(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光を出力する第１光源と不可視光を出力する第２光源とを備え、前記可視光および前記不可視光をスクリーンへ投射する画像投射装置であって、
前記スクリーンは、前記不可視光が投射されることにより可視光の反射率、透過率および吸収率の少なくとも１つが変化する材料を有しており、
前記画像投射装置は、
前記可視光および前記不可視光の強度を画像信号に基づいて変調する変調部と、
前記変調部を制御する制御部と
をさらに備え、
前記制御部は、可視光源用制御部と不可視光源用制御部とを有しており、
前記不可視光源用制御部は、前記画像信号に対応する輝度信号を反転させた輝度反転信号を補正する補正部を有しており、
前記補正部は、前記輝度反転信号の輝度レベルの補正、前記輝度反転信号の所定の輝度レベル以下の部分を切り捨てる補正、および前記輝度反転信号の中間輝度レベルの所定範囲の部分を切り捨てる補正の少なくとも１つを行い、
画像投射領域の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
前記補正部は、前記画像投射領域の温度に基づいて前記輝度反転信号を補正する、画像投射装置。
【請求項２】
可視光を出力する第１光源と不可視光を出力する第２光源とを備え、前記可視光および前記不可視光をスクリーンへ投射する画像投射装置であって、
前記スクリーンは、前記不可視光が投射されることにより可視光の反射率、透過率および吸収率の少なくとも１つが変化する材料を有しており、
前記画像投射装置は、
前記可視光および前記不可視光の強度を画像信号に基づいて変調する変調部と、
前記変調部を制御する制御部と
をさらに備え、
前記制御部は、可視光源用制御部と不可視光源用制御部とを有しており、
前記不可視光源用制御部は、前記画像信号に対応する輝度信号を反転させた輝度反転信号を補正する補正部を有しており、
前記補正部は、前記輝度反転信号の輝度レベルの補正、前記輝度反転信号の所定の輝度レベル以下の部分を切り捨てる補正、および前記輝度反転信号の中間輝度レベルの所定範囲の部分を切り捨てる補正の少なくとも１つを行い、
画像投射領域の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記画像投射領域の温度に基づいて前記不可視光の照射エネルギーおよび照射時間の少なくとも一方を調整する、画像投射装置。
【請求項３】
前記変調部は、前記画像信号に対応する輝度信号に基づいて前記不可視光の強度を変調する、請求項１または２に記載の画像投射装置。
【請求項４】
前記画像信号はＲＧＢ信号であり、
前記制御部は、前記ＲＧＢ信号を前記輝度信号へ変換する、請求項３に記載の画像投射装置。
【請求項５】
前記第１および第２光源が出力した前記可視光および前記不可視光を反射して投射する反射面を有する走査部と、
前記走査部を駆動する駆動部と
をさらに備える、請求項１または２に記載の画像投射装置。
【請求項６】
前記スクリーンが有する前記材料はフォトクロミック化合物である、請求項１または２に記載の画像投射装置。
【請求項７】
前記フォトクロミック化合物は透明材料を含む、請求項６に記載の画像投射装置。
【請求項８】
前記フォトクロミック化合物は不透明材料を含む、請求項６に記載の画像投射装置。
【請求項９】
前記スクリーンの前記反射率、前記透過率および前記吸収率の少なくとも１つは、前記不可視光の照射エネルギーに応じて変化する、請求項１または２に記載の画像投射装置。
【請求項１０】
前記スクリーンの前記反射率、前記透過率および前記吸収率の少なくとも１つは、前記不可視光の照射時間に応じて変化する、請求項１または２に記載の画像投射装置。
【請求項１１】
前記スクリーンは、前記スクリーンの投射面および前記投射面の裏面の少なくとも１面に設けられた前記材料を有する、請求項１または２に記載の画像投射装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の前記画像投射装置と、前記スクリーンとを備える、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、スクリーンに画像を表示する画像投射装置、スクリーン、およびそれらを備えた画像表示システムに関し、特に、画質向上技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像投射装置は、スクリーンに光を投射することでスクリーン上に画像を表示する。この表示された画像を高画質化するために、従来から画像投射装置およびスクリーンの改良が行われてきた。画像投射装置では、画像表示（変調）方式と変調素子の高効率化が図られている。画像投射スクリーンでは、高反射、高コントラストスクリーンが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１は、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層を備えた画像投射スクリーンを開示している。
【０００４】
また、特許文献２は、高屈折率の光学薄膜とそれよりも低い屈折率の光学薄膜とを交互に積層し、複数の特定波長域の光（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対して高反射特性を有する選択波長反射型画像投射スクリーンを開示している。
【０００５】
また、特許文献３は、光の３原色のうちの２色の光を発するレーザ光源と、励起光を発する励起光源レーザとを備えた画像投射装置と、励起光が残る一色に波長変換する蛍光物質を有する波長変換型画像投射スクリーンとを開示している。
【０００６】
また、特許文献４は、人間の目の比視感度が最も高い５７５ｎｍ付近の光を吸収する光吸収インキからなる光吸収層をスクリーン上に設け、投影画像のグレイバランスを崩さないことを図った反射型画像投射スクリーンを開示している。
【特許文献１】特開２００５−２９２４２３号公報
【特許文献２】特開２００５−２０２０２９号公報
【特許文献３】特開２００３−２８７８０２号公報
【特許文献４】特開平６−８２９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
スクリーンに黒色を表示する場合は、黒色を表示する部分に光を投射しないことで黒色を表している。しかしながら、この方式では、明るい外光の環境下では黒浮きしてしまい、十分なコントラストを確保することは出来なかった。
【０００８】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、明るい外光の環境下でも黒浮きを抑えてコントラストを高めた画像投射装置、画像投射スクリーンおよ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】
【０００９】
本発明の画像投射装置は、可視光を出力する第１光源と不可視光を出力する第２光源とを備え、前記可視光および前記不可視光をスクリーンへ投射する画像投射装置であって、前記スクリーンは、前記不可視光が投射されることにより可視光の反射率、透過率および吸収率の少なくとも１つが変化する材料を有しており、前記画像投射装置は、前記可視光および前記不可視光の強度を画像信号に基づいて変調する変調部と、前記変調部を制御する制御部とをさらに備えることを特徴とする。
【００１０】
ある実施形態によれば、前記変調部は、前記画像信号に対応する輝度信号に基づいて前記不可視光の強度を変調する。
【００１１】
ある実施形態によれば、前記画像信号はＲＧＢ信号であり、前記制御部は、前記ＲＧＢ信号を前記輝度信号へ変換する。
【００１２】
ある実施形態によれば、前記変調部は、前記画像信号に対応する輝度信号を反転させた輝度反転信号に基づいて前記不可視光の強度を変調する。
【００１３】
ある実施形態によれば、前記輝度反転信号を補正する補正部をさらに備える。
【００１４】
ある実施形態によれば、前記補正部は、前記輝度反転信号の輝度レベルの補正、前記輝度反転信号の所定の輝度レベル以下の部分を切り捨てる補正、前記輝度反転信号の所定の中間輝度レベルの部分を切り捨てる補正、およびガンマ補正の少なくとも１つを行う。
【００１５】
ある実施形態によれば、画像投射領域の照度を検出する照度検出部と、前記画像投射領域の温度を検出する温度検出部との少なくとも一方をさらに備え、前記補正部は、前記画像投射領域の照度および温度の少なくとも一方に基づいて前記輝度反転信号を補正する。
【００１６】
ある実施形態によれば、画像投射領域の照度を検出する照度検出部と、前記画像投射領域の温度を検出する温度検出部との少なくとも一方をさらに備え、前記制御部は、前記画像投射領域の照度および温度の少なくとも一方に基づいて、前記不可視光の照射エネルギーおよび照射時間の少なくとも一方を調整する。
【００１７】
ある実施形態によれば、前記第１および第２光源が出力した前記可視光および前記不可視光を反射して投射する反射面を有する走査部と、前記走査部を駆動する駆動部とをさらに備える。
【００１８】
ある実施形態によれば、前記スクリーンが有する前記材料はフォトクロミック化合物である。
【００１９】
ある実施形態によれば、前記フォトクロミック化合物は透明材料を含む。
【００２０】
ある実施形態によれば、前記フォトクロミック化合物は不透明材料を含む。
【００２１】
ある実施形態によれば、前記スクリーンの前記反射率、前記透過率および前記吸収率の少なくとも１つは、前記不可視光の照射エネルギーに応じて変化する。
【００２２】
ある実施形態によれば、前記スクリーンの前記反射率、前記透過率および前記吸収率の少なくとも１つは、前記不可視光の照射時間に応じて変化する。
【００２３】
ある実施形態によれば、前記スクリーンは、前記スクリーンの投射面および前記投射面の裏面の少なくとも１面に設けられた前記材料を有する。
【００２４】
本発明の画像表示システムは、前記画像投射装置と前記スクリーンとを備えることを特徴とする。
【００２５】
