(57)【要約】【課題】投射光以外の光源からの光を完全に遮断することなく、投射光以外に光の影響を抑えて高いコントラストの映像を実現する映像投影システムを提供する。【解決手段】第１の周波数で反射率を周期的に変化させるスクリーンと、スクリーンに映像光を投影し、第１の周波数で、且つ実質的に同位相で映像光の投影光量を周期的に変化させる映像投影装置と、光を出射し、第１の周波数で、且つ実質的に逆位相で光の光量を周期的に変化させる照明光源と、スクリーン、映像投影装置、及び照明光源の駆動を制御する制御部とを具備する映像投影装置。【選択図】図１
2011095678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数で反射率を周期的に変化させるスクリーンと、
前記スクリーンに映像光を投影し、前記第１の周波数で、且つ実質的に同位相で前記映像光の投影光量を周期的に変化させる映像投影装置と、
光を出射し、前記第１の周波数で、且つ実質的に逆位相で前記光の光量を周期的に変化させる照明光源と、
前記スクリーン、前記映像投影装置、及び前記照明光源の駆動を制御する制御部と、
を具備する映像投影システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記スクリーンの反射率の変化を制御するスクリーン反射率制御信号と前記スクリーンに対する前記映像投影装置の投影光量の変化を制御する投影制御信号と前記照明光源の光量の変化とを制御する照明光源制御信号とを生成して、前記スクリーンと、前記映像投影装置と、前記照明光源とにそれぞれ出力することを特徴とする請求項１に記載の映像投影システム。
【請求項３】
前記スクリーン反射率制御信号は、前記第１の周波数を有し、
前記投影制御信号は、前記第１の周波数を有し、且つ同位相であり、
前記照明光源制御信号は、前記第１の周波数を有し、且つ逆位相であることを特徴とする請求項２に記載の映像投影システム。
【請求項４】
第１の周波数で反射率を周期的に変化させるスクリーンと、
前記スクリーンに映像光を投影する映像投影装置と、
光を出射する照明光源と、
前記第１の周波数を有して実質的に同位相となるように前記映像光が投影されるように、前記映像投影装置から投影された前記映像光を遮断又は透過させる映像投影装置用シャッター部と、
前記映像投影用シャッター部を駆動させる映像投影装置用シャッター駆動部と、
前記第１の周波数を有して実質的に逆位相となるように前記光が出射されるように、前記照明光源から出射される前記光を透過又は遮断させる照明光源用シャッター部と、
照明光源用シャッター部を駆動する照明光源用シャッター駆動部と、
前記照明光源の周囲に配置されて、前記照明光源から出射される光の拡散を防ぐ照明光源カバーと、
前記スクリーン、前記映像投影装置、前記照明光源、前記映像投影装置用シャッター駆動部、及び前記照明光源用シャッター駆動部の駆動を制御する制御部と、
を具備する映像投影システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記スクリーンの反射率の変化を制御するスクリーン反射率制御信号と、前記スクリーンに対する前記映像投影装置の投影光量の変化を制御する投影制御信号と、前記照明光源の光量の変化とを制御する照明光源制御信号と、映像投影装置用シャッター駆動部を制御する映像投影装置用シャッター駆動制御信号と、照明光源用シャッター駆動部を制御する照明光源用シャッター駆動制御信号とを生成して、前記スクリーン、前記映像投影装置、前記照明光源、映像投影装置用シャッター駆動部、及び照明光源用シャッター駆動部にそれぞれ出力することを特徴とする請求項４に記載の映像投影システム。
【請求項６】
前記スクリーン反射率制御信号は、第１の周波数を有し、
前記投影制御信号及び前記照明光源制御信号は、一定であることを特徴とする請求項５に記載の映像投影システム。
【請求項７】
第１の周波数で反射率を周期的に変化させるスクリーンと、
光源を含み、前記スクリーンの反射率の変化と同期して、且つ前記第１の周波数で前記光源からの光の経路を前記スクリーンの方向と外部方向とに交互に変更する、映像投影光学ユニットと、
前記スクリーン、及び前記映像投影光学ユニットの駆動を制御する制御部と、
を具備する映像投影システム。
【請求項８】
前記映像投影光学ユニットは、
前記光源から出射された光の拡散を防止する光拡散防止部と、
前記光拡散防止部を通って入射する前記光の経路を変更する光経路変換部と、
前記光経路変換部を通って入射する前記光を利用して前記スクリーンに映像光を投影する映像投影部と、
前記光経路変換部を通って経路が変更された前記光を外部に出射する出射窓と、
をさらに有することを特徴とする請求項７に記載の映像投影システム。
【請求項９】
前記光経路変換部は、前記第１の周波数を有して実質的に同位相となるように前記映像光が前記スクリーンに投影されるように、且つ前記第１の周波数を有して実質的に逆位相となるように前記光が前記外部方向に出射されるように、前記光源から出射された前記光の経路を変更することを特徴とする請求項８に記載の映像投影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像投影システムに関し、特に投射光以外の光源からの光の影響を抑えて高いコントラストの映像を実現する映像投影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
映像投影システムは、一般的に、投影用スクリーンと映写機又はプロジェクターなどの投影装置とを含む。スクリーンに映し出された映像を鑑賞する環境において、コントラストが高い鮮明な映像をスクリーンに表示することが好ましい。そのため、投影装置からの投影光をできるだけ多く反射するように、スクリーンの反射率を高くすることが一般的である。しかし、投影装置からの投影光以外に室内照明光又は外光（室外からの自然光等）が存在する場合、その照明光や外光もスクリーンに到達して反射させる。そのため、観察者には、投影装置からの投影光の反射によりスクリーン上に映し出される映像とスクリーンによって反射された照明光や外光の光とが混合されて見える。その結果、スクリーンに映し出された映像のコントラストが低減する。このようなコントラストの低減は、同時に色彩の彩度も低減させる。そのため、コントラストが高い鮮やかな映像を実現するためには、投影装置からの投射光以外の光が遮断された完全な暗室を用いることが最も望ましい。
【０００３】
一方、完全な暗黒環境下においては、観察者がスクリーンに投影された映像以外のもの、例えば手元の資料などを見ることが困難になる。そのため、照明光や外光を含む光を適度に許容し、投影映像以外のものに対する視認性を確保していた。特許文献１には表面反射率を制御可能なスクリーンを有する映像投影装置が開示され、特許文献２には、反射率が変化するスクリーン、それを有する投射システム及びその投射方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３２８２０９号公報
【特許文献２】特開２００３−１２１９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したように、投影装置からの光を投影用スクリーンに投影して映像を表示する場合、投影装置の投影光以外からの光を完全に遮断して暗黒環境にすると、スクリーンに映し出される映像においては高コントラストを実現できるが、投影映像以外のものが全く視認できないという課題があり、投影装置以外の照明光が存在すると、その光がスクリーンに反射されてスクリーンに映し出される映像のコントラストが低減するという課題がある。以上のような問題点は、上記特許文献１及び特許文献２における映像投影システム及び反射率変化スクリーンとそれを有する投射システムの場合も同様である。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑み、投影装置からの投影光以外の照明光を完全に遮断することなく、照明光のスクリーンの反射を抑えて高いコントラストの映像を実現する映像投影システムに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る映像投影装置は、第１の周波数で反射率を周期的に変化させるスクリーンと、スクリーンに映像光を投影し、第１の周波数で、且つ実質的に同位相で映像光の投影光量を周期的に変化させる映像投影装置と、光を出射し、第１の周波数で、且つ実質的に逆位相で光の光量を周期的に変化させる照明光源と、スクリーン、映像投影装置、及び照明光源の駆動を制御する制御部とを具備する。
