(57)【要約】【課題】液体を用いたスクリーンの形成において、斬新な映像表示等を可能とするスクリーン形成装置及び画像表示システムを提供すること。【解決手段】本発明に係るスクリーン形成装置４は、プロジェクタ２から射出された光を用いて画像を表示させるスクリーンＰを液滴１４によって形成するスクリーン形成装置であって、液滴を発射させる発射手段６と、プロジェクタから射出された光と液滴とが所望の位置で交差するように、発射手段による液滴の発射およびプロジェクタからの光の射出の少なくとも一方を制御する制御部１０と、を有する。【選択図】図１
2010122266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロジェクタから射出された光を用いて画像を表示させるスクリーンを液滴によって形成するスクリーン形成装置であって、
前記液滴を発射させる発射手段と、
前記プロジェクタから射出された光と前記液滴とが所望の位置で交差するように、前記発射手段による前記液滴の発射および前記プロジェクタからの光の射出の少なくとも一方を制御する制御手段と、を有することを特徴とするスクリーン形成装置。
【請求項２】
前記発射手段は、画像を観察する観察者側に向けて液滴を発射させることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン形成装置。
【請求項３】
前記プロジェクタから射出される光は、ビーム状の光であることを特徴とする請求項１または２に記載のスクリーン形成装置。
【請求項４】
前記プロジェクタから射出される光は、面型の光変調装置を介して射出された拡散光であることを特徴とする請求項１または２に記載のスクリーン形成装置。
【請求項５】
前記発射手段は、
前記液滴の発射方向が可変とされた発射ノズルを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のスクリーン形成装置。
【請求項６】
前記発射手段は、
複数の前記発射ノズルが配列されたノズルアレイを備えることを特徴とする請求項５に記載のスクリーン形成装置。
【請求項７】
予め算出された前記液滴の軌道情報を保持する記憶情報保持手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記軌道情報に基づいて前記発射手段による前記液滴の発射および前記プロジェクタからの光の射出の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のスクリーン形成装置。
【請求項８】
前記発射手段から発射された前記液滴の位置、および前記発射手段の周囲の環境条件のうち少なくとも一方を検出する検出手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記発射手段による前記液滴の発射および前記プロジェクタからの光の射出の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のスクリーン形成装置。
【請求項９】
前記液滴には、光拡散材が含まれていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のスクリーン形成装置。
【請求項１０】
前記液滴には、特定波長の光が照射された際に発光する蛍光剤が含まれていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のスクリーン形成装置。
【請求項１１】
前記発射手段は、
前記液滴を構成する液体を収容する収容部と、
前記収容部に接続されて前記収容部に前記液体を供給する供給路と、
前記供給路から供給された前記収容部内の前記液体を吐出する吐出路と、
前記収容部に貼り付けられ、電圧の印加状態によって伸縮する圧電素子と、を備え、
前記圧電素子の伸縮により前記収容部の体積を変化させることで、前記吐出路を介して前記液滴を発射させることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載のスクリーン形成装置。
【請求項１２】
前記圧電素子の伸縮により前記収容部の体積が増大した際に前記吐出路側からの液体の逆流を抑制するために、前記供給路の流路抵抗よりも前記吐出路の流路抵抗を大きくさせたことを特徴とする請求項１１に記載のスクリーン形成装置。
【請求項１３】
前記吐出路の長さは、前記収容部の体積が増大した際の前記吐出路側からの前記液体の逆流を、前記吐出路を流れる液体の慣性力によって抑制することができる長さであることを特徴とする請求項１１に記載のスクリーン形成装置。
【請求項１４】
液滴に光を照射して画像を表示する画像表示システムであって、
前記液滴を発射させる発射手段と、
前記液滴に向けて光を射出するプロジェクタと、
前記プロジェクタから射出された光と前記液滴とが所望の位置で交差するように、前記発射手段による前記液滴の発射、および、前記プロジェクタによる光の射出の少なくとも一方を制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像表示システム。
