CN101405651A - 图像投射装置、图像投射屏和图像显示系统 - Google Patents

图像投射装置、图像投射屏和图像显示系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种图像投射装置，具有输出可见光的第一光源和输出不可见光的第二光源，把可见光和不可见光向显示屏投射。显示屏具有通过把不可见光投射而使可见光的反射率、透过率和吸收率的至少一个变化的材料。图像投射装置具有基于图像信号调制可见光和不可见光的强度的调制部，以及控制调制部的控制部。

Description

图像投射装置、图像投射屏和图像显示系统
技术领域
本发明涉及在显示屏显示图像的图像投射装置、显示屏、具有它们的图像显示系统，特别涉及图像质量提高技术。
背景技术
图像投射装置把光在显示屏上投射，从而在显示屏上显示图像。为了把该显示的图像变为高图像质量化，从以往就进行图像投射装置和显示屏的改良。在图像投射装置中，谋求图像显示(调制方式)和调制远景的高效率化。在图像投射屏中，提出高反射、高对比度显示屏。
例如，专利文献1描述设置具有选择性地反射特定的偏振光成分的胆甾型液晶构造的偏振光选择反射层的图像投射屏。
此外，专利文献2描述交替层叠高折射率的光学薄膜和比它折射率更低的光学薄膜，对多个特定波段的光(R、G、B)，具有高反射特性的选择波长反射型图像投射屏。
此外，专利文献3描述了：备有发出光的3原色中的2色的光的激光光源和发出激励光的激励光源激光器的图像投射装置；以及具有把激励光波长变换为剩下的一色的荧光物质的波长变换型图像投射屏。
此外，专利文献4描述了在显示屏上设置由吸收人眼的相对可见度最高的575nm附近的光的光吸收墨汁构成的光吸收层，使投射图像的灰平衡不失调的反射型图像投射屏。
专利文献1：特开2005-292423号公报
专利文献2：特开2005-202029号公报
专利文献3：特开2003-287802号公报
专利文献4：特开平6-82915号公报
在显示屏上显示黑色时，在显示黑色的部分不投射光而表现出黑色。可是，在该方式中，在明亮的外光的环境下，黑浮动，无法确保充分的对比度。
发明内容
本发明是鉴于所述课题而提出的，其目的在于，在明亮的外光的环境下，也能抑制黑浮动且能够提高对比度的图像投射装置、图像投射屏和图像显示系统。
本发明的图像投射装置具有输出可见光的第一光源和输出不可见光的第二光源，把所述可见光和所述不可见光向显示屏投射，其中，所述显示屏具有通过投射所述不可见光而使可见光的反射率、透过率和吸收率的至少其中之一变化的材料，所述图像投射装置还具有：基于图像信号调制所述可见光和所述不可见光的强度的调制部；以及控制所述调制部的控制部。
根据某实施方式，所述调制部根据与所述图像信号对应的亮度信号，调制所述不可见光的强度。
根据某实施方式，所述图像信号是RGB信号，所述控制部把所述RGB信号向所述亮度信号变换。
根据某实施方式，所述调制部根据把所述图像信号所对应的亮度信号反转的亮度反转信号，调制所述不可见光的强度。
根据某实施方式，还具有：校正所述亮度反转信号的校正部。
根据某实施方式，所述校正部进行所述亮度反转信号的亮度等级的校正、去掉所述亮度反转信号的所定亮度等级以下的部分的校正、去掉所述亮度反转信号的所定中间亮度等级的部分的校正、伽玛校正的至少其中之一。
根据某实施方式，还具有检测图像投射区域的照度的照度检测部、检测所述图像投射区域的温度的温度检测部的至少一方，所述校正部根据所述图像投射区域的照度和温度的至少一方，校正所述亮度反转信号。
根据某实施方式，还具有检测图像投射区域的照度的照度检测部、检测所述图像投射区域的温度的温度检测部的至少一方，所述控制部根据所述图像投射区域的照度和温度的至少一方，调整所述不可见光的照射能量和照射时间的至少一方。
根据某实施方式，还包含：扫描部，其具有将所述第一和第二光源输出的所述可见光和所述不可见光反射而投射的反射面；以及驱动部，其驱动所述扫描部。
根据某实施方式，所述显示屏具有的所述材料是光致变色化合物。
根据某实施方式，所述光致变色化合物包含透明材料。
根据某实施方式，所述光致变色化合物包含不透明材料。
根据某实施方式，所述显示屏的所述反射率、所述透过率和所述吸收率的至少一个随着所述不可见光的照射能量而变化。
根据某实施方式，所述显示屏的所述反射率、所述透过率和所述吸收率的至少一个随着所述不可见光的照射时间而变化。
根据某实施方式，所述显示屏具有设置在所述显示屏的投射面和所述投射面的背面的至少一面的所述材料。
本发明的图像显示系统的特征在于，具有所述图像投射装置和所述显示屏。
本发明的显示屏的特征在于，具有通过把不可见光投射，可见光的反射率、透过率和吸收率的至少一个变化的材料。
根据某实施方式，所述显示屏具有的所述材料是光致变色化合物。
根据某实施方式，所述光致变色化合物包含透明材料。
根据某实施方式，所述光致变色化合物包含不透明材料。
根据某实施方式，所述显示屏的所述反射率、所述透过率和所述吸收率的至少一个随着所述不可见光的照射能量而变化。
根据某实施方式，所述显示屏的所述反射率、所述透过率和所述吸收率的至少一个随着所述不可见光的照射时间而变化。
根据某实施方式，所述显示屏具有设置在所述显示屏的投射面和所述投射面的背面的至少一面的所述材料。
根据本发明，图像投射装置具有输出可见光的第一光源和输出不可见光的第二光源。显示屏具有通过投射不可见光而使可见光的反射率、透过率和吸收率的至少一个变化的材料。根据图像信号，调制可见光和不可见光而显示图像。在显示屏上的想显示黑色的区域投射不可见光，该区域的特性变为适合于黑色的显示的特性，所以在明亮的外光的环境下，也能实现抑制黑浮动的高对比度的图像显示。
根据某实施方式，显示屏具有光致变色化合物。光致变色效应是基于材料的光调制效应，所以具有高的可靠性，并且不用维护。此外，使用不透明的光致变色化合物时，光致变色化合物层也能兼任反射型图像投射屏构造层。
此外，根据某实施方式，光源是氙、LED等灯光源或半导体光源。根据与可见光同样的图像信号所对应的亮度信号，调制不可见光。据此，能把适合于图像的显示的强度的不可见光投射。
此外，根据某实施方式，图像信号是RGB信号，从RGB信号变换亮度信号。从各种图像信号能取得亮度信号。
此外，根据某实施方式，按照图像投射区域的照度和温度，校正亮度反转信号，或者调整不可见光的照射能量和照射时间，从而能够进行适合于图像投射区域的状态的图像投射。
附图说明
图1(a)～(c)是表示本发明实施方式1的透过型图像投射屏的图。
图2是表示本发明实施方式1的透过型图像投射屏的基体材料层的图。
图3是表示本发明实施方式1的透过型图像投射屏的图。
图4(a)～(c)是表示本发明实施方式2的反射型图像投射屏的图。
图5(a)～(c)是表示本发明实施方式3的反射型图像投射屏的图。
图6是表示本发明实施方式4的图像显示系统的图。
图7(a)和(b)是表示本发明实施方式4的控制部的信号处理的程序流程图。
图8(a)和(b)是用于说明本发明实施方式4的亮度信号和亮度反转信号的图。
图9是表示本发明实施方式5的图像显示系统的图。
图10是表示本发明实施方式5的控制部的信号处理的程序流程图。
图11是表示本发明实施方式5的亮度反转信号的灰度等级校正的图。
图12是表示本发明实施方式5的亮度反转信号的部分灰度等级的去掉校正的图。