本発明のスクリーンは、不可視光が投射されることにより可視光の反射率、透過率および吸収率の少なくとも１つが変化する材料を有していることを特徴とする。
【００２６】
ある実施形態によれば、前記スクリーンが有する前記材料はフォトクロミック化合物である。
【００２７】
ある実施形態によれば、前記フォトクロミック化合物は透明材料を含む。
【００２８】
ある実施形態によれば、前記フォトクロミック化合物は不透明材料を含む。
【００２９】
ある実施形態によれば、前記スクリーンの前記反射率、前記透過率および前記吸収率の少なくとも１つは、前記不可視光の照射エネルギーに応じて変化する。
【００３０】
ある実施形態によれば、前記スクリーンの前記反射率、前記透過率および前記吸収率の少なくとも１つは、前記不可視光の照射時間に応じて変化する。
【００３１】
ある実施形態によれば、前記スクリーンは、前記スクリーンの投射面および前記投射面の裏面の少なくとも１面に設けられた前記材料を有する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、画像投射装置は、可視光を出力する第１光源と不可視光を出力する第２光源とを備える。スクリーンは、不可視光が投射されることにより可視光の反射率、透過率および吸収率の少なくとも１つが変化する材料を有する。可視光および不可視光の強度を画像信号に基づいて変調してスクリーンへ投射することで、画像が表示される。スクリーン上の黒色を表示したい領域に不可視光を投射することで、その領域の特性が黒色表示に適した特性となるので、明るい外光の環境下でも黒浮きを抑えた高コントラストの画像表示を実現することができる。
【００３３】
ある実施形態によれば、スクリーンはフォトクロミック化合物を有する。フォトクロミック効果は、材料による光変調効果なので、高い信頼性があると共にメンテナンスフリーである。また、不透明のフォトクロミック化合物を用いた場合は、フォトクロミック化合物層が反射型画像投射スクリーン構造層も兼ねることができる。
【００３４】
また、ある実施形態によれば、光源は、キセノン、ＬＥＤ等のランプ光源や半導体光源である。不可視光も可視光と同様の画像信号に対応する輝度信号に基づいて変調される。例えば、不可視光は、輝度信号を反転させた輝度反転信号に基づいて変調される。これにより、画像表示に適切な強度の不可視光を投射することができる。
【００３５】
また、ある実施形態によれば、画像信号はＲＧＢ信号であり、ＲＧＢ信号から輝度信号が変換生成される。このように様々な画像信号から輝度信号を得ることができる。
【００３６】
また、ある実施形態によれば、画像投射領域の照度および温度に応じて、輝度反転信号を補正したり、不可視光の照射エネルギーおよび照射時間を調整したりすることで、画像投射領域の状態に適した画像投射を行うことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。同様の構成要素には同様の参照符号を付し、同様の説明の繰り返しは省略する。
【００３８】
（実施形態１）
図１は、本発明の第１の実施形態による透過型画像投射スクリーン１を示す図である。図１（ａ）は、暗所で用いられるときの透過型画像投射スクリーン１を示している。図１（ｂ）は、明所で用いられるときの透過型画像投射スクリーン１を示している。図１（ｃ）は、不可視光を投射した状態の明所での透過型画像投射スクリーン１を示している。透過型画像投射スクリーン１は、例えば、リアプロジェクションテレビ用に使用される。
【００３９】
図２は、透過型画像投射スクリーン１のベース材料層を示す図である。図３は、図２に示した構造とは別の構造を有する透過型画像投射スクリーン１を示す図である。
【００４０】
図１を参照して、透過型画像投射スクリーン１は、ベース材料層２とフォトクロミック化合物層３とを備える。ベース材料層２は、例えば図２に示すようなフレネルレンズ７が形成された層と、レンチキュラーレンズ８が形成された層と、光吸収部９が形成された層とを重ねた構造を有している。
【００４１】
フォトクロミック化合物層３は透明材料を有しており、投射される可視光ビームを効率良く透過する。この例では、可視光は光の３原色であるレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の３種類の光であり、ここでは３原色まとめてＲＧＢ光とも呼ぶ。Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を組み合わせることで画像が形成される。なお、本発明で用いられる可視光はＲＧＢに限定されず、シアン、マゼンダ、イエロー等の他の色の光であってもよい。
【００４２】
フォトクロミック化合物層３は、不可視光ビームである紫外光（ＵＶ光）ビームと反応して、可視光の反射率が低下して吸収率が増加する。透過型画像投射スクリーン１において、投射された画像を瞳４で観賞する側をスクリーン１の表側とする。可視光ビームと不可視光ビームは、例えば図１（ａ）に示すように、スクリーン１の裏側から投射される。
【００４３】
図１（ａ）を参照して、透過型画像投射スクリーン１上の黒色や黒色に近い暗い画像を表示しようとする箇所には、ＲＧＢ光が照射されないかほとんど照射されないので、暗所では黒色や黒色に近い暗い画像が表示される。しかし、図１（ｂ）に示すように、明所においては、スクリーン１の表側から入射する照明等の外光５の反射光（Ｗｈｉｔｅ）の影響により、ＲＧＢ光が照射されない箇所の画像は黒浮きしてしまう。
【００４４】
図１（ｃ）を参照して、ＲＧＢ光とＵＶ光が透過型画像投射スクリーン１に照射されると、ＵＶ光照射領域ではフォトクロミック化合物層３がＵＶ光と反応して、可視光の反射率が低下して吸収率が増加する。ＵＶ光を照射する箇所を、黒色や黒色に近い暗い画像表示をしている画素に対応させると、その箇所に入射した外光５はフォトクロミック化合物層３で吸収されて外光５の反射光量が低下するので黒浮きを抑えられる。
【００４５】
このように、本実施形態によれば、外光５等によるスクリーンの黒浮きを抑え、明所でもコントラストを高めることができる。
【００４６】
なお、画像投射スクリーンの構造は上述した構造に限定されない。図２に示すレンチキュラーレンズ８が形成された層と光吸収部９が形成された層との２層の構造を、図３に示すように、フォトクロミック化合物層３で代用してもよい。レンチキュラーレンズ８が形成された層と光吸収部９が形成された層の２層の構造が不要になると、この構造層の作製やフレネルレンズ７との位置調整が不要となり、製造工程を簡略化することができる。
【００４７】
また、図１に示す透過型画像投射スクリーン１では、表側の１面のみにフォトクロミック化合物層３が設けられているが、裏側も含めた両面に設けてもよい。リアプロジェクションテレビの場合、テレビ筐体内から発生する画像表示ビーム以外の可視光（迷光）の存在は、投射画像のコントラストを低下させる原因となる。スクリーン１の裏側（筐体内部側）にもフォトクロミック化合物層３を設けることにより、迷光を吸収することが可能となる。
【００４８】
フォトクロミック化合物としては、例えば、スピロピラン化合物、スピロオキサジン化合物、フルギド化合物、ジアリールエテン化合物、アゾベンゼン化合物等がある。フォトクロミック化合物層は、これらのフォトクロミック化合物の少なくとも１種類と、フォトクロミック化合物を塗布または混合するためのバインダー樹脂とを備える。バインダー樹脂の材料としては、透明性に優れ、フォトクロミック化合物の反応に悪影響を及ぼさない材料を用いることが好ましい。
【００４９】
ここで、フォトクロミック化合物層の発色および消色の方法を説明する。フォトクロミック化合物は紫外光が照射されると発色し、可視光が照射されると消色する。消色用に用いられる可視光は、画像表示装置より投射される画像表示用の可視光である。ここでは、紫外光と可視光とを用いた発消色（光発消色）を説明するが、紫外光に代わりに赤外光が用いられてもよい。
【００５０】
黒色や暗い色の画像を表示する箇所（画素）には紫外光が照射され、フォトクロミック化合物層は照射光量に応じたグレースケール（黒）を表示する。その暗い箇所に可視光が照射されて明るくなり始めたら、フォトクロミック化合物層は消色する。
【００５１】
消色のタイミングは、フォトクロミック化合物層が消色する可視光の光量を所定量に設定することで制御できる。所定光量の可視光が照射されるまでグレースケール表示が維持される。また、グレースケール表示を維持させるためには、紫外光を定期的に照射させるか、または照射し続けることが望ましい。
【００５２】
グレースケール表示の方法としては、例えば、フォトクロミック化合物層が照射光量に応じて、シアン、イエロー、マゼンタを均等に発色させると、減法混色（シアン＋イエロー＋マゼンタ＝黒）によりフォトクロミック化合物層の色が黒くなる。
【００５３】
また、フォトクロミック化合物層を熱で発色させ、光で消色してもよい。画像投射装置とスクリーンとの間で画像情報の共有化が可能な場合は、フォトクロミック化合物層に透明導電膜を重ねて、透明導電膜に通電して発熱させることでフォトクロミック化合物層を発色させることができる。消色は可視光の照射により行われる。この場合は、透明電極（透明導電膜＋電極）がフォトクロミック化合物層の一面（表面または裏面）または両面に配置される。例えば、スピロピラン化合物は熱で発色する。
【００５４】
また、画像投射装置とスクリーンとの間で画像情報の共有が可能な場合は、エレクトロクロミック効果を利用してスクリーンを発消色させてもよい。
【００５５】
リア投射用のスクリーンの構成としては、例えば、次の（１）〜（８）に示す構成がある。
（１）  ベース材料／フォトクロミック化合物層／不可視光吸収膜
（２）  ベース材料／フォトクロミック化合物層／不可視光吸収膜／不可視光反射膜
（３）  ベース材料／透明電極／フォトクロミック化合物層／不可視光吸収膜
（４）  ベース材料／透明電極／フォトクロミック化合物層／不可視光吸収膜／不可視光反射膜
（５）  ベース材料／フォトクロミック化合物層／透明電極／不可視光吸収膜
（６）  ベース材料／フォトクロミック化合物層／透明電極／不可視光吸収膜／不可視光反射膜
