(57)【要約】【課題】スクリーン越しに視認される背景の歪みを防止しつつ、三次元画像を表示することのできるスクリーン、および、このスクリーンを備えた画像表示システムを提供すること。【解決手段】スクリーン２００は、入射した光が散乱する散乱状態と入射した光が透過する透過状態とを切り替えることのできるスクリーン本体２５０と、スクリーン本体２５０の一方の面側に設けられ、スクリーン本体２５０の前記一方の面からの平面視にて所定方向に間隔を隔てて配列される複数の遮光部２６１を有する視差バリア２５０とを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した光が散乱する散乱状態と入射した光が透過する透過状態とを切り替えることのできるスクリーン本体と、
前記スクリーン本体の一方の面側に設けられ、前記スクリーン本体の前記一方の面からの平面視にて所定方向に間隔を隔てて配列される複数の遮光部を有する視差バリアと、を有していることを特徴とするスクリーン。
【請求項２】
前記スクリーン本体は、該スクリーン本体の前記平面視にて、複数の領域に分割されており、前記領域毎に前記散乱状態と前記透過状態とを切り替えることができる請求項１に記載のスクリーン。
【請求項３】
前記スクリーン本体は、前記視差バリア側に位置する第１配向膜と、前記第１配向膜と対向配置された第２配向膜と、前記第１配向膜および前記第２配向膜の間に挟持され、高分子中に液晶分子が分散した高分子分散型液晶層と、を有している請求項１または２に記載のスクリーン。
【請求項４】
前記第１配向膜と前記第２配向膜のラビング方向が平行である請求項２または３に記載のスクリーン。
【請求項５】
前記スクリーン本体には、前記第２配向膜側から、前記第２配向膜のラビング方向と平行な方向に振動する直線偏光である映像光が出射される請求項４に記載のスクリーン。
【請求項６】
前記遮光部は、前記第１配向膜のラビング方向と平行な方向に振動する直線偏光を遮断し、前記第１配向膜のラビング方向と直交する方向に振動する直線偏光を透過する請求項５に記載のスクリーン。
【請求項７】
入射した光が散乱する散乱状態と入射した光が透過する透過状態とを同時に備える半透過型のスクリーン本体と、
前記スクリーンの一方の面側に設けられ、前記スクリーン本体の前記一方の面からの平面視にて所定方向に間隔を隔てて配列される複数の遮光部を有する視差バリアと、を有していることを特徴とするスクリーン。
【請求項８】
第１配向膜と、前記第１配向膜と対向配置された第２配向膜と、前記第１配向膜および前記第２配向膜の間に挟持され、高分子中に液晶分子が分散した高分子分散型液晶層と、を有し、前記高分子分散型液晶層に作用する電界を制御することによって前記高分子分散型液晶層に入射した光が散乱する散乱状態と前記高分子分散型液晶層に入射した光が透過する透過状態とを切り替えることのできるスクリーン本体と、
前記スクリーン本体の前記第１配向膜側に設けられ、前記スクリーン本体の平面視にて所定方向に間隔を隔てて離隔して配列される複数の遮光部を有する視差バリアと、
前記第２配向膜側から前記スクリーン本体に向けて、前記第２配向膜のラビング方向と平行な方向に振動する直線偏光である映像光を出射する光投射デバイスと、を有していることを特徴とする画像表示システム。
【請求項９】
前記映像光によって前記スクリーンに表示される画像は、視差画像である請求項８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、スクリーンおよび画像表示システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特殊な眼鏡（ステレオスコープ方式眼鏡、アナグリフ方式眼鏡）を用いて三次元画像を表示する三次元映像表示装置が知られている。また、最近は、特許文献１に示されているように、特殊な眼鏡を用いることなく三次元画像を表示する装置も開発されている。
特許文献１には、スクリーンと、スクリーンに光を投影する光投射デバイスとを有する画像表示システムが開示されており、スクリーンは、凸レンズアレイ、散乱シートおよび基板が積層した構成となっている。このような画像表示システムでは、インテグラルフォトグラフィ方式を用いて、三次元画像を表示するように構成されている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１の構成では、スクリーンが凸レンズアレイを備えているため、スクリーン越しに視認される背景が歪んで見えてしまう。したがって、例えば、スクリーン未使用時や、スクリーンの一部だけに画像を表示し、他の領域からは背景が透けて見える状態のときなどに、スクリーン越しに歪んだ背景が視認されてしまい、観察者に不快感を与えてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−６５０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スクリーン越しに視認される背景の歪みを防止しつつ、三次元画像を表示することのできるスクリーン、および、このスクリーンを備えた画像表示システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
（１）  本発明のスクリーンは、入射した光が散乱する散乱状態と入射した光が透過する透過状態とを切り替えることのできるスクリーン本体と、
前記スクリーン本体の一方の面側に設けられ、前記スクリーン本体の前記一方の面からの平面視にて所定方向に間隔を隔てて配列される複数の遮光部を有する視差バリアと、を有していることを特徴とする。
これにより、スクリーン越しに視認される背景の歪みを防止しつつ、三次元画像を表示することのできるスクリーンが得られる。
【０００７】
（２）  本発明のスクリーンでは、前記スクリーン本体は、該スクリーン本体の前記平面視にて、複数の領域に分割されており、前記領域毎に前記散乱状態と前記透過状態とを切り替えることができるのが好ましい。
これにより、画像が表示されていない領域を透過状態とすることによって、スクリーン越しに見える背景に画像が浮いて見えるような印象を与えることができる。
【０００８】
（３）  本発明のスクリーンでは、前記スクリーン本体は、前記視差バリア側に位置する第１配向膜と、前記第１配向膜と対向配置された第２配向膜と、前記第１配向膜および前記第２配向膜の間に挟持され、高分子中に液晶分子が分散した高分子分散型液晶層と、を有しているのが好ましい。
これにより、比較的簡単な構成で散乱状態と透過状態とを切り替えることができる。
【０００９】
（４）  本発明のスクリーンでは、前記第１配向膜と前記第２配向膜のラビング方向が平行であるのが好ましい。
これにより、優れた偏光特性を示し、所定の方向に振動する直線偏光を映像光として用いることにより鮮明な画像を表示することができる。
（５）  本発明のスクリーンでは、前記スクリーン本体には、前記第２配向膜側から、前記第２配向膜のラビング方向と平行な方向に振動する直線偏光である映像光が出射されるのが好ましい。
これにより、映像光がスクリーンによって効率的に散乱し、より鮮明な画像を表示することができる。
【００１０】
（６）  本発明のスクリーンでは、前記遮光部は、前記第１配向膜のラビング方向と平行な方向に振動する直線偏光を遮断し、前記第１配向膜のラビング方向と直交する方向に振動する直線偏光を透過するのが好ましい。
これにより、遮光部越しに背景を視認することができるため、スクリーン全体としてスクリーン越しの背景をより鮮明に視認することができる。
【００１１】
（７）  本発明のスクリーンは、入射した光が散乱する散乱状態と入射した光が透過する透過状態とを同時に備える半透過型のスクリーン本体と、
