屏幕和显示装置的制作方法

文档序号:17726974发布日期:2019-05-22 02:34阅读:166来源:国知局
屏幕和显示装置的制作方法

本公开涉及显示图像的屏幕和显示装置。



背景技术:

如日本特开2008-310260号公报所公开的那样,利用使用相干光源的投影仪。作为相干光,典型地使用从激光光源振荡出的激光。在来自投影仪的图像光由相干光形成的情况下,在被照射图像光的屏幕上观察到散斑。散斑作为斑点图案而被识别,使显示画质劣化。



技术实现要素:

日本特开2008-310260号公报提出了由微囊型电泳方式的电子纸构成的屏幕。在日本特开2008-310260号公报的屏幕中,反射率与通过光栅扫描方式照射的图像光的照射位置对应地变化。

日本特开2008-310260号公报未公开减少屏幕中产生的散斑的技术。为了减少屏幕中产生的散斑,在维持屏幕的扩散特性的状态下,使扩散波面随时间变化是有效的。此前提出了使屏幕直接振动等的方式,但是,实用方面的制约较大。

利用屏幕显示图像的目的各种各样,需要在与该目的对应的部位设置屏幕。例如,在使屏幕作为广告介质进行显示的情况下,期望在唤起大量的人的注意的部位设置屏幕,但是,根据建筑物内的构造等,有时屏幕的设置部位和尺寸受到限制。此外,有时从设计性的观点来决定屏幕的形状、尺寸、设置部位。

本公开是考虑以上方面而完成的,其目的在于,提供即使将屏幕的设置部位、形状、尺寸变更为各种形式也能够减少散斑的屏幕和显示装置。

为了解决上述课题,在本公开的一个方式中,提供一种屏幕,其中,所述屏幕具有片部件,该片部件具有控制层和电极,该控制层包含多个粒子或规定的液体,该电极对所述控制层施加电压来驱动所述多个粒子或所述规定的液体,所述多个粒子或所述规定的液体使从配置在规定部位的光源照射的光进行透射或反射,所述电极使所述多个粒子根据所述电压在所述控制层的内部产生移动和旋转中的至少一方,或者使所述规定的液体根据所述电压在所述控制层的内部移动。

也可以是,所述片部件被支承器具支承于与所述片部件分开配置的规定的面。

也可以是,所述片部件的片面被配置成与所述规定的面对置。

也可以是,所述片部件的片面配置在与所述规定的面交叉的方向上。

也可以是,所述片部件的片面与规定的面进行面接触。

也可以是,所述片部件在片面弯曲的状态下配置在规定的面上,所述片部件的至少一部分的端部与所述规定的面接触。

也可以是,所述规定的面是顶面。

也可以是,所述规定的面是配置在与顶面不同的方向上的面。

也可以是,所述片部件的片面是平坦面。

也可以是,所述片部件的片面是曲面。

也可以是,所述屏幕具有密接配置的多个所述片部件,该多个所述片部件分别具有所述控制层和所述电极,所述多个片部件中的相邻配置的2个片部件的一端部彼此接合成同一面。

也可以是,显示装置具有:方式1~11中的任意一项所述的屏幕;支承器具,其一端部与所述片部件的一个以上的部位连接,另一端部与和所述片部件分开配置的规定的面连接,利用所述规定的面支承所述片部件;以及所述光源,其对所述屏幕照射相干光。

也可以是,所述光源沿着所述规定的面配置。

也可以是,所述光源配置在所述片部件的片面内的法线方向的范围内。

也可以是,所述光源配置在从所述片部件的片面内的法线方向的范围偏离的位置。

也可以是,所述显示装置具有光源控制部,该光源控制部使从所述光源射出的相干光在所述片部件的片面内进行扫描。

也可以是,所述片部件配置在规定的基准面上,所述光源配置在所述基准面上。

也可以是,所述片部件被配置成包围所述光源的至少一部分。

也可以是,所述片部件是中空的球状体,所述光源配置在所述球状体的内部。

也可以是,所述球状体是将密接配置的多个所述片部件中的相邻配置的2个片部件的一端部彼此接合成同一面而成的。

也可以是,所述片部件是中空的圆筒体,所述光源配置在所述圆筒体的内部。

也可以是,所述圆筒体是使一个所述片部件的对置的两端部彼此弯曲而接合成同一面,或者将密接配置的多个所述片部件中的相邻配置的2个片部件的一端部彼此接合成同一面而成的。