【請求項１５】
前記プロジェクタから射出される光は、前記プロジェクタに走査されるビーム状の光であることを特徴とする請求項１４に記載の画像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン形成装置及び画像表示システム、特に、液滴を用いてスクリーンを形成するスクリーン形成装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタから射出された光を用いて画像を表示させるためにスクリーンには、一般的に、合成樹脂からなるフィルムや布が用いられる。そして、フィルムや布で形成されたスクリーンの平面に対して、プロジェクタからの光が投写されて画像が表示される。近年では、これらの他にも、水等の液体を用いたスクリーンが提案されている。
【０００３】
例えば、水を上方から流下させることで、所定の幅を持った水の流れを生成して、その水の流れに画像を表示させる技術が提案されている（特許文献１参照）。また、加圧された水を噴出させて所定領域に水の膜を生成し、その水の膜に画像を表示させる技術が提案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２７６９４号公報
【特許文献２】特開平５−４０３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の技術の場合、従来の布やフィルムの代わりに液体によってスクリーンを形成しているものの、画像を表示する部分は依然として平面として扱われている。すなわち、従来の技術では、画像の表示対象を、単にフィルムや布から液体に変更したにすぎず、布やフィルムによって形成されたスクリーンと同等の表示しかできないといった問題があった。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、液体を用いたスクリーンの形成において、斬新な映像表示等を可能とするスクリーン形成装置及び画像表示システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るスクリーン形成装置は、プロジェクタから射出された光を用いて画像を表示させるスクリーンを液滴によって形成するスクリーン形成装置であって、液滴を発射させる発射手段と、プロジェクタから射出された光と液滴とが所望の位置で交差するように、発射手段による液滴の発射およびプロジェクタからの光の射出の少なくとも一方を制御する制御手段と、を有する。
【０００７】
制御手段が、発射手段による液滴の発射およびプロジェクタからの光の射出の少なくとも一方を制御して、所望の位置で光と液滴とを交差させるので、液体により形成されるスクリーンを、布やフィルムのような連続的な平面としてではなく、液滴、つまり点の集合として取り扱うことができる。
【０００８】
例えば、液滴の発射方向を変化させることで、液滴と光の交差位置を変化させることも可能となる。これにより、スクリーンが形成される位置を前後させて、画像自体が観察者側に向かってくるような表現や、画像が前後に揺れるような斬新な表現を用いて画像を表示させることができる。
【０００９】
また、スクリーンを点の集合として利用できるので、１つの画像の中でも、観察者に近い位置で表示される部分や遠い位置で表示される部分を設けることもできる。これにより、スクリーンに表示される画像を奥行き感や立体感のある斬新な画像とすることができる。すなわち、スクリーンを平面としてではなく、凹凸のある面として利用することができる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様としては、発射手段は、画像を観察する観察者側に向けて液滴を発射させることが望ましい。観察者側に向けて液滴が発射されるので、液滴の軌道上において光が交差する位置を変化させるだけで、表示される画像の観察者からの距離を変化させることができる。すなわち、同じ位置から発射された液滴で、奥行きの異なる位置に画像を表示させることができるので、例えば、液滴を発射させるための発射ノズルの数を減らして、製造コストの抑制を図ることができる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様としては、プロジェクタから射出される光は、ビーム状の光であることが望ましい。ビーム状の光は焦点の位置が特定の位置に限定されないため、プロジェクタから液滴までの距離にかかわらず明瞭な画像を表示させることができる。これにより、液滴と光の交差位置を変化させた場合であっても、ボケの少ない明瞭な画像を表示させることができる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様としては、プロジェクタから射出される光は、面型の光変調装置を介して射出された拡散光であることが望ましい。