前記スクリーンの一方の面側に設けられ、前記スクリーン本体の前記一方の面からの平面視にて所定方向に間隔を隔てて配列される複数の遮光部を有する視差バリアと、を有していることを特徴とする。
これにより、スクリーン越しに視認される背景の歪みを防止しつつ、三次元画像を表示することのできるスクリーンが得られる。
【００１２】
（８）  本発明の画像表示システムは、第１配向膜と、前記第１配向膜と対向配置された第２配向膜と、前記第１配向膜および前記第２配向膜の間に挟持され、高分子中に液晶分子が分散した高分子分散型液晶層と、を有し、前記高分子分散型液晶層に作用する電界を制御することによって前記高分子分散型液晶層に入射した光が散乱する散乱状態と前記高分子分散型液晶層に入射した光が透過する透過状態とを切り替えることのできるスクリーン本体と、
前記スクリーン本体の前記第１配向膜側に設けられ、前記スクリーン本体の平面視にて所定方向に間隔を隔てて離隔して配列される複数の遮光部を有する視差バリアと、
前記第２配向膜側から前記スクリーン本体に向けて、前記第２配向膜のラビング方向と平行な方向に振動する直線偏光である映像光を出射する光投射デバイスと、を有していることを特徴とする。
これにより、スクリーン越しに視認される背景の歪みを防止しつつ、三次元画像を表示することのできる画像表示システムが得られる。
（９）  本発明の画像表示システムでは、前記映像光によって前記スクリーンに表示される画像は、視差画像であるのが好ましい。
これにより三次元画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる画像表示システムの構成図である。
【図２】図１に示すスクリーンに含まれるスクリーン本体の断面図（図１中のＡ−Ａ線断面図）である。
【図３】図２に示すスクリーン本体の電圧印加状態を示す断面図である。
【図４】図２に示すスクリーン本体内を通過する偏光を示す断面図であり、（ａ）が図１中のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）が図１中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図２に示すスクリーン本体内を通過する偏光を示す断面図であり、（ａ）が図１中のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）が図１中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】偏光方向が異なる直線偏光のスクリーン透過率を示すグラフである。
【図７】図１に示すスクリーンに含まれるパララックスバリアを示す図である。
【図８】図１に示すプロジェクターの光学系の構成を示す平面図である。
【図９】スクリーン本体に照射される映像光の振動方向を示す平面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態にかかる画像表示システムが備えるスクリーンに含まれるスクリーン本体の断面図（図１中のＡ−Ａ線断面に対応する図）である。
【図１１】本発明の第２実施形態にかかる画像表示システムの１つの使用例について説明する図である。
【図１２】本発明の第３実施形態にかかる画像表示システムの構成図である。
【図１３】図１２に示す画像表示システムが備えるスクリーンに含まれるスクリーン本体の断面図（図１２中のＣ−Ｃ線断面に対応する図）である。
【図１４】本発明の第４実施形態にかかる画像表示システムの構成図である。
【図１５】本発明の第５実施形態にかかる画像表示システムが備えるプロジェクターの光学系の構成を示す平面図である。
【図１６】本発明の第６実施形態にかかる画像表示システムが備えるプロジェクターの光学系の構成を示す平面図である。
【図１７】本発明の第７実施形態にかかる画像表示システムが備えるプロジェクターの光学系の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のスクリーンおよび画像表示システムを図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態にかかる画像表示システムの構成図である。図２は、図１に示すスクリーンに含まれるスクリーン本体の断面図（図１中のＡ−Ａ線断面図）である。図３は、図２に示すスクリーン本体の電圧印加状態を示す断面図である。図４および図５は、それぞれ、図２に示すスクリーン本体内を通過する偏光を示す断面図であり、（ａ）が図１中のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）が図１中のＢ−Ｂ線断面図である。図６は、偏光方向が異なる直線偏光のスクリーン透過率を示すグラフである。図７は、図１に示すスクリーンに含まれるパララックスバリアを示す図である。図８は、図１に示すプロジェクターの光学系の構成を示す平面図である。図９は、スクリーン本体に照射される映像光の振動方向を示す平面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１中の紙面上下方向を垂直方向とも言い、垂直方向に直交する方向を水平方向とも言う。
【００１５】
図１に示す画像表示システム１００は、スクリーン２００と、スクリーン２００に映像光Ｌ’を投射する光投射デバイス９００と、スクリーン２００および光投射デバイス９００の駆動を制御する制御部４００とを有している。このような画像表示システム１００は、光投射デバイス９００からの映像光Ｌ’をスクリーン２００の背面へ投射し、スクリーン２００に所望の三次元画像を表示するシステムである。
【００１６】
以下、スクリーン２００、光投射デバイス９００および制御部４００について、順次詳細に説明する。
≪スクリーン≫
図１に示すように、スクリーン２００は、スクリーン本体２５０と、スクリーン本体２５０の前面側に位置するパララックスバリア（視差バリア）２６０とによって構成されている。
【００１７】
（スクリーン本体）
図２に示すように、スクリーン本体２５０は、一対の透明基板２１１、２１２と、一対の電極２２１、２２２と、一対の配向膜２３１、２３２と、高分子分散型液晶層２４０とを有している。
一対の透明基板２１１、２１２のうち、透明基板２１１は、スクリーン２００の前面側に配置され、透明基板２１２は、スクリーン２００の背面側に配置されている。透明基板２１１は、電極２２１および配向膜２３１を支持し、透明基板２１２は、電極２２２および配向膜２３２を支持する。
【００１８】
これら透明基板２１１、２１２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、石英ガラス等のガラス材料やポリエチレンテレフタレート等のプラスチック材料等が挙げられる。この中でも特に、石英ガラス等のガラス材料で構成されたものであるのが好ましい。これにより、反り、撓み等の生じにくい、より安定性に優れたスクリーン２００を得ることができる。
【００１９】
一対の電極２２１、２２２のうち、電極２２１は、透明基板２１１の内側（高分子分散型液晶層２４０側）の面に配置され、電極２２２は、透明基板２１２の内側（高分子分散型液晶層２４０側）の面に配置されている。また、電極２２１、２２２は、それぞれ、実質的に透明で光透過性を有している。これら電極２２１、２２２は、例えば、インジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）、インジウムオキサイド（ＩＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）等で構成されている。
