりに用いられる。以下の説明では、実施の形態３と同様の部分については説明を省略または簡略化し、実施の形態３と同一または対応する要素については同一の符号を付す。

図２３は、図６の構成において、特定の吸湿状態で、抵抗成分３２Ｒの抵抗値Ｒを異なる３つの値に設定して、光拡散層駆動部３１から極性が反転する矩形波形の電圧を印加したときに、微小カプセル層１５の静電容量成分１５Ｃに印加される電圧波形を示す図である。図２３には、抵抗値Ｒが最適値である場合の電圧波形Ｗ２０（実線）と、抵抗値Ｒが最適値よりも大きい場合の電圧波形Ｗ２１（一点鎖線）と、抵抗値Ｒが最適値よりも小さい場合の電圧波形Ｗ２２（破線）とが示されている。図２３から分かるように、抵抗部３２の抵抗値Ｒが最適値より小さい場合でも大きい場合でも、抵抗部３２の抵抗値Ｒが最適値である場合と比較して、電圧波形の振幅が大きくなる。

したがって、実施の形態３の構成では、吸湿前の状態において、抵抗部３２の抵抗値Ｒが最適値より小さくなり、抵抗値Ｒが最適値である場合と比較して電圧波形の振幅が大きくなる。

そこで、本実施の形態では、光拡散装置８０は、第２の電極２２と第３の電極２３との間の電圧を制限する電圧クランプ回路８１を有する。電圧クランプ回路８１は、第２の電極２２と第３の電極２３との間に接続される。電圧クランプ回路８１は、例えば、第２の電極２２と第３の電極２３との間の電圧の振幅を、抵抗部３２の抵抗値Ｒが最適値である場合の電圧波形（例えば図２３の電圧波形Ｗ２０）の振幅以下に制限する。

図２４は、電圧クランプ回路８１の構成の一例を示す図である。図２４の例では、電圧クランプ回路８１は、ダイオード８３，８４および定電圧ダイオード８５，８６により構成されている。ダイオード８３のカソードは第３の電極２３に接続され、ダイオード８３のアノードは定電圧ダイオード８５のアノードに接続され、定電圧ダイオード８５のカソードは第２の電極２２に接続される。ダイオード８４のカソードは第２の電極２２に接続され、ダイオード８４のアノードは定電圧ダイオード８６のアノードに接続され、定電圧ダイオード８６のカソードは第３の電極２３に接続される。光拡散層駆動部３１から極性が反転する駆動電圧が印加されるため、各極性に応じた２つの経路が設けられている。

図２４では、クランプしたい電圧レベルに応じて、定電圧ダイオードが直列に複数接続されても良い。

なお、電圧クランプ回路８１は、バリスタ素子やサージアブソーバ素子で構成されても良い。

以上説明した本実施の形態４によれば、上記（１），（４）〜（６）の他に、下記（７）の効果が得られ得る。

（７）光拡散装置は、第２の電極と第３の電極との間の電圧を制限する電圧クランプ回路を備える。このため、光拡散層の吸湿状態によって微小カプセル層の絶縁抵抗値が変化しても、常に一定振幅の電圧を微小カプセル層に印加でき、安定したシンチレーション抑制効果を得ることができる。

なお、上記の説明では、実施の形態３に係る光拡散装置７０に電圧クランプ回路を適用した場合を例示したが、電圧クランプ回路は、実施の形態１，２に係る光拡散装置に適用されても良い。実施の形態１，２では、抵抗値の制御が精密である場合には、吸湿状態によらず常に図２３の電圧波形Ｗ２０のような良好な電圧波形となるが、抵抗値の制御が粗い場合には、図２３の電圧波形Ｗ２１やＷ２２のような振幅の大きい電圧波形となる場合が発生する。したがって、電圧クランプ回路の適用は、特に抵抗値の制御が粗い場合に有効である。

また、以上説明した実施の形態１〜４において、駆動装置３０の処理（例えば図１２の処理）は、電子回路などのハードウェア資源のみにより実現されてもよいし、ハードウェア資源とソフトウェアとの協働により実現されてもよい。ハードウェア資源とソフトウェアとの協働により実現される場合、駆動装置３０の処理は、例えばコンピュータプログラムがコンピュータにより実行されることによって実現される。より具体的には、駆動装置３０の処理は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録媒体に記録されたプログラムが主記憶装置に読み出されて中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）により実行されることによって実現される。上記プログラムは、光ディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されてもよいし、インターネット等の通信回線を介して提供されてもよい。

なお、本発明は、上記実施の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内において種々の態様で実施することができる。

１ 画像投影部、 ２ スクリーン、 ３，６０，７０，８０ 光拡散装置、 １０ 光拡散素子、 １１ 光拡散層、 １２ 微小カプセル、 １３ 支持シート、 １４ 接着剤、 １５ 微小カプセル層、 １６ 拡散粒子、 １７ 分散媒、 ２１ 第１の電極、 ２２ 第２の電極、 ２３ 第３の電極、 ３０ 駆動装置、 ３１ 光拡散層駆動部、 ３２ 抵抗部、 ３３ 吸湿状態検出部、 ３４ 抵抗値制御部、 ８１ 電圧クランプ回路、 １００ 画像投写装置。

Claims (18)