拡散光の焦点深度に一定の幅を持たせることで、液滴と光の交差位置を変化させた場合であっても、ボケの少ない明瞭な画像を表示させることができる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様としては、発射手段は、液滴の発射方向が可変とされた発射ノズルを備えることが望ましい。発射ノズルによる液滴の発射方向が可変とされているので、１つのノズルから一定領域に向けて液滴を発射させることができる。これにより、所定の大きさのスクリーンを形成する際に、発射方向が固定された発射ノズルを備えて構成する場合よりも発射ノズルの数を減らすことができる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様としては、発射手段は、複数の発射ノズルが配列されたノズルアレイを備えることが望ましい。ノズルアレイに複数の発射ノズルが配列されているので、より大きいスクリーンを形成することができる。また、ノズルアレイ自体に首振り動作を行わせれば、一瞬でスクリーンの位置を変化させるような斬新な画像表示を実現することもできる。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様としては、予め算出された液滴の軌道情報を保持する記憶情報保持手段をさらに有し、制御手段は、軌道情報に基づいて発射手段による液滴の発射およびプロジェクタからの光の射出の少なくとも一方を制御することが望ましい。液滴の軌道情報に基づいて液滴の発射等を制御するので、より正確な位置で液滴と光とを交差させることができる。また、センサを設けて液滴の位置情報等を検出し、その検出結果に基づいて液滴の発射等を制御する場合に比べ、装置の構造を簡素化することができ、製造コスト及び運転コストの抑制を図ることができる。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様としては、発射手段から発射された液滴の位置、および発射手段の周囲の環境条件のうち少なくとも一方を検出する検出手段をさらに有し、制御手段は、検出手段による検出結果に基づいて、発射手段による液滴の発射およびプロジェクタからの光の射出の少なくとも一方を制御することが望ましい。検出手段による検出結果に基づいて、液滴の発射等を制御するので、より一層正確に液滴と光を交差させることができる。例えば、スクリーン形成装置を室外に設置した場合には、発射手段の周囲の環境条件として風速を検出し、フィードバック制御をすることで、風を考慮した方向に液滴を発射させることができる。すなわち、スクリーン形成装置の周囲の環境条件が変化する場合であっても正確に液滴と光を交差させることができる。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様としては、液滴には、光拡散材が含まれていることが望ましい。液滴に光拡散剤が含まれているので、液滴に交差した光が拡散しやすくなり、良好な視野角を得るとともに、明瞭な画像を表示させることができる。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様としては、液滴には、特定波長の光が照射された際に発光する蛍光剤が含まれていることが望ましい。例えば、特定波長の光として紫外領域の光が照射された際に発光する蛍光剤を用い、プロジェクタから射出される光を紫外領域の光とすれば、プロジェクタから射出される光を観察者に認識させずに液滴部分だけを発光させる斬新な画像表示とすることができる。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様としては、発射手段は、液滴を構成する液体を収容する収容部と、収容部に接続されて収容部に液体を供給する供給路と、供給路から供給された収容部内の液体を吐出する吐出路と、収容部に貼り付けられ、電圧の印加状態によって伸縮する圧電素子と、を備え、圧電素子の伸縮により収容部の体積を変化させることで、吐出路を介して液滴を発射させることが望ましい。圧電素子の伸縮を利用して液滴を発射させるので、効率的に大きな出力を得ることができる。
【００２０】
また、本発明の好ましい態様としては、圧電素子の伸縮により収容部の体積が増大した際に吐出路側からの液体の逆流を抑制するために、供給路の流路抵抗よりも吐出路の流路抵抗を大きくさせることが望ましい。吐出路の流路抵抗を供給路の流路抵抗よりも大きくするという簡単な構成で、吐出路側での逆流を抑制することができるので、発射手段の構造を簡素化し、製造コストの抑制を図ることができる。例えば、吐出路の断面積を供給路の断面積よりも小さく形成したり、吐出路の内壁面に凹凸を設けたりして流路抵抗を大きくする。
【００２１】
また、本発明の好ましい態様としては、吐出路の長さは、収容部の体積が増大した際の吐出路側からの液体の逆流を、吐出路を流れる液体の慣性力によって抑制することができる長さであることが望ましい。吐出路の長さを調整するという簡単な構成によって、吐出路側での逆流を抑制できるので、発射手段の構造を簡素化し、製造コストの抑制を図ることができる。
【００２２】
