(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子分散型液晶を含み、電圧の印加によって透過状態と散乱状態とを切り替えることのできる第１の液晶層領域と、
前記第１の液晶層領域の平面視で、前記第１の液晶層領域の外側に設けられ、液晶と二色性色素とを含み、電圧の印加によって透過状態と着色状態とを切り替えることのできる第２の液晶層領域とを有し、
前記第１の液晶層領域と前記第２の液晶層領域へは、共通する電極によって前記電圧が印加されることを特徴とするスクリーン。
【請求項２】
高分子分散型液晶を含み、電圧の印加によって透過状態と散乱状態とを切り替えることのできる第１の液晶層領域と、
前記第１の液晶層領域の平面視で、前記第１の液晶層領域の外側に設けられ、液晶と二色性色素とを含み、電圧の印加によって透過状態と着色状態とを切り替えることのできる第２の液晶層領域とを有し、
前記第１の液晶層領域と前記第２の液晶層領域へは、異なる電極によって独立して前記電圧が印加されることを特徴とするスクリーン。
【請求項３】
前記第１の液晶層領域が前記散乱状態となるとともに、前記第２の液晶層領域が着色状態となる第１の状態と、前記第１の液晶層領域および前記第２の液晶層領域が共に透過状態となる第２の状態とをとることができ、
前記第１の状態の前記第１の液晶層領域に画像を表示する請求項１または２に記載のスクリーン。
【請求項４】
前記第１の液晶層領域は、電圧印加時に散乱状態となり、
前記第２の液晶層領域は、電圧印加時に着色状態となる請求項１に記載のスクリーン。
【請求項５】
前記第１の液晶層領域は、電圧非印加時に散乱状態となり、
前記第２の液晶層領域は、電圧非印加時に着色状態となる請求項１に記載のスクリーン。
【請求項６】
前記着色状態の表示色は、黒色である請求項１ないし５のいずれかに記載のスクリーン。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載のスクリーンと、
前記スクリーンに画像を表示するプロジェクターと、
前記スクリーンおよび前記プロジェクターの駆動を制御する制御部とを有することを特徴とする画像表示システム。
【請求項８】
前記制御部は、前記プロジェクターへ画像信号を出力するのに対応させて前記スクリーンを、前記第１の液晶層領域が前記散乱状態となるとともに、前記第２の液晶層領域が着色状態となる第１の状態とする請求項７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、プロジェクター等によりスクリーン上に映像を表示する技術が知られている。近年、透過（透明）状態／散乱状態の切り替え可能なスクリーンを用い、スクリーンが散乱状態の場合に映像光を投影させて映像を表示する技術が提案されている。この技術を用いると、非映像投影時にスクリーンを透明な状態とすることで、未使用時の空間的な圧迫感を低減することが可能となる。このようなスクリーンの例として、液晶層により透過（透明）状態／散乱状態を切り替え可能なスクリーンが提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
液晶層により透過（透明）状態／散乱状態を切り替える技術としては、高分子中に液晶を分散させた高分子分散型液晶表示装置が知られている（例えば、特許文献２）。このような高分子分散型液晶表示素子の動作原理は、液晶と高分子との屈折率の差を利用しており、ノーマルモードでは、電界印加により透過（透明）状態となり、電界除去により散乱状態となる。また、リバースモードでは、電界非印加により透過（透明）状態となり、電界印加により散乱状態となる。
【０００４】
このような高分子分散型液晶表示素子をスクリーンとして用いた場合、散乱状態としたところに映像光を投射することにより、スクリーンに所望の画像が表示される。しかしながら、散乱状態では、周囲の外光も散乱してしまい、これによって表示されている画像のコントラストが低下するという問題がある。
【０００５】
このようなコントラストの低下を抑制するために、高分子分散型液晶に黒の二色性色素を導入する方法が知られている。これによれば、周囲の外光の散乱を抑えることができ、画像のコントラストの低下を抑制することができる。しかしながら、このような二色性色素を導入したスクリーン（高分子分散型液晶表示素子）では、高分子中での二色性色素の動きが抑制され、二色性色素の十分な応答を得られることができない。これは、二色性色素は、ゲストーホスト効果によって駆動するが、高分子が存在する中では、その動きが抑制されることによる。
【０００６】