图13是表示本发明实施方式5的亮度反转信号的中间灰度等级的去掉校正的图。
图14是表示本发明实施方式5的亮度反转信号的伽玛校正的图。
图15是表示本发明实施方式6的图像显示系统的图。
图16(a)和(b)是表示本发明实施方式6的控制部的信号处理的程序流程图。
图17(a)～(c)是表示本发明实施方式6的扫描方式的图。
图18是表示本发明实施方式7的图像显示系统的图。
图19是表示本发明实施方式7的控制部的信号处理的程序流程图。
图20(a)～(c)是用于说明本发明实施方式7的照射不可见光的定时、照射时间、照射强度的图。
图中：1-透过型图像投射屏；2、12、15-基体材料层；3、13、16-光致变色(フオトクロミツク)化合物层；4-眼睛；5-外光；7-菲涅尔透镜；8-双凸透镜；9-光吸收部；11、14-反射型图像投射屏；21、51-可见光源；22、52-准直透镜；23-可见光源用空间调制元件；24、53-二向色棱镜；25、54-不可见光源；26、55-分光镜；27-投射透镜；28、59-图像信号；29、39、60、67-控制部；30-空间调制元件驱动部；31-R滤光器；32-G滤光器；33-B滤光器；34-不可见光源用空间调制元件；35、65-投射区域；36、66-图像投射屏；37-亮度信号；38-亮度反转信号；40、68-照度检测器；41、69-温度检测器；42、70-亮度反转信号校正部；56-扫描部；57-投射光束；58-开口；61-光源调制电路；62-驱动部；64-束斑轨迹；100、101、102、103-图像投射装置。
具体实施方式
下面，参照附图，说明本发明的实施方式。对同样的构成要素付与同样的参照符号，省略同样的重复的说明。
(实施方式1)
图1是表示本发明第1实施方式的透过型图像投射屏1的图。图1(a)表示在暗处使用时的透过型图像投射屏1。图1(b)表示在亮处使用时的透过型图像投射屏1。图1(c)表示投射不可见光的状态的在亮处的透过型图像投射屏1。透过型图像投射屏1例如在背投射电视中使用。
图2是表示透过型图像投射屏1的基体材料层的图。图3是表示具有与图2所示的构造不同的构造的透过型图像投射屏1的图。
参照图1，透过型图像投射屏1具有基体材料层2和光致变色化合物层3。基体材料层2具有对例如形成有图2所示的菲涅尔透镜7的层、形成有双凸透镜8的层、以及形成有光吸收部9的层进行重叠的构造。
光致变色化合物层3具有透明材料，投射的可见光束高效地透过。在本例子中，可见光是光的3原色的红(R)、绿(G)、蓝(B)这3种类的光，这里，也把3原色汇总称为RGB光。通过组合R光、G光、B光，形成图像。另外，本发明中使用的可见光并不局限于RGB，也可以是青色、洋红色、黄色等其他颜色的光。
光致变色化合物层3与作为不可见光束的紫外线(UV光)反应，可见光的反射率下降而吸收率增加。在透过型图像投射屏1，把用眼睛4观赏投射的图像的一侧作为显示屏1的表面一侧。可见光束和不可见光束例如如图1(a)所示，从显示屏1的里侧投射。
参照图1(a)，在透过型图像投射屏1上的要显示黑色或接近黑色的暗的图像的地方，不照射RGB光，或几乎不照射，所以在暗处显示黑色或接近黑色的较暗的图像。可是，如图1(b)所示，在亮处，由于从显示屏1的表面一侧入射的照明等外光5的反射光(White)的影响，不照射RGB光的地方的图像会出现黑浮动。
参照图1(c)，如果对透过型图像投射屏1照射RGB光和UV光，在UV光照射区域，光致变色化合物层3与UV光反应，可见光的反射率下降，吸收率增加。如果使照射UV光的地方与显示黑色或接近黑色的暗的图像的像素对应，在该地方入射的外光5就由光致变色化合物层3吸收，外光5的反射光量下降，从而能抑制黑浮动。
如此，根据本实施方式，能抑制外光5等引起的黑浮动，在亮处也能提高对比度。
另外，图像投射屏的构造并不局限于上述的构造。也可以，如图3所示，用光致变色化合物层3代替图2所示的形成有双凸透镜8的层和形成有光吸收部9这2层的构造。如果形成有双凸透镜8的层和形成有光吸收部9这2层构造变为不要，该构造层的制作和与菲涅尔透镜7的位置调整就变为不要，能省略制造步骤。
此外，在图1所示的透过型图像投射屏1中，只在表面的1面设置光致变色化合物层3，但是也可以在包含里侧的两面设置。对背投电视的情况，从电视壳体内产生的图像显示光束以外的可见光(杂散光)的存在成为使投射图像的对比度下降的原因。通过在显示屏1的里侧(壳体内部一侧)也设置光致变色化合物层3，能吸收杂散光。
作为光致变色化合物，例如有螺吡喃(スピロピラン)化合物、螺噁奏化合物(スピロオキサジン)、俘精(酸)酐(フルギド)化合物、二芳基亚乙基(ジアリ一エウエテン)化合物、偶氮苯(アゾベンゼン)化合物等。光致变色化合物层具有这些光致变色化合物的至少一种、以及用于涂敷或混合光致变色化合物的树脂粘结剂。作为树脂粘结剂的材料，理想的是使用透明性优异、对光致变色化合物的反应不产生不良影响的材料。
这里，说明光致变色化合物层的发色和消色的方法。如果照射紫外线，光致变色化合物层就发色，如果照射可见光，就消色。消色中使用的可见光是从图像显示装置投射的图像显示用的可见光。这里，说明使用紫外线和可见光的发消色(光发消色)，但是也可以使用红外线代替紫外线。
对显示黑色或暗的颜色的图像的地方(像素)照射紫外线，光致变色化合物层显示与光照射量对应的灰度量级(グレ一スケ一ル)(黑)。如果在该暗的地方照射可见光，就开始变明亮，光致变色化合物层就消色。
把光致变色化合物层消色的可见光的光量设定为所定量，能控制消色的定时。维持灰度量级的显示，直到照射所定光量的可见光。此外，为了维持灰度量级的显示，希望定期照射紫外线，或者持续照射。
作为灰度量级的显示方法，例如光致变色化合物层按照照射光量，均等地产生青色、黄色、洋红色，就通过减法混色(青色+黄色+洋红色＝黑)，光致变色化合物层的颜色变为黑色。
此外，也可以用热使光致变色化合物层发色，或用光进行消色。在图像投射装置和显示屏之间，图像信号的共享化可能时，在光致变色化合物层重叠透明导电膜，对透明导电膜通电并使之发热，能使光致变色化合物层发色。通过可见光的照射，能进行消色。这时，透明电极(透明导电膜+电极)配置在光致变色化合物层的一面(表面或背面)。例如螺吡喃化合物用热发色。
此外，在图像投射装置和显示屏之间，图像信号的共享化可能时，也可以利用电致变色效应，使显示屏发消色。
作为背投射用的显示屏的结构，例如有以下的(1)～(8)所示的结构。
(1)基体材料/光致变色化合物层/不可见光吸收膜
(2)基体材料/光致变色化合物层/不可见光吸收膜/不可见光反射膜
(3)基体材料/透明电极/光致变色化合物层/不可见光吸收膜
(4)基体材料/透明电极/光致变色化合物层/不可见光吸收膜/不可见光反射膜
(5)基体材料/光致变色化合物层/透明电极/不可见光吸收膜
(6)基体材料/光致变色化合物层/透明电极/不可见光吸收膜/不可见光反射膜
(7)基体材料/透明电极/光致变色化合物层/透明电极/不可见光吸收膜
(8)基体材料/透明电极/光致变色化合物层/透明电极/不可见光吸收膜/不可见光反射膜
基本结构是(1)和(2)所示的结构。(3)～(8)所示的结构更换透明电极的位置。(3)～(8)表示光致变色化合物层以热发色，用光消色的显示屏结构。此外，在使用电致变色效应的显示屏结构中，可以降光致变色化合物层替换为电致变色化合物层。此外，也可以采用并用光色效应和电致变色效应双方的显示屏结构。
