WO2018056414A1 - スクリーンおよび表示装置 - Google Patents
スクリーンおよび表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2018056414A1 WO2018056414A1 PCT/JP2017/034379 JP2017034379W WO2018056414A1 WO 2018056414 A1 WO2018056414 A1 WO 2018056414A1 JP 2017034379 W JP2017034379 W JP 2017034379W WO 2018056414 A1 WO2018056414 A1 WO 2018056414A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- screen
- sheet
- light
- light source
- display device
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
- G02F1/166—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect
- G02F1/167—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect by electrophoresis
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/004—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid
- G02B26/005—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid based on electrowetting
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/02—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light
- G02B26/026—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light based on the rotation of particles under the influence of an external field, e.g. gyricons, twisting ball displays
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/105—Scanning systems with one or more pivoting mirrors or galvano-mirrors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/48—Laser speckle optics
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
- G02B5/0236—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element
- G02B5/0242—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element by means of dispersed particles
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
- G03B21/28—Reflectors in projection beam
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/54—Accessories
- G03B21/56—Projection screens
- G03B21/562—Screens moving during projection
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/54—Accessories
- G03B21/56—Projection screens
- G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/54—Accessories
- G03B21/56—Projection screens
- G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
- G03B21/62—Translucent screens
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3129—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] scanning a light beam on the display screen
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3141—Constructional details thereof
- H04N9/3147—Multi-projection systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
- G03B21/20—Lamp housings
- G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
- G03B21/2033—LED or laser light sources
Definitions
- the present disclosure relates to a screen for displaying an image and a display device.
- a projector using a coherent light source is used.
- the coherent light laser light oscillated from a laser light source is typically used.
- speckle is observed on the screen irradiated with the image light. Speckle is recognized as a speckled pattern and degrades the display image quality.
- Japanese Patent Laid-Open No. 2008-310260 proposes a screen made of microcapsule-type electrophoretic electronic paper.
- the reflectance changes in accordance with the irradiation position of the image light irradiated by the raster scan method.
- Japanese Patent Laid-Open No. 2008-310260 does not disclose a technique for reducing speckles generated on a screen. In order to reduce speckles generated on the screen, it is effective to change the diffusion wavefront with time while maintaining the diffusion characteristics of the screen. So far, methods such as directly vibrating the screen have been proposed, but there are significant practical limitations.
- the present disclosure has been made in consideration of the above points, and provides a screen and a display device that can reduce speckle even if the installation location, shape, and size of the screen are variously changed. With the goal.
- a control layer including a plurality of particles or a predetermined liquid, and a voltage is applied to the control layer to drive the plurality of particles or the predetermined liquid.
- a sheet member having an electrode, The plurality of particles or the predetermined liquid transmit or reflect light emitted from a light source disposed at a predetermined location, The electrode causes at least one of movement and rotation of the plurality of particles within the control layer according to the voltage, or moves the predetermined liquid within the control layer according to the voltage.
- a screen is provided.
- the sheet member may be supported on a predetermined surface that is spaced apart from the sheet member by a support.
- the sheet surface of the sheet member may be arranged to face the predetermined surface.
- the sheet surface of the sheet member may be arranged in a direction crossing the predetermined surface.
- the sheet surface of the sheet member may be in surface contact with a predetermined surface.
- the sheet member is disposed on a predetermined surface in a state where the sheet surface is curved, At least a part of the end of the sheet member may be in contact with the predetermined surface.
- the predetermined surface may be a ceiling surface.
- the predetermined surface may be a surface arranged in a direction different from the ceiling surface.
- the sheet surface of the sheet member may be a flat surface.
- the sheet surface of the sheet member may be a curved surface.
- the light source may be arranged along the predetermined surface.
- the light source may be disposed within a range in a normal direction within a sheet surface of the sheet member.
- the light source may be arranged at a position outside the range in the normal direction within the sheet surface of the sheet member.
- a light source controller that scans the coherent light emitted from the light source within the sheet surface of the sheet member may be provided.
- the sheet member is disposed on a predetermined reference surface,
- the light source may be disposed on the reference plane.
- the sheet member may be disposed so as to surround at least a part of the light source.
- the sheet member is a hollow spherical body,
- the light source may be disposed inside the spherical body.
- the spherical body may be formed by joining one end portions of two adjacently arranged sheet members so as to be flush with each other among the plurality of sheet members arranged in close contact with each other.
- the sheet member is a hollow cylindrical body,
- the light source may be disposed inside the cylindrical body.
- the cylindrical body is bent and joined so that opposite end portions of one sheet member are flush with each other, or two sheet members arranged adjacent to each other among the plurality of sheet members arranged in close contact with each other
- the one ends of each may be joined so as to be flush with each other.
- a sheet member having a control layer including a plurality of particles or a predetermined liquid, and an electrode that drives the plurality of particles or the predetermined liquid by applying a voltage to the control layer;
- a driving unit for generating a driving force for floating the sheet member in a three-dimensional space;
- One end part is connected to one or more places of the sheet member, the other end part is connected to the driving unit, and the support member that supports the sheet member in the driving unit,
- a light source disposed along the drive unit,
- the plurality of particles or the predetermined liquid transmit or reflect light emitted from the light source,
- the electrode causes at least one of movement and rotation of the plurality of particles within the control layer according to the voltage, or moves the predetermined liquid within the control layer according to the voltage.
- a display device is provided.
- the sheet surface of the sheet member may be a flat surface.
- the sheet surface of the sheet member may be a curved surface.
- Each comprising a plurality of the sheet members arranged in close contact with the control layer and the electrodes; Of the plurality of sheet members, one end portions of two adjacently disposed sheet members may be joined to be flush with each other.
- each of the contact layers includes a control layer including a plurality of particles or a predetermined liquid, and an electrode that drives the plurality of particles or the predetermined liquid by applying a voltage to the control layer.
- a plurality of sheet members A light source for irradiating the plurality of sheet members with coherent light;
- a light source controller that scans coherent light from the light source on each sheet surface of the plurality of sheet members, and Among the plurality of sheet members, one end portions of two adjacently disposed sheet members are joined to be flush with each other,
- a display device is provided in which the light source controller scans the coherent light so that the coherent light from the light source is not irradiated to a joint between two adjacently arranged sheet members.
- a sheet member having a control layer including a plurality of particles or a predetermined liquid, and an electrode that drives the plurality of particles or the predetermined liquid by applying a voltage to the control layer;
- a plurality of light sources each irradiating coherent light to a corresponding partial region on the sheet surface of the sheet member, Among the plurality of partial regions irradiated with coherent light from the plurality of light sources, there is provided a display device in which two adjacent partial regions are partially overlapped.
- a light source control unit that adjusts the light intensity of the coherent light of the plurality of light sources that irradiate an overlapping region among two partial regions that are adjacently disposed may be provided.
- Each of the plurality of particles may include a first portion and a second portion.
- the plurality of particles have chargeability
- the electrode may form an electric field that moves the plurality of particles.
- Each having a plurality of partition walls containing the plurality of particles is A first liquid having conductivity or polarity; A second liquid disposed in contact with the first liquid and corresponding to the predetermined liquid that is immiscible with the first liquid; An electrical insulating layer disposed in contact with the second liquid; And an electrode that changes a contact angle of the second liquid on the electrical insulating layer in accordance with a voltage applied to the second liquid.
- a projector including the light source;
- the light source may emit image coherent light generated by the projector.
- a sheet-like screen including a control layer including a plurality of particles or a predetermined liquid, and an electrode that drives the plurality of particles or the predetermined liquid by applying a voltage to the control layer.
- a driving device for driving the electrodes A projection device for projecting coherent light onto the screen; A housing containing at least the projection device; The projection device A light source that emits coherent light; A scanning device that scans the screen with coherent light emitted from the light source, A display device is provided in which the screen is disposed on at least a part of the outer surface of the housing.
- a light advancing direction changing member that is built in the casing and switches the advancing direction of coherent light output from the projection device and guides it to the screen may be provided.
- the light source and the scanning device may be arranged at a location that does not block an optical path of coherent light traveling from the light traveling direction changing member toward the screen.
- the light traveling direction changing member may be a reflecting mirror or a prism.
- the light traveling direction changing member changes the traveling direction of the coherent light one or more times, guides the light to the screen, and transmits light incident on the screen at the shortest distance from the coherent light emitted from the projection device.
- the optical path length may be longer than the inner length of the depth of the casing.
- the light traveling direction changing member may cause the coherent light to be incident on the screen along a direction inclined with respect to the normal direction of the projection surface of the screen.
- the housing may be curved or bent according to the incident direction and the emitting direction of the coherent light in the light traveling direction changing member.
- An optical system may be provided that is incorporated in the casing and controls a diffusion range of coherent light output from the projection device.
- the optical system may include a plurality of lenses that are spaced apart in the optical axis direction.
- the projection device includes a plurality of projection units that project coherent light onto different areas of the screen, Each of the plurality of projection units may include the light source and the scanning device.
- a collimating optical system may be provided that is arranged on the incident surface side of the screen and collimates a plurality of coherent lights output from the projection device.
- the projection range on the screen by the coherent light emitted from the plurality of projection units may be adjusted for each of the plurality of projection units.
- Each of the plurality of projection units is configured to reduce a shift of the projection range in at least one of a horizontal direction and a vertical direction on the screen due to coherent light emitted from the plurality of projection units.
- the projection range may be adjusted.
- the projection range adjustment unit may adjust the projection range for each of the plurality of projection units according to a temperature around the casing.
- the screen has a plurality of screen portions arranged at different locations on the outer surface of the housing,
- the projection apparatus may include a plurality of projection units that irradiate a corresponding screen unit among the plurality of screen units with coherent light.
- Each of the plurality of projection units may be arranged at a location different from the optical path of the coherent light output from the other projection units in the plurality of projection units.
- the projection device may be arranged so as to be offset with respect to an arrangement place of the screen.
- the projector may include a plurality of screens arranged in different plane directions on the outer surface of the housing, and the projection device may scan coherent light on the plurality of screens.
- the screen has a folded surface or a curved surface;
- the bent surface or the curved surface may be projected by a single or a plurality of the projection devices.
- the projection device may be arranged at a position hidden from the projection area of the screen when the screen is viewed from the front direction.
- the projection device may be arranged at a position overlapping the edge of the screen when the screen is viewed from the front direction.
- speckle can be reduced even if the installation location, shape, and size of the screen are variously changed.
- FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a display device.
- Sectional drawing which shows the cross-section of a screen. Enlarged view of the particles.
- Sectional drawing of the transmission type screen which rotated the particle
- (A)-(c) is a figure which shows the example in which particle
- the figure which made the screen the sealing structure.
- the figure which made the screen a bag.
- the figure which shows the example which attached the curved screen to the ceiling surface The figure which shows the example which made the direction of a sheet surface differ 90 degree
- seat surface of the screen contact the surface arrange
- FIG. 3 is a development view showing a method for producing a spherical sheet member.
- FIG. 32B is a diagram showing an example in which the screen of FIG. 32A is parallel to the vertical plane.
- FIG. 33B is a diagram showing an example in which the screen of FIG. 33A is parallel to the vertical plane.
- FIG. 34A is a diagram showing an example in which the screen of FIG. 34A is parallel to the vertical plane.
- the block diagram which shows schematic structure of the display apparatus 10 provided with the screen which connected several sheet
- the top view which shows the example which provided the light advancing direction change member which consists of reflection mirrors.
- the figure which shows the modification of FIG. The figure which shows the example which projects four screens by a separate projector.
- FIG. 40 is a diagram illustrating an example in which a plurality of display devices including the housing illustrated in FIG. 39 are arranged in the vertical direction. The figure which shows the example which the observer turned the eyes
- FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of the display device 10.
- the display device 10 of FIG. 1 includes a projector 20 and a screen 40 to which image light from the projector 20 is irradiated.
- the screen 40 can change the diffusion wavefront exerted on the incident light with time, thereby making the speckle inconspicuous.
- the display device 10 in FIG. 1 further includes a power source 30 and a control device 35.
- the power source 30 applies an AC voltage to the screen 40.
- the control device 35 controls the state of the screen 40 by adjusting the voltage applied from the power source 30.
- the control device 35 also controls the operation of the projector 20.
- the control device 35 can be configured by a general-purpose computer.
- the projector 20 projects light that forms an image, that is, image light, onto the screen 40.
- the projector 20 includes a coherent light source 21 that oscillates coherent light, and a scanning device (not shown) that adjusts the optical path of the coherent light source 21.
- the coherent light source 21 is typically composed of a laser light source that oscillates laser light.
- the coherent light source 21 may include a plurality of coherent light sources that generate light in different wavelength ranges.
- the projector 20 projects coherent light on the screen 40 by a raster scan method. As shown in FIG. 2, the projector 20 projects coherent light so as to scan the entire area on the screen 40. Scanning is performed at high speed. The projector 20 stops the emission of coherent light from the coherent light source 21 according to the image to be formed. That is, the coherent light is projected only on 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.
- FIG. 3 is a sectional view showing a sectional structure of the screen.
- the screen 40 according to one embodiment includes a particle sheet 50 having a plurality of particles, and electrodes 41 and 42 connected to the power source 30.
- the first electrode 41 extends in a planar shape on one main surface of the particle sheet 50
- the second electrode 42 extends in a planar shape on the other main surface of the particle sheet 50.
- the screen 40 includes a first cover layer 46 that covers the first electrode 41 and forms one outermost surface of the screen 40, and a second cover 42 that covers the second electrode 42 and the other outermost surface of the screen 40. And a second cover layer 47 forming a surface.
- the screen 40 in FIG. 1 constitutes a reflective screen.
- the projector 20 irradiates the display side surface 40 a formed by the first cover layer 46 with image light.
- the image light is transmitted through the first cover layer 46 and the first electrode 41 of the screen 40 and then diffusely reflected on the particle sheet 50.
- an observer positioned facing the display side surface 40a of the screen 40 can observe the image.
- the first electrode 41 and the first cover layer 46 through which image light is transmitted are transparent.
- Each of the first electrode 41 and the first cover layer 46 preferably has a transmittance in the visible light region of 80% or more, and more preferably 84% or more.
- the visible light transmittance is the transmittance at each wavelength when measured within a measurement wavelength range of 380 nm to 780 nm using a spectrophotometer (“UV-3100PC” manufactured by Shimadzu Corporation, JIS K0115 compliant product). Specified as the average value of.
- 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 from a transparent resin, for example, polyethylene terephthalate having excellent stability, polycarbonate, cycloolefin polymer, or the like.
- the second electrode 42 can be configured in the same manner as the first electrode 41.
- the second cover layer 47 can be configured in the same manner as the first cover layer 46.
- the second electrode 42 need not be transparent. Therefore, the 2nd electrode 42 can be formed with metal thin films, such as aluminum and copper, for example.
- 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.
- the particle sheet 50 includes a pair of base materials 51 and 52 and a particle layer 55 provided between the pair of base materials 51 and 52.
- the first base material 51 supports the first electrode 41
- the second base material 52 supports the second electrode 42.
- the particle layer 55 is sealed between the first base material 51 and the second base material 52.
- the first base material 51 and the second base material 52 are materials having a strength capable of sealing the particle layer 55 and functioning as a support for the electrodes 41 and 42 and the particle layer 55, for example, polyethylene terephthalate resin. It can be composed of a film.
- the screen 40 is configured as a reflective screen, and the image light is transmitted through the first base material 51. Therefore, the first base 51 is preferably transparent and has the same visible light transmittance as that of the first electrode 41 and the first cover layer 46.
- the particle layer 55 includes a large number of particles 60 and a holding portion 56 that holds the particles 60.
- the holding unit 56 holds the particles 60 in an operable manner.
- the holding portion 56 has a large number of cavities 56a, and the particles 60 are accommodated in the cavities 56a.
- the inner dimension of each cavity 56a is larger than the outer dimension of the particle 60 in the cavity 56a. Therefore, the particles 60 can operate in the cavity 56a.
- the holding part 56 is swollen by the solvent 57. In the cavity 56 a, the space between the holding unit 56 and the particles 60 is filled with the solvent 57. According to the holding part 56 swollen by the solvent 57, the smooth operation of the particles 60 can be ensured stably.
- the holding unit 56, the solvent 57, and the particles 60 will be described in order.
- the solvent 57 is used for smooth operation of the particles 60.
- the solvent 57 is held in the cavity 56a as the holding portion 56 swells.
- the solvent 57 is preferably of low polarity so as not to prevent the particles 60 from operating in response to an electric field.
- the low-polarity solvent 57 various materials that facilitate the operation of the particles 60 can be used. Examples of the solvent 57 include dimethyl silicone oil, isoparaffinic solvents, and linear alkanes such as linear paraffinic solvents, dodecane, and tridecane.
- the holding unit 56 may be configured using an elastomer sheet made of an elastomer material.
- the holding portion 56 as an elastomer sheet can swell the solvent 57 described above.
- the material for the elastomer sheet include silicone resin, (microcrosslinked) acrylic resin, (microcrosslinked) styrene resin, and polyolefin resin.
- the cavities 56 a are distributed in the holding unit 56 at a 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.
- three groups of cavities 56 a spreading in a plane are arranged in the thickness direction of the screen 40.
- the particles 60 have a function of changing the traveling direction of image light projected from the projector 20.
- the particle 60 has a function of diffusing image light, in particular, diffuse reflection.
- the particle 60 includes a first portion 61 and a second portion 62 having different relative dielectric constants. Therefore, when the particle 60 is placed in an electric field, an electron dipole moment is generated in the particle 60. At this time, the particle 60 moves toward a position where the vector of the dipole moment is opposite to 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 particle sheet 50 positioned between the first electrode 41 and the second electrode 42, the particles 60 are It operates in the cavity 56a so as to assume a stable posture, that is, a stable position and orientation with respect to the electric field.
- the screen 40 changes its diffusion wavefront in accordance with the operation of the particle 60 having a light diffusion function.
- 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.
- organic or inorganic spherical particles are arranged in a single layer using an adhesive tape or the like, and a positively or negatively charged resin component layer or inorganic layer different from the spherical particles is deposited on a hemispherical surface (evaporation method, for example, 56-67887), a method using a rotating disk (for example, JP-A-6-226875), two kinds of droplets having different relative dielectric constants are brought into contact with each other in the air by using a spray method or an ink jet method. It can be manufactured using a method of forming droplets (for example, JP-A-2003-140204) and a microchannel manufacturing method proposed in JP 2004-197083A.
- 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 are each hemispherical.
- 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.
- the second portion 62 has 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 with respect to light traveling inside the first portion 61 and light traveling inside the second portion 62.
- the diffusing components 66b and 67b are components that can act on the light traveling in the particle 60 by changing the traveling direction of the light by reflection or refraction.
- a light diffusion function (light scattering function) of the diffusion components 66b and 67b includes, for example, the diffusion components 66b and 67b made of a material having a refractive index different from that of the material forming the main portions 66a and 67a of the particle 60. Or by constituting the diffusing components 66b and 67b from a material capable of reflecting light.
- Examples of the diffusion components 66b and 67b having a refractive index different from that of the material forming the main portions 66a and 67a include resin beads, glass beads, metal compounds, a porous substance containing gas, and simple bubbles.
- the particle 60 has a single color. That is, the first portion 61 and the second portion 62 have the same color.
- the colors of the first portion 61 and the second portion 62 can be adjusted by adding a coloring material such as a pigment or a dye to the first portion 61 and the second portion 62.
- a coloring material such as a pigment or a dye
- the pigment and dye various known pigments and dyes can be used.
- the single color used for the particles 60 means that an observer who observes the display side surface 40a of the screen 40 even if the particles 60 operate in the particle sheet 50 in a state where no image is displayed on the screen 40.
- the screen 40 has a uniform color to such an extent that a change in the color of the screen 40 cannot be recognized with normal observation power. That is, the display side surface 40a of the screen 40 in a state where the first portion 61 of the particle 60 faces the display side surface 40a of the screen 40, and the state where the second portion 62 of the particle 60 faces the display side surface 40a of the screen 40.
- the particle 60 is a single color. It can be said that.
- the particle layer 55, the particle sheet 50, and the screen 40 can be produced as follows as an example.
- 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 the polymerizable silicone rubber is prepared. Next, the ink is stretched with a coater or the like, and further polymerized by heating or the like to form a sheet. By the above procedure, the holding part 56 holding the particles 60 is obtained. Next, the holding part 56 is immersed in a solvent 57 such as silicone oil for a certain period. As the holding portion 56 swells, a gap filled with the solvent 57 is formed 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.
- the screen 40 can be manufactured using the particle layer 55 by the manufacturing method disclosed in JP2011-112792A.
- the particle layer 55 is covered with a pair of base materials 51 and 52, and the particle layer 55 is sealed using a laminate or an adhesive. Thereby, the particle sheet 50 is produced.
- the screen 40 is obtained by providing the first electrode 41 and the second electrode 42 on the particle sheet 50 and further laminating the first cover layer 46 and the second cover layer 47.
- the coherent light source 21 of the projector 20 oscillates coherent light.
- the light from the projector 20 is irradiated on the screen 40 after the optical path is adjusted by a scanning device (not shown).
- the scanning device adjusts the optical path of the light so that the light scans on the display side surface 40 a of the screen 40.
- the emission of coherent light by the coherent light source 21 is controlled by the control device 35.
- the control device 35 stops the emission of the coherent light from the coherent light source 21 corresponding to the image to be displayed on the screen 40.
- the operation of the scanning device included in the projector 20 is so fast that it cannot be disassembled by human eyes. Therefore, an observer observes simultaneously the light irradiated to each position on the screen 40 irradiated at intervals.
- the light projected on the screen 40 passes through the first cover layer 46 and the first electrode 41 and reaches the particle sheet 50.
- This light is diffusely reflected by the particles 60 of the particle sheet 50 and is emitted toward various directions on the viewer side of the screen 40. Therefore, the reflected light from each position on the screen 40 can be observed at each position on the viewer 40 side of the screen 40. As a result, an image corresponding to the area irradiated with the coherent light on the screen 40 can be observed.
- the coherent light source 21 may include a plurality of light sources that emit coherent light in different wavelength ranges.
- the control device 35 controls the light source corresponding to the light in each wavelength region independently from the other light sources. As a result, a color image can be displayed on the screen 40.
- speckles with a speckled pattern are observed.
- coherent light typified by laser light causes an interference pattern on the optical sensor surface (on the retina in the case of humans) after diffusing on the screen.
- the screen is irradiated with coherent light by raster scanning, the coherent light is incident on each position on the screen from a certain incident direction. Therefore, when raster scanning is used, the speckle wavefront generated at each point on the screen does not move unless the screen swings, and when the speckle pattern is viewed by the observer together with the image, the image quality of the displayed image is significantly degraded. It will be.
- the screen 40 of the display device 10 in the present embodiment changes the diffusion wavefront with time. If the diffusion wavefront on the screen 40 changes, the speckle pattern on the screen 40 changes over time. Then, when the change with time of the diffusion wavefront is made sufficiently fast, the speckle patterns are overlapped and averaged, and are observed by the observer. Thereby, speckles can be made inconspicuous.
- 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.
- an electric field is formed on the particle sheet 50 positioned between the pair of electrodes 41, 42.
- particles 60 having a plurality of portions 61 and 62 having different relative dielectric constants are operably held. Since the particle 60 is originally charged or a dipole moment is generated at least when an electric field is formed in the particle layer 55, the particle 60 operates according to a vector of the formed electric field.
- the symbol “La” in FIG. 4 is image light emitted from the projector 20 to the screen 40, and the symbol “Lb” is image light diffused by the screen 40.
- the relative dielectric constant differs between the first portion 61 and the second portion 62 of the particle 60 to such an extent that the speckle reduction function can be exhibited. Therefore, whether or not the relative permittivity differs between the first portion 61 and the second portion 62 of the particle 60 depends on whether or not the operably held particle 60 can operate with a change in the electric field vector. Can be determined.
- the principle that the particle 60 operates with respect to the holding unit 56 is to change the direction and position of the particle 60 so that the charge or dipole moment of the particle 60 has a stable positional relationship with respect to the electric field vector. That's it. Therefore, if a constant electric field is continuously applied to the particle layer 55, the operation of the particles 60 stops after a certain period. On the other hand, in order to make the speckle inconspicuous, it is necessary to continue the operation of the particles 60 with respect to the holding unit 56. 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 and 42 so as to invert the electric field vector generated in the particle sheet 50. For example, in the example shown in FIG. 5, an AC voltage that repeats a voltage of X [V] and a voltage of ⁇ Y [V] is applied from the power source 30 to the pair of electrodes 41 and 42 of the screen 40.
