(57)【要約】【課題】表示品位を向上させることが可能な投射スクリーンおよび投射型表示装置を提供する。【解決手段】本開示の一実施形態の投射スクリーンは、表示部材と、表示部材に積層された調光層とを備え、調光層は、対向配置された一対の導電層と、一対の導電層の間に設けられ、液晶および二色性色素を含む液晶層と、一対の導電層のうちの一方の導電層と液晶層との間に設けられると共に、第１の波長の光の照射によって照射領域の抵抗が変化する光導電層とを備える。【選択図】図１
2018132671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部材と、
前記表示部材に積層された調光層とを備え、
前記調光層は、
対向配置された一対の導電層と、
前記一対の導電層の間に設けられ、液晶および二色性色素を含む液晶層と、
前記一対の導電層のうちの一方の導電層と前記液晶層との間に設けられ、第１の波長の光の照射によって照射領域の抵抗が変化する光導電層と
を備えた投射スクリーン。
【請求項２】
前記第１の波長の光は、画像を構成する波長の光とは異なる波長の光である、請求項１に記載の投射スクリーン。
【請求項３】
前記第１の波長の光は、３５０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長の光である、請求項１に記載の投射スクリーン。
【請求項４】
前記第１の波長の光は、７００ｎｍ以上２．５μｍ以下の波長の光である、請求項１に記載の投射スクリーン。
【請求項５】
前記調光層は、前記第１の波長の光の照射によって反射率または透過率が変化する、請求項１に記載の投射スクリーン。
【請求項６】
前記調光層は、前記第１の波長の光の照射によって着色する、請求項１に記載の投射スクリーン。
【請求項７】
前記表示部材は、ホログラム、ハーフミラー、表面プラズモン粒子、コレステリック液晶およびフレネルレンズのいずれかによって構成されている、請求項１に記載の投射スクリーン。
【請求項８】
前記光導電層は、有機光導電剤を含んで構成されている、請求項１に記載の投射スクリーン。
【請求項９】
前記調光層は、第１の液晶層を含む第１の調光層と、前記第１の液晶層とは吸収軸の異なる第２の液晶層を含む第２の調光層とを有する、請求項１に記載の投射スクリーン。
【請求項１０】
前記第１の液晶層の吸収軸と、前記第２の液晶層の吸収軸との成す角は９０°である、請求項９に記載の投射スクリーン。
【請求項１１】
前記調光層は、前記表示部材とは反対側の面に透明部材を有する、請求項１に記載の投射スクリーン。
【請求項１２】
前記表示部材は、正対視において前記画像を構成する波長および前記第１の波長以外の波長に対して光透過性を有する、請求項２に記載の投射スクリーン。
【請求項１３】
光源装置と、
入力された画像信号に基づいて前記光源装置からの光を変調することにより、画像光を生成する画像生成光学系と、
前記画像生成光学系で生成された画像光を投射する投射光学系と、
前記投射光学系から投射された前記画像光を表示する投射スクリーンとを備え、
前記投射スクリーンは、
表示部材と、
前記表示部材に積層された調光層とを備え、
前記調光層は、
対向配置された一対の導電層と、
前記一対の導電層の間に設けられ、液晶および二色性色素を含む液晶層と
前記一対の導電層のうちの一方の導電層と前記液晶層との間に設けられると共に、第１の波長の光の照射によって照射領域の抵抗が変化する光導電層と
を有する投射型表示装置。
【請求項１４】
前記光源装置は、前記画像光を生成する光源と共に、前記第１の波長の光の光源を有する、請求項１３に記載の投射型表示装置。
【請求項１５】
前記第１の波長の光は、前記画像光と共通の光学系を用いる、請求項１３に記載の投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、例えば、調光機能を有する投射スクリーンおよびこれを備えた投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なプロジェクタを用いた映像表示では、背景輝度が黒輝度となる。このため、スクリーンの反射光量が大きくなる明るい環境下では、表示映像のコントラストが低下し、視認性が悪化する。特に、透明スクリーンでは、その傾向が顕著となる。
【０００３】
視認性の悪化は、黒輝度を背景輝度より低下させることで改善することができる。例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）液晶とＰＤＬＣ（Polymer Dispersed Liquid Crystal）とを組み合わせることでスクリーンを調光することができる。但し、ＴＦＴ等のアクティブ素子を用いてスクリーンを形成した場合、コストの増加やサイズの制限等が生じ、表示サイズの任意性というプロジェクタの長所が低下する。更に、透明スクリーンにおいては、透過率の低下の要因となる。
【０００４】