（７）  ベース材料／透明電極／フォトクロミック化合物層／透明電極／不可視光吸収膜
（８）  ベース材料／透明電極／フォトクロミック化合物層／透明電極／不可視光吸収膜／不可視光反射膜
【００５６】
基本構成は（１）および（２）に示す構成である。（３）〜（８）に示す構成では、透明電極の位置が入れ替わっている。（３）〜（８）は、フォトクロミック化合物層が熱で発色して光で消色するスクリーン構成を示している。また、エレクトロクロミック効果を用いるスクリーン構成では、フォトクロミック化合物層がエレクトロクロミック化合物層に置き換わる。また、フォトクロミック効果とエレクトロクロミック効果の両方を併用するスクリーン構成を採用してもよい。
【００５７】
上記（１）に示すリア投射用のスクリーンの不可視光吸収膜の特性としては、画像投射装置からの不可視光および外光の不可視光を吸収する（透過しない）ことが必要であるので、画像投射装置からの不可視光と外光の不可視光の光量の高い方に合わせて適宜設計される。例えば、一般的な蛍光灯からの紫外光の光量が数十μＷ／ｃｍ２であり、晴天時のガラス越しの日光からの紫外光の光量が１００μＷ／ｃｍ２以下（ガラスの厚さ、種類で大きく変わる）であること等を考慮して設計する。
【００５８】
上記（２）に示すリア投射用のスクリーンの不可視光吸収膜の特性は、画像投射装置からの不可視光を吸収する（透過しない）ことが必要であるので、画像投射装置からの不可視光の光量に合わせて適宜設計される。上記（２）に示すリア投射用のスクリーンの不可視反射膜の特性としては、外光の不可視光を反射する（透過しない）ことが必要であるので、外光の不可視光を全て反射する特性が好ましい。ただし、フォトクロミック化合物層でフォトクロミック効果がほとんど発生しない程度の光量は透過しても問題ない。
【００５９】
温度により特性が変化するフォトクロミック化合物の材料としては、スピロピラン化合物およびスピロオキサジン化合物等がある。
【００６０】
また、ジアリールエテン化合物は、光ディスクの記録材料に使用されており、光に対して非常に早く反応するので、動画の表示に向いている。また、静止画像表示では高速応答の必要がないので、反応が遅い材料を用いることもできる。
【００６１】
また、フォトクロミック化合物層３と反応する不可視光として、紫外光以外に近赤外光や近紫外光を用いてもよい。
【００６２】
また、フォトクロミック化合物層３がフィルム等で保護されて容易に持ち運び可能な形態になると、既に設置済みの透過型画像投射スクリーンに重ね合わせたり、透過型画像投射スクリーンとして代用されるすりガラス、拡散シート、あるいは拡散シートが貼られた透明で表面が滑らかなガラス等に重ね合わせたりすることも可能である。
【００６３】
また、フォトクロミック化合物が容易に塗布できる材料である場合は、スプレーでの塗布や液体にして塗ることも可能である。
【００６４】
（実施形態２）
図４は、本発明の第２の実施形態による反射型画像投射スクリーン１１を示す図である。図４（ａ）は、暗所で用いられるときの反射型画像投射スクリーン１１を示している。図４（ｂ）は、明所で用いられるときの反射型画像投射スクリーン１１を示している。図４（ｃ）は、不可視光を投射した状態の明所での反射型画像投射スクリーン１１を示している。反射型画像投射スクリーン１１は、例えば、プロジェクター用として使用される。
【００６５】
図４を参照して、反射型画像投射スクリーン１１は、ベース材料層１２とフォトクロミック化合物層１３とを備える。ベース材料層１２は、例えば、表面が凹凸構造で色が白色のプロジェクター用スクリーン構造を有している。フォトクロミック化合物層１３は透明材料を有しており、可視光ビームを効率良く透過する。フォトクロミック化合物層１３は、不可視光ビームである紫外光（ＵＶ光）ビームと反応して、可視光の透過率が低下して吸収率が増加する。反射型画像投射スクリーン１１において、投射された画像を瞳４で観賞する側をスクリーン１１の表側とする。ＲＧＢ光とＵＶ光は、スクリーン１１の表側から投射される。
【００６６】
図４（ａ）を参照して、反射型画像投射スクリーン１１上の黒色や黒色に近い暗い画像を表示しようとする箇所には、ＲＧＢ光が照射されないかほとんど照射されないので、暗所では黒色や黒色に近い暗い画像が表示される。しかし、図４（ｂ）に示すように、明所においては、スクリーン１１の表側から入射する外光５の反射光（Ｗｈｉｔｅ）の影響により、ＲＧＢ光が照射されない箇所の画像は黒浮きしてしまう。
【００６７】
図４（ｃ）を参照して、ＲＧＢ光とＵＶ光が反射型画像投射スクリーン１１に照射されると、ＵＶ光照射領域ではフォトクロミック化合物層１３がＵＶ光と反応して、可視光の透過率が低下して吸収率が増加する。ＵＶ光を照射する箇所を、黒色や黒色に近い暗い画像表示をしている画素に対応させると、その箇所に入射した外光５は、フォトクロミック化合物層１３で吸収されて、外光５の反射光量が低下するので黒浮きを抑えられる。
【００６８】
このように、本実施形態によれば、外光５等によるスクリーンの黒浮きを抑え、明所でもコントラストを高めることができる。
【００６９】
なお、画像投射スクリーンの構造は上述した構造に限定されない。一面（表面）はスクリーンからの反射光の輝度を重視した白色のスクリーン面で、もう一面（裏面）は画像のコントラストを高めることを重視した灰色のスクリーン面である両面反射型画像投射スクリーンがある。本発明によれば、一面のスクリーン面が、輝度重視型スクリーンとコントラスト重視型スクリーンの両方を担うことができるので、用途に応じたスクリーン特性の切り替えが容易である。
【００７０】
フロント投射用のスクリーン構成としては、例えば、次の（１）〜（４）に示す構成がある。
（１）  ベース材料／フォトクロミック化合物層／不可視光吸収膜
（２）  ベース材料／透明電極／フォトクロミック化合物層／不可視光吸収膜
（３）  ベース材料／フォトクロミック化合物層／透明電極／不可視光吸収膜
（４）  ベース材料／透明電極／フォトクロミック化合物層／透明電極／不可視光吸収膜
【００７１】
基本構成は（１）に示す構成である。（２）〜（４）に示す構成では、透明電極の位置が入れ替わっている。（２）〜（４）に示す構成は、フォトクロミック化合物層が熱で発色して光で消色するスクリーン構成を示している。
【００７２】
フロント投射用のスクリーンの不可視光吸収膜に閾値を設定し、画像投射装置はその閾値以上の不可視光を投射する。その閾値は、画像投射装置から投射される不可視光が不可視光吸収膜を透過することで得られるフォトクロミック効果との関係から適宜決められる。
【００７３】
また、フォトクロミック化合物層１３と反応する不可視光として、紫外光以外に近赤外光または近紫外光を用いてもよい。
【００７４】
また、フォトクロミック化合物層１３がフィルム等で保護されて容易に持ち運び可能な形態になると、既に設置済みの反射型画像投射スクリーンに重ね合わせたり、反射型画像投射スクリーンとして代用され得るホワイトボードや表面が滑らかな壁等に重ね合わせたりすることも可能である。
【００７５】
また、フォトクロミック化合物が容易に塗布できる材料である場合は、スプレーでの塗布や液体にして塗ることも可能である。
【００７６】
（実施形態３）
図５は、本発明の第３の実施形態による反射型画像投射スクリーン１４を示す図である。図５（ａ）は、暗所で用いられるときの反射型画像投射スクリーン１４を示している。図５（ｂ）は、明所で用いられるときの反射型画像投射スクリーン１４を示している。図５（ｃ）は、不可視光を投射した状態の明所での反射型画像投射スクリーンを示している。反射型画像投射スクリーン１４は、例えば、プロジェクター用として使用される。
【００７７】
図５を参照して、反射型画像投射スクリーン１４は、ベース材料層１５とフォトクロミック化合物層１６とを備える。ベース材料層１５の色は例えば黒色である。フォトクロミック化合物層１６は不透明材料を有しており、表面が凹凸構造で色が白色のプロジェクター用スクリーン構造を有している。可視光ビームは、フォトクロミック化合物層１６で効率良く反射される。フォトクロミック化合物層１６は、不可視光ビームである紫外光（ＵＶ光）ビームと反応して、可視光の反射率が低下して透過率が増加する。反射型画像投射スクリーン１４において、投射された画像を瞳４で観賞する側をスクリーン１４の表側とする。ＲＧＢ光とＵＶ光は、スクリーン１４の表側から投射される。
【００７８】
図５（ａ）を参照して、反射型画像投射スクリーン１４上の黒色や黒色に近い暗い画像を表示しようとする箇所には、ＲＧＢ光が照射されないかほとんど照射されないので、暗所では黒色や黒色に近い暗い画像が表現される。しかし、図５（ｂ）に示すように、明所においては、スクリーン１４の表側から入射する外光５の反射光（Ｗｈｉｔｅ）の影響により、ＲＧＢ光が照射されない箇所の画像は黒浮きしてしまう。
【００７９】
図５（ｃ）を参照して、ＲＧＢ光とＵＶ光が反射型画像投射スクリーン１４に照射されると、ＵＶ光照射領域ではフォトクロミック化合物層１６がＵＶ光と反応して、可視光の反射率が低下して透過率が増加する。ＵＶ光を照射する箇所を、画像表示の黒色や黒色に近い暗い画像表示をしている画素に対応させると、その箇所に入射した外光５は、フォトクロミック化合物層１６を透過し、ベース材料１５で反射される。ベース材料１５は黒色なので、入射光はほとんど吸収されてその箇所では黒色が表示され、黒浮きが抑えられる。
【００８０】
このように、本実施形態によれば、外光５等によるスクリーンの黒浮きを抑え、明所でもコントラストを高めることができる。
【００８１】
また、フォトクロミック化合物層１６と反応する不可視光として、紫外光以外に、近赤外光または近紫外光ビームを用いてもよい。
【００８２】
また、ベース材料層の色は灰色でもよく、黒色に限定されない。
【００８３】
また、フォトクロミック化合物層１６がフィルム等で保護されて容易に持ち運び可能な形態になると、既に設置済みのコントラスト重視型の反射型画像投射スクリーンに重ね合わせたり、反射型画像投射スクリーンとして代用され得る黒板や表面が滑らかで色が暗く模様や色むらがほとんどない壁等に重ね合わせたりすることも可能である。