さらに、本発明に係る画像表示システムは、液滴に光を照射して画像を表示する画像表示システムであって、液滴を発射させる発射手段と、液滴に向けて光を射出するプロジェクタと、プロジェクタから射出された光と液滴とが所望の位置で交差するように、発射手段による液滴の発射、および、プロジェクタによる光の射出の少なくとも一方を制御する制御手段と、を有する。
【００２３】
制御手段が、発射手段による液滴の発射およびプロジェクタからの光の射出の少なくとも一方を制御して、所望の位置で光と液滴とを交差させるので、液体により形成されるスクリーンを布やフィルムのような連続的な平面としてではなく、液滴、つまり点の集合として取り扱うことができる。
【００２４】
例えば、液滴の発射方向を変化させることで、液滴と光の交差位置を変化させることも可能となる。これにより、画像自体が観察者側に向かってくるような表現や画像が前後に揺れるような斬新な表現を用いて画像を表示させることができる。
【００２５】
また、スクリーンを点の集合として利用できるので、１つの画像の中でも、観察者に近い位置で表示される部分や遠い位置で表示される部分を設けることもできる。これにより、スクリーンに表示される画像に奥行き感や立体感を持たせることができる。すなわち、スクリーンを平面としてではなく、凹凸のある面として利用する画像表示システムとすることができる。
【００２６】
また、本発明の好ましい態様としては、プロジェクタから射出される光は、プロジェクタに走査されるビーム状の光であることが望ましい。ビーム状の光には明解な焦点がなく、プロジェクタから液滴までの距離にかかわらず明瞭な画像を表示させることができる。これにより、液滴と光の交差位置を変化させた場合であっても、ボケの少ない明瞭が画像を表示させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明の実施例１に係る画像表示システムＳ１の概略構成を示した図である。画像表示システムＳ１は、プロジェクタ２、スクリーン形成装置４を有して大略構成される。画像表示システムＳ１は、フィルムや布ではなく液滴を用いてスクリーンＰを構成する。詳細な説明は後述するが、画像を表示させたい領域に向けて発射された多数の液滴に光を交差させることで画像が表示される。
【００２９】
プロジェクタ２は、スクリーン形成装置４から発射された液滴１４に対して、ビーム状の光であるレーザ光を照射して画像を表示させる。プロジェクタ２は、画像信号に応じて変調されたレーザ光を走査させてスクリーンＰに画像を表示させるスキャン型のプロジェクタである。プロジェクタ２は、内部にポリゴンミラーやガルバノミラーやＭＥＭＳミラー等の走査系を備えてレーザ光を走査させる。なお、走査系の詳細な説明は省略する。
【００３０】
図２は、スクリーンＰをプロジェクタ２側から見た正面図であって、画像が表示される過程を説明するための図である。プロジェクタ４は、スクリーンＰ上において矢印Ｔに示す軌跡を描くように光を走査してスクリーンＰに画像を表示する。スクリーンＰは液滴１４によって形成されるが、その詳細については後述する。また、プロジェクタ２は、光の走査位置や走査範囲を示す情報をスクリーン形成装置４に向けて送信する。
【００３１】
スクリーン形成装置４は、発射手段６、記憶情報保持部（記憶情報保持手段）８、制御部（制御手段）１０を有して構成される。図３は、発射手段６をプロジェクタ２側から見た正面図である。発射手段６は、複数の発射ノズル１２が二次元的に配列されたノズルアレイ７を備える。発射ノズル１２は、スクリーンを形成するために、液滴１４を発射するためのノズルである。液滴１４を構成する液体として、本実施例１では水を用いる。発射手段６からは、観察者側に向けて液滴１４が発射される。
【００３２】
図４は、ノズルアレイ７に配列された発射ノズル１２の詳細を示す横断面図である。発射ノズル１２は、供給路１６、供給路側逆止弁１７、収容部１８、吐出路２０、吐出路側逆止弁２１、圧電素子２２を有して構成される。発射ノズル１２では、図示しない水源からの水が供給路１６を介して収容部１８に供給され、収容部１８に供給された水が吐出路２０を介して液滴１４として発射される。
【００３３】
供給路側逆止弁１７は、供給路１６から収容部１８への入り口に設けられている。供給路側逆止弁１７は、供給路１６から収容部１８に水が流れることを許容するが、収容部１８から供給路１６に水が流れることを抑制する。供給路側逆止弁１７が設けられていることで、例えば、収容部１８の内部が負圧になった際に、供給路１６から収容部１８に水が供給されることは許容される。一方、収容部１８の内部が正圧になった際に、収容部１８に収容された水が供給路１６側に流れる（逆流する）ことが抑制される。収容部１８は、水を収容可能な内部空間を備える。
【００３４】
吐出路２０は、収容部１８に連結されており、収容部１８に連結された側の他端側から液滴１４を発射する。吐出路側逆止弁２１は、収容部１８から吐出路２０への入り口に設けられている。吐出路側逆止弁２１は、収容部１８から吐出路２０に水が流れることを許容するが、吐出路２０から収容部１８に水が流れることを抑制する。吐出路側逆止弁２１が設けられていることで、例えば、収容部１８の内部が正圧になった際に、収容部１８から吐出路２０に水が流れることは許容される。一方、収容部１８の内部が負圧になった際に、吐出路２０から収容部１８に水が逆流することが抑制される。