- 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 be oscillated and rotated about the rotation axis ra extending in the direction orthogonal to the paper surface of FIG. However, depending on the size of the cavity 56a that accommodates the particle 60, the particle 60 not only repeatedly rotates but also translates. Further, the solvent 56 is filled in the cavity 56a. The solvent 57 facilitates the operation of the particles 60 with respect to the holding unit 56.
- the particle 60 is not limited to a structure including a substantially hemispherical first portion 61 and a second portion 62 as shown in FIG.
- first to third modifications of the particle 60 will be described in order.
- FIG. 6 is a cross-sectional view of a screen 40 using particles 60 having a structure different from that in FIG.
- the particle 60 according to the first modification shown in FIG. 6 has a first portion 61 and a second portion 62 having 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.
- the second portion 62 has a shape close to a sphere or an elliptic sphere, and the surface of the second portion 62, that is, the interface with the first portion 61 is a convex surface.
- the particle 60 is not necessarily an ideal sphere, and the second portion 62 may be slightly distorted from an ideal sphere or ellipsoid.
- the first part 61 is a transparent member.
- Specific materials for the first portion 61 include, for example, silicone oil and a transparent resin member.
- the first portion 61 is ideally arranged on the viewer side as shown in FIG.
- the light incident on the first portion 61 passes through the first portion 61 as it is and reaches the second portion 62.
- the second portion 62 has a relative dielectric constant different from that of the first portion 61 and has a light scattering or reflecting function. Further, the second portion 62 is configured with a refractive index different from that of the first portion 61.
- the second portion 62 may include a diffusion component 62c that diffuses light. These diffusing components 62c perform the action of changing the light path direction by reflection or refraction with respect to the light traveling in the particle 60.
- the first portion 61 and the second portion 62 have different optical characteristics, and the surface of the second portion 62 has a convex shape.
- the light that has reached the second portion 62 from the first portion 61 is scattered or reflected in a direction corresponding to the convex shape of the surface of the second portion 62. Therefore, the projection light from the projector 20 is scattered or reflected by the second portion 62 and projected on the screen 40.
- the surface of the second portion 62 Since the surface of the second portion 62 has a convex shape, the light that has passed through the first portion 61 and reached the surface of the second portion 62 is scattered or reflected in a direction according to the curvature of the convex surface.
- the light incident on the convex surface has a wider light diffusion range than the light incident on the concave surface. Therefore, when the volume of the second portion 62 is smaller than the first portion 61 and the surface of the second portion 62 is convex as in the present embodiment, the diffusion range of the light incident on each particle 60 is increased. Can be spread.
- each particle 60 in the particle layer 55 may be oriented in various directions.
- a predetermined initial voltage between the first and second electrodes as shown in FIG. 6, it is possible to align the first portions 61 of the particles 60 so as to face the viewer side. Become.
- the specific gravity of the first portion 61 and the second portion 62 it is possible to align the particles 60 in the direction as shown in FIG.
- the second portion 62 in the particle 60 is disposed opposite to the surface direction of the particle layer 55, but by changing the voltage between the first electrode 41 and the second electrode 42, the particle 60. Accordingly, the surface direction of the second portion 62 with respect to the surface direction of the particle layer 55 changes. Since the second portion 62 has a function of scattering or reflecting the light incident on the first portion 61, the surface direction of the second portion 62 changes to change the light incident on the surface of the second portion 62. The incident angle changes, and the scattering or reflection direction of light at the second portion 62 also changes. Thereby, the diffusion characteristic of the screen 40 can be changed.
- FIG. 7 is a cross-sectional view of a screen 40 using particles 60 having a structure different from those in FIGS. 3 and 6.
- a particle 60 according to the second modification shown in FIG. 7 includes a first portion 61 and a second portion 62 having a volume larger than that of the first portion 61.
- the material of the first portion 61 and the second portion 62 is the same as that of the second embodiment, the first portion 61 is a transparent member, and the second portion 62 has a light scattering or reflecting function.
- the interface between the first portion 61 and the second portion 62 is convex when viewed from the first portion 61 and concave when viewed from the second portion 62.
- the light incident on the second portion 62 from the first portion 61 travels in the direction of convergence.
- the screen 40 having the particles 60 according to the present embodiment can diffuse light in a narrow range. Therefore, the diffused light can be concentrated on an observer at a specific position on the front side of the screen 40, and when viewed from this observer, the screen 40 can be visually recognized with high contrast.
- the reflective screen 40 has been described, but the present invention can also be applied to the transmissive screen 40.
- the transmissive screen 40 the light from the projector 20 needs to pass through the particles 60.
- the volume of the second portion 62 may be smaller than that of the first portion 61 to reduce the proportion of light that passes through the first portion 61 and is incident on the second portion 62.
- the particles 60 with the second portion 62 and the particles 60 without the second portion 62 may be mixed.
- the volume ratio between the first portion 61 and the second portion 62 of each particle 60 is adjusted so that the light transmittance of the entire particle layer 55 is higher than the reflectance. Is desirable.
- FIG. 8 is a cross-sectional view of a screen 40 using particles 60 having a structure different from those in FIGS. 3, 6, and 7.
- the particle 60 according to the 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 arranged on the viewer side. Yes.
- 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 in surface contact with the first portion 61 of the third portion 63, and has a relative dielectric constant different from that of the first portion 61. ing. As described above, the third portion 63 is sandwiched between 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.
- the first part 61 and the second part 62 are transparent members.
- the third portion 63 has a function of scattering or reflecting 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.
- the third portion 63 may include a diffusion component 63c that diffuses light. These diffusing components 63c perform the action of changing the light path direction by reflection or refraction with respect to the light traveling in the particle 60.
- Such a light diffusing function (light scattering function) of the diffusing component 63c is obtained by, for example, forming the diffusing component 63c from a material having a refractive index different from that of the material forming the main portion 63c of the particle 60, or Can be applied by constructing the diffusing component 63c from a material that can have a reflective effect on the surface.
- Examples of the diffusion component 63c having a refractive index different from that of the base material of the third portion 63 include resin beads, glass beads, a metal compound, a porous material containing gas, and simple bubbles.
- the particle 60 is typically spherical, and a thin layer passing through the vicinity of the center thereof is the third portion 63, and the first portion on both sides (the first surface 63 a and the second surface 63 b) side of the third portion 63. 61 and the second portion 62 are in surface contact. Note that the shape of the particles 60 is not necessarily an ideal sphere. Therefore, the shapes of the first portion 61, the third portion 63, and the second portion 62 also change according to the shape of the particle 60.
- the thickness between the first surface 63 a and the second surface 63 b of the third portion 63 of the particle 60 is thinner than the maximum thickness in the normal direction of the first surface 63 a of the first portion 61.
- the thickness between the first surface 63 a and the second surface 63 b of the third portion 63 is thinner than the maximum thickness in the normal direction of the second surface 63 b of the third portion 63.
- the first surface 63a and the second surface 63b are, for example, circular or elliptical
- the third portion 63 is, for example, a disk, an elliptical plate, a cylinder, or an elliptical cylinder.
- the surface direction of the third portion 63 is arranged substantially parallel to the surface direction of the particle layer 55.
- the specific gravity of the first portion 61, the second portion 62, and the third portion 63 of the particle 60 is used. This can be realized by adjusting Alternatively, a predetermined initial voltage is applied to the first and second electrodes 41 and 42 in the initial state so that the surface direction of the third portion 63 of each particle 60 in the particle layer 55 is the surface direction of the particle layer 55. You may make it become substantially parallel.
- the posture of the particle 60 changes, and thereby the angle of the third portion 63 with respect to the surface direction of the particle layer 55 changes. Since the third portion 63 has a function of scattering or reflecting the light incident on the first portion 61, the diffusion characteristic of the screen 40 can be changed by changing the angle of the third portion 63.
- an electric field may be applied to the inside of the particle layer 55 in a direction different by 90 degrees from FIG.
- the first electrode 41 and the second electrode 42 are alternately arranged in a stripe shape only on the side opposite to the observer, and the electric field in the surface direction of the particle layer 55 at these electrodes 41 and 42, that is, FIG. Electric fields in different directions are formed by 90 degrees.
- the electric field formed in the surface direction of the particle layer 55 is periodically switched by applying an alternating voltage between the adjacent first electrode 41 and second electrode 42.
- grains 60 located in the vicinity between corresponding 1st electrode 41 and 2nd electrode 42 rotate according to the frequency of alternating voltage.
- first electrode 41 and the second electrode 42 are formed in a planar shape and arranged so as to sandwich the particle layer 55
- the present invention is not limited to this example.
- One or more of the first electrode 41 and the second electrode 42 may be formed in a stripe shape.
- both the first electrode 41 and the second electrode 42 are formed in a stripe shape. That is, the first electrode 41 has a plurality of linear electrode portions 41a extending linearly, and the plurality of linear electrode portions 41a are arranged in a direction orthogonal to the longitudinal direction.
- the second electrode 42 also has a plurality of linear electrode portions 42a extending linearly, and the plurality of linear electrode portions 42a are arranged in a direction orthogonal to the longitudinal direction.
- 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 both opposite to the observer of the particle sheet 50. It is arranged on the surface.
- the plurality of linear electrode portions 41a forming the first electrode 41 and the plurality of linear electrode portions 42a forming the second electrode 42 are alternately arranged along the same arrangement direction.
- an electric field can be formed in the particle layer 55 of the particle sheet 50 by applying a voltage from the power source 30.
- the cavities 56 a included in the holding portions 56 in the particle layer 55 may be configured to include a single particle 56.
- FIG. 11A shows a holding part 56 including a single particle 56 in a single cavity 56a.
- FIG. 11B shows a holding unit 56 that includes single particles 60-1 and 60-2 in 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. 11C shows the holding unit 56 including single particles 60-1, 60-2, and 60-3 in the three connected cavities 56a1, 56a2, and 56a3. The movable range of the particles 60-1, 60-2, 60-3 is restricted by the corresponding cavities 56a1, 56a2, 56a3.
- the cavity of the holding unit 56 is configured to include a single particle. Can be considered.
- the inner diameter of the cavity is larger than the outer diameter of the particles contained.
- the inner diameter of the cavity may be set to be 1.1 to 1.3 times the outer diameter of the particles to be included.
- Each screen 40 described above rotates the particles 60 in the particle layer 55 according to the alternating voltage applied to the electrodes so that speckles are not visually recognized.
- the speckles may not be visually recognized by moving the particles 60 in the particle layer 55 according to the AC voltage applied to the electrodes.
- FIG. 12A and FIG. 12B are schematic views showing an example of an electrophoretic screen 40.
- the screen 40 in FIG. 12A has a structure in which two types of particles 60 that migrate in a solvent are sealed between two opposing electrodes 41 and 42.
- the two types of particles 60 have different polarities.
- An AC voltage is applied between the two electrodes 41 and 42.
- By applying an alternating voltage one particle 60 moves in the direction of one electrode, and the other particle 60 moves in the direction of the other electrode.
- 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 the opposite directions, respectively.
- the two types of particles 60 are colored in different colors, and the display color is varied according to the movement of the particles 60.
- the two types of particles 60 are It is desirable to keep both transparent. Each time the voltage polarity of the AC voltage is switched, the moving direction of the two types of particles 60 changes, so that the transmission characteristics of the screen 40 change and speckles are not noticeable.
- the two kinds of particles 60 may be white, for example. Thereby, the image light from the projector 20 irradiated on the screen 40 is reflected by the particles 60. Even in the reflective screen 40 of FIG. 12A, since the two types of particles 60 move each time the voltage polarity of the AC voltage is switched, the reflection characteristics at the particles 60 change, and speckles are also inconspicuous.
- particles 60 made of dipoles may be provided as shown in FIG. 12B.
- the particles 60 are allowed to freely move between the two electrodes 41 and 42. However, when the area of the electrodes is large, some particles 60 remain in one place. There is a fear. For this reason, you may make it the pattern electrode which divided
- 12A and 12B allow a plurality of particles 60 to freely move between the two electrodes 41 and 42, but as shown in FIG. 12C, a microcapsule containing two types of particles 60 having different polarities.
- a plurality of microcapsules 64 may be arranged between the two electrodes 41 and 42.
- the direction of the particles 60 in the microcapsule 64 can be varied for each electrode.
- each cell portion 43 is formed by two opposing substrates 44 and 45 and a partition wall portion 46. Such a structure can be formed relatively easily using photolithography and transfer techniques.
- Each cell part 43 may contain particles 60 or microcapsules 64 as shown in FIG. 12C.
- irregularities are formed in an insulating layer 47 disposed on one electrode 42 by a molding process or the like, particles 60 and a solvent 49 are filled in the concave portions 48, and the substrate 44 is disposed thereon.
- a microcup array For example, by arranging the electrode 41 for each microcup, the movement of the particles 60 inside the microcup can be controlled for each microcup.
- each cell part 43 of the partition wall structure may be filled with a gas 53 and a plurality of powder particles 54.
- the granular material 54 is a substance that exhibits fluidity without borrowing the power of gas or liquid. That is, the granular material 54 is an intermediate state having both characteristics of a particle and a liquid, and is a substance in a unique state that is hardly affected by gravity and exhibits high fluidity.
- the moving direction of the plurality of particles 60 can be varied for each cell, and speckle becomes inconspicuous.
- the screen 40 may adopt an electrowetting method as shown in FIG.
- each cell portion 43 of the partition wall structure is filled with water 68 and an oil film 69, and the oil film 69 is disposed on the dielectric layer 70.
- the contact angle of the oil film 69 changes according to the applied voltage of the electrodes 41 and 42 corresponding to each cell part 43, and the surface area of the oil film 69 can be varied. As a result, the transmission characteristics and reflection characteristics of the screen 40 change, and it is difficult for the speckles to be visually recognized.
- each screen 40 described above is premised on using coherent light as the light source 21, but has an advantage that speckles are not noticeable on the screen 40 without taking measures against speckles on the light source 21 side. For this reason, it is assumed that each screen 40 mentioned above is used for various uses. Below, the typical usage pattern of each screen 40 mentioned above is demonstrated. Note that the screen 40 used in each usage mode described below may have any of the cross-sectional structures of FIGS. 3 to 15 described above. Alternatively, a cross-sectional structure other than those shown in FIGS. 3 to 15 may be provided. However, the screen 40 used in each of the following usage forms is premised on having a function of reducing speckles by causing at least one of rotation and movement of the particles 60 in the screen 40.
- FIGS. 16A, 16B, and 16C are diagrams illustrating a first usage example of the screen 40.
- FIG. The screen 40 in FIGS. 16A, 16B, and 16C is supported on the ceiling surface 12 by the support 11.
- the light source 21 is disposed along the ceiling surface 12. More specifically, the light source 21 is directly attached to the ceiling surface 12 or is supported by a support member (not shown) extending from the ceiling surface 12.
- the light source 21 may be disposed above the ceiling surface 12.
- a hole for embedding the light source 21 is provided in the ceiling surface 12, and the light source 21 is disposed inside the hole, or at least a part of the ceiling surface 12 is made transparent and disposed above the ceiling surface 12.
- the light from the light source 21 may be transmitted and guided to the screen 40.
- the light source 21 is intended to emit coherent light, but in some cases, non-coherent light such as LED light may be emitted.
- non-coherent light such as LED light may be emitted.
- the light source 21 in FIGS. 16A, 16B, and 16C may be a projector 20 including a light source 21 that emits coherent light.
- the light source 21 may be provided alone.
- the image coherent light generated by the projector 20 is emitted to irradiate the screen 40.
- the screen 40 is, for example, a sheet member having the cross-sectional structure shown in any of FIGS. That is, the sheet member includes a control layer including a plurality of particles 60 or a predetermined liquid, and an electrode that drives the plurality of particles 60 or the predetermined liquid by applying a voltage to the control layer.
- the control layer corresponds to the particle layer 55 in FIGS. 3 to 14 or the water 68 and the oil film 69 in FIG.
- the predetermined liquid is the oil film 69 in FIG.
- the sheet surface of the screen 40 in FIGS. 16A, 16B, and 16C is a flat surface.
- the external shape of the screen 40 in FIGS. 16A, 16B, and 16C is not particularly limited, and may be circular, rectangular, or other shapes.
- One end of the support 11 is connected to one or more places of the screen 40, and the other end is connected to the ceiling surface 12.
- the sheet surface of the screen 40 in FIGS. 16A, 16B, and 16C is disposed to face the ceiling surface 12.
- the facing arrangement means that the seat surface and the ceiling surface 12 are arranged to face each other at an angle that is substantially parallel or nearly parallel.
- the support 11 may be a thin metal wire or a non-metallic thin wire such as a resin. Further, the support 11 may be a metal or non-metal member having a certain width rather than a thin line.
- the screen 40 when the screen 40 is suspended from the ceiling, it is desirable that the screen 40 be as light as possible. Therefore, it is desirable that the materials such as the first base material 51 and the second base material 52 shown in FIG. 3 constituting the screen 40 be as light as possible per unit volume.
- the film thickness can be reduced, resulting in a reduction in weight. For example, taking into consideration weight reduction, it is conceivable as an example that a polyethylene terephthalate film is used as the first substrate 51 or the second substrate 52 and the film thickness is 100 ⁇ m or less.
- the screen 40 may be thinned for weight reduction. However, the thinner the film, the more easily wrinkles and slackening occur, and the peripheral edge of the screen 40 becomes easier to turn. Therefore, as shown in FIG. 16B, two opposing end surfaces of the screen 40 may be supported by a frame 16, and the support 11 may be attached to the frame 16 and suspended from the ceiling surface 12. Further, the slack of the screen 40 may be adjusted by the frame 16. Specifically, the slackness of the screen 40 may be adjusted by changing the interval between the frames 16 at the left and right ends of the screen 40.
- an optical sheet 19 having predetermined optical characteristics may be arranged on the surface of the screen 40 on the side facing the ceiling surface 12.
- the optical sheet 19 adjusts the transmission characteristics, scattering characteristics, and the like of light from the light source 21, and may be a Fresnel lens sheet, a prism sheet, or the like.
- This type of optical sheet 19 does not need to cover the entire surface of the screen 40, and selectively selects the optical sheet 19 that adjusts the light distribution characteristics of light from the light source 21 at a location away from the irradiation optical axis of the light source 21. You may arrange.
- the optical sheet 19 may also take measures against weight reduction depending on the material, film thickness, and the like.
- the wiring for supplying the voltage to the screen 40 is not clearly shown, but the voltage may be supplied through the support 11, for example.
- a wiring 5 that supplies a voltage separately from the support 11 may be provided.
- the wiring 5 is routed along the ceiling surface 12.
- the wiring method of the wiring 5 is arbitrary and may be integrated with the support 11 as described above.
- FIG. 16C shows an example in which a transparent support substrate 6 is disposed on the lower surface side of the screen 40.
- the support substrate 6 is a resin flat plate having a thickness of 1 mm to 5 mm, for example.
- the material of the resin flat plate is, for example, acrylic resin or polycarbonate.
- 16A, 16B, and 16C are assumed to be viewed by a person below the screen 40 looking up. For example, by arranging the screen 40 of FIG. 16A, FIG. 16B, or FIG. 16C over the entire area of the ceiling surface 12, it is possible to perform a powerful image display. Further, since the ceiling surface 12 is usually a flat surface and there are no obstacles other than the illumination light on the ceiling surface 12, the ceiling surface 12 or the vicinity thereof is utilized as the screen 40 placement location. You don't have to worry about securing it.
- FIGS. 16A, 16B, and 16C There is no particular limitation on the purpose of use of the screen 40 in FIGS. 16A, 16B, and 16C.
- an image for advertising purposes may be displayed, it may be used for the purpose of displaying some information, or a moving image such as a movie may be displayed.
- the light source 21 in FIGS. 16A, 16B, and 16C is disposed within the range of the normal direction in the sheet surface of the screen 40, so that when a person below the screen 40 looks up at the screen 40, the screen The light source 21 is visible only through 40. Thereby, there is no possibility that the light source 21 is directly viewed, and even if the light source 21 emits coherent light, the human eye is not damaged. Therefore, according to the screen 40 of FIG. 16A, FIG. 16B, and FIG. 16C, the safety
- FIG. 16A, FIG. 16B, and FIG. 16C assume a transmissive screen 40, but the light diffusing particles 60 that do not impair the transparency are included in the particle layer 55 and the like in the screen 40.
- the safety may be further improved by reducing the intensity of the coherent light.
- 16A, 16B, and 16C have a flat sheet surface, but the sheet surface may be curved as shown in FIGS. 17A, 17B, and 17C.
- the sheet surface of the screen 40 By making the sheet surface of the screen 40 a curved surface, the direction of the line of sight of the person below the end of the screen 40 approaches the normal direction of the sheet surface, making it easier to see the image on the screen 40.
- the thickness of the screen 40 is thin or the weight of the screen 40 is large, when the support tool 11 is attached to the edge portion of the screen 40, the central portion of the screen 40 hangs down more, and FIG. 17A, FIG. In some cases, the curved surface shape is 17C.
- the screen 40 in order to make the sheet surface of the screen 40 curved, the screen 40 may be processed into a curved surface in advance, or when the flat thin film screen 40 is suspended from the support 11. It may be deformed into a curved surface.
- the flat and thin screen 40 can be deformed into a curved surface by the support 11 at a lower cost.
- the material of the screen 40 for that purpose is, for example, a resin plate such as acrylic or polycarbonate, thin glass, aluminum, SUS, or the like.
- the thickness of the screen 40 is preferably about 100 ⁇ m to 3000 ⁇ m.
- FIG. 17B shows an example in which two opposing end surfaces of the screen 40 are supported by the frame 16 and the support 11 is attached to the frame 16 and suspended from the ceiling surface 12 in the same manner as FIG. 16B.
- FIG. 17B shows an example in which the wiring 5 for supplying a voltage to the electrodes 41 and 42 of the screen 40 is provided separately from the support 11. It may be integrated with the tool 11.
- FIG. 17C shows an example in which the first base material 51 arranged on the ground side has a longer horizontal distance than the second base material 51 arranged on the ceiling surface 12 side.
- the first base material 51 and the second base material 52 are spaced apart from each other via the spacer 7, and the periphery of the spacer 7 is sealed with a sealing material 8.
- a plurality of sheet members 40a may be connected to produce the screen 40 of any size.
- 18A to 18E are diagrams showing the screen 40 in which one end portions of two adjacent sheet members 40a are joined to each other.
- 18A to 18E show an example in which the sheet surface of the screen 40 is a flat surface, but one end portions of a plurality of sheet members 40a may be joined to produce a curved screen 40.
- FIG. The number of the rectangular sheet members 40a connected in the vertical or horizontal direction is arbitrary. After connecting the plurality of sheet members 40a, the screen 40 having an arbitrary size may be produced by cutting off an excess size, regardless of the size of the sheet member 40a.
- FIG. 18A is a diagram showing the screen 40 that is suspended from the ceiling by joining one end portions of two sheet members 40a and attaching the support 11 to the opposite end portions.
- FIG. 18B is a diagram illustrating the screen 40 that is suspended from the frame 16 by supporting the two sheet members 40 a by the frame 16 and attaching the support 11 to the frame 16.
- a plurality of particle layers 55 including the particle layer 55 of FIG. 3 are arranged in the horizontal direction, and these particle layers 55 are covered with the first base material 51 and the second base material 52, and the peripheral portion is used as the sealing material 8. It is a figure which shows the screen 40 of the structure sealed in this way.
- the plurality of particle layers 55 have a structure enclosed in the bag body 4 including the first base material 51 and the second base material 52.
- FIG. 18D is a diagram showing a screen 40 in which two sheet members 40 a are arranged on a transparent support substrate 6 and one end portions of these sheet members 40 a are joined together by a light shielding member 9. Since the light shielding member 9 is disposed between the two sheet members 40a, there is no possibility of light leaking from the gap between the two sheet members 40a.
- FIG. 18E is a diagram showing a screen 40 in which one sheet member 40a is partially overlapped on the other sheet member 40a instead of using the light shielding member 9. In this case, since no gap is formed between the two sheet members 40a, it is not necessary to arrange the light shielding member 9.
- FIG. 18F is a diagram illustrating an example in which the light source 21 is arranged in association with each of the plurality of sheet members 40a.
- FIG. 18F shows an example in which three sheet members 40a are arranged in a direction matching the irradiation optical axis of the corresponding light source 21, but the number of sheet members 40a is arbitrary.
- the arrangement direction of the sheet member 40a is also arbitrary.
- each sheet member 40a may be a flat surface or a curved surface. You may arbitrarily combine flat surfaces, curved surfaces, or a flat surface and a curved surface.
- a light shielding member similar to that shown in FIG. 18D may be disposed at a boundary position between adjacent sheet members 40a, or a part thereof may be overlapped as shown in FIG. 18E.
- FIGS. 19A, 19B, and 19C are diagrams illustrating a second usage example of the screen 40.