【０００８】
本発明の一実施形態に係る映像投影装置は、第１の周波数で反射率を周期的に変化させるスクリーンと、スクリーンに映像光を投影する映像投影装置と、光を出射する照明光源と、第１の周波数を有して実質的に同位相となるように映像光が投影されるように、映像投影装置から投影された映像光を遮断又は透過させる映像投影装置用シャッター部と、映像投影用シャッター部を駆動させる映像投影装置用シャッター駆動部と、第１の周波数を有して実質的に逆位相となるように光が出射されるように、照明光源から出射される光を透過又は遮断させる照明光源用シャッター部と、照明光源用シャッター部を駆動する照明光源用シャッター駆動部と、照明光源の周囲に配置されて、照明光源から出射される光の拡散を防ぐ照明光源カバーと、スクリーン、映像投影装置、照明光源、映像投影装置用シャッター駆動部、及び照明光源用シャッター駆動部の駆動を制御する制御部と、を具備する。
【０００９】
本発明の一実施形態に係る映像投影装置は、第１の周波数で反射率を周期的に変化させるスクリーンと、光源を含み、スクリーンの反射率の変化と同期して、且つ第１の周波数で光源からの光の経路をスクリーンの方向と外部方向とに交互に変更する、映像投影光学ユニットと、スクリーン、及び映像投影光学ユニットの駆動を制御する制御部と、を具備する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、投影光以外の照明光からの光を完全に遮断することなく、照明光のスクリーンの反射を抑えて高いコントラストの映像を実現する映像投影システムを提供することができる。
【００１１】
本発明によれば、高コントラストの映像をスクリーン上に実現するとともに、スクリーンに映し出される映像以外のものの視認性を向上させる投影システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る映像投影システムの概略図である。
【図２Ａ】図１に示された映像投影システムの制御部からスクリーン、投影装置、及び照明光源に出力される制御信号の波形を示す図面である。
【図２Ｂ】図２Ａに示された制御信号に対応する図１に示されたスクリーンの反射率、投影装置からの光の照度、及び照明光源の照度を示す図面である。
【図３】図１に示されたスクリーンとスクリーン駆動部とを示す概略図である。
【図４】（ａ）図３に示されたスクリーンの構造を示す断面図及びスクリーン制御部の動作の一例を示す図面である。（ｂ）図３に示されたスクリーンの構造を示す断面図及びスクリーン制御部の動作の一例を示す図面である。
【図５】（ａ）図４（ａ）に示されたスクリーンの構造の断面図に対応するスクリーンの平面図である。（ｂ）図４（ｂ）に示されたスクリーンの構造の断面図に対応するスクリーンの平面図である。
【図６】本発明の別の一実施形態に係る映像投影システムの概略図である。
【図７】図６に示されたシャッター板の一例を示す概略図である。
【図８Ａ】図６に示された映像投影システムの制御部からスクリーン、投影装置、及び照明光源に出力される制御信号の波形を示す図面である。
【図８Ｂ】図８Ａに示された制御信号に対応する図６に示されたスクリーンの反射率、投影装置からの光の照度、及び照明光源の照度を示す図面である。
【図９】本発明のさらに別の一実施形態に係る映像投影システムの概略図である。
【図１０Ａ】図９に示された映像投影システムの一例を示す概略図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａに示された回転ミラーを示す概略図である。
【図１１】本発明の映像投影システムの制御部からスクリーン、投影装置、及び照明光源に出力される制御信号の波形の一例である。
【図１２】本発明の映像投影システムの制御部からスクリーン、投影装置、及び照明光源に出力される制御信号の波形の一例である。
【図１３】本発明の映像投影システムの制御部からスクリーン、投影装置、及び照明光源に出力される制御信号の波形の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る映像投影システム１００の概略図である。図１に示すように、映像投影システム１００は、映像が映し出されるスクリーン１０１と、映像光を投影する映像投影装置１０２と、照明光源１０３と、スクリーン１０１、映像投影装置１０２、及び照明光源１０３に接続されて、スクリーン１０１、映像投影装置１０２、及び照明光源１０３の動作を制御する制御部１０４と、を含む。
【００１５】
スクリーン１０１は、例えば、電気泳動方式又は電子粉流体方式の電子ペーパー表示パネルであることが好ましい。本発明の実施形態では、電子粉流体方式の電子ペーパー表示パネル（例えば、ブリヂストン社製のＱＲ−ＬＰＤ（登録商標））を使用する。しかし、本発明はこれに限定されず、電気泳動方式の電子ペーパー（例えば、ＥＩｎｋ社製の電気泳動方式のＶｉｚｐｌｅｘ（登録商標））などを使用してもよい。また、本発明のスクリーンは、電子ペーパー表示パネルに限定されず、液晶表示パネルやエレクトロクロミック表示パネル、感熱表示パネルなど、所望の周波数で印加電圧などによりスクリーンの反射率の変化が可能な表示パネルであればよい。電子粉流体方式の電子ペーパーを使用したスクリーン１０１の動作についての詳細な説明は後述する。
【００１６】
映像投影装置１０２は、例えば、データプロジェクター、又は映写機などであってもよい。照明光源１０３は、例えば、一般的な蛍光灯であってもよく、ＬＥＤ照明、水銀灯であってもよい。ここでは、蛍光灯を照明光源１０３として使用した例を説明する。
【００１７】
制御部１０４は、スクリーン１０１、映像投影装置１０２、及び照明光源１０３の動作を制御するスクリーン反射率制御信号、投影制御信号、及び照明光源制御信号を生成して出力する。ここで、制御部１０４は、スクリーン１０１の反射率が３０Ｈｚ以上で周期的に変化し、映像投影装置１０２の内蔵光源からの投影光量がスクリーン１０１の反射率の変化と同期して周期的に変化し、且つ照明光源１０３の光量がスクリーン１０１の反射率の変化と同期して周期的に変化するように、スクリーン１０１、映像投影装置１０２、及び照明光源１０３の動作を制御する。
【００１８】
制御部１０４から出力されるスクリーン反射率制御信号に応じてスクリーン１０１の駆動を制御するスクリーン駆動部（以下に後述する）によって、スクリーン１０１の反射率は制御される。制御部１０４から出力される投影制御信号に応じて、映像投影装置６０２の投影光量は制御される。制御部１０４から出力される照明光源制御信号に応じて、照明光源１０３が出射する光の光量が制御される。
【００１９】
図２Ａは、制御部１０４が生成して出力する投影制御信号、照明光源制御信号、及びスクリーン反射率制御信号の波形の一例を示し、図２Ｂは、図２Ａに示され各制御信号に対応する実際のスクリーン１０１の反射率、映像投影装置１０２からの光の照度（投影照度）、及び照明光源１０３の照度の一例を示す。
【００２０】
