JP2014126757A - Screen and image display system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スクリーンおよび画像表示システムに関するものである。 The present invention relates to a screen and an image display system.
従来から、特殊な眼鏡(ステレオスコープ方式眼鏡、アナグリフ方式眼鏡)を用いて三次元画像を表示する三次元映像表示装置が知られている。また、最近は、特許文献1に示されているように、特殊な眼鏡を用いることなく三次元画像を表示する装置も開発されている。
特許文献1には、スクリーンと、スクリーンに光を投影する光投射デバイスとを有する画像表示システムが開示されており、スクリーンは、凸レンズアレイ、散乱シートおよび基板が積層した構成となっている。このような画像表示システムでは、インテグラルフォトグラフィ方式を用いて、三次元画像を表示するように構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, 3D video display devices that display 3D images using special glasses (stereoscope type glasses, anaglyph type glasses) are known. Recently, as shown in
しかしながら、特許文献1の構成では、スクリーンが凸レンズアレイを備えているため、スクリーン越しに視認される背景が歪んで見えてしまう。したがって、例えば、スクリーン未使用時や、スクリーンの一部だけに画像を表示し、他の領域からは背景が透けて見える状態のときなどに、スクリーン越しに歪んだ背景が視認されてしまい、観察者に不快感を与えてしまう。
However, in the configuration of
スクリーン越しに視認される背景の歪みを防止しつつ、三次元画像を表示することのできるスクリーン、および、このスクリーンを備えた画像表示システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a screen that can display a three-dimensional image while preventing distortion of the background visually recognized through the screen, and an image display system including the screen.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
(1) 本発明のスクリーンは、入射した光が散乱する散乱状態と入射した光が透過する透過状態とを切り替えることのできるスクリーン本体と、
前記スクリーン本体の一方の面側に設けられ、前記スクリーン本体の前記一方の面からの平面視にて所定方向に間隔を隔てて配列される複数の遮光部を有する視差バリアと、を有していることを特徴とする。
これにより、スクリーン越しに視認される背景の歪みを防止しつつ、三次元画像を表示することのできるスクリーンが得られる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
(1) The screen of the present invention has a screen body capable of switching between a scattering state in which incident light is scattered and a transmission state in which incident light is transmitted;
A parallax barrier provided on one surface side of the screen body and having a plurality of light shielding portions arranged at predetermined intervals in a plan view from the one surface of the screen body. It is characterized by being.
As a result, it is possible to obtain a screen that can display a three-dimensional image while preventing distortion of the background visually recognized through the screen.
(2) 本発明のスクリーンでは、前記スクリーン本体は、該スクリーン本体の前記平面視にて、複数の領域に分割されており、前記領域毎に前記散乱状態と前記透過状態とを切り替えることができるのが好ましい。
これにより、画像が表示されていない領域を透過状態とすることによって、スクリーン越しに見える背景に画像が浮いて見えるような印象を与えることができる。
(2) In the screen of the present invention, the screen body is divided into a plurality of regions in the plan view of the screen body, and the scattering state and the transmission state can be switched for each region. Is preferred.
Thereby, by making the region where the image is not displayed transparent, it is possible to give an impression that the image appears to float on the background that can be seen through the screen.
(3) 本発明のスクリーンでは、前記スクリーン本体は、前記視差バリア側に位置する第1配向膜と、前記第1配向膜と対向配置された第2配向膜と、前記第1配向膜および前記第2配向膜の間に挟持され、高分子中に液晶分子が分散した高分子分散型液晶層と、を有しているのが好ましい。
これにより、比較的簡単な構成で散乱状態と透過状態とを切り替えることができる。
(3) In the screen of the present invention, the screen body includes a first alignment film located on the parallax barrier side, a second alignment film disposed opposite to the first alignment film, the first alignment film, and the It is preferable to have a polymer-dispersed liquid crystal layer sandwiched between the second alignment films and having liquid crystal molecules dispersed in the polymer.
Thereby, it is possible to switch between the scattering state and the transmission state with a relatively simple configuration.
(4) 本発明のスクリーンでは、前記第1配向膜と前記第2配向膜のラビング方向が平行であるのが好ましい。
これにより、優れた偏光特性を示し、所定の方向に振動する直線偏光を映像光として用いることにより鮮明な画像を表示することができる。
(5) 本発明のスクリーンでは、前記スクリーン本体には、前記第2配向膜側から、前記第2配向膜のラビング方向と平行な方向に振動する直線偏光である映像光が出射されるのが好ましい。
これにより、映像光がスクリーンによって効率的に散乱し、より鮮明な画像を表示することができる。
(4) In the screen of the present invention, it is preferable that the rubbing directions of the first alignment film and the second alignment film are parallel.
Thus, a clear image can be displayed by using the linearly polarized light that exhibits excellent polarization characteristics and vibrates in a predetermined direction as the image light.
(5) In the screen of the present invention, image light that is linearly polarized light that oscillates in a direction parallel to the rubbing direction of the second alignment film is emitted from the second alignment film side to the screen body. preferable.
Accordingly, the image light is efficiently scattered by the screen, and a clearer image can be displayed.
(6) 本発明のスクリーンでは、前記遮光部は、前記第1配向膜のラビング方向と平行な方向に振動する直線偏光を遮断し、前記第1配向膜のラビング方向と直交する方向に振動する直線偏光を透過するのが好ましい。
これにより、遮光部越しに背景を視認することができるため、スクリーン全体としてスクリーン越しの背景をより鮮明に視認することができる。
(6) In the screen according to the aspect of the invention, the light shielding unit blocks linearly polarized light that vibrates in a direction parallel to the rubbing direction of the first alignment film, and vibrates in a direction orthogonal to the rubbing direction of the first alignment film. It is preferable to transmit linearly polarized light.
Thereby, since the background can be visually recognized through the light shielding portion, the background over the screen can be visually recognized more clearly as the entire screen.
(7) 本発明のスクリーンは、入射した光が散乱する散乱状態と入射した光が透過する透過状態とを同時に備える半透過型のスクリーン本体と、
前記スクリーンの一方の面側に設けられ、前記スクリーン本体の前記一方の面からの平面視にて所定方向に間隔を隔てて配列される複数の遮光部を有する視差バリアと、を有していることを特徴とする。
これにより、スクリーン越しに視認される背景の歪みを防止しつつ、三次元画像を表示することのできるスクリーンが得られる。
(7) The screen of the present invention includes a transflective screen body that simultaneously includes a scattering state in which incident light is scattered and a transmission state in which incident light is transmitted;
A parallax barrier provided on one surface side of the screen and having a plurality of light shielding portions arranged at predetermined intervals in a plan view from the one surface of the screen main body. It is characterized by that.
As a result, it is possible to obtain a screen that can display a three-dimensional image while preventing distortion of the background visually recognized through the screen.