【００２０】
一対の配向膜２３１、２３２のうち、配向膜（第１配向膜）２３１は、電極２２１の内側（高分子分散型液晶層２４０側）の面に配置され、配向膜（第２配向膜）２３２は、電極２２２の内側（高分子分散型液晶層２４０側）の面に配置されている。一対の配向膜２３１、２３２は、ラビング方向Ａ、Ｂが揃う（平行となる）よう配置されている。また、ラビング方向Ａ、Ｂは、水平方向に沿っている。これら配向膜２３１、２３２は、例えば、ポリイミド、ポリビニルアルコール等からなる膜にラビング処理等の配向処理を施したものである。
【００２１】
高分子分散型液晶層２４０は、光透過性を有する透過状態（透明状態）と光散乱性を有する散乱状態とを印加電界の強度により切替えることができる。図２に示すように、このような高分子分散型液晶層２４０は、ＰＤＬＣ（高分子分散型液晶）２４１で構成されている。ＰＤＬＣ２４１は、高分子２４２と、高分子２４２中に分散した液晶分子２４３とを有している。
【００２２】
高分子２４２と液晶分子２４３とは異なる物質である。また、高分子２４２と液晶分子２４３は、長軸方向と短軸方向とを有する長手形状をなしている。液晶分子２４３は、一対の透明電極２２１、２２２間に電圧を印加していない電圧非印加状態において、配向膜２３１、２３２の間でこれらのラビング方向に沿って所定のチルト角を有しつつ配向している。配向膜２３１、２３２のラビング方向Ａ、Ｂが揃っているため、液晶分子２４３のツイスト角は、ほぼ０°となっている。このように、ラビング方向Ａ、Ｂが一致していることにより、高分子分散型液晶層２４０は、優れた偏光特性を示し、後述するように、所定の方向に振動する直線偏光を効率的に散乱させることができる。
【００２３】
このようなＰＤＬＣ２４１は、例えば、液晶性モノマー等の高分子前駆体と液晶分子との混合物により形成することができる。具体的には、前記混合物を配向膜２３１、２３２により配向させた状態で前記混合物に紫外線光等のエネルギーを照射し、液晶性モノマーを重合させる。すると、液晶性モノマーは、配向を保持したまま重合し、配向規制力を有する高分子２４２になる。液晶分子２４３は、高分子２４２から相分離され、高分子２４２の配向規制力により配向する。
【００２４】
液晶分子２４３としては、屈折率異方性および誘電率異方性を有するものであればよく、公知の液晶材料から適宜選択することができる。また、液晶分子２４３としては、長軸方向の屈折率が高分子２４２の長軸方向の屈折率とほぼ等しく、かつ、短軸方向の屈折率が高分子２４２の短軸方向の屈折率とほぼ等しく、さらには、短軸方向の屈折率が高分子２４２の長軸方向の屈折率と十分に異なる材料が用いられる。
【００２５】
このような高分子分散型液晶層２４０は、一対の透明電極２２１、２２２間に電圧を印加していない電圧非印加状態において透過状態となり、一対の透明電極２２１、２２２間に電圧を印加している電圧印加状態において散乱状態となる。なお、前記「電界非印加状態」とは、一対の透明電極２２１、２２２間に全く電圧を印加しない状態のみならず、一対の透明電極２２１、２２２間に、実質的に液晶分子２４３に作用しない程度の電圧が印加されている状態も含む。
【００２６】
具体的に説明すれば、電圧非印加状態においては、液晶分子２４３と高分子２４２との間で屈折率がほぼ等しく、ＰＤＬＣ２４１に入射した光はほとんど散乱されずに射出され、透過状態となる。反対に、電圧印加状態では、図３に示すように、高分子２４２の長軸方向の方位角が変化しないのに対して、液晶分子２４３の長軸方向の方位角が電界に応じて変化し、これにより、高分子２４２と液晶分子２４３との間で屈折率が異なることにより入射した光が散乱し、光散乱状態となる。
散乱状態のスクリーン本体２５０は、背面側（配向膜２３２側）から高分子分散型液晶層２４０に入射し、ラビング方向Ａと平行な方向に振動する直線偏光Ｌ１を散乱し、配向方向Ａと直交する方向に振動する直線偏光Ｌ２を透過する性質を有している。
【００２７】
具体的に説明すると、背面側から高分子分散型液晶層２４０に入射した光は、高分子２４２と液晶分子２４３とを交互に通過する。この際、直線偏光Ｌ１は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、高分子２４２を長軸方向に振動しながら通過し、液晶分子２４３を短軸方向に振動しながら通過する。前述したように、液晶分子２４３の短軸方向の屈折率と高分子２４２の長軸方向の屈折率とが異なっているため、直線偏光Ｌ１は、高分子２４２と液晶分子２４３との界面にて散乱する。これに対して、直線偏光Ｌ２は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、高分子２４２を短軸方向に振動しながら通過し、液晶分子２４３を短軸方向に振動しながら通過する。前述したように、高分子２４２の短軸方向の屈折率と液晶分子２４３の短軸方向の屈折率とがほぼ等しいため、直線偏光Ｌ２は、高分子２４２と液晶分子２４３との界面にてほとんど散乱せず、そのまま高分子分散型液晶層２４０を通過する。
【００２８】
図６に、直線偏光Ｌ１、Ｌ２の透過率の一例を示す。図６では、リバース型の高分子分散型液晶層を用い、横軸に高分子分散型液晶層に印加する電圧を、縦軸に高分子分散型液晶層の透過率を取ってプロットしている。図６から明らかなように、直線偏光Ｌ１は、印加電圧が大きくなって液晶分子２４３の方位角が変化すると、高分子分散型液晶層２４０内をほとんど透過せず、大半が高分子分散型液晶層２４０内で散乱している。一方、直線偏光Ｌ２は、印加電圧が大きくなって液晶分子２４３の方位角が変化しても、高分子分散型液晶層２４０内でほとんど散乱せず、大半が高分子分散型液晶層２４０を透過している。
なお、高分子分散型液晶層２４０の厚さを１０μｍ以上とすることにより、上述のような直線偏光Ｌ１の散乱を十分に発生させることができる。直線偏光Ｌ１の透過率は、１％以下であるのが好ましい。
【００２９】
（パララックスバリア）
図１に示すように、パララックスバリア２６０は、スクリーン本体２５０の前面（表示面）側に、スクリーン本体２５０と平行に設けられている。なお、図１では、パララックスバリア２６０がスクリーン本体２５０の前面と離間して設けられているが、パララックスバリア２６０の配置は、その機能を発揮することができる限りこれに限定されず、例えば、スクリーン本体２５０の前面に接触して設けられていてもよい。
【００３０】
図７に示すように、パララックスバリア２６０は、垂直方向に延在した複数の遮光部２６１が水平方向（所定方向）に所定の間隔を隔てて離隔して配列された構成をなしている。すなわち、パララックスバリア２６０は、垂直方向に延びる遮光部２６１と開口部２６２とが水平方向に所定の周期で交互に配置された構成となっている。
また、複数の遮光部２６１は、それぞれ、偏光依存性を有している。具体的には、複数の遮光部２６１は、それぞれ、映像光Ｌ’の振動方向と平行な方向（水平方向）に振動する直線偏光を吸収し、映像光Ｌ’の振動方向と直交する方向（垂直方向）に振動する直線偏光を透過する性質を有している。例えば、各遮光部２６１をワイヤグリッドアレイ等の公知の偏光子で構成することによって、容易かつ確実に前記の性質を持たせることができる。
【００３１】