也可以是,显示装置具有:上述屏幕;以及所述光源,其照射相干光。

在本公开的一个方式中,提供一种显示装置,其中,所述显示装置具有:片部件,其具有控制层和电极,该控制层包含多个粒子或规定的液体,该电极对所述控制层施加电压来驱动所述多个粒子或所述规定的液体;驱动部,其产生使所述片部件在三维空间内浮游的驱动力;支承器具,其一端部与所述片部件的一个以上的部位连接,另一端部与所述驱动部连接,利用所述驱动部支承所述片部件;以及光源,其沿着所述驱动部配置,所述多个粒子或所述规定的液体使从所述光源照射的光进行透射或反射,所述电极使所述多个粒子根据所述电压在所述控制层的内部产生移动和旋转中的至少一方,或者使所述规定的液体根据所述电压在所述控制层的内部移动。

也可以是,所述片部件的片面是平坦面。

也可以是,所述片部件的片面是曲面。

也可以是,所述显示装置具有密接配置的多个所述片部件,该多个所述片部件分别具有所述控制层和所述电极,所述多个片部件中的相邻配置的2个片部件的一端部彼此接合成同一面。

在本公开的一个方式中,提供一种显示装置,其中,所述显示装置具有:密接配置的多个片部件,它们分别具有控制层和电极,该控制层包含多个粒子或规定的液体,该电极对所述控制层施加电压来驱动所述多个粒子或所述规定的液体;光源,其对所述多个片部件照射相干光;以及光源控制部,其使来自所述光源的相干光在所述多个片部件的各片面上进行扫描,所述多个片部件中的相邻配置的2个片部件的一端部彼此接合成同一面,所述光源控制部使所述相干光进行扫描,以使得不会对相邻配置的2个片部件的接缝照射来自所述光源的相干光。

在本公开的一个方式中,提供一种显示装置,其中,所述显示装置具有:片部件,其具有控制层和电极,该控制层包含多个粒子或规定的液体,该电极对所控述制层施加电压来驱动所述多个粒子或所述规定的液体;以及多个光源,它们分别对所述片部件的片面上的对应的部分区域照射相干光,被照射来自所述多个光源的相干光的多个所述部分区域中的相邻配置的2个部分区域的一部分重合。

也可以是,所述显示装置具有光源控制部,该光源控制部调整对相邻配置的2个部分区域中的相互重合的区域进行照射的所述多个光源的相干光的光强度。

也可以是,所述多个粒子分别包含第1部分和第2部分。

也可以是,所述多个粒子具有带电性,所述电极形成使所述多个粒子移动的电场。

也可以是,所述屏幕具有多个隔壁部,该多个隔壁部分别收纳所述多个粒子,所述多个隔壁部分别具有:第1液体,其具有导电性或极性;第2液体,其被配置成与所述第1液体相接,对应于与所述第1液体不混和的所述规定的液体;电绝缘层,其被配置成与所述第2液体相接;以及电极,其根据施加给所述第2液体的电压,使所述电绝缘层上的所述第2液体的接触角变化。

也可以是,所述显示装置具有包含所述光源的投影仪,所述光源射出由所述投影仪生成的图像相干光。

在本公开的一个方式中,提供一种显示装置,其中,所述显示装置具有:片状的屏幕,其具有控制层和电极,该控制层包含多个粒子或规定的液体,该电极对所述控制层施加电压来驱动所述多个粒子或所述规定的液体;驱动装置,其驱动所述电极;投射装置,其向所述屏幕投射相干光;以及壳体,其至少内置所述投射装置,所述投射装置具有:光源,其射出相干光;以及扫描器件,其使从所述光源射出的相干光在所述屏幕上进行扫描,所述屏幕配置在所述壳体的外表面的至少一部分。

也可以是,所述显示装置具有光行进方向变更部件,该光行进方向变更部件内置于所述壳体中,切换从所述投射装置输出的相干光的行进方向而将该相干光引导至所述屏幕。

也可以是,所述光源和所述扫描器件配置在不遮挡从所述光行进方向变更部件朝向所述屏幕行进的相干光的光路的部位。

也可以是,所述光行进方向变更部件是反射镜或棱镜。

也可以是,所述光行进方向变更部件使所述相干光的行进方向变化1次以上,而将该相干光引导至所述屏幕,从所述投射装置射出的所述相干光中的以最短距离入射到屏幕的光的光路长度比所述壳体的内部尺寸的进深长度长。