【００３５】
圧電素子２２は、収容部１８の外側に貼り付けられている。圧電素子２２は、電圧の印加により伸縮する性質を備える。電圧が印加された際に、圧電素子２２が伸縮すると、収容部１８自体に伸縮が生じないことに起因して、収容部１８のうち圧電素子２２が貼り付けられた面に反りが生じる。本実施例１においては、電圧を印加した際に、収容部１８の体積が減少する方向に反りが生ずる。
【００３６】
すなわち、圧電素子２２に電圧が印加された際に、収容部１８の体積が減少することで、収容部１８の内部が正圧となる。ここで、供給路側逆止弁１７によって、収容部１８に収容された水が供給路１６側に逆流することが防止される。そして、収容部１８の内部に収容された水は、吐出路２０側に押し出されて液滴１４として発射される。その後、電圧の印加が停止されると、収容部１８の反りが解消されて収容部１８の体積が増大し、収容部１８内部が負圧となる。ここで、吐出路側逆止弁２１によって、吐出路２０の水が収容部１８に逆流することが防止され、収容部１８に供給路１６から優先的に水が供給される。
【００３７】
発射ノズル１２は、ノズルアレイ７に対して、支点Ｂを中心に首振り動作可能に取り付けられている。発射ノズル１２は、後述する制御部１０によって、首振り動作が制御される。発射ノズル１２は、首振り動作によって液滴１４の発射方向を変化させることができる。
【００３８】
図３に示すように、発射ノズル１２は、首振り動作を行うことによって、発射ノズル１２ごとに点線で囲まれた発射領域Ｃに向けて液滴１４を発射させることができる。この発射ノズル１２が、ノズルアレイ７に配列されることで、発射ノズル１２ごとの発射領域Ｃよりも広いスクリーンＰの全体に液滴１４を発射させることができる。
【００３９】
保持部８は、液滴１４の軌道情報を記憶保持する。軌道情報は、発射ノズル１２から発射される液滴１４の軌道を予め算出した情報である。軌道情報は、液滴１４に用いられる液体の種類や、液滴１４の大きさ・発射速度等に基づいて算出される。この軌道情報により、発射ノズル１２から射出された液滴１４の軌道が把握可能となり、例えば、所望の時期に所望の場所に液滴１４を位置させるための、発射タイミングや発射方向や発射強度が導出される。また、保持部８は、スクリーン形成装置４とプロジェクタ２との位置関係を示す位置情報を記憶保持する。例えば、位置情報として、スクリーン形成装置４とプロジェクタ２との距離情報を記憶保持する。距離情報に基づいて、発射ノズル１２から発射された液滴１４がスクリーンＰ上に到達するまでの時間が導出される。位置情報は、画像表示システムＳ１の設置時等に手動で入力されるものであってもよいし、スクリーン形成装置４が備えるセンサ等により自動的に算出されて記憶保持されるものであってもよい。
【００４０】
制御部１０は、圧電素子２２への電圧の印加タイミングを制御することで液滴１４の発射タイミングを制御し、発射ノズル１２の首振り動作を制御することで液滴１４の発射方向を制御する。また、制御部１０は、圧電素子２２に印加する電圧の強さを制御することで液滴１４の発射強度を制御する。制御部１０は、発射ノズル１２からの液滴１４の発射タイミングや、発射方向や、発射強度を制御し、プロジェクタ２から射出された光と液滴１４をスクリーンＰ上で交差させて画像を表示させる。具体的には図２に示すように、矢印Ｔに沿って走査された光の位置に合わせて液滴１４の発射タイミング等を制御し、スクリーンＰ上で液滴１４と光とを交差させる。制御部１０は、光と液滴１４とをスクリーンＰ上で交差させるために、プロジェクタ２から送信された、走査位置や走査範囲を示す情報や、保持部に記憶保持された軌道情報、位置情報に基づいて、液滴１４の発射タイミング等を導出し、制御する。制御部１０は、スクリーンＰ上において矢印Ｔに沿って走査される光に追従させて液滴１４を次々と発射させる。液滴１４に光が交差すると、交差位置で光の反射や拡散が生じるため、画像の一部である画素が交差位置において表現される。これにより、スクリーンＰ上に多数の画素が形成され、スクリーンＰ全体に画像が表示される。
【００４１】
なお、本実施例１において制御部１０は、プロジェクタ２からの光の走査に合わせて液滴１４の発射を制御しているが、液滴１４の発射に合わせてプロジェクタ２の光の射出を制御するように構成してもよい。例えば、制御部１０が、液滴１４の発射範囲や発射タイミングを示す情報や、保持部に記憶保持された位置情報、軌道情報に基づいて、液滴１４がスクリーンＰ上に到達するタイミングやその位置を導出し、プロジェクタ２の光の走査位置や走査範囲を制御してもよい。具体的には、制御部１０が、液滴１４がスクリーンＰ上に到達するタイミングやその位置に関する情報をプロジェクタ２に送り、プロジェクタ２の制御回路が光の走査位置や走査範囲を制御する。制御部１０がプロジェクタ２の光の走査位置や走査範囲に関する情報を導出し、プロジェクタ２に送る構成であってもよい。