このような問題が生じると、スクリーン（高分子分散型液晶表示素子）の透過（透明）状態での透過率が低下し、十分に透明な状態とすることが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−８２７４８号公報
【特許文献２】特開平１０−３６３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、人間の視覚効果によってコントラスト感を高めることができるとともに、透過状態にて優れた透過性を発揮するスクリーンおよび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】
【０００９】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のスクリーンは、高分子分散型液晶を含み、電圧の印加によって透過状態と散乱状態とを切り替えることのできる第１の液晶層領域と、
前記第１の液晶層領域の外側に設けられ、液晶と二色性色素とを含み、電圧の印加によって透過状態と着色状態とを切り替えることのできる第２の液晶層領域とを有することを特徴とする。
【００１０】
このようなスクリーンは、散乱状態とした第１の液晶層領域に画像を表示し、着色状態とした第２の液晶層領域が前記画像の外側に構成されている。このように画像の外側に着色状態の第２の液晶層領域が設けられることにより、人間の視覚効果によってコントラスト感を高めることができる。また、第２の液晶層領域では、高分子が含まれていないためゲスト−ホスト効果によって二色性色素を適切に動かすことができる。そのため、着色状態では、濃い色（透過率の小さい色）を表示することができ、透過状態では、高い透過率を発揮することができる。また、第１、第２の液晶層領域を共に透過状態とすることにより、未使用時の圧迫感を低減することができる。
【００１１】
本発明のスクリーンでは、前記第１の液晶層領域が前記散乱状態となるとともに、前記第２の液晶層領域が着色状態となる第１の状態と、前記第１の液晶層領域および前記第２の液晶層領域が共に透過状態となる第２の状態とをとることができ、
前記第１の状態の前記第１の液晶層領域に画像を表示することが好ましい。
これにより、コントラスト感の高い画像をスクリーンに表示することができる。
【００１２】
本発明のスクリーンでは、前記第１の液晶層領域と前記第２の液晶層領域へは、共通する電極によって前記電圧が印加されることが好ましい。
これにより、スクリーンの装置構成が簡単となる。
本発明のスクリーンでは、前記第１の液晶層領域は、電圧印加時に散乱状態となり、
前記第２の液晶層領域は、電圧印加時に着色状態となることが好ましい。
これにより、電圧印加時に、画像を表示することができるようになる。そのため、画像を表示させている時間が、画像を表示させてない時間よりも短い用途に用いるのに有利なスクリーンとなる。
【００１３】
本発明のスクリーンでは、前記第１の液晶層領域は、電圧非印加時に散乱状態となり、
前記第２の液晶層領域は、電圧非印加時に着色状態となることが好ましい。
これにより、電圧非印加時に、画像を表示することができるようになる。そのため、画像を表示させている時間が、画像を表示させてない時間よりも長い用途に用いるのに有利なスクリーンとなる。
【００１４】
本発明のスクリーンでは、前記第１の液晶層領域と前記第２の液晶層領域へは、異なる電極によって独立して前記電圧が印加されることが好ましい。
これにより、第１の液晶層領域と第２の液晶層領域との状態を独立して制御することができる。
本発明のスクリーンでは、前記着色状態の表示色は、黒色であることが好ましい。
これにより、表示画像のコントラスト感をより高めることができる。
【００１５】
本発明の画像表示システムは、本発明のスクリーンと、
前記スクリーンに画像を表示するプロジェクターと、
前記スクリーンおよび前記プロジェクターの駆動を制御する制御部とを有することを特徴とする。
これにより、人間の視覚効果によってコントラスト感を高めることのできる画像表示システムを提供することができる。
【００１６】
本発明の画像表示システムでは、前記制御部は、前記プロジェクターへ画像信号を出力するのに対応させて前記スクリーンを、前記第１の液晶層領域が前記散乱状態となるとともに、前記第２の液晶層領域が着色状態となる第１の状態とすることが好ましい。
これにより、スクリーンの駆動とプロジェクターの駆動とが連動し、スクリーンに画像を表示する場合のみスクリーンを第１の状態とすることができる。すなわち、スクリーンに画像を表示しないときは、スクリーンを透明な状態（第１、第２の液晶層領域が共に透過状態となっている状態）とすることができ、この状態での圧迫感を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるスクリーンの平面図である。