これに対して、例えば特許文献１では、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ができる第１の液晶層領域と、第１の液晶層領域の外側に、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ができる第２の液晶層領域とを有するスクリーンが開示されている。このスクリーンでは、散乱状態とした第１の液晶領域に画像を表示し、その外側の第２の液晶領域を着色状態とすることでコントラスト感を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−７６９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、視認性を含む表示品位を向上させることが可能なスクリーンの開発が求められている。
【０００７】
表示品位を向上させることが可能な投射スクリーンおよび投射型表示装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一実施形態の投射スクリーンは、表示部材と、表示部材に積層された調光層とを備え、調光層は、対向配置された一対の導電層と、一対の導電層の間に設けられ、液晶および二色性色素を含む液晶層と、一対の導電層のうちの一方の導電層と液晶層との間に設けられると共に、第１の波長の光の照射によって照射領域の抵抗が変化する光導電層とを備えたものである。
【０００９】
本開示の一実施形態の投射型表示装置は、光源装置と、入力された画像信号に基づいて光源装置からの光を変調することにより、画像光を生成する画像生成光学系と、画像生成光学系で生成された画像光を投射する投射光学系と、投射光学系から投射された画像光を表示する投射スクリーンとを備えたものであり、投射スクリーンは、上記本開示の一実施形態の投射スクリーンと同一の構成要素を有している。
【００１０】
本開示の一実施形態の投射スクリーンおよび一実施形態の投射型表示装置では、表示部材に、液晶および二色性色素を含む液晶層と、第１の波長の光の照射によって照射領域の抵抗が変化する光導電層とを有する調光層を積層するようにした。これにより、所望の領域の黒輝度を任意に変化させることが可能となる。
【００１１】
本開示の一実施形態の投射スクリーンおよび一実施形態の投射型表示装置によれば、液晶および二色性色素を含む液晶層と、第１の波長の光の照射によって照射領域の抵抗が変化する光導電層とを有する調光層を設けるようにしたので、所望の領域の黒輝度を変化させることが可能となる。よって、投射スクリーンに映し出される画像の表示品位を向上させることが可能となる。
【００１２】
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の第１の実施の形態に係るスクリーンの構成の一例を表す断面図である。
【図２】本開示の第１の実施の形態に係るスクリーンの構成の他の例を表す断面図である。
【図３】図１に示したスクリーンを備えた投射型表示装置の構成の一例を表す概略図である。
【図４】図３に示した投射型表示装置の制御システムの一例を説明する概略図である。
【図５】図３に示した投射型表示装置の制御システムの他の例を説明する概略図である。
【図６】図３に示した投射型表示装置の制御システムの他の例を説明する概略図である。
【図７】一般的な投射型表示装置における画像表示を表す模式図である。
【図８】図３に示した投射型表示装置における画像表示を表す模式図である。
【図９】本開示の第２の実施の形態に係るスクリーンの構成を表す断面図である。
【図１０】図９に示したスクリーンにおける各液晶層の吸収軸を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（液晶層および光導電層を有する調光層を備えたスクリーンの例）
１−１．スクリーンの構成
１−２．投射型表示装置の構成
１−３．作用・効果
２．第２の実施の形態（２層構造を有する調光層を備えたスクリーンの例）
【００１５】
＜１．第１の実施の形態＞
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る投射スクリーン（スクリーン５０Ａ）の断面構成の一例を表したものである。このスクリーン５０Ａは、後述する投射型表示装置（投射型表示装置１）の投射部６０において生成された画像を表示するものである。本実施の形態のスクリーン５０Ａは、表示部材５１０上に調光層５２０が積層された構成を有する。この調光層５２０は、導電層５２１と、光導電層５２２と、液晶層５２３と、導電層５２４とがこの順に積層されたものである。調光層５２０上には、透明部材５３０が設けられている。なお、本開示で用いる「画像」とは、静止画だけでなく、動画を含むものとする。
【００１６】
（１−１．スクリーンの構成）
表示部材５１０は、一般的に用いられるスクリーン部材であり、例えば、マットスクリーン、パールスクリーン、シルバースクリーン、ビーズスクリーンおよび透過スクリーン等が挙げられる。マットスクリーンは、例えば、表面に散乱剤を含む塗料が塗布された布地や樹脂シートによって構成された、いわゆる拡散型のスクリーンである。パールスクリーンおよびシルバースクリーンは、表面にパール系樹脂や金属粉末系の塗料が塗布された、いわゆる反射型のスクリーンである。ビーズスクリーンは、表面に光学レンズガラス球が塗布されたものである。透過スクリーンは、例えば正対視において可視域の波長の光に対して透過性を有するものであり、ビニールやアクリル、ガラス等によって構成される半透明のスクリーンである。なお、表示部材５１０は、投射光学系４０から投射されたＲＧＢの光（画像光Ｌｉ）を反射するものであればよく、上記布や樹脂シートの他に、例えば壁等を用いることができる。