(8) 本発明の画像表示システムは、第1配向膜と、前記第1配向膜と対向配置された第2配向膜と、前記第1配向膜および前記第2配向膜の間に挟持され、高分子中に液晶分子が分散した高分子分散型液晶層と、を有し、前記高分子分散型液晶層に作用する電界を制御することによって前記高分子分散型液晶層に入射した光が散乱する散乱状態と前記高分子分散型液晶層に入射した光が透過する透過状態とを切り替えることのできるスクリーン本体と、
前記スクリーン本体の前記第1配向膜側に設けられ、前記スクリーン本体の平面視にて所定方向に間隔を隔てて離隔して配列される複数の遮光部を有する視差バリアと、
前記第2配向膜側から前記スクリーン本体に向けて、前記第2配向膜のラビング方向と平行な方向に振動する直線偏光である映像光を出射する光投射デバイスと、を有していることを特徴とする。
これにより、スクリーン越しに視認される背景の歪みを防止しつつ、三次元画像を表示することのできる画像表示システムが得られる。
(9) 本発明の画像表示システムでは、前記映像光によって前記スクリーンに表示される画像は、視差画像であるのが好ましい。
これにより三次元画像を表示することができる。
(8) The image display system of the present invention is sandwiched between the first alignment film, the second alignment film disposed opposite to the first alignment film, the first alignment film and the second alignment film, A polymer dispersed liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are dispersed in a polymer, and light incident on the polymer dispersed liquid crystal layer is scattered by controlling an electric field acting on the polymer dispersed liquid crystal layer. A screen body capable of switching between a scattering state to be transmitted and a transmission state in which light incident on the polymer-dispersed liquid crystal layer is transmitted;
A parallax barrier provided on the first alignment film side of the screen body, and having a plurality of light-shielding portions arranged at intervals in a predetermined direction in a plan view of the screen body;
An optical projection device that emits image light that is linearly polarized light that vibrates in a direction parallel to the rubbing direction of the second alignment film from the second alignment film side toward the screen body. Features.
Thereby, an image display system capable of displaying a three-dimensional image while preventing distortion of the background visually recognized through the screen is obtained.
(9) In the image display system of the present invention, it is preferable that the image displayed on the screen by the video light is a parallax image.
Thereby, a three-dimensional image can be displayed.
以下、本発明のスクリーンおよび画像表示システムを図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態にかかる画像表示システムの構成図である。図2は、図1に示すスクリーンに含まれるスクリーン本体の断面図(図1中のA−A線断面図)である。図3は、図2に示すスクリーン本体の電圧印加状態を示す断面図である。図4および図5は、それぞれ、図2に示すスクリーン本体内を通過する偏光を示す断面図であり、(a)が図1中のA−A線断面図、(b)が図1中のB−B線断面図である。図6は、偏光方向が異なる直線偏光のスクリーン透過率を示すグラフである。図7は、図1に示すスクリーンに含まれるパララックスバリアを示す図である。図8は、図1に示すプロジェクターの光学系の構成を示す平面図である。図9は、スクリーン本体に照射される映像光の振動方向を示す平面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図1中の紙面上下方向を垂直方向とも言い、垂直方向に直交する方向を水平方向とも言う。
Hereinafter, the screen and image display system of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a configuration diagram of an image display system according to the first embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view of the screen body included in the screen shown in FIG. 1 (cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1). 3 is a cross-sectional view showing a voltage application state of the screen body shown in FIG. 4 and 5 are cross-sectional views showing polarized light passing through the inside of the screen body shown in FIG. 2, wherein (a) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and (b) is in FIG. It is a BB sectional view. FIG. 6 is a graph showing the screen transmittance of linearly polarized light having different polarization directions. FIG. 7 is a diagram showing a parallax barrier included in the screen shown in FIG. FIG. 8 is a plan view showing the configuration of the optical system of the projector shown in FIG. FIG. 9 is a plan view showing the vibration direction of image light applied to the screen body. In the following, for convenience of explanation, the vertical direction of the drawing in FIG. 1 is also referred to as a vertical direction, and the direction orthogonal to the vertical direction is also referred to as a horizontal direction.
図1に示す画像表示システム100は、スクリーン200と、スクリーン200に映像光L’を投射する光投射デバイス900と、スクリーン200および光投射デバイス900の駆動を制御する制御部400とを有している。このような画像表示システム100は、光投射デバイス900からの映像光L’をスクリーン200の背面へ投射し、スクリーン200に所望の三次元画像を表示するシステムである。
An
以下、スクリーン200、光投射デバイス900および制御部400について、順次詳細に説明する。
≪スクリーン≫
図1に示すように、スクリーン200は、スクリーン本体250と、スクリーン本体250の前面側に位置するパララックスバリア(視差バリア)260とによって構成されている。
Hereinafter, the
≪Screen≫
As shown in FIG. 1, the
(スクリーン本体)
図2に示すように、スクリーン本体250は、一対の透明基板211、212と、一対の電極221、222と、一対の配向膜231、232と、高分子分散型液晶層240とを有している。
一対の透明基板211、212のうち、透明基板211は、スクリーン200の前面側に配置され、透明基板212は、スクリーン200の背面側に配置されている。透明基板211は、電極221および配向膜231を支持し、透明基板212は、電極222および配向膜232を支持する。
(Screen body)
As shown in FIG. 2, the
Of the pair of
これら透明基板211、212の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、石英ガラス等のガラス材料やポリエチレンテレフタレート等のプラスチック材料等が挙げられる。この中でも特に、石英ガラス等のガラス材料で構成されたものであるのが好ましい。これにより、反り、撓み等の生じにくい、より安定性に優れたスクリーン200を得ることができる。
The constituent materials of the