制御部１０４は、例えば、図２Ａに示されたような波形を有する投影制御信号、照明光源制御信号、及びスクリーン反射率制御信号を生成し、映像投影装置１０２、照明光源１０３及びスクリーン１０１にそれぞれ出力する。ここで、制御部１０４は、人間の眼にちらつきが感じられないような短い周期の周波数、例えば５０Ｈｚでスクリーン１０１のスクリーン反射率を変化させるようにスクリーン反射率制御信号を生成する。図２Ａに示すように、制御部１０４は、スクリーン反射率制御信号と同一の周波数を有して実質的に同じ位相を有する投影制御信号を生成し、スクリーン反射率と同一の周波数を有して実質的に逆位相を有する照明光源制御信号、言い換えると、投影制御信号と同一の周波数を有して実質的に逆位相を有する照明光源制御信号を生成する。即ち、照明光源制御信号は、実質的に投影制御信号の反転信号である。スクリーン反射率制御信号と投影制御信号と照明光源制御信号とは、互いに同期している。図２Ａを参照すると、ｔ１１期間ではスクリーン反射率制御信号はハイ（High）状態であり、投影制御信号もハイ状態であり、照明光源制御信号はロウ（Low）状態である。ｔ１２期間で、スクリーン反射率制御信号がハイ状態からロウ状態に遷移すると、スクリーン反射率の遷移に同期して、投影制御信号もハイ状態からロウ状態に遷移し、照明光源制御信号はロウ状態からハイ状態に遷移する。ここでは、スクリーン反射率制御信号がハイであるときに、スクリーンの反射率が高くなり、ロウであるときにスクリーンの反射率が低くなるとする。また、投影制御信号がハイであるときに投影装置からの投影光の光量が増加し、ロウであるときに投影装置からの投影光の光量が減少し、照明光源制御信号がハイであるときに照明光源からの光量が増加し、ロウであるときに照明光源からの光の光量が減少するとする。しかし、本発明はこれに限定されず、例えば、スクリーンの反射率を高くするためのスクリーン反射率制御信号の状態をロウに設定する回路方式を採用してもよい。同様に、映像投影装置からの投影光の光量を増加させる投影制御信号の状態をロウに設定してもよく、照明光源からの光の光量を増加させる照明光源制御信号の状態をロウに設定してもよい。
【００２１】
図２Ｂは、図２Ａに示された、制御部１０４が生成して出力する投影制御信号、照明光源制御信号、及びスクリーン反射率制御信号に対応する、実際の映像投影装置１０２及び照明光源１０３の照度、及びスクリーン１０１のスクリーン反射率の一例を示す。図２Ｂに示すように、投影照度及び照明光源照度には、所定の遅延が発生する。これは、映像投影装置１０２及び照明光源１０３における各々の照明の起動速度（起動時間）及び残光に起因し、照明の種類によって異なる（例えば、蛍光灯とＬＥＤ照明とでは、残光時間が異なる）。スクリーンの反射率の遅延は、スクリーン１０１に含まれる電子粉流体の応答特性に起因する。
【００２２】
図３は、図１に示されたスクリーン１０１とスクリーン駆動部３０１との一例を示す概略図である。図４（ａ）及び（ｂ）は、図３に示されたスクリーン１０１の構造を示す断面図及びスクリーン制御部の動作の一例を示す図面である。図５（ａ）は図４（ａ）に示されたスクリーンの構造の断面図に対応するスクリーンの平面図であり、図５（ｂ）は図４（ｂ）に示されたスクリーンの構造の断面図に対応するスクリーンの平面図である。
【００２３】
図３を参照すると、スクリーン１０１は、透明表面電極１０１−ａと、表示層１０１−ｂと、背面電極１０１−ｃとを含む。透明表面電極１０１−ａ及び背面電極１０１−ｃは、例えば、透明電極付きのガラス基板であってもよい。透明電極付きのガラス基板は、例えば、厚さ０．５ｍｍ程度のガラス基板にＩＴＯ電極を形成したものであってもよい。
【００２４】
スクリーン駆動部３０１は、スクリーン１０１を駆動するための電源を有し、透明表面電極１０１−ａと背面電極１０１−ｃとに配線で電気的に接続される。スクリーン駆動部３０１は、スクリーン１０１又は制御部１０４に内蔵されていてもよい。表示層１０１−ｂには、帯電した多数の電子粉流体が含まれている。透明表面電極１０１−ａ及び背面電極１０１−ｃに１０〜１００ボルト程度（５０〜１００ボルト程度が好ましい）の印加電圧を正負極性に切り替えて印加することによって、電子粉流体が表示層１０１−ｂを移動し、スクリーン１０１は反射率を高反射率状態又は低反射率状態に切り替えることが可能になる。ここでは、スクリーン１０１の透明表面電極１０１−ａ及び背面電極１０１−ｃに印加される１０〜１００ボルト程度（５０〜１００ボルト程度が好ましい）の駆動電圧を、図２Ａに示されたようなスクリーン反射率と同一の周波数（例えば、５０Ｈｚ）及び同一の位相で正負極性に切り替えることによって、スクリーン１０１の反射率を高反射率状態又は低反射率状態に切り替えて、図２Ｂに示すようなスクリーン反射率を実現する。
【００２５】
スクリーン１０１の表示及びスクリーン駆動部３０１の動作について、図４（ａ）及び（ｂ）、及び図５（ａ）及び（ｂ）を参照して詳しく説明する。
【００２６】
図４（ａ）及び（ｂ）を参照すると、スクリーン１０１は、透明表面電極１０１−ａと背面電極１０１−ｃとの間にある表示層１０１−ｂにおいて、帯電した多数の白及び黒の電子粉流体４４、４５と表示層１０１−ｂにおいて微小区画を定義する離隔用スペーサ４３とを有する。ここでは、白電子粉流体４４は、マイナスに帯電しており、黒電子粉流体４５はプラスに帯電している。尚、本発明はこれに限定されず、白電子粉流体４４がプラスに帯電し、黒電子粉流体４５がマイナスに帯電していてもよい。離隔用スペーサ４３によって区画された密閉空間である微小区画において、マイナスに帯電した白電子粉流体４４とプラスに帯電した黒電子粉流体４５とは、互いにほぼ同量ずつ十分な空間を残して充填される。
【００２７】
離隔用スペーサ４３によって離隔される透明表面電極１０１−ａと背面電極１０１−ｃとの間隔は、例えば０．２ｍｍ弱程度が好ましいが、これに限定されるわけではない。離隔用スペーサ４３の厚さは、例えば、０．０１〜０．０２ｍｍであってもよいが、これに限定されるわけではない。離隔用スペーサ４３の配置間隔は、例えば、０．２〜１ｍｍ程度であってもよいが、これに限定されるわけではなく、スクリーン１０１の寸法などに応じて適宜変更することができる。
【００２８】
マイナスに帯電する白電子粉流体４４として、例えば、酸化チタン、アクリル素材などを使用してもよい。また、プラスに帯電する黒電子粉流体４５として、炭素微粒子、レーザー電子写真記録装置に用いられるトナーなどを使用してもよい。各々の電子粉流体４４、４５の表面は、摩擦が少なく粉体としての流動性の高いもの、すなわち安息角の小さな粉流体が、スクリーン反射率が変化するスクリーン１０１の安定的な動作のためには望ましい。摩擦を少なくして、流動性を高くするためには、例えば、粉流体表面に細かい凹凸を設けることにより実現することができる。
【００２９】
スクリーン駆動３０１は、プラス電源４６と、マイナス電源４７と、切り替えスイッチ４８とを有する。切り替えスイッチ４８によって、プラス電源４６及びマイナス電源４７を切り替えることによって、透明表面電極１０１−ａと背面電極１０１−ｃとに印加される電圧の正負を切り替える。これによって、透明表面電極１０１−ａと背面電極１０１−ｃとの間に形成される電界の方向が切り替わり、この電界の方向の切り替わりに伴って、白及び黒の電子粉流体４４、４５が表示層１０１−ｂの密閉空間内を移動して、スクリーン１０１の反射率が高反射率状態（白電子粉流体４４がスクリーンの投影面側に集まった状態）と低反射率状態（黒電子粉流体４５がスクリーンの投影面側に集まった状態）とに切り替わる。例えば、透明表面電極１０１−ａにプラスの電圧が印加され、背面電極１０１−ｃにマイナスの電圧が印加されると、マイナスに帯電した白電子粉流体４４が透明表面電極１０１−ａ側（スクリーン１０１の投影面側）に集まるため、図５（ａ）に示されるように、スクリーン１０１の反射率は高反射率状態となる。一方、透明表面電極１０１−ａにマイナスの電圧が印加され、背面電極１０１−ｃにプラスの電圧が印加されると、プラスに帯電した黒電子粉流体４５が透明表面電極１０１−ａ側（スクリーン１０１の投影面側）に集まるため、図５（ｂ）に示されるように、スクリーン１０１の反射率は低反射率状態となる。
【００３０】