【００８４】
また、フォトクロミック化合物が容易に塗布できる材料である場合は、スプレーでの塗布や液体にして塗ることも可能である。
【００８５】
（実施形態４）
次に、本発明の実施形態による画像表示システムを説明する。図６は、本実施形態の画像表示システムを示す図である。画像表示システムは、画像投射装置１００と画像投射スクリーン３６とを備える。
【００８６】
図７は、制御部２９が実行する信号処理フローを示す図である。図８は、画像信号２８の輝度信号３７と、その輝度信号３７を反転処理して生成した輝度反転信号３８とを示す図である。
【００８７】
図６を参照して、画像投射装置１００は、可視光源２１と、コリメートレンズ２２と、Ｒフィルター３１と、Ｇフィルター３２と、Ｂフィルター３３と、可視光源用空間変調素子２３と、ダイクロイックプリズム２４と、不可視光源２５と、不可視光源用空間変調素子３４と、ビームスプリッター２６と、投射レンズ２７と、制御部２９と、空間変調素子駆動部３０とを備える。
【００８８】
制御部２９は、可視光源用制御部２９ａと不可視光源用制御部２９ｂとを備える。空間変調素子駆動部３０は、可視光源用空間変調素子駆動部３０ａと不可視光源用空間変調素子駆動部３０ｂとを備える。
【００８９】
可視光源２１は可視光を出力し、不可視光源２５は不可視光を出力する。空間変調素子２３、３４および空間変調素子駆動部３０は、可視光および不可視光の強度を画像信号に基づいて変調する。空間変調素子２３、３４および空間変調素子駆動部３０をまとめて変調部と呼んでもよい。画像信号に基づいて制御部２９が空間変調素子駆動部３０の動作を制御することで、空間変調素子２３および３４は、可視光および不可視光の強度を変調する。
【００９０】
ＲＧＢに対応した３つの可視光源２１から放射された可視光ビームは、それぞれに対応したコリメートレンズ２２によって絞り込まれ、Ｒフィルター３１、Ｇフィルター３２およびＢフィルター３３を透過して、ＲＧＢそれぞれの光ビームが得られる。ＲＧＢの各光ビームは、可視光源用空間変調素子２３（例えば透過型液晶素子）で変調され、ダイクロイックプリズム２４で合成される。不可視光源２５から放射された不可視光ビームは、コリメートレンズ２２によって絞り込まれ、不可視光源用空間変調素子３４（例えば透過型液晶素子）で変調され、ダイクロイックプリズム２４で合成された可視光ビームとビームスプリッター２６で合成されて投射ビームとなり、投射レンズ２７から画像投射スクリーン３６上に投射され、投射領域３５に画像を形成する。
【００９１】
表示しようとする画像を示す画像信号２８は、制御部２９ａおよび２９ｂに入力される。制御部２９ａおよび２９ｂは、画像信号２８に応じた制御信号を空間変調素子駆動部３０ａおよび３０ｂに出力する。制御信号に応じて空間変調素子駆動部３０ａおよび３０ｂが空間変調素子２３および３４を駆動することで、空間変調素子２３は可視光ビームに対して画像信号に応じた強度変調を行い、空間変調素子３４は不可視光ビームに対して画像信号２８に応じた強度変調を行う。
【００９２】
不可視光源用制御部２９ｂは、画像信号２８の輝度信号を反転した輝度反転信号を生成し、制御信号として不可視光源用空間変調素子駆動部３０ｂに出力する。
【００９３】
図７（ａ）の信号処理フローを参照して、可視光源用制御部２９ａの信号処理を説明する。
【００９４】
画像信号２８が一般的なＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）方式の映像（ビデオ）信号の場合は、輝度信号と色差信号（Ｒ−輝度信号、Ｂ−輝度信号）と音声信号が得られる。輝度信号はＲＧＢ信号を所定の比率で足し合わせることで求めることができ、
輝度信号＝０．２９９＊Ｒ＋０．５８７＊Ｇ＋０．１１４＊Ｂ        （式１）
で与えられる。また、各色差信号は、
Ｒ−輝度信号＝０．７０１＊Ｒ−０．５８７＊Ｇ−０．１１４＊Ｂ    （式２）
Ｂ−輝度信号＝−０．２９９＊Ｒ−０．５８７＊Ｇ＋０．８８６＊Ｂ  （式３）
で与えられる。制御部２９ａは（式１）〜（式３）に応じたＲＧＢ信号変換処理を行い、ＲＧＢ信号が得られる。このＲＧＢ信号を可視光源用変調素子駆動部３０ａに入力する。
【００９５】
また、画像信号２８がＲＧＢ信号の場合は、このＲＧＢ信号を可視光源用変調素子駆動部３０ａに入力する。
【００９６】
次に、図７（ｂ）の信号処理フローを参照して、不可視光源用制御部２９ｂの信号処理を説明する。
【００９７】
画像信号２８が一般的なＮＴＳＣ方式のビデオ信号の場合は、輝度信号と色差信号と音声信号が得られる。制御部２９ｂは、この輝度信号３７に輝度反転信号処理を行い輝度反転信号が得られる。この輝度反転信号を不可視光源用変調素子駆動部３０ｂに入力する。
【００９８】
また、画像信号２８がＲＧＢ信号の場合は、このＲＧＢ信号にも輝度信号が含まれており、ＲＧＢ信号を（式１）に示す所定の比率で足し合わせることで輝度信号３７を得ることができる。この輝度信号３７を反転処理して輝度反転信号が得られる。この輝度反転信号を不可視光源用変調素子駆動部３０ｂに入力する。
【００９９】
図８を参照して、輝度信号３７と輝度反転信号３８を説明する。
【０１００】
図８（ａ）は輝度信号３７を示している。ある制御時間範囲内（図８（ａ）の横軸に示す範囲内）における輝度信号３７を、０〜２５５までの階調レベル（輝度レベル）で表現している。
【０１０１】
図８（ｂ）は、ある制御時間範囲内における輝度反転信号３８を示している。輝度反転信号３８は、輝度信号３７を反転処理して得られた信号である。
【０１０２】
画像投射スクリーン３６（図６）は、例えば図４に示す構成要素を備える。
【０１０３】
画像投射スクリーン３６は、画像投射装置１００の投射光を反射して画像を表示するベース材料層１２と、ベース材料層１２表面に設けられた透明材料を含むフォトクロミック化合物層１３とを備える。
【０１０４】
画像投射装置１００より投射される可視光ビームはベース材料層１２で反射されて画像を表示し、不可視光ビームはフォトクロミック化合物層１３と反応して可視光の透過率を低下させて吸収率を増加させる。
【０１０５】
この画像投射装置１００と画像投射スクリーン３６との組み合わせにより、画像表示システムが構築される。
【０１０６】
フォトクロミック化合物層の不可視光に対する発色と可視光に対する消色が適切な応答時間および発消色レベルとなるように、不可視光および可視光の強度（照射エネルギー）および照射時間が調整されることが望ましい。図７（ｂ）を参照して、制御部２９ｂは、表示しようとする画像に対応する輝度信号とその前後の輝度信号とを記憶するとともにそれらの輝度信号同士を比較する（輝度信号比較処理）。比較した結果、ある表示箇所について所定の時間以上にわたって暗い表示が続く場合は、不可視光ビームの強度を強くすると共に照射時間を長くする。また、ある表示箇所について暗い表示が短時間である場合は、不可視光ビームの強度を弱くすると共に照射時間を短くする。
【０１０７】
このように、画像投射装置１００が可視光源２１以外に不可視光源２５を備え、不可視光ビームが可視光ビームと合成されて画像投射スクリーン３６に投射される。ベース材料層１２は可視光ビームに応じた画像を表示し、不可視光ビームはフォトクロミック化合物層１３と反応して可視光の透過率を低下させて吸収率を増加させる。この可視光の透過率を低下させて吸収率を増加させる箇所を、黒色や黒色に近い暗い画像表示をしている画素に対応させる。この箇所に入射した外光５はフォトクロミック化合物層１３で吸収されるので、外光５等によるスクリーンの黒浮きを抑えコントラストを高めた画像表示システムが得られる。
【０１０８】
なお、光ビーム変調用の空間変調素子としては、透過型液晶素子の他に、反射型液晶素子を用いてもよいし、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）と呼ばれる光学素子を用いてもよい。デジタルミラーデバイスは、マトリックス状に配置した微小ミラーをデジタル的に傾けることにより画像を表示する。
【０１０９】
また、画像投射装置１００が備える光学系の構成は一例であり、光源の数や、コリメートレンズおよびプリズム等の各構成要素は様々に設定される。
【０１１０】
また、フォトクロミック化合物層１３と反応する不可視光として、紫外光以外に近赤外光または近紫外光を用いてもよい。
【０１１１】
（実施形態５）
図９は、本発明の実施形態５による画像表示システムを示す図である。図１０は、制御部３９が実行する信号処理フローを示す図である。図１１は、補正前の輝度反転信号と補正後の輝度反転信号を示す図である。
【０１１２】
図１２は、輝度反転信号の一部を切捨てる補正処理を示す図である。図１３は、輝度反転信号の中間階調レベル部分を切捨てる補正処理を示す図である。図１４は、輝度反転信号に対するガンマ補正処理を示す図である。
【０１１３】
図９に示す画像投射装置１０１は、以下に説明する要素を備える。
【０１１４】
複数の光源２１から放射された可視光ビームは、それぞれに対応したコリメートレンズ２２によって絞り込まれ、Ｒフィルター３１、Ｇフィルター３２およびＢフィルター３３を透過して、ＲＧＢそれぞれの光ビームが得られる。ＲＧＢの各ビームは、可視光源用空間変調素子２３で変調され、ダイクロイックプリズム２４で合成される。不可視光源２５から放射された不可視光ビームは、コリメートレンズ２２によって絞り込まれ、不可視光ビーム空間変調素子３４で変調され、ダイクロイックプリズム２４で合成された可視光ビームと光ビームスプリッター２６で合成され投射ビームとなり、投射レンズ２７から画像投射スクリーン３６上に投射され、投射領域３５に画像を形成する。
【０１１５】
画像投射装置１０１が備える制御部３９は、可視光源用制御部３９ａと不可視光源用制御部３９ｂとを備える。表示しようとする画像を示す画像信号２８は、制御部３９ａおよび３９ｂに入力される。制御部３９ａおよび３９ｂは、画像信号２８に応じた制御信号を空間変調素子駆動部３０ａおよび３０ｂに出力する。制御信号に応じて空間変調素子駆動部３０ａおよび３０ｂが空間変調素子２３および３４を駆動することで、空間変調素子２３は可視光ビームに対して画像信号に応じた強度変調を行い、空間変調素子３４は不可視光ビームに対して画像信号２８に応じた強度変調を行う。