一対の電極221、222のうち、電極221は、透明基板211の内側(高分子分散型液晶層240側)の面に配置され、電極222は、透明基板212の内側(高分子分散型液晶層240側)の面に配置されている。また、電極221、222は、それぞれ、実質的に透明で光透過性を有している。これら電極221、222は、例えば、インジウムティンオキサイド(ITO)、インジウムオキサイド(IO)、酸化スズ(SnO2)等で構成されている。
Of the pair of
一対の配向膜231、232のうち、配向膜(第1配向膜)231は、電極221の内側(高分子分散型液晶層240側)の面に配置され、配向膜(第2配向膜)232は、電極222の内側(高分子分散型液晶層240側)の面に配置されている。一対の配向膜231、232は、ラビング方向A、Bが揃う(平行となる)よう配置されている。また、ラビング方向A、Bは、水平方向に沿っている。これら配向膜231、232は、例えば、ポリイミド、ポリビニルアルコール等からなる膜にラビング処理等の配向処理を施したものである。
Of the pair of
高分子分散型液晶層240は、光透過性を有する透過状態(透明状態)と光散乱性を有する散乱状態とを印加電界の強度により切替えることができる。図2に示すように、このような高分子分散型液晶層240は、PDLC(高分子分散型液晶)241で構成されている。PDLC241は、高分子242と、高分子242中に分散した液晶分子243とを有している。
The polymer-dispersed
高分子242と液晶分子243とは異なる物質である。また、高分子242と液晶分子243は、長軸方向と短軸方向とを有する長手形状をなしている。液晶分子243は、一対の透明電極221、222間に電圧を印加していない電圧非印加状態において、配向膜231、232の間でこれらのラビング方向に沿って所定のチルト角を有しつつ配向している。配向膜231、232のラビング方向A、Bが揃っているため、液晶分子243のツイスト角は、ほぼ0°となっている。このように、ラビング方向A、Bが一致していることにより、高分子分散型液晶層240は、優れた偏光特性を示し、後述するように、所定の方向に振動する直線偏光を効率的に散乱させることができる。
The
このようなPDLC241は、例えば、液晶性モノマー等の高分子前駆体と液晶分子との混合物により形成することができる。具体的には、前記混合物を配向膜231、232により配向させた状態で前記混合物に紫外線光等のエネルギーを照射し、液晶性モノマーを重合させる。すると、液晶性モノマーは、配向を保持したまま重合し、配向規制力を有する高分子242になる。液晶分子243は、高分子242から相分離され、高分子242の配向規制力により配向する。
Such a
液晶分子243としては、屈折率異方性および誘電率異方性を有するものであればよく、公知の液晶材料から適宜選択することができる。また、液晶分子243としては、長軸方向の屈折率が高分子242の長軸方向の屈折率とほぼ等しく、かつ、短軸方向の屈折率が高分子242の短軸方向の屈折率とほぼ等しく、さらには、短軸方向の屈折率が高分子242の長軸方向の屈折率と十分に異なる材料が用いられる。
The
このような高分子分散型液晶層240は、一対の透明電極221、222間に電圧を印加していない電圧非印加状態において透過状態となり、一対の透明電極221、222間に電圧を印加している電圧印加状態において散乱状態となる。なお、前記「電界非印加状態」とは、一対の透明電極221、222間に全く電圧を印加しない状態のみならず、一対の透明電極221、222間に、実質的に液晶分子243に作用しない程度の電圧が印加されている状態も含む。
Such a polymer-dispersed
具体的に説明すれば、電圧非印加状態においては、液晶分子243と高分子242との間で屈折率がほぼ等しく、PDLC241に入射した光はほとんど散乱されずに射出され、透過状態となる。反対に、電圧印加状態では、図3に示すように、高分子242の長軸方向の方位角が変化しないのに対して、液晶分子243の長軸方向の方位角が電界に応じて変化し、これにより、高分子242と液晶分子243との間で屈折率が異なることにより入射した光が散乱し、光散乱状態となる。
散乱状態のスクリーン本体250は、背面側(配向膜232側)から高分子分散型液晶層240に入射し、ラビング方向Aと平行な方向に振動する直線偏光L1を散乱し、配向方向Aと直交する方向に振動する直線偏光L2を透過する性質を有している。
More specifically, in the voltage non-applied state, the
The
具体的に説明すると、背面側から高分子分散型液晶層240に入射した光は、高分子242と液晶分子243とを交互に通過する。この際、直線偏光L1は、図4(a)、(b)に示すように、高分子242を長軸方向に振動しながら通過し、液晶分子243を短軸方向に振動しながら通過する。前述したように、液晶分子243の短軸方向の屈折率と高分子242の長軸方向の屈折率とが異なっているため、直線偏光L1は、高分子242と液晶分子243との界面にて散乱する。これに対して、直線偏光L2は、図5(a)、(b)に示すように、高分子242を短軸方向に振動しながら通過し、液晶分子243を短軸方向に振動しながら通過する。前述したように、高分子242の短軸方向の屈折率と液晶分子243の短軸方向の屈折率とがほぼ等しいため、直線偏光L2は、高分子242と液晶分子243との界面にてほとんど散乱せず、そのまま高分子分散型液晶層240を通過する。
More specifically, the light incident on the polymer dispersed
図6に、直線偏光L1、L2の透過率の一例を示す。図6では、リバース型の高分子分散型液晶層を用い、横軸に高分子分散型液晶層に印加する電圧を、縦軸に高分子分散型液晶層の透過率を取ってプロットしている。図6から明らかなように、直線偏光L1は、印加電圧が大きくなって液晶分子243の方位角が変化すると、高分子分散型液晶層240内をほとんど透過せず、大半が高分子分散型液晶層240内で散乱している。一方、直線偏光L2は、印加電圧が大きくなって液晶分子243の方位角が変化しても、高分子分散型液晶層240内でほとんど散乱せず、大半が高分子分散型液晶層240を透過している。
なお、高分子分散型液晶層240の厚さを10μm以上とすることにより、上述のような直線偏光L1の散乱を十分に発生させることができる。直線偏光L1の透過率は、1%以下であるのが好ましい。
FIG. 6 shows an example of the transmittance of the linearly polarized light L1 and L2. In FIG. 6, a reverse type polymer dispersed liquid crystal layer is used, the voltage applied to the polymer dispersed liquid crystal layer is plotted on the horizontal axis, and the transmittance of the polymer dispersed liquid crystal layer is plotted on the vertical axis. . As apparent from FIG. 6, when the applied voltage increases and the azimuth angle of the
Note that, by setting the thickness of the polymer dispersed
(パララックスバリア)
図1に示すように、パララックスバリア260は、スクリーン本体250の前面(表示面)側に、スクリーン本体250と平行に設けられている。なお、図1では、パララックスバリア260がスクリーン本体250の前面と離間して設けられているが、パララックスバリア260の配置は、その機能を発揮することができる限りこれに限定されず、例えば、スクリーン本体250の前面に接触して設けられていてもよい。
(Parallax barrier)
As shown in FIG. 1, the
図7に示すように、パララックスバリア260は、垂直方向に延在した複数の遮光部261が水平方向(所定方向)に所定の間隔を隔てて離隔して配列された構成をなしている。すなわち、パララックスバリア260は、垂直方向に延びる遮光部261と開口部262とが水平方向に所定の周期で交互に配置された構成となっている。
また、複数の遮光部261は、それぞれ、偏光依存性を有している。具体的には、複数の遮光部261は、それぞれ、映像光L’の振動方向と平行な方向(水平方向)に振動する直線偏光を吸収し、映像光L’の振動方向と直交する方向(垂直方向)に振動する直線偏光を透過する性質を有している。例えば、各遮光部261をワイヤグリッドアレイ等の公知の偏光子で構成することによって、容易かつ確実に前記の性質を持たせることができる。
As shown in FIG. 7, the
In addition, each of the plurality of
このようなスクリーン200は、左右視差を利用して、三次元画像(立体画像)を表示することができる。具体的には、図7に示すように、スクリーン本体250には、互いに垂直方向に延びる右目用画素領域PRと左目画素領域PLとが水平方向に所定の周期で交互に配置されている。右目用画素領域PRとは、パララックスバリア260の開口部262を介して観察者の右目で視認される画素領域であり、左目画素領域PLとは、パララックスバリア260の開口部262を介して観察者の左目で視認される画素領域である。そして、後述する映像光L’をスクリーン本体250の背面側から投射して、右目用画素領域PRに右目用の画像を表示し、左目用画素領域PLに左目用の画像を表示する。すなわち、スクリーン本体250に視差画像を表示する。右目用画素領域PRに表示された画像は、遮光部261によって遮光されることによって観察者の右目には提示されず、同様に、左目用画素領域PLに表示された画像は、遮光部261によって遮光されることによって観察者の左目には提示されない。そのため、左右の目に別々の画像を提示することができ、これによって両眼視差が発生して三次元画像が表示される。なお、三次元画像が必要ではなく、通常の二次元画像を表示させたい場合には、右目用画素領域PRと左目用画素領域PLとに同じ画像を表示させればよい。
Such a