本実施形態では、電子粉流体方式の電子ペーパー表示パネルをスクリーン１０１として使用している。電子粉流体方式の電子ペーパーは、粒子が空気中を移動するため、人の目にちらつきが視認されない３０〜１００Ｈｚ程度の白黒表示の高速切り替え動作が可能である（例えば、ブリヂストン社製のＱＲ−ＬＰＤ（登録商標）の場合、およそ０．２ｍｓｅｃでの切り替えが可能である）。スイッチ４８の切り替え周波数は、３０〜１００Ｈｚ程度がスクリーン１０１の反射率の制御動作としては最も実用的であるが、本発明ではこれに限定されるわけではない。前述したように、スクリーン１０１の透明表面電極１０１−ａ及び背面電極１０１−ｃに印加される駆動電圧（１０〜１００ボルト程度）を、図２Ａに示されたようなスクリーン反射率と同一の周波数（例えば、５０Ｈｚ）及び同一の位相で正負極性に切り替えることによって、スクリーン１０１の反射率を高反射率状態又は低反射率状態に切り替えて、図２Ｂに示すようなスクリーン反射率を実現する。
【００３１】
本実施形態において、スクリーン駆動部３０１がプラス電源４６とマイナス電源４７とを含む構成を説明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、一つの電源の出力をスイッチなどで切り替えることによって、スクリーン１０１の透明表面電極１０１−ａと背面電極１０１−ｂとに印加される電圧の正負極性を切り替えてもよい。また、交流電源をスクリーン駆動部３０１として使用してもよい。
【００３２】
前述したように、本実施形態のスクリーン１０１のスクリーン反射率は、制御部１０４から出力されるスクリーン反射率制御信号によって、人の眼にちらつきが視認されない３０Ｈｚ以上（例えば、５０Ｈｚ）で周期的に変化する。映像投影装置の内蔵光源からの投影光量は、スクリーン反射率制御信号と同一の周波数を有して実質的に同じ位相を有する投影制御信号によって、スクリーンの反射率の変化と同期して、スクリーン反射率の変化と同一の周波数を有して実質的に同位相で変化する。また、照明光源１０３からの光の光量は、スクリーン反射率制御信号と同一の周波数を有して実質的に逆位相を有する照明光源制御信号によって、スクリーンの反射率の変化と同期して、スクリーン反射率の変化と同一の周波数を有して実質的に逆同位相で変化する。即ち、映像投影装置１０２及び照明光源１０３から出射される光は、互いにスクリーン１０１の反射率の変化と同期して交互に出射される。
【００３３】
人の眼にちらつきが視認されない周波数としては５０Ｈｚ前後が適当であるが、３０Ｈｚまでは許容でき、５０〜５００Ｈｚ程度の周波数を用いることは機器構成さえ可能であれば差し支えない。
【００３４】
これによって、例えば、スクリーン１０１の反射率が低いとき（スクリーン１０１の投影面側の黒電子粉流体４５が集まっているとき）、照明光源１０３の照明光量が増加し、逆に映像投影装置１０２からの投影光量が減少する。即ち、スクリーン１０１の反射率が低いときには、照明光源１０３の光量が増加するため映像鑑賞室内が明るくなる。このとき、スクリーン１０１の反射率が低くなっているため、スクリーン１０１による照明光源１０３から出射される光の反射が抑制されて、スクリーン１０１に映し出されている映像の非鮮明化が防ぐことができる。したがって、照明光源１０３の光量が増加しても、スクリーン１０１に映し出された映像は（全体的に白く見えずに）高コントラストを維持することが可能となる。また、照明光源１０３の光量が増加するため、映像鑑賞室内が明るくなり、観察者は、スクリーン１０１に映し出される映像だけでなく、手元の資料などを視認することが可能となる。
【００３５】
一方、スクリーン１０１の反射率が高いとき（スクリーン１０１の投影面側に白電子粉流体４４が集まっているとき）、映像投影装置１０２からの投影光量が増加し、逆に照明光源１０３の照明光量が減少する。即ち、スクリーン１０１の反射率が高いときには、映像鑑賞室内が暗くなり、映像投影装置１０２からの映像光がスクリーン１０１に投影されるため、高コントラストの鮮明な映像が観察者に視認される。
【００３６】
前述したように、スクリーン１０１の反射率の変化と、それに同期する映像投影装置１０２からの投影光量の変化及び照明光源１０３の光量の変化とは、人の眼にちらつが視認されない周波数で実現される。そのため、観察者は、常に、同じ明るさに感じられる鑑賞環境において高コントラストの映像を視認することが可能となる。また、照明光源１０３により映像鑑賞室内が明るくなるため、観察者は、スクリーン１０１に映し出される映像以外のもの、例えば手元の資料などを視認すること可能となる。また、スクリーンに映し出された映像を鑑賞する環境において、照明光だけでなく外光（自然光など）が存在する場合であっても、観察者はコントラストが向上した映像を視認することができる。
【００３７】
（実施形態２）
次に、図６を参照して、本発明の実施形態２に係る映像投影システム６００を説明する。図６は、本発明の実施形態２に係る映像投影システム６００の概略図である。
【００３８】
図６に示すように、映像投影システム６００は、映像が映し出されるスクリーン６０１と、映像光を投影する映像投影装置６０２と、照明光源６０３と、映像投影装置用シャッター６０５と、映像投影装置用シャッター駆動部６０６と、照明光源用シャッター６０７と、照明光源用シャッター駆動部６０８と、スクリーン６０１、映像投影装置６０２、照明光源６０３、映像投影装置用シャッター駆動部６０６、及び照明光源用シャッター駆動部６０８に接続されて、スクリーン６０１、映像投影装置６０２、照明光源６０３、映像投影装置用シャッター駆動部６０６、及び照明光源用シャッター駆動部６０８の動作を制御する制御部６０４と、照明光源用カバー６０９とを含む。図示してはいないが、映像投影システム６００は、スクリーン６０２の駆動を制御するスクリーン駆動部を含んでもよい。実施形態１と同様の構成要素については、重複する説明を省略する。
【００３９】
スクリーン６０１は、実施形態１において使用されたスクリーン１０１と同様のものであり、実施形態１と同様に、制御部６０４から出力される、人間の眼にちらつきが感じられないような短い周期の周波数、例えば５０Ｈｚを有するスクリーン反射率制御信号に応答して、反射率が制御される。スクリーン６０１の構造及び動作もまた、実施形態１のスクリーン１０１と同様であるため、説明は省略する。
【００４０】
前述の実施形態１とは異なり、映像投影装置６０２は、ある一定の光量で映像光をスクリーン６０１に投影するように制御される。同様に、照明光源６０３は、ある一定の光量の光を出射するように制御される。
【００４１】
実施形態１とは異なり、本実施形態の映像投影システム６００は、映像投影装置６０２の内蔵光源からスクリーン６０１に照射される光の経路に配置された映像投影装置用シャッター６０５と、映像投影装置用シャッター６０５と制御部６０４とに接続された映像投影装置用シャッター駆動部６０６と、照明光源６０３から出射される光の経路に配置された照明光源用シャッター６０７と、照明光源用シャッター６０７と制御部６０４とに接続された照明光源用シャッター駆動部６０８と、照明光源６０３の周囲を囲むように配置された照明光源用カバー６０９とを備える。
【００４２】
映像投影装置用シャッター６０５は、映像投影装置６０２に内蔵される光源からスクリーン６０１に照射される光を遮断又は透過させる。映像投影装置用シャッター駆動部６０６は、スクリーン６０１の反射率の変化と同期して且つ同じ周波数で、映像投影装置６０２からスクリーン６０１に照射される光を遮断又は透過させるように、映像投影装置用シャッター６０５の動作を制御する。
【００４３】
図７は、映像投影装置用シャッター６０５の一例を示した概略図である。映像投影装置用シャッター６０５は、例えば、円盤形状を有し、穴部６０５ａを含む。映像投影装置用シャッター駆動部６０６によって、映像投影装置用シャッター６０５を所定の回転数で回転させることによって、映像投影装置６０２からスクリーン６０１に照射される光を映像投影装置用シャッター６０５の穴部６０５ａから周期的に透過させる。尚、映像投影装置用シャッター６０５の穴部６０５ａ以外の部分は、シャッター板として機能し、映像投影装置６０２からに完全に光を遮断するが、これに限定されず、映像投影装置用シャッター６０５の材質に応じて、透過する光の量を調節可能であってもよい。