【００１７】
表示部材５１０は、この他、ホログラム、ハーフミラー、表面プラズモン粒子、コレステリック液晶およびフレネルレンズ等を用いて構成されていてもよい。
【００１８】
調光層５２０は、画像光（Ｌｉ）を構成する波長（ＲＧＢ）とは異なる波長の光（第１の光、調光光（Ｌｃ））の照射によってスクリーン５０Ａの黒輝度を変化させるためのものである。調光層５２０は、対向配置された一対の導電層５２１と導電層５２４との間に、光導電層５２２および液晶層５２３が積層配置された構成を有する。光導電層５２２および液晶層５２３の積層順は特に限定されない。図１に示したように、光導電層５２２は、液晶層５２３に対して表示部材５１０側（面Ｓ２側）に配置してもよいし、図２に示したスクリーン５０Ｂのように、表示部材５１０とは反対側（面Ｓ１側）に配置するようにしてもよい。ここで、「調光」とは、画像のコントラストを向上させるために、スクリーンの透過率または反射率を変化させることとする。また、面Ｓ１側を観察者側とする。
【００１９】
導電層５２１，５２４は、電圧印加部５４０から供給される電圧を光導電層５２２および液晶層５２３に印加するものであり、例えば、光透過性を有する導電性材料によって構成されている。光透過性を有する導電性材料としては、例えば、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ドーパントを添加した酸化スズ（ＳｎＯ2）系材料およびアルミニウム亜鉛酸化物（ＺｎＯ）にドーパントを添加してなる酸化亜鉛系材料が挙げられる。酸化亜鉛系材料としては、例えば、ドーパントとしてアルミニウム（Ａｌ）を添加したアルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、ガリウム（Ｇａ）添加のガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）、インジウム（Ｉｎ）添加のインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）が挙げられる。また、この他にも、ＣｕＩ、ＩｎＳｂＯ4、ＺｎＭｇＯ、ＣｕＩｎＯ2、ＭｇＩＮ2Ｏ4、ＣｄＯ、ＺｎＳｎＯ3等を用いてもよい。
【００２０】
光導電層５２２は、調光光（Ｌｃ）の照射によって、照射領域の抵抗が変化するものであり、例えば、有機光導電剤を含んで構成されている。有機光導電剤は、所定の波長（本実施の形態では、調光光（Ｌｃ））に対して吸収を持つが、それ以外の波長域、特に可視領域には吸収を持たないことが好ましい。これにより、画像の色表現の低下を防ぐことが可能となる。調光光（Ｌｃ）としては、例えば、３５０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下または７００ｎｍ以上２．５μｍ以下の波長の光を用いることが好ましい。具体的には、例えば、紫外線（ＵＶ）や赤外線（ＩＲ）が挙げられる。即ち、有機光導電剤は、３５０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下または７００ｎｍ以上２．５μｍ以下の波長を選択的に吸収するものが好ましい。このような有機光導電剤としては、例えば、高分子中に、電荷移動錯体や、キャリア生成材料とキャリア輸送材料との組み合わせが分散されたものが挙げられる。具体的な高分子としては、例えば、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリケタールが挙げられる。具体的な電荷移動錯体としては、例えば、ポリビニルカルバゾール−トリニトロフルオレノン錯体、テトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン錯体が挙げられる。具体的なキャリア生成材料としては、例えば、チアピリリウム色素、アゾ顔料、ペリレン顔料、アントアントロン顔料、フタロシアニン顔料、スクアリリウム顔料、ジチオケトピロロピロール顔料が挙げられる。具体的なキャリア輸送材料としては、例えば、アリルアミン類、ヒドラゾン類、スチルベン類、ベンジジン類、アゾキノン類、ピラゾリン類、オキサジァゾール類、トリフェニルメタン類が挙げられる。また、有機光導電剤に限らず、例えば、Ｓｅもしくはその合金、ａ−Ｓｉ、ＣｄＳ、ＺｎＯ等の無機光導電剤を用いてもよい。
【００２１】
液晶層５２３は、液晶（ホスト）および二色性色素（ゲスト）を含む、いわゆるゲストホスト型液晶によって構成されており、電圧を印加することによって、ホストの配向方向の変化と共に二色性色素の配向方向が変化し、光学的な変調（透過率や反射率の変化）が得られるものである。二色性色素は、分子の長軸方向に大きな吸光度を有すると共に、それに直交する短軸方向の吸収は小さいことが好ましい。具体的には、例えば、アゾ色素、アントラキノン色素、ジオキサジン色素、ペリレン色素、キノフタロン色素、ナフトキノン色素、アゾメチン色素、テトラジン色素およびメロシアニン色素等が挙げられる。
【００２２】
液晶層５２３は、例えばＶＡ（Vertical Alignment）モード、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＥＣＢ（Electrically controlled birefringence）モード、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モード、ＰＤＬＣモードあるいはＩＰＳ（In Plane Switching）モード等により表示駆動される。
