以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, for the sake of easy illustration and understanding, the scale, the dimensional ratio in the vertical and horizontal directions, etc. are appropriately changed from those of the actual one and exaggerated.
以下に説明する一実施の形態において、表示装置10は、スクリーン40と、スクリーン40に画像光を照射するプロジェクタ20と、を有している。スクリーン40は、画像光を拡散させるシート部材40xを有しており、これにより、観察者1によって観察可能な画像をスクリーン40に表示することができる。本実施の形態による表示装置10又はスクリーン40は、以下に説明するように、スペックルを低減し、且つスクリーンに意匠性を付与するための工夫が成されている。具体的な構成として、シート部材40xは、複数の粒子60または液体69xを含む制御層55xと、制御層55xに電圧を印加するために用いられる電極41,42と、制御層55xに積層された加飾層45と、を有している。複数の粒子60または液体69xは、光拡散成分を含み、入射した画像光を拡散させることができる。また、制御層55xに印加される電圧に応じて、制御層55xの内部で複数の粒子60の移動および回転の少なくとも一方が生じる、或いは、電圧に応じて制御層55xの内部で液体69xが移動する。これにより、画像光の拡散波面が経時的に変化し、スペックルを低減させることができる。なお、印加される電圧が適切に制御され得るため、必要以上に画像光を拡散して画像の解像度を著しく劣化させることを、効果的に回避することができる。
In one embodiment described below, the display device 10 includes a screen 40 and a projector 20 that irradiates the screen 40 with image light. The screen 40 has a sheet member 40x that diffuses the image light, so that an image that can be observed by the observer 1 can be displayed on the screen 40. In the display device 10 or the screen 40 according to the present embodiment, as described below, measures are taken to reduce speckle and to give the screen a design. As a specific configuration, the sheet member 40x is stacked on the control layer 55x including the plurality of particles 60 or the liquid 69x, the electrodes 41 and 42 used to apply a voltage to the control layer 55x, and the control layer 55x. And a decorative layer 45. The plurality of particles 60 or the liquid 69x may include a light diffusing component to diffuse incident image light. In addition, at least one of movement and rotation of the plurality of particles 60 occurs in the control layer 55x according to the voltage applied to the control layer 55x, or the liquid 69x moves in the control layer 55x according to the voltage. Do. As a result, the diffused wavefront of the image light changes with time and speckle can be reduced. In addition, since the applied voltage can be appropriately controlled, it is possible to effectively prevent the image light from being diffused more than necessary to significantly deteriorate the resolution of the image.
以下において、いくつかの具体例を参照しながら本実施の形態について説明する。まず、図1〜図5を参照して、表示装置10及びスクリーン40の一具体例について説明する。
Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to some specific examples. First, a specific example of the display device 10 and the screen 40 will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
図1は表示装置10の概略構成の一例を示す図である。図1の表示装置10は、プロジェクタ20及びプロジェクタ20からの画像光が照射されるスクリーン40に加え、電力源30と、制御装置35と、をさらに備えている。電力源30は、スクリーン40に対して交流電圧を印加する。制御装置35は、電力源30からの印加電圧を調整して、スクリーン40の状態を制御する。また、制御装置35は、プロジェクタ20の動作も制御するようにしてもよい。あるいは、表示装置10は、スクリーン40の状態を制御する制御装置35と、プロジェクタ20の動作を制御する制御装置と、を別個に備えてもよい。一例として、制御装置35は、汎用コンピュータで構成可能である。
FIG. 1 is a view showing an example of a schematic configuration of a display device 10. The display device 10 of FIG. 1 further includes a power source 30 and a control device 35 in addition to the projector 20 and the screen 40 to which the image light from the projector 20 is irradiated. The power source 30 applies an alternating voltage to the screen 40. The controller 35 adjusts the applied voltage from the power source 30 to control the state of the screen 40. The control device 35 may also control the operation of the projector 20. Alternatively, the display device 10 may separately include a control device 35 that controls the state of the screen 40 and a control device that controls the operation of the projector 20. As one example, the control device 35 can be configured by a general purpose computer.
プロジェクタ20は、画像光を生成する画像光生成装置として機能する。プロジェクタ20は、生成した画像光を、スクリーン40へ照射する。図示された例において、プロジェクタ20は、コヒーレント光を発振するコヒーレント光源21と、コヒーレント光源21の光路を調整する走査装置(図示せず)と、を有する。コヒーレント光源21は、典型例として、レーザー光を発振するレーザー光源から構成されている。コヒーレント光源21は、互いに異なる波長域の光を生成する複数のコヒーレント光源を有していてもよい。なお、光源はコヒーレント光を出射するものでなくてもよく、LED光等の非コヒーレント光を出射するものでもよい。
The projector 20 functions as an image light generating device that generates image light. The projector 20 irradiates the screen 40 with the generated image light. In the illustrated example, the projector 20 includes a coherent light source 21 that emits coherent light, and a scanning device (not shown) that adjusts the light path of the coherent light source 21. The coherent light source 21 is typically composed of a laser light source that oscillates a laser beam. The coherent light source 21 may have a plurality of coherent light sources that generate light of different wavelength ranges. The light source may not emit coherent light, but may emit non-coherent light such as LED light.
図示された例において、プロジェクタ20は、レーザー走査方式にて、スクリーン40上にコヒーレント光を照射する。図2に示すように、プロジェクタ20は、スクリーン40上の全域を走査するよう、コヒーレント光を照射する。走査は、高速で実施される。プロジェクタ20は、形成すべき画像に応じ、コヒーレント光源21からのコヒーレント光の射出を停止する。すなわち、スクリーン40上の画像が形成されるべき位置のみにコヒーレント光を照射する。この結果、スクリーン40上に画像が形成される。プロジェクタ20の動作は、制御装置35によって制御される。
In the illustrated example, the projector 20 emits coherent light onto the screen 40 in a laser scanning manner. As shown in FIG. 2, the projector 20 emits coherent light so as to scan the entire area on the screen 40. The scan is performed at high speed. The projector 20 stops the emission of the coherent light from the coherent light source 21 according to the image to be formed. That is, coherent light is irradiated only to the position where the image on the screen 40 is to be formed. As a result, an image is formed on the screen 40. The operation of the projector 20 is controlled by the control device 35.
次に、スクリーン40について説明する。図3はスクリーンの断面構造を示す断面図である。図示された例において、スクリーン40は、制御層55x及び電極41,42を含むシート部材40xによって構成されている。図示された例において、シート部材40xは、制御層55xを含んだ粒子シート50を含んでいる。図示された例において、制御層55xは、複数の粒子60を含んだ粒子層55として形成されている。電極41,42は、電力源30と電気的に接続されている。図示された例において、制御層55xをなす粒子層55の一方の主面上に、第1電極41が面状に広がっており、制御層55xをなす粒子層55の他方の主面上に、第2電極42が面状に広がっている。
Next, the screen 40 will be described. FIG. 3 is a cross sectional view showing a cross sectional structure of the screen. In the illustrated example, the screen 40 is constituted by a sheet member 40x including the control layer 55x and the electrodes 41 and 42. In the illustrated example, the sheet member 40x includes a particle sheet 50 including the control layer 55x. In the illustrated example, the control layer 55 x is formed as a particle layer 55 including a plurality of particles 60. The electrodes 41 and 42 are electrically connected to the power source 30. In the illustrated example, the first electrode 41 spreads in a planar manner on one main surface of the particle layer 55 forming the control layer 55x, and on the other main surface of the particle layer 55 forming the control layer 55x. The second electrode 42 spreads in a plane.
また、スクリーン40をなすシート部材40xは、図1に示すように、制御層55xに積層された加飾層45を有する。加飾層45は、制御層55xに接して直接的に積層されていてもよいし、加飾層45と制御層55xとの間に別の部材が存在して、制御層55xに間接的に積層されていてもよい。さらに、スクリーン40をなすシート部材40xは、図1に示すように、第1電極41を覆う第1カバー層46と、第2電極42を覆う第2カバー層47と、を有する。図1に示された例では、加飾層45がスクリーン40の一方の最表面を形成し、第2カバー層47がスクリーン40の他方の最表面を形成する。しかしながら、加飾層45を覆って第1カバー層46が設けられて、第1カバー層46がスクリーン40の一方の最表面を形成してもよい。
Further, as shown in FIG. 1, the sheet member 40 x forming the screen 40 has a decorative layer 45 laminated on the control layer 55 x. The decorative layer 45 may be laminated directly in contact with the control layer 55x, or another member is present between the decorative layer 45 and the control layer 55x, and indirectly to the control layer 55x. It may be laminated. Further, as shown in FIG. 1, the sheet member 40 x forming the screen 40 has a first cover layer 46 covering the first electrode 41 and a second cover layer 47 covering the second electrode 42. In the example shown in FIG. 1, the decorative layer 45 forms one outermost surface of the screen 40, and the second cover layer 47 forms the other outermost surface of the screen 40. However, the first cover layer 46 may be provided to cover the decorative layer 45, and the first cover layer 46 may form the outermost surface of the screen 40.
図1のスクリーン40は、反射型のスクリーンを構成している。プロジェクタ20は、表示側面40aに、画像光を照射する。画像光は、スクリーン40の加飾層45、第1カバー層46及び第1電極41を透過し、その後、制御層55xにおいて拡散反射し、再び第1電極41、第1カバー層46及び加飾層45を透過する。この結果、スクリーン40の表示側面40aに対面して位置する観察者1は、画像を観察することが可能となる。ただし、後述するように、スクリーン40は、透過型スクリーンとして形成されていてもよい。
The screen 40 of FIG. 1 constitutes a reflective screen. The projector 20 irradiates the display side 40 a with image light. The image light passes through the decorative layer 45, the first cover layer 46 and the first electrode 41 of the screen 40, and then diffuses and reflects at the control layer 55x, and the first electrode 41, the first cover layer 46 and the decoration again Permeate layer 45. As a result, the observer 1 positioned facing the display side 40 a of the screen 40 can observe the image. However, as described later, the screen 40 may be formed as a transmissive screen.
画像光が透過する第1電極41及び第1カバー層46は、透明となっている。第1電極41及び第1カバー層46は、それぞれ、可視光領域における透過率が80%以上であることが好ましく、84%以上であることがより好ましい。なお、可視光透過率は、分光光度計((株)島津製作所製「UV−3100PC」、JIS K 0115準拠品)を用いて測定波長380nm〜780nmの範囲内で測定したときの、各波長における透過率の平均値として特定される。
The first electrode 41 and the first cover layer 46 through which the image light passes are transparent. The transmittance of the first electrode 41 and the first cover layer 46 in the visible light region is preferably 80% or more, and more preferably 84% or more. The visible light transmittance is measured at a wavelength of 380 nm to 780 nm using a spectrophotometer (“UV-3100 PC” manufactured by Shimadzu Corporation, a product conforming to JIS K 0115) at each wavelength. It is specified as the average value of transmittance.