【図２】図１に示すスクリーンの断面図である。
【図３】図１に示すスクリーンの駆動を説明するための平面図である。
【図４】図１に示すスクリーンを適用した画像表示システムの構成図である。
【図５】図４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６】本発明の第２実施形態に係るスクリーンの断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るスクリーンの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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実施形態にかかるスクリーンの平面図、図２は、図１に示すスクリーンの断面図、図３は、図１に示すスクリーンの駆動を説明するための平面図、図４は、図１に示すスクリーンを適用した画像表示システムの構成図、図５は、図４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。
【００１９】
１．スクリーン
図１および図２に示すように、スクリーン２は、一対の透明基板２０、２１と、一対の透明電極２２、２３と、一対の透明基板２０、２１の間を封止する封止部２９とを有している。透明電極２２は、透明基板２０の透明基板２１側の面に形成されており、透明電極２３は、透明基板２１の透明基板２０側の面に形成されている。
【００２０】
透明基板２０、２１は、透明電極２２、２３および後述する配向膜２４１、２４２を支持する機能を有している。このような透明基板２０、２１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２を得ることができる。
【００２１】
また、透明電極２２、２３は、導電性を有しており、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。
スクリーン２は、その平面視にて、透明基板２０、２１の縁部を除く中央部に設定された第１の液晶層領域Ｓ１と、透明基板２０、２１の縁部に設定され、第１の液晶層領域Ｓ１の周囲を囲む枠状の第２の液晶層領域Ｓ２とを有している。一対の透明基板２０、２１の間には、第１の液晶層領域Ｓ１と第２の液晶層領域Ｓ２とを仕切る仕切り部（シール材）２８が設けられている。
【００２２】
第１の液晶層領域Ｓ１は、後述するプロジェクターによって画像（映像）が表示される画像表示部であって、第２の液晶層領域Ｓ２は、画像表示部を囲む枠部を形成する領域である。画像表示部（第１の液晶層領域Ｓ１）に画像が表示されている状態では、枠部（第２の液晶層領域Ｓ２）は、例えば黒色に着色された状態となる。このような状態とすることにより、人間の目が有する視覚効果によって、画像表示部に表示される画像のコントラスト感が向上する。
なお、第２の液晶層領域Ｓ２の幅としては、特に限定されず、スクリーン２の大きさによっても異なるが、１ｃｍ以上、１０ｃｍ以下程度であるのが好ましい。これにより、前記効果を発揮するのに十分な黒色の枠部を形成することができるとともに、第１の液晶層領域（画像表示部）の大きさを十分に確保することができる。
【００２３】
第１の液晶層領域Ｓ１には、透明基板２０、２１の間に、一対の配向膜２４１、２４２と、これらの間に位置する第１の液晶層２５とが配置されている。配向膜２４１、２４２は、例えばポリイミド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。
第１の液晶層２５は、ＰＤＬＣ（高分子分散型液晶）２５１を含んでいる。このような第１の液晶層２５は、透過（透明）状態と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。ＰＤＬＣ２５１は、高分子部２５２と液晶部２５３とを含んでおり、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。ＰＤＬＣ２５１を形成するには、混合物を配向膜２４１、２４２により配向させた状態で、混合物に紫外線光等のエネルギーを照射して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部２５２になる。液晶分子は、高分子部２５２から相分離されて液晶部２５３を構成し、高分子部２５２の配向規制力により配向する。
【００２４】