作为上述(1)所示的背投射用的显示屏的不可见光吸收膜的特性，有必要吸收来自图像投射装置的不可见光和外光的不可见光(不透过)，所以按照来自图像投射装置的不可见光和外光的不可见光的光量高的一方，适宜设计。例如，考虑来自一般的荧光灯的紫外线的光量是数十μW/cm2，来自晴天时的通过玻璃的日光的紫外线的光量是100μW/cm2以上(根据玻璃的厚度、种类，大幅度变化)。
上述(2)所示的背投射用的显示屏的不可见光吸收膜的特性有必要吸收来自图像投射装置的不可见光(不透过)，所以按照来自图像投射装置的不可见光的光量，适宜设计。作为所述(2)所示的背投射用的显示屏的不可见光反射膜的特性，有必要反射外光的不可见光(不透过)，所以理想的是完全反射外光的不可见光的特性。可是，在光致变色化合物层，即使几乎不发生光色效应的程度的光量透过，也没有问题。
作为特性因温度而变化的光致变色化合物的材料，有螺吡喃化合物、螺噁奏化合物化合物等。
此外，二芳基亚乙基化合物在光盘的记录材料中使用，对光，非常快地反应，所以适合于动画的显示。此外，在静止图像显示，没有高速响应的必要，所以也能使用反应慢的材料。
此外，作为与光致变色化合物层3反应的不可见光，在紫外线以外，也可以使用近红外线或近紫外线。
此外，光致变色化合物层3由薄膜等保护，如果成为容易搬运的形态，就能与已经设置完毕的透过型图像投射屏重叠，或者与作为透过型图像投射屏而代替使用的毛玻璃、扩散薄板、或者粘贴有扩散薄板的透明并且表面平滑的玻璃等重叠。
此外，光致变色化合物是能容易涂敷的材料时，也能进行喷雾的涂敷，或变为液体，涂敷。
(实施方式2)
图4是表示本发明实施方式2的反射型图像投射屏11的图。图4(a)表示在暗处使用时的反射型图像投射屏11。图4(b)表示在亮处使用时的反射型图像投射屏11。图4(c)表示投射不可见光的状态的在亮处的反射型图像投射屏11。反射型图像投射屏11例如作为投影仪用途使用。
参照图4，反射型图像投射屏11具有基体材料层12和光致变色化合物层13。基体材料层12例如具有表面为凹凸构造且颜色为白色的投影仪用显示屏构造。光致变色化合物层13具有透明材料，投射的可见光束高效地透过。光致变色化合物层13与不可见光束的紫外线(UV光)反应，可见光的反射率下降，吸收率增加。在反射型图像投射屏11，把用眼睛4观赏投射的图像的一侧作为显示屏11的表面一侧。RGB光和UV光从显示屏11的表面一侧投射。
参照图4(a)，在反射型图像投射屏11上的要显示黑色或接近黑色的暗的图像的地方，不照射RGB光，或几乎不照射，所以在暗处，显示黑色或接近黑色的暗的图像。可是，如图4(b)所示，在亮处，由于从显示屏11的表面一侧入射的照明等外光5的反射光(White)的影响，不照射RGB光的地方的图像会黑浮动。
参照图4(c)，如果对反射型图像投射屏11照射RGB光和UV光，在UV光照射区域，光致变色化合物层13与UV光反应，可见光的反射率下降，吸收率增加。如果使照射UV光的地方与显示黑色或接近黑色的暗的图像的像素对应，在该地方入射的外光5就由光致变色化合物层13吸收，外光5的反射光量下降，所以能抑制黑浮动。
如此，根据本实施方式，能抑制外光5等引起的显示屏的黑浮动，在亮处也能提高对比度。
另外，图像投射屏的构造并不局限于上述的构造。具有一面(表面)是重视来自显示屏的反射光的亮度的白色的显示屏面，另一面(背面)是重视提高图像的对比度的灰色的显示屏面这两面反射型图像投射屏。根据本发明，一面的显示屏面能担负亮度重视型显示屏和对比度重视型显示屏的双方，所以与用途对应的显示屏特性的切换是容易的。
作为前投射用的显示屏结构，例如有以下的(1)～(4)所示的结构。
(1)基体材料/光致变色化合物层/不可见光吸收膜
(2)基体材料/透明电极/光致变色化合物层/不可见光吸收膜
(3)基体材料/光致变色化合物层/透明电极/不可见光吸收膜
(4)基体材料/透明电极/光致变色化合物层/透明电极/不可见光吸收膜
基本结构是(1)所示的结构。(2)～(4)所示的结构更换透明电极的位置。(2)～(4)所示的结构表示用热对光致化合物曾进行发色，并用光对之进行消色的显示屏的结构。
对前投射用的显示屏的不可见光吸收膜设定阈值，图像投射装置投射该阈值以上的不可见光。根据与由图像投射装置投射的不可见光透过不可见光吸收膜所取得的光色效应的关系，适宜决定该阈值。
此外，作为与光致变色化合物层13反应的不可见光，在紫外线以外，也可以使用近红外线或近紫外线。
此外，光致变色化合物层13由薄膜等保护，如果成为容易搬运的形态，就能与已经设置完毕的反射型图像投射屏重叠，或者与作为反射型图像投射屏而代替使用的白板或表面平滑的壁等重叠。
此外，光致变色化合物是能容易涂敷的材料时，也能进行喷雾的涂敷，或做成液体而涂敷。
(实施方式3)
图5是表示本发明实施方式3的反射型图像投射屏14的图。图5(a)表示在暗处使用时的反射型图像投射屏14。图5(b)表示在亮处使用时的反射型图像投射屏14。图5(c)表示投射不可见光的状态的在亮处的反射型图像投射屏14。反射型图像投射屏14例如作为投影仪用途使用。
参照图5，反射型图像投射屏14具有基体材料层15和光致变色化合物层16。基体材料层15的颜色例如是黑色。光致变色化合物层16具有不透明材料，具有表面为凹凸构造且颜色为白色的投影仪用显示屏构造。可见光束由光致变色化合物层16高效反射。光致变色化合物层16与不可见光束的紫外线(UV光)反应，可见光的反射率下降，透过率增加。在反射型图像投射屏14，把用眼睛4观赏投射的图像的一侧作为显示屏14的表面一侧。RGB光和UV光从显示屏14的表面一侧投射。
参照图5(a)，在反射型图像投射屏14上的要显示黑色或接近黑色的暗的图像的地方，不照射RGB光，或几乎不照射，所以在暗处，表现黑色或接近黑色的暗的图像。可是，如图5(b)所示，在亮处，由于从显示屏14的表面一侧入射的照明等外光5的反射光(White)的影响，不照射RGB光的地方的图像会出现黑浮动。
参照图5(c)，如果对反射型图像投射屏14照射RGB光和UV光，在UV光照射区域，光致变色化合物层16与UV光反应，可见光的反射率下降，透过率增加。如果使照射UV光的地方与显示黑色或接近黑色的暗的图像的像素对应，则在该地方入射的外光5就由光致变色化合物层13吸收，外光5的反射光量下降，所以能够抑制黑浮动。
如此，根据本实施方式，能抑制外光5等引起的显示屏的黑浮动，在亮处也能提高对比度。
此外，作为与光致变色化合物层16反应的不可见光，在紫外线以外，也可以使用近红外线或近紫外线。
此外，基体材料层的颜色也可以是灰色，并不局限于黑色。
此外，光致变色化合物层16由薄膜等保护，如果成为能容易搬运的形态，就能与已经设置完毕的对比度重视型的反射型图像投射屏重叠，或者与作为反射型图像投射屏而替代使用的黑板、或者表面平滑且颜色暗并且几乎没有花纹或颜色不均匀的壁等重叠。
此外，光致变色化合物是能容易涂敷的材料时，也能进行喷雾的涂敷，或做成液体而涂敷。
(实施方式4)
下面，说明本发明的实施方式的图像显示系统。图6是表示本实施方式的图像显示系统的图。图像显示系统具有图像投射装置100和图像投射屏36。
图7是表示控制部29执行的信号处理流程的图。图8是表示图像信号28的亮度信号37以及把该亮度信号37反转处理而生成的亮度反转信号38的图。