このようなスクリーン２００は、左右視差を利用して、三次元画像（立体画像）を表示することができる。具体的には、図７に示すように、スクリーン本体２５０には、互いに垂直方向に延びる右目用画素領域ＰＲと左目画素領域ＰＬとが水平方向に所定の周期で交互に配置されている。右目用画素領域ＰＲとは、パララックスバリア２６０の開口部２６２を介して観察者の右目で視認される画素領域であり、左目画素領域ＰＬとは、パララックスバリア２６０の開口部２６２を介して観察者の左目で視認される画素領域である。そして、後述する映像光Ｌ’をスクリーン本体２５０の背面側から投射して、右目用画素領域ＰＲに右目用の画像を表示し、左目用画素領域ＰＬに左目用の画像を表示する。すなわち、スクリーン本体２５０に視差画像を表示する。右目用画素領域ＰＲに表示された画像は、遮光部２６１によって遮光されることによって観察者の右目には提示されず、同様に、左目用画素領域ＰＬに表示された画像は、遮光部２６１によって遮光されることによって観察者の左目には提示されない。そのため、左右の目に別々の画像を提示することができ、これによって両眼視差が発生して三次元画像が表示される。なお、三次元画像が必要ではなく、通常の二次元画像を表示させたい場合には、右目用画素領域ＰＲと左目用画素領域ＰＬとに同じ画像を表示させればよい。
【００３２】
以上、スクリーン２００について説明した。このようなスクリーン２００によれば、スクリーン２００を使用しない場合には、高分子分散型液晶層２４０を透過状態とすることによって、スクリーン２００を透明としておくことができる。そのため、例えば、スクリーン２００を生活空間にて使用する場合には、スクリーン２００が与える圧迫感を低減することができる。また、スクリーン２００では、三次元画像の表示を可能とするためにパララックスバリアを有している。そのため、透明状態のスクリーン２００越しに見える背景が歪まずに自然に視認され、生活空間にて違和感のないスクリーン２００とすることができる。特に、前述したように、パララックスバリア２６０の遮光部２６１が、垂直方向に振動する直線偏光を透過する性質を有しているため、この直線偏光を利用して、遮光部２６１越しの背景をも視認することができる。したがって、スクリーン２００の全面で背景を視認することができるため、より鮮明な背景が視認され、生活空間にてより違和感のないスクリーン２００となる。
【００３３】
また、スクリーン２００によれば、前述したように、散乱状態でもラビング方向Ａ、Ｂに直交する方向（垂直方向）に振動する直線偏光を透過する。そのため、例えば、スクリーン本体２５０の一部にしか画像を生じさせていない場合などは、画像の周囲にてスクリーン２００越しに背景が視認されるため、視認者に、まるで背景中に画像が飛び出して表示されているような感覚を与えることもできる。
【００３４】
≪光投射デバイス≫
図８に示すように、光投射デバイス９００は、映像光Ｌを出射するプロジェクター６００と、プロジェクター６００から出射される映像光Ｌの偏光制御を行う偏光制御素子８００とを有している。
プロジェクター６００は、光源装置６２０と、均一照明光学系６３０と、空間光変調装置６４０と、投射光学系（投射レンズ群）６５０とを有している。このようなプロジェクター６００は、光源装置６２０から射出された光の強度を与えられた画像情報に応じて空間光変調装置６４０によって変調することにより光像（すなわち映像光Ｌ）を形成し、この光像を投射光学系６５０からスクリーン２００上に拡大投射するための光学機器である。
【００３５】
光源装置６２０は、光源である超高圧水銀ランプ６２１と、リフレクター６２２とを備えている。このような構成では、超高圧水銀ランプ６２１から放射された光は、リフレクター６２２で反射されて前方側に収束される。なお、光源としては、超高圧水銀ランプに限らず、例えば、メタルハライドランプ等を採用してもよい。
均一照明光学系６３０は、ロッドインテグレーター６３１と、カラーホイール６３２と、リレーレンズ群６３３と、反射ミラー６３４を有している。このような均一照明光学系６３０では、光源装置６２０から射出された光束がカラーホイール６３２を通過し後、ロッドインテグレーター６３１に角度を付けて入射する。
【００３６】
カラーホイール６３２は、図示しないモーター等の駆動源によって回転可能に設けられている。また、カラーホイール６３２には、ロッドインテグレーター６３１の入射側の端に形成されたポートと対向するフィルター面６３２ａが形成されており、このフィルター面６３２ａには、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のフィルターが領域を隔てて周方向に並んで形成されている。なお、カラーホイール６３２は、ロッドインテグレーター６３１の出射側に設けられていてもよい。
【００３７】
カラーホイール６３２に入射した光束は、フィルター面６３２ａによって、赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光の３色に時系列的に色分離される。Ｒ、Ｇ、Ｂの３色への分離は、スクリーン２００に表示する画像のフレーム周波数よりも高速な周波数で行う。このような周波数で色分離を行うことにより、スクリーン２００にフルカラー画像を表示することが可能となる。
【００３８】
カラーホイール６３２を通過した光（Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光）は、ロッドインテグレーター６３１の入射ポートからその内部に導入される。ロッドインテグレーター６３１の内部に導入された光は、ロッドインテグレーター６３１内にて複数回の反射をおこし、これによって、ロッドインテグレーター６３１の出射面に均一な照度が確保される。そのため、ロッドインテグレーター６３１の出射ポートから出射された光は、均一な照明分布を有するものとなる。
ロッドインテグレーター６３１から出射された光は、リレーレンズ群６３３および反射ミラー６３４を介して、均一な照明光として空間光変調装置６４０へ入射する。
【００３９】
空間光変調装置６４０は、基板６４１と、基板６４１上に配列された複数の光変調素子６４２（例えば、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス：ただし「ＤＭＤ」は、米国テキサスインスツルメント株式会社の登録商標）とを有している。複数の光変調素子６４２は、基板６４１上にマトリクス状に配置されている。光変調素子６４２の数としては特に限定されない。プロジェクター６００では、１つの光変調素子６４２が１画素を構成するため、光変調素子６４２は、画素数分、例えば、横×縦＝１２８０×１０２４、６４０×４８０のように配置されている。
【００４０】
各光変調素子６４２は、入射した光束を反射するための可動ミラーを有しており、この可動ミラーは、反射した光が投射光学系６５０へ導かれるＯＮ状態と、ＯＮ状態に対して傾きが異なり、反射した光がアブソーバー（図示せず）へ導かれるＯＦＦ状態とに姿勢が変化する。
空間光変調装置６４０は、例えば、ＰＣ（パーソナルコンピューター）５００等から与えられた画像情報に基づいて各光変調素子６４２のＯＮ状態／ＯＦＦ状態を独立して切り替えることにより所定の光像を形成する。そして、形成された光像は、投射光学系６５０に入射する。投射光学系６５０は、投射レンズ６５１を備えており、投射光学系６５０に導かれた光像を映像光Ｌとしてスクリーン２００の方向へ投射する。
【００４１】
投射光学系６５０の前方（映像光Ｌの光路上）に位置する偏光制御素子８００は、プロジェクター６００から出射されたランダム偏光である映像光Ｌから所定方向に振動する直線偏光からなる映像光Ｌ’を得る偏光子である。このような偏光制御素子８００としては、上記の効果を発揮することができれば、特に限定されず、例えば、ワイヤグリッドアレイや液晶デバイス等の公知の偏光子を用いることができる。
【００４２】