【００４４】
照明光源用シャッター６０７は、照明光源６０３から出射される光を遮断又は透過させる。照明光源用シャッター駆動部６０８は、スクリーン６０１の反射率の変化と同期して且つ同じ周波数で、照明光源６０３から出射される光を遮断又は透過させるように、照明光源用シャッター６０７の動作を制御する。照明光源用カバー６０９は、照明光源６０３から出射される光が照明光源用シャッター６０７によって効率的に遮断又は透過されるように、照明光源６０３から出射される光の拡散を防止する。
【００４５】
照明光源用シャッター６０７は、図示はしないが、映像投影装置用シャッター６０５と同様の形状を有してもよい。即ち、図７に示されたような、円盤形状を有し、穴部を含んでもよい。この場合、照明光源用シャッター駆動部６０８によって、照明光源用シャッター６０７を所定の回転数で回転させることによって、照明光源６０３から出射される光を照明光源用シャッター６０７の穴部から周期的に透過させる。映像投影装置用シャッター６０５と同様に、シャッター板として機能する穴部以外の部分は、照明光源から出射される光を完全に遮断するが、これに限定されず、照明光源用シャッター６０７の材質に応じて、透過する光の量を調節可能であってもよい。
【００４６】
本実施形態の制御部６０４は、スクリーン６０１、映像投影装置６０２、照明光源６０３、映像投影装置用シャッター駆動部６０６、及び照明光源用シャッター駆動部６０８に接続されて、スクリーン６０１、映像投影装置６０２、照明光源６０３、映像投影装置用シャッター駆動部６０６、及び照明光源用シャッター駆動部６０８の動作を制御するスクリーン反射率制御信号、投影制御信号、照明光源制御信号、映像投影装置用シャッター駆動制御信号、及び照明光源用シャッター駆動制御信号を生成して出力する。
【００４７】
前述したように、映像投影装置用シャッター駆動部６０６は、映像投影装置用シャッター駆動制御信号に応答して、スクリーン６０１の反射率の変化と同期して且つ同じ周波数で、映像投影装置６０２から出射される光を遮断又は透過させるように、映像投影装置用シャッター６０５を駆動する。また、照明光源用シャッター駆動制御部６０８は、照明光源用シャッター駆動制御信号に応答して、スクリーン６０１の反射率の変化と同期して且つ同じ周波数で、照明光源６０３から出射される光を遮断又は透過させるように、照明光源用シャッター６０７を駆動する。
【００４８】
図８Ａは、制御部６０４が生成して出力する、投影制御信号、照明光源制御信号、及びスクリーン反射率制御信号の波形の一例を示し、図８Ｂは、図８Ａに示され各制御信号に対応する実際の映像投影装置からの光の照度（投影照度）、照明光源の照度、及びスクリーンの反射率の一例を示す。
【００４９】
図８Ａにおいて、スクリーン反射率制御信号は、スクリーン６０１のスクリーン反射率を人間の眼にちらつきが感じられないような短い周期の周波数、例えば５０Ｈｚを有する。図８Ａに示すように、制御部６０４は、一定の投影制御信号及び照明光源制御信号を出力する。図８Ａを参照すると、ｔ１１期間ではスクリーン反射率制御信号はハイ状態であり、投影制御信号及び照明光源制御信号はハイ状態のまま一定である。ｔ１２期間で、スクリーン反射率制御信号がハイ状態からロウ状態に遷移する。
【００５０】
図８Ｂは、図８Ａに示された、制御部６０４が生成して出力する投影制御信号、照明光源制御信号、及びスクリーン反射率制御信号に対応する、実際の映像投影装置６０２及び照明光源６０３の照度、及びスクリーン６０１のスクリーン反射率の一例を示す。映像投影装置９０２から出射される光は、映像投影装置用シャッター駆動部６０６によって駆動される映像投影装置用シャッター６０５によって、スクリーン６０１の反射率の変化と同期して且つ同じ周波数で実質的に同位相を有するように制御される。照明光源６０３から出射される光は、照明光源用シャッター駆動部６０８によって駆動される照明光源用シャッター６０７によって、スクリーン６０１の反射率の変化と同期して且つ同じ周波数で実質的に逆位相を有するように制御される。
【００５１】
図８Ｂに示すように、投影照度及び照明光源照度には、所定の遅延が発生する。これは、映像投影装置６０２及び照明光源６０３から出射される光を遮断する映像投影装置用シャッター６０５及び照明光源用シャッター６０７の回転速度に起因し、その速度によって異なる。スクリーンの反射率の遅延は、スクリーン１０１に含まれる電子粉流体の応答特性に起因する。
【００５２】
前述したように、本実施形態のスクリーン６０１のスクリーン反射率は、制御部６０４から出力されるスクリーン反射率制御信号によって、人の眼にちらつきが視認されない３０Ｈｚ以上（例えば、５０Ｈｚ）で周期的に変化する。映像投影装置の内蔵光源からの投影光量は、スクリーン反射率の変化と同一の周波数を有して実質的に同じ位相を有するように、映像投影装置用シャッター６０５によって、スクリーンの反射率の変化と同期して変化する。また、照明光源１０３の光量は、スクリーン反射率の変化と同一の周波数を有して実質的に逆位相を有するように、照明光源用シャッター６０７によって、スクリーンの反射率の変化と同期して変化する。即ち、映像投影装置６０２からの光と照明光源１０３からの光とは、互いにスクリーン１０１の反射率と同期して交互に出射される。
【００５３】
これによって、例えば、スクリーン６０１の反射率が低いときに、照明光源６０３の照明光量が増加し、逆に映像投影装置６０２からの投影光量が減少する。即ち、スクリーン６０１の反射率が低いときには、照明光源６０３の光量が増加するため映像鑑賞室内が明るくなる。このとき、スクリーン６０１の反射率が低くなっているため、スクリーン６０１による照明光源６０３から出射される光の反射が抑制されて、スクリーン６０１に映し出されている映像の非鮮明化が防がれる。したがって、照明光源６０３の光量が増加しても、スクリーン６０１に映し出された映像は（全体的に白く見えずに）高コントラストを維持することが可能となる。また、照明光源６０３の光量が増加するため、映像鑑賞室内が明るくなり、観察者は、スクリーン６０１に映し出される映像だけでなく、手元の資料などを視認することが可能となる。
【００５４】
一方、スクリーン６０１の反射率が高いときに、映像投影装置６０２からの投影光量が増加し、逆に照明光源６０３の照明光量が減少する。即ち、スクリーン６０１の反射率が高いときには、映像鑑賞室内が暗くなり、映像投影装置６０２からの映像光がスクリーン６０１に投影されるため、高コントラストの鮮明な映像が観察者に視認される。
【００５５】
前述したように、スクリーン６０１の反射率の変化と、それに同期する映像投影装置６０２からの投影光量の変化及び照明光源６０３の光量の変化とは、人の眼にちらつが視認されない周波数で実現される。そのため、観察者は、常に、同じ明るさに感じられる鑑賞環境において高コントラストの映像を視認することが可能となる。また、照明光源６０３により映像鑑賞室内が明るくなるため、観察者は、スクリーン６０１に映し出される映像以外のもの、例えば手元の資料などを視認すること可能となる。また、スクリーンに映し出された映像を鑑賞する環境において、照明光だけでなく外光（自然光など）が存在する場合であっても、観察者はコントラストが向上した映像を視認することができる。
【００５６】
本実施形態では、映像投影装置６０２から出射される光量を映像投影装置用シャッター６０５によって制御し、照明光源６０３から出射される光量を照明光源用シャッター６０７によって制御される例を説明したが、本発明はこれに限定されるわけではない。図示してはいないが、制御部６０４が、実施形態１と同様に、映像投影装置６０２から出射される光量を制御する投影制御信号、又は照明光源６０３から出射される光量を制御する照明光源制御信号のいずれか一方を生成して、映像投影装置６０２から出射される光量、又は照明光源６０３から出射される光量のいずれか一方が実施形態１と同じように、制御部６０４によって制御されてもよい。