参照图6，图像投射装置100具有可见光源21、准直透镜22、R滤光器31、G滤光器32、B滤光器33、可见光源用空间调制元件23、二向色棱镜24、不可见光源25、不可见光源用空间调制元件34、分光镜26、投射透镜27、图像信号28、控制部29、空间调制元件驱动部30。
控制部29具有可见光源用控制部29a和不可见光源用控制部29b。空间调制元件驱动部30具有可见光源用空间调制元件驱动部30a和不可见光源用空间调制元件驱动部30b。
可见光源21输出可见光，不可见光源25输出不可见光。空间调制元件23、34和空间调制元件驱动部30根据图像信号，调制可见光和不可见光的强度。也可以把空间调制元件23、34和空间调制元件驱动部30总称为调制部。根据图像信号，控制部29控制空间调制元件驱动部30的动作，由此空间调制元件23、34调制可见光和不可见光的强度。
从与RGB对应的3个可见光源21放射的可见光束由各自所对应的准直透镜22缩径(絞り込む)，透过R滤光器31、G滤光器32、B滤光器33，取得RGB各自的光束。RGB的各光束由可见光源用空间调制元件23(例如透过型液晶元件)调制，由二向色棱镜24合成。从不可见光源25放射的不可见光束由准直透镜22缩径，由不可见光源用空间调制元件34(例如透过型液晶元件)调制，与由二向色棱镜24合成的可见光束通过分光镜26而被合成，成为投射光束，从投射透镜27投射到图像投射屏36上，在投射区域35形成图像。
表示要显示的图像的图像信号28对控制部29a和29b输入。控制部29a和29b把与图像信号28对应的控制信号对空间调制元件驱动部30a和30b输出。根据控制信号，空间调制元件驱动部30a和30b驱动空间调制元件23、34，空间调制元件23对可见光束进行与图像信号对应的强度调制，空间调制元件34对不可见光束进行与图像信号28对应的强度调制。
不可见光源用控制部29b生成把图像信号28的亮度信号反转的亮度反转信号，作为控制信号对不可见光源用空间调制元件驱动部30b输出。
参照图7(a)的信号处理流程，说明可见光源用控制部29a的信号处理。
图像信号28是一般的NTSC(National Television System Committee)方式的图像(视频)信号时，取得亮度信号、色差信号(R-亮度信号、B-亮度信号)和声音信号。以所定的比率把RGB信号相加，能求出亮度信号，用
亮度信号＝0.299*R+0.587*G+0.114*B    (式1)
提供。此外，各色差信号用
R-亮度信号＝0.701*R-0.587*G-0.114*B    (式2)
B-亮度信号＝-0.299*R-0.587*G+0.886*B    (式3)
提供。控制部29a进行与(式1)～(式3)对应的RGB信号变换处理，取得RGB信号。把该RGB信号对可见光源用空间调制元件驱动部30a输入。
此外，图像信号28是RGB信号时，对可见光源用空间调制元件驱动部30a输入该RGB信号。
下面，参照图7(b)的信号处理流程，说明不可见光源用控制部29b的信号处理。
图像信号28是一般的NTSC方式的视频信号的时候，取得亮度信号、色差信号和声音信号。控制部29b对该亮度信号37进行亮度反转信号处理，取得亮度反转信号。对不可见光源用空间调制元件驱动部30b输入该亮度反转信号。
此外，图像信号28是RGB信号时，在该RGB信号中也包含亮度信号，通过把RGB信号以(式1)所示的所定的比率相加，能取得亮度信号37。把该亮度信号37反转处理，取得亮度反转信号。对不可见光源用空间调制元件驱动部30b输入该亮度反转信号。
参照图8，说明亮度信号37和亮度反转信号38。
图8(a)表示亮度信号37。用0～255的灰度等级(亮度等级)表现某控制时间范围内(图8(a)的横轴所示的范围内)的亮度信号。
图8(b)表示某控制时间范围内的亮度反转信号38。亮度反转信号38是把亮度信号37反转处理，取得的信号。
图像投射屏36(图6)具有例如图6所示的构成要素。
图像投射屏36具有：把图像投射装置100的投射光反射而显示图像的基体材料层12；设置在基体材料层12表面的包含透明材料的光致变色化合物层13。
从图像投射装置100投射的可见光束由基体材料层12反射，显示图像，不可见光束与光致变色化合物层13反应，使可见光的透过率下降，吸收率增加。
通过该图像投射装置100和图像投射屏36的组合，构筑图像显示系统。
希望调整不可见光和可见光的强度(照射能量)和照射时间，从而光致变色化合物层的对不可见光的发色和对可见光的消色成为适当的响应时间和发消色水平。参照图7(b)，控制部29b存储与要显示的图像对应的亮度信号和其前后的亮度信号，并且比较这些亮度信号彼此间(亮度信号比较处理)。比较的结果，关于某显示地方，跨所定的时间以上，继续暗的显示时，增强不可见光的强度，并且增加照射时间。此外，关于某显示地方，暗的显示是短时间时，减弱不可见光束的强度，并且缩短照射时间。
如此，图像投射装置100在可见光源21以外具有不可见光源25，不可见光束与可见光束合成，对图像投射屏36投射。基体材料层12显示与可见光束对应的图像，不可见光束与光致变色化合物层13反应，使可见光的透过率下降，吸收率增加。使可见光的透过率下降，吸收率增加的地方与对黑色或接近黑色进行显示的较暗的图像的像素相对应。对该地方入射的外光5由光致变色化合物层13吸收，所以能取得抑制外光5等引起的显示屏的黑浮动，提高对比度的图像显示系统。
另外，作为光束调制用的空间调制元件，除了透过型液晶元件，还可以使用反射型液晶元件，也可以使用称作数字微反射镜装置(DMD)的光学元件。数字微反射镜装置通过把配置为矩阵状的微小反射镜数字地倾斜，而显示图像。
此外，图像投射装置100具有的光学系统的结构是一个例子，光源的数量、准直透镜和棱镜等各构成要素可以有各种设定。
此外，作为与光致变色化合物层13反应的不可见光，在紫外线以外，也可以使用近红外线或近紫外线。
(实施方式5)
图9是表示本发明实施方式5的图像显示系统的图。图10是表示控制部39执行的信号处理流程的图。图11是校正前的亮度反转信号和校正后的亮度反转信号的图。
图12是表示去掉亮度反转信号的一部分的校正处理的图。图13是表示去掉亮度反转信号的中间灰度等级部分的校正处理的图。图14是表示对亮度反转信号的伽玛校正(ガンマ補正)处理的图。
图9所示的图像投射装置10具有以下说明的要素。
从多个光源21放射的可见光束由各自所对应的准直透镜22缩径，透过R滤光器31、G滤光器32、B滤光器33，取得RGB各自的光束。RGB的各光束由可见光源用空间调制元件23调制，由二向色棱镜24合成。从不可见光源25放射的不可见光束由准直透镜22缩径，由不可见光源用空间调制元件34调制，并与由二向色棱镜24合成的可见光束，通过分光镜26合成，成为投射光束，从投射透镜27投射到图像投射屏36上，在投射区域35形成图像。
图像投射装置101具有的控制部39具有可见光源用控制部39a和不可见光源用控制部39b。表示要显示的图像的图像信号28对控制部39a和39b输入。控制部39a和39b把与图像信号28对应的控制信号对空间调制元件驱动部30a和30b输出。根据照控制信号，空间调制元件驱动部30a和30b驱动空间调制元件23、34，空间调制元件23对可见光束进行与图像信号对应的强度调制，空间调制元件34对不可见光束进行与图像信号28对应的强度调制。