【００２３】
透明部材５３０は、液晶層５２３の厚さを保持するためのものであり、光透過性を有する材料によって構成されており、例えばガラス基板よりなる。この他、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、アクリル樹脂、オレフィン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、スチレン樹脂等の透明な高分子材料を用いてもよい。
【００２４】
本実施の形態のスクリーン５０Ａでは、調光光（Ｌｃ）が照射されると、その照射領域における光導電層５２２の抵抗が変化（低下）し、電圧印加部５４０から供給されている電圧が液晶層５２３に印加されるようになる。液晶層５２３では、電圧の印加によって液晶の配向方向が変化し、これに伴って二色性色素の配向方向も変化して、照射領域の透過率または反射率が変化する。具体的には、調光光（Ｌｃ）の照射領域が、例えば黒色に着色される。これにより、スクリーン５０Ａの所望の領域の黒輝度を環境輝度以下にすることが可能となる。
【００２５】
なお、図１および図２では、液晶層５２３を面Ｓ１側（観察者側）に、表示部材５１０を面Ｓ２側（観察者とは反対側）に配置した例を示したが、これに限らない。例えば、表示部材５１０が可視域の波長全体を反射する部材によって構成されている場合には、図１および図２に示した構成が好ましいが、表示部材５１０が透過スクリーンやハーフミラーによって構成されている場合には、液晶層５２３を面Ｓ２側（観察者とは反対側）に、表示部材５１０が面Ｓ１側（観察者側）に配置するようにしてもよい。
【００２６】
また、液晶層５２３の表示モードによっては、液晶層５２３の面Ｓ１側および面Ｓ２側には、例えば配向膜を設けるようにしてもよい。
【００２７】
更に、表示部材５１０と調光層５１２との間には、調光光（Ｌｃ）として用いられる紫外線（ＵＶ）や赤外線（ＩＲ）を選択的に吸収または反射する保護層を設けるようにしてもよい。保護層は、表示部材５１０に対する調光光（Ｌｃ）の照射をカットして、調光光（Ｌｃ）の照射による表示部材５１０の劣化（黄変）を防ぐためのものである。保護層の材料としては、例えば、酸化亜鉛、酸化チタン等の散乱剤や、メトキシケイヒ酸オクチル（あるいはメトキシケイヒ酸エチルヘキシル）、ｔ−ブチルメトキシジベンゾイルメタン、オキシベンゾン−３、シアニン色素、フタロシアニン色素、スクアリリウム色素等の吸収剤が挙げられる。
【００２８】
（１−２．投射型表示装置の構成）
本実施の形態の投射型表示装置１は、上述したスクリーン５０Ａやスクリーン５０Ｂによって構成されるスクリーン５０と、投射部６０とを備えたものである。投射部６０は、光源装置１０と、照明光学系２０と、画像形成部３０と、投射光学系４０とを順に備えている。なお、照明光学系２０および画像形成部３０が、本開示の画像生成光学系の一具体例に相当する。図３は、投射型表示装置１の構成の一例を表したものである。図３では、透過型の液晶パネル（液晶パネル３１２Ｒ，３１２Ｇ，３１２Ｂ）により光変調を行う透過型３ＬＣＤ（liquid crystal display）方式の投射型表示装置を例示しているがこれに限らない。例えば、反射型の液晶パネルにより光変調を行う反射型３ＬＣＤ方式の投射型表示装置として構成するようにしてもよい。
【００２９】
なお、本実施の形態の投射型表示装置１は、透過型の液晶パネルや反射型の液晶パネルの代わりに、例えば、ＬＣＯＳ（Liquid crystal on silicon）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーあるいはデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ：Digital Micro-mirror Device）等を用いたプロジェクタにも適用され得る。
【００３０】
光源装置１０には、カラー画像表示に必要とされる、赤色光（Ｒ）、青色光（Ｂ）および緑色光（Ｇ）を含んだ白色光を発する光源が配置されている。本実施の形態では、光源装置１０には、調光光（Ｌｃ）として、さらにＲＧＢ以外の光（例えば、ＵＶ）を発する光源が配置されている。これらの光源は、例えば、ハロゲンランプ、メタルハライドランプまたはキセノンランプ等により構成されている。また、例えば半導体レーザ（ＬＤ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）等の固体光源を用いてもよい。この調光用の光源は、カラー画像表示用の光源の光学系を併用しており、これにより、画像光（Ｌｉ）による表示画像と調光光（Ｌｃ）による画像との位置合わせが容易になると共に、投射型表示装置１の構造が単純化される。
【００３１】
照明光学系２０は、例えば、ダイクロイックミラー２１１，２１２，２１３と、全反射ミラー２１４，２１５，２１６，２１７とを有する。
【００３２】