第1電極41をなす導電材料として、ITO(Indium Tin Oxide;インジウム錫酸化物)、InZnO(Indium Zinc Oxide;インジウム亜鉛酸化物)、Agナノワイヤー、カーボンナノチューブ等を用いることができる。一方、第1カバー層46は、第1電極41及び粒子シート50を保護するための層である。この第1カバー層46は、透明樹脂、例えば優れた安定性を有するポリエチレンテレフタレート、あるいはポリカーボネートやシクロオレフィンポリマー等から、形成することができる。
As a conductive material forming the first electrode 41, ITO (Indium Tin Oxide; Indium Tin Oxide), InZnO (Indium Zinc Oxide; Indium Zinc Oxide), Ag nanowires, carbon nanotubes, or the like can be used. On the other hand, the first cover layer 46 is a layer for protecting the first electrode 41 and the particle sheet 50. The first cover layer 46 can be formed of a transparent resin, such as polyethylene terephthalate having excellent stability, polycarbonate or cycloolefin polymer.
第2電極42は、第1電極41と同様に構成することができる。また、第2カバー層47は、第1カバー層46と同様に構成することができる。ただし、第2電極42は、反射型スクリーンに用いられる場合は透明である必要がない。したがって、第2電極42は、例えば、アルミニウムや銅等の金属によって形成され得る。金属膜からなる第2電極42は、反射型のスクリーン40において、画像光を反射する反射層としても機能することができる。第2カバー層47は、第1カバー層46と同様に構成することができる。
The second electrode 42 can be configured in the same manner as the first electrode 41. Further, the second cover layer 47 can be configured in the same manner as the first cover layer 46. However, the second electrode 42 does not have to be transparent when used in a reflective screen. Therefore, the second electrode 42 can be formed of, for example, a metal such as aluminum or copper. The second electrode 42 made of a metal film can also function as a reflective layer that reflects image light in the reflective screen 40. The second cover layer 47 can be configured in the same manner as the first cover layer 46.
加飾層45は、スクリーン40を加飾して意匠性を付与するための層である。加飾層45は、粒子シート50より観察者1側に設けられている。画像光が照射されていない時には、観察者1によって加飾層45の意匠が観察される。加飾層45は、図形、パターン、デザイン、色彩、絵、写真、キャラクター、マーク、文字や数字などの情報を表示することができる。加飾層45のデザインとしては、意匠面における周囲環境との調和をとりやすい木目調や大理石調の模様を例示することができる。このような加飾層45は、例えば印刷によって形成される。
The decorative layer 45 is a layer for decorating the screen 40 to provide design. The decorative layer 45 is provided closer to the viewer 1 than the particle sheet 50 is. When the image light is not irradiated, the design of the decorative layer 45 is observed by the observer 1. The decorative layer 45 can display information such as figures, patterns, designs, colors, pictures, photographs, characters, marks, letters and numbers. As a design of the decoration layer 45, the woodgrain and marble-like pattern which can be taken in harmony with the surrounding environment in a design surface can be illustrated. Such a decorative layer 45 is formed by printing, for example.
加飾層45は、プロジェクタ20の光源21からの画像光を制御層55xまで到達するよう、十分に高い可視光透過率を有することが好ましい。しかしながら、加飾層45は、画像を観察可能な程度に、プロジェクタ20の光源21からの画像光を透過させればよいため、プロジェクタ20の光源21の輝度が高いほど、より透過率を低くすることができる。例えば、300ルーメン程度のレーザープロジェクタを用いて、加飾層45を有する透過型スクリーンに画像を表示させ、目視で視認性を確認した時は、加飾層45の可視光透過率は、5%以上で視認可能であり、10%以上で画像を明確に視認可能であった。しかしながら、スクリーン40の内部構造が観察者1に視認されないよう、加飾層45は、高すぎない可視光透過率を有することが好ましい。また、後述する透過型スクリーンの場合、透過率が高すぎると画像のコントラストの低下を招く要因となる。具体的には、加飾層45の可視光透過率は、95%以下であることが好ましい。
The decorative layer 45 preferably has a sufficiently high visible light transmittance so as to allow the image light from the light source 21 of the projector 20 to reach the control layer 55x. However, since the decorative layer 45 may transmit the image light from the light source 21 of the projector 20 to the extent that the image can be observed, the higher the luminance of the light source 21 of the projector 20, the lower the transmittance. be able to. For example, when a laser projector of about 300 lumens is used to display an image on a transmission screen having the decorative layer 45 and visibility is visually confirmed, the visible light transmittance of the decorative layer 45 is 5% It was visible above and the image was clearly visible at 10% or more. However, the decorative layer 45 preferably has a visible light transmittance that is not too high, so that the internal structure of the screen 40 is not viewed by the observer 1. Further, in the case of a transmissive screen to be described later, if the transmittance is too high, it causes a reduction in the contrast of the image. Specifically, the visible light transmittance of the decoration layer 45 is preferably 95% or less.
また、加飾層45の色は、濃くなりすぎていないことが好ましい。具体的には、加飾層45の明度、すなわちL*a*b*表色系におけるL*の値が、20以上であることが好ましい。加飾層45の色が濃くなりすぎていると、加飾層45の色と同じ色以外の画像光が加飾層45に吸収されてしまい、すなわち画像光が加飾層45の色に着色されてしまい、観察される画像が本来意図された明度、彩度および色相と異なり得る。
Moreover, it is preferable that the color of the decoration layer 45 is not too deep. Specifically, the brightness of the decorative layer 45, i.e., the value of L * in the L * a * b * color system, is preferably 20 or more. If the color of the decorative layer 45 is too dark, image light other than the same color as the color of the decorative layer 45 is absorbed by the decorative layer 45, that is, the image light is colored in the color of the decorative layer 45 The observed image may differ from the originally intended lightness, saturation and hue.
なお、L*a*b*表色系におけるL*の値は、色彩計や分光測色計を用いて測定することができる。加飾層45のL*の値は、例えば分光測色系(コニカミノルタ製「CM−700d」)を用いて、加飾層45での反射光から測定することができる。
The value of L * in the L * a * b * color system can be measured using a colorimeter or a spectrocolorimeter. The value of L * of the decorative layer 45 can be measured from the reflected light on the decorative layer 45 using, for example, a spectral color measurement system ("CM-700d" manufactured by Konica Minolta).
次に、粒子シート50について説明する。図3に示すように、粒子シート50は、一対の基材51,52と、一対の基材51,52間に設けられた制御層55xと、を有している。第1基材51は、第1電極41を支持し、第2基材52は、第2電極42を支持している。制御層55xは、複数の粒子60を含む粒子層55となされている。制御層55xをなす粒子層55は、第1基材51及び第2基材52の間に封止されている。第1基材51及び第2基材52は、粒子層55を封止することができ且つ電極41,42及び粒子層55の支持体として機能し得る強度を有した材料、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムから構成され得る。なお、図示された実施の形態において、スクリーン40は、反射型のスクリーンとして構成され、画像光が、第1基材51を透過する。したがって、第1基材51は、透明となっており、第1電極41及び第1カバー層46と同様の可視光透過率を有することが好ましい。
Next, the particle sheet 50 will be described. As shown in FIG. 3, the particle sheet 50 includes a pair of substrates 51 and 52 and a control layer 55 x provided between the pair of substrates 51 and 52. The first base 51 supports the first electrode 41, and the second base 52 supports the second electrode 42. The control layer 55 x is a particle layer 55 including a plurality of particles 60. The particle layer 55 forming the control layer 55 x is sealed between the first base 51 and the second base 52. The first base 51 and the second base 52 can seal the particle layer 55 and have a strength capable of functioning as a support for the electrodes 41 and 42 and the particle layer 55, for example, polyethylene terephthalate resin It may be composed of a film. In the illustrated embodiment, the screen 40 is configured as a reflective screen, and the image light passes through the first base 51. Therefore, it is preferable that the first base 51 be transparent and have the same visible light transmittance as the first electrode 41 and the first cover layer 46.
次に、制御層55xをなす粒子層55について説明する。図3によく示されているように、粒子層55は、多数の粒子60と、粒子60を保持する保持部56と、保持部56を膨潤させている溶媒57と、を有している。保持部56は、粒子60を動作可能に保持している。図示された例において、保持部56は、多数のキャビティ56aを有しており、各キャビティ56a内に粒子60が収容されている。各キャビティ56aの内寸法は、当該キャビティ56a内の粒子60の外寸法よりも大きくなっている。したがって、粒子60は、キャビティ56a内で動作可能となっている。キャビティ56a内において、保持部56と粒子60との間は溶媒57で満たされている。溶媒57によって膨潤した保持部56によれば、粒子60の円滑な動作を安定して確保することができる。以下、保持部56、溶媒57及び粒子60について、順に説明する。
Next, the particle layer 55 forming the control layer 55x will be described. As well illustrated in FIG. 3, the particle layer 55 includes a large number of particles 60, a holding unit 56 for holding the particles 60, and a solvent 57 for swelling the holding unit 56. The holding portion 56 holds the particle 60 in an operable manner. In the illustrated example, the holding portion 56 has a large number of cavities 56a, and the particles 60 are accommodated in each of the cavities 56a. The inner dimension of each cavity 56a is larger than the outer dimension of the particle 60 in the cavity 56a. Thus, particle 60 is operable within cavity 56a. In the cavity 56 a, the space between the holding portion 56 and the particle 60 is filled with the solvent 57. According to the holding portion 56 swollen by the solvent 57, the smooth operation of the particle 60 can be stably ensured. Hereinafter, the holding unit 56, the solvent 57, and the particles 60 will be described in order.
まず、保持部56及び溶媒57について説明する。溶媒57は、粒子60の動作を円滑とするために用いられる。溶媒57は、保持部56が膨潤することによって、キャビティ56a内に保持されるようになる。溶媒57は、粒子60が電場に対応して動作することを阻害しないよう、低極性であることが好ましい。低極性の溶媒57として、粒子60の動作を円滑化させる種々の材料を用いることができる。溶媒57の一例として、ジメチルシリコーンオイル、イソパラフィン系溶媒、および直鎖パラフィン系溶媒、ドデカン、トリデカン等の直鎖アルカンを例示することができる。
First, the holding unit 56 and the solvent 57 will be described. The solvent 57 is used to facilitate the movement of the particles 60. The solvent 57 is held in the cavity 56 a by the swelling of the holder 56. The solvent 57 is preferably of low polarity so as not to inhibit the particles 60 from operating in response to the electric field. As the low polarity solvent 57, various materials which facilitate the operation of the particles 60 can be used. As an example of the solvent 57, dimethyl silicone oil, an isoparaffinic solvent, and a straight chain alkane such as a linear paraffinic solvent, dodecane or tridecane can be exemplified.