以上、スクリーン200について説明した。このようなスクリーン200によれば、スクリーン200を使用しない場合には、高分子分散型液晶層240を透過状態とすることによって、スクリーン200を透明としておくことができる。そのため、例えば、スクリーン200を生活空間にて使用する場合には、スクリーン200が与える圧迫感を低減することができる。また、スクリーン200では、三次元画像の表示を可能とするためにパララックスバリアを有している。そのため、透明状態のスクリーン200越しに見える背景が歪まずに自然に視認され、生活空間にて違和感のないスクリーン200とすることができる。特に、前述したように、パララックスバリア260の遮光部261が、垂直方向に振動する直線偏光を透過する性質を有しているため、この直線偏光を利用して、遮光部261越しの背景をも視認することができる。したがって、スクリーン200の全面で背景を視認することができるため、より鮮明な背景が視認され、生活空間にてより違和感のないスクリーン200となる。
The
また、スクリーン200によれば、前述したように、散乱状態でもラビング方向A、Bに直交する方向(垂直方向)に振動する直線偏光を透過する。そのため、例えば、スクリーン本体250の一部にしか画像を生じさせていない場合などは、画像の周囲にてスクリーン200越しに背景が視認されるため、視認者に、まるで背景中に画像が飛び出して表示されているような感覚を与えることもできる。
Further, as described above, the
≪光投射デバイス≫
図8に示すように、光投射デバイス900は、映像光Lを出射するプロジェクター600と、プロジェクター600から出射される映像光Lの偏光制御を行う偏光制御素子800とを有している。
プロジェクター600は、光源装置620と、均一照明光学系630と、空間光変調装置640と、投射光学系(投射レンズ群)650とを有している。このようなプロジェクター600は、光源装置620から射出された光の強度を与えられた画像情報に応じて空間光変調装置640によって変調することにより光像(すなわち映像光L)を形成し、この光像を投射光学系650からスクリーン200上に拡大投射するための光学機器である。
≪Light projection device≫
As shown in FIG. 8, the
The
光源装置620は、光源である超高圧水銀ランプ621と、リフレクター622とを備えている。このような構成では、超高圧水銀ランプ621から放射された光は、リフレクター622で反射されて前方側に収束される。なお、光源としては、超高圧水銀ランプに限らず、例えば、メタルハライドランプ等を採用してもよい。
均一照明光学系630は、ロッドインテグレーター631と、カラーホイール632と、リレーレンズ群633と、反射ミラー634を有している。このような均一照明光学系630では、光源装置620から射出された光束がカラーホイール632を通過し後、ロッドインテグレーター631に角度を付けて入射する。
The
The uniform illumination
カラーホイール632は、図示しないモーター等の駆動源によって回転可能に設けられている。また、カラーホイール632には、ロッドインテグレーター631の入射側の端に形成されたポートと対向するフィルター面632aが形成されており、このフィルター面632aには、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色のフィルターが領域を隔てて周方向に並んで形成されている。なお、カラーホイール632は、ロッドインテグレーター631の出射側に設けられていてもよい。
The
カラーホイール632に入射した光束は、フィルター面632aによって、赤色(R)光、緑色(G)光、青色(B)光の3色に時系列的に色分離される。R、G、Bの3色への分離は、スクリーン200に表示する画像のフレーム周波数よりも高速な周波数で行う。このような周波数で色分離を行うことにより、スクリーン200にフルカラー画像を表示することが可能となる。
The light beam incident on the
カラーホイール632を通過した光(R光、G光、B光)は、ロッドインテグレーター631の入射ポートからその内部に導入される。ロッドインテグレーター631の内部に導入された光は、ロッドインテグレーター631内にて複数回の反射をおこし、これによって、ロッドインテグレーター631の出射面に均一な照度が確保される。そのため、ロッドインテグレーター631の出射ポートから出射された光は、均一な照明分布を有するものとなる。
ロッドインテグレーター631から出射された光は、リレーレンズ群633および反射ミラー634を介して、均一な照明光として空間光変調装置640へ入射する。
The light (R light, G light, B light) that has passed through the
The light emitted from the
空間光変調装置640は、基板641と、基板641上に配列された複数の光変調素子642(例えば、DMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス:ただし「DMD」は、米国テキサスインスツルメント株式会社の登録商標)とを有している。複数の光変調素子642は、基板641上にマトリクス状に配置されている。光変調素子642の数としては特に限定されない。プロジェクター600では、1つの光変調素子642が1画素を構成するため、光変調素子642は、画素数分、例えば、横×縦=1280×1024、640×480のように配置されている。
The spatial
各光変調素子642は、入射した光束を反射するための可動ミラーを有しており、この可動ミラーは、反射した光が投射光学系650へ導かれるON状態と、ON状態に対して傾きが異なり、反射した光がアブソーバー(図示せず)へ導かれるOFF状態とに姿勢が変化する。
空間光変調装置640は、例えば、PC(パーソナルコンピューター)500等から与えられた画像情報に基づいて各光変調素子642のON状態/OFF状態を独立して切り替えることにより所定の光像を形成する。そして、形成された光像は、投射光学系650に入射する。投射光学系650は、投射レンズ651を備えており、投射光学系650に導かれた光像を映像光Lとしてスクリーン200の方向へ投射する。
Each
The spatial
投射光学系650の前方(映像光Lの光路上)に位置する偏光制御素子800は、プロジェクター600から出射されたランダム偏光である映像光Lから所定方向に振動する直線偏光からなる映像光L’を得る偏光子である。このような偏光制御素子800としては、上記の効果を発揮することができれば、特に限定されず、例えば、ワイヤグリッドアレイや液晶デバイス等の公知の偏光子を用いることができる。
The
以上、光投射デバイス900について説明した。光投射デバイス900をこのような構成とすることにより、光投射デバイス900の構成を簡単なものとすることができる。また、光投射デバイス900では、偏光制御素子800が、投射光学系650よりも映像光Lの進行方向下流側に位置している。言い換えれば、偏光制御素子800は、プロジェクター600と別体として設けられ、プロジェクター600とスクリーン200との間に配置されている。このような構成とすることにより、プロジェクター600の姿勢に関わらず、スクリーン200に対する偏光制御素子800の姿勢を所定の姿勢に保つことができる。そのため、偏光制御素子800によって、常に、所望の方向に振動する直線偏光である映像光L’が得られる。
The
図9に示すように、画像表示システム100では、映像光L’の振動方向Cがラビング方向Bと平行である。前述したように、電圧印加状態の高分子分散型液晶層240は、ラビング方向Bに平行な方向に振動する直線偏光L1に対する散乱性が高い。映像光L’もラビング方向Bと平行な方向へ振動する直線偏光であるため、映像光L’を高分子分散型液晶層240内にて効率的に散乱させることができる。言い換えれば、散乱せずに高分子分散型液晶層240を通過する映像光L’を低減することができる。そのため、より輝度の高い(明るい)画像を表示することができるとともに、著しい輝点(周囲よりも著しく高輝度な点)の発生を防止することができる。このように、画像表示システム100によれば、高い品質の映像を表示することができ、さらには、輝点を抑制することによって、観察者の眼精疲労を低減することができる。
As shown in FIG. 9, in the
なお、前記「平行」には、ラビング方向Bと、映像光L’の振動方向Cとが平行である場合の他、ラビング方向Bに対して振動方向Cが僅かに傾いている場合も含まれる。具体的には、スクリーン200の平面視にて、ラビング方向Bと振動方向Cとのなす角が10°以内である場合も含まれる。このような範囲内であれば、十分に効果を発揮することができる。
The “parallel” includes not only the case where the rubbing direction B and the vibration direction C of the image light L ′ are parallel, but also the case where the vibration direction C is slightly inclined with respect to the rubbing direction B. . Specifically, a case where the angle formed by the rubbing direction B and the vibration direction C is 10 ° or less in a plan view of the
(制御部)
図1に示すように、制御部400は、例えば、パーソナルコンピューター500からの画像信号Iに所定の処理を行い、処理して得られた画像信号I’をプロジェクター600へ送信する画像信号処理部410と、パーソナルコンピューター500からの信号に基づいてスクリーン200の駆動(ON/OFF)を制御するスクリーン制御部420とを有している。画像信号処理部410からの画像信号を受けたプロジェクター600は、その画像信号に基づく映像光Lを出射し、偏光制御素子800を通過して映像光L’となった光が背面側からスクリーン本体250へ投射される。
(Control part)
As shown in FIG. 1, for example, the
制御部400は、画像信号処理部410からプロジェクター600へ画像信号I’を出力するのに対応させて、スクリーン制御部420によってスクリーン200(スクリーン本体250)の駆動を制御するように構成されている。具体的には、制御部400は、画像信号処理部410から画像信号I’を出力していない状態では、スクリーン制御部420によってスクリーン本体250を透過状態とする。反対に、制御部400は、画像信号処理部410から画像信号I’を出力している状態では、スクリーン制御部420によってスクリーン本体250を散乱状態とする。
The