也可以是,所述光行进方向变更部件使相干光沿着相对于所述屏幕的投射面的法线方向倾斜的方向入射到所述屏幕。

也可以是,所述壳体根据所述光行进方向变更部件中的相干光的入射方向和出射方向进行弯曲或折曲。

也可以是,所述显示装置具有光学系统,该光学系统内置于所述壳体中,对从所述投射装置输出的相干光的扩散范围进行控制。

也可以是,所述光学系统具有在光轴方向上分开配置的多个透镜。

也可以是,所述投射装置具有对所述屏幕的各不相同的区域投射相干光的多个投射部,所述多个投射部分别具有所述光源和所述扫描器件。

也可以是,所述显示装置具有平行化光学系统,该平行化光学系统配置在所述屏幕的入射面侧,对从所述投射装置输出的多个相干光进行平行化。

也可以是,按照所述多个投射部中的每个投射部对从所述多个投射部射出的相干光在所述屏幕上的投射范围进行调整。

也可以是,所述投射范围调整部按照所述多个投射部中的每个投射部对投射范围进行调整,以使得从所述多个投射部射出的相干光在所述屏幕上的水平方向和垂直方向中的至少一方的投射范围的偏移减少。

也可以是,所述投射范围调整部根据所述壳体的周围的温度,按照所述多个投射部中的每个投射部对投射范围进行调整。

也可以是,所述屏幕具有配置在所述壳体的外表面的各不相同的部位的多个屏幕部,所述投射装置具有多个投射部,该多个投射部对所述多个屏幕部中的对应的屏幕部照射相干光。

也可以是,所述多个投射部分别配置在与从所述多个投射部中的其他所述投射部输出的相干光的光路不同的部位。

也可以是,所述投射装置相对于所述屏幕的配置部位偏移配置。

也可以是,所述显示装置具有多个所述屏幕,该多个所述屏幕配置在所述壳体的外表面的各不相同的面方向上,所述投射装置在所述多个屏幕上扫描相干光。

也可以是,所述屏幕具有折面或弯曲面,通过一个或多个所述投射装置对所述折面或所述弯曲面进行投射。

也可以是,从正面方向观察所述屏幕时,所述投射装置配置在被所述屏幕的投射区域隐藏的位置。

也可以是,从正面方向观察所述屏幕时,所述投射装置配置在与所述屏幕的缘部重叠的位置。

发明效果

根据本公开,即使将屏幕的设置场所、形状、尺寸变更为各种形式,也能够减少散斑。

附图说明

图1是示出显示装置的概略结构的一例的图。

图2是说明光栅扫描方式的图。

图3是示出屏幕的截面构造的剖视图。

图4是粒子的放大图。

图5是示出交流电压波形的图。

图6是使用与图3不同构造的粒子的屏幕的剖视图。

图7是使用与图3和图6不同构造的粒子的屏幕的剖视图。

图8是使用与图3、图6和图7不同构造的粒子的屏幕的剖视图。

图9是使图8的粒子旋转90度的透射型屏幕的剖视图。

图10是示出第1电极和第2电极双方形成为条状的例子的图。

图11(a)~(c)是示出在一个或多个腔内包含粒子的例子的图。

图12a是示出电泳方式的屏幕的一例的示意图。

图12b是示出电泳方式的屏幕的一例的示意图。

图12c是示出在2个电极之间配置多个微囊的例子的图。

图13a是示出按照各单元部对粒子的移动进行控制的例子的图。

图13b是示出微杯构造的图。

图14是示出电子粉粒体方式的图。

图15是示出电润湿方式的图。

图16a是示出屏幕的第1使用例的图。

图16b是在图15a中追加了框架和光学片的图。

图16c是在图15a中追加了支承基板和光学片的图。

图17a是示出使片面为曲面的例子的图。

图17b是在图16a中追加了框架和光学片的图。

图17c是使屏幕成为密封构造的图。

图18a是示出对相邻配置的2个片部件的一端部彼此进行接合而得的屏幕的图。

图18b是在图17a中追加了框架和光学片的图。

图18c是使屏幕成为袋体的图。

图18d是在2个片部件的间隙配置遮光部件的图。

图18e是使2个片部件局部重合的图。

图18f是在多个片部件中分别设置光源的图。

图19a是示出屏幕的第2使用例的图。

图19b是在图18a的屏幕的上表面侧和下表面侧设置框架的图。

图19c是在图18a的屏幕的周围设置框架的图。

图20a是示出使片面为曲面的例子的图。

图20b是在图19a的屏幕的上表面侧和下表面侧设置框架的图。

图21是示出对相邻配置的片部件的一端部彼此接合而得的屏幕的图。

图22是示出安装在与顶面不同方向的面上的多个支承部件上架设的屏幕的图。