【０１１６】
不可視光源用制御部３９ｂは、画像信号２８の輝度信号を反転した輝度反転信号を生成し、制御信号として不可視光源用空間変調素子駆動部３０ｂに出力する。
【０１１７】
画像投射装置１０１は、照度検出器４０と温度検出器４１とを備える。照度検出器４０は、画像投射領域３５を含む画像投射スクリーン３６周辺の照度を検出して、検出照度を示す照度検出信号を不可視光源用制御部３９ｂに入力する。
【０１１８】
温度検出器４１は、画像投射領域３５を含む画像投射スクリーン３６周辺の温度を検出して、検出温度を示す温度検出信号を不可視光源用制御部３９ｂに入力する。
【０１１９】
照度検出器４０または温度検出器４１の照度または温度の検出は、画像投射装置１０１の電源投入時、画像を投射する前、画像投射中のうちの少なくとも１つのタイミングで行われる。
【０１２０】
可視光源用制御部３９ａの信号処理フローは、図７（ａ）に示す可視光源用制御部２９ａの信号処理フローと同様である。画像信号２８が、一般的なＮＴＳＣ方式のビデオ信号の場合は、輝度信号と色差信号（Ｒ−輝度信号、Ｂ−輝度信号）と音声信号が得られる。輝度信号はＲＧＢ信号を所定の比率で足し合わせることで求めることができ、（式１）で表される。また、各色差信号は（式２）および（式３）で表される。（式１）〜（式３）に応じたＲＧＢ信号変換処理を行い、ＲＧＢ信号が得られる。このＲＧＢ信号を可視光源用変調素子駆動部３０ａに入力する。
【０１２１】
また、画像信号２８がＲＧＢ信号の場合は、このＲＧＢ信号を可視光源用変調素子駆動部３０ａに入力する。
【０１２２】
図１０の信号処理フローを参照して、不可視光源用制御部３９ｂの信号処理を説明する。
【０１２３】
不可視光源用制御部３９ｂが実行する動作のうちの輝度信号反転処理までは、図７（ｂ）を参照して説明した輝度信号反転処理までの動作と同様である。画像信号２８が、一般的なＮＴＳＣ方式のビデオ信号の場合は、輝度信号３７が得られるので、この輝度信号３７を反転処理して輝度反転信号が得られる。
【０１２４】
また、画像信号２８がＲＧＢ信号の場合は、このＲＧＢ信号にも輝度信号が含まれており、ＲＧＢ信号を（式１）に示す所定の比率で足し合わせることで輝度信号３７を得ることができる。この輝度信号３７を反転処理して輝度反転信号が得られる。
【０１２５】
図８（ａ）は輝度信号３７を示しており、図８（ｂ）は輝度反転信号３８を示している。
【０１２６】
不可視光源用制御部３９ｂは、輝度反転信号補正部４２を備える。輝度反転信号３８は、輝度反転信号補正部４２に入力され、階調レベルの補正処理が行われ、空間変調素子３４を駆動する輝度反転信号が得られる。この輝度反転信号を不可視光源用変調素子駆動部３０ｂに入力する。輝度反転信号補正部４２が実行する補正処理を図１１を参照して説明する。
【０１２７】
図１１は、ある制御時間範囲内での階調レベル（輝度レベル）補正を行うときの、補正前の輝度反転信号と補正後の輝度反転信号を示している。点線部が階調レベル補正前の輝度反転信号３８で、実線部が階調レベル補正後の輝度反転信号３８ａである。照度検出器４０によって検出される照度に応じて、階調レベルを一定に低下させている。
【０１２８】
照度検出器４０が出力した照度検出信号は、輝度反転信号補正部４２に入力され、空間変調素子３４を駆動するための輝度反転信号の輝度レベル（階調レベル）の補正が、照度検出信号に応じて行われる。
【０１２９】
温度検出器４１が出力した温度検出信号は、輝度反転信号補正部４２に入力され、空間変調素子３４を駆動するための輝度反転信号の輝度レベル（階調レベル）の補正が、温度検出信号に応じて行われる。
【０１３０】
なお、画像投射スクリーン３６（図９）は、例えば、図４に示す構成要素を備える。
【０１３１】
画像投射スクリーン３６は、ベース材料層１２と、ベース材料層１２表面に設けられた透明材料を含むフォトクロミック化合物層１３とを備える。
【０１３２】
画像投射装置１０１より投射される可視光ビームは、ベース材料層１２で反射されて画像を表示し、不可視光ビームはフォトクロミック化合物層１３と反応して可視光の透過率を低下させて吸収率を増加させる。
【０１３３】
画像投射装置１０１と画像投射スクリーン３６との組み合わせにより、画像表示システムが構築される。
【０１３４】
フォトクロミック化合物層の不可視光に対する発色と可視光に対する消色が適切な応答時間および発消色レベルとなるように、不可視光および可視光の強度および照射時間が調整されることが望ましい。図１０を参照して、制御部３９ｂは、表示しようとする画像に対応する輝度信号とその前後の輝度信号とを記憶するとともにそれらの輝度信号同士を比較する（輝度信号比較処理）。比較した結果、ある表示箇所について所定の時間以上にわたって暗い表示が続く場合は、不可視光ビームの強度を強くすると共に照射時間を長くする。また、ある表示箇所について暗い表示が短時間である場合は、不可視光ビームの強度を弱くすると共に照射時間を短くする。
【０１３５】
このように、画像投射装置１０１が可視光源２１以外に不可視光源２５を備え、不可視光ビームが可視光ビームと合成されて画像投射スクリーン３６に投射される。ベース材料層１２は可視光ビームに応じた画像を表示し、不可視光ビームはフォトクロミック化合物層１３と反応して可視光の透過率を低下させて吸収率を増加させる。この可視光の透過率を低下させて吸収率を増加させる箇所を、黒色や黒色に近い暗い画像表示をしている画素に対応させる。この箇所に入射した外光５はこのフォトクロミック化合物層１３で吸収されるので、外光５等によるスクリーンの黒浮きを抑えコントラストを高めた画像表示システムが得られる。さらに、本実施形態では、装置の外部環境に応じて、輝度反転信号補正部４２が輝度反転信号３８を適切に補正することで、さらにスクリーンの黒浮きを抑えコントラストを高めることができる。
【０１３６】
なお、光ビーム変調用の空間変調素子としては、透過型液晶素子の他に、反射型液晶素子を用いてもよいし、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）と呼ばれる光学素子を用いてもよい。
【０１３７】
また、画像投射装置１０１が備える光学系の構成は一例であり、光源の数や、コリメートレンズおよびプリズム等の構成要素は様々に設定される。
【０１３８】
また、フォトクロミック化合物層１３と反応する不可視光として、紫外光以外に近赤外光または近紫外光を用いてもよい。
【０１３９】
また、階調レベル（輝度レベル）補正において、階調レベルを一定レベル低下させている補正は一例であり、投射領域３５を含む画像投射スクリーン３６周辺の明るさに応じて階調レベルの補正を行うので、階調レベルを一定に上昇させることもある。
【０１４０】
また、輝度反転信号の補正としては、輝度反転信号の所定の輝度レベル以下を切り捨てる補正、所定の中間の輝度レベルのみ切り捨てる補正、階調レベルを超えて輝度レベルまたは輝度中間位置を補正するガンマ補正などがある。輝度反転信号補正部４２が実行する補正処理を図１２〜図１４を参照して説明する。
【０１４１】
図１２は、ある制御時間範囲内での、輝度反転信号の所定の階調レベル（輝度レベル）以下の部分を切り捨てる補正処理を示している。一点鎖線が所定の階調レベルを示している。点線部は補正前の輝度反転信号３８を示し、実線部は補正後の輝度反転信号３８ａを示している。所定の階調レベル以下の部分は切り捨てられるので、輝度反転信号３８ａにより強度変調された不可視光ビームは、画像の黒色や黒色に近い暗い画像に対応した画素にのみ投射され、可視光の透過率を低下させて吸収率を増加させることができる。
【０１４２】
図１３は、ある制御時間範囲内での、輝度反転信号の所定の中間階調レベル（輝度レベル）を切り捨てる補正処理を示している。一点鎖線で挟まれた階調レベルが所定の中間階調レベルである。点線部は補正前の輝度反転信号３８を示し、実線部は補正後の輝度反転信号３８ａを示している。所定の中間階調レベルの部分は切り捨てられるので、輝度反転信号３８ａにより強度変調された不可視光ビームは、所定の中間階調レベルの画素に対応した箇所に投射されないので、画像の中間階調の輝度低下を抑えることができる。
【０１４３】
図１４は、ある制御時間範囲内での、輝度反転信号の輝度中間位置を補正するガンマ補正処理を示している。点線部は補正前の輝度反転信号３８を示し、実線部は補正後の輝度反転信号３８ａを示している。階調レベル（輝度レベル）の中心以上（階調レベル１２８以上）の部分は、階調レベルを上昇させ、階調レベルの中心以下（階調レベル１２７以下）の部分は、階調レベルを低下させる。特に中心付近の階調レベルの上昇または低下の度合いを大きくする。これにより、不可視光ビームにおける可視光の中間階調の輝度低下を緩和することができる。
【０１４４】
また、温度変化により階調レベルを上昇させるか低下させるかは、フォトクロミック化合物層の温度特性により異なるので、その特性に合わせて設定する。
【０１４５】
また、画像の投射領域３５を含む画像投射スクリーン３６周辺の照度または温度に応じた不可視光ビームの照射時間の調整は、不可視光ビームを変調させる信号のデューティーを変更することで可能である。
【０１４６】
また、照度検出器４０または温度検出器４１が画像投射装置１０１に搭載されていなくてもよい。輝度反転信号補正部４２の補正は、投射画像を確認しながらの自動補正や手動補正として行われてもよい。
【０１４７】
（実施形態６）
図１５は、本発明の実施形態６による画像表示システムを示す図である。図１６は、制御部６０が実行する信号処理フローを示す図である。図１７は、走査部５６よって走査されるレーザ光のビームスポット軌跡６４と走査部５６の駆動波形を示す図である。
【０１４８】