【００５７】
（実施形態３）
次に、図９を参照して、本発明の実施形態３に係る映像投影システム９００を説明する。図９は、本発明の実施形態３に係る映像投影システム９００の概略図である。
【００５８】
図９を参照すると、映像投影システム９００は、映像が映し出されるスクリーン９０１と、映像投影光学ユニット９０５と、スクリーン９０１及び映像投影光学ユニット９０５に接続されて、スクリーン９０１及び映像投影光学ユニット９０５の動作を制御する制御部９０４とを含む。映像投影光学ユニット９０５は、光源９０６と、光源からの光の拡散を防止する光拡散防止部９０７と、光拡散防止部９０７を通して出射された光の経路を変更する光経路変換部９０８と、光経路変換部９０８を通って入射する光を利用して映像光をスクリーンに投影する映像投影部９０２と、光経路変換部９０８からの光を拡散させる第１の光拡散部９１０と、第１の光拡散部９１０を通った光をさらに広範囲に拡散させる第２の光拡散部９１１と、拡散された光が映像投影光学ユニット９０５から外部に出射される出射窓９１２とを有する。図示してはいないが、映像投影システム９００は、スクリーン９０２の駆動を制御するスクリーン駆動部を含んでもよい。また、図示してはいないが、映像投影システム９００は、光経路変換部９０８を駆動する光経路変換部駆動部を含んでもよい。実施形態１及び実施形態２と類似の構成要素については、重複する説明を省略する。
【００５９】
スクリーン９０１は、実施形態１及び実施形態２において使用されたスクリーン１０１及び６０１と同様であり、実施形態１及び実施形態２と同様に、制御部９０４から出力される、人間の眼にちらつきが感じられないような短い周期の周波数、例えば５０Ｈｚを有するスクリーン反射率制御信号に応答して、反射率が制御される。スクリーン９０１の構造及び動作もまた、実施形態１及び実施形態２のスクリーン１０１及び６０１と同様であるため、説明は省略する。
【００６０】
制御部９０４は、スクリーン９０２と映像投影光学ユニット９０５とに接続される。実施形態１及び実施形態２と同様に、制御部９０４は、人間の眼にちらつきが感じられないような短い周期の周波数、例えば５０Ｈｚを有するスクリーン反射率制御信号を生成して出力し、スクリーン９０２の動作を制御する。また、制御部９０４は、映像投影光学ユニット９０５の動作を制御する制御信号を生成して出力し、映像投影光学ユニット９０５の動作を制御する。この制御信号は、例えば、後述する光経路変換部９０８の動作を制御する光経路変換制御信号などを含む。
【００６１】
前述の実施形態１及び実施形態２とは異なり、光源９０６と、光源９０６からの光の拡散を防止する光拡散防止部９０７と、光拡散防止部９０７を通して出射された光の経路を変換する光経路変換部９０８と、光経路変換部９０８から入射する光を利用して映像光を投影する映像投影部９０２と、光経路変換部からの光を拡散させる第１の光拡散部９１０と、第１の光拡散部９１０を通った光をさらに広範囲に拡散させる第２の光拡散部９１１と、光を外部に出射する出射窓９１２とを有して、制御部６０４に接続される映像投影光学ユニット９０５を有する。
【００６２】
図９を参照すると、映像投影光学ユニット９０５において、まず、光源９０６から、光が出射される。光源９０６から出射された光は、光拡散防止部９０７を通過して、光経路変換部９０８によってその経路が変更される。拡散防止部９０７を通った光源９０６からの光は、あるタイミングでは、光経路変換部９０８によって、図９の破線で示すように映像投影部９０２に入射する。別のタイミングでは、図９の一点鎖線で示すように、例えば上方向（外部方向）に出射される。映像投影部９０２に入射した光は、映像投影部９０２において所定の映像変調を受けた後にスクリーン９０１に照射される。図９の一点鎖線で示すように、光経路変換部９０８によって、例えば上方向に出射された光は、第１の光拡散部９１０を通って拡散され、さらに第２の光拡散部９１１を通ってさらに拡散されて、出射窓９１２から映像鑑賞室内に出射される。映像鑑賞室内に出射された光は、例えば、天井に照射されて、間接照明として鑑賞室内を照らす。
【００６３】
本実施形態において、光源９０６として、例えば、ハロゲンランプ、水銀灯、ＬＥＤ光源を使用してもよいが、本発明はこれらに限定されず、他の光源を使用してもよい。
【００６４】
光拡散防止部９０７は、光源９０６から出射される光の拡散を防止するためのものであり、例えば、凸レンズであってもよい。
【００６５】
光経路変換部９０８は、入射してくる光の出射角度を変えることにより、光源９０６からの光を映像投影部９０２方向と鑑賞室内に出射される方向（外部方向）、例えば、上方向とに一定の周期で交互に出射する。光経路変換部９０８としては、例えば、半円鏡面部が形成された円盤状の回転ミラーであってもよい。光経路変換部９０８に回転ミラーを使用する場合、回転ミラーは、毎秒５０回転〜１００回転することが好ましい。回転ミラーが毎秒５０回転〜１００回転すれば、観察者から見てスクリーン９０２に映し出される映像と鑑賞室内に出射される光とにちらつきが視認されず、理想的な映像鑑賞環境を実現することができる。ここで、映像投影部９０２方向と鑑賞室内に出射される方向とに向かう光の出射が、スクリーン９０１の反射率の変化と同期するように、光経路変換部９０８は制御部９０４に制御される。具体的には、光経路変換部９０８は、スクリーン９０１の反射率が高いタイミングでは映像投影部９０２方向に光を出射する。逆に、スクリーン９０１の反射率が低いタイミングでは鑑賞室内に出射される方向に光を出射する。前述したように、回転ミラーを用いる場合、毎秒５０回転〜１００回転させることが好ましいが、本発明はこれに限定されず、これよりも少ない回転数又は多い回転数であっても所定の効果を実現することが可能である。光経路変換部９０８に回転ミラーを使用する例は、以下に詳述する。
【００６６】
第１の光拡散部９１０及び第２の光拡散部９１１は、入射してくる光の光路を鈍角化、即ち、光を拡散させるものであればよい。一例として、第１の光拡散部９１０は凹レンズであってもよく、第２の光拡散部９１１は拡散用凹凸レンズであってもよい。拡散用凹凸レンズは、例えば、深さ２ｍｍ程度の凹凸を約４ｍｍ間隔で表面に有する厚さ４ｍｍ程度のガラス板を使用してもよい。しかし、第１の光拡散部９１０及び第２の光拡散部９１１は、これらに限定されず装置の寸法などに応じて、材質や寸法を適宜変更してもよい。
【００６７】
本実施形態では、第１の光拡散部９１０及び第２の光拡散部９１１が両方使用されている例を示したが、本発明はこれに限定されず、第１の光拡散部９１０及び第２の光拡散部９１１のどちらか一方が省略されてもよく、また、両方とも省略されてもよい。
【００６８】
映像投影部９０２は、例えば、一般的な透過型液晶シャッター板、反射型液晶板、マイクロミラーアレイ等であってもよい。しかし、本発明はこれらに限定されず、光選択制御系とレンズ系とを備えるものであればよい。
【００６９】
本実施形態において、光経路変換部９０８によって、光源９０６から出射される光は、映像投影部９０２に方向と鑑賞室内に出射される方向、例えば上方向とに出射される。映像投影部９０２に出射された光は、所定の映像変調を受けた後にスクリーン９０１に照射される。室内に出射される方向、例えば上方向に出射された光は、拡散レンズなどを通って、間接照明として映像鑑賞室内に出射される。光経路変換部９０８には、前述したように、回転ミラーなどが使用されてもよい。半円鏡面部が形成された回転ミラーを高速で回転させることによって、図８Ｂに示したようなタイミングでスクリーン９０１の反射率の変化に同期させて、観察者の眼にちらつきが視認されないように、映像投影光と照明光源光とを交互に高速で点滅制御することが可能になる。
【００７０】
