JP5774675B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
図1(a)は、第1実施例に係る表示装置100の概略構成の一例を示す。図1(a)に示すように、表示装置100は、映像を投影するプロジェクタ3と、光学的特性を変化させることが可能なスクリーン5と、を備える。
次に、第2実施例について説明する。概略的には、第2実施例の表示装置100は、時間に基づきスクリーン5の光学状態を変調させる方式(「時分割方式」とも呼ぶ。)に基づき映像を表示する。
次に、第3実施例について説明する。概略的には、第3実施例の表示装置100は、スクリーン5上での走査に応じて所定の領域ごとにスクリーン5の状態を変更させる方式(「領域分割方式」とも呼ぶ。)に基づき映像を表示する。以下では、第1実施例と同様の部分については適宜その説明を省略する。
第4実施例では、プロジェクタ3は、映像のフレーム周期でラスター走査を行い、映像を点順次にスクリーン5の表示面に投影する点で第1乃至第3実施例と異なる。尚、その他、第1乃至第3実施例と同様の部分については、適宜その説明を省略する。
次に、第1実施例乃至第4実施例に係る表示装置100を実現する上で基本となる技術について補足説明する。
Tr={Tr0×R}+{Trs×(1−R)} 式(1)
である。但し、ここでは各状態間の遷移時間は十分短いとしている。例えば、「Tr0=70%、Trs=10%、R=0.60」とすると、映像を表示しているシースルー状態の正透過率は約50%(Tr≒0.5)となり、背景の物体を視認するに十分高いシースルー性を実現することができる。式(1)に示すように、シースルー性を高めるには、即ち、透過率Trを大きくするには、透明状態の正透過率Tr0を大きく、散乱状態の正透過率Trsを小さくし、透明状態の時間比率Rを大きくすることが必要となる。
B=I0・∫Ij(t)・Sj(t)/T・dt (積分時間は一周期0〜T)
である。ここで、実効的な透明状態の時間比率「Reff」は、
Reff=1−∫Sj(t)/T・dt (積分時間は一周期0〜T)
程度である。
次に、第1実施例乃至第4実施例における表示装置100の作用効果について例示する。
一般に、反射型(プロジェクタからの投影光が観察者側から投射される配置)の透明状態のスクリーン5に映像光が照射されると、その裏面側の物体に映像光が照射される。例えば、赤い映像を表示するような場合に、弱い漏洩光でも白い物体は赤く着色して見えてしまい、形は識別できても色を正確に認識することはできない。透過型(プロジェクタからの投影光がスクリーンに対し観察者の反対側から投射される配置)の場合でも、透明状態のスクリーン5に映像光が照射されると、強い映像光が観察者に漏洩することになり、不快な刺激を与えることになる。また、一般に、散乱状態と透明状態を切り替えるスクリーン5は、所定の遷移時間を有する応答特性を有する。従って、映像光を投射するタイミングでは、スクリーン5は、透明状態から散乱状態へ完全に移行した状態、即ち散乱状態が十分に立ち上がった状態となる必要がある。
一般に、時分割方式の場合、スクリーン5の散乱特性に変化があっても、スクリーン5に表示される映像にムラが見えない。一方、領域分割方式の場合、各分割領域Tdの散乱特性が映像光の照射されるタイミングで均一でない(即ち一定でない)場合には、スクリーン5に表示される映像に、領域境界が目立つブロックムラが発生する。
一般に、シースルー状態であっても、スクリーン5の表示面のうち表示領域の透過率は低下し散乱状態が混じるため、ヘイズ値(全透過率に対する散乱透過率の比率)が上昇する。一方、スクリーン5の表示面のうち表示領域は、透過率の高い透明状態となる。従って、すりガラスと透明ガラスとの境界のように、表示領域と非表示領域との境界付近が目立つ場合がある。
以下、第1実施例乃至第4実施例に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて第1実施例乃至第4実施例に適用してもよい。
第1実施例乃至第4実施例では、スクリーン5は、主にプロジェクタ3から照射された光を反射することで観察者に映像を視認させる反射型のプロジェクションであった。しかし、本発明が適用可能な構成は、これに限定されない。これに代えて、スクリーン5は、プロジェクタ3と観察者との間に設けられ、光を透過させて映像を観察者に視認させる透過型スクリーンであってもよい。この場合であっても、本発明は好適に適用される。
領域分割方式では、制御部30は、上述した処理に加え、全ての光学状態のうち、散乱状態が全体に占める時間の比率(「変調時間率Rt」とも呼ぶ。)をスクリーン5の各分割領域Tdで一定にするように切り替えることが望ましい。このとき、変調時間率Rtは、各分割領域Tdで映像光が投影される時間率の最小値以上の値に設定される。これにより、表示領域全体のシースルー透過率及び散乱状態が均一となり、ムラのない良好なシースルー表示が実現される。
変形例2に加え、映像投射の走査速度が一定でない場合、走査速度が相対的に早い分割領域Tdの走査方向での幅(「走査幅」とも呼ぶ。)が大きく、走査速度が相対的に遅い分割領域Tdの走査幅が細かくなるように、表示領域を分割してもよい。この場合、表示装置100は、各分割領域Tdの走査遅延を、上述の走査幅の分布に合わせて設定する。これにより、駆動回路出力を少なくすることができ、性能を落とすことなく低コスト化することが可能となる。
正透過率は、変調時間率Rtによって一意に定まる。従って、表示装置100は、変調時間率Rtを、そのとり得る最小値以上1以下で可変にしてもよい。その例を図12に示す。
図1(a)、図3(a)、図5(a)では、制御部30は、プロジェクタ3内に設けられていたが、本発明が適用可能な構成は、これに限定されず、プロジェクタ3外に存在してもよい。この場合であっても、制御部30は、制御信号Swをスクリーン5に送信することで、スクリーン5の光学状態を制御する。
5 スクリーン
30 制御部
100 表示装置
Claims (1)
- 光学的特性を変化させることが可能なスクリーンと、
前記スクリーンに映像を構成する映像光を投影するプロジェクタと、
前記映像光が投射された状態及び前記映像光が投射されていない状態のいずれの状態であっても、表裏両面から当該スクリーンの反対側の物体を認識しうる時間平均正透過率を有するように、前記スクリーンのうち、前記映像光が投影される部位を含む領域の光学状態を、透明状態から散乱状態に切り替える制御手段と、
を備え、
前記制御手段が、前記スクリーンを分割した分割領域ごとに、前記光学状態を、透明状態と散乱状態とで切り替える場合であって、前記スクリーン上を前記映像光が走査する走査速度を変化させる場合、
前記走査速度が速い分割領域は、
前記走査速度が遅い分割領域と比較して、
当該分割領域の走査方向における幅が大きいことを特徴とする表示装置。
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