図１５を参照して、画像投射装置１０２は、レーザ光を投射して画像を表示するレーザプロジェクタである。画像投射装置１０２は、可視光源５１と、コリメートレンズ５２と、ダイクロイックプリズム５３と、不可視光源５４と、ビームスプリッター５５と、走査部５６と、開口部５８と、制御部６０と、光源変調回路６１と、駆動部６２とを備える。走査部５６は、光源５１および５４が出力した可視光および不可視光を反射して投射する反射面を有する。駆動部６２は、レーザ光を走査させるように走査部５６を駆動する。
【０１４９】
制御部２９は、可視光源用制御部６０ａと不可視光源用制御部６０ｂとを備える。光源変調回路６１は、可視光源用光源変調回路６１ａと不可視光源用光源変調回路６１ｂとを備える。なお、光源５１、５４および変調回路６１をまとめて変調部と呼んでもよい。
【０１５０】
ＲＧＢに対応した３つの可視光源５１から放射された可視光ビームは、それぞれに対応したコリメートレンズ５２によって絞り込まれ、ダイクロイックプリズム５３で合成される。不可視光源５４から放射された不可視光ビームは、コリメートレンズ５２によって絞り込まれ、合成された可視光ビームとビームスプリッター５５で合成されて１本の投射ビーム５７となる。光ビーム５７は、走査部５６のミラー面で反射されて、開口５８から画像投射スクリーン６６上に投射され、２次元に走査されて投射領域６５を形成する。
【０１５１】
表示しようとする画像を示す画像信号５９は、制御部６０ａおよび６０ｂに入力される。制御部６０ａおよび６０ｂは、画像信号５９に応じた制御信号を光源変調回路６１ａおよび６１ｂに出力する。制御信号に応じて光源変調回路６１ａおよび６１ｂは、可視光源５１および不可視光源５４が出射する光の強度を変調する。
【０１５２】
可視光源用制御部６０ａは、画像信号５９の輝度信号を制御信号として可視光源用光源変調回路６１ａに出力する。不可視光源用制御部６０ｂは、画像信号５９の輝度信号を反転した輝度反転信号を生成し、制御信号として不可視光源用光源変調回路６１ｂに出力する。
【０１５３】
図１６（ａ）を参照して、可視光源用制御部６０ａの信号処理フローは、図７（ａ）に示す信号処理フローと同様である。画像信号５９が、一般的なＮＴＳＣ方式のビデオ信号の場合は、輝度信号と色差信号（Ｒ−輝度信号、Ｂ−輝度信号）と音声信号が得られる。輝度信号はＲＧＢ信号を所定の比率で足し合わせることで求めることができ、（式１）で表される。また、各色差信号は、（式２）および（式３）で表される。（式１）〜（式３）に応じたＲＧＢ信号変換処理を行い、ＲＧＢ信号が得られる。このＲＧＢ信号を可視光源用光源変調回路６１ａに入力する。
【０１５４】
また、画像信号５９がＲＧＢ信号の場合は、このＲＧＢ信号を可視光源用光源変調回路６１ａに入力する。
【０１５５】
図１６（ｂ）を参照して、不可視光源用制御部６０ｂの信号処理フローは、図７（ｂ）に示す信号処理フローと同様である。画像信号５９が、一般的なＮＴＳＣ方式のビデオ信号の場合は、輝度信号と色差信号と音声信号が得られる。得られた輝度信号３７を輝度反転処理して輝度反転信号が得られる。この輝度反転信号を不可視光用光源変調回路６１ｂに入力する。
【０１５６】
また、画像信号５９がＲＧＢ信号の場合は、このＲＧＢ信号にも輝度信号が含まれており、ＲＧＢ信号を（式１）に示す所定の比率で足し合わせることで輝度信号３７を得ることができる。この輝度信号３７を反転処理して輝度反転信号が得られる。
【０１５７】
図８（ａ）は輝度信号３７を示しており、図８（ｂ）は輝度反転信号３８を示している。
【０１５８】
フォトクロミック化合物層の不可視光に対する発色と可視光に対する消色が適切な応答時間および発消色レベルとなるように、不可視光および可視光の強度および照射時間が調整されることが望ましい。図１６（ｂ）を参照して、制御部６０ｂは、表示しようとする画像に対応する輝度信号とその前後の輝度信号とを記憶するとともにそれらの輝度信号同士を比較する（輝度信号比較処理）。比較した結果、ある表示箇所について所定の時間以上にわたって暗い表示が続く場合は、不可視光ビームの強度を強くすると共に照射時間を長くする。また、ある表示箇所について暗い表示が短時間である場合は、不可視光ビームの強度を弱くすると共に照射時間を短くする。
【０１５９】
図１５を参照して、走査部５６によって走査された投射ビーム５７は、投射領域６５にビームスポット軌跡６４を描く。光ビームの走査方式には以下のようなものが考えられる。
【０１６０】
図１７は、各走査方式のビームスポット軌跡６４と、水平方向（Ｈ）および垂直方向（Ｖ）の駆動信号波形を示す。
【０１６１】
図１７（ａ）は、リニアラスタ走査方式を示しており、水平方向および垂直方向ともにリニアな駆動信号波形を示す。ポリゴンミラー素子を使用する場合はこの走査方式を採用する。水平方向は駆動周波数が高いので、回動ミラーを高速でリニアに駆動するのは通常困難である。投射領域６５の左端から右端への走査中のビームスポット軌跡６４が得られ、実線で表示されている。投射領域６５の右端から左端、また下から上へ戻る期間は、光源を点灯せずにミラーだけが戻るブランク期間であり、点線で表示されている。水平方向（Ｈ）および垂直方向（Ｖ）の駆動信号波形の実線と点線の関係は、ビームスポット軌跡６４（実線）とブランク期間（点線）との関係に対応している。
【０１６２】
図１７（ｂ）は、共振ラスタ走査方式を示しており、回動ミラーの共振動作で光ビームは水平方向に走査される。共振駆動では、回動ミラーをリニアに駆動する場合に比べて比較的小さな力で大きな振幅が得られる。垂直方向は周波数が低いのでガルバノミラーをリニアに駆動することが可能である。
【０１６３】
また、共振駆動ではミラーの動作がサイン波状になり、水平方向を片道走査しているので、水平ブランク期間が長くなり、光源の点灯時間が半分になる。光ビームは投射領域６５の左端から右端へ走査され、投射領域６５内の実線部がビームスポット軌跡６４として得られ、投射領域６５以外では光源を点灯しないブランク期間となっており点線で表示されている。水平方向（Ｈ）および垂直方向（Ｖ）の駆動信号波形の実線と点線の関係は、ビームスポット軌跡６４（実線）とブランク期間（点線）との関係に対応している。
【０１６４】
図１７（ｃ）は、水平方向では往復走査をする共振ラスタ走査方式を示している。往復走査をすれば、駆動周波数が半分でよいので駆動しやすい。また図１７（ｂ）に示す方式に比べて、光源の点灯時間が倍になるので効率が良い。ただし、走査線が厳密には平行でないので、垂直駆動信号波形をステップ状に補正して走査線を平行化する必要がある。光ビームは投射領域６５の左端から右端へ走査され、投射領域６５内の実線部がビームスポット軌跡６４として得られ、投射領域６５以外では光源を点灯しないブランク期間となっており点線で表示されている。水平方向（Ｈ）および垂直方向（Ｖ）の駆動信号波形の実線と点線の関係は、ビームスポット軌跡６４（実線）とブランク期間（点線）との関係に対応している。
【０１６５】
なお、画像投射スクリーン６６（図１５）は、例えば図４に示す構成要素を備える。
【０１６６】
画像投射スクリーン６６は、ベース材料層１２と、ベース材料層１２表面に設けられた透明材料を含むフォトクロミック化合物層１３とを備える。
【０１６７】
画像投射装置１０２より照射される可視光ビームは、ベース材料層１２で反射されて画像を表示し、不可視光ビームはフォトクロミック化合物層１３と反応して可視光の透過率を低下させて吸収率を増加させる。
【０１６８】
画像投射装置１０２と画像投射スクリーン６６との組み合わせにより、画像表示システムが構築される。
【０１６９】
このように、画像投射装置１０２が可視光源５１以外に不可視光源５４を備え、不可視光ビームが可視光ビームと合成されて１本の光ビーム５７となり、走査部２６で画像投射スクリーン６６に投射される。ベース材料層１２は可視光ビームに応じた画像を表示し、不可視光ビームはフォトクロミック化合物層１３と反応して可視光の透過率を低下させて吸収率を増加させる。この可視光の透過率を低下させて吸収率を増加させる箇所を、黒色や黒色に近い暗い画像表示をしている画素に対応させる。この箇所に入射した外光５は、このフォトクロミック化合物層１３で吸収されるので、外光５等によるスクリーンの黒浮きを抑えコントラストを高めた画像表示システムが得られる。
【０１７０】
また、走査部５６としては、図１５に示したような２軸の回動ミラー素子の他に、１軸の回動ミラー素子を２個使用した走査部でもよいし、２軸の回動のうちの１軸の回動は回転ポリゴンミラーで実現してもよい。また、２軸の回動のうちの１軸の回動は、グレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）と呼ばれる光学素子で実現してもよい。グレーティングライトバルブは、微小な短冊形状（マクロリボン）をアレイ状に並べ、回折現象を利用した素子である。
【０１７１】
また、画像投射装置１０２が備える光学系の構成は一例であり、光源の数や、コリメートレンズおよびプリズム等の構成要素は様々に設定される。
【０１７２】
また、フォトクロミック化合物層１３と反応する不可視光として、紫外光以外に近赤外光または近紫外光を用いてもよい。
【０１７３】
また、光ビームの走査により画像が表示される走査型の画像投射装置において、走査方向に沿った画素間で可視光ビームを点滅させている場合、可視光ビームが出力していない時に、不可視光ビームを出力させてもよい。不可視光ビームによりフォトクロミック化合物層１３の反射率、透過率および吸収率の少なくとも１つを変化させることにより、外光５等によるスクリーンの黒浮きを抑え、コントラストを高めた画像表示システムが得られる。
【０１７４】
（実施形態７）
図１８は、本発明の実施形態７による画像表示システムを示す図である。図１９は、画像投射装置１０３が備える制御部６７が実行する信号処理フローを示す図である。
【０１７５】
図１８に示す画像投射装置１０３は、以下に説明する要素を備える。
【０１７６】
ＲＧＢに対応した３つの可視光源５１から放射された可視光ビームは、それぞれに対応したコリメートレンズ５２によって絞り込まれ、ダイクロイックプリズム５３で合成される。不可視光源５４から放射された不可視光ビームは、コリメートレンズ５２によって絞り込まれ、合成された可視光ビームとビームスプリッター５５で合成されて１本の投射ビーム５７となる。光ビーム５７は、走査部５６のミラー面で反射されて、開口５８から画像投射スクリーン６６上に投射され、２次元に走査されて投射領域６５を形成する。