不可见光源用控制部39b生成把图像信号28的亮度信号反转的亮度反转信号，作为控制信号对不可见光源用空间调制元件驱动部30b输出。
图像投射装置101具有照度检测器40和温度检测器41。照度检测器40检测包含投射区域35的图像投射屏36周边的照度，把表示检测照度的照度检测信号对不可见光源用控制部39b输入。
温度检测器41检测包含投射区域35的图像投射屏36周边的温度，把表示检测的温度的检测信号对不可见光源用控制部39b输入。
照度检测器40或温度检测器41的照度或温度的检测，按照图像投射装置101的电源接通时、把图像投射之前、图像投射中的至少一个定时进行。
可见光源用控制部39a的信号处理流程与图7(a)所示的可见光源用控制部29a的信号处理流程同样。图像信号28是一般的NTSC方式的视频信号时，取得亮度信号、色差信号(R-亮度信号、B-亮度信号)和声音信号。以所定的比率把RGB信号相加，能求出亮度信号，用(式1)表示。此外，色差信号用(式2)和(式3)表示。进行与(式1)～(式3)对应的RGB信号变换处理，取得RGB信号。把该RGB信号对可见光源用空间调制元件驱动部30a输入。
此外，图像信号28是RGB信号时，把该RGB信号对可见光源用空间调制元件驱动部30a输入。
参照图10的信号处理流程，说明不可见光源用控制部9b的信号处理。
在不可见光源用控制部39b执行的动作中的亮度信号反转处理之前，与参照图7(b)说明的亮度信号反转处理之前的动作同样。图像信号28是一般的NTSC方式的视频信号的时候，取得亮度信号37，所以把该亮度信号37反转处理，取得亮度反转信号。
此外，图像信号28是RGB信号时，在该RGB信号中也包含亮度信号，用(式1)所示的所定的比率把RGB信号相加，能取得亮度信号37。该亮度信号37反转处理，取得亮度反转信号。
图8(a)表示亮度信号37，图8(b)表示亮度反转信号38。
不可见光源用控制部39b具有亮度反转信号校正部42。对亮度反转信号校正部42输入亮度反转信号38，进行灰度等级的校正处理，取得驱动空间调制元件34的亮度反转信号。把该亮度反转信号对不可见光源用空间调制元件驱动部30b输入。参照图11，说明亮度反转信号校正部42执行的校正处理。
图11表示进行某控制时间范围内的灰度等级(亮度等级)时的校正前的亮度反转信号和校正后的亮度反转信号。虚线部是灰度等级校正前的亮度反转信号38，实线部是校正后的亮度反转信号38a。按照由照度检测器40检测的照度，把灰度等级降低一定。
照度检测器40输出的照度检测信号对亮度反转信号校正部42输入，用于驱动空间调制元件34的亮度反转信号的亮度等级(灰度等级)的校正按照照度检测信号进行。
温度检测器41输出的温度检测信号对亮度反转信号校正部42输入，用于驱动空间调制元件34的亮度反转信号的亮度等级(灰度等级)的校正按照温度检测信号进行。
另外，图像投射屏36(图9)例如具有图4所示的构成要素。
图像投射屏36具有基体材料层12、设置在基体材料层12表面的包含透明材料的光致变色化合物层13。
从图像投射装置101投射的可见光束由基体材料层12反射，显示图像，不可见光束与光致变色化合物层13反应，使可见光的透过率下降，吸收率增加。
通过该图像投射装置101和图像投射屏36的组合，构筑图像显示系统。
希望调整不可见光和可见光的强度和照射时间，从而使光致变色化合物层的对不可见光的发色和对可见光的消色成为适当的响应时间和发消色水平。参照图10，控制部39b存储与要显示的图像对应的亮度信号和其前后的亮度信号，并且比较这些亮度信号彼此间(亮度信号比较处理)。比较的结果，关于某显示地方，跨所定的时间以上，继续暗的显示时，增强不可见光的强度，并且增加照射时间。此外，关于某显示地方，暗的显示是短时间时，减弱不可见光束的强度，并且缩短照射时间。
如此，图像投射装置101在可见光源21以外具有不可见光源25，不可见光束与可见光束合成，对图像投射屏36投射。基体材料层12显示与可见光束对应的图像，不可见光束与光致变色化合物层13反应，使可见光的透过率下降，吸收率增加。使可见光的透过率下降、吸收率增加的地方与显示黑色或接近黑色的暗的图像的像素对应。对该地方入射的外光5由光致变色化合物层13吸收，所以能够得到抑制抑制了外光5等引起的显示屏的黑浮动、提高了对比度的图像显示系统。在本实施方式中，按照装置的外部环境，亮度反转信号校正部42适当校正亮度反转信号38，能进一步抑制显示屏的黑浮动，提高对比度。
另外，作为光束调制用的空间调制元件，除了透过型液晶元件，还可以使用反射型液晶元件，也可以使用称作数字微反射镜装置(DMD)的光学元件。
此外，图像投射装置101具有的光学系统的结构是一个例子，光源的数量、准直透镜和棱镜等各构成要素可以有各种设定。
此外，作为与光致变色化合物层13反应的不可见光，在紫外线以外，也可以使用近红外线或近紫外线。
此外，在灰度等级(亮度等级)校正中，把灰度等级降低一定水平的校正是一个例子，按照包含投射区域35的图像投射屏36周边的亮度，进行灰度等级的校正，所以有时也使灰度等级一定地上升。
此外，作为亮度反转信号的校正，有去掉亮度反转信号的所定的亮度等级以下的校正、只去掉所定的中间的亮度等级的校正、超过灰度等级而校正亮度等级或亮度中间位置的伽玛校正等。参照图12～图14，说明亮度反转信号校正部42执行的校正处理。
图12表示去掉某控制时间范围内的亮度反转信号的所定的灰度等级(亮度等级)以下的部分的校正处理。单点划线表示所定的灰度等级。虚线部表示校正前的亮度反转信号38，实线部表示校正后的亮度反转信号38a。去掉所定的灰度等级以下的部分，所以由亮度反转信号38a调制强度的不可见光束，只在与图像的黑色或接近黑色的较暗的图像相对应的像素投射，能使可见光的透过率下降，增加吸收率。
图13表示去掉某控制时间范围内的亮度反转信号的所定的中间灰度等级(亮度等级)的校正处理。用单点划线夹着的灰度等级是所定的中间灰度等级。虚线部表示校正前的亮度反转信号38，实线部表示校正后的亮度反转信号38a。去掉所定的中间灰度等级的部分，所以由亮度反转信号38a调制强度的不可见光束，不投射到与所定的中间灰度等级的像素对应的地方，所以能抑制图像的中间灰度的亮度下降。
图14表示校正某控制时间范围内的、亮度反转信号的亮度中间位置的伽玛校正处理。虚线部表示校正前的亮度反转信号38，实线部表示校正后的亮度反转信号38a。灰度等级(亮度等级)的中心以上(灰度等级128以上)的部分使灰度等级上升，灰度等级的中心以下(灰度等级127以下)的部分使灰度等级下降。特别是增大中心附近的灰度等级的上升或下降的程度。据此，能缓和不可见光束的可见光的中间灰度的亮度下降。
此外，使灰度等级上升还是下降，因光致变色化合物层的温度特性而不同，所以按照其特性而设定。
此外，通过变更调制不可见光束的信号的占空比，能对与包含图像的投射区域35的图像投射屏36周边的照度或温度对应的不可见光束的照射时间进行调整。
此外，照度检测器40或温度检测器41也可以不在图像投射装置101搭载。亮度反转信号校正部42的校正也可以作为一边确认投射图像的自动校正或手动校正而进行。
(实施方式6)
图15是表示本发明实施方式6的图像显示系统的图。图16是控制部60执行的信号处理流程的图。图17是表示由扫描部56扫描的激光的束斑轨迹64和扫描部56的驱动波形的图。