以上、光投射デバイス９００について説明した。光投射デバイス９００をこのような構成とすることにより、光投射デバイス９００の構成を簡単なものとすることができる。また、光投射デバイス９００では、偏光制御素子８００が、投射光学系６５０よりも映像光Ｌの進行方向下流側に位置している。言い換えれば、偏光制御素子８００は、プロジェクター６００と別体として設けられ、プロジェクター６００とスクリーン２００との間に配置されている。このような構成とすることにより、プロジェクター６００の姿勢に関わらず、スクリーン２００に対する偏光制御素子８００の姿勢を所定の姿勢に保つことができる。そのため、偏光制御素子８００によって、常に、所望の方向に振動する直線偏光である映像光Ｌ’が得られる。
【００４３】
図９に示すように、画像表示システム１００では、映像光Ｌ’の振動方向Ｃがラビング方向Ｂと平行である。前述したように、電圧印加状態の高分子分散型液晶層２４０は、ラビング方向Ｂに平行な方向に振動する直線偏光Ｌ１に対する散乱性が高い。映像光Ｌ’もラビング方向Ｂと平行な方向へ振動する直線偏光であるため、映像光Ｌ’を高分子分散型液晶層２４０内にて効率的に散乱させることができる。言い換えれば、散乱せずに高分子分散型液晶層２４０を通過する映像光Ｌ’を低減することができる。そのため、より輝度の高い（明るい）画像を表示することができるとともに、著しい輝点（周囲よりも著しく高輝度な点）の発生を防止することができる。このように、画像表示システム１００によれば、高い品質の映像を表示することができ、さらには、輝点を抑制することによって、観察者の眼精疲労を低減することができる。
【００４４】
なお、前記「平行」には、ラビング方向Ｂと、映像光Ｌ’の振動方向Ｃとが平行である場合の他、ラビング方向Ｂに対して振動方向Ｃが僅かに傾いている場合も含まれる。具体的には、スクリーン２００の平面視にて、ラビング方向Ｂと振動方向Ｃとのなす角が１０°以内である場合も含まれる。このような範囲内であれば、十分に効果を発揮することができる。
【００４５】
（制御部）
図１に示すように、制御部４００は、例えば、パーソナルコンピューター５００からの画像信号Ｉに所定の処理を行い、処理して得られた画像信号Ｉ’をプロジェクター６００へ送信する画像信号処理部４１０と、パーソナルコンピューター５００からの信号に基づいてスクリーン２００の駆動（ＯＮ／ＯＦＦ）を制御するスクリーン制御部４２０とを有している。画像信号処理部４１０からの画像信号を受けたプロジェクター６００は、その画像信号に基づく映像光Ｌを出射し、偏光制御素子８００を通過して映像光Ｌ’となった光が背面側からスクリーン本体２５０へ投射される。
【００４６】
制御部４００は、画像信号処理部４１０からプロジェクター６００へ画像信号Ｉ’を出力するのに対応させて、スクリーン制御部４２０によってスクリーン２００（スクリーン本体２５０）の駆動を制御するように構成されている。具体的には、制御部４００は、画像信号処理部４１０から画像信号Ｉ’を出力していない状態では、スクリーン制御部４２０によってスクリーン本体２５０を透過状態とする。反対に、制御部４００は、画像信号処理部４１０から画像信号Ｉ’を出力している状態では、スクリーン制御部４２０によってスクリーン本体２５０を散乱状態とする。
【００４７】
このような制御部４００によれば、光投射デバイス９００から偏光制御素子８００を透過した映像光Ｌ’が出射されていないとき、すなわちスクリーン本体２５０に表示する画像が存在しないときには、スクリーン本体２５０を透過状態とすることができる。また、光投射デバイス９００から偏光制御素子８００を透過した映像光Ｌ’が出射されているときは、スクリーン本体２５０を散乱状態とすることができ、スクリーン２本体２５０に映像光Ｌ’に対応する画像を表示することができる。
以上、本実施形態の画像表示システム１００について説明した。
【００４８】
なお、本実施形態では、遮光部２６１が垂直方向に振動する直線偏光を透過する性質を有しているが、遮光部２６１は、垂直方向に振動する直線偏光を吸収する性質を有していてもよい。すなわち、遮光部２６１は、水平方向（映像光Ｌ’と同じ振動方向）に振動する直線偏光と垂直方向（映像光Ｌ’に直交する方向）に振動する直線偏光の両方を吸収する性質を有していてもよい。
【００４９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の画像表示システムの第２実施形態について説明する。
図１０は、本発明の第２実施形態にかかる画像表示システムが備えるスクリーンに含まれるスクリーン本体の断面図（図１中のＡ−Ａ線断面に対応する図）である。図１１は、本発明の第２実施形態にかかる画像表示システムの１つの使用例について説明する図である。
【００５０】
以下、第２実施形態の画像表示システムについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第２実施形態にかかる画像表示システムは、スクリーン本体の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００５１】
図１０に示すように、本実施形態のスクリーン本体２５０Ａでは、電極２２２が複数の電極片２２２’に分割されている。複数の電極片２２２’は、マトリックス状に配列されており、それぞれ、透明基板２１２上に形成された図示しない回路に接続されている。前記回路は、マトリックス状に配列されたＴＦＴ（スイッチング素子）、ＴＦＴに対応して形成されたゲート線およびデータ線、ゲート線に所望の電圧を印加するゲートドライバー、データ線に所望の電圧を印加するデータドライバー等を有しており、電極片２２２’毎の電圧印加を独立して制御することができるようになっている。なお、以下では、説明の便宜上、１つの電極片２２２’と電極２２１とが重なる領域を「単位画素領域Ｓ１」とも言う。
【００５２】
制御部４００（スクリーン制御部４２０）は、複数の単位画素領域Ｓ１についてそれぞれ独立して散乱状態／透過状態を選択することができる。そのため、画像信号Ｉと同期させて、映像光Ｌ’が照射される単位画素領域Ｓ１のみを散乱状態とし、映像光Ｌ’が照射されない単位画素領域Ｓ１を透過状態とすることにより、表示されている映像の輪郭のすぐ周囲からスクリーン２００Ａ越しに背景が視認される。そのため、視認者に、まるで背景中に画像が飛び出して表示されているような感覚を与えることができる。
【００５３】
このような画像表示システム１００Ａの使用例として、以下に、画像表示システム１００Ａをショーウィンドウに適用した一例を説明する。図１１に示すように、ショーウィンドウ内にディスプレイされている商品１０００の前方にスクリーン２００Ａを設置し、天井に光投射デバイス９００を設置する。画像表示システム１００Ａを駆動しなければ、スクリーン２００Ａが実質的に無色透明であるため、買い物客、歩行者等は、スクリーン２００Ａ越しに商品１０００を見ることができる。この点では、従来のように、ガラス越しに商品１０００を見るのと変わりはない。一方、画像表示システム１００Ａを駆動し、商品１０００の横側に画像が見えるようにスクリーン２００Ａに視差画像を表示すると、買い物客、歩行者等は、スクリーン２００Ａの透明な部分（画像が表示されておらず透過状態となっている単位画素領域Ｓ１）越しに商品１０００を見ながら、その横に表示される三次元画像を見ることができる。この画像として、商品１０００のサイズ、材質、価格等の各種情報を載せることによって、歩行者に商品１０００の情報を伝えることができる。三次元画像として情報を伝えることにより、従来のように商品１０００の横に商品１０００の情報が記されたプレートを配置する方法と比較して、買い物客、歩行者等に強いインパクトで情報が伝わるため、購買意欲を高めるのに寄与することができる。なお、このような使用例は、前述した第１実施形態や後述する各実施形態においても適用することができる。