【０１７７】
制御部６７は、可視光源用制御部６７ａおよび不可視光源用制御部６７ｂを備える。表示しようとする画像を示す画像信号５９は、制御部６７ａおよび６７ｂに入力される。制御部６７ａおよび６７ｂは、画像信号５９に応じた制御信号を可視光源用光源変調回路６１ａおよび不可視光源用変調回路６１ｂに出力する。制御信号に応じて光源変調回路６１ａおよび６１ｂは、可視光源５１および不可視光源５４が出射する光の強度を変調する。
【０１７８】
可視光源用制御部６７ａは、画像信号５９の輝度信号を制御信号として可視光源用変調回路６１ａに出力する。不可視光源用制御部６７ｂは、画像信号５９の輝度信号を反転した輝度反転信号を生成し、制御信号として不可視光源用変調回路６１ｂに出力する。
【０１７９】
画像投射装置１０３は、照度検出器６８と温度検出器６９とを備える。照度検出器６８は、画像投射領域６５を含む画像投射スクリーン６６周辺の照度を検出して、検出照度を示す照度検出信号を不可視光源用制御部６７ｂに入力する。
【０１８０】
温度検出器６９は、画像投射領域６５を含む画像投射スクリーン６６周辺の温度を検出して、検出温度を示す温度検出信号を不可視光源用制御部６７ｂに入力する。
【０１８１】
照度検出器６８または温度検出器６９の照度または温度の検出は、画像投射装置１０３の電源投入時、画像を投射する前、画像投射中のうちの少なくとも１つのタイミングで行われる。
【０１８２】
可視光源用制御部６７ａの信号処理フローは、図７（ａ）に示す信号処理フローと同様である。画像信号５９が、一般的なＮＴＳＣ方式のビデオ信号の場合は、輝度信号と色差信号（Ｒ−輝度信号、Ｂ−輝度信号）と音声信号が得られる。輝度信号はＲＧＢ信号を所定の比率で足し合わせることで求めることができ、（式１）で表される。また、各色差信号は、（式２）または（式３）で表される。（式１）〜（式３）に応じたＲＧＢ信号変換処理を行い、ＲＧＢ信号が得られる。このＲＧＢ信号を可視光源用光源変調回路６１ａに入力する。
【０１８３】
また、画像信号５９がＲＧＢ信号の場合は、このＲＧＢ信号を可視光源用光源変調回路６１ａに入力する。
【０１８４】
図１９の信号処理フローを参照して、不可視光源用制御部６７ｂの信号処理を説明する。
【０１８５】
不可視光源用制御部６７ｂが実行する輝度信号反転処理までは、図７（ｂ）を参照して説明した輝度信号反転処理までの動作と同様である。画像信号５９が、一般的なＮＴＳＣ方式のビデオ信号の場合は、輝度信号３７が信号として得られるので、この輝度信号３７を反転処理して輝度反転信号が得られる。
【０１８６】
また、画像信号５９がＲＧＢ信号の場合は、このＲＧＢ信号にも輝度信号が含まれており、ＲＧＢ信号を（式１）に示す所定の比率で足し合わせることで輝度信号３７を得ることができる。この輝度信号３７を反転処理して輝度反転信号が得られる。
【０１８７】
図８（ａ）は輝度信号３７を示しており、図８（ｂ）は輝度反転信号３８を示している。
【０１８８】
フォトクロミック化合物層の不可視光に対する発色と可視光に対する消色が適切な応答時間および発消色レベルとなるように、不可視光および可視光の強度および照射時間が調整されることが望ましい。図１９を参照して、制御部６７ｂは、表示しようとする画像に対応する輝度信号とその前後の輝度信号とを記憶するとともにそれらの輝度信号同士を比較する（輝度信号比較処理）。比較した結果、ある表示箇所について所定の時間以上にわたって暗い表示が続く場合は、不可視光ビームの強度を強くすると共に照射時間を長くする。また、ある表示箇所について暗い表示が短時間である場合は、不可視光ビームの強度を弱くすると共に照射時間を短くする。
【０１８９】
不可視光源用制御部６７ｂは、輝度反転信号補正部７０を備える。輝度反転信号３８は、輝度反転信号補正部７０に入力され、階調レベルの補正処理が行われ、不可視光源２５を駆動するための輝度反転信号が得られる。この輝度反転信号を不可視光源用光源変調回路６１ｂに入力する。輝度反転信号補正部７０が実行する補正処理を、図１１を参照して説明する。
【０１９０】
図１１は、ある制御時間範囲内での階調レベル（輝度レベル）補正を行うときの、補正前の輝度反転信号と補正後の輝度反転信号を示している。点線部が階調レベル補正前の輝度反転信号３８で、実線部が階調レベル補正後の輝度反転信号３８ａである。照度検出器６８によって検出される照度に応じて、階調レベルを一定に低下させている。
【０１９１】
照度検出器６８が出力した照度検出信号は、輝度反転信号補正部７０に入力され、光源変調回路６１ｂを制御するための輝度反転信号の輝度レベル（階調レベル）の補正が、照度検出信号に応じて行われる。
【０１９２】
温度検出器６９が出力した温度検出信号は、輝度反転信号補正部７０に入力され、光源変調回路６１ｂを制御するための輝度反転信号の輝度レベル（階調レベル）の補正が、温度検出信号に応じて行われる。
【０１９３】
図１８を参照して、走査部５６によって走査された投射ビーム５７は、投射領域６５にビームスポット軌跡６４を描く。光ビームの走査方式には図１７を参照して説明したような方式が考えられる。
【０１９４】
図１７（ａ）は、リニアラスタ走査方式を示しており、水平方向および垂直方向ともにリニアな駆動信号波形を示す。ポリゴンミラー素子を使用する場合はこの走査方式を採用する。水平方向は駆動周波数が高いので、回動ミラーを高速でリニアに駆動するのは通常困難である。投射領域６５の左端から右端への走査中のビームスポット軌跡６４が得られ、実線で表示されている。投射領域６５の右端から左端、また下から上へ戻る期間は、光源を点灯せずにミラーだけが戻るブランク期間であり、点線で表示されている。水平方向（Ｈ）および垂直方向（Ｖ）の駆動信号波形の実線と点線の関係は、ビームスポット軌跡６４（実線）とブランク期間（点線）との関係に対応している。
【０１９５】
図１７（ｂ）は、共振ラスタ走査方式を示しており、回動ミラーの共振動作で光ビームは水平方向に走査される。共振駆動では、回動ミラーをリニアに駆動する場合に比べて比較的小さな力で大きな振幅が得られる。垂直方向は周波数が低いのでガルバノミラーをリニアに駆動することが可能である。
【０１９６】
また、共振駆動ではミラーの動作がサイン波状になり、水平方向を片道走査しているので、水平ブランク期間が長くなり、光源の点灯時間が半分になる。光ビームは投射領域６５の左端から右端へ走査され、投射領域６５内の実線部がビームスポット軌跡６４として得られ、投射領域６５以外では光源を点灯しないブランク期間となっており点線で表示されている。水平方向（Ｈ）および垂直方向（Ｖ）の駆動信号波形の実線と点線の関係は、ビームスポット軌跡６４（実線）とブランク期間（点線）との関係に対応している。
【０１９７】
図１７（ｃ）は、水平方向では往復走査をする共振ラスタ走査方式を示している。往復走査をすれば、駆動周波数が半分でよいので駆動しやすい。また図１７（ｂ）に示す方式に比べて、光源の点灯時間が倍になるので効率が良い。ただし、走査線が厳密には平行でないので、垂直駆動信号波形をステップ状に補正して走査線を平行化する必要がある。光ビームは投射領域６５の左端から右端へ走査され、投射領域６５内の実線部がビームスポット軌跡６４として得られ、投射領域６５以外では光源を点灯しないブランク期間となっており点線で表示されている。水平方向（Ｈ）および垂直方向（Ｖ）の駆動信号波形の実線と点線の関係は、ビームスポット軌跡６４（実線）とブランク期間（点線）との関係に対応している。
【０１９８】
なお、画像投射スクリーン６６（図１８）は、例えば図４に示す構成要素を備える。
【０１９９】
画像投射スクリーン６６は、ベース材料層１２と、ベース材料層１２表面に設けられた透明材料を含むフォトクロミック化合物層１３とを備える。
【０２００】
画像投射装置１０３より照射される可視光ビームは、ベース材料層１２で反射されて画像を表示し、不可視光ビームはフォトクロミック化合物層１３と反応して可視光の透過率を低下させて吸収率を増加させる。
【０２０１】
画像投射装置１０３と画像投射スクリーン６６との組み合わせにより、画像表示システムが構築される。
【０２０２】
このように、画像投射装置１０３が可視光源５１以外に不可視光源５４を備え、不可視光ビームが可視光ビームと合成され１本の投射ビーム５７となり、走査部２６で画像投射スクリーン６６に投射される。ベース材料層１２は可視光ビームに応じた画像を表示し、不可視光ビームはフォトクロミック化合物層１３と反応して可視光の透過率を低下させて吸収率を増加させる。この可視光の透過率を低下させて吸収率を増加させる箇所を、黒色や黒色に近い暗い画像表示をしている画素に対応させる。この箇所に入射した外光５は、このフォトクロミック化合物層１３で吸収されるので、外光５等によるスクリーンの黒浮きを抑えコントラストを高めた画像表示システムが得られる。さらに、本実施形態では、装置の外部環境に応じて、輝度反転信号補正部７０が輝度反転信号３８を適切に補正することで、さらにスクリーンの黒浮きを抑えコントラストを高めることができる。
【０２０３】
また、走査部５６としては、図１８に示したような２軸の回動ミラー素子のほかに、１軸の回動ミラー素子を２個使用した走査部でもよいし、２軸の回動のうちの１軸の回動は回転ポリゴンミラーで実現してもよい。また、２軸の回動のうちの１軸の回動は、グレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）と呼ばれる光学素子で実現してもよい。
【０２０４】
また、画像投射装置１０３が備える光学系の構成は一例であり、光源の数や、コリメートレンズおよびプリズム等の構成要素は様々に設定される。
【０２０５】
また、フォトクロミック化合物層１３と反応する不可視光として、紫外光以外に近赤外光または近紫外光を用いてもよい。
【０２０６】
また、階調レベル（輝度レベル）補正において、階調レベルを一定レベル低下させている補正例は一例であり、投射領域６５を含む画像投射スクリーン６６周辺の明るさに応じて階調レベルの補正を行うので、階調レベルを一定に上昇させることもある。