次に、保持部56は、一例として、エラストマー材料からなるエラストマーシートを用いて構成され得る。エラストマーシートとしての保持部56は、前述の溶媒57を膨潤することが可能である。エラストマーシートの材料としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、およびポリオレフィン樹脂等を例示することができる。
Next, the holding portion 56 may be configured using, for example, an elastomer sheet made of an elastomer material. The holding portion 56 as an elastomer sheet can swell the solvent 57 described above. As a material of an elastomer sheet, silicone resin, an acrylic resin, a styrene resin, polyolefin resin etc. can be illustrated.
図示された例において、保持部56内において、キャビティ56aは、スクリーン40の面方向に高密度で分布している。また、キャビティ56aは、スクリーン40の法線方向ndにも分布している。図示された例では、面状に広がったキャビティ56aの群が、スクリーン40の厚み方向に三層並んでいる。
In the illustrated example, in the holding portion 56, the cavities 56a are distributed with high density in the surface direction of the screen 40. The cavities 56 a are also distributed in the normal direction nd of the screen 40. In the illustrated example, the group of cavities 56 a spread in a plane is arranged in three layers in the thickness direction of the screen 40.
次に、粒子60について説明する。粒子60は、プロジェクタ20から照射される画像光の進行方向を変化させる機能を有する。図示された例において、粒子60は、画像光を拡散反射させる機能を有する。なお、後述するようにスクリーン40は透過型として形成されていてもよく、透過型スクリーンへの適用において、制御層55xの粒子60は、画像光を単に拡散させる機能を有するようにしてもよい。
Next, the particle 60 will be described. The particles 60 have a function of changing the traveling direction of the image light emitted from the projector 20. In the illustrated example, the particles 60 have a function to diffusely reflect the image light. As described later, the screen 40 may be formed as a transmissive type, and in application to a transmissive screen, the particles 60 of the control layer 55x may have a function of simply diffusing image light.
粒子60は、比誘電率が異なる第1部分61及び第2部分62を含んでいる。したがって、この粒子60が電場内に置かれると、当該粒子60内に電子双極子モーメントが発生する。このとき、粒子60は、その双極子モーメントのベクトルが電場のベクトルと真逆を向く位置へ向けて動作するようになる。したがって、第1電極41及び第2電極42の間に電圧が印加され、第1電極41及び第2電極42の間に位置する制御層55xに電場が発生すると、粒子60は、電場に対して安定した姿勢、すなわち電場に対して安定した位置および向きをとるよう、キャビティ56a内で動作する。このスクリーン40は、光拡散機能を有した粒子60の動作にともなって、その拡散波面を変化させる。
The particle 60 includes a first portion 61 and a second portion 62 having different relative dielectric constants. Thus, when the particle 60 is placed in an electric field, an electronic dipole moment is generated in the particle 60. At this time, the particle 60 operates to a position where the vector of its dipole moment is directed to the opposite of the vector of the electric field. Therefore, when a voltage is applied between the first electrode 41 and the second electrode 42 and an electric field is generated in the control layer 55 x located between the first electrode 41 and the second electrode 42, the particles 60 It operates in the cavity 56a so as to take a stable attitude, ie a stable position and orientation with respect to the electric field. The screen 40 changes the diffusion wavefront in accordance with the operation of the particle 60 having the light diffusion function.
比誘電率が異なる第1部分61及び第2部分62を含む粒子60は、公知技術を含む様々な方法で製造できる。例えば、有機物または無機物の球状粒子を粘着テープなどを用いて単層に配列させ、球状粒子と異なる正負に帯電する樹脂成分の層または無機物層を半球面に蒸着する方法(蒸着法、例えば特開昭56−67887)、回転ディスクを用いる方法(例えば、特開平6−226875号公報)、比誘電率が異なる2種類の液滴をスプレー法やインクジェット法を用いて空気中で接触させて1つの液滴にする方法(例えば、特開2003−140204号公報)、及びJP2004−197083Aで提案されているマイクロチャンネル製造方法を用いて製造することができる。
The particles 60 including the first portion 61 and the second portion 62 having different relative dielectric constants can be manufactured by various methods including known techniques. For example, spherical particles of an organic substance or inorganic substance are arranged in a single layer using a pressure-sensitive adhesive tape or the like, and a layer of a resin component or an inorganic substance layer different from the spherical particles is charged on the hemispherical surface (vapor deposition method 56-67887), a method using a rotating disk (e.g., Japanese Patent Laid-Open No. 6-226875), and two droplets of different dielectric constants are brought into contact in air using a spray method or an ink jet method, It can manufacture using the method (for example, Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-140204) made into a droplet, and the microchannel manufacturing method proposed by JP2004-197083A.
図4は粒子60の拡大図である。粒子60は、球形状であり、第1部分61及び第2部分62は、それぞれ、半球状となっている。粒子60の第1部分61は、第1主部66a及び第1主部66a内に分散した第1拡散成分66bを有する。同様に、第2部分62は、第2主部67aと第2主部67a内に分散した第2拡散成分67bを有する。したがって、球状粒子60は、第1部分61の内部を進む光および第2部分62の内部を進む光に対して、拡散機能を発現することができる。ここで拡散成分66b,67bとは、粒子60内を進む光に対し、反射や屈折等によって、当該光の進路方向を変化させる作用を及ぼし得る成分のことである。このような拡散成分66b,67bの光拡散機能(光散乱機能)は、例えば、粒子60の主部66a,67aをなす材料とは異なる屈折率を有した材料から拡散成分66b,67bを構成することにより、あるいは、光に対して反射作用を及ぼし得る材料から拡散成分66b,67bを構成することにより、付与され得る。主部66a,67aをなす材料とは異なる屈折率を有する拡散成分66b,67bとして、樹脂ビーズ、ガラスビーズ、金属化合物、気体を含有した多孔質物質、さらには、単なる気泡が例示される。
FIG. 4 is an enlarged view of the particle 60. The particle 60 has a spherical shape, and the first portion 61 and the second portion 62 each have a hemispherical shape. The first portion 61 of the particle 60 has a first main portion 66a and a first diffusion component 66b dispersed in the first main portion 66a. Similarly, the second portion 62 includes a second main portion 67a and a second diffusion component 67b dispersed in the second main portion 67a. Therefore, the spherical particles 60 can exhibit a diffusion function to the light traveling inside the first portion 61 and the light traveling inside the second portion 62. Here, the diffusion components 66 b and 67 b are components that can exert an effect of changing the traveling direction of the light traveling through the inside of the particle 60 by reflection, refraction, or the like. The light diffusing function (light scattering function) of such diffusing components 66b and 67b, for example, constitutes the diffusing components 66b and 67b from a material having a refractive index different from that of the material forming the main parts 66a and 67a of the particle 60. Alternatively, it can be applied by constructing the diffusive component 66b, 67b from a material capable of reflecting light. Resin beads, glass beads, metal compounds, porous materials containing gas, and simple bubbles are exemplified as the diffusion components 66b and 67b having a refractive index different from the material forming the main parts 66a and 67a.
なお、制御層55xをなす粒子層55、粒子シート50及びスクリーン40は、一例として次のようにして作製することができる。
In addition, the particle layer 55, the particle sheet 50, and the screen 40 which make the control layer 55x can be produced as follows as an example.
粒子層55は、公知の製造方法により製造することができる。すなわち、まず、粒子60を重合性シリコーンゴムに分散させたインキを作製する。次に、このインキをコーターなどで延伸し、更に、加熱等で重合させ、シート化する。以上の手順により、粒子60を保持した保持部56が得られる。次に、保持部56を、シリコーンオイルなどの溶媒57に一定期間浸漬する。保持部56が膨潤することで、シリコーンゴムからなる保持部56と粒子60との間に、溶媒57で満たされた隙間が形成される。この結果、溶媒57及び粒子60を収容したキャビティ56aが、画成される。以上のようにして、粒子層55を製造することができる。
The particle layer 55 can be manufactured by a known manufacturing method. That is, first, an ink in which the particles 60 are dispersed in a polymerizable silicone rubber is prepared. Next, the ink is stretched by a coater or the like, and further polymerized by heating or the like to form a sheet. By the above procedure, the holding portion 56 holding the particle 60 is obtained. Next, the holding portion 56 is immersed in a solvent 57 such as silicone oil for a certain period. The swelling of the holding portion 56 forms a gap filled with the solvent 57 between the holding portion 56 made of silicone rubber and the particles 60. As a result, a cavity 56a containing the solvent 57 and the particles 60 is defined. The particle layer 55 can be manufactured as described above.
次に、JP2011−112792Aに開示された製造方法により、粒子層55を用いてスクリーン40を作製することができる。まず、一対の基材51,52によって粒子層55を覆い、ラミネート又は接着剤等を用いて粒子層55を封止する。これにより、粒子シート50が作製される。次に、粒子シート50上に第1電極41及び第2電極42を設け、更に、加飾層45、第1カバー層46及び第2カバー層47を積層することで、スクリーン40が得られる。
Next, the screen 40 can be manufactured using the particle layer 55 according to the manufacturing method disclosed in JP2011-112792A. First, the particle layer 55 is covered with a pair of substrates 51 and 52, and the particle layer 55 is sealed using a laminate, an adhesive, or the like. Thereby, the particle sheet 50 is produced. Next, the first electrode 41 and the second electrode 42 are provided on the particle sheet 50, and the decorative layer 45, the first cover layer 46, and the second cover layer 47 are further laminated to obtain the screen 40.
次に、この表示装置10を用いて画像を表示する際の作用について説明する。
Next, an operation at the time of displaying an image using this display device 10 will be described.
まず、制御装置35からの制御によって、プロジェクタ20のコヒーレント光源21がコヒーレント光を発振する。プロジェクタ20からの光は、図示しない走査装置によって光路を調整され、スクリーン40に照射される。図2に示すように、図示しない走査装置は、スクリーン40の表示側面40a上を光が走査するよう、当該光の光路を調整する。ただし、コヒーレント光源21によるコヒーレント光の射出は、制御装置35によって制御される。制御装置35は、スクリーン40上に表示したい画像に対応して、コヒーレント光源21からのコヒーレント光の射出を停止する。プロジェクタ20に含まれる走査装置の動作は、人間の目で分解不可能な程度にまで高速となっている。したがって、観察者1は、時間を隔てて照射されるスクリーン40上の各位置に照射された光を、同時に観察することになる。
First, under the control of the control device 35, the coherent light source 21 of the projector 20 oscillates coherent light. The light from the projector 20 is adjusted in its optical path by a scanning device (not shown) and illuminated on the screen 40. As shown in FIG. 2, a scanning device (not shown) adjusts the light path of the light so that the light scans on the display side surface 40 a of the screen 40. However, emission of coherent light by the coherent light source 21 is controlled by the controller 35. The control device 35 stops the emission of the coherent light from the coherent light source 21 in response to the image to be displayed on the screen 40. The operation of the scanning device included in the projector 20 is as fast as it can not be resolved by the human eye. Therefore, the observer 1 simultaneously observes the light irradiated to each position on the screen 40 which is irradiated at a time interval.