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００５４】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の画像表示システムの第３実施形態について説明する。
図１２は、本発明の第３実施形態にかかる画像表示システムの構成図である。図１３は、図１２に示す画像表示システムが備えるスクリーンに含まれるスクリーン本体の断面図（図１２中のＣ−Ｃ線断面に対応する図）である。
【００５５】
以下、第３実施形態の画像表示システムについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第３実施形態にかかる画像表示システムは、光投射デバイスの構成およびスクリーン本体の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００５６】
図１２に示すように、本実施形態の光投射デバイス９００Ｂは、プロジェクター６００で構成されている。すなわち、光投射デバイス９００Ｂは、前述した第１実施形態の光投射デバイス９００から偏光制御素子８００を省略した構成となっている。これにより、光投射デバイス９００Ｂの部品点数が減り、低コスト化を図ることができる。このような光投射デバイス９００Ｂからはランダム偏光である映像光Ｌ’が出射される。
【００５７】
図１３に示すように、本実施形態のスクリーン２００Ｂに含まれるスクリーン本体２５０Ｂでは、配向膜２３１、２３２のラビング方向Ａ、Ｂが９０°捩じれている。これに対応して、液晶分子２４３は、その長軸方向が連続的に９０°捩じれて配置されている。すなわち、高分子分散型液晶層２４０は、捩じれネマティック型の液晶層である。高分子分散型液晶層２４０を捩じれネマティック型とすることにより、スクリーン本体２５０Ｂの構成が簡単なものとなる。
【００５８】
以上のような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、スクリーン本体２５０Ｂでは、液晶分子２４３のツイスト角を９０°に設定しているが、液晶分子２４３のツイスト角は、９０°に限定されず、例えば、１８０°、２７０°、３６０°等であってもよい。また、スクリーン本体２５０Ｂに替えて前述した第１実施形態のスクリーン本体２５０を用いてもよい。
【００５９】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の画像表示システムの第４実施形態について説明する。
図１４は、本発明の第４実施形態にかかる画像表示システムの構成図である。
以下、第４実施形態の画像表示システムについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第４実施形態にかかる画像表示システムは、スクリーン本体の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００６０】
図１４に示すように、本実施形態の光投射デバイス９００Ｃは、プロジェクター６００で構成されている。すなわち、光投射デバイス９００Ｃは、前述した第１実施形態の光投射デバイス９００から偏光制御素子８００を省略した構成となっている。これにより、光投射デバイス９００Ｃの部品点数が減り、低コスト化を図ることができる。このような光投射デバイス９００Ｃからはランダム偏光である映像光Ｌ’が出射される。
【００６１】
また、本実施形態のスクリーン２００Ｃに含まれるスクリーン本体２５０Ｃは、入射した光が散乱する散乱状態と入射した光が透過する透過状態とを同時に備える半透過型の構成となっている。このようなスクリーン本体２５０Ｃを用いることによって、スクリーン本体２５０Ｃに入射した映像光Ｌ’がスクリーン本体２５０Ｃ内で散乱することによって、スクリーン２００Ｃに視差画像を表示することができる。また、画像が表示されていない状態や、スクリーン２００Ｃの一部に画像が表示されている場合などには、スクリーン２００Ｃ越しに背景を視認することもできる。ここで、スクリーン本体２５０Ｃの光透過率は、特に限定されないが、２０〜５０％程度であるのが好ましい。この数値範囲とすることによって、スクリーン２００Ｃに鮮明な画像を表示することができるとともに、スクリーン２００Ｃ越しの背景を十分に視認することができる。
【００６２】
スクリーン本体２５０Ｃの構成としては、半透過型の構成となっていれば、特に限定されず、例えば、すりガラスのような、透明基板の表面に微細な凹凸加工を施したもの、プラスチック等で構成された透明な基板内に微細な気泡を分散させたもの等を用いることができる。このような構成とすることによって、スクリーン本体２５０Ｃの構成が簡単となる。
以上のような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６３】
なお、スクリーン本体２５０Ｃとしては、半透過状態と、透過状態とを切り替えることができるものを用いてもよい。これにより、画像を表示させないときには、スクリーン本体２５０Ｃを実質的に無色透明にすることができるため、生活空間にて使用する場合には、スクリーン２００Ｃが与える圧迫感を低減することができる。このようなスクリーン本体２５０Ｃとしては、例えば、電気、熱、光等の外部信号の印加によって、光の透過率を変更することのできる調光ガラス等を用いることができる。また、この調光ガラスを複数の領域に分けて、領域毎に光の透過率を変更することができるようにすれば、前述した第２実施形態のような使用方法も可能となる。
【００６４】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の画像表示システムの第５実施形態について説明する。
図１５は、本発明の第５実施形態にかかる画像表示システムが備えるプロジェクターの光学系の構成を示す平面図である。
以下、第５実施形態の画像表示システムについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００６５】
本発明の第５実施形態にかかる画像表示システムは、偏光制御素子がプロジェクターに内蔵されている以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図１５に示すように、偏光制御素子８００は、プロジェクター６００に内蔵されている。具体的には、偏光制御素子８００は、空間光変調装置６４０と投射光学系６５０との間の光軸上、すなわち、投射光学系６５０よりも映像光Ｌおよび映像光Ｌ’の進行方向上流側に位置している。このように、偏光制御素子８００をプロジェクター６００に内蔵することにより、画像表示システム１００の構成の簡易化を図ることができる。
このような第５実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６６】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の画像表示システムの第６実施形態について説明する。
図１６は、本発明の第６実施形態にかかる画像表示システムが備えるプロジェクターの光学系の構成を示す平面図である。
以下、第６実施形態の画像表示システムについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第６実施形態にかかる画像表示システムは、光投射デバイスの構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００６７】