前述したように、本実施形態のスクリーン９０１のスクリーン反射率は、制御部９０４から出力されるスクリーン反射率制御信号によって、人の眼にちらつきが視認されない３０Ｈｚ以上（例えば、５０Ｈｚ）で周期的に変化する。映像投影光学ユニット９０５の光源９０６からの光は、光経路変換部９０８によって、映像投影部９０２に入射して、スクリーン９０１の反射率の変化と同期して、且つスクリーン９０１の反射率の変化と同一の周波数を有して実質的に同位相で映像投影部９０２から映像光として出射される。また、前述したように、映像投影光学ユニット９０５の光源９０６からの光は、映像投影光学ユニット９０５から鑑賞室内に出射されて、照明光源としても使用される。映像投影光学ユニット９０５から鑑賞室内に出射される光は、スクリーン９０１の反射率の変化と同期して、且つスクリーン９０１の反射率の変化と同一の周波数を有して実質的に位相で光経路変換部９０８から出射される。上述したように、映像投影部９０２方向と鑑賞室内に出射される方向とに向かう光源９０６からの光の出射が、スクリーン９０１の反射率の変化と同期して同一の周波数を有するように、光経路変換部９０８は制御部９０４によって制御される。具体的には、光経路変換部９０８は、スクリーン９０１の反射率が高いタイミングでは映像投影部９０２方向に光を出射する。逆に、スクリーン９０１の反射率が低いタイミングでは鑑賞室内に出射される方向に光を出射する。
【００７１】
これによって、例えば、スクリーン６０１の反射率が低いときに、照明光源として映像投影光学ユニット９０５から鑑賞室内に出射される光の光量が増加し、逆に映像投影部９０２からの投影光量が減少する。即ち、スクリーン９０１の反射率が低いときには、鑑賞室内を照らす光の光量が増加するため映像鑑賞室内が明るくなる。このとき、スクリーン９０１の反射率が低くなっているため、スクリーン９０１による鑑賞室内の光の反射が抑制されて、スクリーン９０１に映し出されている映像の非鮮明化が防がれる。したがって、鑑賞室内の光の光量が増加しても、スクリーン９０１に映し出された映像は（全体的に白く見えずに）高コントラストを維持することが可能となる。また、鑑賞室内の光の光量が増加するため、映像鑑賞室内が明るくなり、観察者は、スクリーン９０１に映し出される映像だけでなく、手元の資料などを視認することが可能となる。
【００７２】
一方、スクリーン９０１の反射率が高いときに、映像投影部９０２からの投影光量が増加し、逆に鑑賞室内の光の光量が減少する。即ち、スクリーン９０１の反射率が高いときには、映像鑑賞室内が暗くなり、映像投影部９０２からの映像光がスクリーン９０１に投影されるため、高コントラストの鮮明な映像が観察者に視認される。
【００７３】
前述したように、スクリーン９０１の反射率の変化と、それに同期する映像投影部９０２からの投影光量の変化及び鑑賞室内の光の光量の変化とは、人の眼にちらつが視認されない周波数で実現される。そのため、観察者は、常に、同じ明るさに感じられる鑑賞環境において高コントラストの映像を視認することが可能となる。また、映像投影光学ユニット９０５から出射される光により映像鑑賞室内が明るくなるため、観察者は、スクリーン９０１に映し出される映像以外のもの、例えば手元の資料などを視認することが可能となる。また、スクリーンに映し出された映像を鑑賞する環境において、照明光だけでなく外光（自然光など）が存在する場合であっても、観察者はコントラストが向上した映像を視認することができる。
【００７４】
さらに、本実施形態では、スクリーン９０１に照射される映像投影光の光源と鑑賞室内に出射される光の光源とを映像投影光学ユニット９０５に内蔵された一つ光源で兼ねるため、映像投影部９０２から照射される光と同期して交互に点滅する照明光源を別途設ける必要がない。そのため、映像投影光学ユニット９０５に内蔵された光源を効率的に利用することができる。また、照明光源を別途設ける必要がないため、省電力を実現することができる。
【００７５】
図１０Ａは、実施形態３の光経路変換部９０８に回転ミラーを使用した例を示す。図１０Ｂは、図１０Ａに示された回転ミラーの平面図である。
【００７６】
図１０Ａを参照すると、映像投影システム１０００は、映像が映し出されるスクリーン１００１と、映像投影光学ユニット１００５と、スクリーン１００１及び映像投影光学ユニット１００５に接続されて、スクリーン１００１及び映像投影光学ユニット１００５の動作を制御する制御部１００４とを含む。映像投影光学ユニット１００５は、光源１００６と、光源１００６からの光の拡散を防止する光拡散防止部１００７と、光拡散防止部１００７を通して出射された光の経路を変更する光経路変換部１００８と、光経路変換部１００８を駆動する光経路変換部駆動部１００９と、光経路変換部１００８を通って入射する光を利用して映像光をスクリーン１００１に投影する映像投影部１００２と、光経路変換部１００８からの光を拡散させる第１の光拡散部１０１０と、第１の光拡散部１０１０を通った光をさらに広範囲に拡散させる第２の光拡散部１０１１と、拡散された光を映像投影光学ユニット１００５から外部に出射する出射窓１０１２とを有する。図示してはいないが、映像投影システム１０００は、スクリーン１００２の駆動を制御するスクリーン駆動部を含んでもよい。また、第１の光拡散部１０１０及び第２の光拡散部１０１１の一方、又は両方が省略されてもよい。スクリーン１００１、映像投影光学ユニット１００５、及び制御部１００４の構成及び機能については、実施形態３と同様であるので、同一の要素に対する重複する説明を省略する。
【００７７】
光経路変換部１００８は、入射する光の角度を変更する回転ミラー１００８であって、光経路変換部駆動部１００９によって駆動される。光経路変換部駆動部１００９は、例えば、モータであってもよい。この回転ミラー１００８は、例えば円盤形状を有するガラス板であってもよい。回転ミラー１００８の寸法は、例えば、厚さ１ｍｍ、半径２０ｍｍ程度であってもよいが、本発明はこれに限定されず、装置の寸法などに応じて、寸法などが適宜変更されてもよい。回転ミラー１００８には、ガラス円盤の半円部に、例えば、クロムメッキなどを施して半円鏡面部１００８−ａが形成される。回転ミラー１００８の半円鏡面部１００８−ａ以外の部分は、光を透過させる半円透過部１００８−ｂである。しかし、本発明の光経路変換部１００８はこれに限定されず、例えば、ポリゴンミラーなどを使用してもよい。
【００７８】
回転ミラー１００８は、光源１００６と映像投影部１００２との間に例えば、４５度程度傾けるようにして配置される。しかし、本発明はこれに限定されず、光源１００６からの光の経路を変更することができるのであれば、回転ミラー１００８は何度傾いていてもよい。この回転ミラー１００８を、回転ミラー１００８の半円鏡面部１００８−ａと半円透過部１００８−ｂとが光源１００６から映像投影部１００２に向かう光の光路を交互に横切るように、光経路変換部駆動部１００９によって高速で回転させる。回転ミラー１００８の半円鏡面部１００８−ａが光の光路上にあるタイミングでは、光源１００６からの光は半円鏡面部１００８−ａによって反射されて、図１０Ａに一点鎖線で示された光路を通り、第１の光拡散部１０１０と第２の光拡散部１０１１を通って拡散され、鑑賞室内に照射される。一方、回転ミラー１００８の半円透過部１００８−ｂが光の光路上にあるタイミングでは、光源１００６からの光は、半円透過部１００８−ｂを通過し、図１０Ａの破線で示された光路を通って映像投影部１００２に入射される。
【００７９】
光経路変換部駆動部１００９は、制御部１００４から出力される光経路変換部駆動制御信号に応答して、回転ミラー１００８を毎秒５０回転〜１００回転させる。回転ミラー１００８を、毎秒５０回転〜１００回転させれば、観察者から見てスクリーン１００２に映し出される映像と鑑賞室内に出射される光とにちらつきが視認されず、理想的な映像鑑賞環境を実現することができる。ここで、映像投影部１００２方向と鑑賞室内に出射される方向とに向かう光の出射が、スクリーン１００１の反射率の変化と同期するように、回転ミラー１００８は光経路変換部駆動部１００９及び制御部１００４に制御される。具体的には、回転ミラー１００８は、スクリーン１００１の反射率が高いタイミングでは映像投影部１００２方向に光を出射する。逆に、スクリーン１００１の反射率が低いタイミングでは鑑賞室内に出射される方向に光を出射する。前述したように、回転ミラー１００８を毎秒５０回転〜１００回転させることが好ましいが、本発明はこれに限定されず、これよりも少ない回転数又は多い回転数であっても所定の効果を実現することが可能である。