ダイクロイックミラー２１１は、光源の光路上に配置されており、光源装置１０から射出された光（Ｒ，Ｇ，Ｂ，ＵＶ）を、紫外線（ＵＶ）とその他の光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）とに分離する機能を有している。ダイクロイックミラー２１１は、同じく、光源の光路上に配置されており、ダイクロイックミラー２１１を通過した光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を、赤色光（Ｒ）とその他の光（Ｇ，Ｂ）とに分離する機能を有している。ダイクロイックミラー２１２は、同じく、光源の光路上に配置されており、ダイクロイックミラー２１２を通過した光（Ｇ，Ｂ）を、緑色光（Ｇ）とその他の光（Ｂ）とに分離する機能を有している。
【００３３】
全反射ミラー２１４は、ダイクロイックミラー２１１で反射された紫外線（ＵＶ）の光路上に配置されており、ダイクロイックミラー２１１で反射された紫外線（ＵＶ）を偏光板２１８に向けて反射するようになっている。全反射ミラー２１５は、ダイクロイックミラー２１２で反射された赤色光（Ｒ）の光路上に配置されており、ダイクロイックミラー２１２で反射された赤色光（Ｒ）を偏光板３１１Ｒに向けて反射するようになっている。全反射ミラー２１６は、ダイクロイックミラー２１３を通過した青色光（Ｂ）の光路上に配置されており、ダイクロイックミラー２１３を通過した青色光（Ｂ）を全反射ミラー２１７に向けて反射するようになっている。全反射ミラー２１７は、全反射ミラー２１６によって反射された青色光（Ｂ）の光路上に配置されており、この青色光（Ｂ）を偏光板３１１Ｂに向けて反射するようになっている。
【００３４】
画像形成部３０は、偏光板３１１Ｒ，３１１Ｇ，３１１Ｂと、液晶パネル３１２Ｒ，３１２Ｇ，３１２Ｂと、偏光板３１３Ｒ，３１３Ｇ，３１３Ｂと、ダイクロイックプリズム３１４とを有する。
【００３５】
偏光板３１１Ｒは、赤色光（Ｒ）の光路上に配置されており、偏光分離面において、入射した赤色光（Ｒ）を互いに直交する２つの偏光成分に分離する機能を有している。偏光板３１１Ｇは、緑色光（Ｇ）の光路上に配置されており、偏光分離面において、入射した緑色光（Ｇ）を互いに直交する２つの偏光成分に分離する機能を有している。偏光板３１１Ｂは、青色光（Ｂ）の光路上に配置されており、偏光分離面において、入射した青色光（Ｂ）を互いに直交する２つの偏光成分に分離する機能を有している。各偏光分離面は、一方の偏光成分（例えばＳ偏光成分）を反射し、他方の偏光成分（例えばＰ偏光成分）を透過するようになっている。
【００３６】
液晶パネル３１２Ｒ，３１２Ｇ，３１２Ｂは、透過型の液晶パネルであり、入力された画像信号に基づいて入射光を変調することにより、各色の画像光を生成するものである。液晶パネル３１２Ｒは、偏光板３１１Ｒの偏光分離面において反射された赤色光（Ｒ）の光路上に配置されている。液晶パネル３１２Ｒは、例えば、赤色の画像信号に応じてパルス幅変調（ＰＷＭ）されたデジタル信号によって駆動され、それによって入射光を変調させると共に、その変調光を偏光板３１３Ｒに向けて透過する機能を有している。液晶パネル３１２Ｇは、偏光板３１１Ｇの偏光分離面において反射された緑色光（Ｇ）の光路上に配置されている。液晶パネル３１２Ｇは、例えば、緑色の画像信号に応じてパルス幅変調（ＰＷＭ）されたデジタル信号によって駆動され、それによって入射光を変調させると共に、その変調光を偏光板３１３Ｇに向けて透過する機能を有している。液晶パネル３１２Ｂは、偏光板３１１Ｂの偏光分離面において反射された青色光Ｂの光路上に配置されている。液晶パネル３１２Ｂは、例えば、青色の画像信号に応じてパルス幅変調（ＰＷＭ）されたデジタル信号によって駆動され、それによって入射光を変調させると共に、その変調光を偏光板３１３Ｂに向けて透過する機能を有している。
【００３７】
偏光板３１３Ｒ，３１３Ｇ，３１３Ｂは、上記偏光板３１１Ｒ，３１１Ｇ，３１１Ｂと同様に、各液晶パネル３１２Ｒ，３１２Ｇ，３１２Ｂを透過した各色光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の光路上に配置されており、偏光分離面において、入射した色光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を互いに直交する２つの偏光成分に分離する機能を有している。各偏光分離面は、一方の偏光成分（例えばＳ偏光成分）を反射し、他方の偏光成分（例えばＰ偏光成分）を透過してダイクロイックプリズム３１４に入射させる。
【００３８】
ダイクロイックプリズム３１４は、３つの方向から入射した赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）および青色光（Ｂ）を重ね合わせて合成し、合成した画像光（Ｌｉ）を投射光学系４０に向けて出射する。
【００３９】
全反射ミラー２１４によって偏光板２１８に反射された紫外線（ＵＶ）は、偏光板２１８の偏光分離面において、互いに直交する２つの偏光成分に分離され、一方の偏光成分（例えばＳ偏光成分）を反射し、他方の偏光成分（例えばＰ偏光成分）を透過するようになっている。
【００４０】