本実施形態のＰＤＬＣ２５１はリバース型である。そのため、第１の液晶層２５は、電圧非印加状態において透過性を有する透過状態となり、電圧印加状態において拡散性を有する散乱状態となる。具体的には、電圧非印加状態においては、液晶部２５３が高分子部２５２と同一方向に配向しているため、液晶部２５３と高分子部２５２との間で屈折率が連続しており、ＰＤＬＣ２５１に入射した光はほとんど拡散されずに射出され、透過状態となる。反対に、電圧印加状態では、高分子部２５２では高分子に方位角が変化しないのに対して、液晶部２５３では液晶分子の方位角が電界に応じて変化し、これにより、高分子部２５２と液晶部２５３との間で屈折率が不連続に変化することにより入射した光が散乱されて射出され、散乱状態となる。
【００２５】
第２の液晶層領域Ｓ２には、透明基板２０、２１の間に、一対の配向膜２６１、２６２と、これらの間に位置する第２の液晶層２７とが配置されている。第２の液晶層２７は、液晶（ホスト液晶）２７１と、二色性色素２７２とを含んでいる、いわゆるゲスト−ホスト型の液晶層である。液晶２７１は、電界の作用によってその配向状態を変化させ、ゲストとして溶解されている二色性色素２７２の配向状態を制御する機能を有している。このような液晶２７１としては、特に限定されず、ネマティック液晶、スメクティック液晶等を用いることができる。
【００２６】
一方、二色性色素２７２は、液晶２７１中に溶解し、分子の向く方向によって特定の色の吸収率が異なる色素分子である。なお、以下では、二色性色素２７２において特定の色の光を吸収する軸を「光吸収軸」と呼び、この光吸収軸に対して交差する光が吸収される。本実施形態の二色性色素２７２は、長軸および短軸を有した細長い棒状の形状をなしており、二色性色素２７２の長軸が光吸収軸である。
【００２７】
また、第２の液晶層２７中の二色性色素２７２には、イエロー域に最大吸収を有する第１の二色性色素と、マゼンタ域の最大吸収を有する第２の二色性色素と、シアン域の最大吸収を有する第３の二色性色素が混在しているのが好ましい。こにより、これら第１、第２、第３の二色性色素の混合比を選択することにより、所望の色を呈する着色状態とすることができる。この着色状態での表示色は、特に限定されないが、黒色であるのが好ましい。
このような二色性色素２７２としては、例えば、アゾ色素、アントラキノン色素、ペリレン色素、メロシアニン色素、アゾメチン色素、フタロペリレン色素、インジゴ色素、アズレン色素、ジオキサジン色素、ポリチオフェン色素、フェノキサジン色素などが挙げられる。
【００２８】
本実施形態の第２の液晶層２７は、ＶＡ（Vertical Alignment）型である。そのため、第２の液晶層２７は、電圧非印加状態において透過性を有する透過状態となり、電圧印加状態において所定色を呈する着色状態となる。具体的には、電圧非印加状態においては、液晶２７１が垂直に配向するとともに、これに追従して二色性色素２７２も垂直に配向し、透過状態となる。反対に、電圧印加状態では、液晶２７１が水平に配向するとともに、これに追従して二色性色素２７２も水平に配向し、着色状態（黒色状態）となる。なお、電圧非印加状態において透過状態となり、電圧印加状態において着色状態となれば、第２の液晶層２７は、ＶＡ型に限定されない。
このような第２の液晶層２７によれば、ゲスト−ホスト効果によって、二色性色素２７２の配向を確実に変化させることができるため、透過状態と着色状態とを確実かつ明確に切り替えることができる。すなわち、透過状態での透過率を高めつつ、着色状態での光吸収率を高めることができる。
【００２９】
このようなスクリーン２では、共通の一対の透明電極２２、２３によって、第１の液晶層領域Ｓ１および第２の液晶層領域Ｓ２に電界が作用する。そのため、スクリーン２は、透明電極２２、２３間に電圧が印加され、第１、第２の液晶層領域Ｓ１、Ｓ２に共に電界が作用している電界発生状態と、透明電極２２、２３間に電圧が印加されておらず、第１、第２の液晶層領域Ｓ１、Ｓ２に共に電界が作用していない電界非発生状態とを取ることができる。
なお、前記「電界非発生状態」とは、電界が全く発生していない状態のみならず、一対の透明電極２２、２３間に、電界発生状態にて印加される電圧よりも弱い電圧が印加され、電界発生状態と比較して強度の小さい電界が発生している場合も含むものとする。
【００３０】
電界発生状態では、図３（ａ）に示すように、第１の液晶層領域Ｓ１が散乱状態となるとともに、第２の液晶層領域Ｓ２が着色状態となる（この状態を「第１の状態」と言う。）。これにより、第１の液晶層領域Ｓ１へ画像を表示することができる。また、表示された画像の周囲を第２の液晶層領域Ｓ２で構成された黒色の枠部で取り囲むことができる。反対に、電界非発生状態では、図３（ｂ）に示すように、第１の液晶層領域Ｓ１および第２の液晶層領域Ｓ２が共に透過状態となる（この状態を「第２の状態」と言う）。これにより、スクリーン２が透明な状態となる。このような第１、第２の状態を切り替えることができるスクリーン２によれば、次のような効果を発揮することができる。