图23a是示出在支承部件上安装支承器具并悬挂屏幕的例子的图。

图23b是使图22a的屏幕能够移动的图。

图24是示出使屏幕的片面与顶面接触的例子的图。

图25是示出将曲面状的屏幕安装在顶面上的例子的图。

图26是示出使片面的朝向相对于图23的屏幕相差90度的例子的图。

图27是示出使屏幕的片面与配置在与顶面不同方向上的面接触的例子的图。

图28a是示出在壁面上安装曲面状的屏幕的例子的图。

图28b是示出在壁侧设置光源的例子的图。

图29a是示出屏幕的第4使用例的图。

图29b是示出使图28a的球状体为3层构造的例子的图。

图30a是示出圆筒体的屏幕的第4使用例的图。

图30b是示出立方体的屏幕的第4使用例的图。

图31是示出球状体的片部件的制作方法的展开图。

图32是示出浮在水面上的屏幕的例子的图。

图33a是示出屏幕的第5使用例的图。

图33b是示出图32a的屏幕与铅垂面平行的例子的图。

图33c是利用包覆部件覆盖驱动部到屏幕的周缘部的图。

图34a是示出屏幕为曲面的例子的图。

图34b是示出图33a的屏幕与铅垂面平行的例子的图。

图35a是示出对多个片部件进行接合而得的屏幕的图。

图35b是示出图34a的屏幕与铅垂面平行的例子的图。

图36是示出显示装置10的概略结构的框图,该显示装置10具有对图17等的多个片部件进行接合而得的屏幕。

图37是示出片面上的相干光的扫描轨迹的图。

图38是示出使用多个光源照射一个屏幕的片面的例子的图。

图39是示出取下一个具体例的显示装置的壳体的上盖的状态的图。

图40是示出设置由反射镜构成的光行进方向变更部件的例子的俯视图。

图41是从图40的箭头方向观察的俯视图。

图42是示出设置凹面镜的例子的图。

图43是示出设置凸面镜的例子的图。

图44是使壳体成为l字型形状的例子的图。

图45是示出具有在光轴方向上分开配置的第1柱面透镜和第2柱面透镜的例子的图。

图46是示出具有对屏幕的各不相同的区域投射相干光的多个投影仪的例子的图。

图47是示出图46的一个变形例的图。

图48是示出利用不同的投影仪对4个屏幕进行投射的例子的图。

图49是示出利用不同的投影仪对对置的2个屏幕进行投射的例子的图。

图50是示出图49的一个变形例的图。

图51是示出从壳体内偏移配置的投影仪投射相干光的例子的图。

图52是示出从1个投影仪对配置在长方体形状的壳体中的2个侧面上的2个屏幕投射相干光的显示装置的一例的图。

图53是示出利用一个投影仪对曲面形状的屏幕进行投射的例子的图。

图54是示出利用两个投影仪对曲面形状的屏幕进行投射的例子的图。

图55是示出按照包含各拐点的每个曲面形状单独配置投影仪的例子的图。

图56(a)~(d)是示出无法从屏幕侧视觉辨认投影仪的影子的例子的图。

图57是示出延长投影仪的光路长度的例子的图。

图58是示出在铅垂方向上并列配置多个具有图39所示的壳体的显示装置的例子的图。

图59a是示出观察者使视线朝向斜上方的例子的图。

图59b是示出观察者使视线朝向斜下方的例子的图。

图60a是示出在屏幕的近前配置透镜片而变更了投射方向的例子的图。

图60b是放大图60a的透镜片的图。

图60c是示出将投射方向变更为与图60a不同的方向的例子的图。

图61是示出利用配置在壳体的上表面上的折返镜进行反射的例子的图。

图62是示出具有屏幕的投射范围调整功能的显示装置的结构的图。

图63是示出各投影仪的内部结构的框图。

具体实施方式

下面,参照附图对本公开的实施方式进行说明。另外,在本案件说明书所附加的附图中,为了容易进行图示和理解,与实物本身相比,适当地变更和夸张比例尺和纵横尺寸比等。

本实施方式的屏幕能够用于显示装置。图1是示出显示装置10的概略结构的一例的图。图1的显示装置10具有投影仪20、以及被照射来自投影仪20的图像光的屏幕40。如后所述,屏幕40能够使针对入射光造成的扩散波面经时变化,由此,能够使散斑不明显。

除此之外,图1的显示装置10还具有电力源30和控制装置35。电力源30对屏幕40施加交流电压。控制装置35调整来自电力源30的施加电压,对屏幕40的状态进行控制。此外,控制装置35还对投影仪20的动作进行控制。作为一例,控制装置35能够由通用计算机构成。