液晶パネル２１９は、液晶パネル３１２Ｒ，３１２Ｇ，３１２Ｂと同様に、透過型の液晶パネルであり、入力された画像信号に基づいて入射光を変調することにより、調光光（Ｌｃ）を生成するものである。液晶パネル２１９は、偏光板３１１Ｒの偏光分離面において反射された紫外線（ＵＶ）の光路上に配置されている。なお、調光光用の光の変調には、例えばＤＬＰ（digital light processing）等のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）を用いるようにしてもよい。特に、調光光（Ｌｃ）として紫外線（ＵＶ）を用いる場合には、液晶パネルの劣化が懸念されるため、紫外線（ＵＶ）による影響の少ないＭＥＭＳを用いることが好ましい。
【００４１】
偏光板２２０は、液晶パネル２１９を投下した紫外線（（ＵＶ），調光光（Ｌｃ））の光路上に配置されており、偏光分離面において、入射した紫外線（ＵＶ）を互いに直交する２つの偏光成分に分離する機能を有している。各偏光分離面は、一方の偏光成分（例えばＳ偏光成分）を反射し、他方の偏光成分（例えばＰ偏光成分）をダイクロイックミラー２２１に向けて透過する。
【００４２】
ダイクロイックミラー２２１は、画像光（Ｌｉ）および調光光（Ｌｃ）の光路上に配置されており、画像光（Ｌｉ）を透過すると共に、調光光（Ｌｃ）を反射して、画像光（Ｌｉ）および調光光（Ｌｃ）を投射光学系４０に向けて出射する。
【００４３】
投射光学系４０は、投射レンズ４１１を含む複数のレンズを有し、ダイクロイックプリズム３１４によって合成された画像光（Ｌｉ）およびダイクロイックミラー２２１によって反射された調光光（Ｌｃ）を拡大してスクリーン５０へ投射する。
【００４４】
図４は、投射型表示装置１の制御システムの概略を表したものである。本実施の形態の投射型表示装置１では、スクリーン５０における液晶層５２３の駆動と投射部６０における調光光（Ｌｃ）の投射とは同期させることが好ましい。
【００４５】
また、画像光（Ｌｉ）用の光源と、調光光（Ｌｃ）用の光源は、必ずしも共通の光学系を用いる必要はない。画像光（Ｌｉ）による表示画像と調光光（Ｌｃ）による画像との位置合わせがされていれば、図５に示したように、調光光（Ｌｃ）は、画像光（Ｌｉ）用の光源の光学系とは異なる光学系を用いて構成された投射部７０からスクリーン５０に照射されるようにしてもよい。その場合には、スクリーン５０の駆動と、投射部６０における画像光（Ｌｉ）の投射システムと、投射部７０における調光光（Ｌｃ）の投射とを同期させることが好ましい。
【００４６】
更に、図５では、投射部６０，７０をスクリーン５０の同一面（例えば、面Ｓ１）側に配置した例を示したがこれに限らない。例えば、表示部材５１０が透過スクリーンやハーフミラーによって構成されている場合には、投射部６０，７０の一方をスクリーン５０の面Ｓ１側に、他方をスクリーン５０の面Ｓ２側に配置するようにしてもよい。
【００４７】
なお、光導電層５２２および液晶層５２３の時定数が、印加電界のフレームレートに対して同程度、もしくは小さい場合には、図６に示したように、スクリーン５０の駆動と、画像光（Ｌｉ）および調光光（Ｌｃ）の投射とは同期させなくてもよい。これは、光導電層５２２および液晶層５２３の時定数により、スクリーン５０に投射される画像に対してスクリーン５０に書き込まれる着色状態（例えば、黒状態）の消え残りが生じづらいからである。
【００４８】
（１−３．作用・効果）
前述したように、一般的なプロジェクタを用いた映像表示では、明るい環境下におけるコントラストの低下、即ち、視認性の低下が問題となっている。これは、背景輝度がスクリーンの黒輝度となるからであり、特に、透明なスクリーンでは、その傾向が顕著となる。例えば、図７に示したように、透明なスクリーンに、例えば人物画像を投射した場合、背景が透け、特に黒色部分は背景に埋もれた状態となる。黒輝度を背景輝度よりも低下させることができれば、明るい場所でもプロジェクタによる映像を観察することができるようになり、プロジェクタデバイスの活用範囲が拡大する。
【００４９】
表示に合わせて所望の領域を背景輝度よりも暗くする方法としては、ＴＦＴ等のアクティブ素子を用いてスクリーンを形成することが考えられる。しかしながら、その場合、コストの増加やサイズの制限等が生じ、表示サイズの任意性というプロジェクタの長所が低下する。更に、透明スクリーンにおいては、透過率の低下の要因となる。例えば、透明ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイでは、発光部を配線上に配置する等して透過率を高めた場合でも、その透過率は５０％程度となる。プロジェクタの投射スクリーンではそれ以上の透過率が求められる。この他、透過状態と散乱状態とを切り替えることができる液晶領域の外側に、透過状態と着色状態とを切り替えることができる液晶領域を配置することでコントラスト感を高めたスクリーンも開発されている。
【００５０】
このように、プロジェクタの特徴である、投射サイズの任意性を担保しながら、所望の領域を環境輝度以下に輝度に低下させることが可能なスクリーンおよびこれを備えた投射型表示装置の開発が求められている。
【００５１】
