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Description
本発明の表示システムは、可視光を散乱させる散乱状態と可視光を透過させる透過状態とが、不可視光の入射により切替わるスクリーンと、前記スクリーンに前記可視光による画像を投射する画像投射系と、前記スクリーンのうち、前記画像の所望の部分が投射される表示領域が前記散乱状態になり、他の領域が前記透過状態になるように、前記スクリーンに前記不可視光を投射する不可視光投射系と、を備え、前記スクリーンは、一対の透明電極と、前記一対の透明電極の間に配置された高分子分散型液晶層と、前記一対の透明電極の少なくとも一方の電極と前記高分子分散型液晶層との間に配置されて前記不可視光の入射によりインピーダンスが変化する光導電層と、前記不可視光投射系から前記光導電層を経て射出された前記不可視光が入射する位置に設けられて該不可視光を反射させるとともに前記可視光を透過させる波長選択膜と、を有していることを特徴とする。
本発明の表示システムは、可視光を散乱させる散乱状態と可視光を透過させる透過状態とが、不可視光の入射により切替わるスクリーンと、前記スクリーンに前記可視光による画像を投射する画像投射系と、前記スクリーンのうち、前記画像の所望の部分が投射される表示領域が前記散乱状態になり、他の領域が前記透過状態になるように、前記スクリーンに前記不可視光を投射する不可視光投射系と、を備え、前記スクリーンは、一対の透明電極と、前記一対の透明電極の間に配置された高分子分散型液晶層と、前記一対の透明電極の少なくとも一方の電極と前記高分子分散型液晶層との間に配置されて前記不可視光の入射によりインピーダンスが変化する光導電層と、前記光導電層に吸収される色光に対して滅法混色の補色になる補色光を吸収する光吸収層と、を有していることを特徴とする。
本発明の表示システムは、可視光を散乱させる散乱状態と可視光を透過させる透過状態とが、不可視光の入射により切替わるスクリーンと、前記スクリーンに前記可視光による画像を投射する画像投射系と、前記スクリーンのうち、前記画像の所望の部分が投射される表示領域が前記散乱状態になり、他の領域が前記透過状態になるように、前記スクリーンに前記不可視光を投射する不可視光投射系と、を備え、前記スクリーンは、一対の透明電極と、前記一対の透明電極の間に配置された高分子分散型液晶層と、前記一対の透明電極の少なくとも一方の電極と前記高分子分散型液晶層との間に配置されて前記不可視光の入射によりインピーダンスが変化する光導電層と、を有し、前記高分子分散型液晶層に二色性色素が分散されていることを特徴とする。
本発明の表示システムは、可視光を散乱させる散乱状態と可視光を透過させる透過状態とが、不可視光の入射により切替わるスクリーンと、前記スクリーンに前記可視光による画像を投射する画像投射系と、前記スクリーンのうち、前記画像の所望の部分が投射される表示領域が前記散乱状態になり、他の領域が前記透過状態になるように、前記スクリーンに前記不可視光を投射する不可視光投射系と、を備えていることを特徴とする。
前記スクリーンは、一対の透明電極と、前記一対の透明電極の間に配置された高分子分散型液晶層と、前記一対の透明電極の少なくとも一方の電極と前記高分子分散型液晶層との間に配置されて前記不可視光の入射によりインピーダンスが変化する光導電層と、を有しているとよい。
このようにすれば、光導電層に特定の波長帯の色光が吸収されることによるスクリーンの色づきを防止することができる。また、スクリーンを無彩色とすることができるため視刺激を低減でき、観察者にスクリーンを意識させにくくすることが可能となる。また、スクリーンの色づきを防止する観点で光導電層の材料選択に制約が加わることを回避することができ、光導電層の材料選択の自由度が高くなる。
このようにすれば、電界非印加状態でスクリーンが認識されにくくなるので、スクリーンの消費電力を抑制しつつスクリーンが視界の妨げになることを回避することができる。
このようにすれば、スクリーンに入射する外光が二色性色素に吸収されるので、外光の散乱によるコントラスト比の低下が緩和される。