投影仪20向屏幕40投射形成图像的光即图像光。在图示的例子中,投影仪20具有振荡出相干光的相干光源21、以及对相干光源21的光路进行调整的扫描装置(未图示)。作为典型例子,相干光源21由振荡出激光的激光光源构成。相干光源21也可以具有生成相互不同的波段的光的多个相干光源。

在图示的例子中,投影仪20利用光栅扫描方式在屏幕40上投射相干光。如图2所示,投影仪20以扫描屏幕40上的整个区域的方式投射相干光。高速实施扫描。投影仪20根据应该形成的图像,停止来自相干光源21的相干光的射出。即,仅对屏幕40上的应该形成图像的位置投射相干光。其结果,在屏幕40上形成图像。投影仪20的动作由控制装置35控制。

接着,对屏幕40进行说明。图3是示出屏幕的截面构造的剖视图。一个实施方式的屏幕40具备具有多个粒子的粒子片50、以及与电力源30连接的电极41、42。在粒子片50的一个主面上,第1电极41呈面状扩展,在粒子片50的另一个主面上,第2电极42呈面状扩展。此外,如图1所示,屏幕40具有覆盖第1电极41而形成屏幕40的一个最外面的第1覆盖层46、以及覆盖第2电极42而形成屏幕40的另一个最外面的第2覆盖层47。

图1的屏幕40构成反射型的屏幕。投影仪20对由第1覆盖层46形成的显示侧面40a照射图像光。图像光透射过屏幕40的第1覆盖层46和第1电极41,然后,在粒子片50中扩散反射。其结果,位于面向屏幕40的显示侧面40a的位置的观察者能够观察图像。

图像光透射的第1电极41和第1覆盖层46是透明的。优选第1电极41和第1覆盖层46各自的可见光区域中的透射率为80%以上,更加优选为84%以上。另外,可见光透射率被确定为使用分光光度计((株)岛津制作所制“uv-3100pc”、jisk0115标准品)在测定波长380nm~780nm的范围内进行测定时的、各波长的透射率的平均值。

作为构成第1电极41的导电材料,能够使用ito(indiumtinoxide;氧化铟锡)、inzno(indiumzincoxide;氧化铟锌)、ag纳米线、碳纳米管等。另一方面,第1覆盖层46是用于保护第1电极41和粒子片50的层。该第1覆盖层46能够由透明树脂、例如具有优良的稳定性的聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚碳酸酯、环烯烃聚合物等形成。

第2电极42能够与第1电极41同样地构成。此外,第2覆盖层47能够与第1覆盖层46同样地构成。但是,第2电极42不需要是透明的。因此,第2电极42例如能够由铝或铜等的金属薄膜形成。由金属膜构成的第2电极42在反射型的屏幕40中还能够作为反射图像光的反射层发挥功能。第2覆盖层47能够与第1覆盖层46同样地构成。

接着,对粒子片50进行说明。如图3所示,粒子片50具有一对基材51、52、以及设置在一对基材51、52之间的粒子层55。第1基材51支承第1电极41,第2基材52支承第2电极42。粒子层55被密封在第1基材51和第2基材52之间。第1基材51和第2基材52能够由如下材料构成,该材料能够密封粒子层55、且具有能够作为电极41、42和粒子层55的支承体发挥功能的强度,例如聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂膜。另外,在图示的实施方式中,屏幕40构成为反射型的屏幕,图像光透射过第1基材51。因此,优选第1基材51是透明的,具有与第1电极41和第1覆盖层46相同的可见光透射率。

接着,对粒子层55进行说明。如图3所示,粒子层55具有多个粒子60、以及保持粒子60的保持部56。保持部56将粒子60保持成能够进行动作。在图示的例子中,保持部56具有多个腔56a,在各腔56a内收容有粒子60。各腔56a的内部尺寸比该腔56a内的粒子60的外部尺寸大。因此,粒子60能够在腔56a内进行动作。保持部56由于溶剂57而溶胀。在腔56a内,保持部56与粒子60之间被溶剂57充填。利用由于溶剂57而溶胀的保持部56,能够稳定地确保粒子60的顺畅动作。下面,依次对保持部56、溶剂57和粒子60进行说明。

首先,对保持部56和溶剂57进行说明。溶剂57用于使粒子60的动作顺畅。保持部56溶胀,由此,溶剂57保持在腔56a内。优选溶剂57为不会妨碍粒子60与电场对应地进行动作的低极性。作为低极性的溶剂57,能够使用使粒子60的动作顺畅的各种材料。作为溶剂57的一例,能够例示二甲基硅油、异链烷烃系溶剂和直链石蜡系溶剂、十二烷、十三烷等直链烷烃。