- FIG. The screen 40 in FIGS. 19A, 19B, and 19C is supported on the ceiling surface 12 by the support tool 11 as in the first usage example.
- the difference from the first usage example is the orientation of the sheet surface of the screen 40 and the position of the light source 21.
- the screen 40 of the second usage example is arranged in a direction in which the sheet surface is inclined from the ceiling surface 12.
- the sheet surface of the screen 40 in FIGS. 19A, 19B, and 19C is disposed in the normal direction of the ceiling surface 12.
- FIG. 19A shows an example in which the support 11 is attached to a plurality of locations on the upper surface of the screen 40 and suspended from the ceiling.
- FIG. 19B shows an example in which the upper and lower surfaces of the screen 40 are supported by the frame 16 and the support 11 is attached to the frame 16 and suspended from the ceiling.
- FIG. 19C shows an example in which the peripheral edge of the screen 40 is supported by the frame 16 and the support 11 is attached to the frame 16 and suspended from the ceiling.
- the frame 16 is provided on the upper surface side and the lower surface side of the screen 40, but the frame 16 may be provided on the left and right end surface sides of the screen 40 and the support 11 may be attached to the upper end of the frame 16.
- the light source 21 of the second usage example is not necessarily arranged along the ceiling surface 12.
- the light source 21 may be disposed on the ceiling surface 12, but may be disposed along a surface in a direction different from the ceiling surface 12. More specifically, the light source 21 may be disposed at a position where the sheet surface of the screen 40 can be irradiated with coherent light. Therefore, as long as the coherent light can be applied to the entire sheet surface of the screen 40, the location of the light source 21 is not limited.
- FIG. 19A to FIG. 19C the normal direction of the sheet surface of the screen 40 is represented by a solid line, and the ceiling surface side and the ground side are represented by broken lines as candidates for the location of the light source 21.
- the light source 21 is disposed on the ground side, light is irradiated obliquely upward, and light rays are less likely to enter the observer's eyes, which is preferable in terms of safety.
- the arrangement location of the light source 21 and the irradiation direction of light are arbitrary.
- the thin wire-like support 11 is attached to a plurality of positions on one end of the sheet member that constitutes the screen 40.
- the wide support 11 is used to attach the screen 40 to the ceiling surface. 12 may be supported.
- FIGS. 20A and 20B show examples in which the sheet surface of the screen 40 is a flat surface, but the sheet surface of the screen 40 may be a curved surface as shown in FIGS. 20A and 20B.
- 20A shows an example in which the support tool 11 is attached to the upper surface of the screen 40 and is suspended from the ceiling.
- FIG. 20B shows an example in which the upper surface and lower surface of the screen 40 are supported by the frame 16 and the support tool 11 is attached to the frame 16 and suspended from the ceiling. Show.
- the frame 16 may support the entire periphery of the screen 40 as in FIG. 19C.
- a large-sized screen 40 can be produced by bringing a plurality of sheet members 4a into close contact with each other and joining one end portions of adjacently arranged sheet members 40a.
- the screen 40 in FIGS. 19 to 21 may be either a transmission type or a reflection type.
- the transmission type screen 40 is used, but in the case of the second usage example, the sheet surface is arranged from the same side as the light source 21. If it is desired to see, a reflective screen 40 may be used. Alternatively, when it is desired to view the sheet surface from the side opposite to the light source 21, a transmissive screen 40 may be used.
- the location of the light source 21 is fixed, but the light source 21 may be movable.
- a light source may be mounted on a flying object such as a drone described later, and an image may be projected onto the screen 40 from a changing direction and angle while the light source 21 is moved.
- the second usage example has an advantage that it can be applied to both the transmission type and the reflection type screen 40.
- the support destination is not necessarily the ceiling surface 12.
- the screen 40 may be arranged so as to span a plurality of support members 18 attached to a surface 17 arranged in a direction different from the ceiling surface 12.
- the sheet surface of the screen 40 is disposed substantially parallel to the ceiling surface 12.
- the screen 40 of FIG. 22 is easier to install and remove than the screen 40 as shown in FIGS. 16A, 16B, and 16C, and is convenient when you want to use the screen 40 temporarily. Is good.
- FIGS. 23A and 23B show an example in which the support member 11 is attached to the same support member 18 as in FIG. 22 and the screen 40 is suspended.
- the sheet surface of the screen 40 in FIGS. 23A and 23B is disposed substantially parallel to the surface 17 disposed in a direction different from the ceiling surface 12.
- FIG. 23A shows an example in which the location of the screen 40 is fixed
- FIG. 23B shows an example in which the screen 40 is movable along the support member 18.
- the frame 16 may be provided on the screen 40 or the wiring 5 may be connected to the screen 40 separately from the support 11.
- the screen 40 shown in FIGS. 23A and 23B can be used in the same manner as when the screen 40 is directly attached to the surface 17.
- FIG. 24 is a diagram showing an example in which the sheet surface of the screen 40 is brought into contact with the ceiling surface 12.
- the light source 21 is disposed above the ceiling surface 12.
- the screen 40 can be supported more stably than when the support tool 11 is used.
- FIG. 25 is a diagram showing an example in which a curved screen 40 is attached to the ceiling surface 12. The end of the sheet member is fixed to the ceiling surface 12 while the sheet member of the screen 40 is curved in a curved shape.
- the light source 21 in FIG. 25 is disposed, for example, on the ceiling surface 12 or above it.
- FIG. 26 is a diagram showing an example in which the orientation of the sheet surface is 90 degrees different from the screen 40 of FIG.
- one end of the sheet member of the screen 40 is joined to the ceiling surface 12, and the normal direction of the sheet surface of the screen 40 is substantially parallel to the surface direction of the ceiling surface 12.
- FIG. 27 is a view showing an example in which the sheet surface of the screen 40 is brought into contact with a surface 17 arranged in a direction different from the ceiling surface 12, and FIGS. 28A and 28B are examples in which the curved screen 40 is attached to the surface 17.
- FIG. 28A and 28B show an example of the reflection type screen 40, the light source 21 may be disposed on the surface 17 and the transmission type screen 40 may be used. The location of the light source 21 is not particularly limited. As shown in FIG. 28A, not only when the light source 21 is arranged on the convex curved surface side of the screen 40, the light source 21 may be arranged between the screen 40 and the wall surface as shown in FIG. 28B.
- a plurality of sheet members 40a may be arranged in close contact to increase the screen size.
- the screen 40 since the screen 40 is attached to the ceiling surface 12 and other surfaces without using the support tool 11, the screen 40 can be stably supported, and the screen 40 is not shaken. It becomes easy to view the image projected on the screen 40.
- the screen 40 In the first to third usage examples of the screen 40 described above, the screen 40 is supported by the ceiling surface 12 and other surfaces. When the screen 40 is installed, a tool for attaching the support 11, the ceiling surface 12, There is a problem that an adhesive or the like to be bonded to the wall surface is required, and it takes time to install the screen 40.
- the screen 40 according to the fourth usage example is one in which the screen 40 is placed on the reference surface, and it is not necessarily assumed that the screen 40 is stably fixed to the reference surface. However, in some cases, the screen 40 may be fixed to the reference surface.
- FIG. 29 and 30 are diagrams showing a fourth usage example of the screen 40.
- the sheet member 40 a of the screen 40 is disposed on the predetermined reference surface 22.
- the reference surface 22 is, for example, a floor surface.
- the normal direction of the floor surface is the direction of gravity, and even if the screen 40 is placed on the floor surface without bonding, the screen 40 is stable and self-supporting as long as the contact area between the screen 40 and the floor surface exceeds a certain level.
- the fourth use example has the use of the transmissive screen 40 in mind.
- the screen 40 in FIG. 29A is obtained by disposing a sheet member 40a made of a hollow spherical body on the pedestal 23.
- a light source 21 is disposed on the upper surface of the pedestal 23, and the coherent light from the light source 21 irradiates the entire inner peripheral surface of the spherical body 3.
- the spherical body 3 may have a three-layer structure, and the light emitting layer 3 c used as the light source 21 may be disposed between the inner layer 3 a and the outer layer 3 b of the spherical body 3.
- FIG. 31 is a development view showing a method for producing a spherical sheet member 40a.
- a plurality of leaf-shaped sheet members 40a are arranged in close contact with each other by being curved. More specifically, each sheet member 40a is joined so that one end portions of two adjacent sheet members 40a are flush with each other. Thereby, a hollow spherical body like FIG. 29A and FIG. 29B can be produced easily.
- the spherical bodies in FIGS. 29A and 29B cannot directly see the light source 21 from any direction, so that the possibility of directly viewing the coherent light can be completely avoided, and safety is improved.
- the spherical body in FIGS. 29A and 29B can be used for displaying some information, and can also be used as an object for design or art.
- 29A and 29B show an example of a spherical body
- the shape of the screen 40 is not necessarily limited to the spherical body, and any shape can be adopted.
- FIG. 30A shows a screen 40 made of a hollow cylindrical body.
- the screen 40 is formed by curving the sheet member 40a and joining opposite ends.
- a cylindrical body may be formed by joining end portions of two adjacently arranged sheet members among a plurality of closely arranged sheet members so as to be flush with each other.
- the light source 21 in FIG. 30A is arranged inside a cylindrical body.
- the coherent light from the light source 21 is applied to the inner peripheral surface of the cylindrical body, whereby an image is displayed on the outer peripheral surface of the cylindrical body.
- an opaque or translucent lid may be provided on the upper surface.
- FIG. 30A shows an example of a cylindrical screen 40, but the shape of the screen 40 is arbitrary.
- FIG. 30B shows an example in which the light source 21 is arranged inside a cube-shaped screen 40.
- reference surface 22 is a surface that does not deform, such as a floor surface, is illustrated, but a surface that changes irregularly or regularly, such as a water surface, may be used as the reference surface 22. .
- FIG. 32 shows an example of the screen 40 floating on the water surface.
- the screen 40 in FIG. 32 includes a sheet member shaped like a bowl, and the light source 21 is disposed inside the sheet member.
- the light source 21 also floats on the water surface.
- the screen 40 of FIG. 32 is also a transmissive type, and the coherent light from the light source 21 is applied to the inner peripheral surface of the sheet member, whereby an image is displayed on the outer peripheral surface of the sheet member.
- 32 can be used as, for example, a buoy floating in the sea.
- FIGS. 33 to 35 are diagrams showing a fifth usage example of the screen 40, and show the display device 10 including the flying screen 40.
- FIG. The display device 10 shown in FIGS. 33 to 35 includes a screen 40, a drive unit 13, and a support tool 11.
- the screen 40 is the same screen 40 as the first usage example.
- the driving unit 13 generates a driving force that causes the screen 40 to float in the three-dimensional space.
- As the drive unit 13, a motor, an engine, or the like used in a general-purpose unmanned flying object called a drone can be applied.
- the support 11 has one end connected to one or more locations of the screen 40 and the other end connected to the drive unit 13, and the drive unit 13 supports the screen 40.
- 16A, 16B, and 16C support the screen 40 with the ceiling surface 12 as described above, whereas the support 11 in FIGS. 33 to 35 supports the screen 40 with the drive unit 13. Support with.
- 33A, 33B, and 33C have a flat surface
- the screen 40 in FIGS. 34A and 34B has a curved surface
- the screen 40 of FIG. 35A and FIG. 35B has joined one end part of the sheet
- the screen 40 in FIG. 35 may be a flat surface or a curved surface.
- FIGS. 33A, 34A, and 35A show examples in which the screen 40 is parallel to the horizontal plane
- FIGS. 33B, 34B, and 35B show examples in which the screen 40 is parallel to the vertical plane.
- the screen 40 is disposed only on one side of the driving unit 13, and thus it cannot be said that the balance is good. For this reason, for example, the screens 40 may be arranged on both the left and right sides of the drive unit 13.
- FIG. 33C shows an example in which the drive unit 13 to the peripheral edge of the screen 40 are covered with an opaque covering member 80. Thereby, components other than the display surface of the screen 40 cannot be visually recognized, and the appearance is improved. A picture image may be drawn on the surface of the covering member 80 to provide design properties.
- the 33 to 35 can fly in the air according to control of a remote controller (not shown), for example. Therefore, the human looks up at the flying screen 40.
- Information for advertisement can be displayed on the screen 40 of FIGS.
- an optical camouflage function may be provided so that the driver 13 and the light source 21 cannot be visually recognized by the image display on the screen 40.
- FIG. 18A to FIG. 18E, FIG. 21 and FIG. It is necessary to scan in the two-dimensional direction. At this time, even if the coherent light is irradiated to the joint of the sheet member 40a, it cannot be used for image display. On the contrary, the laser light irradiated at the joint can be a factor causing speckle. Also, as shown in FIG. 2, when scanning coherent light regardless of the presence or absence of joints, the power consumption of the light source 21 is wasted every time the coherent light passes through the joints. In particular, the flying display device 10 as shown in FIGS. 33 to 35 controls the lighting of the light source 21 with the power of the battery. In the following, speckles are prevented from being visually recognized at the joint of the screen 40, and power consumption is reduced as a secondary effect.
- FIG. 36 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the display device 10 including the screen 40 in which a plurality of sheet members 40a illustrated in FIGS. 18A to 18E are connected
- FIG. 37 is a diagram illustrating a scanning locus of coherent light on the sheet surface.
- It is. 36 includes a screen 40 in which a plurality of sheet members 40a are joined together, a projector 20 having a light source 21, a scanning device 14 that scans coherent light from the projector 20, and a light source that controls the scanning device 14. And a control unit 15.
- the scanning device 14 may be built in the projector 20. Further, the light source control unit 15 may be incorporated in the control device 35 of FIG.
- the light source control unit 15 scans the coherent light from the light source 21 on the sheet surface of the screen 40. More specifically, the light source control unit 15 scans the coherent light so that the joint 24 between the two adjacently disposed sheet members 40 a is not irradiated with the coherent light from the light source 21. For example, the light source control unit 15 scans the coherent light on the sheet surface by changing the reflection angle of the scanning device 14 using the scanning device 14 that reflects the coherent light from the light source 21. When the coherent light being scanned reaches the vicinity of the joint 24 of the sheet member 40a, the light source 21 is temporarily turned off so that unnecessary power consumption does not occur in the vicinity of the joint 24 where light cannot be effectively used. Thereby, when scanning the vicinity of the joint 24 in FIG. 37, the light source 21 does not consume power, and the power consumption of the display device 10 can be reduced.
- the sheet surface of one screen 40 may be irradiated using a plurality of light sources 21.
- FIG. 38 shows an example in which the sheet surface of the vertically long screen 40 is irradiated by being shared by four light sources 21A, B, C, and D.
- the irradiation range of the coherent light from each light source 21 partially overlaps.
- the reason why the irradiation ranges of the respective light sources 21 are partially overlapped is that the coherent light from one light source 21 is irradiated with the coherent light from another light source 21 when the coherent light from one light source 21 is blocked by some obstacle. This is to prevent a non-irradiated region from occurring.
- FIG. For example, when the coherent light of the light source 21B is blocked by an obstacle, the irradiation range B by the light source 21B is not irradiated, but the upper half of the irradiation range B overlaps with the irradiation range A of the light source 21A. Since the lower half of B overlaps with the irradiation range C of the light source 21C, there is no non-irradiation range.
- the irradiation intensity is higher in the region where the irradiation ranges overlap with each other than in the region where the irradiation ranges do not overlap. For this reason, it is desirable that the light source control unit 15 performs control to reduce the irradiation intensity of the light source 21 when scanning the overlapping range. Further, the sheet surface of the screen 40 is imaged by an imaging unit such as a camera, and the captured image is analyzed to detect that the coherent light from any one of the light sources 21 has not been irradiated for some reason. Depending on the detection result, the irradiation intensity of the light source 21 may be controlled.
- the display device 10 includes a housing 71 having an arbitrary three-dimensional shape, and the screen 40 is disposed on at least a part of the outer surface of the housing 71.
- FIG. 39 is a diagram illustrating a state in which the upper cover of the casing 71 of the display device 10 according to a specific example is removed.
- a screen 40 is disposed on a part of the outer surface of the casing 71 of the display device 10 of FIG.
- the screen 40 has the structure shown in FIGS. 3, 6, 7, 8, 9, 12A, 12B, 12C, 13A, 13B, 14 or 15.
- a drive device 36 including a power source 30 and a control device 35 and a projector (projection device) 20 are embedded.
- the driving device 36 may be disposed outside the housing 71.
- the driving device 36 and the screen 40 arranged outside may be connected by wiring.
- the projector 20 includes a coherent light source 21 that emits coherent light, and a scanning device 14 that scans the coherent light emitted from the coherent light source 21 on a screen 40.
- the coherent light output from the projector 20 is so-called focus-free, and can project a clear image on the screen 40 provided at an arbitrary place.
- the projection size on the screen 40 changes depending on the optical path length from the light exit port of the projector 20 to the screen 40.
- the screen 40 is disposed on at least a part of the outer surface of the housing 71.
- the screen 40 is disposed on one side surface of the rectangular parallelepiped casing 71.
- 39 is merely an example, and the screen 40 may be arranged on one or more of the top, bottom, and four side surfaces of the rectangular parallelepiped casing 71.
- casing 71 is also arbitrary and at least one part of an outer surface may be a curved surface.
- the casing 71 may incorporate other members as necessary.
- the power source 30 and the control device 35 in the drive device 36 may be incorporated in the casing 71 as separate bodies.
- a MEMS mirror or the like is used as the scanning device 14 in the projector 20.
- the scanning device 14 is limited in the range (deflection angle) in which coherent light can be scanned. Therefore, in order to increase the screen size, it is necessary to increase the distance between the projector 20 and the screen 40, and the depth of the casing 71 is increased. In order to reduce the depth of the casing 71 as much as possible without reducing the screen size, the coherent light output from the projector 20 may be folded back by some light traveling direction changing member and guided to the screen 40.
- FIG. 39 is a transmission type, and an observer observes the screen 40 from the outside of the casing 71 in the direction of the arrow shown.
- FIG. 39 is also applicable to the display device 10 including the reflective screen 40.
- an image reflected by the screen 40 may be observed by looking into a small-sized casing 71 that can be worn by human eyes from the projector 20 side.
- the example which uses the transmissive screen 40 is demonstrated as an example.
- FIG. 40 is a plan view showing an example in which a light traveling direction changing member 73 composed of, for example, a reflecting mirror 72 is provided between the projector 20 and the screen 40. 40 reflects the traveling direction of the coherent light output from the projector 20 and guides it to the screen 40.
- the reflection mirror 72 As shown in FIG. 40, the linear distance from the projector 20 to the screen 40 can be shortened without changing the optical path length from the projector 20 to the screen 40, and the depth of the casing 71 can be shortened.
- the optical path length of the light incident on the screen 40 at the shortest distance among the coherent light emitted from the projector 20 is set to the inner dimension of the depth of the casing 71. It can be longer than the length.
- the projector 20 may be disposed substantially on the same plane as the reflecting mirror 72, or the projector 20 may be disposed above, below, to the right, or to the left of the mirror.
- FIG. 41 is a plan view seen from the direction of the arrow in FIG.
- FIG. 41 shows an example in which the projector 20 is arranged on the bottom surface side of the casing 71, and coherent light is output obliquely upward from the projector 20 and is incident on the reflection mirror 72.
- the coherent light reflected by the reflection mirror 72 passes above the projector 20 and enters the screen 40. Therefore, the projector 20 does not block the optical path of coherent light from the reflecting mirror 72 toward the screen 40.
- the projector 20 may be disposed on the top surface side of the casing 71, and coherent light may be output obliquely downward from the projector 20 and incident on the reflection mirror 72.
- FIG. 42 is a diagram showing an example in which a concave mirror 74 is provided as the light traveling direction changing member 73
- FIG. 43 is a diagram showing an example in which a convex mirror 75 is provided as the light traveling direction changing member 73.
- the projector 20 is disposed between the concave mirror 74 or the convex mirror 75 and the screen 40. More specifically, the projector 20 in FIGS. 42 and 43 is disposed at a position where the coherent light reflected by the concave mirror 74 or the convex mirror 75 is not blocked. More specifically, the projector 20 is disposed on the upper, lower, right, or left side of the convex mirror 75 or the optical axis center direction of the convex mirror 75.
- the screen size that can be projected can be increased while the linear distance between the projector 20 and the screen 40 is made closer.
- FIG. 44 shows an example in which not only the coherent light output from the projector 20 is folded, but also the case 71 is bent or bent according to the incident direction and the outgoing direction of the coherent light in the light traveling direction changing member 73. More specifically, FIG. 44 shows an example in which the casing 71 is L-shaped. In FIG. 44, the reflection mirror 72 as the light traveling direction changing member 73 is disposed at a bent corner. 44 has a shape along the propagation path of the coherent light until the traveling direction of the coherent light output from the projector 20 is changed by the light traveling direction changing member 73 and is incident on the screen 40. Therefore, the volume of the housing 71 can be reduced while ensuring the overall optical path length of the coherent light.
- FIG. 45 shows an example in which an optical system 76 for adjusting the projection range of the coherent light output from the projector 20 to the screen size is shown.
- the optical system 76 controls the diffusion range of coherent light output from the projection apparatus.
- the 45 includes, as an example of such an optical system 76, a first cylindrical lens 76a and a second cylindrical lens 76b that are spaced apart in the optical axis direction.
- the first cylindrical lens 76 a and the second cylindrical lens 76 b reduce the projection range of the coherent light output from the projector 20.
- the second cylindrical lens 76b adjusts the beam diameter size of the coherent light that has passed through the first cylindrical lens 76a.
- coherent can be projected in a range matched to the vertical size of the screen 40. Therefore, the coherent light output from the projector 20 can be utilized to the maximum extent, and the brightness and contrast can be improved.
- the range in which the projector 20 can scan the coherent light is limited by the type of the scanning device 14, and the linear distance between the projector 20 and the screen 40 can also be limited by the depth size of the casing 71.
- the depth size of the casing 71 is reduced by providing the light traveling direction changing member 73 between the projector 20 and the screen 40 has been described.
- the casing 71 is provided. It is also possible to expand the projection range of coherent light without increasing the depth size of the.
- FIG. 46 includes a plurality of projectors 20 that project coherent light onto different areas of the screen 40.
- FIG. 46 shows an example in which three projectors 20 are arranged, but the number of projectors 20 is not particularly limited.
- the output of the projector 20 is set with the vicinity of the boundary of the projection range of each projector 20 as a reference, and is controlled so as to decrease the output of the projector 20 as it approaches the center of the projection range. It is desirable that the illuminance can be made uniform over the entire area.
- FIG. 47 is a modification of FIG. 46 and shows an example in which a Fresnel lens (parallelizing optical system) 77 is arranged on the front surface of the screen 40. Since the Fresnel lens 77 collimates a plurality of coherent lights output from the plurality of projectors 20, it is possible to suppress a decrease in luminance near the boundary position of the projection range of each projector 20.
- a Fresnel lens parallelizing optical system
- 46 and 47 show an example in which a plurality of projectors 20 are provided instead of providing the light traveling direction changing member, the light traveling direction changing member and the plurality of projectors 20 may be used in combination.
- FIG. 48 is a diagram showing an example in which screens 40 are respectively arranged on four side surfaces of a rectangular parallelepiped casing 71 and each screen 40 is projected by different projectors 20.
- Each projector 20 is disposed at a position where the coherent light output from the other projector 20 is not blocked, that is, at a position different from the optical path of the coherent light from the other projector 20.
- four projectors 20 are arranged near the center of the casing 71, and each projector 20 projects a corresponding screen 40.
- FIG. 49 shows an example in which screens 40 are respectively arranged on two opposing side surfaces of a rectangular parallelepiped casing 71 and each screen 40 is projected by a separate projector 20.
- Each projector 20 is shifted in the casing 71 so that one projector 20 does not block coherent light from the other projector 20. That is, each projector 20 is disposed at a location different from the optical path of coherent light from the other projectors 20.
- FIG. 50 is a modification of FIG. 49 shows that the projection ranges of the two projectors 20 do not overlap when viewed from above or below the casing 71, whereas FIG. 50 shows two projectors when viewed from the side of the casing 71.
- the 20 projection ranges do not overlap. Therefore, in the case of FIG. 50, the two projectors 20 may be arranged so as to overlap each other. In the case of FIG. 49, the two projectors 20 may be arranged so as to overlap each other when viewed from the side surface direction.
- the projector 20 is arranged in the normal direction of the center line in the vertical direction of the screen 40.
- the projector 20 projects on the two screens 40 arranged on the two opposite side surfaces of the casing 71.
- the two projectors 20 are arranged so as to be shifted from the normal direction of the center line in the vertical direction of the screen 40. Even if the projector 20 is arranged at such a position, the luminance can be made uniform over the entire area of the screen 40 if the illuminance can be adjusted in accordance with the traveling direction of the coherent light output from the projector 20.