【００４２】
図３に示すように、発射ノズル１２が液滴１４を発射することができる領域Ｃには、重なりがある。したがって、プロジェクタ２による光の走査に追従させるために、領域Ｃの重なり部分に対して複数の発射ノズル１２から次々に液滴１４を発射させることができる。
【００４３】
制御部１０は、液滴１４の発射タイミング等を制御することで、図１に示すスクリーンＰ上から前後した位置で光と液滴１４を交差させることもできる。これにより、画像を表示する画素ごとに異なる奥行きを持たせて表現することができ、表示される画像に立体感・奥行き感を持たせることができる。すなわち、本実施例１に係る画像表示システムＳ１によれば、スクリーンＳを平面的なものとして使用するだけでなく、立体的なものとして使用することができ、斬新で興趣性の高い画像表示を実現することができる。
【００４４】
以上説明したように、制御部１０が、発射手段６による液滴１４の発射およびプロジェクタ２からの光の射出の少なくとも一方を制御して、所望の位置で光と液滴１４とを交差させるので、液体により形成されるスクリーンを、布やフィルムのような連続的な平面としてではなく、液滴１４、つまり点の集合として取り扱うことができる。発射ノズル１２による発射タイミング、プロジェクタ２による光の射出方向や射出タイミングを変化させることで、液滴１４と光の交差位置を変化させることが可能となる。これにより、スクリーンＰの形成される位置を観察者に対して前後させることができ、画像自体が観察者側に向かってくるような表現や、画像が前後に揺れるような斬新な表現を用いて画像を表示させることができる。また、スクリーンＰを点の集合として利用できるので、１つの画像の中でも、観察者に近い位置で表示される部分や遠い位置で表示される部分を設けることもできる。これにより、スクリーンＰに表示される画像を、奥行き感や立体感のある斬新な画像とすることができる。
【００４５】
また、発射ノズル１２による液滴１４の発射方向が可変とされているので、１つのノズルから一定領域に向けて液滴１４を発射させることができる。これにより、制御部１０は、発射ノズル１２による液滴１４の発射方向を変化させることによっても液滴１４と光の交差位置を変化させることが可能となる。また、所定の大きさのスクリーンＰを形成する際に、発射方向が固定された発射ノズルを備えて構成する場合よりも、発射手段６が備える発射ノズルの数を減らすことができる。
【００４６】
また、本実施例１では、発射ノズル１２が、観察者側に向けて液滴１４を発射させるので、液滴１４の軌道上において光が交差する位置を変化させるだけで、表示される画像の観察者からの距離を変化させることができる。
【００４７】
また、プロジェクタ２から射出される光はビーム状の光であり、ビーム状の光は焦点の位置が特定の位置に限定されないため、プロジェクタＰから液滴１４と光の交差位置までの距離にかかわらず明瞭な画像を表示させることができる。これにより、液滴１４と光の交差位置を変化させた場合であっても、ボケの少ない明瞭が画像を表示させることができる。
【００４８】
また、ノズルアレイ７に複数の発射ノズル１２が配列されているので、スクリーンＰのサイズを比較的大きなものとすることができる。また、制御手段１０は、保持部８が記憶保持する軌道情報に基づいて発射手段１２による液滴１４の発射やプロジェクタ２からの光の射出を制御するので、より正確な位置で液滴１４と光とを交差させることができる。また、センサを設けて液滴１４の位置情報等を検出し、その検出結果に基づいて液滴１４の発射等を制御する場合に比べ、画像表示システムＳ１の構造を簡素化することができ、製造コスト及び運転コストの抑制を図ることができる。
【００４９】
また、発射ノズル１２は、圧電素子の伸縮を利用して液滴１４を発射させるので、効率的に大きな出力を得ることができる。また、発射ノズル１２において、供給路１６の断面積よりも吐出路２０の断面積を小さく形成しているので、簡単な構成で吐出路２０側での水の逆流を抑制することができる。したがって、発射ノズル１２の構造を簡素化し、製造コストの抑制を図ることができる。
【００５０】
なお、発射ノズル１２から発射される液滴１４に光拡散剤を含ませてもよい。液滴１４に、光拡散剤が含まれていれば、液滴１４に交差した光が拡散しやすくなり、良好な視野角を得るとともに、明瞭な画像を表示させることができる。例えば、光拡散剤として顔料を用いることができる。
【００５１】
また、発射ノズル１２から発射される液滴１４に、特定波長の光が照射された際に発光する蛍光剤を含ませてもよい。例えば、特定波長の光として紫外領域の光が照射された際に発光する蛍光剤を用い、プロジェクタ２から射出される光を紫外領域の光とすれば、プロジェクタ２から射出される光を認識させずに液滴１４部分だけを際立たせて発光させるような斬新な画像表示とすることができる。
【００５２】