【００３１】
第１に、スクリーン２を使用しない場合には、スクリーン２を第２の状態とすることでスクリーンを透明とすることができる。そのため、例えば、スクリーン２を生活空間にて使用する場合には、スクリーン２が与える圧迫感を低減することができる。
特に、スクリーン２では、第２の液晶層領域Ｓ２が高分子を含んでいないため、ゲスト−ホスト効果によって二色性色素を適切に動かすことができる。そのため、着色状態では、より濃い（透過率の小さい）色を表示することができ、透過状態では、透過率をより高くすることができる。また、第１の液晶層領域Ｓ１が二色性色素を含んでいないため、透過状態での透過率をより高くすることができる。
【００３２】
第２に、スクリーン２を使用する場合には、スクリーン２を第１の状態とし、これにより、第１の液晶層領域Ｓ１の周囲にある第２の液晶層領域Ｓ２が着色された枠となる。そのため、人間の目が有する視覚効果によって、第１の液晶層領域Ｓ１に表示される画像のコントラスト感が向上する。特に、着色状態の表示色を黒色とすることにより、この効果が顕著となる。
【００３３】
また、本実施形態のスクリーン２では、第１、第２の液晶層領域Ｓ１、Ｓ２に対して共通の電極（透明電極２２、２３）によって電圧を印加するように構成されており、この透明電極２２、２３間に電圧を印加すれば第１の状態となる。そのため、スクリーン２の駆動制御がより簡単となる。
なお、このようなスクリーン２は、スクリーン２に画像を表示している時間（第１の状態の時間）が、スクリーン２に画像を表示しない時間（第２の状態の時間）よりも短い用途に用いるのが好ましい。これにより、スクリーン２の省電力駆動が可能となる。
【００３４】
２．画像表示システム
次に、スクリーン２を適用した画像表示システム１００について説明する。
図４に示すように、画像表示システム１００は、スクリーン２と、スクリーン２に画像を表示するプロジェクター３００と、スクリーン２およびプロジェクター３００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では、スクリーン２の観察者と反対側からスクリーン２の背面（観察者と反対側の面）へ画像を投射する。なお、スクリーン２の観察者の側からスクリーン２の表面（観察者側の面）へ画像を投射してもよい。
【００３５】
プロジェクター３００としては、スクリーン２に画像を表示することができれば、特に限定されないが、空間光変調装置に形成した像をスクリーン２に拡大投射する照明投射型のプロジェクターや、スクリーン２に光を走査して画像を形成する走査型のプロジェクターであってもよい。以下に、プロジェクター３００の一例を示す。
図５は、プロジェクター３００の光学系の構成を示す平面図である。図５に示すように、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、光合成部であるクロスダイクロイックプリズム３５０とを備えている。
【００３６】
照明光学系３１０は、光源３１１と、リフレクタ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。
光源３１１は、超高圧水銀ランプであり、リフレクタ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。
【００３７】
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。
【００３８】
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（Ｓ偏光）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。
【００３９】
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。
【００４０】
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３４０Ｂに至る。
【００４１】
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。
【００４２】
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、投写光学部３６０に射出する。
これにより、プロジェクター３００から、直線偏光である映像光Ｌが出射される。
【００４３】