このような制御部400によれば、光投射デバイス900から偏光制御素子800を透過した映像光L’が出射されていないとき、すなわちスクリーン本体250に表示する画像が存在しないときには、スクリーン本体250を透過状態とすることができる。また、光投射デバイス900から偏光制御素子800を透過した映像光L’が出射されているときは、スクリーン本体250を散乱状態とすることができ、スクリーン2本体250に映像光L’に対応する画像を表示することができる。
以上、本実施形態の画像表示システム100について説明した。
According to such a
The
なお、本実施形態では、遮光部261が垂直方向に振動する直線偏光を透過する性質を有しているが、遮光部261は、垂直方向に振動する直線偏光を吸収する性質を有していてもよい。すなわち、遮光部261は、水平方向(映像光L’と同じ振動方向)に振動する直線偏光と垂直方向(映像光L’に直交する方向)に振動する直線偏光の両方を吸収する性質を有していてもよい。
In this embodiment, the
<第2実施形態>
次に、本発明の画像表示システムの第2実施形態について説明する。
図10は、本発明の第2実施形態にかかる画像表示システムが備えるスクリーンに含まれるスクリーン本体の断面図(図1中のA−A線断面に対応する図)である。図11は、本発明の第2実施形態にかかる画像表示システムの1つの使用例について説明する図である。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the image display system of the present invention will be described.
FIG. 10 is a cross-sectional view of the screen body included in the screen included in the image display system according to the second embodiment of the present invention (a view corresponding to the cross section along line AA in FIG. 1). FIG. 11 is a diagram for explaining one usage example of the image display system according to the second embodiment of the present invention.
以下、第2実施形態の画像表示システムについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第2実施形態にかかる画像表示システムは、スクリーン本体の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
Hereinafter, the image display system according to the second embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.
The image display system according to the second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment described above except that the configuration of the screen body is different. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to embodiment mentioned above.
図10に示すように、本実施形態のスクリーン本体250Aでは、電極222が複数の電極片222’に分割されている。複数の電極片222’は、マトリックス状に配列されており、それぞれ、透明基板212上に形成された図示しない回路に接続されている。前記回路は、マトリックス状に配列されたTFT(スイッチング素子)、TFTに対応して形成されたゲート線およびデータ線、ゲート線に所望の電圧を印加するゲートドライバー、データ線に所望の電圧を印加するデータドライバー等を有しており、電極片222’毎の電圧印加を独立して制御することができるようになっている。なお、以下では、説明の便宜上、1つの電極片222’と電極221とが重なる領域を「単位画素領域S1」とも言う。
As shown in FIG. 10, in the screen
制御部400(スクリーン制御部420)は、複数の単位画素領域S1についてそれぞれ独立して散乱状態/透過状態を選択することができる。そのため、画像信号Iと同期させて、映像光L’が照射される単位画素領域S1のみを散乱状態とし、映像光L’が照射されない単位画素領域S1を透過状態とすることにより、表示されている映像の輪郭のすぐ周囲からスクリーン200A越しに背景が視認される。そのため、視認者に、まるで背景中に画像が飛び出して表示されているような感覚を与えることができる。
The control unit 400 (screen control unit 420) can select the scattering state / transmission state independently for each of the plurality of unit pixel regions S1. Therefore, in synchronization with the image signal I, only the unit pixel region S1 irradiated with the video light L ′ is set in the scattering state, and the unit pixel region S1 not irradiated with the video light L ′ is set in the transmission state. The background is visually recognized through the
このような画像表示システム100Aの使用例として、以下に、画像表示システム100Aをショーウィンドウに適用した一例を説明する。図11に示すように、ショーウィンドウ内にディスプレイされている商品1000の前方にスクリーン200Aを設置し、天井に光投射デバイス900を設置する。画像表示システム100Aを駆動しなければ、スクリーン200Aが実質的に無色透明であるため、買い物客、歩行者等は、スクリーン200A越しに商品1000を見ることができる。この点では、従来のように、ガラス越しに商品1000を見るのと変わりはない。一方、画像表示システム100Aを駆動し、商品1000の横側に画像が見えるようにスクリーン200Aに視差画像を表示すると、買い物客、歩行者等は、スクリーン200Aの透明な部分(画像が表示されておらず透過状態となっている単位画素領域S1)越しに商品1000を見ながら、その横に表示される三次元画像を見ることができる。この画像として、商品1000のサイズ、材質、価格等の各種情報を載せることによって、歩行者に商品1000の情報を伝えることができる。三次元画像として情報を伝えることにより、従来のように商品1000の横に商品1000の情報が記されたプレートを配置する方法と比較して、買い物客、歩行者等に強いインパクトで情報が伝わるため、購買意欲を高めるのに寄与することができる。なお、このような使用例は、前述した第1実施形態や後述する各実施形態においても適用することができる。
このような第2実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
As an example of using such an
Also according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained.
<第3実施形態>
次に、本発明の画像表示システムの第3実施形態について説明する。
図12は、本発明の第3実施形態にかかる画像表示システムの構成図である。図13は、図12に示す画像表示システムが備えるスクリーンに含まれるスクリーン本体の断面図(図12中のC−C線断面に対応する図)である。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the image display system of the present invention will be described.
FIG. 12 is a configuration diagram of an image display system according to the third embodiment of the present invention. FIG. 13 is a cross-sectional view of the screen body included in the screen included in the image display system shown in FIG. 12 (a view corresponding to the cross section taken along the line CC in FIG. 12).
以下、第3実施形態の画像表示システムについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第3実施形態にかかる画像表示システムは、光投射デバイスの構成およびスクリーン本体の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
Hereinafter, the image display system according to the third embodiment will be described focusing on the differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.
The image display system according to the third embodiment of the present invention is the same as the first embodiment described above except that the configuration of the light projection device and the configuration of the screen body are different. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to embodiment mentioned above.