このようにすれば、外光の散乱によるコントラスト比の低下が緩和されるとともに、観察者にスクリーンを認識させにくくすることができる。
このようにすれば、補正された画像データに対応した可視光が画像投射系から射出される。画像投射系から射出された可視光は、スクリーンを経ることによるカラーバランスの変化が画像データの補正により相殺されるので、補正前の画像データに忠実な画像を表示することができる。
このようにすれば、データ供給部が、範囲データを不可視光投射系に供給するとともに範囲データに整合した画像データを画像投射系に供給するので、スクリーンにおいて散乱状態になる領域と、画像の所望の部分が投射される領域とを高精度に対応させることが容易になる。
このようにすれば、可視光が不可視光と合成素子により合成されてスクリーンに投射されるので、可視光により表示される画像の位置およびサイズを、不可視光により散乱状態になる領域の位置およびサイズと高精度に対応させることが容易になる。
このようにすれば、第1光源系から射出された可視光が第1光変調素子により変調されることにより、可視光の画像を形成することができる。第2光源系から射出された不可視光が第2光変調素子により変調されることにより、画像と対応したパターンの不可視光の画像を形成することができる。可視光の画像および不可視光の画像が合成されて投射されるので、画像投射系と不可視光投射系とで投射光学系を共通化することができ、表示システムを低コストにすることや小型にすることが可能になる。
このようにすれば、不可視光が入射した領域に応じてスクリーンの散乱状態と透過状態とが切替わるので、散乱状態になる領域をスクリーンの外部から制御することができる。したがって、スクリーンを領域ごとに散乱状態に制御する制御素子をスクリーン内に設ける必要が低くなり、スクリーンが認識されにくくなるので臨場感溢れる画像を表示可能になる。
このようにすれば、スクリーンにおいて画像投射系により画像が投射される領域が不可視光投射系により散乱状態になり、この領域に入射した画像光が散乱して観察されて画像が表示される。散乱状態になる領域をプロジェクターにより制御するので、スクリーンを領域ごとに散乱状態に制御する制御素子をスクリーンに設ける必要が低くなる。したがって、スクリーンが認識されにくくなり、臨場感溢れる画像を表示可能になる。
図1(a)は、第1実施形態の表示システム1の概略構成を示す模式図、図1(b)は表示システム1の使用例を示す図である。図1に示すように表示システム1は、スクリーン2およびプロジェクター3を含んでいる。プロジェクター3は、データ供給部30、画像投射系31および不可視光投射系32を含んでいる。スクリーン2は本発明のスクリーンを適用したものであり、プロジェクター3は本発明のプロジェクターを適用したものである。
この構成の他に、第1光源として、射出する色光の波長が互いに異なる複数の固体光源を採用するとともに、固体光源ごとに第1光変調素子が設けられている構成が挙げられる。この構成では、画像投射系が、複数の第1光源装置および複数の第1光変調素子を含んでいる。
ノーマル型のPDLCを採用すれば、電源オフ時にスクリーン2が散乱状態になり、電力消費を抑えつつ通常のスクリーンとして使用することが可能である。
次に、図5(a)、(b)を参照しつつ第2実施形態の表示システムについて説明する。
図5(a)は、第2実施形態の表示システム1Bの概略構成を示す模式図、図5(b)は、スクリーン2Bの構成を示す断面拡大図である。表示システム1Bが第1実施形態と異なる点は、画像投射系31Bが不可視光投射系32と独立した装置として構成されている点である。
次に、第3実施形態の表示システムを説明する。第3実施形態が第1、第2実施形態と異なる点は、光導電層に吸収される色光に対して滅法混色の補色になる補色光を吸収する光吸収層をスクリーンが有している点である。
次に、図7を参照しつつ第4実施形態の表示システムを説明する。図7は、第4実施形態の表示システムにおけるスクリーン2Dの構成を示す断面拡大図である。図7に示すように、スクリーン2DにおいてPDLC25Dの液晶部252Dには、液晶分子253とともに二色性色素254が分散されている。