スクリーン40上に照射された光は、加飾層45、第1カバー層46及び第1電極41を透過して、制御層55xに到達する。この光は、制御層55xをなす粒子層55の粒子60で拡散反射し、スクリーン40の観察者1側となる種々の方向へ向けて射出する。その後、射出された光は、第1電極41、第1カバー層46及び加飾層45を透過する。したがって、スクリーン40の観察者1側となる各位置において、スクリーン40上の各位置からの反射光を観察することができる。この結果、スクリーン40上のコヒーレント光を照射されている領域に対応した画像を観察することができる。
The light irradiated onto the screen 40 passes through the decorative layer 45, the first cover layer 46, and the first electrode 41, and reaches the control layer 55x. The light is diffusely reflected by the particles 60 of the particle layer 55 forming the control layer 55x, and is emitted toward various directions on the side of the viewer 1 of the screen 40. Thereafter, the emitted light passes through the first electrode 41, the first cover layer 46, and the decorative layer 45. Therefore, the reflected light from each position on the screen 40 can be observed at each position on the screen 40 facing the viewer 1. As a result, it is possible to observe an image corresponding to the area irradiated with the coherent light on the screen 40.
また、コヒーレント光源21が、互いに異なる波長域のコヒーレント光を射出する複数の光源を含むようにしてもよい。この場合、制御装置35は、各波長域の光に対応した光源を、他の光源から独立して制御する。この結果、スクリーン40上にカラー画像を表示することが可能となる。
Alternatively, the coherent light source 21 may include a plurality of light sources that emit coherent light in different wavelength ranges. In this case, the control device 35 controls the light source corresponding to the light of each wavelength range independently from the other light sources. As a result, it is possible to display a color image on the screen 40.
なお、画像光は、加飾層45を透過することによって着色され得る。意図された明度、彩度および色相で画像が観察者1に観察されるように、制御装置35によってコヒーレント光源21から発振する画像光が制御されるようにしてもよい。すなわち、制御装置35は、スクリーン40において画像光を透過させる加飾層45のL*a*b*表色系のL*の値、a*の値およびb*の値に対応して、画像光の明度、彩度および色相を制御して、最終的に加飾層45によって着色された画像光が意図された明度、彩度および色相となるようにしてもよい。言い換えると、コヒーレント光源21から照射される画像光の明度、彩度および色相が、加飾層45におけるL*の値、a*の値およびb*の値を考慮して補正されてもよい。
The image light may be colored by transmitting through the decorative layer 45. The controller 35 may control the image light emitted from the coherent light source 21 so that the image is observed by the observer 1 with the intended lightness, saturation and hue. That is, the control device 35 corresponds to the value of L * , the value of a * and the value of b * of the L * a * b * color system of the decorative layer 45 that transmits the image light in the screen 40. The lightness, saturation and hue of the light may be controlled so that the image light finally colored by the decorative layer 45 has the intended lightness, saturation and hue. In other words, the lightness, saturation and hue of the image light emitted from the coherent light source 21 may be corrected in consideration of the L * value, a * value and b * value in the decorative layer 45.
コヒーレント光源21が画像光を発振していない場合、すなわちスクリーン40に画像が表示されていない場合、観察者1にはスクリーン40に設けられた加飾層45が観察される。加飾層45は優れた意匠性を有するため、画像非表示時にはスクリーン40には意匠性が付与される。または周辺環境と調和し、スクリーン40の存在を観察者に意識させないことができる。
When the coherent light source 21 does not oscillate image light, that is, when the image is not displayed on the screen 40, the observer 1 observes the decorative layer 45 provided on the screen 40. Since the decorative layer 45 has excellent design, the screen 40 is given design when the image is not displayed. Or in harmony with the surrounding environment, it is possible to make the observer not aware of the presence of the screen 40.
ところで、コヒーレント光を用いてスクリーン上に画像を形成する場合、斑点模様のスペックルが観察されるようになる。スペックルの一原因は、レーザー光に代表されるコヒーレント光が、スクリーン上で拡散した後に、光センサ面上(人間の場合は網膜上)に干渉パターンを生じさせるためと考えられる。とりわけ、レーザー走査によってスクリーンにコヒーレント光を照射する場合、スクリーン上の各位置には一定の入射方向からコヒーレント光が入射する。したがって、レーザー走査方式を採用した場合、スクリーンの各点で発生するスペックル波面はスクリーンが動作しない限り不動となり、スペックルパターンが画像とともに観察者に視認されると、表示画像の画質を著しく劣化させることになる。
By the way, when forming an image on a screen using coherent light, speckles of a speckled pattern come to be observed. One cause of speckle is considered to be that the coherent light represented by the laser light causes an interference pattern on the light sensor surface (on the retina in the case of a human) after being diffused on the screen. In particular, when coherent light is irradiated to the screen by laser scanning, coherent light is incident on each position on the screen from a certain incident direction. Therefore, when the laser scanning method is adopted, the speckle wavefront generated at each point of the screen is immobile as long as the screen does not operate, and the image quality of the displayed image is significantly degraded when the speckle pattern is viewed by the observer together with the image. It will
一方、本実施の形態における表示装置10のスクリーン40は、拡散波面を経時的に変化させるようになっている。スクリーン40での拡散波面が変化すれば、スクリーン40上でのスペックルパターンが経時的に変化するようになる。そして、拡散波面の経時的な変化を十分に高速にすると、スペックルパターンが重ねられて平均化され、観察者に観察されるようになる。これにより、スペックルを目立たなくさせることができる。
On the other hand, the screen 40 of the display device 10 in the present embodiment is configured to change the diffused wavefront over time. If the diffuse wavefront at the screen 40 changes, the speckle pattern on the screen 40 will change with time. Then, if the temporal change of the diffusion wavefront is made fast enough, the speckle pattern is superimposed and averaged, and can be observed by the observer. This makes it possible to make speckles inconspicuous.
図示されたスクリーン40は、一対の電極41,42を有する。この一対の電極41,42は電力源30に電気的に接続している。電力源30は、一対の電極41,42に電圧を印加することができる。一対の電極41,42間に電圧が印加されると、一対の電極41,42間に位置する制御層55xに電場が形成される。制御層55xをなす粒子層55には、比誘電率の異なる複数の部分61,62を有した粒子60が、動作可能に保持されている。この粒子60は、そもそも帯電していることから、或いは、少なくとも粒子層55に電場が形成されると双極子モーメントが発生することから、形成された電場のベクトルに応じて、動作する。光の進行方向を変化させる機能、例えば反射機能や拡散機能を有した粒子60が動作すると、スクリーン40の拡散特性が経時的に変化することになる。この結果、スペックルを目立たなくさせることができる。図4の符号「La」は、プロジェクタ20からスクリーン40へ照射された画像光であり、符号「Lb」は、スクリーン40で拡散された画像光である。
The illustrated screen 40 has a pair of electrodes 41 and 42. The pair of electrodes 41 and 42 are electrically connected to the power source 30. The power source 30 can apply a voltage to the pair of electrodes 41 and 42. When a voltage is applied between the pair of electrodes 41 and 42, an electric field is formed in the control layer 55x located between the pair of electrodes 41 and 42. In the particle layer 55 forming the control layer 55x, particles 60 having a plurality of portions 61 and 62 with different relative dielectric constants are operatively held. The particle 60 operates in accordance with the vector of the electric field formed because it is originally charged, or at least when an electric field is generated in the particle layer 55, a dipole moment is generated. When the particle 60 having a function of changing the traveling direction of light, for example, a reflection function or a diffusion function is operated, the diffusion characteristic of the screen 40 will change with time. As a result, speckle can be made inconspicuous. The code “La” in FIG. 4 is image light emitted from the projector 20 to the screen 40, and the code “Lb” is image light diffused by the screen 40.
なお、粒子60の第1部分61及び第2部分62の間で比誘電率が異なるとは、スペックル低減機能を発現し得る程度に比誘電率が異なっていれば十分である。したがって、粒子60の第1部分61及び第2部分62の間で比誘電率が異なるか否かは、動作可能に保持された粒子60が、電場ベクトルの変化にともなって動作し得るか否かにより、判定することができる。
The difference in relative dielectric constant between the first portion 61 and the second portion 62 of the particle 60 is sufficient if the relative dielectric constant is different to such an extent that the speckle reduction function can be exhibited. Therefore, whether the relative dielectric constant is different between the first portion 61 and the second portion 62 of the particle 60 depends on whether the particle 60 which is operatively held can operate along with the change of the electric field vector. It can be determined by
ここで、粒子60が保持部56に対して動作する原理は、粒子60の電荷または双極子モーメントが電場ベクトルに対して安定的な位置関係となるよう、粒子60の向き及び位置を変化させる、というものである。したがって、粒子層55に一定の電場が印加され続けると、粒子60の動作は一定期間後には停止する。その一方で、スペックルを目立たなくするには、粒子60の保持部56に対する動作が継続する必要がある。そこで、電力源30は、粒子層55に形成される電場が経時的に変化するよう、電圧を印加する。図示された例において、電力源30は、制御層55x内に生成される電場のベクトルを反転させるよう、一対の電極41,42間に電圧を印加する。例えば、図5に示された例では、電力源30からスクリーン40の一対の電極41,42に、X〔V〕の電圧と−Y〔V〕の電圧とを繰り返す交流電圧が印加される。
Here, the principle that the particle 60 operates with respect to the holding unit 56 changes the orientation and position of the particle 60 so that the charge or dipole moment of the particle 60 has a stable positional relationship with the electric field vector. It is said that. Therefore, if a constant electric field continues to be applied to the particle layer 55, the operation of the particles 60 stops after a certain period of time. On the other hand, in order to make the speckles inconspicuous, the operation of the particle 60 with respect to the holding portion 56 needs to be continued. Therefore, the power source 30 applies a voltage so that the electric field formed in the particle layer 55 changes with time. In the illustrated example, the power source 30 applies a voltage between the pair of electrodes 41, 42 so as to invert the vector of the electric field generated in the control layer 55x. For example, in the example shown in FIG. 5, an alternating voltage that repeats the voltage of X [V] and the voltage of -Y [V] is applied from the power source 30 to the pair of electrodes 41 and 42 of the screen 40.
なお、粒子60は、保持部56に形成されたキャビティ56a内に収容されている。キャビティ56aは、略球状の内形を有する。したがって、粒子60は、図4の紙面に直交する方向に延びる回転軸線raを中心として、回転振動することができる。ただし、粒子60を収容するキャビティ56aの大きさに依存して、粒子60は、繰り返し回転運動だけでなく、並進運動も行うようになる。さらに、キャビティ56aには、溶媒57が充填されている。溶媒57は、粒子60の保持部56に対する動作を円滑にする。
The particles 60 are accommodated in a cavity 56 a formed in the holding portion 56. The cavity 56a has a substantially spherical inner shape. Therefore, the particle 60 can rotate and vibrate about the rotation axis ra extending in the direction orthogonal to the paper surface of FIG. 4. However, depending on the size of the cavity 56a that contains the particle 60, the particle 60 will perform not only repetitive rotational movement but also translational movement. Furthermore, the solvent 56 is filled in the cavity 56a. The solvent 57 facilitates the operation of the particle 60 with respect to the holder 56.