1. 帯電した複数の粒子と当該複数の粒子を分散させる分散媒とを内部に収容する複数の収容体で構成された層を１層だけ備え、当該複数の収容体を支持する支持シートを有する構造体と、
   前記支持シートの外側に配置された第１の電極と、
   前記複数の収容体の層の外側に配置された第２の電極と、
   前記支持シートと前記複数の収容体の層との間に配置された第３の電極と、
   前記第１の電極と前記第２の電極との間に、極性が反転する電圧を印加する駆動手段と、
   前記第１の電極と前記第３の電極との間に接続される抵抗手段と、
   を備え、
   前記抵抗手段の抵抗値と吸湿後の前記支持シートの絶縁抵抗値との並列合成抵抗値は、前記複数の収容体の層の吸湿後の静電容量値と前記複数の収容体の層の吸湿後の絶縁抵抗値との積を、前記支持シートの吸湿後の静電容量値で除した値と等しい
   ことを特徴とする光拡散装置。
2. 前記構造体の吸湿状態を示す情報を検出する吸湿状態検出手段と、
   前記検出された情報に基づいて前記抵抗手段の抵抗値を制御する抵抗値制御手段と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光拡散装置。
3. 前記吸湿状態検出手段は、前記構造体の電気的な特性を検出することにより、前記吸湿状態を示す情報を検出することを特徴とする請求項２に記載の光拡散装置。
4. 前記吸湿状態検出手段は、前記第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加したときの、前記第２の電極と第３の電極との間に発生する電圧の時間的な変化を検出することにより、前記吸湿状態を示す情報を検出することを特徴とする請求項３に記載の光拡散装置。
5. 前記吸湿状態検出手段は、前記第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加したときの、前記第２の電極と第３の電極との間に発生するピーク電圧を検出することにより、前記吸湿状態を示す情報を検出することを特徴とする請求項３に記載の光拡散装置。
6. 前記吸湿状態検出手段は、前記構造体の物理的な特性を検出することにより、前記吸湿状態を示す情報を検出することを特徴とする請求項２に記載の光拡散装置。
7. 前記吸湿状態検出手段は、前記構造体の重量を検出することにより、前記吸湿状態を示す情報を検出することを特徴とする請求項６に記載の光拡散装置。
8. 前記抵抗手段の抵抗値は、前記抵抗手段の抵抗値と前記支持シートの絶縁抵抗値との並列合成抵抗値が、前記複数の収容体の層の静電容量値と前記複数の収容体の層の絶縁抵抗値との積を、前記支持シートの静電容量値で除した値と等しくなるように、前記抵抗値制御手段により制御されることを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載の光拡散装置。
9. 前記抵抗手段は、固定抵抗であることを特徴とする請求項１に記載の光拡散装置。
10. 前記第２の電極と第３の電極との間の電圧を制限する電圧クランプ手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の光拡散装置。
11. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の光拡散装置と、
    画像を投影する画像投影手段と、
    前記画像投影手段からの画像光が投影されることにより画像を表示するスクリーンと、
    を備え、
    前記スクリーンに表示された画像からの光が入射光として前記光拡散装置に入射する、
    ことを特徴とする画像投写装置。
12. 帯電した複数の粒子と当該複数の粒子を分散させる分散媒とを内部に収容する複数の収容体で構成された層を１層だけ備え、当該複数の収容体を支持する支持シートを有する構造体と、
    前記支持シートの外側に配置された第１の電極と、
    前記複数の収容体の層の外側に配置された第２の電極と、
    前記支持シートと前記複数の収容体の層との間に配置された第３の電極と、
    前記第１の電極と前記第３の電極との間に接続される抵抗手段と、
    を備える光拡散装置の駆動方法であって、
    前記第１の電極と前記第２の電極との間に、極性が反転する電圧を印加する駆動工程と、
    前記構造体の吸湿状態を示す情報を検出する吸湿状態検出工程と、
    前記検出された情報に基づいて、前記抵抗手段の抵抗値と吸湿後の前記支持シートの絶縁抵抗値との並列合成抵抗値が、前記複数の収容体の層の吸湿後の静電容量値と前記複数の収容体の層の吸湿後の絶縁抵抗値との積を、前記支持シートの吸湿後の静電容量値で除した値と等しくなるように前記抵抗手段の抵抗値を制御する抵抗値制御工程と、
    を含むことを特徴とする光拡散装置の駆動方法。
13. 前記吸湿状態検出工程では、前記構造体の電気的な特性を検出することにより、前記吸湿状態を示す情報を検出することを特徴とする請求項１２に記載の光拡散装置の駆動方法。
14. 前記吸湿状態検出工程では、前記第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加したときの、前記第２の電極と第３の電極との間に発生する電圧の時間的な変化を検出することにより、前記吸湿状態を示す情報を検出することを特徴とする請求項１３に記載の光拡散装置の駆動方法。
15. 前記吸湿状態検出工程では、前記第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加したときの、前記第２の電極と第３の電極との間に発生するピーク電圧を検出することにより、前記吸湿状態を示す情報を検出することを特徴とする請求項１３に記載の光拡散装置の駆動方法。
16. 前記吸湿状態検出工程では、前記構造体の物理的な特性を検出することにより、前記吸湿状態を示す情報を検出することを特徴とする請求項１２に記載の光拡散装置の駆動方法。
17. 前記吸湿状態検出工程では、前記構造体の重量を検出することにより、前記吸湿状態を示す情報を検出することを特徴とする請求項１６に記載の光拡散装置の駆動方法。
18. 前記抵抗手段の抵抗値は、前記抵抗手段の抵抗値と前記支持シートの絶縁抵抗値との並列合成抵抗値が、前記複数の収容体の層の静電容量値と前記複数の収容体の層の絶縁抵抗値との積を、前記支持シートの静電容量値で除した値と等しくなるように、前記抵抗値制御工程において制御されることを特徴とする請求項１２から１７のいずれか１項に記載の光拡散装置の駆動方法。

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