図１６に示すように、光投射デバイスであるプロジェクター３００は、照明光学系３１０と、色分離光学系３２０と、平行化レンズ３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｂと、空間光変調装置３４０Ｒ、３４０Ｇ、３４０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム３５０と、投射光学系（投射レンズ群）３６０と、偏光ローテーター３７０とを有している。
照明光学系３１０は、光源３１１と、リフレクター３１２と、第１のレンズアレイ３１３と、第２のレンズアレイ３１４と、偏光変換素子３１５と、重畳レンズ３１６とを有している。
【００６８】
光源３１１は、超高圧水銀ランプであり、リフレクター３１２は、放物面鏡を有して構成されている。光源３１１から射出された放射状の光束は、リフレクター３１２で反射されて略平行光束となり、第１のレンズアレイ３１３へと射出される。なお、光源３１１としては、超高圧水銀ランプに限らず、例えば、メタルハライドランプ等を採用してもよい。また、リフレクター３１２としては、放物面鏡に限らず、楕円面鏡からなるリフレクター３１２の射出面に平行化凹レンズを配置した構成を採用してもよい。
【００６９】
第１のレンズアレイ３１３および第２のレンズアレイ３１４は、小レンズをマトリクス状に配列して形成されている。光源３１１から射出された光束は、第１のレンズアレイ３１３によって複数の微小な部分光束に分割され、各部分光束は、第２のレンズアレイ３１４および重畳レンズ３１６によって照明対象である３つの空間光変調装置３４０Ｒ、３４０Ｇ、３４０Ｂの表面で重畳される。
【００７０】
偏光変換素子３１５は、ランダム偏光の光束を一方向に振動する直線偏光（Ｓ偏光若しくはＰ偏光）に揃える機能を有しており、本実施形態では、色分離光学系３２０での光束の損失が少ないＳ偏光に揃えている。
色分離光学系３２０は、照明光学系３１０から射出された光束を、赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光の３色の色光に分離する機能を有しており、Ｂ光反射ダイクロイックミラー３２１、ＲＧ光反射ダイクロイックミラー３２２、Ｇ光反射ダイクロイックミラー３２３、および反射ミラー３２４、３２５を備えている。
【００７１】
照明光学系３１０から射出された光束のうち、Ｂ光の成分は、Ｂ光反射ダイクロイックミラー３２１によって反射され、さらに反射ミラー３２４、３６１によって反射されて平行化レンズ３３０Ｂに至る。一方、照明光学系３１０から射出された光束のうち、Ｇ光、Ｒ光の成分は、ＲＧ光反射ダイクロイックミラー３２２によって反射され、さらに反射ミラー３２５によって反射されてＧ光反射ダイクロイックミラー３２３に至る。その中のＧ光の成分は、Ｇ光反射ダイクロイックミラー３２３および反射ミラー３６２に反射されて平行化レンズ３３０Ｇに至り、Ｒ光の成分は、Ｇ光反射ダイクロイックミラー３２３を透過して、反射ミラー３６３に反射されて平行化レンズ３３０Ｒに至る。
【００７２】
平行化レンズ３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｂは、照明光学系３１０からの複数の部分光束を、空間光変調装置３４０Ｒ、３４０Ｇ、３４０Ｂをそれぞれ照明するように各部分光束が、それぞれ略平行な光束となるように設定されている。
平行化レンズ３３０Ｒを透過したＲ光は、空間光変調装置（第１空間光変調装置）３４０Ｒに至り、平行化レンズ３３０Ｇを透過したＧ光は、空間光変調装置（第２空間光変調装置）３４０Ｇに至り、平行化レンズ３３０Ｂを透過したＢ光は、空間光変調装置（第３空間光変調装置）３４０Ｂに至る。
【００７３】
空間光変調装置３４０Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置（ＬＣＤ）である。空間光変調装置３４０Ｒに設けられた図示しない液晶パネルは、２つの透明基板の間に、光を画像信号に応じて変調するための液晶層を封入している。空間光変調装置３４０Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム３５０へ入射する。なお、空間光変調装置３４０Ｇ、３４０Ｂの構成および機能は、空間光変調装置３４０Ｒと同様である。
【００７４】
クロスダイクロイックプリズム３５０は、三角柱状の４つのプリズムを貼り合わせることにより、略正方形断面の角柱状に形成されたものであり、Ｘ字状の貼り合わせ面に沿って誘電体多層膜３５１、３５２が設けられている。誘電体多層膜３５１は、Ｇ光を透過してＲ光を反射し、誘電体多層膜３５２は、Ｇ光を透過してＢ光を反射する。そして、クロスダイクロイックプリズム３５０は、空間光変調装置３４０Ｒ、３４０Ｇ、３４０Ｂから出射された各色光の変調光をそれぞれ入射面３５０Ｒ、３５０Ｇ、３５０Ｂから入射して合成し、カラー画像を表す画像光を形成し、その画像光を投射光学系３６０へ向けて射出する。
【００７５】
クロスダイクロイックプリズム３５０と投射光学系３６０との間には偏光ローテーター３７０が配置されている。偏光ローテーター３７０は、波長選択性を有しており、所定の波長の光の偏光方向を９０°回転させる機能（すなわち、Ｓ偏光をＰ偏光へ、または、Ｐ偏光をＳ偏光へ変換する機能）を有している。このような偏光ローテーター３７０としては、特に限定されないが、例えば、カラーリング社製のカラーセレクト（登録商標）を用いることができる。
【００７６】
クロスダイクロイックプリズム３５０は、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過する単偏光素子であるため、クロスダイクロイックプリズム３５０に反射されるＲ光およびＢ光をＳ偏光とし、クロスダイクロイックプリズム３５０を透過するＧ光をＰ偏光とする必要がある。このように、Ｒ光およびＢ光とＧ光とでクロスダイクロイックプリズム３５０から出射された偏光方向が異なっているため、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の偏光方向を揃えるために偏光ローテーター３７０が配置されている。
【００７７】
偏光ローテーター３７０は、Ｒ光およびＢ光の偏光を９０°回転させ、Ｇ光の変更を回転させない構成となっている。そのため、偏光ローテーター３７０を通過したＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、その偏光方向が互いに同じ光となる。ここで、Ｇ光は、Ｒ光、Ｂ光と比較して比視感度が高い成分である。そのため、偏光ローテーター３７０のように、Ｇ光の偏光を回転させずに、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の偏光方向を揃えることによって、Ｇ光の損失を抑制し、観察者にとって明るい画像表示が可能となる。
【００７８】
偏光ローテーター３７０を通過した映像光は、映像光Ｌ’として投射光学系３６０から出射される。
このような構成のプロジェクター６００によれば、直線偏光である映像光Ｌ’を出射することができるため、前述した第１実施形態のような偏光制御素子８００が不要となり、画像表示システム１００の構成が簡易化される。
以上のような第６実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７９】
なお、本実施形態では、３つの透過型液晶表示装置（ＬＣＤ）を用いたプロジェクターについて説明したが、プロジェクターの構成としては、これに限定されない。例えば、３つの反射型液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）を用いた構成であってもよい。また、透過型／反射型を問わず、２つの液晶表示装置を用いた構成であってもよい。すなわち、偏光を利用したマイクロディスプレイであって、２つ以上のマイクロディスプレイを用いるプロジェクターであれば、本実施形態を適用することができる。