接着,作为一例,保持部56能够使用由弹性体材料构成的弹性体片构成。作为弹性体片的保持部56能够使所述溶剂57溶胀。作为弹性体片的材料,能够例示硅酮树脂、(微交联)丙烯酸树脂、(微交联)苯乙烯树脂和聚烯烃树脂等。

在图示的例子中,在保持部56内,腔56a在屏幕40的面方向上高密度地分布。此外,腔56a还在屏幕40的法线方向nd上分布。在图示的例子中,呈面状扩展的腔56a的组在屏幕40的厚度方向上并列有三层。

接着,对粒子60进行说明。粒子60具有使从投影仪20投射的图像光的行进方向变化的功能。在图示的例子中,粒子60具有使图像光扩散、特别是扩散反射的功能。

粒子60包含相对介电常数不同的第1部分61和第2部分62。因此,当该粒子60放置在电场内时,在该粒子60内产生电偶极矩。此时,粒子60朝向该偶极矩的矢量方向与电场的矢量正相反的位置进行动作。因此,当对第1电极41和第2电极42之间施加电压而在位于第1电极41和第2电极42之间的粒子片50中产生电场时,粒子60以采取相对于电场稳定的姿态、即相对于电场稳定的位置和朝向的方式在腔56a内进行动作。伴随着具有光扩散功能的粒子60的动作,该屏幕40使其扩散波面变化。

包含相对介电常数不同的第1部分61和第2部分62的粒子60能够通过包含公知技术的各种方法来制造。例如,能够采用使用粘接带等单层排列有机物或无机物的球状粒子且在半球面上蒸镀以与球状粒子不同的正负带电的树脂成分层或无机物层的方法(蒸镀法、例如日本特开昭56-67887)、使用旋转盘的方法(例如日本特开平6-226875号公报)、使用喷雾法或喷墨法使相对介电常数不同的2种液滴在空气中接触而成为1个液滴的方法(例如日本特开2003-140204号公报)和jp2004-197083a中提出的微通道制造方法来制造。

图4是粒子60的放大图。粒子60是球形状,第1部分61和第2部分62分别成为半球状。粒子60的第1部分61具有第1主体部66a和分散在第1主体部66a内的第1扩散成分66b。同样,第2部分62具有第2主体部67a和分散在第2主体部67a内的第2扩散成分67b。因此,球状粒子60针对在第1部分61的内部行进的光和在第2部分62的内部行进的光,能够表现扩散功能。这里,扩散成分66b、67b是指能够发挥如下作用的成分:通过使在粒子60内行进的光反射或折射等使该光的行进方向变化。例如,利用折射率与构成粒子60的主体部66a、67a的材料不同的材料构成扩散成分66b、67b,或者利用能够对光发挥反射作用的材料构成扩散成分66b、67b,由此,能够赋予这种扩散成分66b、67b的光扩散功能(光散射功能)。作为折射率与构成主体部66a、67a的材料不同的扩散成分66b、67b,可例示树脂珠、玻璃珠、金属化合物、含有气体的多孔质物质、以及简单的气泡。

在图示的例子中,粒子60成为单一颜色。即,第1部分61和第2部分62成为相同颜色。通过在第1部分61和第2部分62中添加颜料或染料等色料,能够调整第1部分61和第2部分62的颜色。颜料或染料能够使用各种公知的颜料或染料等。

对粒子60使用的单一颜色意味着,在未利用屏幕40进行图像显示的状态下,即使粒子60在粒子片50内进行动作,也以对屏幕40的显示侧面40a进行观察的观察者以通常的观察力无法识别屏幕40的颜色变化的程度具有一样的颜色。即,在未利用该屏幕40进行图像显示的状态下,在观察者的通常的注意力下的观察中,在粒子60的第1部分61朝向屏幕40的显示侧面40a的状态下的屏幕40的显示侧面40a和粒子60的第2部分62朝向屏幕40的显示侧面40a的状态下的屏幕40的显示侧面40a被识别为相同颜色的情况下,可以说粒子60是单一颜色。

另外,作为一例,粒子层55、粒子片50和屏幕40能够如下那样制作。

粒子层55能够通过公知的制造方法来制造。即,首先,制作使粒子60分散在聚合性硅酮橡胶中的油墨。接着,利用涂布机等延展该油墨,进而,利用加热等使其聚合,进行片化。通过以上步骤,得到保持着粒子60的保持部56。接着,将保持部56在硅油等溶剂57中浸渍一定期间。保持部56溶胀,由此,在由硅酮橡胶构成的保持部56与粒子60之间形成被溶剂57充满的间隙。其结果,形成收容有溶剂57和粒子60的腔56a。如上所述,能够制造粒子层55。