これに対して、本実施の形態のスクリーン５０では、一般的なスクリーン部材で構成される表示部材５１０に、調光層５２０を積層するようにした。調光層５２０は、所定の波長の光の照射によって照射領域の抵抗が変化する光導電層５２２と、液晶および二色性色素を含む液晶層５２３とを一対の導電層５２１，５２４で挟んだ構成となっている。この調光層５２０では、上述したように、所定の波長の光（調光光（Ｌｃ））が照射されると、照射領域における光導電層５２２の抵抗が低下し、電圧印加部５４０から供給されている電圧が液晶層５２３に印加されるようになる。液晶層５２３では、電圧の印加によって照射領域の二色性色素の配向方向が液晶と共に変化して、光の吸収が増加する。具体的には、例えば黒色に着色され、スクリーン５０の所望の領域（例えば、投射部６０において生成される画像の黒色部分）の黒輝度を環境輝度以下にすることが可能となる。これにより、表示部材５１０が透過スクリーンによって構成されている場合でも、図８に示したように、背景が透けることなく画像を表示することが可能となる。即ち、コントラストが向上し、視認性を向上させることが可能となる。
【００５２】
以上により、本実施の形態のスクリーン５０では、表示部材５１０に、所定の波長の光を（調光光（Ｌｃ））照射することで透過率または反射率が変化する調光層５２０を積層するようにした。これにより、スクリーン５０の所望の領域、特に、投射画像の黒色部分の黒輝度を環境輝度以下にすることが可能となり、視認性が向上する。よって、表示品位に優れたスクリーン５０およびこれを備えた投射型表示装置１を提供することが可能となる。
【００５３】
また、本実施の形態の投射型表示装置１では、画像光（Ｌｉ）を形成するＲＧＢ光源の他に、調光光用の光源を用い、調光光（Ｌｃ）の光学系として、画像光（Ｌｉ）と共通の光学系（照明光学系２０および投射光学系４０）を用いるようにした。これにより、投射部６０の構成が簡略化されると共に、スクリーン５０へ照射される調光光（Ｌｃ）の光軸が画像光（Ｌｉ）と略同一となり、調光領域と画像の表示領域との位置ずれを低減することが可能となる。
【００５４】
次に、本開示の第２の実施の形態について説明する。以下では、上記第１の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００５５】
＜２．第２の実施の形態＞
図９は、本開示の第２の実施の形態に係る投射スクリーン（スクリーン５０Ｃ）の断面構成の一例を表したものである。このスクリーン５０Ｃは、上記第１の実施の形態と同様に、上述した投射型表示装置（投射型表示装置１）のスクリーン５０として、投射部６０において生成された画像を表示するものであり、表示部材５１０上に調光層５２０および透明部材５３０がこの順に積層されたものである。本実施の形態では、調光層５２０を２層構造（第１層５２０Ａ，第２層５２０Ｂ）とした点が、上記第１の実施の形態とは異なる。
【００５６】
調光層５２０を構成する第１層５２０Ａおよび第２層５２０Ｂは、それぞれ、一対の導電層５２１Ａと導電層５２４Ａ（導電層５２１Ｂと導電層５２４Ｂ）との間に、光導電層５２２Ａ，液晶層５２３Ａ（光導電層５２２Ｂ，液晶層５２３Ｂ）が積層配置されたものである。具体的には、第１層５２０Ａは、導電層５２１Ａ，光導電層５２２Ａ，液晶層５２３Ａおよび導電層５２４Ａがこの順に積層された構成を有する。第２層５２０Ｂは、導電層５２１Ｂ，光導電層５２２Ｂ，液晶層５２３Ｂおよび導電層５２４Ｂがこの順に積層された構成を有する。第１層５２０Ａおよび第２層５２０Ｂは、透明部材５３１を介して順に積層されている。
【００５７】
第１層５２０Ａおよび第２層５２０Ｂを構成する各層は、第１の実施の形態において説明した調光層５２０を構成する各層と同様の材料を用いて構成されている。但し、液晶層５２３Ａ，５２３Ｂを構成する液晶は、図１０に示したように、互いに異なる吸収軸Ｊ１，Ｊ２を有することが好ましい。液晶層５２３Ａの吸収軸Ｊ１と液晶層５２３Ｂの吸収軸Ｊ２との、平面視における各方位の成す角θは、例えば９０°であることが好ましい。これにより、調光層５２０における光吸収が向上する。即ち、黒輝度を効率的に低下させることが可能となる。
【００５８】
第１層５２０Ａおよび第２層５２０Ｂの間に設けられた透明部材５３１は、対向する２つの電極（第１層５２０Ａの導電層５２４Ａおよび第２層５２０Ｂの導電層５２１Ｂ）間を電気的に絶縁するためのものであり、例えば上記透明部材５３０と同様の材料によって構成されている。透明部材５３１の厚みは、例えば、第１層５２０Ａの導電層５２４Ａと、第２層５２０Ｂの導電層５２１Ｂとが電気的に絶縁されていればよく、例えば１μｍ以上２００μｍ以下である。
【００５９】
本実施の形態では、電圧印加部５４０は、例えば、一方が第１層５２０Ａの導電層５２４Ａおよび第２層５２０Ｂの導電層５２１Ｂに、他方が第２層５２０Ｂの導電層５２４Ｂに接続されている。導電層５２４Ｂは、第１層５２０Ａの導電層５２１Ａと電気的に接続されており、これにより、第１層５２０Ａの液晶層５２３Ａと、第２層５２０Ｂの液晶層５２３Ｂとを同時に駆動することが可能となる。
【００６０】
上記のように本実施の形態では、調光層５２０を、互いに吸収軸方位の異なる２種類の液晶層（液晶層５２３Ａ，５２３Ｂ）を用いて構成するようにした。二色性色素は、一般に、その吸収軸は一軸である。このため、互いに異なる吸収軸Ｊ１，Ｊ２を有する液晶層５２３Ａ，５２３Ｂを設けることで、調光層５２０における光吸収が効率的に向上する。即ち、黒輝度を効率的に低下させることが可能となり、表示品位をより向上させることが可能となる。
【００６１】