図12に示すように、本実施形態の光投射デバイス900Bは、プロジェクター600で構成されている。すなわち、光投射デバイス900Bは、前述した第1実施形態の光投射デバイス900から偏光制御素子800を省略した構成となっている。これにより、光投射デバイス900Bの部品点数が減り、低コスト化を図ることができる。このような光投射デバイス900Bからはランダム偏光である映像光L’が出射される。
As shown in FIG. 12, the
図13に示すように、本実施形態のスクリーン200Bに含まれるスクリーン本体250Bでは、配向膜231、232のラビング方向A、Bが90°捩じれている。これに対応して、液晶分子243は、その長軸方向が連続的に90°捩じれて配置されている。すなわち、高分子分散型液晶層240は、捩じれネマティック型の液晶層である。高分子分散型液晶層240を捩じれネマティック型とすることにより、スクリーン本体250Bの構成が簡単なものとなる。
As shown in FIG. 13, in the screen
以上のような第3実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、スクリーン本体250Bでは、液晶分子243のツイスト角を90°に設定しているが、液晶分子243のツイスト角は、90°に限定されず、例えば、180°、270°、360°等であってもよい。また、スクリーン本体250Bに替えて前述した第1実施形態のスクリーン本体250を用いてもよい。
According to the third embodiment as described above, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained.
In the
<第4実施形態>
次に、本発明の画像表示システムの第4実施形態について説明する。
図14は、本発明の第4実施形態にかかる画像表示システムの構成図である。
以下、第4実施形態の画像表示システムについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第4実施形態にかかる画像表示システムは、スクリーン本体の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the image display system of the present invention will be described.
FIG. 14 is a configuration diagram of an image display system according to the fourth embodiment of the present invention.
Hereinafter, the image display system according to the fourth embodiment will be described focusing on the differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.
The image display system according to the fourth embodiment of the present invention is the same as the first embodiment described above except that the configuration of the screen body is different. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to embodiment mentioned above.
図14に示すように、本実施形態の光投射デバイス900Cは、プロジェクター600で構成されている。すなわち、光投射デバイス900Cは、前述した第1実施形態の光投射デバイス900から偏光制御素子800を省略した構成となっている。これにより、光投射デバイス900Cの部品点数が減り、低コスト化を図ることができる。このような光投射デバイス900Cからはランダム偏光である映像光L’が出射される。
As shown in FIG. 14, the
また、本実施形態のスクリーン200Cに含まれるスクリーン本体250Cは、入射した光が散乱する散乱状態と入射した光が透過する透過状態とを同時に備える半透過型の構成となっている。このようなスクリーン本体250Cを用いることによって、スクリーン本体250Cに入射した映像光L’がスクリーン本体250C内で散乱することによって、スクリーン200Cに視差画像を表示することができる。また、画像が表示されていない状態や、スクリーン200Cの一部に画像が表示されている場合などには、スクリーン200C越しに背景を視認することもできる。ここで、スクリーン本体250Cの光透過率は、特に限定されないが、20〜50%程度であるのが好ましい。この数値範囲とすることによって、スクリーン200Cに鮮明な画像を表示することができるとともに、スクリーン200C越しの背景を十分に視認することができる。
Further, the screen
スクリーン本体250Cの構成としては、半透過型の構成となっていれば、特に限定されず、例えば、すりガラスのような、透明基板の表面に微細な凹凸加工を施したもの、プラスチック等で構成された透明な基板内に微細な気泡を分散させたもの等を用いることができる。このような構成とすることによって、スクリーン本体250Cの構成が簡単となる。
以上のような第4実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
The configuration of the screen
According to the fourth embodiment as described above, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained.
なお、スクリーン本体250Cとしては、半透過状態と、透過状態とを切り替えることができるものを用いてもよい。これにより、画像を表示させないときには、スクリーン本体250Cを実質的に無色透明にすることができるため、生活空間にて使用する場合には、スクリーン200Cが与える圧迫感を低減することができる。このようなスクリーン本体250Cとしては、例えば、電気、熱、光等の外部信号の印加によって、光の透過率を変更することのできる調光ガラス等を用いることができる。また、この調光ガラスを複数の領域に分けて、領域毎に光の透過率を変更することができるようにすれば、前述した第2実施形態のような使用方法も可能となる。
As the screen
<第5実施形態>
次に、本発明の画像表示システムの第5実施形態について説明する。
図15は、本発明の第5実施形態にかかる画像表示システムが備えるプロジェクターの光学系の構成を示す平面図である。
以下、第5実施形態の画像表示システムについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
<Fifth Embodiment>
Next, a fifth embodiment of the image display system of the present invention will be described.
FIG. 15 is a plan view showing a configuration of an optical system of a projector included in the image display system according to the fifth embodiment of the present invention.
Hereinafter, the image display system according to the fifth embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.
本発明の第5実施形態にかかる画像表示システムは、偏光制御素子がプロジェクターに内蔵されている以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図15に示すように、偏光制御素子800は、プロジェクター600に内蔵されている。具体的には、偏光制御素子800は、空間光変調装置640と投射光学系650との間の光軸上、すなわち、投射光学系650よりも映像光Lおよび映像光L’の進行方向上流側に位置している。このように、偏光制御素子800をプロジェクター600に内蔵することにより、画像表示システム100の構成の簡易化を図ることができる。
このような第5実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
The image display system according to the fifth embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment described above except that the polarization control element is built in the projector. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to 1st Embodiment mentioned above.
As shown in FIG. 15, the
According to the fifth embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained.
<第6実施形態>
次に、本発明の画像表示システムの第6実施形態について説明する。
図16は、本発明の第6実施形態にかかる画像表示システムが備えるプロジェクターの光学系の構成を示す平面図である。
以下、第6実施形態の画像表示システムについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第6実施形態にかかる画像表示システムは、光投射デバイスの構成が異なる以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
<Sixth Embodiment>
Next, a sixth embodiment of the image display system of the present invention will be described.
FIG. 16 is a plan view showing the configuration of the optical system of the projector provided in the image display system according to the sixth embodiment of the present invention.
Hereinafter, the image display system according to the sixth embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiments, and description of similar matters will be omitted.
The image display system according to the sixth embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment described above except that the configuration of the light projection device is different. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to embodiment mentioned above.