参照图15，图像投射装置102是把激光投射而显示图像的激光投影仪。图像投射装置102具有可见光源51、准直透镜52、二向色棱镜53、不可见光源54、分光镜55、扫描部56、开口58、控制部60、光源调制电路61、驱动部62。扫描部56具有反射光源51和54输出的可见光和不可见光而投射的反射面。驱动部62驱动扫描部56而扫描激光。
控制部29具有可见光源用控制部60a和不可见光源用控制部60b。光源调制电路61具有可见光源用光源调制电路61a和不可见光源用光源调制电路61b。另外，也可以把光源51、54和调制电路61总称为调制部。
从与RGB对应的3个可见光源51放射的可见光束由各自所对应的准直透镜52缩径，由二向色棱镜53合成。从不可见光源54放射的不可见光束由准直透镜52缩径，与合成的可见光束，通过分光镜55合成，成为一个投射光束57。投射光束57由扫描部56的镜面反射，从开口58投射到图像投射屏66上，进行二维扫描，形成投射区域65。
对要显示的图像进行表示的图像信号59对控制部60a和60b输入。控制部60a和60b，把与图像信号59对应的控制信号对光源调制电路61a和61b输出。根据控制信号，光源调制电路61a和61b，对可见光源51和不可见光源54出射的光的强度进行调整。
可见光源用控制部60a把图像信号59的亮度信号作为控制信号，对可见光源用光源调制电路61a输出。不可见光源用控制部60b生成将图像信号59的亮度信号反转后的亮度反转信号，作为控制信号对不可见光源用光源调制电路61b输出。
参照图16(a)，可见光源用控制部60a的信号处理流程与图7(a)所示的信号处理流程同样。图像信号59是一般的NTSC方式的视频信号的时候，取得亮度信号、色差信号(R-亮度信号、B-亮度信号)和声音信号。以所定的比率把RGB信号相加，能求出亮度信号，用(式1)表示。此外，各色差信号用(式2)和(式3)表示。进行与(式1)～(式3)对应的RGB信号变换处理，取得RGB信号。把该RGB信号对可见光源用光源调制电路61a输入。
此外，图像信号59是RGB信号时，把该RGB信号对可见光源用光源调制电路61a输入。
参照图16(b)，不可见光源用控制部60的信号处理流程与图7(b)所示的信号处理流程同样。图像信号59是一般的NTSC方式的视频信号的时候，取得亮度信号、色差信号和声音信号。对该亮度信号37进行亮度反转信号处理，取得亮度反转信号。对不可见光用光源调制电路61b输入该亮度反转信号。
此外，图像信号59是RGB信号时，在该RGB信号中也包含亮度信号，通过把RGB信号以(式1)所示的所定的比率相加，能取得亮度信号37。把该亮度信号37反转处理，取得亮度反转信号。
图8(a)表示亮度信号37，图8(b)表示亮度反转信号38。
希望调整不可见光和可见光的强度和照射时间，从而使得光致变色化合物层的对不可见光的发色和对可见光的消色成为适当的响应时间和发消色水平。参照图16(b)，控制部60b存储与要显示的图像对应的亮度信号和其前后的亮度信号，并且比较这些亮度信号彼此间(亮度信号比较处理)。比较的结果，关于某显示地方，跨所定的时间以上继续暗的显示时，增强不可见光的强度，并且增加照射时间。此外，关于某显示地方，暗的显示是短时间时，减弱不可见光束的强度，并且缩短照射时间。
参照图15，由扫描部56扫描的投射光束57在投射区域65描画束斑轨迹64。在光束的扫描方式中考虑以下的方式。
图17表示各扫描方式的束斑轨迹64、水平方向(H)以及垂直方向(V)的驱动信号波形。
图17(a)表示后光栅扫描方式，表示水平方向和垂直方向都是线性的驱动信号波形。使用多边形反射镜元件时，采用该扫描方式。水平方向因为驱动频率高，所以通常难以高速用线性驱动旋转反射镜。取得从投射区域65的左端向右端的扫描中的束斑轨迹64，用实线表示。从投射区域65的右端到左端，从下向上返回的期间是不点亮光源，只有反射镜返回的消隐期间，用虚线表示。水平方向(H)以及垂直方向(V)的驱动信号波形的实线和虚线的关系，与束斑轨迹64(实线)和消隐期间(虚线)的关系对应。
图17(b)表示共振光栅扫描方式，通过旋转反射镜的共振动作，光束在水平方向扫描。在共振驱动，与线性驱动旋转反射镜的情形相比，能用比较小的力取得大的振幅。垂直方向因为频率低，所以能线性驱动电镜。
此外，在共振驱动中，反射镜的动作的成为正弦波形，在水平方向单向扫描，所以水平消隐期间变长，光源的点亮时间变为一半。光束从投射区域65的左端向右端扫描，投射区域65内的实线部作为束斑轨迹64取得，在投射区域65以外，成为不点亮光源的消隐期间，用虚线表示。水平方向(H)以及垂直方向(V)的驱动信号波形的实线和虚线的关系，与束斑轨迹64(实线)和消隐期间(虚线)的关系对应。
图17(c)表示在水平方向进行往返扫描的共振光栅扫描方式。如果进行往返扫描，驱动频率可以是一半，所以容易驱动。此外，与图17(b)所示的方式相比，光源的点亮时间成倍，所以效率良好。可是，扫描线不是严密地平行，所以有必要按台阶状校正垂直驱动信号波形而把扫描线平行化。光束从投射区域65的左端向右端扫描，投射区域65内的实线部作为束斑轨迹64取得，在投射区域65以外，成为不点亮光源的消隐期间，用虚线表示。水平方向(H)以及垂直方向(V)的驱动信号波形的实线和虚线的关系与束斑轨迹64(实线)和消隐(虚线)的关系对应。
另外，图像投射屏66(图15)例如具有图4所示的构成要素。
图像投射屏66具有基体材料层12、设置在基体材料层12的表面的包含透明材料的光致变色化合物层13。
从图像投射装置102照射的可见光束由基体材料层12反射而显示图像，不可见光束与光致变色化合物层13反应，使可见光的透过率下降，吸收率增加。
通过该图像投射装置102和图像投射屏66的组合，构筑图像显示系统。
如此，图像投射装置102在可见光源51以外具有不可见光源54，不可见光束与可见光束合成，成为1个光束57，由扫描部26投射到图像投射屏66。基体材料层12显示与可见光束对应的图像，不可见光束与光致变色化合物层13反应，使可见光的透过率下降，吸收率增加。使可见光的透过率下降，吸收率增加的地方与显示黑色或接近黑色的暗的图像的像素对应。对该地方入射的外光5由该光致变色化合物层13吸收，所以能得到抑制了外光5等引起的显示屏的黑浮动、提高了对比度的图像显示系统。
此外，作为扫描部56，除了图15所示的2轴的旋转反射镜元件，也可以是使用2个1轴的旋转反射镜元件的扫描部，2轴的转动中的1轴的转动，由旋转多边形反射镜实现。此外，2轴的转动中的1轴的转动也可以由称作光栅光阀(GLV)的光学元件实现。光栅光阀是把微小的矩形(短册)形状(微带)排列为阵列状，利用衍射现象的元件。
此外，图像投射屏102具有的光学系统的结构是一个例子，光源的数量、准直透镜和棱镜等各构成要素可以有各种设定。
此外，作为与光致变色化合物层13反应的不可见光，在紫外线以外，也可以使用近红外线或近紫外线。
此外，在通过光束的扫描显示图像的扫描型的图像投射装置中，在沿着扫描方向的像素间，把可见束斑熄灭时，不输出可见光束时，也可以输出不可见光束。通过不可见光束，使光致变色化合物层13的反射率、透过率和吸收率的至少一个变化，能获得抑制了外光5等引起的显示屏的黑浮动、提高了对比度的图像显示系统。
(实施方式7)