ところで、粒子60は、図2に示すような、ほぼ半球状の第1部分61と第2部分62を含む構造に限定されない。以下では、粒子60の第1変形例〜第3変形例を順に説明する。これらの変形例では、制御層55xが、上述した例と同様に、粒子層55によって形成される一方で、制御層55xの保持部56に保持された粒子60の構成が、上述した例と異なる。
The particle 60 is not limited to the structure including the substantially hemispherical first portion 61 and the second portion 62 as shown in FIG. Below, the 1st modification of particle | grains 60-a 3rd modification are demonstrated in order. In these modifications, the control layer 55x is formed by the particle layer 55 in the same manner as the above-described example, while the configuration of the particle 60 held by the holding portion 56 of the control layer 55x is different from the above-described example .
(粒子60の第1変形例)
図6は図3とは異なる構造の粒子60を用いたスクリーン40の断面図である。上述した具体例と同様に、スクリーン40は、制御層55x及び電極41、42を含むシート部材40xによって構成されており、制御層55xは、複数の粒子60を含んだ粒子層55として形成されている。図6に示す第1変形例による粒子60は、互いに体積が異なる第1部分61と第2部分62とを有する。図6は、第1部分61の体積が第2部分62の体積よりも大きい例を示している。図6の場合、第2部分62は、球体または楕円球体に近い形状であり、第2部分62の表面、すなわち第1部分61との界面は、凸面になっている。なお、粒子60は、必ずしも理想的な球体とは限らないし、第2部分62も理想的な球体または楕円体から少し歪んだ形状となることもありうる。
(First Modified Example of Particle 60)
FIG. 6 is a cross-sectional view of a screen 40 using particles 60 of a structure different from that of FIG. Similar to the above-described example, the screen 40 is configured by the sheet member 40x including the control layer 55x and the electrodes 41 and 42, and the control layer 55x is formed as the particle layer 55 including the plurality of particles 60. There is. A particle 60 according to a first modification shown in FIG. 6 has a first portion 61 and a second portion 62 having mutually different volumes. FIG. 6 shows an example in which the volume of the first portion 61 is larger than the volume of the second portion 62. In the case of FIG. 6, the second portion 62 is shaped like a sphere or an elliptical sphere, and the surface of the second portion 62, ie, the interface with the first portion 61, is convex. The particles 60 are not necessarily limited to an ideal sphere, and the second portion 62 may also be slightly distorted from the ideal sphere or ellipsoid.
第1部分61は、透明部材である。第1部分61の具体的な材料としては、例えばシリコーンオイルや透明な樹脂部材である。第1部分61は、理想的には、図6に示すように、観察者1側に配置される。第1部分61に入射された光は、そのまま第1部分61を通過して、第2部分62に到達する。第2部分62は、第1部分61とは比誘電率が異なっており、また、光の反射機能を有する。さらに、第2部分62は、第1部分61の屈折率より低い屈折率で構成されている。また、第2部分62の内部には、光を拡散させる拡散成分62cが含まれていてもよい。これら拡散成分62cは、粒子60内を進む光に対して、反射や屈折等によって、光の進路方向を変化させる作用を行う。この各成分は、図4を参照しながら説明した拡散成分と同一に構成され得る。
The first portion 61 is a transparent member. A specific material of the first portion 61 is, for example, silicone oil or a transparent resin member. The first portion 61 is ideally disposed on the viewer 1 side as shown in FIG. The light incident on the first portion 61 passes through the first portion 61 and reaches the second portion 62 as it is. The second portion 62 has a relative dielectric constant different from that of the first portion 61, and has a light reflection function. Furthermore, the second portion 62 is configured to have a refractive index lower than that of the first portion 61. In addition, the second component 62 may include a diffusion component 62 c for diffusing light. The diffusion component 62c acts on the light traveling in the particle 60 to change the direction of the light by reflection, refraction, or the like. Each of these components may be configured identical to the diffusion component described with reference to FIG.
加えて、第2部分62の表面は凸面形状となっている。したがって、第1部分61及び第2部分62との界面に屈折率差がある場合、第1部分61から第2部分62に到達した光は、第2部分62の表面の凸面形状に応じた方向に反射される。以上のことから、プロジェクタ20からの照射光が第2部分62で反射され、スクリーン40に画像が観察される。
In addition, the surface of the second portion 62 is convex. Therefore, when there is a difference in refractive index at the interface between the first portion 61 and the second portion 62, the light reaching the second portion 62 from the first portion 61 has a direction according to the convex shape of the surface of the second portion 62 It is reflected by From the above, the irradiation light from the projector 20 is reflected by the second portion 62, and the image is observed on the screen 40.
図6の状態で、第1および第2電極41,42間に電圧が印加されると、第1および第2電極41,42間に電場が発生し、この電場により、粒子60内に電子双極子モーメントが発生する。このとき、粒子60は、その双極子モーメントのベクトルが電場のベクトルと真逆を向く位置へ向けて動作するようになる。第1電極41および第2電極42間の電圧を変化させることで、粒子60の姿勢が変化し、これにより、粒子層55の面方向に対する第2部分62の表面方向が変化する。第2部分62は、第1部分61に入射された光を反射させる機能を有するため、第2部分62の表面方向が変化することで、第2部分62から出射する光の反射特性も変化する。これにより、図6に示された粒子60を含む制御層55xを用いた場合も、スペックルを低減することができる。
In the state of FIG. 6, when a voltage is applied between the first and second electrodes 41 and 42, an electric field is generated between the first and second electrodes 41 and 42, and this electric field causes an electron dipole in the particle 60. A child moment occurs. At this time, the particle 60 operates to a position where the vector of its dipole moment is directed to the opposite of the vector of the electric field. By changing the voltage between the first electrode 41 and the second electrode 42, the attitude of the particle 60 is changed, whereby the surface direction of the second portion 62 with respect to the surface direction of the particle layer 55 is changed. Since the second portion 62 has a function of reflecting the light incident on the first portion 61, the change in the surface direction of the second portion 62 also changes the reflection characteristic of the light emitted from the second portion 62. . Thereby, speckle can be reduced also in the case of using the control layer 55x including the particles 60 shown in FIG.
(粒子60の第2変形例)
図7は図3および図6とは異なる構造の粒子60を用いたスクリーン40の断面図である。上述した実施の形態及び第1変形例と同様に、スクリーン40は、制御層55x及び電極41、42を含むシート部材40xによって構成されており、制御層55xは、複数の粒子60を含んだ粒子層55として形成されている。図7に示す第2変形例による粒子60は、第1部分61と、第1部分61よりも体積が大きい第2部分62とを有する。第1部分61と第2部分62の材料は、粒子60の第1変形例と同様であり、第1部分61は透明部材であり、第2部分62は光の反射機能を有する。また、粒子60は、必ずしも理想的な球体とは限らないし、第1部分61も理想的な球体または楕円体から少し歪んだ形状となることもありうる。
(Second Modified Example of Particle 60)
FIG. 7 is a cross-sectional view of a screen 40 using particles 60 of a different structure than those of FIGS. As in the embodiment and the first modification described above, the screen 40 is constituted by the sheet member 40 x including the control layer 55 x and the electrodes 41 and 42, and the control layer 55 x is a particle including a plurality of particles 60. It is formed as a layer 55. A particle 60 according to the second modification shown in FIG. 7 has a first portion 61 and a second portion 62 whose volume is larger than that of the first portion 61. The material of the first portion 61 and the second portion 62 is the same as in the first modified example of the particle 60, the first portion 61 is a transparent member, and the second portion 62 has a light reflecting function. Also, the particles 60 are not necessarily limited to an ideal sphere, and the first portion 61 may also be slightly distorted from the ideal sphere or ellipsoid.
図7に示された例でも、電極41,42間に電圧印加され、制御層55xをなす粒子層55に電場が形成されると、粒子60内に双極子モーメントが発生し、その双極子モーメントのベクトルが電場のベクトルと真逆を向く位置へ向けて動作するようになる。第1電極41および第2電極42間の電圧を変化させることで、粒子60が回転する。粒子60が回転することで、粒子60の第2部分62から出射する光の拡散特性が変化する。これにより、図7に示された粒子60を含む制御層55xを用いた場合も、スペックルを低減することができる。
Also in the example shown in FIG. 7, when a voltage is applied between the electrodes 41 and 42 and an electric field is formed in the particle layer 55 forming the control layer 55x, a dipole moment is generated in the particle 60 and the dipole moment is generated. The vector of x moves toward a position that is opposite to the vector of the electric field. By changing the voltage between the first electrode 41 and the second electrode 42, the particle 60 is rotated. The rotation of the particles 60 changes the diffusion characteristics of the light emitted from the second portion 62 of the particles 60. Thereby, speckle can be reduced also when using the control layer 55x including the particle 60 shown in FIG.
(粒子60の第3変形例)
図8は図3、図6および図7とは異なる構造の粒子60を用いたスクリーン40の断面図である。上述した実施の形態、第1変形例及び第2変形例と同様に、スクリーン40は、制御層55x及び電極41、42を含むシート部材40xによって構成されており、制御層55xは、複数の粒子60を含んだ粒子層55として形成されている。図8に示す第3変形例による粒子60は、第1部分61、第3部分63および第2部分62がこの順に並んだ3層構造であり、第1部分61が観察者側に配置されている。第3部分63は、第1部分61に面接触しており、第1部分61からの入射光を制御する。第2部分62は、第3部分63の第1部分61に面接触する第1面63aとは反対側の第2面63bに面接触している。第2部分62は、第1部分61の比誘電率とは異なる比誘電率を有している。このように、第3部分63は、第1部分61と第2部分62によって挟まれており、第3部分63は第1部分61と第2部分62に面接触している。
(Third Modified Example of Particle 60)
FIG. 8 is a cross-sectional view of a screen 40 using particles 60 of a different structure than that of FIGS. 3, 6 and 7. As in the embodiment, the first modification, and the second modification described above, the screen 40 is configured by the sheet member 40x including the control layer 55x and the electrodes 41 and 42, and the control layer 55x includes a plurality of particles. 60 is formed as a particle layer 55 containing 60. A particle 60 according to a third modification shown in FIG. 8 has a three-layer structure in which a first portion 61, a third portion 63 and a second portion 62 are arranged in this order, and the first portion 61 is disposed on the viewer side There is. The third portion 63 is in surface contact with the first portion 61 and controls incident light from the first portion 61. The second portion 62 is in surface contact with the second surface 63 b opposite to the first surface 63 a that is in surface contact with the first portion 61 of the third portion 63. The second portion 62 has a dielectric constant different from that of the first portion 61. Thus, the third portion 63 is sandwiched by the first portion 61 and the second portion 62, and the third portion 63 is in surface contact with the first portion 61 and the second portion 62.