図４に示すように、制御部４００は、プロジェクター３００へ画像信号を出力する画像信号出力部４１０と、スクリーン２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。画像信号出力部４１０からの画像信号を受けたプロジェクター３００は、その画像信号に基づく映像光Ｌを出射する。
このような制御部４００は、画像信号出力部４１０からプロジェクター３００へ画像信号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２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、画像信号出力部４１０から画像信号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２を第２の状態、すなわち透過状態（透明）とする。反対に、制御部４００は、画像信号出力部４１０から画像信号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２を第１の状態、すなわち第１の液晶層領域Ｓ１を散乱状態とし、第２の液晶層領域Ｓ２を着色状態とする。
【００４４】
このような制御によれば、プロジェクター３００から映像光Ｌが出射されていないとき、すなわちスクリーン２に表示する画像が存在しないときには、スクリーン２を第２の状態とすることができる。また、プロジェクター３００から映像光Ｌが出射されているときは、スクリーン２を第１の状態とすることができ、スクリーン２の第１の液晶層領域Ｓ１に映像光Ｌに対応する画像を表示することができる。すなわち、簡単な制御によって、スクリーン２に画像が表示されているとき以外は、スクリーン２を透過状態とすることができ、省電力化を図ることができるとともに、生活空間へ与える圧迫感を低減することができる。
【００４５】
＜第２実施形態＞
次に、本発明のスクリーンの第２実施形態について説明する。
図６は、本発明の第２実施形態に係るスクリーンの断面図である。
以下、第２実施形態のスクリーンについて、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実施形態にかかるスクリーンは、駆動モードが異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００４６】
図６に示すように、本実施形態スクリーン２Ａでは、第１の液晶層２５に含まれるＰＤＬＣ２５１は、ノーマル型である。そのため、第１の液晶層２５は、電圧非印加状態において散乱状態となり、電圧印加状態において透過状態となる。一方、第２の液晶層２７は、ＴＮ（Twisted Nematic）型である。そのため、第２の液晶層２７は、電圧非印加状態において着色状態となり、電圧印加状態において透過状態となる。なお、電圧非印加状態において着色状態となり、電圧印加状態において透過状態となれば第２の液晶層２７は、ＴＮ型に限定されない。
このようなスクリーン２Ａは、透明電極２２、２３間に電圧が印加され、第１、第２の液晶層領域Ｓ１、Ｓ２に共に電界が作用している電界発生状態と、反対に、透明電極２２、２３間に電圧が印加されておらず、第１、第２の液晶層領域Ｓ１、Ｓ２に共に電界が作用していない電界非発生状態とを取ることができる。
【００４７】
電界非発生状態では、第１の液晶層領域Ｓ１が散乱状態となるとともに、第２の液晶層領域Ｓ２が着色状態となる。これにより、第１の液晶層領域Ｓ１へ画像を表示することができる。また、表示された画像の周囲を、第２の液晶層領域Ｓ２で構成された黒色の枠で取り囲むことができる。反対に、電界発生状態では、第１の液晶層領域Ｓ１および第２の液晶層領域Ｓ２が共に透過状態となる。これにより、スクリーン２Ａの全面が透明な状態となる。
このような第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
なお、このようなスクリーン２Ａは、スクリーン２Ａに画像を表示している時間（第１の状態の時間）が、スクリーン２に画像を表示しない時間（第２の状態の時間）よりも長い場合の用途に適している。これにより、スクリーン２Ａの省電力駆動が可能となる。
【００４８】
＜第３実施形態＞
次に、本発明のスクリーンの第３実施形態について説明する。
図７は、本発明の第３実施形態に係るスクリーンの断面図である。
以下、第３実施形態のスクリーンについて、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実施形態にかかるスクリーンは、電極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、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００４９】