また、本実施例１では、プロジェクタ２から射出される光が、画像信号に応じて変調されたものとなっているが、液滴１４自体に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色を付けたうえで、プロジェクタ２から射出される白色光の強度を変化させて、様々な色を表現するように構成してもよい。
【００５３】
また、ノズルアレイ７自体を首振り動作可能としてもよい。ノズルアレイ７自体に首振り動作を行わせることで、例えば、スクリーン２が形成される位置を一瞬にして移動させるような斬新な画像表示を行うことができる。また、ノズルアレイ７を複数並べて、より一層大きなスクリーンを形成できるようにしてもよい。
【００５４】
また、本実施例１では、ノズルアレイ７に発射ノズル１２を二次元的に配列しているが、一次元的に配列してもよい。一次元的に発射ノズル１２を配列すれば、二次元的に配列したものよりもノズルアレイ７を小型にできる。ノズルアレイ７自体にも首振り動作を行わせれば、二次元的に発射ノズル１２を配列した場合と同等の大きさのスクリーンを形成することも可能となる。また、本実施例１のように液滴１４を観察者方向に発射する構成に限らず、観察者と反対の方向に液滴１４を発射させる構成とすることもできる。
【００５５】
また、スクリーン形成装置４からの液滴１４の発射が停止されている間は、スクリーンＰ自体が存在しないことになるため、スクリーンＰを使用しない場合には、スクリーンＰが邪魔になることがない。また、本実施例１では、制御部１０は、スクリーン形成装置４に備えられているが、これに限られない。例えば、制御部１０をスクリーン形成装置４とは別体として構成してもよいし、プロジェクタ２に備えてもよい。
【００５６】
図５は、本実施例１の変形例１に係る発射ノズル１２の概略構成を示す。本変形例１に係る発射ノズル１２は、供給路１６の流路抵抗よりも吐出路２０の流路抵抗のほうが大きくなるように、吐出路２０の断面積Ａ２が供給路１６の断面積Ａ１よりも小さく形成されている。これにより、収容部１８の内部が負圧になった際、すなわち液滴１４の発射後に収容部１８に水を供給する際に、吐出路２０内で水が収容部１８側に向けて逆流することが抑制され、供給路１６側から優先的に水が収容部１８の内部に取り込まれる。このように、吐出路２０の断面積Ａ２を調整することで、吐出路側逆止弁２１を設けずに吐出路２０側での逆流を抑制できるので、発射手段６の構造を簡素化し、製造コストの抑制を図ることができる。なお、本変形例１では、吐出路２０の流路抵抗を大きくするために断面積Ａ２を調整しているが、これに限られない。例えば、吐出路２０の内壁面に凹凸を形成したり、内壁面の表面粗さを調整したりして吐出路２０の流路抵抗を大きくしてもよい。
【００５７】
図６は、本実施例１の変形例２に係る発射ノズル１２の概略構成を示す。本変形例２に係る発射ノズル１２は、吐出路２０の長さＬが、収容部１８内が負圧となった場合に吐出路２０から収容部１８に向けて水が逆流しにくいような長さで形成されている。具体的には、圧電素子２２に電圧が印加されて、収容部１８内が正圧になった際に生じる吐出路２０内の発射方向に向けた水の流れを利用して、吐出路２０内で水が逆流するのを抑制する。収容部１８内が正圧となって液滴１４が吐出路２０を介して発射された後に、収容部１８内が負圧となると、吐出路２０内の水は収容部１８側に引っ張られる。しかし、吐出路２０内の水の発射方向に向けた慣性力によって、吐出路２０内の水が収容部１８側に引き込まれるのが防がれる。すなわち、収容部１８内が負圧となった際に、収容部１８側に引き込まれないだけの慣性力を生み出せる量の水が、吐出路２０内に存在するような長さとなるように、吐出路２０の長さＬが設定されている。このように、吐出路２０の長さを調整することで吐出路側逆止弁２１を設けずに吐出路２０側での逆流を抑制できるので、発射手段６の構造を簡素化し、製造コストの抑制を図ることができる。
【実施例２】
【００５８】
図７は、本発明の実施例２に係る画像表示システムＳ２の概略構成を示す。実施例１と同様の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本実施例２におけるスクリーン形成装置４は、位置検出センサ（検出手段）２４と環境検出センサ（検出手段）２６とを備えることを特徴とする。
【００５９】
位置検出センサ２４は、発射手段６から発射された液滴１４の実際の位置を検出し、検出した位置情報を検出結果として制御部１０にフィードバックする。環境検出センサは、発射手段６の周囲の環境、例えば、温度、湿度、風速等を検出し、検出した環境情報を検出結果として制御部１０にフィードバックする。
【００６０】
制御部１０は、保持部８に記憶保持された軌道情報に加えて、液滴１４の位置情報及び周囲の環境情報を加えて、発射手段６による液滴１４の発射またはプロジェクタ２からの光の射出を制御して、液滴１４と光とを所望の位置で交差させる。
【００６１】