- FIG. 51 shows an example in which coherent light is projected from the projector 20 disposed in the housing 71 toward the screen 40 disposed on one side surface of the housing 71.
- 51 is equivalent to a configuration including only one set of the two sets of screen 40 and projector 20 in FIG.
- the luminance of the entire area of the screen 40 can be made uniform by adjusting the illuminance of the coherent light according to the traveling direction of the coherent light from the projector 20.
- FIG. 52 is a diagram showing an example of the display device 10 that projects coherent light from one projector 20 onto two screens 40 arranged on two side surfaces of a rectangular parallelepiped casing 71.
- FIG. Since the projector 20 according to the present embodiment is focus-free, a focused image can be projected onto a plurality of screens 40 having different linear distances from the projector 20.
- the two screens 40 are arranged substantially orthogonally, but an image with high contrast can be projected on either screen 40.
- FIG. 36 to 52 show examples in which the screen 40 has a planar shape, but the screen 40 may have an arbitrary curved surface shape.
- FIG. 53 shows an example in which projection onto the curved screen 40 is performed by a single projector 20
- FIG. 54 shows an example in which projection onto the curved screen 40 is performed by two projectors 20.
- the curved surface is an arc surface
- the distance to an arbitrary position on the arc surface becomes equal, so the illuminance on the projector 20 side need not be adjusted in accordance with the scanning direction.
- the brightness on the screen 40 can be made uniform.
- the curved surface shape of the screen 40 is arbitrary, and may be a curved surface shape having a plurality of inflection points as shown in FIG.
- FIG. 55 shows an example in which the projector 20 is arranged separately for each curved surface shape including each inflection point. Since the focus-free projector 20 is used in this embodiment, a clear image can be projected over the entire area of the screen 40 even if the surface of the screen 40 is a free-form surface as shown in FIG.
- the projection ranges of the projectors 20 be arranged on the screen 40 without any gaps.
- the scanning range of each projector 20 may be controlled, and the projector 20 may be controlled so that the image data projected by each projector 20 does not become discontinuous.
- the screen 40 shown in FIG. 3 is arranged on at least a part of the outer surface of the casing 71 and the projector 20 is arranged inside the casing 71.
- the screen 40 excellent in contrast can be visually recognized from the outside of the body 71. Since the display device 10 of FIGS. 39 to 55 scans the coherent light on the screen 40 and displays the image on the screen 40, the viewing angle can be wider than that of the liquid crystal panel, and the screen 40 is observed from an oblique direction. Even if it does, there is no possibility that the contrast is lowered or the hue is changed. Further, since the screen 40 is provided with speckle countermeasures as described above, it is difficult for the speckle to be visually recognized even when the coherent light is scanned on the screen 40.
- the aspect ratio of the panel of the micro display is usually determined, and in order to display an image of an arbitrary size, a part of the pixel area of the panel is electrically or mechanically used. It is necessary to shield the light. The light-shielded pixel area consumes power wastefully and cannot save power.
- the display device 10 of FIGS. 39 to 55 since the scanning range of the coherent light can be adjusted by the scanning device 14 in the projector 20, the coherent light can be projected in accordance with the screen size, and the consumption can be reduced. Electricity can be achieved.
- the linear distance from the light exit of the projector 20 to the screen 40 can be shortened.
- the depth can be reduced, and the housing 71 can be downsized.
- the projection range can be limited according to at least one of the vertical size and the horizontal size of the screen 40.
- the use efficiency of the coherent light output from can be improved, and the brightness and contrast can be improved.
- each projector 20 shares and performs partial projection. As a result, the entire area of the screen 40 can be projected.
- a plurality of projectors 20 are provided inside the casing 71, and each projector 20 is arranged so as not to block coherent light from other projectors 20. Screens 40 provided on a plurality of side surfaces of the body 71 can be projected by the projectors 20.
- the display device 10 of FIGS. 50 to 51 even when the projector 20 is disposed in the housing 71 so as to be offset, the display device 10 is provided at an arbitrary place by adjusting the scanning range and illuminance of the projector 20.
- the projected screen 40 can be projected with a uniform contrast.
- the screen 40 can be projected by a single projector 20 on a plurality of side surfaces of the casing 71.
- the display device 10 shown in FIG. 1 the display device 10 shown in FIG.
- the display device 10 of FIG. 44 has no fear that the projector 20 will be visually recognized when the observer views the screen 40 from the front direction of the screen 40.
- the shadow of the projector 20 may be visually recognized through the transmissive screen 40.
- the screen 40 is provided with an edge 40b that is not used as a projection area on the peripheral side.
- the edge portion 40 b is used as a circuit pattern or circuit component mounting area for applying a voltage to the screen 40, or provided for supporting the screen 40.
- the edge portion 40b is often made of a member that does not transmit visible light, such as resin, the projector 20 is disposed at a position overlapping with the edge portion 40b, that is, on the back side of the edge portion 40b as viewed from the observer. The observer 20 can no longer see the projector 20 and the display on the screen 40 is easy to see.
- FIG. 56 (a) is a view of the screen 40 viewed from the front direction
- FIG. 56 (b) is a side view of the display device 10.
- FIG. 56 (b) in the display device 10 of FIG. 56 (b), the coherent light emitted from the projector 20 is reflected by the light traveling direction changing member 73 such as a folding mirror and is incident on the screen 40. Is done.
- the projector 20 is disposed on the bottom surface of the casing 71. More specifically, as shown in FIG. 56A, the projector 20 overlaps with the edge 40b of the screen 40 when the screen 40 is viewed from the front direction. Is arranged.
- the coherent light reflected by the light traveling direction changing member 73 travels in a direction close to the normal direction of the sheet surface of the screen 40 and enters the projection area. Therefore, the distortion of the projected image is almost eliminated.
- FIG. 56C is a diagram showing an example in which a plurality of projectors 20 are arranged in the casing 71. Since the plurality of projectors 20 are arranged on the same surface (for example, the bottom surface) in the housing 71, each projector 20 is hidden by the edge 40 b of the screen 40 when the screen 40 is viewed from the front direction. , It will not be visible to the observer.
- a recess 71a is provided on the bottom surface of the casing 71, and the projector 20 is placed in the recess.
- the projector 20 may not be visually recognized. Note that the shape of the recess 71a is not limited to that illustrated in FIG.
- the depth length of the casing 71 may not be increased due to various circumstances.
- the reflecting mirror 72 shown in FIG. 40 or the like is provided, or the exit axis direction of the projector 20 is made substantially parallel to the projection surface direction of the screen 40 and the exit surface of the projector 20 is shown in FIG.
- the light traveling direction changing member 73 may be disposed along the light traveling direction changing member, and the traveling direction of the coherent light may be changed by the light traveling direction changing member to be incident on the screen 40.
- the prism 78 is disposed along the exit surface of the projector 20, and the coherent light emitted from the projector 20 is reflected by the surface of the prism 78 and enters the folding mirror 79.
- the folding mirror 79 reflects the incident light from the prism 78 and guides it to the screen 40.
- the prism 78 of FIG. 57 is disposed on the bottom surface of the casing 71 as in the projector 20 disposed on the bottom surface of the casing 71, for example, as shown in FIG.
- the reflecting surface of the prism 78 may or may not be coated to increase the reflectance. When not coated, the incident light is reflected by total reflection or Fresnel reflection.
- the optical path length until the coherent light emitted from the projector 20 enters the screen 40 can be increased, and the projection area of the screen 40 can be increased. it can.
- FIG. 58 shows an example in which a plurality of display devices 10 each including the casing 71 shown in FIG. 39 are arranged in the vertical direction.
- Each display device 10 in FIG. 58 is used as a shelf on which various objects are placed, for example.
- a plurality of display devices 10 are arranged in the vertical direction, in order for the observer to visually recognize the screen 40 of the upper display device 10, it is necessary to direct his / her line of sight obliquely upward as shown in FIG. 59A. Further, in order to visually recognize the screen 40 of the lower display device 10, the line of sight must be directed obliquely downward as shown in FIG. 59B.
- FIG. 60A shows an example in which an observer turns his / her line of sight obliquely upward, and improves the visibility when viewing the screen 40 of the upper display device 10 among the plurality of display devices 10 arranged vertically. Can do.
- FIG. 60B is an enlarged view when a prism sheet is used as the lens sheet 81.
- the light incident on the prism sheet is refracted by the inclined surface and is incident on the screen 40.
- FIG. 60C shows an example in which the line of sight is directed obliquely upward, and the visibility when viewing the screen 40 of the lower display device 10 among the plurality of display devices 10 arranged vertically can be improved. .
- the lens sheet 81 such as a prism sheet is attached to the screen 40 to change the traveling direction of the projection light from the projector 20. By doing so, the visibility of the screen 40 can be improved.
- a specific optical configuration for causing the light from the projector 20 to enter from a direction inclined with respect to the normal direction of the projection surface of the screen 40 is not limited to using the lens sheet 81 as shown in FIGS. 60A and 60C.
- Conceivable for example, in FIG. 61, the coherent light emitted from the projector 20 disposed on the bottom surface of the housing 71 is reflected by the folding mirror 79 disposed on the top surface of the housing 71, and the coherent light is obliquely applied to the screen 40. An example of incidence is shown.
- the projector 20 may be disposed on the upper surface of the housing 71, and the folding mirror 79 may be disposed on the lower surface of the housing 71.
- FIG. 62 is a diagram showing a configuration of the display device 10 having a projection range adjustment function of the screen 40.
- the display device 10 of FIG. 62 includes a screen 40, a control device 35 having a projection range adjustment unit 82, and a plurality of projectors 20.
- the screen 40 may be a screen 40 having a speckle reduction function as shown in FIGS. 12A to 15 or may be a screen 40 having no speckle reduction function.
- the driving device 36 supplies a voltage or a current to the screen 40.
- the driving device 36 can be omitted.
- each projector 20 in FIG. 62 is arranged on the same plane.
- the projectors 20 in FIG. 62 are spaced apart from the bottom surface of the casing 71 as shown in FIG. 56 (b).
- Each projector 20 in FIG. 16 is manufactured with the same hardware specifications, and should have the same outer size and the same optical characteristics. However, the traveling direction of the projection light emitted from each projector 20 is slightly shifted due to the individual difference of each projector 20.
- the control device 35 includes a drive device 36, and a projection range adjustment unit 82 is provided in the control device 35. Note that the control device 35 having the projection range adjustment unit 82 may be provided separately from the drive device 36.
- the projection range adjustment unit 82 adjusts the projection range on the screen 40 by the light emitted from the plurality of projectors 20 for each projector 20. That is, the projection range adjustment unit 82 sets the projection range for each projector 20 so that the deviation of the projection range in at least one of the horizontal direction and the vertical direction on the screen 40 due to the light emitted from each projector 20 is reduced. adjust.
- the projection range on the screen 40 is reduced due to individual differences of each projector 20 and environmental conditions such as temperature. Deviation may occur.
- the deviation of the projection range in the left-right direction of the screen 40 can be reduced by finely adjusting the arrangement location of each projector 20, but it is not easy to reduce the deviation of the projection range in the vertical direction of the screen 40.
- the projection range adjustment unit 82 investigates in advance the projection range on the screen 40 of each projector 20 under the actual usage environment of the display device 10, and the deviation of the projection range of each projector 20 is reduced. As described above, the projection range is adjusted for each projector 20.
- FIG. 63 is a block diagram showing an internal configuration of each projector 20.
- the projector 20 in FIG. 63 includes a plurality of light sources 2, a dichroic mirror 3, a scanning member 4, and a lighting control unit 5.
- the plurality of light sources 2 emit light having different wavelength ranges.
- the plurality of light sources 2 include a light source 2 that emits red (R) coherent light, a light source 2 that emits green (G) coherent light, and a light source that emits blue (B) coherent light. 2.
- the dichroic mirror 3 is provided for synthesizing the light from each light source 2.
- two dichroic mirrors 3 are arranged on the optical axis of the light source 2 that emits red coherent light in accordance with the positions of the green light source 2 and the blue light source 2.
- the combined light combined by the dichroic mirror 3 enters the scanning member 4.
- the arrangement of the light sources 2 and the dichroic mirrors 3 is not limited to that shown in FIG.
- the scanning member 4 is, for example, a MEMS mirror having a rotation axis (not shown) that is rotatable in two axial directions.