第1部分61と第2部分62は透明部材である。第3部分63は、第1部分61に入射された光を反射させる機能を有する。第3部分63は、第1部分61とは異なる屈折率で構成されている。また、第3部分63の内部には、光を拡散させる拡散成分63cが含まれていてもよい。これら拡散成分63cは、粒子60内を進む光に対して、反射等によって、光の進路方向を変化させる作用を行う。このような拡散成分63cの光拡散機能(光散乱機能)は、図4に示した例の拡散成分66b、67bと同様の構成により、付与され得る。なお、粒子60の形状は、典型的には球形であるが、理想的な球体であるとは限らず、第1部分61、第3部分63および第2部分62の形状も、粒子60の形状に応じて変化する。
The first portion 61 and the second portion 62 are transparent members. The third portion 63 has a function of reflecting the light incident on the first portion 61. The third portion 63 is configured with a refractive index different from that of the first portion 61. In addition, the third component 63 may include a diffusion component 63c for diffusing light. The diffusion component 63c acts on the light traveling in the particle 60 to change the traveling direction of the light by reflection or the like. Such a light diffusion function (light scattering function) of the diffusion component 63c can be provided by the same configuration as the diffusion components 66b and 67b in the example shown in FIG. Although the shape of the particle 60 is typically spherical, it is not limited to an ideal sphere, and the shapes of the first portion 61, the third portion 63 and the second portion 62 are also the shape of the particle 60. It changes according to.
図8に示された例でも、電極41,42間に電圧印加され、制御層55xをなす粒子層55に電場が形成されると、粒子60内に双極子モーメントが発生し、その双極子モーメントのベクトルが電場のベクトルと真逆を向く位置へ向けて動作するようになる。第1電極41および第2電極42間の電圧を変化させることで、粒子60が回転する。粒子60が回転することで、粒子60の第2部分62から出射する光の拡散特性が変化する。これにより、図8に示された粒子60を含む制御層55xを用いた場合も、スペックルを低減することができる。
Also in the example shown in FIG. 8, when a voltage is applied between the electrodes 41 and 42 and an electric field is formed in the particle layer 55 forming the control layer 55 x, a dipole moment is generated in the particle 60 and the dipole moment is generated. The vector of x moves toward a position that is opposite to the vector of the electric field. By changing the voltage between the first electrode 41 and the second electrode 42, the particle 60 is rotated. The rotation of the particles 60 changes the diffusion characteristics of the light emitted from the second portion 62 of the particles 60. Thereby, speckle can be reduced also in the case of using the control layer 55x including the particle 60 shown in FIG.
(電極41,42の変形例)
上述した第1変形例及び第2変形例のスクリーンでは、第1電極41及び第2電極42が面状に形成され、制御層55xを挟むように配置される例を示したが、この例に限られない。
(Modification of electrodes 41 and 42)
In the screens of the first and second modified examples described above, an example is shown in which the first electrode 41 and the second electrode 42 are formed in a planar shape and disposed so as to sandwich the control layer 55x. It is not limited.
上述した各スクリーンでは、第1電極41及び第2電極42が面状に形成され、粒子層55を挟むように配置される例を示したが、この例に限られない。第1電極41及び第2電極42の一以上がストライプ状に形成されるようにしてもよい。例えば、図9の例では、第1電極41及び第2電極42の両方がストライプ状に形成されている。すなわち、第1電極41は、線状に延びる複数の線状電極部41aを有し、複数の線状電極部41aは、その長手方向に直交する方向に配列されている。第2電極42も、第1電極41と同様に、線状に延びる複数の線状電極部42aを有し、複数の線状電極部42aは、その長手方向に直交する方向に配列されている。図9に示された例において、第1電極41をなす複数の線状電極部41aおよび第2電極42をなす複数の線状電極部42aは、ともに、制御層55xの観察者とは反対側の面上に配置されている。そして、第1電極41をなす複数の線状電極部41aおよび第2電極42をなす複数の線状電極部42aは、同一の配列方向に沿って交互に配列されている。図9に示された第1電極41及び第2電極42によっても、電力源30から電圧を印加されることにより、制御層55xに電場を形成することができる。
In each screen mentioned above, although the 1st electrode 41 and the 2nd electrode 42 were formed in the shape of a field, and the example arranged so that the particle layer 55 may be pinched | interposed was shown, it is not restricted to this example. One or more of the first electrode 41 and the second electrode 42 may be formed in a stripe shape. For example, in the example of FIG. 9, both the 1st electrode 41 and the 2nd electrode 42 are formed in stripe form. That is, the first electrode 41 has a plurality of linear electrode portions 41 a extending linearly, and the plurality of linear electrode portions 41 a are arranged in a direction orthogonal to the longitudinal direction. Similarly to the first electrode 41, the second electrode 42 also has a plurality of linearly extending linear electrode portions 42a, and the plurality of linear electrode portions 42a are arranged in a direction orthogonal to the longitudinal direction thereof . In the example shown in FIG. 9, both the plurality of linear electrode portions 41 a forming the first electrode 41 and the plurality of linear electrode portions 42 a forming the second electrode 42 are opposite to the viewer of the control layer 55 x Are placed on the face of the The plurality of linear electrode portions 41 a forming the first electrode 41 and the plurality of linear electrode portions 42 a forming the second electrode 42 are alternately arranged along the same arrangement direction. Also by the first electrode 41 and the second electrode 42 shown in FIG. 9, an electric field can be formed in the control layer 55x by applying a voltage from the power source 30.
(保持部56の変形例)
また別の変形例として、図10(a)〜図10(c)に示されるように、制御層55xをなす粒子層55における各保持部56が有するキャビティ56aは、図10(a)に示すように、単一の粒子60を含んで他のキャビティ56aから離間して配置されるようにしてもよいし、或いは、図10(b)及び図10(c)に示すように、複数のキャビティが接続していてもよい。図10(b)は、連結された2つキャビティ56a1、56a2内にそれぞれ単一の粒子60−1、60−2を含む保持部56を示している。粒子60−1、60−2は、対応するキャビティ56a1、56a2により可動範囲が規制されている。図10(c)は、連結された3つのキャビティ56a1、56a2、56a3内にそれぞれ単一の粒子60−1、60−2、60−3を含む保持部56を示している。粒子60−1、60−2、60−3は、対応するキャビティ56a1、56a2、56a3により可動範囲が規制されている。
上記のように、複数のキャビティが連結していたとしても、複数の粒子の可動範囲が重なることなく配置される場合には、保持部56が有するキャビティは単一の粒子を含むように構成されているとみなすことができる。
(Modification of holding portion 56)
As another modification, as shown in FIG. 10A to FIG. 10C, the cavity 56a of each holding portion 56 in the particle layer 55 forming the control layer 55x is shown in FIG. Thus, the single particle 60 may be disposed to be spaced apart from the other cavity 56a, or, as shown in FIGS. 10 (b) and 10 (c), a plurality of cavities may be provided. May be connected. FIG. 10 (b) shows the holding part 56 including single particles 60-1 and 60-2 in the two connected cavities 56a1 and 56a2. The movable range of the particles 60-1 and 60-2 is restricted by the corresponding cavities 56a1 and 56a2. FIG. 10 (c) shows a holding portion 56 including single particles 60-1, 60-2, 60-3 in the three cavities 56a1, 56a2, 56a3 connected. The movable range of the particles 60-1, 60-2, 60-3 is restricted by the corresponding cavities 56a1, 56a2, 56a3.
As described above, even if a plurality of cavities are connected, if the movable ranges of the plurality of particles are arranged without overlapping, the cavity included in the holding portion 56 is configured to include a single particle. It can be considered that
また、キャビティの内径は、内包される粒子の外径よりも大きければ制限はない。例えば、キャビティの内径は、内包される粒子の外径の1.1倍以上1.3倍以下に設定されていてもよい。
Also, the inner diameter of the cavity is not limited as long as it is larger than the outer diameter of the contained particles. For example, the inner diameter of the cavity may be set to at least 1.1 times and not more than 1.3 times the outer diameter of the particles to be contained.
(制御層55xの他の例)
また、上述した各スクリーン40は、制御層55xをなす粒子層55内の粒子60を電極に印加した交流電圧に応じて当該粒子60に対応して設けられたキャビティ内で動作させることで、スペックルが視認されないようにしている。別の変形例として、これに対して、粒子層55内の粒子60を電極に印加した交流電圧に応じて移動させることで、スペックルが視認されないようにしてもよい。以下の変形例においても、スクリーン40は、制御層55x及び電極41、42を含むシート部材40xによって構成されている。制御層55xは、複数の粒子60または液体69xを含んでいる。
(Another example of control layer 55x)
Further, each screen 40 described above is operated by operating the particles 60 in the particle layer 55 forming the control layer 55 x in the cavity provided corresponding to the particles 60 in accordance with the AC voltage applied to the electrode. It is designed to prevent visual Alternatively, speckle may not be viewed by moving the particles 60 in the particle layer 55 in response to the alternating voltage applied to the electrodes. Also in the following modification, the screen 40 is configured by the sheet member 40x including the control layer 55x and the electrodes 41 and 42. Control layer 55x includes a plurality of particles 60 or liquid 69x.
図11Aおよび図11Bは、電気泳動方式のスクリーン40の一例を示す模式図である。図11Aのスクリーン40は、対向する2つの電極41,42間に、溶媒の中を泳動する2種類の粒子60を封止した制御層55xを有する構造である。2種類の粒子60は、互いに極性が相違している。2つの電極41,42間には交流電圧が印加される。交流電圧の印加により、一方の粒子60は一方の電極の方向に移動し、他方の粒子60は他方の電極の方向に移動する。2つの電極41,42間に印加する交流電圧の正負が逆になると、2種類の粒子60はそれぞれ逆方向の電極に移動する。粒子60が移動することで、制御層55xで拡散される光の拡散特性が変化する。これにより、スペックルを低減することができる。
11A and 11B are schematic views showing an example of the screen 40 of the electrophoresis system. The screen 40 of FIG. 11A is a structure having a control layer 55x in which two kinds of particles 60 migrating in the solvent are sealed between two opposing electrodes 41 and 42. The two types of particles 60 have different polarities. An alternating voltage is applied between the two electrodes 41 and 42. Application of an alternating voltage moves one particle 60 in the direction of one electrode and the other particle 60 moves in the direction of the other electrode. When the polarity of the AC voltage applied between the two electrodes 41 and 42 is reversed, the two types of particles 60 move to the electrodes in opposite directions. The movement of the particles 60 changes the diffusion characteristics of the light diffused by the control layer 55x. This can reduce speckle.