制御部１０が、検出手段としての位置検出センサ２４および環境検出センサ２６による検出結果に基づいて、液滴１４の発射等を制御するので、周囲の環境条件等が変化する場合であっても、正確に液滴１４と光を交差させることができる。例えば、発射ノズル１２に目詰まりが生じて、液滴１４の飛距離が落ちている場合などには、位置検出センサ２４の検出結果に基づいて飛距離の低下を検知し、より勢いよく液滴１４を発射させることができる。また、画像表示システムＳ２を室外に設置した場合には、環境検出センサ２６の検出結果に基づいて、風を考慮した方向に液滴１４を発射させることができる。すなわち、画像表示システムＳ２の周囲の環境条件が変化する場合であっても正確に液滴１４と光を交差させることができる。
【実施例３】
【００６２】
図８は、本発明の実施例３に係る画像表示システムＳ３の概略構成を示す。実施例１と同様の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本実施例３における発射手段３０は、圧力タンク３２と発射ノズル３４とを備える。
【００６３】
圧力タンク３２は、液滴１４を構成する液体（水）を貯留しておくためのものである。圧力タンク３２の内部には一定の圧力がかけられており、常に正圧の状態とされている。圧力タンク３２には、多数のチューブ３６が接続されている。圧力タンク３２に接続されたそれぞれのチューブ３６の他方側は、ノズルアレイ３７に設けられた発射ノズル３４に接続されている。
【００６４】
圧力タンク３２とチューブ３６の間には、バルブ３８が設けられている。バルブ３８の開閉は、制御部１０によって制御される。制御部１０によってバルブ３８が僅かの間だけ開状態とされることで、正圧状態の圧力タンク３２から発射ノズルに向けて水が流れ、液滴１４が発射される。発射ノズル３４は、実施例１の発射ノズル１２と同様に首振り可能とされているが、液滴１４を発射させるための機構、例えば圧電素子２２等を備えていない。
【００６５】
以上説明したように、本実施例３に画像表示システムＳ３では、液滴１４を発射させるための機構を圧力タンク３２側に持たせることで、発射ノズル３４の構造を簡素化し、ノズルアレイ３７の構造も簡素化することができる。
【００６６】
なお、本実施例３では、圧力タンク３２を用いて、ノズルアレイ３７の構造の簡素化を図っているが、これに限られない。例えば、圧電素子を用いて液滴を発射させる機構を、ノズルアレイ７よりも上流にまとめて設けることで、ノズルアレイの構造の簡素化を図ることもできる。
【実施例４】
【００６７】
図９は、本発明の実施例４に係る画像表示システムＳ４の概略構成を示す。実施例１と同様の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本実施例３におけるプロジェクタ５２は、面型の光変調装置（図示せず。）を備え、その面型の光変調装置を介して拡散光を射出する。面型の光変調装置としては、透過型ＴＦＴ（Ｔ−ＴＦＴ）、反射型ＴＦＴ（Ｒ−ＴＦＴ）、反射型液晶表示装置（Liquid  Crystal  On  Silicon；ＬＣＯＳ）、ＤＭＤ（Digital  Micromirror  Device）等を用いることができる。そして、プロジェクタ５２から射出される光の焦点深度に一定の幅を持たせることで、スクリーンＰの形成位置を変化させたり、奥行き感のある画像表現をさせたりした場合でも明瞭な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施例１に係る画像表示システムの概略構成を示す図。
【図２】スクリーンをプロジェクタ側から見た正面図。
【図３】発射手段をプロジェクタ側から見た正面図。
【図４】ノズルアレイに配列された発射ノズルの詳細を示す横断面図。
【図５】実施例１の変形例１に係る発射ノズルの概略構成を示す図。
【図６】実施例１の変形例２に係る発射ノズルの概略構成を示す図。
【図７】本発明の実施例２に係る画像表示システムの概略構成を示す図。
【図８】本発明の実施例３に係る画像表示システムの概略構成を示す図。
【図９】本発明の実施例４に係る画像表示システムの概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００６９】
Ｂ  支点、Ｃ  発射領域、Ｐ  スクリーン、Ｔ  矢印、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４  画像表示システム、２，５２  プロジェクタ、４  スクリーン形成装置、６  発射手段、７  ノズルアレイ、８  保持部（記憶情報保持手段）、１０  制御部（制御手段）、１２  発射ノズル、１４  液滴、１６  供給路、１７  供給路側逆止弁、１８  収容部、２０  吐出路、２１  吐出路側逆止弁、２２  圧電素子、２４  位置検出センサ（検出手段）、２６  環境検出センサ（検出手段）、３０  発射手段、３２  圧力タンク、３４  発射ノズル、３６  チューブ、３７  ノズルアレイ、３８  バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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