- the MEMS mirror reflects the combined light and scans the light on the screen 40.
- the lighting control unit 5 controls the emission timing of light emitted from each light source in accordance with a control signal from the projection range adjustment unit 82. In addition, when a deviation occurs in the projection range on the screen 40 for each light source, a color deviation occurs. Therefore, the lighting control unit 5 performs color deviation according to a control signal from the projection range adjustment unit 82. In order to suppress this, the emission timing of light emitted from each light source may be controlled.
- the light emitted from the projector 20 moves on the screen 40, for example, along the direction of the arrow in FIG.
- the projection range that is the movement range of the arrow in FIG. 63 is set wider in the vertical direction, and the projection range of each projector 20 is shifted. What is necessary is just to control the lighting control part of the projector 20 according to quantity. That is, the timing at which light actually starts scanning on the screen 40 may be adjusted for each projector 20.
- the projection range adjustment unit 82 shown in FIG. 62 transmits a control signal to the lighting control unit 5 for each projector 20 and controls the timing at which light is emitted from the light source. Adjust the projection range. As a result, even when a plurality of projectors 20 are used to project a continuous image on one screen 40, unevenness and gaps do not occur at the boundary positions of the projected images that each projector 20 is in charge of, which makes it uncomfortable. It is possible to project a natural image without any image.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Abstract
スクリーン40は、複数の粒子または所定の液体を含む制御層と、制御層に電圧を印加して複数の粒子または所定の液体を駆動する電極と、を有するシート部材を備える。複数の粒子または所定の液体は、所定箇所に配置されたコヒーレント光源21から照射された光を透過または反射させ、電極は、電圧に応じて制御層の内部で複数の粒子の移動および回転の少なくとも一方を生じさせるか、または電圧に応じて制御層の内部で所定の液体を移動させる。
Description
本開示は、画像を表示するスクリーンおよび表示装置に関する。
特開2008-310260号公報に開示されているように、コヒーレント光源を用いたプロジェクタが利用されている。コヒーレント光として、典型的には、レーザー光源から発振されるレーザー光が用いられる。プロジェクタからの画像光がコヒーレント光によって形成される場合、画像光が照射されるスクリーン上にスペックルが観察されるようになる。スペックルは、斑点模様として認識され、表示画質を劣化させる。
特開2008-310260号公報は、マイクロカプセル型電気泳動方式の電子ペーパーによって構成されたスクリーンを提案している。特開2008-310260号公報のスクリーンでは、ラスタースキャン方式により照射される画像光の照射位置に対応して、反射率が変化する。
特開2008-310260号公報は、スクリーンで発生するスペックルを低減する技術を開示していない。スクリーンで発生するスペックルを低減させるには、スクリーンの拡散特性を維持したまま、拡散波面を時間変化させることが有効である。これまでにスクリーンを直接振動させる等の方式が提案されているが、実用面での制約が大きい。
スクリーンで画像を表示する目的はさまざまであり、その目的に応じた場所にスクリーンを設置する必要がある。例えば、広告媒体としてスクリーンを表示させる場合、多数の人間の注意を喚起する場所にスクリーンを設置するのが望ましいが、建物内の構造などによって、スクリーンの設置場所やサイズが制限される場合もある。また、デザイン性の観点から、スクリーンの形状やサイズ、設置場所を決定する場合もある。
本開示は、以上の点を考慮してなされたものであって、スクリーンの設置場所や形状、サイズを種々に変更しても、スペックルを低減することができるスクリーンおよび表示装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本開示の一態様では、複数の粒子または所定の液体を含む制御層と、前記制御層に電圧を印加して前記複数の粒子または前記所定の液体を駆動する電極と、を有するシート部材を備え、
前記複数の粒子または前記所定の液体は、所定箇所に配置された光源から照射された光を透過または反射させ、
前記電極は、前記電圧に応じて前記制御層の内部で前記複数の粒子の移動および回転の少なくとも一方を生じさせるか、または前記電圧に応じて前記制御層の内部で前記所定の液体を移動させる、スクリーンが提供される。
前記複数の粒子または前記所定の液体は、所定箇所に配置された光源から照射された光を透過または反射させ、
前記電極は、前記電圧に応じて前記制御層の内部で前記複数の粒子の移動および回転の少なくとも一方を生じさせるか、または前記電圧に応じて前記制御層の内部で前記所定の液体を移動させる、スクリーンが提供される。
前記シート部材は、支持具によって、前記シート部材から離隔して配置される所定の面に支持されてもよい。
前記シート部材のシート面は、前記所定の面に対向するように配置されてもよい。
前記シート部材のシート面は、前記所定の面に交差する方向に配置されてもよい。
前記シート部材のシート面は、所定の面に面接触されてもよい。
前記シート部材は、シート面が湾曲された状態で所定の面上に配置され、
前記シート部材の少なくとも一部の端部は、前記所定の面に接触されてもよい。
前記シート部材の少なくとも一部の端部は、前記所定の面に接触されてもよい。
前記所定の面は、天井面であってもよい。
前記所定の面は、天井面とは異なる方向に配置される面であってもよい。
前記シート部材のシート面は平坦面であってもよい。
前記シート部材のシート面は曲面であってもよい。
それぞれが前記制御層および前記電極を有し、密着配置される複数の前記シート部材を備え、
前記複数のシート部材のうち、隣接配置される2つのシート部材の一端部同士は、面一になるように接合されてもよい。
前記複数のシート部材のうち、隣接配置される2つのシート部材の一端部同士は、面一になるように接合されてもよい。
請求項1乃至11のいずれか一項に記載のスクリーンと、
前記シート部材の一以上の場所に一端部が接続され、他端部が前記シート部材から離隔して配置される所定の面に接続され、前記所定の面にて前記シート部材を支持する支持具と、
コヒーレント光を前記スクリーンに照射する前記光源と、を備えてもよい。
前記シート部材の一以上の場所に一端部が接続され、他端部が前記シート部材から離隔して配置される所定の面に接続され、前記所定の面にて前記シート部材を支持する支持具と、
コヒーレント光を前記スクリーンに照射する前記光源と、を備えてもよい。
前記光源は、前記所定の面に沿って配置されてもよい。
前記光源は、前記シート部材のシート面内の法線方向の範囲内に配置されてもよい。
前記光源は、前記シート部材のシート面内の法線方向の範囲から外れた位置に配置されてもよい。
前記シート部材のシート面内で、前記光源から出射されたコヒーレント光を走査させる光源制御部を備えてもよい。
前記シート部材は、所定の基準面上に配置され、
前記光源は、前記基準面上に配置されてもよい。
前記光源は、前記基準面上に配置されてもよい。
前記シート部材は、前記光源の少なくとも一部を取り囲むように配置されてもよい。
前記シート部材は、中空の球状体であり、
前記光源は、前記球状体の内部に配置されてもよい。
前記光源は、前記球状体の内部に配置されてもよい。
前記球状体は、密着配置される複数の前記シート部材のうち、隣接配置される2つのシート部材の一端部同士を面一になるように接合したものであってもよい。
前記シート部材は、中空の円筒体であり、
前記光源は、前記円筒体の内部に配置されてもよい。
前記光源は、前記円筒体の内部に配置されてもよい。
前記円筒体は、一つの前記シート部材の対向する両端部同士が面一になるように湾曲させて接合するか、または密着配置される複数の前記シート部材のうち隣接配置される2つのシート部材の一端部同士を面一になるように接合したものであってもよい。
上述したスクリーンと、
コヒーレント光を照射する前記光源と、を備えてもよい。
コヒーレント光を照射する前記光源と、を備えてもよい。
本開示の一態様では、複数の粒子または所定の液体を含む制御層と、前記制御層に電圧を印加して前記複数の粒子または前記所定の液体を駆動する電極と、を有するシート部材と、
前記シート部材を三次元空間内で浮遊させる駆動力を発生する駆動部と、
前記シート部材の一以上の場所に一端部が接続され、他端部が前記駆動部に接続され、前記駆動部にて前記シート部材を支持する支持具と、
前記駆動部に沿って配置される光源と、を備え、
前記複数の粒子または前記所定の液体は、前記光源から照射された光を透過または反射させ、
前記電極は、前記電圧に応じて前記制御層の内部で前記複数の粒子の移動および回転の少なくとも一方を生じさせるか、または前記電圧に応じて前記制御層の内部で前記所定の液体を移動させる、表示装置が提供される。
前記シート部材を三次元空間内で浮遊させる駆動力を発生する駆動部と、
前記シート部材の一以上の場所に一端部が接続され、他端部が前記駆動部に接続され、前記駆動部にて前記シート部材を支持する支持具と、
前記駆動部に沿って配置される光源と、を備え、
前記複数の粒子または前記所定の液体は、前記光源から照射された光を透過または反射させ、
前記電極は、前記電圧に応じて前記制御層の内部で前記複数の粒子の移動および回転の少なくとも一方を生じさせるか、または前記電圧に応じて前記制御層の内部で前記所定の液体を移動させる、表示装置が提供される。
前記シート部材のシート面は平坦面であってもよい。
前記シート部材のシート面は曲面であってもよい。
それぞれが前記制御層および前記電極を備えた密着配置される複数の前記シート部材を備え、
前記複数のシート部材のうち、隣接配置される2つのシート部材の一端部同士は、面一になるように接合されてもよい。
前記複数のシート部材のうち、隣接配置される2つのシート部材の一端部同士は、面一になるように接合されてもよい。
本開示の一態様では、複数の粒子または所定の液体を含む制御層と、前記制御層に電圧を印加して前記複数の粒子または前記所定の液体を駆動する電極と、をそれぞれが有する密着配置される複数のシート部材と、
前記複数のシート部材にコヒーレント光を照射する光源と、
前記光源からのコヒーレント光を前記複数のシート部材の各シート面上で走査させる光源制御部と、を備え、
前記複数のシート部材のうち、隣接配置される2つのシート部材の一端部同士は、面一になるように接合され、
前記光源制御部は、隣接配置される2つのシート部材のつなぎ目に前記光源からのコヒーレント光が照射されないように前記コヒーレント光を走査させる、表示装置が提供される。
前記複数のシート部材にコヒーレント光を照射する光源と、
前記光源からのコヒーレント光を前記複数のシート部材の各シート面上で走査させる光源制御部と、を備え、
前記複数のシート部材のうち、隣接配置される2つのシート部材の一端部同士は、面一になるように接合され、
前記光源制御部は、隣接配置される2つのシート部材のつなぎ目に前記光源からのコヒーレント光が照射されないように前記コヒーレント光を走査させる、表示装置が提供される。
本開示の一態様では、複数の粒子または所定の液体を含む制御層と、前記制御層に電圧を印加して前記複数の粒子または前記所定の液体を駆動する電極と、を有するシート部材と、
前記シート部材のシート面上の対応する部分領域にそれぞれコヒーレント光を照射する複数の光源と、を備え、
前記複数の光源からのコヒーレント光が照射される複数の前記部分領域のうち、隣接配置される2つの部分領域は一部が重なり合っている、表示装置が提供される。
前記シート部材のシート面上の対応する部分領域にそれぞれコヒーレント光を照射する複数の光源と、を備え、
前記複数の光源からのコヒーレント光が照射される複数の前記部分領域のうち、隣接配置される2つの部分領域は一部が重なり合っている、表示装置が提供される。
隣接配置される2つの部分領域のうち、互いに重なり合った領域を照射する前記複数の光源のコヒーレント光の光強度を調整する光源制御部を備えてもよい。
前記複数の粒子のそれぞれは、第1部分および第2部分を含んでいてもよい。
前記複数の粒子は帯電性を有し、
前記電極は、前記複数の粒子を移動させる電場を形成してもよい。
前記電極は、前記複数の粒子を移動させる電場を形成してもよい。
それぞれが前記複数の粒子を収納する複数の隔壁部を有し、
前記複数の隔壁部のそれぞれは、
導電性または極性を有する第1液体と、
前記第1液体に接するように配置され、前記第1液体とは不混和の前記所定の液体に対応する第2液体と、
前記第2液体に接するように配置される電気絶縁層と、
前記第2液体に印加する電圧に応じて、前記電気絶縁層上での前記第2液体の接触角を変化させる電極と、を有してもよい。
前記複数の隔壁部のそれぞれは、
導電性または極性を有する第1液体と、
前記第1液体に接するように配置され、前記第1液体とは不混和の前記所定の液体に対応する第2液体と、
前記第2液体に接するように配置される電気絶縁層と、
前記第2液体に印加する電圧に応じて、前記電気絶縁層上での前記第2液体の接触角を変化させる電極と、を有してもよい。
前記光源を含むプロジェクタを備え、
前記光源は、前記プロジェクタで生成された画像コヒーレント光を出射してもよい。
前記光源は、前記プロジェクタで生成された画像コヒーレント光を出射してもよい。
本開示の一態様では、複数の粒子または所定の液体を含む制御層と、前記制御層に電圧を印加して前記複数の粒子または前記所定の液体を駆動する電極と、を有するシート状のスクリーンと、
前記電極を駆動する駆動装置と、
コヒーレント光を前記スクリーンに投射する投射装置と、
少なくとも前記投射装置を内蔵する筐体と、を備え、
前記投射装置は、
コヒーレント光を射出する光源と、
前記光源から射出されたコヒーレント光を前記スクリーン上で走査させる走査デバイスと、を有し、
前記スクリーンは、前記筐体の外表面の少なくとも一部に配置される、表示装置が提供される。
前記電極を駆動する駆動装置と、
コヒーレント光を前記スクリーンに投射する投射装置と、
少なくとも前記投射装置を内蔵する筐体と、を備え、
前記投射装置は、
コヒーレント光を射出する光源と、
前記光源から射出されたコヒーレント光を前記スクリーン上で走査させる走査デバイスと、を有し、
前記スクリーンは、前記筐体の外表面の少なくとも一部に配置される、表示装置が提供される。
前記筐体に内蔵され、前記投射装置から出力されたコヒーレント光の進行方向を切り替えて前記スクリーンに導く光進行方向変更部材を備えてもよい。
前記光源および前記走査デバイスは、前記光進行方向変更部材から前記スクリーンに向けて進行するコヒーレント光の光路を遮らない場所に配置されてもよい。
前記光進行方向変更部材は、反射ミラーまたはプリズムであってもよい。
前記光進行方向変更部材は、前記コヒーレント光の進行方向を1回以上変化させて、前記スクリーンに導光し、前記投射装置から射出された前記コヒーレント光のうち最短距離でスクリーンに入射する光の光路長は、前記筐体の奥行きの内寸長さよりも長くてもよい。
前記光進行方向変更部材は、前記スクリーンの投射面の法線方向に対して傾斜した方向に沿ってコヒーレント光を前記スクリーンに入射させてもよい。
前記筐体は、前記光進行方向変更部材におけるコヒーレント光の入射方向および出射方向に応じて、湾曲または折れ曲がっていてもよい。
前記筐体に内蔵され、前記投射装置から出力されたコヒーレント光の拡散範囲を制御する光学系を備えてもよい。
前記光学系は、光軸方向に離隔して配置された複数のレンズを有してもよい。
前記投射装置は、前記スクリーンのそれぞれ異なる領域にコヒーレント光を投射する複数の投射部を有し、
前記複数の投射部のそれぞれは、前記光源と前記走査デバイスとを有してもよい。
前記複数の投射部のそれぞれは、前記光源と前記走査デバイスとを有してもよい。
前記スクリーンの入射面側に配置され、前記投射装置から出力された複数のコヒーレント光を平行化する平行化光学系を備えてもよい。
前記複数の投射部から射出されたコヒーレント光による前記スクリーン上の投射範囲を前記複数の投射部のそれぞれごとに調整してもよい。
前記投射範囲調整部は、前記複数の投射部から出射されたコヒーレント光による前記スクリーン上の水平方向および垂直方向の少なくとも一方における投射範囲のずれが低減されるように、前記複数の投射部のそれぞれことに投射範囲を調整してもよい。
前記投射範囲調整部は、前記筐体の周囲の温度に応じて、前記複数の投射部のそれぞれごとに投射範囲を調整してもよい。
前記スクリーンは、前記筐体の外表面のそれぞれ相違する場所に配置される複数のスクリーン部を有し、
前記投射装置は、前記複数のスクリーン部のうち対応するスクリーン部にコヒーレント光を照射する複数の投射部を有してもよい。
前記投射装置は、前記複数のスクリーン部のうち対応するスクリーン部にコヒーレント光を照射する複数の投射部を有してもよい。
前記複数の投射部のそれぞれは、前記複数の投射部における他の前記投射部から出力されるコヒーレント光の光路とは異なる場所に配置されてもよい。
前記投射装置は、前記スクリーンの配置場所に対して片寄って配置されてもよい。
前記筐体の外表面のそれぞれ異なる面方向に配置される複数の前記スクリーンを備え、 前記投射装置は、前記複数のスクリーン上でコヒーレント光を走査してもよい。
前記スクリーンは、折れ面または湾曲面を有し、
前記折れ面または前記湾曲面は、単一または複数の前記投射装置によって投射されてもよい。
前記折れ面または前記湾曲面は、単一または複数の前記投射装置によって投射されてもよい。
前記投射装置は、正面方向から前記スクリーンを見たときに、前記スクリーンの投射領域から隠れる位置に配置されてもよい。
前記投射装置は、正面方向から前記スクリーンを見たときに、前記スクリーンの縁部と重なる位置に配置されてもよい。
[発明の効果]
本開示によれば、スクリーンの設置場所や形状、サイズを種々に変更しても、スペックルを低減することができる。
本開示によれば、スクリーンの設置場所や形状、サイズを種々に変更しても、スペックルを低減することができる。
以下、図面を参照して本開示の実施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。
本実施形態によるスクリーンは、表示装置にて用いることができる。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と、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と、を備えている。スクリーン40は、後述するように、入射光に対して及ぼす拡散波面を経時的に変化させることができ、これにより、スペックルを目立たなくすることができる。
この他、図1の表示装置10は、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。一例として、制御装置35は、汎用コンピューターで構成可能である。
プロジェクタ20は、画像を形成する光、すなわち画像光を、スクリーン40へ投射する。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。
図示された例において、プロジェクタ20は、ラスタースキャン方式にて、スクリーン40上にコヒーレント光を投射する。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、コヒーレント光を投射する。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投射する。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。
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。一実施形態によるスクリーン40は、複数の粒子を有した粒子シート50と、電力源30と接続された電極41,42と、を有する。粒子シート50の一方の主面上に、第1電極41が面状に広がっており、粒子シート50の他方の主面上に、第2電極42が面状に広がっている。また、スクリーン40は、図1に示すように、第1電極41を覆ってスクリーン40の一方の最表面を形成する第1カバー層46と、第2電極42を覆ってスクリーン40の他方の最表面を形成する第2カバー層47と、を有する。
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、第1カバー層46によって形成される表示側面40aに、画像光を照射する。画像光は、スクリーン40の第1カバー層46及び第1電極41を透過し、その後、粒子シート50において拡散反射する。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は、画像を観察することが可能となる。
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」、JISK0115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。
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。
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、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薄膜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。
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間に設けられた粒子層55と、を有する。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を支持する。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。
次に、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、を有する。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。保持部56は、溶媒57によって膨潤している。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。
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。
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、(微架橋した)アクリル樹脂、(微架橋した)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。
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。
次に、粒子60について説明する。粒子60は、プロジェクタ20から投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、画像光を拡散させる、とりわけ拡散反射させる機能を有する。
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の間に位置する粒子シート50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。
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。
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。
図示された例において、粒子60は、単一色となっている。すなわち、第1部分61および第2部分62は、同一色となっている。第1部分61及び第2部分62の色は、第1部分61及び第2部分62に、顔料や染料等の色材を添加することにより、調整され得る。顔料や染料は、種々の公知の顔料や染料等を用いることができる。
粒子60に対して用いる単一色とは、スクリーン40で画像の表示を行っていない状態において、粒子60が粒子シート50内で動作したとしても、スクリーン40の表示側面40aを観察する観察者が、通常の観察力でスクリーン40の色の変化を認識できない程度に一様な色を有していることを意味する。すなわち、粒子60の第1部分61がスクリーン40の表示側面40aに向いている状態でのスクリーン40の表示側面40aと、粒子60の第2部分62がスクリーン40の表示側面40aに向いている状態でのスクリーン40の表示側面40aが、当該スクリーン40で画像の表示を行っていない状態において、観察者の通常の注意力での観察において、同一の色として認識される場合、粒子60が単一色であると言える。
なお、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。
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。
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、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。
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。
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。
スクリーン40上に投射された光は、第1カバー層46及び第1電極41を透過して、粒子シート50に到達する。この光は、粒子シート50の粒子60で拡散反射し、スクリーン40の観察者側となる種々の方向へ向けて射出する。したがって、スクリーン40の観察者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。
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。
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、ラスタースキャン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、ラスタースキャンを採用した場合、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搖動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。
一方、本実施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。
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間に位置する粒子シート50に電場が形成される。粒子シート50の粒子層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。
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。
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、粒子シート50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。
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。
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。
(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。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。
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。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。
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、光の散乱または反射機能を有する。さらに、第2部分62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。
このように、第1部分61と第2部分62は光学特性が異なっており、さらに、第2部分62の表面は凸面形状である。これにより、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散乱または反射される。よって、プロジェクタ20からの投射光が第2部分62で散乱または反射されてスクリーン40に映し出される。
第2部分62の表面が凸面形状で有るため、第1部分61を通過して第2部分62の表面に到達した光は、凸面の曲率に応じた方向に散乱または反射される。凸面に入射された光は、凹面に入射された光よりも光の拡散範囲が広くなる。よって、本実施形態のように、第1部分61よりも第2部分62の体積が小さくて、第2部分62の表面が凸面になる場合には、各粒子60に入射された光の拡散範囲を広げることができる。
第1および第2電極41,42に電圧を印加していない状態では、粒子層55内の各粒子60は、種々の方向を向いていることがありうる。この場合、第1および第2電極間に所定の初期電圧を印加することで、図6に示すように、各粒子60の第1部分61が観察者側を向くように整列させることが可能となる。あるいは、第1部分61と第2部分62の比重を調整することで、図6のような向きに各粒子60を整列させることも可能である。
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。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の間に位置する粒子シート50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や向きをとるようキャビティ56a内で動作する。図6の状態では、粒子60内の第2部分62は、粒子層55の面方向に対向配置されているが、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に入射された光を散乱または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の表面に入射される光の入射角度が変化し、第2部分62での光の散乱または反射方向も変化する。これにより、スクリーン40の拡散特性を変化させることができる。
(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。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、第2の実施形態と同様であり、第1部分61は透明部材であり、第2部分62は光の散乱または反射機能を有する。
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。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、第2の実施形態と同様であり、第1部分61は透明部材であり、第2部分62は光の散乱または反射機能を有する。
第1部分61と第2部分62との界面は、第1部分61から見ると凸面であり、第2部分62から見ると凹面である。第1部分61から第2部分62に入射された光は、収束する方向に進行する。これにより、本実施形態による粒子60を有するスクリーン40は、狭い範囲に光を拡散させることができる。したがって、スクリーン40の正面側の特定の位置にいる観察者に集中的に拡散光を集めることができ、この観察者から見ると、高コントラストでスクリーン40を視認できることになる。