以上、第１，第２の実施の形態を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態等において説明したスクリーン５０（５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ）を構成する各部材の材料や厚み等は一例であってこれに限定されるものではなく、他の材料や厚みとしてもよい。また、上記第１の実施の形態において説明した投射型表示装置１の構成は一例であって、全ての光学部材を備える必要はなく、他の光学部材を用いて構成してもかまわない。
【００６２】
更に、上記第２の実施の形態では、互いに異なる吸収軸Ｊ１，Ｊ２を有する液晶層５２３Ａ，５２３Ｂを用いて調光層５２０を構成したが、これに限らず、互いに異なる吸収軸方位を有する液晶層を３層以上設けるようにしてもよい。
【００６３】
なお、本技術は以下のような構成を取ることも可能である。
（１）
表示部材と、
前記表示部材に積層された調光層とを備え、
前記調光層は、
対向配置された一対の導電層と、
前記一対の導電層の間に設けられ、液晶および二色性色素を含む液晶層と、
前記一対の導電層のうちの一方の導電層と前記液晶層との間に設けられ、第１の波長の光の照射によって照射領域の抵抗が変化する光導電層と
を備えた投射スクリーン。
（２）
前記第１の波長の光は、画像を構成する波長の光とは異なる波長の光である、前記（１）に記載の投射スクリーン。
（３）
前記第１の波長の光は、３５０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長の光である、前記（１）または（２）に記載の投射スクリーン。
（４）
前記第１の波長の光は、７００ｎｍ以上２．５μｍ以下の波長の光である、前記（１）または（２）に記載の投射スクリーン。
（５）
前記調光層は、前記第１の波長の光の照射によって反射率または透過率が変化する、前記（１）乃至（４）のうちのいずれかに記載の投射スクリーン。
（６）
前記調光層は、前記第１の波長の光の照射によって着色する、前記（１）乃至（５）のうちのいずれかに記載の投射スクリーン。
（７）
前記表示部材は、ホログラム、ハーフミラー、表面プラズモン粒子、コレステリック液晶およびフレネルレンズのいずれかによって構成されている、前記（１）乃至（６）のうちのいずれかに記載の投射スクリーン。
（８）
前記光導電層は、有機光導電剤を含んで構成されている、前記（１）乃至（７）のうちのいずれかに記載の投射スクリーン。
（９）
前記調光層は、第１の液晶層を含む第１の調光層と、前記第１の液晶層とは吸収軸の異なる第２の液晶層を含む第２の調光層とを有する、前記（１）乃至（８）のうちのいずれかに記載の投射スクリーン。
（１０）
前記第１の液晶層の吸収軸と、前記第２の液晶層の吸収軸との成す角は９０°である、前記（９）に記載の投射スクリーン。
（１１）
前記調光層は、前記表示部材とは反対側の面に透明部材を有する、前記（１）乃至（１０）のうちのいずれかに記載の投射スクリーン。
（１２）
前記表示部材は、正対視において前記画像を構成する波長および前記第１の波長以外の波長に対して光透過性を有する、前記（２）乃至（１１）のうちのいずれかに記載の投射スクリーン。
（１３）
光源装置と、
入力された画像信号に基づいて前記光源装置からの光を変調することにより、画像光を生成する画像生成光学系と、
前記画像生成光学系で生成された画像光を投射する投射光学系と、
前記投射光学系から投射された前記画像光を表示する投射スクリーンとを備え、
前記投射スクリーンは、
表示部材と、
前記表示部材に積層された調光層とを備え、
前記調光層は、
対向配置された一対の導電層と、
前記一対の導電層の間に設けられ、液晶および二色性色素を含む液晶層と
前記一対の導電層のうちの一方の導電層と前記液晶層との間に設けられると共に、第１の波長の光の照射によって照射領域の抵抗が変化する光導電層と
を有する投射型表示装置。
（１４）
前記光源装置は、前記画像光を生成する光源と共に、前記第１の波長の光の光源を有する、前記（１３）に記載の投射型表示装置。
（１５）
前記第１の波長の光は、前記画像光と共通の光学系を用いる、前記（１３）または（１４）に記載の投射型表示装置。
【符号の説明】
【００６４】
１…投射型表示装置、１０…光源装置、２０…照明光学系、３０…画像形成部、４０…投射光学系、５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ…スクリーン、６０，７０…投射部、５１０…表示部材、５２０…調光層、５２０Ａ…第１層、５２０Ｂ…第２層、５２１，５２１Ａ，５２１Ｂ，５２４，５２４Ａ，５２４Ｂ…導電層、５２２，５２２Ａ，５２２Ｂ…光導電層、５２３，５２３Ａ，５２３Ｂ…液晶層、５３０，５３１…透明部材、Ｌｉ…画像光、Ｌｃ…調光光。
【図１】
2018132671.tif 000003
【図２】
2018132671.tif 000004
【図３】
2018132671.tif 000005
【図４】
2018132671.tif 000006
【図５】
2018132671.tif 000007
【図６】
2018132671.tif 000008
【図７】
2018132671.tif 000009
【図８】
2018132671.tif 000010
【図９】
2018132671.tif 000011
【図１０】
2018132671.tif 000012