图18是表示本发明实施方式7的图像显示系统的图。图19是表示图像投射装置103具有的控制部67执行的信号处理流程的图。
图18所示的图像投射装置103具有以下说明的要素。
从与RGB对应的3个可见光源51放射的可见光束由各自所对应的准直透镜52缩径，由二向色棱镜53合成。从不可见光源54放射的不可见光束由准直透镜52缩径，与合成的可见光束，通过分光镜55合成，成为一个投射光束57。投射光束57由扫描部56的镜面反射，从开口58投射到图像投射屏66上，进行二维扫描，形成投射区域65。
控制部67具有可见光源用控制部67a和不可见光源用控制部67b。对要显示的图像进行显示的图像信号59对控制部67a和67b输入。控制部67a和67b把与图像信号59对应的控制信号对可见光源用光源调制电路61a和不可见光源用光源调制电路61b输出。根据控制信号，光源调制电路61a和61b对可见光源51和不可见光源54出射的光的强度进行调制。
可见光源用控制部67a把图像信号59的亮度信号作为控制信号，对可见光源用光源调制电路61a输出。不可见光源用控制部67b生成把图像信号59的亮度信号反转的亮度反转信号，作为控制信号对不可见光源用光源调制电路61b输出。
图像投射装置103具有照度检测器68和温度检测器69。照度检测器68检测包含投射区域65的图像投射屏66周边的照度，把表示检测照度的照度检测信号对不可见光源用控制部67b输入。
温度检测器69检测包含投射区域65的图像投射屏66周边的温度，把表示检测温度的检测信号对不可见光源用控制部67b输入。
照度检测器68或温度检测器69的照度或温度的检测，按照图像投射装置103的电源接通时、把图像投射之前、图像投射中的至少一个定时进行。
可见光源用控制部67a的信号处理流程与图7(a)所示的信号处理流程同样。图像信号59是一般的NTSC方式的视频信号时，取得亮度信号、色差信号(R-亮度信号、B-亮度信号)和声音信号。以所定的比率把RGB信号相加，能求出亮度信号，用(式1)表示。此外，色差信号用(式2)或(式3)表示。进行与(式1)～(式3)对应的RGB信号变换处理，取得RGB信号。把该RGB信号对可见光源用光源调制电路61a输入。
此外，图像信号59是RGB信号时，把该RGB信号对可见光源用光源调制电路61a输入。
参照图19的信号处理流程，说明不可见光源用控制部67b的信号处理。
在不可见光源用控制部67b执行的亮度信号反转处理之前，与参照图7(b)说明的亮度信号反转处理之前的动作同样。图像信号59是一般的NTSC方式的视频信号的时候，取得亮度信号37，所以对该亮度信号37进行反转处理，取得亮度反转信号。
此外，图像信号59是RGB信号时，在该RGB信号中也包含亮度信号，用(式1)所示的所定的比率把RGB信号相加，能取得亮度信号37。对该亮度信号37进行反转处理，取得亮度反转信号。
图8(a)表示亮度信号37，图8(b)表示亮度反转信号38。
希望调整不可见光和可见光的强度和照射时间，从而使得光致变色化合物层的对不可见光的发色和对可见光的消色成为适当的响应时间和发消色水平。参照图19，控制部67b存储与要显示的图像对应的亮度信号和其前后的亮度信号，并且比较这些亮度信号彼此间(亮度信号比较处理)。比较的结果，关于某显示地方，跨所定的时间以上继续暗的显示时，增强不可见光的强度，并且增加照射时间。此外，关于某显示地方，暗的显示是短时间时，减弱不可见光束的强度，并且缩短照射时间。
不可见光源用控制部67b具有亮度反转信号校正部70。亮度反转信号38对亮度反转信号校正部70输入，进行灰度等级的校正处理，取得用于驱动不可见光源的亮度反转信号。把该亮度反转信号对不可见光源用光源调制电路61b输入。参照图11，说明亮度反转信号校正部70执行的校正处理。
图11表示进行某控制时间范围内的灰度等级(亮度等级)时的校正前的亮度反转信号和校正后的亮度反转信号。虚线部是灰度等级校正前的亮度反转信号38，实线部是校正后的亮度反转信号38a。按照由照度检测器68检测的照度，把灰度等级降低一定程度。
照度检测器68输出的照度检测信号对亮度反转信号校正部70输入，用于控制光源调制电路61b的亮度反转信号的亮度等级(灰度等级)的校正，按照照度检测信号进行。
温度检测器69输出的温度检测信号对亮度反转信号校正部70输入，用于控制光源调制电路61b的亮度反转信号的亮度等级(灰度等级)的校正，按照温度检测信号进行。
参照图18，由扫描部56扫描的投射光束57在投射区域65描画束斑轨迹64。在光束的扫描方式中考虑参照图17说明的方式。
图17(a)表示后光栅扫描方式，表示水平方向和垂直方向都是线性的驱动信号波形。使用多边形反射镜元件时，采用该扫描方式。水平方向因为驱动频率高，所以通常难以高速用线性驱动旋转反射镜。取得从投射区域65的左端向右端的扫描中的束斑轨迹64，用实线表示。从投射区域65的右端到左端，从下向上返回的期间是不点亮光源，只有反射镜返回的消隐期间，用虚线表示。水平方向(H)以及垂直方向(V)的驱动信号波形的实线和虚线的关系与束斑轨迹64(实线)和消隐期间(虚线)的关系对应。
图17(b)表示共振光栅扫描方式，用旋转反射镜的共振动作，光束在水平方向扫描。在共振驱动，与线性驱动旋转反射镜的情形相比，能用比较小的力取得大的振幅。垂直方向因为频率低，所以能线性驱动电镜。
此外，在共振驱动中，反射镜的动作的成为正弦波形，在水平方向单向扫描，所以水平消隐期间变长，光源的点亮时间变为一半。光束从投射区域65的左端向右端扫描，投射区域65内的实线部作为束斑轨迹64取得，在投射区域65以外，成为不点亮光源的消隐期间，用虚线表示。水平方向(H)以及垂直方向(V)的驱动信号波形的实线和虚线的关系与束斑轨迹64(实线)和消隐期间(虚线)的关系对应。
图17(c)表示在水平方向进行往返扫描的共振光栅扫描方式。如果进行往返扫描，驱动频率可以是一半，所以容易驱动。此外，与图17(b)所示的方式相比，光源的点亮时间成倍，所以效率良好。可是，扫描线不是严密地平行，所以有必要按台阶状校正垂直驱动信号波形，把扫描线平行化。光束从投射区域65的左端向右端扫描，投射区域65内的实线部作为束斑轨迹64取得，在投射区域65以外，成为不点亮光源的消隐期间，用虚线表示。水平方向(H)以及垂直方向(V)的驱动信号波形的实线和虚线的关系与束斑轨迹64(实线)和消隐期间(虚线)的关系对应。
另外，图像投射屏66(图18)例如具有图4所示的构成要素。
图像投射屏66具有基体材料层12、设置在基体材料层12的表面的包含透明材料的光致变色化合物层13。
从图像投射装置103照射的可见光束由基体材料层12反射而显示图像，不可见光束与光致变色化合物层13反应，使可见光的透过率下降、吸收率增加。
通过该图像投射装置103和图像投射屏66的组合，构筑图像显示系统。
如此，图像投射装置103在可见光源51以外具有不可见光源54，不可见光束与可见光束合成，成为1个光束57，由扫描部26投射到图像投射屏66。基体材料层12显示与可见光束对应的图像，不可见光束与光致变色化合物层13反应，使可见光的透过率下降，吸收率增加。使可见光的透过率下降，吸收率增加的地方与对黑色或接近黑色的较暗的图像进行显示的像素对应。对该地方入射的外光5由该光致变色化合物层13吸收，所以能获得抑制了外光5等引起的显示屏的黑浮动、提高了对比度的图像显示系统。在本实施方式中，按照装置的外部环境，亮度反转信号校正部70适当校正亮度反转信号38，能进一步抑制显示屏的黑浮动，提高对比度。