次に、図8、図9(a)〜(c)を参照しつつ第6実施形態の表示システム1Eを説明する。図8は、第5実施形態の表示システム1Eの概略構成を示す模式図、図9(a)〜(c)は画像処理部の特性を示す説明図である。表示システム1Eは、スクリーン2、および本発明を適用したプロジェクター3Eを含んでいる。スクリーン2としては、本発明を適用したスクリーンのいずれを採用してもよい。
次に、図10を参照しつつ第6実施形態の表示システム1Fを説明する。図10は、第6実施形態の表示システム1Fの概略構成を示す模式図である。表示システム1Fは、スクリーン2、画像投射系31F、不可視光投射系32Fおよび合成素子34を含んでいる。スクリーン2としては、本発明を適用したスクリーンのいずれを採用してもよい。
次に、図11を参照しつつ第7実施形態の表示システム1Gを説明する。図11は、第7実施形態の表示システム1Gの概略構成を示す模式図である。表示システム1Gは、スクリーン2およびプロジェクター3Gを含んでいる。スクリーン2としては、本発明を適用したスクリーンのいずれを採用してもよい。プロジェクター3Gは、画像投射系31G、不可視光投射系32Gおよび合成素子34を含んでいる。
次に、図12、図13(a)、(b)を参照しつつ第8実施形態の表示システム1Hを説明する。図12は、第8実施形態の表示システム1Hの概略構成を示す模式図、図13(a)はカラーホイール32Hの構成を示す模式図、図13(b)はカラーホイールの変形例を示す模式図である。
次に、図14を参照しつつ、第9実施形態に係るスクリーンを説明する。図14は、第9実施形態に係るスクリーン2Kの概略構成を示す模式図である。スクリーン2Kが、第1実施形態のスクリーン2(図4参照)と異なる点は、波長選択膜28が設けられている点である。
3、3E、3G、3H・・・プロジェクター、9・・・信号源、
20、21・・・透明基板、22、23・・・透明電極、24・・・光導電層、
25、25D・・・高分子分散型液晶、26・・・電源、27・・・光吸収層、
28・・・波長選択膜、30・・・データ供給部、31・・・画像投射系、
32・・・不可視光投射系、33・・・画像補正部、34・・・合成素子、
251・・・高分子部、252、252D・・・液晶部、253・・・液晶分子、
254・・・二色性色素、301・・・表示範囲設定部、302・・・画像抽出部、
311・・・第1光源装置、312・・・第1光変調素子、
313・・・第1投射光学系、321・・・第2光源装置、
322・・・第2光変調素子、323・・・第2投射光学系、
A・・・表示領域、B1・・・IR入射領域、B2・・・IR非入射領域、
BG・・・背景、C1、C2・・・キャパシタンス成分、D0・・・入力画像データ、
D1・・・画像データ、D2・・・範囲データ、E・・・電界、L1・・・画像光、
L2・・・アドレス光、L3・・・散乱光、L4・・・可視光、L5・・・外光、
L6・・外光由来の不可視光、L7・・・外光由来の可視光、M・・・観察者、
P・・・画像、R1・・・可変抵抗成分、R2・・・抵抗成分
Claims (11)
- 可視光を散乱させる散乱状態と可視光を透過させる透過状態とが、不可視光の入射により切替わるスクリーンと、
前記スクリーンに前記可視光による画像を投射する画像投射系と、
前記スクリーンのうち、前記画像の所望の部分が投射される表示領域が前記散乱状態になり、他の領域が前記透過状態になるように、前記スクリーンに前記不可視光を投射する不可視光投射系と、
を備え、
前記スクリーンは、
一対の透明電極と、
前記一対の透明電極の間に配置された高分子分散型液晶層と、
前記一対の透明電極の少なくとも一方の電極と前記高分子分散型液晶層との間に配置されて前記不可視光の入射によりインピーダンスが変化する光導電層と、
前記不可視光投射系から前記光導電層を経て射出された前記不可視光が入射する位置に設けられて該不可視光を反射させるとともに前記可視光を透過させる波長選択膜と、