上述した図3、図6および図7では、反射型のスクリーン40について説明したが、透過型のスクリーン40にも適用可能である。透過型のスクリーン40の場合、プロジェクタ20からの光が粒子60を通過する必要がある。このため、例えば、第2部分62の体積を第1部分61に対してより小さくすることで、第1部分61を通過して第2部分62に入射される光の割合を減らしてもよい。あるいは、第2部分62がある粒子60と第2部分62がない粒子60を混在させてもよい。透過型のスクリーン40の場合、粒子層55の全体での光の透過率が反射率よりも高くなるように、各粒子60の第1部分61と第2部分62との体積比を調整するのが望ましい。
(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。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に面接触しており、第1部分61とは比誘電率が異なっている。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。
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。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に面接触しており、第1部分61とは比誘電率が異なっている。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。
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に入射された光を散乱または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。このような拡散成分63cの光拡散機能(光散乱機能)は、例えば、粒子60の主部63c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63c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63cを構成することにより、付与され得る。第3部分63の母材とは異なる屈折率を有する拡散成分63c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。
粒子60は、典型的には球形であり、その中心付近を通過する薄い層が第3部分63であり、第3部分63の両面(第1面63aと第2面63b)側に第1部分61と第2部分62が面接触している。なお、粒子60の形状は、理想的な球体であるとは限らない。よって、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。
粒子60の第3部分63の第1面63aと第2面63bとの間の厚さは、第1部分61の第1面63aの法線方向における最大厚さよりも薄い。第3部分63の第1面63aと第2面63bとの間の厚さは、第3部分63の第2面63bの法線方向における最大厚さよりも薄い。第1面63aと第2面63bは、例えば円形または楕円形であり、第3部分63は、例えば円板、楕円板、円筒体、または楕円筒体の形状である。
第1および第2電極41,42に電圧を印加していない初期状態では、第3部分63の面方向は、粒子層55の面方向に略平行に配置されている。なお、初期状態で、第3部分63の面方向を粒子層55の面方向に略平行に配置するには、例えば、粒子60の第1部分61、第2部分62および第3部分63の比重を調整することで、実現可能である。あるいは、初期状態のときに第1および第2電極41,42に所定の初期電圧を印加して、粒子層55内の各粒子60の第3部分63の面方向が粒子層55の面方向に略平行になるようにしてもよい。
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。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の間に位置する粒子シート50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や向きをとるよう、キャビティ56a内で動作する。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3部分63の面方向の角度が変化する。第3部分63は、第1部分61に入射された光を散乱または反射させる機能を有するため、第3部分63の角度が変化することで、スクリーン40の拡散特性を変化させることができる。
図8に示す粒子を図9のように90度回転させて配置することで、透過型スクリーンとして用いることもできる。図9のように粒子60を回転させるには、粒子層55の内部に、図8とは90度異なる方向に電場をかければよい。例えば、観察者とは反対側のみに第1電極41と第2電極42を交互にストライプ状に配置し、これら電極41,42にて粒子層55の面方向への電場、すなわち図8とは90度異なる方向の電場を形成する。より具体的には、本実施形態では、隣接する第1電極41および第2電極42間に交流電圧を印加することで、粒子層55の面方向に形成される電場を周期的に切り替える。これにより、対応する第1電極41および第2電極42間の近傍に位置する粒子60は、交流電圧の周波数に応じて回転する。
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10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10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、粒子シート50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10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、粒子シート50の粒子層55に電場を形成することができる。
なお、図11(a)~図11(c)に示されるように、粒子層55における各保持部56が有するキャビティ56aは単一の粒子56を含むように構成されていてもよい。図11(a)は、単一キャビティ56a内に単一の粒子56を含む保持部56を示す。図11(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11(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。
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。
上述した各スクリーン40は、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回転させることで、スペックルが視認されないようにしている。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。
図12Aおよび図12B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12A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。
電子ペーパーでは、2種類の粒子60を互いに異なる色に着色して、粒子60の移動に応じて表示色を可変させているが、透過型のスクリーン40として用いる場合は、2種類の粒子60はともに透明にしておくのが望ましい。交流電圧の電圧極性が切り替わるたびに、2種類の粒子60の移動方向が変化するため、これにより、スクリーン40の透過特性が変化し、スペックルが目立たなくなる。
また、図12Aの構造を反射型のスクリーン40として用いる場合は、2種類の粒子60をともに例えば白色にすればよい。これにより、スクリーン40に照射されたプロジェクタ20からの画像光は、粒子60にて反射されることになる。図12Aの反射型のスクリーン40であっても、2種類の粒子60は交流電圧の電圧極性が切り替わるたびに移動するため、粒子60での反射特性が変化し、やはりスペックルが目立たなくなる。
図12A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12Bのように双極子からなる粒子60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の透過特性や反射特性が変化し、スペックルが目立たなくなる。
図12Aと図12B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。
図12Aや図12B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12Cに示すように、極性の異なる2種類の粒子60を収納するマイクロカプセル64を設けて、このマイクロカプセル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、各電極ごとにマイクロカプセル64内の粒子60の向きを可変させることができる。
図12A、図12Bおよび図12Cの一変形例として、図13Aや図13Bのように、スクリーン40のシート面に沿って複数のセル部43を設けて、各セル部43ごとに電極41を設けることで、各セル部43ごとに粒子60の移動を制御してもよい。図13Aのような隔壁構造は、対向する二つの基板44,45と、隔壁部46とによって、各セル部43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43の内部には、粒子60を収納してもよいし、図12Cのようなマイクロカプセル64を収納してもよい。
図13Bの隔壁構造は、一方の電極42上に配置される絶縁層47に賦型工程などで凹凸を形成し、凹部48内に粒子60と溶媒49とを充填して、その上を基板44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。
また、本実施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電子粉粒体方式を採用してもよい。例えば、図14に示すように、隔壁構造の各セル部43に気体53と複数の粉粒体54を充填してもよい。ここで、粉粒体54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54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14の場合も、例えば各セル部43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。
また、スクリーン40は、図15に示すように、エレクトロウェッティング方式を採用してもよい。図15の場合、隔壁構造の各セル部43に水68と油膜69が充填されており、油膜69は誘電体層70の上に配置されている。各セル部43に対応した電極41,42の印加電圧に応じて油膜69の接触角が変化し、油膜69の表面積を可変させることができる。これにより、スクリーン40の透過特性や反射特性が変化し、やはりスペックルが視認されにくくなる。
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。以下では、上述した各スクリーン40の代表的な使用形態を説明する。なお、以下で説明する各使用形態で用いられるスクリーン40は、上述した図3~図15のいずれかの断面構造を備えていてもよい。あるいは、図3~図15以外の断面構造を備えていてもよい。ただし、以下の各使用形態で用いられるスクリーン40は、スクリーン40内の粒子60の回転と移動の少なくとも一方を生じさせて、スペックルを低減する機能を備えていることを前提としている。
(スクリーン40の第1使用例)
図16A、図16Bおよび図16Cはスクリーン40の第1使用例を示す図である。図16A、図16Bおよび図16Cのスクリーン40は、支持具11によって、天井面12に支持されている。光源21は、天井面12に沿って配置されている。より具体的には、光源21は、天井面12に直接取り付けられるか、あるいは、天井面12から伸びる不図示の支持部材に支持されている。
図16A、図16Bおよび図16Cはスクリーン40の第1使用例を示す図である。図16A、図16Bおよび図16Cのスクリーン40は、支持具11によって、天井面12に支持されている。光源21は、天井面12に沿って配置されている。より具体的には、光源21は、天井面12に直接取り付けられるか、あるいは、天井面12から伸びる不図示の支持部材に支持されている。
光源21は天井面12よりも上方に配置されていてもよい。例えば、天井面12に、光源21を埋め込む孔を設けて、この孔の内部に光源21を配置したり、天井面12の少なくとも一部を透明な面にして、天井面12よりも上方に配置された光源21からの光を透過させてスクリーン40に導光してもよい。光源21は、コヒーレント光を出射することを念頭に置いているが、場合によっては、LED光などの非コヒーレント光を出射してもよい。以下では、光源21がコヒーレント光を出射する例を説明する。
また、図16A、図16Bおよび図16Cの光源21は、コヒーレント光を出射する光源21を内蔵したプロジェクタ20であってもよい。スクリーン40を照明装置として用いる場合は、光源21単体を設ければよいが、表示装置10として用いる場合は、プロジェクタ20で生成した画像コヒーレント光を出射して、スクリーン40を照射する。
スクリーン40は、例えば上述した図3~図15のいずれかの断面構造を有するシート部材である。すなわち、このシート部材は、複数の粒子60または所定の液体を含む制御層と、この制御層に電圧を印加して複数の粒子60または所定の液体を駆動する電極とを有する。ここで、制御層とは、図3~図14の粒子層55または図15の水68および油膜69に対応している。所定の液体とは、図15の油膜69である。
図16A、図16Bおよび図16Cのスクリーン40のシート面は、平坦面である。図16A、図16Bおよび図16Cのスクリーン40の外形形状は特に問わず、円形、矩形またはその他の形状でもよい。支持具11の一端部はスクリーン40の一以上の場所に接続され、他端部は天井面12に接続されている。図16A、図16Bおよび図16Cのスクリーン40のシート面は、天井面12に対向配置されている。対向配置とは、シート面と天井面12とが略平行または平行に近い角度で向き合って配置されていることを意味する。支持具11によって、スクリーン40を安定に天井面12に支持するには、スクリーン40の対角上の複数箇所に支持具11を取り付けるのが望ましい。支持具11は、金属細線でもよいし、樹脂等の非金属細線でもよい。また、支持具11は、細線ではなく、ある程度の幅を持った金属または非金属部材でもよい。
図16A、図16Bおよび図16Cに示すように、スクリーン40を天吊りする場合、スクリーン40はできるだけ軽量であるのが望ましい。このため、スクリーン40を構成する図3に示す第1基材51や第2基材52等の材料は、単位体積当たりの重量ができるだけ軽いものが望ましい。また、軽くて丈夫な材料であれば、膜厚を薄くでき、結果として重量の削減に繋がる。例えば、軽量化を考慮に入れて、第1基材51や第2基材52として、ポリエチレンテレフタラートフィルムを用いて、膜厚を100μm以下にすることが一例として考えられる。
スクリーン40は、軽量化のために薄膜化する可能性があるが、薄膜化するほど、皺や弛みが生じやすくなり、スクリーン40の周縁部もめくれやすくなる。そこで、図16Bに示すように、スクリーン40の対向する2つの端面をフレーム16で支持して、このフレーム16に支持具11を取り付けて、天井面12から吊り下げてもよい。また、フレーム16にてスクリーン40の弛みを調整してもよい。具体的には、スクリーン40の左右両端のフレーム16の間隔を変えることで、スクリーン40の弛みを調整してもよい。
また、図16Bに示すように、スクリーン40の天井面12に対向する側の表面に、所定の光学特性を有する光学シート19を配置してもよい。光学シート19は、光源21からの光の透過特性や散乱特性等を調整するものであり、フレネルレンズシートやプリズムシートなどであってもよい。この種の光学シート19は、スクリーン40の全面を覆っている必要はなく、光源21の照射光軸から離れた場所に光源21からの光の配光特性を調整する光学シート19を選択的に配置してもよい。光学シート19も、材料や膜厚等によって、軽量化に対する対策を施してもよい。
図3に示すように、スクリーン40の第1電極41と第2電極42には、電圧を供給する必要がある。図16Aでは、スクリーン40に電圧を供給する配線を明示していないが、例えば支持具11を介して電圧を供給してもよい。あるいは、図16Bに示すように、支持具11とは別個に電圧を供給する配線5を設けてもよい。この配線5は、例えば天井面12に沿って引き回される。なお、配線5の引き回し方法は任意であり、上述したように支持具11と一体化してもよい。
図16Cは、スクリーン40の下面側に透明な支持基板6を配置した例を示している。支持基板6は、例えば1mm~5mmの厚さの樹脂平板である。樹脂平板の材料は、例えばアクリル樹脂やポリカーボネートである。このような支持基板6の上面にスクリーン40を配置するようにすれば、スクリーン40の厚さをできるだけ薄くしても、スクリーン40の撓みを抑制できるとともに、スクリーン40の平坦性および剛性を向上できる。あるいは、支持基板6を設ける代わりに、スクリーン40の天井面12とは反対の面側に、スクリーン40を構成する層として、1mm~5mm厚のアクリル樹脂層やポリカーボネート層を配置してもよい。
図16A、図16Bおよび図16Cのスクリーン40は、このスクリーン40の下方にいる人間が上方を見上げて視認することを想定している。例えば、天井面12の全域に図16A、図16Bまたは図16Cのスクリーン40を配置することで、大迫力の画像表示を行うことができる。また、天井面12は通常平坦面であり、天井面12には照明灯以外の障害物はないため、天井面12またはその近傍をスクリーン40の配置場所として活用することで、スクリーン40の配置場所を確保するのに苦慮しなくて済む。
図16A、図16Bおよび図16Cのスクリーン40の利用目的には、特に制限はない。例えば、広告宣伝目的の画像を表示してもよいし、何らかの情報を表示する目的で使用してもよいし、映画などの動画表示を行ってもよい。
図16A、図16Bおよび図16Cの光源21は、スクリーン40のシート面内の法線方向の範囲内に配置されているため、スクリーン40の下方にいる人間がスクリーン40を見上げたときに、スクリーン40を通してしか光源21を視認できない。これにより、光源21を直視するおそれがなくなり、光源21がコヒーレント光を出射しても、人間の目に損傷を与えなくなる。よって、図16A、図16Bおよび図16Cのスクリーン40によれば、コヒーレント光の安全性が向上する。
なお、図16A、図16Bおよび図16Cは、透過型スクリーン40を想定しているが、スクリーン40内の粒子層55等に透過性を損なわない程度の光拡散粒子60を含有させておくことで、コヒーレント光の強度を弱めて、安全性をさらに向上させもよい。
図16A、図16Bおよび図16Cのスクリーン40のシート面は平坦面であるが、図17A、図17Bおよび図17Cのように、シート面を曲面状にしてもよい。スクリーン40のシート面を曲面状にすることで、スクリーン40の端部側の下方にいる人間の視線方向がシート面の法線方向に近づくことになり、スクリーン40の画像を見やすくなる。なお、スクリーン40の厚さが薄い場合やスクリーン40の重量が大きい場合、スクリーン40の縁部に支持具11を取り付けると、スクリーン40の中央部がより大きく垂れ下がって、図17A、図17Bおよび図17Cのような曲面形状となる場合もある。
図17Aのように、スクリーン40のシート面を曲面状にするには、スクリーン40を予め曲面形状に加工してもよいし、あるいは平坦で薄膜のスクリーン40を支持具11によって天吊りする際に曲面状に変形させてもよい。平坦で薄膜のスクリーン40を支持具11によって曲面状に変形させる方が安価に実現できるが、そのためのスクリーン40の材料としては、例えば、アクリルやポリカーボネート等の樹脂板、薄板ガラス、アルミやSUS等の金属板が用いられ、スクリーン40の厚さは100μm~3000μm程度が望ましい。
図17Bは、図16Bと同様に、スクリーン40の対向する2つの端面をフレーム16で支持して、このフレーム16に支持具11を取り付けて、天井面12から吊り下げた例を示している。また、図17Bは、支持具11とは別個に、スクリーン40の電極41,42に電圧を供給するための配線5を設ける例を示しているが、配線5の引き回し方法は任意であり、支持具11と一体化してもよい。
スクリーン40のシート面を曲面状にする場合、スクリーン40を構成する2つの基材51,52のうち、天井面側に配置される一方の基材を他方の基材よりも少し大きめにするのが望ましい。仮に2つの基材51,52の水平間距離が同じであるとすると、天井面12側に配置される一方の基材の表面に皺が形成されるおそれがある。よって、スクリーン40のシート面の曲がり具合に応じて、2つの基材51,52の水平間距離を予め調整するのが望ましい。図17Cは、地面側に配置される第1基材51を、天井面12側に配置される第2基材51よりも、水平間距離を長さを長くした例を示している。第1基材51と第2基材52とは、スペーサ7を介して離隔して対向配置され、スペーサ7の周囲は封止材8にて封止されている。
天井面12に設置するべきスクリーンサイズが、スクリーン40用のシート部材のサイズよりも大きい場合は、シート部材40aを複数個繋げて、任意のサイズのスクリーン40を作製してもよい。図18A~図18Eは、隣接配置される2つのシート部材40aの一端部同士を接合したスクリーン40を示す図である。図18A~図18Eは、スクリーン40のシート面が平坦面の例を示しているが、複数のシート部材40aの一端部同士を接合して、曲面状のスクリーン40を作製してもよい。なお、矩形状のシート部材40aを縦または横方向に繋げる枚数は任意である。複数のシート部材40aをつなぎ合わせた後に、余分なサイズ分を切り取ることで、シート部材40aのサイズに依存せず、任意のサイズのスクリーン40を作製してもよい。
図18Aは、2つのシート部材40aの一端部同士を接合し、反対側の端部にそれぞれ支持具11を取り付けて天吊りしたスクリーン40を示す図である。図18Bは、フレーム16で2つのシート部材40aを支持して、フレーム16に支持具11を取り付けて天吊りしたスクリーン40を示す図である。
図18Cは、図3の粒子層55を含む複数の粒子層55を水平方向に並べて、これら粒子層55を第1基材51と第2基材52で覆って周縁部を封止材8にて封止した構造のスクリーン40を示す図である。この場合、複数の粒子層55は、第1基材51と第2基材52からなる袋体4に内包された構造となる。
図18Dは、透明な支持基板6上に、2つのシート部材40aを配置して、これらシート部材40aの一端部同士を遮光部材9で接合したスクリーン40を示す図である。2つのシート部材40aの間に遮光部材9を配置するため、2つのシート部材40aの隙間から光が漏れるおそれがなくなる。
図18Eは、遮光部材9を用いる代わりに、一方のシート部材40aを他方のシート部材40aの上に一部重ね合わせて配置したスクリーン40を示す図である。この場合、2つのシート部材40aの間には隙間は形成されないため、遮光部材9を配置する必要はなくなる。
図18Fは、複数のシート部材40aのそれぞれに対応づけて光源21を配置した例を示す図である。図18Fは、3つのシート部材40aを、対応する光源21の照射光軸に合わせた方向に配置した例を示しているが、シート部材40aの数は任意である。また、シート部材40aの配置方向も任意である。さらに、個々のシート部材40aは平坦面でもよいし、曲面でもよい。平坦面同士、曲面同士、あるいは平坦面と曲面とを任意に組み合わせてもよい。隣接するシート部材40aの境界位置には、図18Dと同様の遮光部材を配置してもよいし、図18Eのように一部を重ね合わせて配置してもよい。
(スクリーン40の第2使用例)
図19A、図19Bおよび図19Cはスクリーン40の第2使用例を示す図である。図19A、図19Bおよび図19Cのスクリーン40は、第1使用例と同様に、支持具11によって、天井面12に支持されている。第1使用例との違いは、スクリーン40のシート面の向きと光源21の位置である。第2使用例のスクリーン40は、そのシート面が天井面12から傾斜した方向に配置されている。例えば、図19A、図19Bおよび図19Cのスクリーン40のシート面は、天井面12の法線方向に配置されている。
図19A、図19Bおよび図19Cはスクリーン40の第2使用例を示す図である。図19A、図19Bおよび図19Cのスクリーン40は、第1使用例と同様に、支持具11によって、天井面12に支持されている。第1使用例との違いは、スクリーン40のシート面の向きと光源21の位置である。第2使用例のスクリーン40は、そのシート面が天井面12から傾斜した方向に配置されている。例えば、図19A、図19Bおよび図19Cのスクリーン40のシート面は、天井面12の法線方向に配置されている。
図19Aはスクリーン40の上面の複数箇所に支持具11を取り付けて天吊りする例を示している。図19Bはスクリーン40の上面と下面をフレーム16で支持して、フレーム16に支持具11を取り付けて天吊りする例を示している。図19Cはスクリーン40の周縁部をフレーム16で支持して、フレーム16に支持具11を取り付けて天吊りする例を示している。図19Bや図19Cのように、フレーム16を設けることで、スクリーン40の皺やねじれを抑制できる。特に、図19Cのように、スクリーン40の周縁部全体をフレーム16で支持することにより、スクリーン40が薄くても、皺やねじれを防止して安定にスクリーン40を支持できる。なお、図19Bでは、スクリーン40の上面側と下面側にフレーム16を設けているが、スクリーン40の左右端面側にフレーム16を設けて、フレーム16の上端に支持具11を取り付けてもよい。
第2使用例の光源21は、必ずしも天井面12に沿って配置されているわけではない。もちろん、光源21は、天井面12に配置されていてもよいが、天井面12とは異なる方向の面に沿って配置されていてもよい。より具体的には、光源21は、スクリーン40のシート面にコヒーレント光を照射可能な位置に配置されていればよい。したがって、スクリーン40のシート面の全域にコヒーレント光を照射できる限り、光源21の配置場所は問わない。図19A~図19Cでは、光源21の配置場所の候補として、スクリーン40のシート面の法線方向を実線で表し、天井面側と地面側をそれぞれ破線で表している。地面側に光源21を配置すると、斜め上方に光を照射することになり、光線が観察者の目に入りにくくなるため、安全性上好ましい。このように、光源21の配置場所と光の照射方向は任意である。
図19A、図19Bおよび図19Cのスクリーン40は、スクリーン40を構成するシート部材の一端部の複数箇所に細線状の支持具11を取り付けているが、幅広の支持具11でスクリーン40を天井面12に支持してもよい。
図19A、図19Bおよび図19Cは、スクリーン40のシート面が平坦面である例を示しているが、図20Aおよび図20Bのように、スクリーン40のシート面が曲面であってもよい。図20Aはスクリーン40の上面に支持具11を取り付けて天吊りした例、図20Bはスクリーン40の上面と下面をフレーム16で支持して、フレーム16に支持具11を取り付けて天吊りする例を示している。フレーム16は、図19Cと同様に、スクリーン40の周縁部全体を支持するものであってもよい。
スクリーンサイズを大きくしたい場合は、図21のように、複数のシート部材4aを密着させて、隣接配置されたシート部材40aの一端部同士を接合することで、大サイズのスクリーン40を作製できる。なお、図21にフレーム16や配線5を取り付けてもよい。
図19~図21のスクリーン40は、透過型と反射型のいずれでもよい。第1使用例のように、天井面12に対向するようにスクリーン40を配置する場合は、透過型のスクリーン40が用いられるが、第2使用例の場合、光源21と同じ側からシート面を見たい場合は反射型のスクリーン40を用いればよい。あるいは、光源21と反対側からシート面を見たい場合は透過型のスクリーン40を用いればよい。
上述した図19~図21では、光源21の配置場所を固定にしているが、光源21は移動できるようにしてもよい。例えば、後述するドローン等の飛行体に光源を搭載して、光源21を移動させながら、変化する方向および角度からスクリーン40に画像を投影させてもよい。
このように、第2使用例は、透過型と反射型のいずれのスクリーン40にも適用できるという利点がある。
上述した第1使用例と第2使用例によるスクリーン40は、支持具11によって天井面12に支持されているが、支持先は必ずしも天井面12とは限らない。例えば、図22に示すように、天井面12とは異なる方向に配置される面17に取り付けた複数本の支持部材18に掛け渡すように、スクリーン40を配置してもよい。図22のスクリーン40は、スクリーン40のシート面が天井面12に略平行に配置されている。図22のスクリーン40は、図16A、図16Bおよび図16Cのように天井面12に設置するよりも、スクリーン40の設置と取り外しが容易になり、一時的にスクリーン40を使いたい場合などに都合がよい。
また、図23Aおよび図23Bは、図22と同様の支持部材18に、支持具11を取り付けて、スクリーン40をぶら下げる例を示している。図23Aおよび図23Bのスクリーン40のシート面は、天井面12とは異なる方向に配置される面17と略平行に配置されている。図23Aはスクリーン40の配置場所を固定している例、図23Bはスクリーン40を支持部材18に沿って移動自在とした例を示している。図23Aおよび図23Bでは省略しているが、スクリーン40にフレーム16を設けたり、スクリーン40に支持具11とは別個に配線5を接続してもよい。図23Aおよび図23Bのスクリーン40によれば、面17に直接スクリーン40を取り付けた場合と同様の使い方が可能となる。
(スクリーン40の第3使用例)
上述した第1使用例と第2使用例によるスクリーン40は、支持具11によって天井面12に支持されているが、支持具11を用いずにスクリーン40を支持してもよい。
上述した第1使用例と第2使用例によるスクリーン40は、支持具11によって天井面12に支持されているが、支持具11を用いずにスクリーン40を支持してもよい。
図24は天井面12にスクリーン40のシート面を接触させた例を示す図である。光源21は、天井面12よりも上方に配置されている。図24の場合、支持具11を用いずに、シート面を直接天井面12に接合させているため、支持具11を用いるよりも、スクリーン40をより安定に支持できる。
図25は曲面状のスクリーン40を天井面12に取り付けた例を示す図である。スクリーン40のシート部材を曲面状に湾曲させた状態で、シート部材の端部を天井面12に固定している。図25の光源21は、例えば天井面12あるいはその上方に配置されている。
図26は図24のスクリーン40に対してシート面の向きを90度相違させた例を示す図である。図26の場合、スクリーン40のシート部材の一端部を天井面12に接合しており、スクリーン40のシート面の法線方向は、天井面12の面方向に略平行である。
図27は天井面12とは異なる方向に配置される面17にスクリーン40のシート面を接触させた例を示す図、図28Aおよび図28Bはこの面17に曲面状のスクリーン40を取り付けた例を示す図である。図28Aおよび図28Bは反射型のスクリーン40の例を示しているが、面17に光源21を配置して、透過型のスクリーン40を用いてもよい。光源21の配置場所は特に問わない。図28Aのように、スクリーン40の凸曲面側に光源21を配置する場合だけでなく、図28Bのように、スクリーン40と壁面との間に光源21を配置してもよい。
なお、天井面12やその他の面17にスクリーン40を取り付ける際に、複数のシート部材40aを密着配置させてスクリーンサイズを大きくしてもよい。
このように、図24~図28は、支持具11を用いることなく、スクリーン40を天井面12やそれ以外の面に取り付けるため、スクリーン40を安定に支持でき、スクリーン40の揺れもなくなって、スクリーン40に投影された画像を観賞しやすくなる。
(スクリーン40の第4使用例)
上述したスクリーン40の第1~第3使用例は、天井面12やその他の面にてスクリーン40を支持するものであり、スクリーン40の設置時には、支持具11を取り付ける工具や、天井面12や壁面に接合する接着材などが必要となり、スクリーン40の設置に手間がかかるという問題がある。これに対して、第4使用例によるスクリーン40は、基準面にスクリーン40を置くものであり、必ずしもスクリーン40を基準面に安定的に固定することは想定していない。ただし、場合によっては、スクリーン40を基準面に固定してもよい。
上述したスクリーン40の第1~第3使用例は、天井面12やその他の面にてスクリーン40を支持するものであり、スクリーン40の設置時には、支持具11を取り付ける工具や、天井面12や壁面に接合する接着材などが必要となり、スクリーン40の設置に手間がかかるという問題がある。これに対して、第4使用例によるスクリーン40は、基準面にスクリーン40を置くものであり、必ずしもスクリーン40を基準面に安定的に固定することは想定していない。ただし、場合によっては、スクリーン40を基準面に固定してもよい。
図29および図30はスクリーン40の第4使用例を示す図である。図29と図30はいずれも、スクリーン40のシート部材40aが所定の基準面22上に配置されている。ここで、基準面22とは、例えば床面である。床面の法線方向は重力の方向であり、床面上にスクリーン40を接着せずに置いても、スクリーン40と床面との接触面積がある程度以上あれば、スクリーン40は安定して自立する。第4使用例は、透過型のスクリーン40を使用することを念頭に置いている。