此外，作为扫描部56，除了图18所示的2轴的旋转反射镜元件，也可以是使用2个1轴的旋转反射镜元件的扫描部，2轴的转动中的1轴的转动用旋转多边形反射镜实现。此外，2轴的转动中的1轴的转动也可以由称作光栅光阀(GLV)的光学元件实现。
此外，图像投射屏103具有的光学系统的结构是一个例子，光源的数量、准直透镜和棱镜等各构成要素可以有各种设定。
此外，作为与光致变色化合物层13反应的不可见光，在紫外线以外，也可以使用近红外线或近紫外线。
此外，在灰度等级(亮度等级)校正中，把灰度等级降低一定水平的校正例是一个例子，由于按照包含投射区域65的图像投射屏66周边的亮度进行灰度等级的校正，所以有时也使灰度等级上升一定程度。
此外，作为亮度反转信号的校正，有去掉亮度反转信号的所定的亮度等级以下的校正、只去掉所定的中间的亮度等级的校正、超过灰度等级而校正亮度等级或亮度中间位置的伽玛(ガンマ)校正等。参照图12～图14，说明亮度反转信号校正部70执行的校正处理。
图12表示去掉某控制时间范围内的亮度反转信号的所定的灰度等级(亮度等级)以下的部分的校正处理。单点划线表示所定的灰度等级。虚线部表示校正前的亮度反转信号38，实线部表示校正后的亮度反转信号38a。去掉所定的灰度等级以下的部分，所以由亮度反转信号38a调制强度的不可见光束只在与图像的黑色或接近黑色的较暗的图像相对应的像素投射，能使可见光的透过率下降，增加吸收率。
图13表示去掉某控制时间范围内的、亮度反转信号的所定的中间灰度等级(亮度等级)的校正处理。用单点划线夹着的灰度等级是所定的中间灰度等级。虚线部表示校正前的亮度反转信号38，实线部表示校正后的亮度反转信号38a。去掉所定的中间灰度等级的部分，所以由亮度反转信号38a进行了强度调制的不可见光束不投射到与所定的中间灰度等级的像素对应的地方，所以能抑制图像的中间灰度的亮度下降。
图14表示校正某控制时间范围内的、亮度反转信号的亮度中间位置的伽玛校正处理。虚线部表示校正前的亮度反转信号38，实线部表示校正后的亮度反转信号38a。灰度等级(亮度等级)的中心以上(灰度等级128以上)的部分使灰度等级上升，灰度等级的中心以下(灰度等级127以下)的部分使灰度等级下降。特别是增大中心附近的灰度等级的上升或下降的程度。据此，能缓和不可见光束的可见光的中间灰度的亮度下降。
此外，使灰度等级上升还是因光致变色化合物层的温度特性而不同，所以按照其特性而设定。
此外，通过变更调制不可见光束的信号的占空比，能调整与包含图像的投射区域65的图像投射屏66周边的照度或温度对应的不可见光束的照射时间。
此外，照度检测器68或温度检测器69也可以不在图像投射装置103搭载。亮度反转信号校正部70的校正也可以作为与确认投射图像同时的自动校正或手动校正而进行。
这里，参照图20，说明参照图7(b)、图10、图16(b)和图19说明的亮度信号比较处理。
图20(a)表示亮度信号37。图20(b)表示亮度反转信号38。图20(c)表示照射不可见光束的定时、照射时间、照射强度。在上述的说明中，比较亮度信号，求出某显示地方的暗的显示持续的时间，按照该时间，调整不可见光束的强度和照射时间。与此相对，如图20(c)所示，只在关于某显示地方，跨所定的时间以上较暗的显示持续时，输出不可见光束，在此外的时候，也可以不输出。据此，即使光致变色化合物自身的响应时间比要求的响应时间慢时，也能实现没有目视上的问题的水平的黑色的显示。
此外，在通过光束的扫描，显示图像的扫描型的图像投射装置中，在不输出可见光束的像素和像素之间也可以输出不可见光束。利用不可见光束，使光致变色化合物层13的反射率、透过率和吸收率的至少一个变化，能获得抑制了外光5等引起的显示屏的黑浮动、提高了对比度的图像显示系统。
另外，本发明不仅适合于动画的显示，也适合于静止画面的显示，在无法调整周围的照明的地方，例如屋外、站内、地下街道等，也能实现抑制黑浮动的高对比度的图像的显示。
工业上的可利用性
本发明在用投射方式在显示屏上显示图像的图像投射装置、显示图像的显示屏、具有它们的图像显示系统的技术领域中特别有用。

Claims (16)

1.一种图像投射装置，具有输出可见光的第一光源和输出不可见光的第二光源，把所述可见光和所述不可见光向显示屏投射，其中，
所述显示屏具有通过投射所述不可见光而使可见光的反射率、透过率和吸收率的至少其中之一变化的材料，
所述图像投射装置还具有：
基于图像信号调制所述可见光和所述不可见光的强度的调制部；以及
控制所述调制部的控制部。
2.根据权利要求1所述的图像投射装置，其特征在于，
所述调制部根据与所述图像信号相对应的亮度信号，调制所述不可见光的强度。
3.根据权利要求2所述的图像投射装置，其特征在于，
所述图像信号是RGB信号，
所述控制部把所述RGB信号向所述亮度信号变换。
4.根据权利要求1所述的图像投射装置，其特征在于，
所述调制部，基于把与所述图像信号相对应的亮度信号反转后的亮度反转信号，调制所述不可见光的强度。
5.根据权利要求4所述的图像投射装置，其特征在于，
还具有：校正所述亮度反转信号的校正部。
6.根据权利要求5所述的图像投射装置，其特征在于，
所述校正部进行以下校正中的其中之一：即所述亮度反转信号的亮度等级的校正、去掉所述亮度反转信号的所定亮度等级以下的部分的校正、去掉所述亮度反转信号的所定中间亮度等级的部分的校正、以及伽玛校正。
7.根据权利要求5所述的图像投射装置，其特征在于，
还具有检测图像投射区域的照度的照度检测部、检测所述图像投射区域的温度的温度检测部的至少一方；
所述校正部根据所述图像投射区域的照度和温度的至少一方，校正所述亮度反转信号。
8.根据权利要求1所述的图像投射装置，其特征在于，
还具有检测图像投射区域的照度的照度检测部和检测所述图像投射区域的温度的温度检测部的至少一方；
所述控制部根据所述图像投射区域的照度和温度的至少一方，调整所述不可见光的照射能量和照射时间的至少一方。
9.根据权利要求1所述的图像投射装置，其特征在于，
还包含：
扫描部，其具有将所述第一和第二光源输出的所述可见光和所述不可见光反射而投射的反射面；以及
驱动部，其驱动所述扫描部。
10.根据权利要求1所述的图像投射装置，其特征在于，
所述显示屏具有的所述材料是光致变色化合物。
11.根据权利要求10所述的图像投射装置，其特征在于，
所述光致变色化合物包含透明材料。
12.根据权利要求10所述的图像投射装置，其特征在于，
所述光致变色化合物包含不透明材料。
13.根据权利要求1所述的图像投射装置，其特征在于，
所述显示屏的所述反射率、所述透过率和所述吸收率的至少其中之一随着所述不可见光的照射能量而变化。
14.根据权利要求1所述的图像投射装置，其特征在于，
所述显示屏的所述反射率、所述透过率和所述吸收率的至少其中之一，随着所述不可见光的照射时间而变化。
15.根据权利要求1所述的图像投射装置，其特征在于，
所述显示屏具有设置在所述显示屏的投射面和所述投射面的背面的至少一面的所述材料。
16.一种图像显示系统，其中，
包括：
权利要求1所述的图像投射装置和所述显示屏。
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