図11Aのように極性の異なる2種類の粒子60を設ける代わりに、図11Bのように双極子からなる粒子60を含んだ制御層55xを設けてもよい。この場合、2つの電極41,42間に印加される交流電圧の電圧極性が変化するたびに、各粒子60は振動する。これにより、やはりスクリーン40における制御層55xの反射特性が変化し、スペックルが目立たなくなる。
Instead of providing two types of particles 60 having different polarities as shown in FIG. 11A, a control layer 55x may be provided which includes particles 60 made of a dipole as shown in FIG. 11B. In this case, each particle 60 vibrates each time the voltage polarity of the AC voltage applied between the two electrodes 41 and 42 changes. As a result, the reflection characteristics of the control layer 55x in the screen 40 also change, and speckles become less noticeable.
図11Aと図11Bでは、2つの電極41,42間を粒子60が自由に移動するようにしているが、電極の面積が大きい場合等には、一部の粒子60が1箇所に留まってしまうおそれがある。このため、電極を細かい単位で分割したパターン電極にしてもよい。
In FIGS. 11A and 11B, the particle 60 is freely moved between the two electrodes 41 and 42. However, when the area of the electrode is large, some particles 60 remain at one place. There is a fear. Therefore, the electrode may be a pattern electrode divided into small units.
図11Aや図11Bは、複数の粒子60が2つの電極41,42間で自由に移動できるようにしているが、図11Cに示すように、極性の異なる2種類の粒子60を収納するカプセル等の微小な収容体64を含んだ制御層55xを設けて、この微小収容体64を2つの電極41,42間に多数配置してもよい。また、一方の電極をパターン電極とすることで、各電極ごとに微小収容体64内の粒子60の向きを変化させることができる。これにより、粒子60の拡散特性が変化し、スペックルを低減することができる。
11A and 11B allow the plurality of particles 60 to move freely between the two electrodes 41 and 42. However, as shown in FIG. 11C, a capsule etc. that accommodates two types of particles 60 having different polarities. The micro container 64 may be disposed between the two electrodes 41 and 42 by providing the control layer 55 x including the micro container 64. Further, by setting one of the electrodes as a pattern electrode, the direction of the particles 60 in the micro container 64 can be changed for each electrode. Thereby, the diffusion characteristics of the particles 60 are changed, and speckle can be reduced.
図11A、図11Bおよび図11Cの一変形例として、図12Aや図12Bのように、スクリーン40のシート面に沿って制御層55xに複数のセル部53を設けて、各セル部53ごとに電極41を設けることで、各セル部53ごとに粒子60の移動を制御してもよい。図12Aのような隔壁構造は、対向する二つの基材51,52と、隔壁部54とによって、各セル部53を形成している。このような構造は、フォトリソグラフィや転写の技術を利用して、比較的容易に形成することができる。各セル部53の内部には、粒子60を収納してもよいし、図11Cのような複数の粒子60を収容した微小収容体64を収納してもよい。
As a modification of FIG. 11A, FIG. 11B and FIG. 11C, as shown in FIG. 12A and FIG. 12B, a plurality of cell portions 53 are provided in the control layer 55x along the sheet surface of the screen 40. The movement of the particles 60 may be controlled for each cell unit 53 by providing the electrodes 41. In the partition structure as shown in FIG. 12A, each cell portion 53 is formed by the two base members 51 and 52 opposed to each other and the partition portion 54. Such a structure can be relatively easily formed using photolithography and transfer techniques. The particles 60 may be accommodated in each cell portion 53, or a micro container 64 in which a plurality of particles 60 are accommodated as shown in FIG. 11C may be accommodated.
図12Bの隔壁構造は、一方の電極42上に配置される絶縁層58に賦型工程などで凹凸を形成し、凹部59内に粒子60と溶媒57とを充填して、その上を基材51で封止して、マイクロカップアレイを作製するものである。例えば、各マイクロカップごとに電極41を配置することで、各マイクロカップごとにその内部の粒子60の移動を制御することができる。
In the partition structure of FIG. 12B, asperities are formed in the insulating layer 58 disposed on one of the electrodes 42 by a forming process or the like, the particles 60 and the solvent 57 are filled in the recess 59, and the substrate is provided thereon It seals by 51 and produces a micro cup array. For example, by arranging the electrode 41 for each microcup, the movement of the particles 60 inside can be controlled for each microcup.
また、本実施の形態によるスクリーン40は、複数の粒子60を液体状の媒体中で移動させる電気泳動方式の制御層55xを採用する代わりに、複数の粒子60を気体中で移動させる粉体移動方式の制御層55xを採用してもよい。例えば、図13に示すように、制御層55xの隔壁構造の各セル部53に気体77と複数の粉粒体70を充填してもよい。ここで、粉粒体70とは、気体の力も液体の力も借りずに、みずから流動性を示す物質である。すなわち、粉粒体70は、粒子と液体の両特性を兼ね備えた中間的な状態であり、重力の影響を受けにくく、高流動性を示す特異な状態の物質である。図13の場合も、例えば各セル部53ごとに電極を設けることで、各セルごとに複数の粒子60の移動方向を可変させることができ、スペックルが目立たなくなる。
Further, the screen 40 according to the present embodiment moves powder in which the plurality of particles 60 are moved in gas instead of adopting the control layer 55 x of electrophoresis type in which the plurality of particles 60 are moved in the liquid medium. The control layer 55x of the system may be adopted. For example, as shown in FIG. 13, the cells 77 of the partition structure of the control layer 55 x may be filled with the gas 77 and a plurality of powder particles 70. Here, the granular material 70 is a substance which exhibits fluidity by itself without using the power of gas or the power of liquid. That is, the granular material 70 is an intermediate state having both the characteristics of the particle and the liquid, and is a substance in a unique state which is less susceptible to gravity and exhibits high fluidity. Also in the case of FIG. 13, for example, by providing an electrode for each cell unit 53, the moving direction of the plurality of particles 60 can be varied for each cell, and the speckle becomes inconspicuous.
また、スクリーン40は、図14に示すように、エレクトロウェッティング方式の制御層55xを採用してもよい。すなわち、制御層55xが、粒子60ではなく、液体69xを含んでもよい。図14の場合、制御層55xの隔壁構造の各セル部53に液体69xとして水68と油滴69が充填されており、油滴69は誘電体層80の上に配置されている。各セル部53に対応した電極41,42の印加電圧に応じて制御層55xの内部で油滴69が移動して、誘電体層80に対する油滴69の接触角が変化し、油滴69の表面積を変化させることができる。これにより、スクリーン40の反射特性が変化し、やはりスペックルが視認されにくくなる。
Further, as shown in FIG. 14, the screen 40 may employ an electrowetting control layer 55x. That is, the control layer 55x may contain the liquid 69x instead of the particles 60. In the case of FIG. 14, the water 68 and the oil droplet 69 are filled as the liquid 69 x in each cell portion 53 of the partition structure of the control layer 55 x, and the oil droplet 69 is disposed on the dielectric layer 80. The oil droplet 69 moves inside the control layer 55x in accordance with the applied voltage of the electrodes 41 and 42 corresponding to each cell portion 53, and the contact angle of the oil droplet 69 with respect to the dielectric layer 80 changes. The surface area can be varied. As a result, the reflection characteristics of the screen 40 change, and speckles are less likely to be viewed.
上述した各スクリーン40は、コヒーレント光を光源21として用いることを前提としているものの、光源21側でスペックルの対策を行わなくても、スクリーン40上でスペックルが目立たないという利点を有する。このため、上述した各スクリーン40は、様々な用途で使われることが想定される。
Although each screen 40 described above is premised on using coherent light as the light source 21, it has the advantage that speckle is not noticeable on the screen 40 even if the light source 21 does not take measures against speckle. For this reason, it is assumed that each screen 40 mentioned above is used for various uses.
なお、所望されるスクリーン40の大きさが、スクリーン40用のシート部材40xの大きさよりも大きい場合は、シート部材40xを複数個繋げて、任意の大きさのスクリーン40を作製してもよい。
If the desired size of the screen 40 is larger than the size of the sheet member 40x for the screen 40, a plurality of sheet members 40x may be connected to produce the screen 40 of any size.
以上のように、本実施の形態のスクリーン40は、複数の粒子60または液体を含む制御層55xと、制御層55xに電圧を印加して複数の粒子60または液体69xを駆動する電極41,42と、制御層55xに積層された加飾層45と、を有するシート部材40xを備え、制御層55xに印加される電圧に応じて制御層55xの内部で複数の粒子60の移動および回転の少なくとも一方が生じる、或いは、電圧に応じて制御層55xの内部で液体69xが移動する。このようなスクリーン40によれば、電極41,42に電圧が印加されると複数の粒子60または液体が駆動し、スクリーン40の拡散特性が経時的に変化する。したがって、スクリーン40に画像光が照射されている間、電極41,42に電圧を印加することにより、スペックルを低減することができる。一方、画像光が照射されていない間は、加飾層45の意匠が観察される。すなわち、スペックルを低減することができるスクリーン40に、意匠性を付与することができる。
As described above, the screen 40 according to the present embodiment includes the control layer 55x including the plurality of particles 60 or the liquid, and the electrodes 41 and 42 that apply a voltage to the control layer 55x to drive the plurality of particles 60 or the liquid 69x. And the decorative layer 45 stacked on the control layer 55x, and at least the movement and rotation of the plurality of particles 60 in the control layer 55x in response to the voltage applied to the control layer 55x. One occurs or the liquid 69x moves inside the control layer 55x according to the voltage. According to such a screen 40, when a voltage is applied to the electrodes 41 and 42, the plurality of particles 60 or liquid is driven, and the diffusion characteristics of the screen 40 change with time. Therefore, speckle can be reduced by applying a voltage to the electrodes 41 and 42 while the screen 40 is irradiated with the image light. On the other hand, while the image light is not irradiated, the design of the decorative layer 45 is observed. That is, the design can be provided to the screen 40 capable of reducing speckles.
具体的には、例えばサフマーレ(大日本印刷株式会社製 品番:WS−5099E)を加飾層45として制御層55xに積層させると、スクリーン40に画像光が照射されている間は、スペックルを低減することができ、画像光が照射されていない間は、加飾層45の意匠を観察することができることが確認された。
Specifically, for example, when Safmare (product of Dainippon Printing Co., Ltd., product number: WS-5099E) is laminated on the control layer 55x as the decorative layer 45, speckles are displayed while the screen 40 is irradiated with image light. It was confirmed that the design of the decorative layer 45 can be observed while it can be reduced and the image light is not irradiated.
また、本実施の形態のスクリーン40において、加飾層45の可視光透過率は、5%以上95%以下である。このようなスクリーン40によれば、プロジェクタ20の光源21からの画像光を透過させることができ、かつ、スクリーン40の内部構造が観察者1に視認されない。したがって、加飾層45によって画像光が阻害されず、またスクリーン40の内部構造が視認されることでは加飾層45の意匠性が害されにくい。
Moreover, in the screen 40 of the present embodiment, the visible light transmittance of the decorative layer 45 is 5% or more and 95% or less. According to such a screen 40, image light from the light source 21 of the projector 20 can be transmitted, and the internal structure of the screen 40 is not viewed by the observer 1. Therefore, image light is not inhibited by the decorative layer 45, and the design of the decorative layer 45 is less likely to be impaired if the internal structure of the screen 40 is viewed.