図16に示すように、光投射デバイスであるプロジェクター300は、照明光学系310と、色分離光学系320と、平行化レンズ330R、330G、330Bと、空間光変調装置340R、340G、340Bと、クロスダイクロイックプリズム350と、投射光学系(投射レンズ群)360と、偏光ローテーター370とを有している。
照明光学系310は、光源311と、リフレクター312と、第1のレンズアレイ313と、第2のレンズアレイ314と、偏光変換素子315と、重畳レンズ316とを有している。
As shown in FIG. 16, a
The illumination
光源311は、超高圧水銀ランプであり、リフレクター312は、放物面鏡を有して構成されている。光源311から射出された放射状の光束は、リフレクター312で反射されて略平行光束となり、第1のレンズアレイ313へと射出される。なお、光源311としては、超高圧水銀ランプに限らず、例えば、メタルハライドランプ等を採用してもよい。また、リフレクター312としては、放物面鏡に限らず、楕円面鏡からなるリフレクター312の射出面に平行化凹レンズを配置した構成を採用してもよい。
The
第1のレンズアレイ313および第2のレンズアレイ314は、小レンズをマトリクス状に配列して形成されている。光源311から射出された光束は、第1のレンズアレイ313によって複数の微小な部分光束に分割され、各部分光束は、第2のレンズアレイ314および重畳レンズ316によって照明対象である3つの空間光変調装置340R、340G、340Bの表面で重畳される。
The
偏光変換素子315は、ランダム偏光の光束を一方向に振動する直線偏光(S偏光若しくはP偏光)に揃える機能を有しており、本実施形態では、色分離光学系320での光束の損失が少ないS偏光に揃えている。
色分離光学系320は、照明光学系310から射出された光束を、赤色(R)光、緑色(G)光、青色(B)光の3色の色光に分離する機能を有しており、B光反射ダイクロイックミラー321、RG光反射ダイクロイックミラー322、G光反射ダイクロイックミラー323、および反射ミラー324、325を備えている。
The
The color separation
照明光学系310から射出された光束のうち、B光の成分は、B光反射ダイクロイックミラー321によって反射され、さらに反射ミラー324、361によって反射されて平行化レンズ330Bに至る。一方、照明光学系310から射出された光束のうち、G光、R光の成分は、RG光反射ダイクロイックミラー322によって反射され、さらに反射ミラー325によって反射されてG光反射ダイクロイックミラー323に至る。その中のG光の成分は、G光反射ダイクロイックミラー323および反射ミラー362に反射されて平行化レンズ330Gに至り、R光の成分は、G光反射ダイクロイックミラー323を透過して、反射ミラー363に反射されて平行化レンズ330Rに至る。
Of the light beam emitted from the illumination
平行化レンズ330R、330G、330Bは、照明光学系310からの複数の部分光束を、空間光変調装置340R、340G、340Bをそれぞれ照明するように各部分光束が、それぞれ略平行な光束となるように設定されている。
平行化レンズ330Rを透過したR光は、空間光変調装置(第1空間光変調装置)340Rに至り、平行化レンズ330Gを透過したG光は、空間光変調装置(第2空間光変調装置)340Gに至り、平行化レンズ330Bを透過したB光は、空間光変調装置(第3空間光変調装置)340Bに至る。
The
The R light transmitted through the
空間光変調装置340Rは、R光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置(LCD)である。空間光変調装置340Rに設けられた図示しない液晶パネルは、2つの透明基板の間に、光を画像信号に応じて変調するための液晶層を封入している。空間光変調装置340Rで変調されたR光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム350へ入射する。なお、空間光変調装置340G、340Bの構成および機能は、空間光変調装置340Rと同様である。
The spatial
クロスダイクロイックプリズム350は、三角柱状の4つのプリズムを貼り合わせることにより、略正方形断面の角柱状に形成されたものであり、X字状の貼り合わせ面に沿って誘電体多層膜351、352が設けられている。誘電体多層膜351は、G光を透過してR光を反射し、誘電体多層膜352は、G光を透過してB光を反射する。そして、クロスダイクロイックプリズム350は、空間光変調装置340R、340G、340Bから出射された各色光の変調光をそれぞれ入射面350R、350G、350Bから入射して合成し、カラー画像を表す画像光を形成し、その画像光を投射光学系360へ向けて射出する。
The cross
クロスダイクロイックプリズム350と投射光学系360との間には偏光ローテーター370が配置されている。偏光ローテーター370は、波長選択性を有しており、所定の波長の光の偏光方向を90°回転させる機能(すなわち、S偏光をP偏光へ、または、P偏光をS偏光へ変換する機能)を有している。このような偏光ローテーター370としては、特に限定されないが、例えば、カラーリング社製のカラーセレクト(登録商標)を用いることができる。
A
クロスダイクロイックプリズム350は、S偏光を反射し、P偏光を透過する単偏光素子であるため、クロスダイクロイックプリズム350に反射されるR光およびB光をS偏光とし、クロスダイクロイックプリズム350を透過するG光をP偏光とする必要がある。このように、R光およびB光とG光とでクロスダイクロイックプリズム350から出射された偏光方向が異なっているため、R光、G光、B光の偏光方向を揃えるために偏光ローテーター370が配置されている。
Since the cross
偏光ローテーター370は、R光およびB光の偏光を90°回転させ、G光の変更を回転させない構成となっている。そのため、偏光ローテーター370を通過したR光、G光、B光は、その偏光方向が互いに同じ光となる。ここで、G光は、R光、B光と比較して比視感度が高い成分である。そのため、偏光ローテーター370のように、G光の偏光を回転させずに、R光、G光、B光の偏光方向を揃えることによって、G光の損失を抑制し、観察者にとって明るい画像表示が可能となる。
The
偏光ローテーター370を通過した映像光は、映像光L’として投射光学系360から出射される。
このような構成のプロジェクター600によれば、直線偏光である映像光L’を出射することができるため、前述した第1実施形態のような偏光制御素子800が不要となり、画像表示システム100の構成が簡易化される。
以上のような第6実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
The image light that has passed through the
According to the
The sixth embodiment as described above can achieve the same effects as those of the first embodiment described above.
なお、本実施形態では、3つの透過型液晶表示装置(LCD)を用いたプロジェクターについて説明したが、プロジェクターの構成としては、これに限定されない。例えば、3つの反射型液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal Display)を用いた構成であってもよい。また、透過型/反射型を問わず、2つの液晶表示装置を用いた構成であってもよい。すなわち、偏光を利用したマイクロディスプレイであって、2つ以上のマイクロディスプレイを用いるプロジェクターであれば、本実施形態を適用することができる。 In the present embodiment, a projector using three transmissive liquid crystal display devices (LCD) has been described, but the configuration of the projector is not limited to this. For example, a configuration using three reflective liquid crystal display (LCD) devices may be used. In addition, a configuration using two liquid crystal display devices may be used regardless of transmission type / reflection type. In other words, the present embodiment can be applied to any projector that uses polarized light and uses two or more microdisplays.
<第7実施形態>
次に、本発明の画像表示システムの第7実施形態について説明する。
図17は、本発明の第7実施形態にかかる画像表示システムが備えるプロジェクターの光学系の構成を示す平面図である。
以下、第7実施形態の画像表示システムについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第7実施形態にかかる画像表示システムは、光投射デバイスの構成が異なる以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
<Seventh embodiment>
Next, a seventh embodiment of the image display system of the present invention will be described.
FIG. 17 is a plan view showing the configuration of the optical system of the projector provided in the image display system according to the seventh embodiment of the present invention.
Hereinafter, the image display system according to the seventh embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.
The image display system according to the seventh embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment described above except that the configuration of the light projection device is different. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to embodiment mentioned above.