図29Aのスクリーン40は、台座23の上に中空の球状体からなるシート部材40aを配置したものである。台座23の上面に光源21が配置されており、光源21からのコヒーレント光は、球状体3の内周面の全域を照射する。
図29Bは、球状体3を3層構造にして、球状体3の内郭層3aと外郭層3bとの間に、光源21として用いられる発光層3cを配置してもよい。
図31は球状体のシート部材40aの作製方法を示す展開図である。複数の葉状のシート部材40aを、それぞれ湾曲させて密着配置する。より具体的には、隣接配置される2つのシート部材40aの一端部同士が面一になるように各シート部材40aを接合する。これにより、図29Aおよび図29Bのような中空の球状体を容易に作製することができる。
図29Aおよび図29Bの球状体は、どの方向から見ても、光源21を直接視認できないため、コヒーレント光を直視するおそれを完全に回避でき、安全性が向上する。
図29Aおよび図29Bの球状体は、光源21からの光が球面上に視認されるため、何らかの情報を表示する用途に用いることができる他に、デザインやアートの対象物としても利用できる。
なお、図29Aおよび図29Bは球状体の例を示しているが、スクリーン40の形状は必ずしも球状体には限定されず、任意の形状を採用可能である。
図30Aは中空の円筒体からなるスクリーン40を示している。このスクリーン40は、シート部材40aを湾曲させて、対向する両端部を接合して形成される。あるいは、密着配置される複数のシート部材のうち隣接配置される2つのシート部材の一端部同士を面一になるように接合して、円筒体を形成してもよい。
図30Aの光源21は、円筒体の内部に配置される。光源21からのコヒーレント光は円筒体の内周面に照射され、これにより円筒体の外周面に画像が表示される。
図30Aのスクリーン40も、真上からのぞき込まない限りは、光源21からのコヒーレント光が人間の目に入るおそれはないため、安全性が向上する。また、真上からのぞき込んだ場合を考慮に入れて、上面に不透明または半透明の蓋を設けてもよい。
図30Aは円筒体のスクリーン40の例を示しているが、スクリーン40の形状は任意である。例えば、図30Bは立方体形状のスクリーン40の内部に光源21を配置した例を示している。
図29と図30では、基準面22が例えば床面のように、変形しない面である例を示したが、水面のように、不規則または規則的に変化する面を基準面22としてもよい。
図32は水面に浮かぶスクリーン40の例を示している。図32のスクリーン40は、お椀を伏せたような形状のシート部材を備えており、このシート部材の内部に光源21が配置されている。光源21も水面に浮いている。図32のスクリーン40も透過型であり、光源21からのコヒーレント光はシート部材の内周面に照射され、これにより、シート部材の外周面に画像が表示される。
図32のスクリーン40は、例えば、海中に浮かぶブイとして利用することができる。
(スクリーン40の第5使用例)
上述したスクリーン40の第1~第4使用例では、図32を除いて、スクリーン40自体を移動させることは想定していない。これに対して、以下に示す第5使用例によるスクリーン40は、空中を浮遊する機能を有する。
上述したスクリーン40の第1~第4使用例では、図32を除いて、スクリーン40自体を移動させることは想定していない。これに対して、以下に示す第5使用例によるスクリーン40は、空中を浮遊する機能を有する。
図33~図35はスクリーン40の第5使用例を示す図であり、飛行するスクリーン40を備えた表示装置10を示している。図33~図35の表示装置10は、スクリーン40と、駆動部13と、支持具11とを有する。スクリーン40は、第1使用例と同様のスクリーン40である。駆動部13は、スクリーン40を三次元空間内で浮遊させる駆動力を発生する。駆動部13は、ドローンと呼ばれる汎用の無人飛行物体などで使用されているモータやエンジンなどを適用可能である。支持具11は、スクリーン40の一以上の場所に一端部が接続され、他端部が駆動部13に接続されており、駆動部13にてスクリーン40を支持する。このように、図16A、図16Bおよび図16Cの支持具11は、スクリーン40を天井面12で支持していたのに対し、図33~図35の支持具11は、スクリーン40を駆動部13で支持する。
図33~図35では図示を省略しているが、浮力を生じさせるための羽根を駆動部13に取りつけて、駆動部13の駆動力にて羽根を回転させて、浮力を発生させるのが望ましい。
図33A、図33Bおよび図33Cのスクリーン40は平坦面を有し、図34Aおよび図34Bのスクリーン40は曲面を有する。また、図35Aおよび図35Bのスクリーン40は、密着配置される複数のシート部材40aのうち隣接配置されるシート部材40aの一端部同士を接合している。図35のスクリーン40は、平坦面でもよいし、曲面でもよい。
図33A、図34Aおよび図35Aはスクリーン40が水平面に平行な例を示し、図33B、図34Bおよび図35Bはスクリーン40が鉛直面に平行な例を示している。スクリーン40が鉛直面に平行な場合、駆動部13の片側のみにスクリーン40が配置されるため、バランスがよいとは言えない。このため、例えば、駆動部13の左右両側にスクリーン40を配置してもよい。
図33Cは、駆動部13からスクリーン40の周縁部までを不透明な被覆部材80で覆った例を示している。これにより、スクリーン40の表示面以外の構成部材が視認できなくなり、見栄えがよくなる。被覆部材80の表面には、絵画像を描画して、意匠性を持たせてもよい。
図33~図35の表示装置10は、例えば不図示のリモートコントローラの制御に応じて、空中を飛行することができる。よって、人間は、飛行するスクリーン40を見上げることになる。図33~図35のスクリーン40には、広告宣伝のための情報表示を行うことができる。あるいは、スクリーン40の画像表示によって、駆動部13や光源21などを視認できないような光学迷彩機能を持たせてもよい。
(光源制御部の機能)
図18A~図18E、図21、図35のように、複数のシート部材40aをつなぎ合わせて大サイズのスクリーン40を作製する場合、光源21からの光を図2に示すようにシート面上で二次元方向に走査させる必要がある。このとき、シート部材40aのつなぎ目にコヒーレント光を照射しても、画像表示に用いることはできない。それどころか、つなぎ目に照射されたレーザー光は、スペックルを生じさせる要因となりうる。また、図2に示すように、つなぎ目の有無に関係なくコヒーレント光を走査する場合、コヒーレント光がつなぎ目を通過するたびに、光源21の消費電力を無駄に消費することになる。特に、図33~図35のような飛行する表示装置10は、バッテリの電力で光源21の点灯制御を行うため、できるだけ消費電力を削減する必要がある。以下では、スクリーン40のつなぎ目でスペックルが視認されないようにし、かつ副次的な効果として消費電力の低減をも図るものである。
図18A~図18E、図21、図35のように、複数のシート部材40aをつなぎ合わせて大サイズのスクリーン40を作製する場合、光源21からの光を図2に示すようにシート面上で二次元方向に走査させる必要がある。このとき、シート部材40aのつなぎ目にコヒーレント光を照射しても、画像表示に用いることはできない。それどころか、つなぎ目に照射されたレーザー光は、スペックルを生じさせる要因となりうる。また、図2に示すように、つなぎ目の有無に関係なくコヒーレント光を走査する場合、コヒーレント光がつなぎ目を通過するたびに、光源21の消費電力を無駄に消費することになる。特に、図33~図35のような飛行する表示装置10は、バッテリの電力で光源21の点灯制御を行うため、できるだけ消費電力を削減する必要がある。以下では、スクリーン40のつなぎ目でスペックルが視認されないようにし、かつ副次的な効果として消費電力の低減をも図るものである。
図36は図18A~図18E等の複数のシート部材40aをつなぎ合わせたスクリーン40を備えた表示装置10の概略構成を示すブロック図、図37はシート面上のコヒーレント光の走査軌跡を示す図である。図36の表示装置10は、複数のシート部材40aをつなぎ合わせたスクリーン40と、光源21を有するプロジェクタ20と、プロジェクタ20からのコヒーレント光を走査させる走査デバイス14と、走査デバイス14を制御する光源制御部15とを備えている。走査デバイス14は、プロジェクタ20に内蔵させてもよい。また、光源制御部15は、図1の制御装置35に内蔵させてもよい。
光源制御部15は、光源21からのコヒーレント光をスクリーン40のシート面上で走査させる。より具体的には、光源制御部15は、隣接配置される2つのシート部材40aのつなぎ目24に光源21からのコヒーレント光が照射されないようにコヒーレント光を走査させる。例えば、光源制御部15は、光源21からのコヒーレント光を反射させる走査デバイス14を用いて、走査デバイス14の反射角度を可変させることで、コヒーレント光をシート面上で走査させる。走査中のコヒーレント光がシート部材40aのつなぎ目24付近に到達すると、一時的に光源21を消灯させて、光を有効活用できないつなぎ目24付近で無駄な消費電力が発生しないようにする。これにより、図37のつなぎ目24付近を走査する際には、光源21が電力を消費しなくなり、表示装置10の消費電力を削減できる。
図36の光源制御部15は別個の機能を持っていてもよい。例えば、図38に示すように、複数の光源21を用いて一つのスクリーン40のシート面を照射する場合がありうる。図38は、縦長のスクリーン40のシート面を、光源21A、B、C、Dの4つで分担して照射する例を示している。各光源21からのコヒーレント光の照射範囲は、部分的に重なり合っている。各光源21の照射範囲を部分的に重複させている理由は、一つの光源21からのコヒーレント光が何らかの障害物で遮られたときに、他の光源21からのコヒーレント光で照射を行うことで、非照射領域が生じないようにするためである。もしくは、一つの光源21からのコヒーレント光の出力を抑えつつ、他の光源21からのコヒーレント光で照射を行うことで、照射領域の明るさを確保するためである。例えば、光源21Bのコヒーレント光が障害物で遮られると、光源21Bによる照射範囲Bは非照射となるが、照射範囲Bの上半分は、光源21Aの照射範囲Aと重複しており、照射範囲Bの下半分は、光源21Cの照射範囲Cと重複しているため、非照射範囲は存在しなくなる。
ところが、照射範囲同士が重複している領域では、重複していない領域よりも照射強度が高くなる。このため、光源制御部15は、重複範囲を走査する際には、光源21の照射強度を弱くするような制御を行うのが望ましい。また、カメラ等の撮像部によりスクリーン40のシート面を撮像して、その撮像画像を分析することで、いずれかの光源21からのコヒーレント光が何らかの理由で照射されなかったことを検出し、その検出結果に応じて、光源21の照射強度を制御してもよい。
(表示装置の一具体例)
一具体例による表示装置10は、任意の立体形状の筐体71を備えており、筐体71の外表面の少なくとも一部にスクリーン40が配置されている。図39は一具体例による表示装置10の筐体71の上蓋を外した状態を示す図である。図39の表示装置10の筐体71の外表面の一部にスクリーン40が配置されている。スクリーン40は、図3、図6、図7、図8、図9、図12A、図12B、図12C、図13A、図13B、図14または図15に示した構造を有する。
一具体例による表示装置10は、任意の立体形状の筐体71を備えており、筐体71の外表面の少なくとも一部にスクリーン40が配置されている。図39は一具体例による表示装置10の筐体71の上蓋を外した状態を示す図である。図39の表示装置10の筐体71の外表面の一部にスクリーン40が配置されている。スクリーン40は、図3、図6、図7、図8、図9、図12A、図12B、図12C、図13A、図13B、図14または図15に示した構造を有する。
図39の筐体71には、電力源30および制御装置35を内蔵した駆動装置36と、プロジェクタ(投射装置)20とが内蔵されている。なお、駆動装置36の少なくとも一部は、筐体71の外側に配置してもよい。この場合、外側に配置された駆動装置36とスクリーン40とを配線により接続することがありえる。プロジェクタ20は、コヒーレント光を射出するコヒーレント光源21と、コヒーレント光源21から射出されたコヒーレント光をスクリーン40上で走査させる走査デバイス14とを有する。プロジェクタ20から出力されるコヒーレント光は、いわゆるフォーカスフリーであり、任意の場所に設けられたスクリーン40に対して鮮明な画像を投射することができる。プロジェクタ20の光出射口からスクリーン40までの光路長によって、スクリーン40上の投射サイズが変化する。
図39のスクリーン40は、筐体71の外表面の少なくとも一部に配置されている。図39の例では、直方体形状の筐体71の一側面にスクリーン40が配置されている。なお、図39は一例にすぎず、直方体形状の筐体71の上面、底面、4つの側面のうち、一つ以上に面にスクリーン40を配置してもよい。また、筐体71の形状も任意であり、外表面の少なくとも一部が曲面であってもよい。
図39の例では、筐体71の内部に駆動装置36とプロジェクタ20のみを配置しているが、後述するように、筐体71には、必要に応じて他の部材を内蔵してもよい。駆動装置36内の電力源30と制御装置35は、それぞれ別体として筐体71に内蔵されてもよい。
プロジェクタ20内の走査デバイス14としては、例えばMEMSミラーなどが用いられる。ところが、走査デバイス14には、コヒーレント光を走査可能な範囲(振れ角)に制限がある。よって、スクリーンサイズを大きくするには、プロジェクタ20とスクリーン40との距離を長くする必要があり、筐体71の奥行きが長くなってしまう。スクリーンサイズを小さくせず、かつ筐体71の奥行きをできるだけ縮小するには、プロジェクタ20から出力されたコヒーレント光を何らかの光進行方向変更部材で折り返して、スクリーン40に導くようにすればよい。
図39のスクリーン40は透過型であり、観察者は筐体71の外側から図示の矢印の向きにスクリーン40を観察する。なお、図39は、反射型のスクリーン40を備えた表示装置10にも適用可能である。例えば、人間の目に装着可能な小型サイズの筐体71を、プロジェクタ20側からのぞき込むようにして、スクリーン40で反射された画像を観察するようにしてもよい。この場合、プロジェクタ20や駆動装置36が視認されないように、プロジェクタ20や駆動装置36をスクリーン40の下方や上方などの視野外に配置するのが望ましい。以下では、一例として、透過型のスクリーン40を用いる例を説明する。
図40は、プロジェクタ20とスクリーン40との間に、例えば反射ミラー72からなる光進行方向変更部材73を設けた例を示す平面図である。図40の反射ミラー72は、プロジェクタ20から出力されたコヒーレント光の進行方向を切り替えてスクリーン40に導く。図40のような反射ミラー72を設けることで、プロジェクタ20からスクリーン40までの光路長は変えずに、プロジェクタ20からスクリーン40までの直線距離を短縮でき、筐体71の奥行きを短くできる。すなわち、反射ミラー72等の光進行方向変更部材73を設けることで、プロジェクタ20から射出されたコヒーレント光のうち最短距離でスクリーン40に入射する光の光路長を、筐体71の奥行きの内寸長さよりも長くすることができる。
図40において、プロジェクタ20は、反射ミラー72と概略同一平面上に配置されていてもよいし、ミラーよりも上方、下方、右側または左側にプロジェクタ20を配置してもよい。
図41は図40の矢印方向から見た平面図である。図41では、プロジェクタ20を筐体71の底面側に配置し、プロジェクタ20から斜め上方にコヒーレント光を出力して、反射ミラー72に入射させる例を示している。この場合、反射ミラー72で反射されたコヒーレント光は、プロジェクタ20の上方を通過してスクリーン40に入射される。よって、プロジェクタ20は、反射ミラー72からスクリーン40に向かうコヒーレント光の光路を遮らなくなる。なお、プロジェクタ20を筐体71の天面側に配置し、プロジェクタ20から斜め下方にコヒーレント光を出力して、反射ミラー72に入射してもよい。
図42は光進行方向変更部材73として凹面鏡74を設けた例を示す図、図43は光進行方向変更部材73として凸面鏡75を設けた例を示す図である。プロジェクタ20は、凹面鏡74または凸面鏡75とスクリーン40の間に配置される。より詳細には、図42および図43におけるプロジェクタ20は、凹面鏡74または凸面鏡75で反射されたコヒーレント光を遮らない位置に配置される。より具体的には、プロジェクタ20は、凸面鏡75または凸面鏡75の光軸中心方向から上方、下方、右側または左側に配置される。光進行方向変更部材73として、凹面鏡74または凸面鏡75を用いることで、プロジェクタ20とスクリーン40との直線距離をより近づけつつ、投射可能なスクリーンサイズをより大きくできる。
図44は、プロジェクタ20から出力されたコヒーレント光を折り返すだけでなく、光進行方向変更部材73におけるコヒーレント光の入射方向および出射方向に応じて、筐体71を湾曲または折り曲げる例を示している。より具体的には、図44は筐体71をL字型形状にした例を示している。図44では、光進行方向変更部材73としての反射ミラー72は、折り曲がった角部に配置されている。図44の筐体71は、プロジェクタ20から出力されたコヒーレント光の進行方向が光進行方向変更部材73にて変更されて、スクリーン40に入射されるまでのコヒーレント光の伝搬経路に沿った形状を有するため、コヒーレント光の全体的な光路長を確保しつつ、筐体71の体積を縮小できる。
図40~図44のいずれも、プロジェクタ20から出力されたコヒーレント光を光進行方向変更部材73にて折り返してスクリーン40に導くため、プロジェクタ20からスクリーン40までの直線距離を短くでき、スクリーンサイズを小型化することなく、筐体71の奥行き方向を短縮できる。
プロジェクタ20は、走査デバイス14を備えているため、スクリーンサイズよりも広い範囲にコヒーレント光が投射されてしまうことが考えられる。スクリーン40の外側に投射されたコヒーレント光は、有効利用できないため、無駄に電力を消費することになる。そこで、図45はプロジェクタ20から出力されたコヒーレント光の投射範囲をスクリーンサイズに合わせる光学系76を設ける例を示している。この光学系76は、投射装置から出力されたコヒーレント光の拡散範囲を制御するものである。
図45は、このような光学系76の一例として、光軸方向に離隔して配置された第1シリンドリカルレンズ76aと第2シリンドリカルレンズ76bを有する。第1シリンドリカルレンズ76aと第2シリンドリカルレンズ76bは、プロジェクタ20から出力されたコヒーレント光の投影範囲を縮小させる。また第2シリンドリカルレンズ76bは、第1シリンドリカルレンズ76aを通過したコヒーレント光のビーム径サイズを調整する。これにより、例えば、スクリーン40の縦方向サイズに合わせた範囲にコヒーレントを投影させることができる。よって、プロジェクタ20から出力されたコヒーレント光を最大限有効活用することができ、輝度およびコントラストの向上が図れる。
上述したように、プロジェクタ20でコヒーレント光を走査可能な範囲は走査デバイス14の種類により制限があり、プロジェクタ20とスクリーン40との直線距離も筐体71の奥行きサイズによって制限されうる。上記では、プロジェクタ20とスクリーン40との間に光進行方向変更部材73を設けることで、筐体71の奥行きサイズを縮小する例を説明したが、複数のプロジェクタ20を設けることで、筐体71の奥行きサイズを大きくせずに、コヒーレント光の投射範囲を広げることも可能である。
図46はスクリーン40のそれぞれ異なる領域にコヒーレント光を投射する複数のプロジェクタ20を有する。図46は、3つのプロジェクタ20を配置する例を示しているが、プロジェクタ20の数には特に制限はない。
図46において、隣接する2つのプロジェクタ20のそれぞれが投射する投射範囲の境界位置が観察者に視認されないように、各プロジェクタ20内の走査デバイス14が走査する範囲を調整するのが望ましい。また、境界位置付近で画像が不連続にならないように、各プロジェクタ20にて投射する画像データを調整してもよい。さらに、走査デバイス14によってコヒーレント光を走査させる場合、投射範囲の中央付近が最大輝度になり、投射範囲の端側が最小輝度となるため、各プロジェクタ20の投射範囲の境界位置が目立ちやすくなる。このため、コヒーレント光の走査方向に合わせて、プロジェクタ20の出力を可変制御できるようにするのが望ましい。具体的には、プロジェクタ20の出力は、各プロジェクタ20の投射範囲の境界付近を基準として設定し、投射範囲の中央に近づくにつれて、プロジェクタ20の出力を落とすように制御することにより、投射範囲の全域にわたって照度を均一化できて望ましい。
図47は図46の一変形例であり、スクリーン40の前面にフレネルレンズ(平行化光学系)77を配置した例を示している。フレネルレンズ77は、複数のプロジェクタ20から出力された複数のコヒーレント光を平行化するため、各プロジェクタ20の投射範囲の境界位置付近での輝度低下を抑制することができる。
図46と図47では、光進行方向変更部材を設ける代わりに複数のプロジェクタ20を設ける例を示したが、光進行方向変更部材と複数のプロジェクタ20とを併用してもよい。
図46および図47は、一つのスクリーン40を複数のプロジェクタ20で投射する例を示したが、複数のスクリーン40を複数のプロジェクタ20で投射してもよい。図48は直方体形状の筐体71の4つの側面にスクリーン40をそれぞれ配置して、各スクリーン40を別々のプロジェクタ20で投射する例を示す図である。各プロジェクタ20は、他のプロジェクタ20から出力されたコヒーレント光を遮らない位置、すなわち他のプロジェクタ20からのコヒーレント光の光路とは異なる位置に配置されている。図48では、筐体71の中央付近に4つのプロジェクタ20を配置して、各プロジェクタ20にて、対応するスクリーン40の投射を行っている。
図49は直方体形状の筐体71の対向する2つの側面にスクリーン40をそれぞれ配置し、各スクリーン40を別個のプロジェクタ20で投射する例を示している。一方のプロジェクタ20が他方のプロジェクタ20からのコヒーレント光を遮らないように、各プロジェクタ20は筐体71内にずらして配置されている。すなわち、各プロジェクタ20は、他のプロジェクタ20からのコヒーレント光の光路とは異なる場所に配置されている。
図50は図49の一変形例である。図49は、筐体71の上方または下方から見て、2つのプロジェクタ20の投射範囲が重ならないようにしているのに対し、図50は、筐体71の側面方向から見て、2つのプロジェクタ20の投射範囲が重ならないようにしている。よって、図50の場合、2つのプロジェクタ20は、上下に重なり合うように配置されていてもよい。また、図49の場合、2つのプロジェクタ20は、側面方向からみて重なり合うように配置されていてもよい。
通常、プロジェクタ20は、スクリーン40の縦方向中央線の法線方向に配置されるが、図49では、筐体71の対向する2つの側面に配置された2つのスクリーン40に投射を行う関係上、2つのプロジェクタ20をスクリーン40の縦方向中央線の法線方向からずらして配置している。このような位置にプロジェクタ20を配置したとしても、プロジェクタ20から出力されるコヒーレント光の進行方向に応じて照度を調整できる場合には、スクリーン40の全域にわたって輝度を均一化できる。
図51は、筐体71の一側面に配置されるスクリーン40に対して、筐体71内に片寄って配置されたプロジェクタ20からコヒーレント光を投射する例を示している。図51は、図50における2組のスクリーン40とプロジェクタ20のうち、1組のみを備えた構成と等価である。図50の場合も、プロジェクタ20からのコヒーレント光の進行方向に応じて、コヒーレント光の照度を調整することにより、スクリーン40の全域での輝度を均一化できる。
図52は直方体形状の筐体71における2つの側面に配置された2つのスクリーン40に1つのプロジェクタ20からコヒーレント光を投射する表示装置10の一例を示す図である。本実施形態によるプロジェクタ20は、フォーカスフリーであるため、プロジェクタ20からの直線距離が異なる複数のスクリーン40に対して、焦点のあった画像を投射することができる。図52の場合、2つのスクリーン40は、略直行して配置されているが、いずれのスクリーン40に対しても、コントラストの高い画像を投射できる。
図36~図52では、スクリーン40が平面形状である例を示したが、スクリーン40は任意の曲面形状でもよい。図53は単一のプロジェクタ20にて曲面形状のスクリーン40への投射を行う例を示し、図54は二つのプロジェクタ20にて曲面形状のスクリーン40への投射を行う例を示している。
曲面が円弧面の場合、プロジェクタ20を円弧面の中心位置に配置すれば、円弧面上の任意の位置までの距離が等しくなるため、プロジェクタ20側の照度を走査方向に合わせて調整しなくても、スクリーン40上の輝度を均一化できる。
なお、スクリーン40の曲面形状は任意であり、図55に示すように複数の変曲点を有する曲面形状であってもよい。図55は、各変曲点を含む曲面形状ごとに別個にプロジェクタ20を配置する例を示している。本実施形態は、フォーカスフリーのプロジェクタ20を用いるため、図55のようにスクリーン40の表面が自由曲面であったとしても、スクリーン40の全域にわたって鮮明な画像を投射できる。
図54および図55においては、各プロジェクタ20の投射範囲がスクリーン40上で隙間なく配置されるのが望ましい。そのようにするには、各プロジェクタ20の走査範囲を制御するとともに、各プロジェクタ20で投射する画像データが不連続にならないようにプロジェクタ20側で制御すればよい。
このように、図39~図55の表示装置10では、筐体71の外表面の少なくとも一部に図3等のスクリーン40を配置し、筐体71の内部にプロジェクタ20を配置するため、筐体71の外側からコントラストに優れたスクリーン40を視認できる。図39~図55の表示装置10は、コヒーレント光をスクリーン40上で走査させてスクリーン40の画像表示を行うため、液晶パネルよりも視野角を広くすることができ、スクリーン40を斜め方向から観察する場合でも、コントラストが低下したり、色合いが変化するおそれがなくなる。また、スクリーン40には上述したようにスペックル対策が施されているため、コヒーレント光をスクリーン40上で走査させても、スペックルが視認されづらくなる。
さらに、マイクロディスプレイを用いたプロジェクタの場合、通常はマイクロディスプレイのパネルのアスペクト比が決まっており、任意のサイズの画像表示を行うには、パネルの一部の画素エリアを電気的もしくは機械的に遮光する必要がある。遮光した画素エリアは、電力を無駄に消費しており、省電力化が図れない。これに対して、図39~図55の表示装置10では、プロジェクタ20内の走査デバイス14によりコヒーレント光の走査範囲を調整できるため、スクリーンサイズに合わせてコヒーレント光を投射することができ、低消費電力化を図れる。
また、図40~図44の表示装置10では、筐体71の内部に光進行方向変更部材73を設けるため、プロジェクタ20の光出射口からスクリーン40までの直線距離を短縮でき、筐体71の奥行きを縮小でき、筐体71の小型化を図ることができる。
さらに、図45の表示装置10では、筐体71の内部に光学系76を設けるため、スクリーン40の縦方向サイズと横方向サイズの少なくとも一方に合わせて投射範囲を制限することができ、プロジェクタ20から出力されたコヒーレント光の利用効率を向上でき、輝度およびコントラストの向上が図れる。
また、図46と図47の表示装置10では、筐体71の内部に複数のプロジェクタ20を設けるため、スクリーンサイズが大きくても、各プロジェクタ20が分担して部分的な投射を行うため、結果としてスクリーン40の全域を投射することができる。
さらに、図48~図50の表示装置10では、筐体71の内部に複数のプロジェクタ20を設けて、各プロジェクタ20が他のプロジェクタ20からのコヒーレント光を遮らないように配置されるため、筐体71の複数の側面に設けたスクリーン40を各プロジェクタ20で投射することができる。
また、図50~図51の表示装置10では、筐体71の内部にプロジェクタ20を片寄って配置した場合であっても、プロジェクタ20の走査範囲や照度を調整することにより、任意の場所に設けられるスクリーン40を均一なコントラストで投射することができる。
さらに、図52の表示装置10では、筐体71の複数の側面にスクリーン40を単一のプロジェクタ20で投射することができる。
また、図53~図55の表示装置10では、筐体71の外表面に設けたスクリーン40が曲面であっても、スクリーン40の全域にわたって鮮明な画像を表示することができる。
図39~図55の表示装置10のうち、図44の表示装置10は、観察者がスクリーン40の正面方向からスクリーン40を見たときに、プロジェクタ20が視認されるおそれはないが、それ以外の表示装置10では、透過型のスクリーン40を通してプロジェクタ20の影が視認されることもありうる。一般に、スクリーン40には、周縁側に、投射領域として用いられない縁部40bが設けられている。縁部40bは、スクリーン40に電圧を印加するための回路パターンや回路部品の実装領域として用いられたり、スクリーン40の支持用に設けられている。縁部40bは、樹脂等の可視光を透過させない部材で構成されていることが多いため、縁部40bと重なる位置、すなわち観察者から見て、縁部40bの裏側にプロジェクタ20を配置すれば、観察者にはプロジェクタ20が視認されなくなり、スクリーン40の表示を見やすくなる。
図56(a)は正面方向からスクリーン40を見た図、図56(b)は表示装置10の側面図である。図56(b)に示すように、図56(b)の表示装置10では、プロジェクタ20から射出されたコヒーレント光は、折り返しミラー等の光進行方向変更部材73で反射されて、スクリーン40に入射される。プロジェクタ20は、筐体71の底面に配置されており、より詳細には、図56(a)に示すように、正面方向からスクリーン40を見たときに、スクリーン40の縁部40bと重なる位置に配置されている。光進行方向変更部材73で反射されたコヒーレント光は、スクリーン40のシート面の法線方向に近い方向を進行して、投射領域に入射される。よって、投射画像の歪みはほとんどなくなる。
図56(c)は、筐体71内に複数のプロジェクタ20が配置されている例を示す図である。複数のプロジェクタ20は、筐体71内の同一面(例えば、底面)上に配置されているため、正面方向からスクリーン40を見たときに、各プロジェクタ20はスクリーン40の縁部40bに隠れて、観察者には視認されなくなる。
なお、スクリーン40の縁部40bの幅がプロジェクタ20の高さより狭小な場合などは、図56(d)に示すように、筐体71の底面に凹部71aを設けて、この凹部内にプロジェクタ20を配置して、正面方向からスクリーン40を見たときに、プロジェクタ20が視認されないようにしてもよい。なお、凹部71aの形状は図56(d)に図示したものに限定されない。
スクリーン40の投射面積を大きくするには、プロジェクタ20から射出されたコヒーレント光がスクリーン40に到達するまでの光路長を長くする必要がある。しかしながら、図39のような筐体71の正面にスクリーン40を配置する場合、種々の事情により、筐体71の奥行き長を長くできない場合もありうる。このような場合、図40等に示す反射ミラー72を設けるか、あるいは、図57に示すように、プロジェクタ20の射出軸方向をスクリーン40の投射面方向に略平行にし、かつプロジェクタ20の射出面に沿って光進行方向変更部材73を配置し、光進行方向変更部材でコヒーレント光の進行方向を変化させて、スクリーン40に入射させてもよい。
図57の例では、光進行方向変更部材73としてプリズム78と折り返しミラー79を設けている。このプリズム78は、プロジェクタ20の射出面に沿って配置されており、プロジェクタ20から射出されたコヒーレント光は、プリズム78の面にて反射されて、折り返しミラー79に入射される。折り返しミラー79は、プリズム78からの入射光を反射させて、スクリーン40に導光する。図57のプリズム78は、例えば図56(b)に示すように、筐体71の底面に配置されるプロジェクタ20と同様に、筐体71の底面に配置される。プリズム78の反射面は、反射率を高めるためにコーティングされていてもよいし、されていなくてもよい。コーティングされていない場合、全反射もしくはフレネル反射で入射光を反射させる。
図57のように、プリズム78と折り返しミラー79を設けることで、プロジェクタ20から射出されたコヒーレント光がスクリーン40に入射されるまでの光路長を長くでき、スクリーン40の投射面積を大きくすることができる。
図58は図39に示す筐体71を備えた表示装置10を鉛直方向に複数個並べて配置した例を示している。図58の各表示装置10は、例えば種々の物体を載置する棚として用いられる。鉛直方向に複数の表示装置10を配置した場合、観察者が上側の表示装置10のスクリーン40を視認するには、図59Aに示すように、斜め上方に視線を向けなければならなくなる。また、下側の表示装置10のスクリーン40を視認するには、図59Bに示すように、斜め下方に視線を向けなければならなくなる。
図59Aと図59Bのいずれの場合も、スクリーン40を斜め方向から見ることになるため、スクリーン40の視野角が狭い場合には、視認性が悪くなるおそれがある。そこで、図60Aに示すように、スクリーン40の手前、すなわちスクリーン40よりもプロジェクタ20側にレンズシート81を配置して、プロジェクタ20から射出されたコヒーレント光の進行方向をレンズシート81で切り替えて、スクリーン40の投射面の法線方向から傾斜した方向に沿って、スクリーン40にコヒーレント光を入射させてもよい。これにより、図59Aの破線矢印線の方向に沿って、観察者が視線を向けたときに、スクリーン40の投射画像を鮮明に視認することができる。図60Aは、観察者が斜め上方に視線を向ける例を示しており、上下に並べられた複数の表示装置10のうち、上側の表示装置10のスクリーン40を見る場合の視認性をよくすることができる。