接着,能够通过jp2011-112792a所公开的制造方法,使用粒子层55制作屏幕40。首先,通过一对基材51、52覆盖粒子层55,使用层叠板或粘接剂等对粒子层55进行密封。由此,制作粒子片50。接着,在粒子片50上设置第1电极41和第2电极42,进而,层叠第1覆盖层46和第2覆盖层47,由此得到屏幕40。

接着,对使用该显示装置10显示图像时的作用进行说明。

首先,通过来自控制装置35的控制,投影仪20的相干光源21振荡出相干光。通过未图示的扫描装置对来自投影仪20的光的光路进行调整,对屏幕40进行照射。如图2所示,未图示的扫描装置对该光的光路进行调整,以使得光在屏幕40的显示侧面40a上进行扫描。但是,相干光源21进行的相干光的射出由控制装置35控制。控制装置35与希望显示在屏幕40上的图像对应地,停止来自相干光源21的相干光的射出。投影仪20中包含的扫描装置的动作高速到人眼不可分解的程度。因此,观察者将会同时观察隔开时间照射的屏幕40上的各位置被照射的光。

投射到屏幕40上的光透射过第1覆盖层46和第1电极41,到达粒子片50。该光被粒子片50的粒子60扩散反射,朝向作为屏幕40的观察者侧的各种方向射出。因此,在作为屏幕40的观察者侧的各位置,能够观察来自屏幕40上的各位置的反射光。其结果,能够观察与屏幕40上的被照射相干光的区域对应的图像。

此外,相干光源21也可以包含射出相互不同的波段的相干光的多个光源。该情况下,控制装置35独立于其他光源来控制与各波段的光对应的光源。其结果,能够在屏幕40上显示彩色图像。

在使用相干光在屏幕上形成图像的情况下,观察到斑点样子的散斑。认为散斑的一个原因是,在以激光为代表的相干光在屏幕上扩散后,在光传感器面上(在人的情况下为网膜上)产生干涉图案。特别是在通过光栅扫描对屏幕照射相干光的情况下,相干光从一定的入射方向入射到屏幕上的各位置。因此,在采用光栅扫描的情况下,只要屏幕不摆动,则屏幕的各点产生的散斑波面不动,当散斑图案与图像一起被观察者视觉辨认时,使显示图像的画质显著劣化。

另一方面,本实施方式中的显示装置10的屏幕40使扩散波面经时变化。如果屏幕40中的扩散波面变化,则屏幕40上的散斑图案经时变化。而且,当使扩散波面的经时变化非常高速时,观察者观察到重叠而被平均化的散斑图案。由此,能够使散斑不明显。

图示的屏幕40具有一对电极41、42。该一对电极41、42与电力源30电连接。电力源30能够对一对电极41、42施加电压。当对一对电极41、42之间施加电压时,在位于一对电极41、42之间的粒子片50中形成电场。在粒子片50的粒子层55中,具有相对介电常数不同的多个部分61、62的粒子60被保持成能够进行动作。该粒子60本身带电,或者至少在粒子层55中形成电场时产生偶极矩,因此,根据所形成的电场的矢量进行动作。当具有使光的行进方向变化的功能、例如反射功能或扩散功能的粒子60进行动作时,屏幕40的扩散特性经时变化。其结果,能够使散斑不明显。图4的标号“la”是从投影仪20朝向屏幕40照射的图像光,标号“lb”是在屏幕40扩散的图像光。

另外,关于在粒子60的第1部分61和第2部分62之间相对介电常数不同,如果以能够表现散斑减少功能的程度使相对介电常数不同则足够了。因此,根据被保持成能够进行动作的粒子60是否能够伴随电场矢量的变化而进行动作,能够判定在粒子60的第1部分61和第2部分62之间相对介电常数是否不同。

这里,粒子60相对于保持部56进行动作的原理是,使粒子60的朝向和位置变化,以使得粒子60的电荷或偶极矩相对于电场矢量成为稳定的位置关系。因此,如果持续对粒子层55施加一定的电场,则粒子60的动作在一定期间后停止。另一方面,为了使散斑不明显,需要持续进行粒子60相对于保持部56的动作。因此,电力源30施加电压,以使得粒子层55中形成的电场经时变化。在图示的例子中,电力源30对一对电极41、42之间施加电压,以使粒子片50内生成的电场的矢量反转。例如,在图5所示的例子中,从电力源30对屏幕40的一对电极41、42施加反复呈现x〔v〕的电压和-y〔v〕的电压的交流电压。