【００８０】
実施形態３と同様に、スクリーン１００１のスクリーン反射率は、制御部１００４から出力されるスクリーン反射率制御信号によって、人の眼にちらつきが視認されない３０Ｈｚ以上（例えば、５０Ｈｚ）で周期的に変化する。映像投影光学ユニット１００５の光源１００６からの光は、スクリーン反射率の変化と同一の周波数を有して実質的に同じ位相を有するように、回転ミラー１００８によって、スクリーンの反射率の変化と同期して映像投影光学ユニット１００５の映像投影部１００２から出射される。また、照明光源として、映像投影光学ユニット１００５から鑑賞室内に出射される光が使用される。映像投影光学ユニット１００５から鑑賞室内に出射される光は、スクリーン反射率の変化と同一の周波数を有して実質的に逆位相を有するように、回転ミラー１００８によって、スクリーンの反射率の変化と同期して出射される。
【００８１】
これによって、例えば、スクリーン１００１の反射率が低いとき、照明光源として映像投影光学ユニット１００５から鑑賞室内に出射される光の光量が増加し、逆に映像投影部１００２からの投影光量が減少する。即ち、スクリーン１００１の反射率が低いときには、鑑賞室内を照らす光の光量が増加するため映像鑑賞室内が明るくなる。このとき、スクリーン１００１の反射率が低くなっているため、スクリーン１００１による鑑賞室内の光の反射が抑制されて、スクリーン１００１に映し出されている映像の非鮮明化が防がれる。したがって、鑑賞室内の光の光量が増加しても、スクリーン１００１に映し出された映像は（全体的に白く見えずに）高コントラストを維持することが可能となる。また、鑑賞室内の光の光量が増加するため、映像鑑賞室内が明るくなり、観察者は、スクリーン１００１に映し出される映像だけでなく、手元の資料などを視認することが可能となる。
【００８２】
一方、スクリーン１００１の反射率が高いとき、映像投影部１００２からの投影光量が増加し、逆に鑑賞室内の光の光量が減少する。即ち、スクリーン１００１の反射率が高いときには、映像鑑賞室内が暗くなり、映像投影部１００２からの映像光がスクリーン１００１に投影されるため、高コントラストの鮮明な映像が観察者に視認される。
【００８３】
前述したように、スクリーン１００１の反射率の変化と、それに同期する映像投影部１００２からの投影光量の変化及び鑑賞室内の光の光量の変化とは、人の眼にちらつが視認されない周波数で実現される。そのため、観察者は、常に、同じ明るさに感じられる鑑賞環境において高コントラストの映像を視認することが可能となる。また、映像投影光学ユニット１００５から出射される光により映像鑑賞室内が明るくなるため、観察者は、スクリーン１００１に映し出される映像以外のもの、例えば手元の資料などを視認すること可能となる。
【００８４】
さらに、実施形態３と同様に、スクリーン１００１に照射される映像投影光の光源と鑑賞室内に出射される光の光源とを映像投影光学ユニット１００５に内蔵された一つ光源で兼ねるため、映像投影部１００２から照射される光と同期して交互に点滅する照明光源を別途設ける必要がない。そのため、映像投影光学ユニット１００５に内蔵された光源を効率的に利用することができる。また、照明光源を別途設ける必要がないため、省電力を実現することができる。
【００８５】
図１１乃至図１３は、本発明の実施形態１における制御部１０４で生成される投影制御信号、照明光源制御信号、及びスクリーン反射率制御信号の波形を変更した例を示す。図１１乃至図１２に示すように、投影制御信号、照明光源制御信号、及びスクリーン反射率制御信号の波形は、三角波、又はサイン波形状であってもよい。又、図１３に示すように、投影制御信号、照明光源制御信号、及びスクリーン反射率制御信号の全てがオフになる期間（図１３のｔｉ期間及びｔｊ期間）、即ちスクリーンの反射率が低い状態で、映像投影光、照明光源が両方とも消える期間（全黒期間）があってもよい。また、スクリーン反射率制御信号、投影制御信号、及び照明光源制御信号のパルス幅は、適宜変更されてもよい。
【００８６】
本発明の一実施形態によると、映像投影装置用シャッター部は、円盤状であり、映像光を透過する穴部を有する回転シャッターであってもよい。
【００８７】
本発明の一実施形態によると、照明光源用シャッター部は、円盤状であり、光を透過する穴部を有する回転シャッターであってもよい。
【００８８】
本発明の一実施形態によると、映像投影光学ユニットは、光経路変換部を通って経路が変更された光を拡散させる光拡散部をさらに含んでもよい。
【００８９】
本発明の一実施形態によると、光拡散部は、第１の光拡散部と第２の光拡散部とを含んでもよい。
【００９０】
本発明の一実施形態によると、映像投影光学ユニットは、光経路変換部を駆動する光経路変換部駆動部をさらに含んでもよい。
【００９１】
本発明の一実施形態によると、光経路変換部は、回転ミラーであってもよい。回転ミラーは、鏡面部と透過部とを少なくとも１つの面に有してもよい。回転ミラーは、鏡面部と透過部とが形成された面に光源から出射された光が当たるように、光拡散防止部と映像投影部との間に、所定の角度だけ傾いて配置されてもよく、その角度は、４５度であってもよい。
【００９２】
本発明の一実施形態によると、制御部は、スクリーンの反射率の変化を制御するスクリーン反射率制御信号と、光源からの光の経路をスクリーンの方向と外部方向とに交互に変更するように映像投影光学ユニットを制御する光経路変換制御信号とを生成し、スクリーンと映像投影光学ユニットとにそれぞれ出力してもよい。スクリーン反射率制御信号は、第１の周波数を有してもよい。
【００９３】
本発明の一実施形態によると、スクリーンに電圧を印加してスクリーンを駆動させるスクリーン駆動部をさらに含んでもよい。
【００９４】
本発明の一実施形態によると、スクリーン駆動部は、正極性の電圧を出力するプラス電源と、負極正の電圧を出力するマイナス電源と、前記プラス電源及び前記マイナス電源の出力を切り替えるスイッチと、を含んでもよい。
【００９５】
本発明の一実施形態によると、スクリーンは、電子ペーパーであってもよい。
【００９６】
本発明の一実施形態によると、電子ペーパーは、スクリーン駆動部から電圧が印加される透明表面電極と、多数の帯電した電子粉流体が充填された表示層と、スクリーン駆動部から透明表面電極に印加される電圧とは逆極性の電圧が印加される背面電極と、を含んでもよい。
【００９７】
本発明の一実施形態によると、映像投影装置は、データプロジェクター又は映写機であってもよい。
【００９８】
本発明の一実施形態によると、映像投影部は、データプロジェクター又は映写機であってもよい。
【００９９】
本発明の一実施形態によると、照明光源は、蛍光灯、水銀灯、又はＬＥＤ光源のいずれか一つであってもよい。
【０１００】
本発明の一実施形態によると、第１の周波数は３０Ｈｚ以上であってもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
１００、６００、９００、１０００    映像投影システム
１０１、６０１、９０１、１００１    スクリーン
１０２、６０２    映像投影装置
９０２、１００２    映像投影部
１０３、６０３    照明光源
１０４、６０４、９０４、１００４    制御部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図５】
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