さらに、本実施の形態のスクリーン40において、加飾層45のL*a*b*表色系のL*の値が20以上である。このようなスクリーン40によれば、加飾層45によって画像光が着色されにくく、したがって、観察される画像が本来意図された明度、彩度および色相で観察されやすくなる。
Furthermore, in the screen 40 of the present embodiment, the L * value of the L * a * b * color system of the decorative layer 45 is 20 or more. According to such a screen 40, the image light is less likely to be colored by the decorative layer 45, and thus the observed image is likely to be observed with the originally intended lightness, saturation and hue.
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。
Note that various modifications can be made to the embodiment described above. Hereinafter, an example of a modification will be described with reference to the drawings. In the following description and the drawings used in the following description, with respect to parts that can be configured in the same manner as the above-described embodiment, the same reference numerals as those used for corresponding parts in the above-described embodiment are used. The explanation is omitted.
上述した実施の形態において、スクリーン40が反射型スクリーンとして構成される例を示したが、この例に限られず、図15に示すように、スクリーン40が透過型スクリーンとして構成されるようにしてもよい。この場合、プロジェクタ20の光源21は、表示側面40aの反対側から、画像光を照射する。また、粒子層55に含まれる粒子60の各々は、コヒーレント光源21から発振されるコヒーレント光の波長帯域内の光の透過率が、当該コヒーレント光の波長帯域外の光の透過率より高くなるように構成されていても良い。これにより、外光や照明光などの環境光に含まれる波長のうち、コヒーレント光の波長帯域外の波長の光がスクリーン40を透過することが抑制され、スクリーン40の表示側面40aとは反対側の面に対面して位置する観察者1は、明るい環境の下でも高コントラストな画像を観察することが可能となる。透過型のスクリーン40では、第2電極42、第2カバー層47及び第2基材52は、第1電極41、第1カバー層46及び第1基材51と同様に透明に構成され、上述した第1電極41、第1カバー層46及び第1基材51と同様の可視光透過率を有することが好ましい。また、粒子60に入射した光の透過率が、粒子60に入射した光の反射率よりも高くなるよう、粒子60内に添加される拡散成分66b,67bの量が調整されていることが好ましい。
In the embodiment described above, an example in which the screen 40 is configured as a reflective screen has been described, but the present invention is not limited to this example, and as illustrated in FIG. Good. In this case, the light source 21 of the projector 20 emits image light from the opposite side of the display side surface 40 a. Also, each of the particles 60 contained in the particle layer 55 has a transmittance of light within the wavelength band of coherent light emitted from the coherent light source 21 higher than that of light outside the wavelength band of coherent light. It may be configured. As a result, transmission of light of a wavelength outside the wavelength band of coherent light among wavelengths included in ambient light such as external light and illumination light is suppressed, and the opposite side to the display side surface 40 a of the screen 40 The observer 1 positioned facing to the face of [1] can observe a high contrast image even in a bright environment. In the transmissive screen 40, the second electrode 42, the second cover layer 47, and the second base 52 are configured to be transparent similarly to the first electrode 41, the first cover layer 46, and the first base 51, and It is preferable to have the same visible light transmittance as the first electrode 41, the first cover layer 46, and the first base material 51. In addition, it is preferable that the amount of the diffusion components 66 b and 67 b added in the particle 60 be adjusted so that the transmittance of light incident on the particle 60 is higher than the reflectance of light incident on the particle 60 .
スクリーン40を透過型スクリーンにすることにより、レーザー光を発振するプロジェクタ20は、スクリーン40の表示側面40aの反対側に配置される。観察者は、プロジェクタ20から発振されるレーザー光をスクリーン40を介してのみ観察することになる。したがって、観察者がプロジェクタ20から発振されるレーザー光を直接視認してしまう虞がなくなり、安全性を高めることができる。
By making the screen 40 a transmissive screen, the projector 20 that oscillates laser light is disposed on the opposite side of the display side surface 40 a of the screen 40. The observer observes the laser light emitted from the projector 20 only through the screen 40. Therefore, there is no possibility that the observer directly views the laser light oscillated from the projector 20, and the safety can be enhanced.
図15において、加飾層45に積層して、拡散層や着色層などの光吸収層が設けられていても良い。拡散層は光を透過拡散する粒子を含んでいても良い。着色層は半透明または着色染料によって着色された層で、透過率を下げてコントラストを向上させる。これらの層は、スクリーン40に付与されるべき機能に応じて、適宜に設けられてよい。
In FIG. 15, a light absorbing layer such as a diffusion layer or a colored layer may be provided by being laminated on the decorative layer 45. The diffusion layer may contain particles that transmit and diffuse light. The colored layer is a translucent or colored dyed layer to lower the transmittance and improve the contrast. These layers may be provided as appropriate depending on the function to be applied to the screen 40.
さらに、スクリーン40が透過型である場合、スクリーン40は、粒子シート50の加飾層45が積層された側とは反対側に、図17に示すようなフレネルレンズ層48をさらに備えてもよい。フレネルレンズ層48は、コヒーレント光源21からの画像光の進行方向を、スクリーン40の垂直方向ndに平行な方向に屈折させる機能を有している。フレネルレンズ層48は、基部48aと、基部48aの表面に形成されたフレネルレンズ部48bと、を有する。基部48aは、光透過性を有するが、その内部に光拡散性を有してもよい。フレネルレンズ部48bは、複数のレンズ48cが同心円状に配列されたフレネル形状を有している。
Furthermore, when the screen 40 is of a transmission type, the screen 40 may further include a Fresnel lens layer 48 as shown in FIG. 17 on the side of the particle sheet 50 opposite to the side on which the decorative layer 45 is laminated. . The Fresnel lens layer 48 has a function of refracting the traveling direction of the image light from the coherent light source 21 in the direction parallel to the vertical direction nd of the screen 40. The Fresnel lens layer 48 has a base 48 a and a Fresnel lens portion 48 b formed on the surface of the base 48 a. The base 48 a is light transmissive, but may have light diffusive inside. The Fresnel lens portion 48 b has a Fresnel shape in which a plurality of lenses 48 c are arranged concentrically.
フレネルレンズ層48によって画像光をスクリーン40の垂直方向ndに平行に入光させることで、画像光の利用効率を向上させ、観察者1に観察される画像の明るさの面内ばらつきを低減することができる。さらに、画像光が大きく傾斜して入光するほどコヒーレント光源21とスクリーン40との距離が短くても、画像光をスクリーン40に平行に入光させることができるため、コヒーレント光源21とスクリーン40とを接近させて表示装置10を薄くすることができる。
By causing the image light to be incident in parallel in the vertical direction nd of the screen 40 by the Fresnel lens layer 48, the utilization efficiency of the image light is improved, and the in-plane variation of the brightness of the image observed by the observer 1 is reduced. be able to. Furthermore, even if the distance between the coherent light source 21 and the screen 40 is so short that the image light is greatly inclined and incident, the image light can be incident in parallel to the screen 40, so the coherent light source 21 and the screen 40 To make the display device 10 thinner.
なお、図示は省略するが、フレネルレンズ層48に代えて、入射した画像光の向きを偏向させるプリズム層を設けてもよい。プリズム層によっても、スクリーン40への入射角を小さくすること、さらには画像光をスクリーン40の垂直方向ndに平行に入光させることができる。この結果、画像光の利用効率を向上させ、観察者1に観察される画像の明るさの面内ばらつきを低減することができる。また、プリズム層を形成するためのプリズム形状は、設計が容易であることから、コヒーレント光源21とスクリーン40との配置の自由度を上昇させることができる。
Although not shown, in place of the Fresnel lens layer 48, a prism layer may be provided to deflect the direction of the incident image light. Also by the prism layer, the incident angle to the screen 40 can be reduced, and further, the image light can be incident parallel to the vertical direction nd of the screen 40. As a result, the utilization efficiency of the image light can be improved, and the in-plane variation of the brightness of the image observed by the observer 1 can be reduced. In addition, since the prism shape for forming the prism layer is easy to design, it is possible to increase the degree of freedom in the arrangement of the coherent light source 21 and the screen 40.
また、スクリーン40が透過型である場合、スクリーン40は、粒子シート50の加飾層45が積層された側とは反対側に、図17に示すように、レンチキュラーレンズ層49をさらに備えてもよい。レンチキュラーレンズ層49は、基部49aと、基部49aの表面に形成されたレンチキュラーレンズ部49bと、を有する。レンチキュラーレンズ層49は、基部49a側から入光した画像光をレンチキュラーレンズ部49bの配列方向に拡散させて出光する機能を有している。基部49aは光透明性を有するが、その内部に光拡散性を有してもよい。レンチキュラーレンズ部49bは、複数の凸レンズ49cが一方向に延在して形成される。
When the screen 40 is of a transmission type, the screen 40 may further include a lenticular lens layer 49 on the side of the particle sheet 50 opposite to the side on which the decorative layer 45 is laminated, as shown in FIG. Good. The lenticular lens layer 49 has a base 49 a and a lenticular lens portion 49 b formed on the surface of the base 49 a. The lenticular lens layer 49 has a function of diffusing image light incident from the base 49 a side in the arrangement direction of the lenticular lens portions 49 b and emitting the light. The base 49a has light transparency, but may have light diffusivity inside. The lenticular lens portion 49 b is formed by extending a plurality of convex lenses 49 c in one direction.
レンチキュラーレンズ層49によって画像光をある方向に拡散させることで、その方向おいてより広い角度から画像光を観察することができるようになる。
By diffusing the image light in a certain direction by the lenticular lens layer 49, the image light can be observed from a wider angle in that direction.
上述したスクリーン40を備える表示装置10は、例えば家具や電化製品に組み込まれて用いられてもよい。図18乃至図20では、透過型スクリーンを用いた例として、木目調の家具や商品陳列棚や車のダッシュボードに、プロジェクタからの画像が浮かび上がる例が図示されているが、透過型スクリーンの適用はこれらの例に限定されない。
The display device 10 including the screen 40 described above may be used by being incorporated into, for example, furniture or an electrical appliance. In FIGS. 18 to 20, as an example using a transmissive screen, an example in which an image from a projector appears on wood-grain furniture, a product display shelf, or a dashboard of a car is illustrated. Application is not limited to these examples.
本発明の態様は、上述した個々の実施の形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本開示の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本開示の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
The aspects of the present invention are not limited to the above-described individual embodiments, but include various modifications that those skilled in the art can conceive, and the effects of the present disclosure are not limited to the contents described above. That is, various additions, modifications and partial deletions are possible without departing from the conceptual idea and spirit of the present disclosure derived from the contents defined in the claims and the equivalents thereof.