【００８０】
＜第７実施形態＞
次に、本発明の画像表示システムの第７実施形態について説明する。
図１７は、本発明の第７実施形態にかかる画像表示システムが備えるプロジェクターの光学系の構成を示す平面図である。
以下、第７実施形態の画像表示システムについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第７実施形態にかかる画像表示システムは、光投射デバイスの構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００８１】
図１７に示すように、光投射デバイスであるプロジェクター７００は、光源ユニット７１０と、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッター）プリズム７３０と、反射型液晶パネル７４０と、投射光学系（投射レンズ群）７５０とを有している。
【００８２】
光源ユニット７１０は、赤色、緑色、青色のレーザー光源７１１Ｒ、７１１Ｇ、７１１Ｂと、レーザー光源７１１Ｒ、７１１Ｇ、７１１Ｂに対応して設けられたコリメーターレンズ７１２Ｒ、７１２Ｇ、７１２Ｂおよびダイクロイックミラー７１３Ｒ、７１３Ｇ、７１３Ｂとを備えている。
レーザー光源７１１Ｒ、７１１Ｇ、７１１Ｂは、それぞれ、図示しない光源と駆動回路とを有している。そして、レーザー光源７１１Ｒは、赤色のレーザー光を射出し、レーザー光源７１１Ｇは、緑色のレーザー光を出射し、レーザー光源７１１Ｂは、青色のレーザー光を出射する。これらレーザー光源７１１Ｒ、７１１Ｇ、７１１Ｂから出射される各色のレーザー光は、直線偏光であって、互いに偏光方向（光の振動方向）が同一となっている（例えば、Ｓ波）。
【００８３】
各レーザー光源７１１Ｒ、７１１Ｇ、７１１Ｂから出射された各色のレーザー光は、コリメーターレンズ７１２Ｒ、７１２Ｇ、７１２Ｂによって平行化され、ダイクロイックミラー７１３Ｒ、７１３Ｇ、７１３Ｂに入射する。ダイクロイックミラー７１３Ｒは、赤色のレーザー光を反射する特性を有している。ダイクロイックミラー７１３Ｂは、青色のレーザー光を反射するとともに、赤色のレーザー光を透過する特性を有している。ダイクロイックミラー７１３Ｇは、緑色のレーザー光を反射するとともに、赤色、青色のレーザー光を透過する特性を有している。
【００８４】
レーザー光源７１１Ｒ、７１１Ｇ、７１１Ｂは、順次点滅するように駆動が制御されており、これにより、赤色のレーザー光、緑色のレーザー光、青色のレーザー光が順次出射される。出射された各色のレーザー光は、それぞれ、コリメーターレンズ、ダイクロイックミラーを通過し、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッター）プリズム７３０の反射面で反射されて反射型液晶パネル７４０に投射される。
【００８５】
反射型液晶パネル７４０は、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）であって、反射層を有するものである。したがって、この反射層で反射されてＰＢＳプリズム７３０を通過した各色のレーザー光は、映像光Ｌ’として投射光学系７５０から出射される。なお、反射型液晶パネル７４０によって反射された各色のレーザー光は、偏光方向が９０°回転し、Ｐ偏光となる。
【００８６】
このような構成のプロジェクター７００によれば、直線偏光である映像光Ｌ’を出射することができるため、前述した第１実施形態のような偏光制御素子８００が不要となり、画像表示システム１００の構成が簡易化される。
以上のような第７実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８７】
なお、本実施形態では、１枚の反射型液晶パネル７４０を用いた単板方式であるが、プロジェクター７００の構成は、これに限定されない。例えば、赤色光、緑色光、青色光ごとに反射型液晶パネルを設けた３板方式であってもよいし、反射型液晶パネルに換えて透過型液晶パネルを用いた構成であってもよい。また、その他、光源ユニット７１０からの各色の光が予め同一方向の振動成分のみを持つ直線偏光となっているプロジェクター（例えば、偏光制御型の単板プロジェクター、各色の光の偏光方向を制御したスキャンプロジェクター等）であれば、プロジェクターの構成としては特に限定されない。
以上、本発明のスクリーンおよび画像表示システムについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明の画像表示システムは、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、各実施形態を組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１００、１００Ａ…画像表示システム  ２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ…スクリーン  ２１１、２１２…透明基板  ２２１、２２２…電極  ２２２’…電極片  ２３１、２３２…配向膜  ２４０…高分子分散型液晶層  ２４１…ＰＤＬＣ  ２４２…高分子  ２４３…液晶分子  ２５０、２５０Ａ、２５０Ｂ、２５０Ｃ…スクリーン本体  ２６０…視差バリア  ２６１…遮光部  ２６２…開口部  ３００…プロジェクター  ３１０…照明光学系  ３１１…光源  ３１２…リフレクター  ３１３…レンズアレイ  ３１４…レンズアレイ  ３１５…偏光変換素子  ３１６…重畳レンズ  ３２０…色分離光学系  ３２１…Ｂ光反射ダイクロイックミラー  ３２２…ＲＧ光反射ダイクロイックミラー  ３２３…Ｇ光反射ダイクロイックミラー  ３２４…反射ミラー  ３２５…反射ミラー  ３３０Ｂ…平行化レンズ  ３３０Ｇ…平行化レンズ  ３３０Ｒ…平行化レンズ  ３４０Ｂ…空間光変調装置  ３４０Ｇ…空間光変調装置  ３４０Ｒ…空間光変調装置  ３５０…クロスダイクロイックプリズム  ３５０Ｂ…入射面  ３５０Ｇ…入射面  ３５０Ｒ…入射面  ３５１…誘電体多層膜  ３５２…誘電体多層膜  ３６０…投射光学系  ３６１…反射ミラー  ３６２…反射ミラー  ３６３…反射ミラー  ３７０…偏光ローテーター  ４００…制御部  ４１０…画像信号処理部  ４２０…スクリーン制御部  ５００…パーソナルコンピューター  ６００…プロジェクター  ６２０…光源装置  ６２１…超高圧水銀ランプ  ６２２…リフレクター  ６３０…均一照明光学系  ６３１…ロッドインテグレーター  ６３２…カラーホイール  ６３２ａ…フィルター面  ６３３…リレーレンズ群  ６３４…反射ミラー  ６４０…空間光変調装置  ６４１…基板  ６４２…光変調素子  ６５０…投射光学系  ６５１…投射レンズ  ７００…プロジェクター  ７１０…光源ユニット  ７１１Ｂ、７１１Ｇ、７１１Ｒ…レーザー光源  ７１２Ｂ、７１２Ｇ、７１２Ｒ…コリメーターレンズ  ７１３Ｂ、７１３Ｇ、７１３Ｒ…ダイクロイックミラー  ７３０…ＰＢＳプリズム  ７４０…反射型液晶パネル  ７５０…投射光学系  ８００…偏光制御素子  ９００、９００Ｂ、９００Ｃ…光投射デバイス  １０００…商品  Ｉ、Ｉ’…画像信号  Ｌ１、Ｌ２…直線偏光  Ｌ、Ｌ’…映像光  Ｓ１…単位画素領域  ＰＲ…右目用画像領域  ＰＬ…左目用画像領域
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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