を有していることを特徴とする表示システム。 - 前記スクリーンは、前記光導電層に吸収される色光に対して滅法混色の補色になる補色光を吸収する光吸収層を有していることを特徴とする請求項1に記載の表示システム。
- 可視光を散乱させる散乱状態と可視光を透過させる透過状態とが、不可視光の入射により切替わるスクリーンと、
前記スクリーンに前記可視光による画像を投射する画像投射系と、
前記スクリーンのうち、前記画像の所望の部分が投射される表示領域が前記散乱状態になり、他の領域が前記透過状態になるように、前記スクリーンに前記不可視光を投射する不可視光投射系と、
を備え、
前記スクリーンは、
一対の透明電極と、
前記一対の透明電極の間に配置された高分子分散型液晶層と、
前記一対の透明電極の少なくとも一方の電極と前記高分子分散型液晶層との間に配置されて前記不可視光の入射によりインピーダンスが変化する光導電層と、
前記光導電層に吸収される色光に対して滅法混色の補色になる補色光を吸収する光吸収層と、
を有していることを特徴とする表示システム。 - 前記高分子分散型液晶層に二色性色素が分散されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の表示システム。
- 可視光を散乱させる散乱状態と可視光を透過させる透過状態とが、不可視光の入射により切替わるスクリーンと、
前記スクリーンに前記可視光による画像を投射する画像投射系と、
前記スクリーンのうち、前記画像の所望の部分が投射される表示領域が前記散乱状態になり、他の領域が前記透過状態になるように、前記スクリーンに前記不可視光を投射する不可視光投射系と、
を備え、
前記スクリーンは、
一対の透明電極と、
前記一対の透明電極の間に配置された高分子分散型液晶層と、
前記一対の透明電極の少なくとも一方の電極と前記高分子分散型液晶層との間に配置されて前記不可視光の入射によりインピーダンスが変化する光導電層と、を有し、
前記高分子分散型液晶層に二色性色素が分散されていることを特徴とする表示システム。 - 前記二色性色素は、前記光導電層に吸収される色光に対して滅法混色の補色になる補色光を吸収することを特徴とする請求項4又は5に記載の表示システム。
- 前記高分子分散型液晶は、電界非印加状態で前記透過状態になることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の表示システム。
- 前記スクリーンに入射前の前記可視光と該スクリーンから射出後の前記可視光との色相変化を打ち消すように、前記画像投射系に供給される画像データを補正する画像補正部を備えていることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の表示システム。
- 入力画像のうちで表示すべき範囲を示す範囲データを前記不可視光投射系に供給するとともに、前記入力画像の前記範囲に含まれる画像データを前記画像投射系に供給する、データ供給部を備え、
前記画像投射系が前記画像データに基づいて前記画像を投射し、前記不可視光投射系が前記範囲データに基づいて前記不可視光を投射することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の表示システム。 - 前記画像投射系により投射される光を前記不可視光投射系により投射される光と合成する合成素子を備えていることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の表示システム。
- 前記画像投射系は、前記可視光を射出する第1光源系および該第1光源系から射出された光を変調する第1光変調素子を有し、
前記不可視光投射系は、前記不可視光を射出する第2光源系および該第2光源系から射出された光を変調する第2光変調素子を有しており、
前記色合成素子は、前記第1光変調素子により変調された光および前記第2光変調素子により変調された光を合成し、
前記合成素子により合成された光を投射する投射光学系を備えていることを特徴とする請求項10に記載の表示システム。
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