【０２０７】
また、輝度反転信号の補正としては、上述したような、輝度反転信号の所定の輝度レベル以下を切り捨てる補正、所定の中間の輝度レベルのみ切り捨てる補正、階調レベルを超えて輝度レベルまたは輝度中間位置を補正するガンマ補正などがある。輝度反転信号補正部７０が実行する補正処理を図１２〜図１４を参照して説明する。
【０２０８】
図１２は、ある制御時間範囲内での、輝度反転信号の所定の階調レベル（輝度レベル）以下の部分を切り捨てる補正処理を示している。一点鎖線が所定の階調レベルを示している。点線部は補正前の輝度反転信号３８を示し、実線部は補正後の輝度反転信号３８ａを示している。所定の階調レベル以下の部分は切り捨てられるので、輝度反転信号３８ａにより強度変調された不可視光ビームは、画像の黒色や黒色に近い暗い画像に対応した画素にのみ投射され、可視光の透過率を低下させて吸収率を増加させることができる。
【０２０９】
図１３は、ある制御時間範囲内での、輝度反転信号の所定の中間階調レベル（輝度レベル）を切り捨てる補正処理を示している。一点鎖線で挟まれた階調レベルが所定の中間階調レベルである。点線部は補正前の輝度反転信号３８を示し、実線部は補正後の輝度反転信号３８ａを示している。所定の中間階調レベルの部分は切り捨てられるので、輝度反転信号３８ａにより強度変調された不可視光ビームは、所定の中間階調レベルの画素に対応した箇所に投射されないので、画像の中間階調の輝度低下を抑えることができる。
【０２１０】
図１４は、ある制御時間範囲内での、輝度反転信号の輝度中間位置を補正するガンマ補正処理を示している。点線部は補正前の輝度反転信号３８を示し、実線部は補正後の輝度反転信号３８ａを示している。階調レベル（輝度レベル）の中心以上（階調レベル１２８以上）の部分は、階調レベルを上昇させ、階調レベルの中心以下（階調レベル１２７以下）の部分は、階調レベルを低下させる。特に中心付近の階調レベルの上昇または低下の度合いを大きくする。これにより、不可視光ビームにおける可視光の中間階調の輝度低下を緩和することができる。
【０２１１】
また、温度変化により階調レベルを上昇させるか低下させるかは、フォトクロミック化合物層の温度特性により異なるので、その特性に合わせて設定する。
【０２１２】
また、画像の投射領域６５を含む画像投射スクリーン６６周辺の照度または温度に応じた不可視光ビームの照射時間の調整は、不可視光ビームを変調させる信号のデューティーを変更することで可能である。
【０２１３】
また、照度検出器６８または温度検出器６９が画像投射装置１０３に搭載されていなくてもよい。輝度反転信号補正部７０の補正は、投射画像を確認しながらの自動補正や手動補正として行われてもよい。
【０２１４】
ここで、図７（ｂ）、図１０、図１６（ｂ）および図１９を参照して説明した輝度信号比較処理について、図２０を参照してさらに説明する。
【０２１５】
図２０（ａ）は輝度信号３７を示している。図２０（ｂ）は輝度反転信号３８を示している。図２０（ｃ）は不可視光ビームを照射するタイミング、照射時間、照射強度を示している。上述の説明では、輝度信号同士を比較して、ある表示箇所での暗い表示が続く時間を求めて、その時間に応じて不可視光ビームの強度と照射時間とを調整した。それに対し、図２０（ｃ）に示すように、ある表示箇所について所定の時間以上にわたって暗い表示が続く場合にのみ不可視光ビームを出力し、それ以外のときは出力しないようにしてもよい。これにより、フォトクロミック化合物自体の応答時間が要求される応答時間より遅い場合でも、目視上問題のないレベルでの黒表示を実現することができる。
【０２１６】
また、光ビームの走査により画像が表示される走査型の画像投射装置において、可視光ビームを出力していない画素と画素との間で不可視光ビームを出力させてもよい。不可視光ビームによりフォトクロミック化合物層１３の反射率、透過率および吸収率の少なくとも１つを変化させることにより、外光５等によるスクリーンの黒浮きを抑え、コントラストを高めた画像表示システムが得られる。
【０２１７】
なお、本発明は動画表示のみならず静止画の表示にも適しており、周囲の照明を調整できない場所、例えば屋外、駅構内、地下街などでも、黒浮きを抑えた高コントラストの画像表示を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２１８】
本発明は、プロジェクション方式でスクリーンに画像を表示する画像投射装置、画像が表示されるスクリーン、およびそれらを備えた画像表示システムの技術分野において特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２１９】
【図１】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態１による透過型画像投射スクリーンを示す図である。
【図２】本発明の実施形態１による透過型画像投射スクリーンのベース材料層を示す図である。
【図３】本発明の実施形態１による透過型画像投射スクリーンを示す図である。
【図４】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態２による反射型画像投射スクリーンを示す図である。
【図５】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態３による反射型画像投射スクリーンを示す図である。
【図６】本発明の実施形態４による画像表示システムを示す図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態４による制御部の信号処理を示すフローチャートである。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態４による輝度信号および輝度反転信号を説明するための図である。
【図９】本発明の実施形態５による画像表示システムを示す図である。
【図１０】本発明の実施形態５による制御部の信号処理を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態５による輝度反転信号の階調レベル補正を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態５による輝度反転信号の一部階調レベル切捨て補正を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態５による輝度反転信号の中間階調レベル切捨て補正を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態５による輝度反転信号のガンマ補正を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態６による画像表示システムを示す図である。
【図１６】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態６による制御部の信号処理を示すフローチャートである。
【図１７】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態６による走査方式を示す図である。
【図１８】本発明の実施形態７による画像表示システムを示す図である。
【図１９】本発明の実施形態７による制御部の信号処理を示すフローチャートである。
【図２０】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態７による不可視光を照射するタイミング、照射時間、照射強度を説明するための図である。
【符号の説明】
【０２２０】
１  透過型画像投射スクリーン
２、１２、１５  ベース材料層
３、１３、１６  フォトクロミック化合物層
４  瞳
５  外光
７  フレネルレンズ
８  レンチキュラーレンズ
９  光吸光部
１１、１４  反射型画像投射スクリーン
２１、５１  可視光源
２２、５２  コリメートレンズ
２３  可視光源用空間変調素子
２４、５３  ダイクロイックプリズム
２５、５４  不可視光源
２６、５５  ビームスプリッター
２７  投射レンズ
２８、５９  画像信号
２９、３９、６０、６７  制御部
３０  空間変調素子駆動部
３１  Ｒフィルター
３２  Ｇフィルター
３３  Ｂフィルター
３４  不可視光源用空間変調素子
３５、６５  投射領域
３６、６６  画像投射スクリーン
３７  輝度信号
３８  輝度反転信号
４０、６８  照度検出器
４１、６９  温度検出器
４２、７０  輝度反転信号補正部
５６  走査部
５７  投射ビーム
５８  開口
６１  光源変調回路
６２  駆動部
６３  角度変位信号
６４  ビームスポット軌跡
１００、１０１、１０２、１０３  画像投射装置
【図１】
0005208727.tif 000002
【図２】
0005208727.tif 000003
【図３】
0005208727.tif 000004
【図４】
0005208727.tif 000005
【図５】
0005208727.tif 000006
【図６】
0005208727.tif 000007
【図７】
0005208727.tif 000008
【図８】
0005208727.tif 000009
【図９】
0005208727.tif 000010
【図１０】
0005208727.tif 000011
【図１１】
0005208727.tif 000012
【図１２】
0005208727.tif 000013
【図１３】
0005208727.tif 000014
【図１４】
0005208727.tif 000015
【図１５】
0005208727.tif 000016
【図１６】
0005208727.tif 000017
【図１７】
0005208727.tif 000018
【図１８】
0005208727.tif 000019
【図１９】
0005208727.tif 000020
【図２０】
0005208727.tif 000021