図７に示すように、スクリーン２Ｂは、第１の液晶層領域Ｓ１を挟んで設けられた一対の第１の透明電極２２１、２３１と、第２の液晶層領域Ｓ２を挟んで設けられた一対の第２の透明電極２２２、２３２とを有している。言い換えれば、透明電極２２、２３は、第１の液晶層領域Ｓ１と第２の液晶層領域Ｓ２とで分割して設けられている。
このようなスクリーン２Ｂでは、一対の第１の透明電極２２１、２３１間、一対の第２の透明電極２２２、２３２間には、独立して電圧を印加することができる。そのため、第１の液晶層領域Ｓ１と第２の液晶層領域Ｓ２の状態を独立して制御することができる。
【００５０】
このようなスクリーン２Ｂは、前述した第１実施形態と同様に、第１の液晶層領域Ｓ１を散乱状態とするとともに、第２の液晶層領域Ｓ２を着色状態とする第１の状態と、第１の液晶層領域Ｓ１および第２の液晶層領域を共に透過状態とする第２の状態とをとることができる。
さらに、本実施形態のスクリーン２Ｂは、第２の液晶層領域Ｓ２を第１の状態と同様の着色状態としつつ、第１の液晶層領域Ｓ１の光散乱性を第１の状態と第２の状態の間（中間調）とした第３の状態、言い換えれば、第２の状態から第１の液晶層領域Ｓ１の光散乱性を変更した状態とることができる。なお、第３の状態は、透明電極２２１、２３１間に印加する電圧値を変更することにより、その光散乱性を無段階または多段階に調整することができる。
【００５１】
このような第３の状態は、例えば、スクリーン２Ｂの後方の背景と、第１の液晶層領域Ｓ１に表示された画像とを同時に視認したい（させたい）場合に有利である。すなわち、第３の状態では、第１の液晶層領域Ｓ１が半透明の状態となっているため、第１の液晶層領域Ｓ１の後方の背景を視認することができるとともに、第１の液晶層領域に画像を表示することもできる。また、第２の液晶層領域Ｓ２は、第１の状態と同様の着色状態（黒色状態）であるため、第１の液晶層領域に表示される画像のコントラスト感を高めることができる。
【００５２】
このような第３の状態の用途としては、特に限定されないが、例えば、スクリーン２Ｂの後方に展示品を配置し、スクリーン２Ｂの第１の液晶層領域に展示品の情報を表示するような用途がある。これにより、展示品の観察を妨げずに情報を効果的に表示することができる。
このような第３実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００５３】
なお、本実施形態のスクリーン２Ｂは、第１の液晶層領域Ｓ１と第２の液晶層領域Ｓ２の状態を独立して制御することができるため、前述した第１、第２実施形態のように、第１の液晶層領域Ｓ１と第２の液晶層領域Ｓ２の組み合わせに限定はない。すなわち、第１実施形態のように、第１の液晶層領域Ｓ１をリバース型とし、第２の液晶層領域Ｓ２をＶＡ型としてもよいし、第２実施形態のように、第１の液晶層領域Ｓ１をノーマル型とし、第２の液晶層領域Ｓ２をＴＮ型としてもよい。また、第１の液晶層領域Ｓ１をリバース型とし、第２の液晶層領域Ｓ２をＴＮ型としてもよいし、第１の液晶層領域Ｓ１をノーマル型とし、第２の液晶層領域Ｓ２をＶＡ型としてもよい。
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、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
Ｓ１……第１の液晶層領域  Ｓ２……第２の液晶層領域  １００……画像表示システム  ２、２Ａ、２Ｂ……スクリーン  ２０…透明基板  ２１…透明基板  ２２…透明電極  ２２１、２３１…第１の透明電極  ２２２、２３２…第２の透明電極  ２３…透明電極  ２４１、２４２…配向膜  ２５…第１の液晶層  ２５１……ＰＤＬＣ  ２５２……高分子部  ２５３……液晶部  ２６１、２６２……配向膜  ２７……第２の液晶層  ２７１……液晶  ２７２……二色性色素  ２８……仕切り部  ２９……封止部  ３００……プロジェクター  ３１０……照明光学系  ３１１……光源  ３１２……リフレクタ  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……投写光学部  ３６１……反射ミラー  ３６２……反射ミラー  ３６３……反射ミラー  ４００……制御部  ４１０……画像信号出力部  ４２０……スクリーン制御部
【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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