図60Bは、レンズシート81としてプリズムシートを用いた場合の拡大図である。プリズムシートに入射された光は、傾斜面で屈折されてスクリーン40に入射される。
図60Cは、斜め上方に視線を向ける例を示しており、上下に並べられた複数の表示装置10のうち、下側の表示装置10のスクリーン40を見る場合の視認性をよくすることができる。
図60Cは、斜め上方に視線を向ける例を示しており、上下に並べられた複数の表示装置10のうち、下側の表示装置10のスクリーン40を見る場合の視認性をよくすることができる。
このように、観察者の目の高さよりも上方または下方に配置される表示装置10については、スクリーン40にプリズムシート等のレンズシート81を取り付けて、プロジェクタ20からの投射光の進行方向を変更させることで、スクリーン40の視認性を向上させることができる。
なお、プロジェクタ20からの光を、スクリーン40の投射面の法線方向に対して傾斜した方向から入射させる具体的な光学構成は、図60Aや図60Cのようなレンズシート81を用いる以外にも考えられる。例えば、図61は、筐体71の底面に配置されたプロジェクタ20から射出されたコヒーレント光を、筐体71の上面に配置された折り返しミラー79で反射させて、スクリーン40に斜めにコヒーレント光を入射させる例を示している。図61の一変形例として、プロジェクタ20が筐体71の上面に配置され、折り返しミラー79が筐体71の下面に配置されていてもよい。
(スクリーン40の投射位置の調整)
図46に示すように、筐体71の下面に複数のプロジェクタ20を配置して、各プロジェクタ20から射出されたコヒーレント光にて、一つのスクリーン40への投射を行う場合、各プロジェクタ20の個体差により、スクリーン40の投射画像の上下位置が各プロジェクタ20ごとにずれるおそれがある。特に、図39の表示装置10を冷蔵庫や冷凍庫などの低温環境下で使用する場合、各プロジェクタ20におけるスクリーン40の上下方向の投射位置のずれが大きくなる。また、図35の筐体71をサウナ等の高温環境下で使用する場合にも、ずれが大きくなる。ずれが生じる原因の一つは、プロジェクタ20から射出される光の進行方向やビーム径が温度によりわずかに変化することである。
図46に示すように、筐体71の下面に複数のプロジェクタ20を配置して、各プロジェクタ20から射出されたコヒーレント光にて、一つのスクリーン40への投射を行う場合、各プロジェクタ20の個体差により、スクリーン40の投射画像の上下位置が各プロジェクタ20ごとにずれるおそれがある。特に、図39の表示装置10を冷蔵庫や冷凍庫などの低温環境下で使用する場合、各プロジェクタ20におけるスクリーン40の上下方向の投射位置のずれが大きくなる。また、図35の筐体71をサウナ等の高温環境下で使用する場合にも、ずれが大きくなる。ずれが生じる原因の一つは、プロジェクタ20から射出される光の進行方向やビーム径が温度によりわずかに変化することである。
図62はスクリーン40の投射範囲調整機能を備えた表示装置10の構成を示す図である。図62の表示装置10は、スクリーン40と、投射範囲調整部82を有する制御装置35と、複数のプロジェクタ20とを備えている。スクリーン40は、図12A~図15に示したようなスペックル低減機能を有するスクリーン40でもよいし、スペックル低減機能を持たないスクリーン40でもよい。スペックル低減機能を有するスクリーン40を備えた表示装置10の場合、駆動装置36は、スクリーン40に対して電圧または電流を供給する。スペックル低減機能を持たないスクリーン40の場合は、駆動装置36を省略することも可能である。
図62では、3台のプロジェクタ20を備えているが、プロジェクタ20の数は2台以上であれば台数に制限はない。図62の各プロジェクタ20は、同一面上に配置されている。例えば、図62の各プロジェクタ20は、図56(b)に示すように、筐体71の底面に離隔して配置されている。図16の各プロジェクタ20は、同一のハードウェア仕様で製造されたものであり、本来的には外形サイズも同一で、光学特性も同一のはずである。ただし、各プロジェクタ20の個体差により、各プロジェクタ20から射出される投射光の進行方向がわずかにずれている。
制御装置35は、駆動装置36を有し、制御装置35内には、投射範囲調整部82が設けられている。なお、投射範囲調整部82を有する制御装置35を、駆動装置36とは別個に設けてもよい。
投射範囲調整部82は、複数のプロジェクタ20から射出された光によるスクリーン40上の投射範囲を、各プロジェクタ20ごとに調整する。すなわち、投射範囲調整部82は、各プロジェクタ20から射出された光によるスクリーン40上の水平方向および垂直方向の少なくとも一方における投射範囲のずれが低減されるように、各プロジェクタ20ごとに投射範囲を調整する。
上述したように、本来的に同一の光学特性を備えた複数のプロジェクタ20を同一面上に配置しても、各プロジェクタ20の個体差や温度等の環境条件により、スクリーン40への投射範囲にずれが生じるおそれがある。スクリーン40の左右方向の投射範囲のずれは、各プロジェクタ20の配置場所を微調整することで低減可能であるが、スクリーン40の上下方向の投射範囲のずれを低減させるのは容易ではない。
そこで、投射範囲調整部82は、表示装置10の実際の使用環境下で、各プロジェクタ20のスクリーン40上での投射範囲を事前に調査して、各プロジェクタ20の投射範囲のずれが低減されるように、各プロジェクタ20ごとに投射範囲を調整する。
図63は各プロジェクタ20の内部構成を示すブロック図である。図63のプロジェクタ20は、複数の光源2と、ダイクロイックミラー3と、走査部材4と、点灯制御部5とを有する。
複数の光源2は、それぞれ異なる波長域の光を射出する。一具体例では、複数の光源2は、赤(R)のコヒーレント光を射出する光源2と、緑(G)のコヒーレント光を射出する光源2と、青(B)のコヒーレント光を射出する光源2とを有する。
ダイクロイックミラー3は、各光源2からの光を合成するために設けられている。図63の例では、赤のコヒーレント光を射出する光源2の光軸上に、緑用の光源2と青用の光源2の位置に合わせて2つのダイクロイックミラー3を配置している。ダイクロイックミラー3で合成された合成光は、走査部材4に入射される。なお、各光源2と各ダイクロイックミラー3の配置は、図63に示されたものに限定されない。
走査部材4は、例えば2軸方向に回動自在の不図示の回転軸を有するMEMSミラーであり、このMEMSミラーにより、合成光を反射させて、スクリーン40上で光を走査させる。
点灯制御部5は、投射範囲調整部82からの制御信号に応じて、各光源から射出される光の射出タイミングを制御する。また、各光源ごとにスクリーン40上の投射範囲にずれが生じる場合には、色ずれが生じる要因になるため、点灯制御部5は、投射範囲調整部82からの制御信号に応じて、色ずれを抑制するべく、各光源から射出される光の射出タイミングを制御してもよい。
プロジェクタ20から射出される光は、走査部材4の光走査により、例えば図63の矢印の方向に沿って、スクリーン40上を移動する。各プロジェクタ20ごとにスクリーン40の上下方向の投射範囲にずれが生じる場合は、図63の矢印の移動範囲である投射範囲を上下方向に広めに設定しておき、各プロジェクタ20の投射範囲のずれ量に応じて、プロジェクタ20の点灯制御部を制御すればよい。すなわち、スクリーン40上で実際に光が走査を開始するタイミングを各プロジェクタ20ごとに調整すればよい。
図62に示した投射範囲調整部82は、各プロジェクタ20ごとに点灯制御部5に制御信号を送信して、光源から光を射出させるタイミングを制御することで、各プロジェクタ20ごとにスクリーン40上の投射範囲を調整する。これにより、複数のプロジェクタ20を用いて、一つのスクリーン40上に一繋がりの画像を投射する場合であっても、各プロジェクタ20が担当する投射画像の境界位置で凹凸や隙間が生じなくなり、違和感のない自然な画像を投射可能となる。
本開示の態様は、上述した個々の実施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。
2 光源、3 ダイクロイックミラー、4 走査部材、5 点灯制御部、10 表示装置、11 支持具、12 天井面、14 走査デバイス、15 光源制御部、20 プロジェクタ、21 コヒーレント光源、30 電力源、35 制御装置、36 駆動装置、40 スクリーン、40a シート部材、40b 縁部、41 第1電極、42 第2電極、46 第1カバー層、47 第2カバー層、50 粒子シート、51,52 基材、55 粒子層、56 保持部、60 粒子、61 第1部分、62 第2部分、66b、67b 拡散成分、71 筐体、72 反射ミラー、73 光進行方向変更部材、74 凹面鏡、75 凸面鏡、76 光学系、76a 第1シリンドリカルレンズ、76b 第2シリンドリカルレンズ、77 フレネルレンズ、78 プリズム、79 折り返しミラー、81 レンズシート、82 投射範囲調整部
Claims (55)
- 複数の粒子または所定の液体を含む制御層と、前記制御層に電圧を印加して前記複数の粒子または前記所定の液体を駆動する電極と、を有するシート部材を備え、
前記複数の粒子または前記所定の液体は、所定箇所に配置された光源から照射された光を透過または反射させ、
前記電極は、前記電圧に応じて前記制御層の内部で前記複数の粒子の移動および回転の少なくとも一方を生じさせるか、または前記電圧に応じて前記制御層の内部で前記所定の液体を移動させる、スクリーン。 - 前記シート部材は、支持具によって、前記シート部材から離隔して配置される所定の面に支持される、請求項1に記載のスクリーン。
- 前記シート部材のシート面は、前記所定の面に対向するように配置される、請求項2に記載のスクリーン。
- 前記シート部材のシート面は、前記所定の面に交差する方向に配置される、請求項2に記載のスクリーン。
- 前記シート部材のシート面は、所定の面に面接触される、請求項1に記載のスクリーン。
- 前記シート部材は、シート面が湾曲された状態で所定の面上に配置され、
前記シート部材の少なくとも一部の端部は、前記所定の面に接触される、請求項1に記載のスクリーン。 - 前記所定の面は、天井面である、請求項2乃至6のいずれか一項に記載のスクリーン。
- 前記所定の面は、天井面とは異なる方向に配置される面である、請求項2乃至6のいずれか一項に記載のスクリーン。
- 前記シート部材のシート面は平坦面である、請求項1乃至8のいずれか一項に記載のスクリーン。
- 前記シート部材のシート面は曲面である、請求項1乃至8のいずれか一項に記載のスクリーン。
- それぞれが前記制御層および前記電極を有し、密着配置される複数の前記シート部材を備え、
前記複数のシート部材のうち、隣接配置される2つのシート部材の一端部同士は、面一になるように接合される、請求項1乃至10のいずれか一項に記載のスクリーン。 - 請求項1乃至11のいずれか一項に記載のスクリーンと、
前記シート部材の一以上の場所に一端部が接続され、他端部が前記シート部材から離隔して配置される所定の面に接続され、前記所定の面にて前記シート部材を支持する支持具と、
コヒーレント光を前記スクリーンに照射する前記光源と、を備える、表示装置。 - 前記光源は、前記所定の面に沿って配置される、請求項12に記載の表示装置。
- 前記光源は、前記シート部材のシート面内の法線方向の範囲内に配置される、請求項13に記載の表示装置。
- 前記光源は、前記シート部材のシート面内の法線方向の範囲から外れた位置に配置される、請求項13に記載の表示装置。
- 前記シート部材のシート面内で、前記光源から出射されたコヒーレント光を走査させる光源制御部を備える、請求項12乃至15のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記シート部材は、所定の基準面上に配置され、
前記光源は、前記基準面上に配置される、請求項1に記載のスクリーン。 - 前記シート部材は、前記光源の少なくとも一部を取り囲むように配置される、請求項1または17に記載のスクリーン。
- 前記シート部材は、中空の球状体であり、
前記光源は、前記球状体の内部に配置される、請求項18に記載のスクリーン。 - 前記球状体は、密着配置される複数の前記シート部材のうち、隣接配置される2つのシート部材の一端部同士を面一になるように接合したものである、請求項19に記載のスクリーン。
- 前記シート部材は、中空の円筒体であり、
前記光源は、前記円筒体の内部に配置される、請求項18に記載のスクリーン。 - 前記円筒体は、一つの前記シート部材の対向する両端部同士が面一になるように湾曲させて接合するか、または密着配置される複数の前記シート部材のうち隣接配置される2つのシート部材の一端部同士を面一になるように接合したものである、請求項21に記載のスクリーン。
- 請求項17乃至22のいずれか一項に記載のスクリーンと、
コヒーレント光を照射する前記光源と、を備える、表示装置。 - 複数の粒子または所定の液体を含む制御層と、前記制御層に電圧を印加して前記複数の粒子または前記所定の液体を駆動する電極と、を有するシート部材と、
前記シート部材を三次元空間内で浮遊させる駆動力を発生する駆動部と、
前記シート部材の一以上の場所に一端部が接続され、他端部が前記駆動部に接続され、前記駆動部にて前記シート部材を支持する支持具と、
前記駆動部に沿って配置される光源と、を備え、
前記複数の粒子または前記所定の液体は、前記光源から照射された光を透過または反射させ、
前記電極は、前記電圧に応じて前記制御層の内部で前記複数の粒子の移動および回転の少なくとも一方を生じさせるか、または前記電圧に応じて前記制御層の内部で前記所定の液体を移動させる、表示装置。 - 前記シート部材のシート面は平坦面である、請求項24に記載の表示装置。
- 前記シート部材のシート面は曲面である、請求項24に記載の表示装置。
- それぞれが前記制御層および前記電極を備えた密着配置される複数の前記シート部材を備え、
前記複数のシート部材のうち、隣接配置される2つのシート部材の一端部同士は、面一になるように接合される、請求項24乃至26のいずれか一項に記載の表示装置。 - 複数の粒子または所定の液体を含む制御層と、前記制御層に電圧を印加して前記複数の粒子または前記所定の液体を駆動する電極と、をそれぞれが有する密着配置される複数のシート部材と、
前記複数のシート部材にコヒーレント光を照射する光源と、
前記光源からのコヒーレント光を前記複数のシート部材の各シート面上で走査させる光源制御部と、を備え、
前記複数のシート部材のうち、隣接配置される2つのシート部材の一端部同士は、面一になるように接合され、
前記光源制御部は、隣接配置される2つのシート部材のつなぎ目に前記光源からのコヒーレント光が照射されないように前記コヒーレント光を走査させる、表示装置。 - 複数の粒子または所定の液体を含む制御層と、前記制御層に電圧を印加して前記複数の粒子または前記所定の液体を駆動する電極と、を有するシート部材と、
前記シート部材のシート面上の対応する部分領域にそれぞれコヒーレント光を照射する複数の光源と、を備え、
前記複数の光源からのコヒーレント光が照射される複数の前記部分領域のうち、隣接配置される2つの部分領域は一部が重なり合っている、表示装置。 - 隣接配置される2つの部分領域のうち、互いに重なり合った領域を照射する前記複数の光源のコヒーレント光の光強度を調整する光源制御部を備える、請求項29に記載の表示装置。
- 前記複数の粒子のそれぞれは、第1部分および第2部分を含んでいる、請求項1乃至11、および17乃至22のいずれか一項に記載のスクリーン。
- 前記複数の粒子は帯電性を有し、
前記電極は、前記複数の粒子を移動させる電場を形成する、請求項1乃至11、および17乃至22のいずれか一項に記載のスクリーン。 - それぞれが前記複数の粒子を収納する複数の隔壁部を有し、
前記複数の隔壁部のそれぞれは、
導電性または極性を有する第1液体と、
前記第1液体に接するように配置され、前記第1液体とは不混和の前記所定の液体に対応する第2液体と、
前記第2液体に接するように配置される電気絶縁層と、
前記第2液体に印加する電圧に応じて、前記電気絶縁層上での前記第2液体の接触角を変化させる電極と、を有する、請求項1乃至11、および17乃至22のいずれか一項に記載のスクリーン。 - 前記光源を含むプロジェクタを備え、
前記光源は、前記プロジェクタで生成された画像コヒーレント光を出射する、請求項12乃至16、および23乃至30のいずれか一項に記載の表示装置。 - 複数の粒子または所定の液体を含む制御層と、前記制御層に電圧を印加して前記複数の粒子または前記所定の液体を駆動する電極と、を有するシート状のスクリーンと、
前記電極を駆動する駆動装置と、
コヒーレント光を前記スクリーンに投射する投射装置と、
少なくとも前記投射装置を内蔵する筐体と、を備え、
前記投射装置は、
コヒーレント光を射出する光源と、
前記光源から射出されたコヒーレント光を前記スクリーン上で走査させる走査デバイスと、を有し、
前記スクリーンは、前記筐体の外表面の少なくとも一部に配置される、表示装置。 - 前記筐体に内蔵され、前記投射装置から出力されたコヒーレント光の進行方向を切り替えて前記スクリーンに導く光進行方向変更部材を備える、請求項35に記載の表示装置。
- 前記光源および前記走査デバイスは、前記光進行方向変更部材から前記スクリーンに向けて進行するコヒーレント光の光路を遮らない場所に配置される、請求項36に記載の表示装置。
- 前記光進行方向変更部材は、反射ミラーまたはプリズムである、請求項36または37に記載の表示装置。
- 前記光進行方向変更部材は、前記コヒーレント光の進行方向を1回以上変化させて、前記スクリーンに導光し、前記投射装置から射出された前記コヒーレント光のうち最短距離で前記スクリーンに入射する光の光路長は、前記筐体の奥行きの内寸長さよりも長い、請求項36乃至38のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記光進行方向変更部材は、前記スクリーンの投射面の法線方向に対して傾斜した方向に沿ってコヒーレント光を前記スクリーンに入射させる、請求項36乃至39のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記筐体は、前記光進行方向変更部材におけるコヒーレント光の入射方向および出射方向に応じて、湾曲または折れ曲がっている、請求項36乃至40のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記筐体に内蔵され、前記投射装置から出力されたコヒーレント光の拡散範囲を制御する光学系を備える、請求項35乃至41のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記光学系は、光軸方向に離隔して配置された複数のレンズを有する、請求項42に記載の表示装置。
- 前記投射装置は、前記スクリーンのそれぞれ異なる領域にコヒーレント光を投射する複数の投射部を有し、
前記複数の投射部のそれぞれは、前記光源と前記走査デバイスとを有する、請求項35乃至43のいずれか一項に記載の表示装置。 - 前記スクリーンの入射面側に配置され、前記投射装置から出力された複数のコヒーレント光を平行化する平行化光学系を備える、請求項44に記載の表示装置。
- 前記複数の投射部から射出されたコヒーレント光による前記スクリーン上の投射範囲を前記複数の投射部のそれぞれごとに調整する投射範囲調整部を備える、請求項35乃至45のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記投射範囲調整部は、前記複数の投射部から出射されたコヒーレント光による前記スクリーン上の水平方向および垂直方向の少なくとも一方における投射範囲のずれが低減されるように、前記複数の投射部のそれぞれことに投射範囲を調整する、請求項46に記載の表示装置。
- 前記投射範囲調整部は、前記筐体の周囲の温度に応じて、前記複数の投射部のそれぞれごとに投射範囲を調整する、請求項46または47に記載の表示装置。
- 前記スクリーンは、前記筐体の外表面のそれぞれ相違する場所に配置される複数のスクリーン部を有し、
前記投射装置は、前記複数のスクリーン部のうち対応するスクリーン部にコヒーレント光を照射する複数の投射部を有する、請求項35乃至43のいずれか一項に記載の表示装置。 - 前記複数の投射部のそれぞれは、前記複数の投射部における他の前記投射部から出力されるコヒーレント光の光路とは異なる場所に配置される、請求項49に記載の表示装置。
- 前記投射装置は、前記スクリーンの配置場所に対して片寄って配置される、請求項35乃至43のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記筐体の外表面のそれぞれ異なる面方向に配置される複数の前記スクリーンを備え、 前記投射装置は、前記複数のスクリーン上でコヒーレント光を走査する、請求項35乃至43のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記スクリーンは、折れ面または湾曲面を有し、
前記折れ面または前記湾曲面は、単一または複数の前記投射装置によって投射される、請求項35乃至44のいずれか一項に記載の表示装置。 - 前記投射装置は、正面方向から前記スクリーンを見たときに、前記スクリーンの投射領域から隠れる位置に配置される、請求項35乃至53のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記投射装置は、正面方向から前記スクリーンを見たときに、前記スクリーンの縁部と重なる位置に配置される、請求項54に記載の表示装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/334,951 US20190265499A1 (en) | 2016-09-23 | 2017-09-22 | Screen and display device |
EP17853182.8A EP3518035A4 (en) | 2016-09-23 | 2017-09-22 | SCREEN AND DISPLAY DEVICE |
JP2018540324A JP6481917B2 (ja) | 2016-09-23 | 2017-09-22 | スクリーンおよび表示装置 |
CN201780058137.4A CN109791350A (zh) | 2016-09-23 | 2017-09-22 | 屏幕和显示装置 |
Applications Claiming Priority (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016186024 | 2016-09-23 | ||
JP2016-186024 | 2016-09-23 | ||
JP2016207137 | 2016-10-21 | ||
JP2016-207137 | 2016-10-21 | ||
JP2017-088937 | 2017-04-27 | ||
JP2017088937 | 2017-04-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2018056414A1 true WO2018056414A1 (ja) | 2018-03-29 |
Family
ID=61689847
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2017/034379 WO2018056414A1 (ja) | 2016-09-23 | 2017-09-22 | スクリーンおよび表示装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20190265499A1 (ja) |
EP (1) | EP3518035A4 (ja) |
JP (2) | JP6481917B2 (ja) |
CN (1) | CN109791350A (ja) |
WO (1) | WO2018056414A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP1613749S (ja) * | 2018-03-15 | 2018-11-12 | ||
US10900842B2 (en) * | 2019-01-11 | 2021-01-26 | MP High Tech Solutions Pty Ltd | On-board radiation sensing apparatus |
CN113406853B (zh) * | 2020-03-16 | 2023-12-26 | 青岛海信激光显示股份有限公司 | 激光投影设备 |
TWI767523B (zh) * | 2021-01-20 | 2022-06-11 | 佳世達科技股份有限公司 | 電子裝置 |
CN115857218A (zh) * | 2022-12-22 | 2023-03-28 | 山西大学 | 一种液晶相干显示透明屏及液晶激光透明显示系统 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63141992U (ja) * | 1987-03-11 | 1988-09-19 | ||
WO2005083494A1 (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ディスプレイ装置 |
JP2008151912A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Seiko Epson Corp | スクリーン、プロジェクタ及び画像表示装置 |
JP2010060745A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Tohoku Univ | ディスプレイ装置 |
WO2011070777A1 (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-16 | 三菱電機株式会社 | 光学素子、スクリーンおよび表示装置 |
JP2011245925A (ja) * | 2010-05-25 | 2011-12-08 | Sony Corp | 気球、および気球制御方法 |
JP2014506274A (ja) * | 2010-12-16 | 2014-03-13 | サン ケミカル コーポレイション | エレクトロウェッティング、エレクトロフルイディックおよび電気泳動技術のための着色された有機金属流体 |
JP2014132308A (ja) * | 2013-01-07 | 2014-07-17 | Dhs:Kk | 三次元画像表示の画像歪補正方法 |
JP2016118671A (ja) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | セイコーエプソン株式会社 | 画像投射スクリーンおよび画像表示システム |
JP6210178B2 (ja) * | 2015-04-22 | 2017-10-11 | 大日本印刷株式会社 | スクリーン、表示装置、スクリーンの使用方法、粒子、粒子層、粒子シート、および光制御シート |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4288784B2 (ja) * | 1999-09-28 | 2009-07-01 | 凸版印刷株式会社 | 画像投影用スクリーン |
JP2008076483A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Seiko Epson Corp | スクリーン及びプロジェクタ |
CN102402113A (zh) * | 2010-09-09 | 2012-04-04 | 北京中视中科光电技术有限公司 | 一种激光投影屏幕 |
JP2018031990A (ja) * | 2016-08-26 | 2018-03-01 | 大日本印刷株式会社 | スクリーンおよび表示装置 |
-
2017
- 2017-09-22 US US16/334,951 patent/US20190265499A1/en not_active Abandoned
- 2017-09-22 JP JP2018540324A patent/JP6481917B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2017-09-22 EP EP17853182.8A patent/EP3518035A4/en not_active Withdrawn
- 2017-09-22 CN CN201780058137.4A patent/CN109791350A/zh active Pending
- 2017-09-22 WO PCT/JP2017/034379 patent/WO2018056414A1/ja unknown
-
2019
- 2019-02-15 JP JP2019025965A patent/JP2019133161A/ja active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63141992U (ja) * | 1987-03-11 | 1988-09-19 | ||
WO2005083494A1 (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ディスプレイ装置 |
JP2008151912A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Seiko Epson Corp | スクリーン、プロジェクタ及び画像表示装置 |
JP2010060745A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Tohoku Univ | ディスプレイ装置 |
WO2011070777A1 (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-16 | 三菱電機株式会社 | 光学素子、スクリーンおよび表示装置 |
JP2011245925A (ja) * | 2010-05-25 | 2011-12-08 | Sony Corp | 気球、および気球制御方法 |
JP2014506274A (ja) * | 2010-12-16 | 2014-03-13 | サン ケミカル コーポレイション | エレクトロウェッティング、エレクトロフルイディックおよび電気泳動技術のための着色された有機金属流体 |
JP2014132308A (ja) * | 2013-01-07 | 2014-07-17 | Dhs:Kk | 三次元画像表示の画像歪補正方法 |
JP2016118671A (ja) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | セイコーエプソン株式会社 | 画像投射スクリーンおよび画像表示システム |
JP6210178B2 (ja) * | 2015-04-22 | 2017-10-11 | 大日本印刷株式会社 | スクリーン、表示装置、スクリーンの使用方法、粒子、粒子層、粒子シート、および光制御シート |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
See also references of EP3518035A4 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2018056414A1 (ja) | 2019-03-14 |
US20190265499A1 (en) | 2019-08-29 |
JP6481917B2 (ja) | 2019-03-13 |
EP3518035A1 (en) | 2019-07-31 |
CN109791350A (zh) | 2019-05-21 |
EP3518035A4 (en) | 2020-05-27 |
JP2019133161A (ja) | 2019-08-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6481917B2 (ja) | スクリーンおよび表示装置 | |
US11708958B2 (en) | Illumination systems for reflective displays | |
JP6902229B2 (ja) | スクリーンおよび表示装置 | |
JP2018041086A (ja) | 粒子、光学シート、スクリーン、表示装置、粒子検査装置、及び粒子製造装置、並びに、粒子検査方法、粒子製造方法、スクリーン検査方法、及びスクリーン製造方法 | |
CN108139662A (zh) | 光学片、屏幕以及显示装置 | |
JP2018120240A (ja) | スクリーン及び表示装置 | |
JP2018185494A (ja) | 表示装置 | |
JP2019148706A (ja) | スクリーンおよび表示装置 | |
JP2019135517A (ja) | スクリーン、表示装置、スクリーンの使用方法、および、表示装置の使用方法 | |
CN113168005B (zh) | 用于反射显示器的照明系统 | |
JP2018185495A (ja) | 表示装置 | |
EP3531189A1 (en) | Display device | |
JP2018031990A (ja) | スクリーンおよび表示装置 | |
JP2019095514A (ja) | スクリーンおよび表示装置 | |
JP2018066897A (ja) | 表示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2018540324 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17853182 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2017853182 Country of ref document: EP Effective date: 20190423 |