図17に示すように、光投射デバイスであるプロジェクター700は、光源ユニット710と、PBS(偏光ビームスプリッター)プリズム730と、反射型液晶パネル740と、投射光学系(投射レンズ群)750とを有している。
As shown in FIG. 17, a
光源ユニット710は、赤色、緑色、青色のレーザー光源711R、711G、711Bと、レーザー光源711R、711G、711Bに対応して設けられたコリメーターレンズ712R、712G、712Bおよびダイクロイックミラー713R、713G、713Bとを備えている。
レーザー光源711R、711G、711Bは、それぞれ、図示しない光源と駆動回路とを有している。そして、レーザー光源711Rは、赤色のレーザー光を射出し、レーザー光源711Gは、緑色のレーザー光を出射し、レーザー光源711Bは、青色のレーザー光を出射する。これらレーザー光源711R、711G、711Bから出射される各色のレーザー光は、直線偏光であって、互いに偏光方向(光の振動方向)が同一となっている(例えば、S波)。
The
The
各レーザー光源711R、711G、711Bから出射された各色のレーザー光は、コリメーターレンズ712R、712G、712Bによって平行化され、ダイクロイックミラー713R、713G、713Bに入射する。ダイクロイックミラー713Rは、赤色のレーザー光を反射する特性を有している。ダイクロイックミラー713Bは、青色のレーザー光を反射するとともに、赤色のレーザー光を透過する特性を有している。ダイクロイックミラー713Gは、緑色のレーザー光を反射するとともに、赤色、青色のレーザー光を透過する特性を有している。
The laser beams of the respective colors emitted from the
レーザー光源711R、711G、711Bは、順次点滅するように駆動が制御されており、これにより、赤色のレーザー光、緑色のレーザー光、青色のレーザー光が順次出射される。出射された各色のレーザー光は、それぞれ、コリメーターレンズ、ダイクロイックミラーを通過し、PBS(偏光ビームスプリッター)プリズム730の反射面で反射されて反射型液晶パネル740に投射される。
The driving of the
反射型液晶パネル740は、LCOS(Liquid Crystal on Silicon)であって、反射層を有するものである。したがって、この反射層で反射されてPBSプリズム730を通過した各色のレーザー光は、映像光L’として投射光学系750から出射される。なお、反射型液晶パネル740によって反射された各色のレーザー光は、偏光方向が90°回転し、P偏光となる。
The reflective
このような構成のプロジェクター700によれば、直線偏光である映像光L’を出射することができるため、前述した第1実施形態のような偏光制御素子800が不要となり、画像表示システム100の構成が簡易化される。
以上のような第7実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
According to the
According to the seventh embodiment as described above, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained.
なお、本実施形態では、1枚の反射型液晶パネル740を用いた単板方式であるが、プロジェクター700の構成は、これに限定されない。例えば、赤色光、緑色光、青色光ごとに反射型液晶パネルを設けた3板方式であってもよいし、反射型液晶パネルに換えて透過型液晶パネルを用いた構成であってもよい。また、その他、光源ユニット710からの各色の光が予め同一方向の振動成分のみを持つ直線偏光となっているプロジェクター(例えば、偏光制御型の単板プロジェクター、各色の光の偏光方向を制御したスキャンプロジェクター等)であれば、プロジェクターの構成としては特に限定されない。
以上、本発明のスクリーンおよび画像表示システムについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明の画像表示システムは、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、各実施形態を組み合わせてもよい。
In the present embodiment, the single-plate system using one reflective
As described above, the screen and the image display system of the present invention have been described based on the illustrated embodiment. However, the image display system of the present invention is not limited to this, and the configuration of each unit has the same function. Any configuration can be substituted. Moreover, you may combine each embodiment.
100、100A…画像表示システム 200、200A、200B、200C…スクリーン 211、212…透明基板 221、222…電極 222’…電極片 231、232…配向膜 240…高分子分散型液晶層 241…PDLC 242…高分子 243…液晶分子 250、250A、250B、250C…スクリーン本体 260…視差バリア 261…遮光部 262…開口部 300…プロジェクター 310…照明光学系 311…光源 312…リフレクター 313…レンズアレイ 314…レンズアレイ 315…偏光変換素子 316…重畳レンズ 320…色分離光学系 321…B光反射ダイクロイックミラー 322…RG光反射ダイクロイックミラー 323…G光反射ダイクロイックミラー 324…反射ミラー 325…反射ミラー 330B…平行化レンズ 330G…平行化レンズ 330R…平行化レンズ 340B…空間光変調装置 340G…空間光変調装置 340R…空間光変調装置 350…クロスダイクロイックプリズム 350B…入射面 350G…入射面 350R…入射面 351…誘電体多層膜 352…誘電体多層膜 360…投射光学系 361…反射ミラー 362…反射ミラー 363…反射ミラー 370…偏光ローテーター 400…制御部 410…画像信号処理部 420…スクリーン制御部 500…パーソナルコンピューター 600…プロジェクター 620…光源装置 621…超高圧水銀ランプ 622…リフレクター 630…均一照明光学系 631…ロッドインテグレーター 632…カラーホイール 632a…フィルター面 633…リレーレンズ群 634…反射ミラー 640…空間光変調装置 641…基板 642…光変調素子 650…投射光学系 651…投射レンズ 700…プロジェクター 710…光源ユニット 711B、711G、711R…レーザー光源 712B、712G、712R…コリメーターレンズ 713B、713G、713R…ダイクロイックミラー 730…PBSプリズム 740…反射型液晶パネル 750…投射光学系 800…偏光制御素子 900、900B、900C…光投射デバイス 1000…商品 I、I’…画像信号 L1、L2…直線偏光 L、L’…映像光 S1…単位画素領域 PR…右目用画像領域 PL…左目用画像領域
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記スクリーン本体の一方の面側に設けられ、前記スクリーン本体の前記一方の面からの平面視にて所定方向に間隔を隔てて配列される複数の遮光部を有する視差バリアと、を有していることを特徴とするスクリーン。 A screen body capable of switching between a scattering state in which incident light is scattered and a transmission state in which incident light is transmitted;
A parallax barrier provided on one surface side of the screen body and having a plurality of light shielding portions arranged at predetermined intervals in a plan view from the one surface of the screen body. A screen characterized by being.
前記スクリーンの一方の面側に設けられ、前記スクリーン本体の前記一方の面からの平面視にて所定方向に間隔を隔てて配列される複数の遮光部を有する視差バリアと、を有していることを特徴とするスクリーン。 A transflective screen body having a scattering state where incident light is scattered and a transmission state where incident light is transmitted;
A parallax barrier provided on one surface side of the screen and having a plurality of light shielding portions arranged at predetermined intervals in a plan view from the one surface of the screen main body. A screen characterized by that.
前記スクリーン本体の前記第1配向膜側に設けられ、前記スクリーン本体の平面視にて所定方向に間隔を隔てて離隔して配列される複数の遮光部を有する視差バリアと、
前記第2配向膜側から前記スクリーン本体に向けて、前記第2配向膜のラビング方向と平行な方向に振動する直線偏光である映像光を出射する光投射デバイスと、を有していることを特徴とする画像表示システム。 A polymer in which liquid crystal molecules are dispersed in a polymer, sandwiched between the first alignment film, a second alignment film disposed opposite to the first alignment film, and the first alignment film and the second alignment film A dispersion type liquid crystal layer, and a scattering state in which light incident on the polymer dispersion type liquid crystal layer is scattered by controlling an electric field acting on the polymer dispersion type liquid crystal layer, and the polymer dispersion type liquid crystal layer A screen body capable of switching between a transmission state through which light incident on the screen is transmitted;
A parallax barrier provided on the first alignment film side of the screen body, and having a plurality of light-shielding portions arranged at intervals in a predetermined direction in a plan view of the screen body;
An optical projection device that emits image light that is linearly polarized light that vibrates in a direction parallel to the rubbing direction of the second alignment film from the second alignment film side toward the screen body. A featured image display system.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017156696A (en) * | 2016-03-04 | 2017-09-07 | 大日本印刷株式会社 | Reflection screen and image display device |
CN108234993A (en) * | 2018-03-23 | 2018-06-29 | 北京邮电大学 | A kind of naked-eye stereoscopic display system based on slit grating |
-
2012
- 2012-12-27 JP JP2012284478A patent/JP2014126757A/en active Pending
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