另外,粒子60收容在形成于保持部56中的腔56a内。腔56a具有大致球状的内形。因此,粒子60能够以在与图4的纸面垂直的方向上延伸的旋转轴线ra为中心进行旋转振动。但是,依赖于收容粒子60的腔56a的大小,粒子60不仅反复进行旋转运动,还进行平移运动。进而,在腔56a中填充有溶剂57。溶剂57使粒子60相对于保持部56的动作顺畅。

粒子60不限于图2所示的包含大致半球状的第1部分61和第2部分62的构造。下面,依次对粒子60的第1变形例~第3变形例进行说明。

(粒子60的第1变形例)

图6是使用与图3不同构造的粒子60的屏幕40的剖视图。图6所示的第1变形例的粒子60具有体积相互不同的第1部分61和第2部分62。图6例示出第1部分61的体积比第2部分62的体积大的例子。在图6的情况下,第2部分62是接近球体或椭球体的形状,第2部分62的表面、即与第1部分61之间的界面成为凸面。另外,粒子60不一定限于理想的球体,第2部分62也可以是从理想的球体或椭球体稍微变形而得的形状。

第1部分61是透明部件。作为第1部分61的具体材料,例如是硅油或透明树脂部件。理想情况下,如图6所示,第1部分61配置在观察者侧。入射到第1部分61的光直接穿过第1部分61而到达第2部分62。第2部分62的相对介电常数与第1部分61不同,此外,第2部分62具有光的散射或反射功能。进而,第2部分62由与第1部分61不同的折射率构成。此外,在第2部分62的内部也可以包含使光扩散的扩散成分62c。这些扩散成分62c针对在粒子60内行进的光发挥通过反射或折射等使光的行进方向变化的作用。

这样,第1部分61和第2部分62的光学特性不同,进而,第2部分62的表面是凸面形状。由此,从第1部分61到达第2部分62的光在与第2部分62的表面的凸面形状对应的方向上散射或反射。由此,来自投影仪20的投射光在第2部分62散射或反射而在屏幕40中映出。

第2部分62的表面具有凸面形状,因此,穿过第1部分61而到达第2部分62的表面的光在与凸面的曲率对应的方向上散射或反射。入射到凸面的光与入射到凹面的光相比,光的扩散范围较宽。由此,如本实施方式那样,在第2部分62的体积比第1部分61小且第2部分62的表面成为凸面的情况下,能够扩大入射到各粒子60的光的扩散范围。

在未对第1和第2电极41、42施加电压的状态下,粒子层55内的各粒子60可能朝向各种方向。该情况下,通过对第1和第2电极之间施加规定的初始电压,如图6所示,各粒子60的第1部分61能够以朝向观察者侧的方式整齐排列。或者,通过调整第1部分61和第2部分62的比重,也能够使各粒子60在图6这种朝向上整齐排列。

在图6的状态下,当对第1和第2电极41、42之间施加电压时,在第1和第2电极41、42之间产生电场,通过该电场,在粒子60内产生电偶极矩。此时,粒子60朝向该偶极矩的矢量方向与电场的矢量正相反的位置进行动作。因此,当对第1电极41和第2电极42之间施加电压而在位于第1电极41和第2电极42之间的粒子片50中产生电场时,粒子60以采取相对于电场稳定的姿态、即相对于电场稳定的位置和朝向的方式在腔56a内进行动作。在图6的状态下,粒子60内的第2部分62与粒子层55的面方向对置配置,但是,通过使第1电极41和第2电极42之间的电压变化,粒子60的姿态变化,由此,相对于粒子层55的面方向的第2部分62的表面方向变化。第2部分62具有使入射到第1部分61的光进行散射或反射的功能,因此,第2部分62的表面方向变化,由此,入射到第2部分62的表面的光的入射角度变化,第2部分62中的光的散射或反射方向也变化。由此,能够使屏幕40的扩散特性变化。

(粒子60的第2变形例)

图7是使用与图3和图6不同构造的粒子60的屏幕40的剖视图。图7所示的第2变形例的粒子60具有第1部分61和体积比第1部分61大的第2部分62。第1部分61和第2部分62的材料与第2实施方式相同,第1部分61是透明部件,第2部分62具有光的散射或反射功能。

关于第1部分61与第2部分62的界面,从第1部分61观察为凸面,从第2部分62观察为凹面。从第1部分61入射到第2部分62的光在收敛的方向上行进。由此,具有本实施方式的粒子60的屏幕40能够使光在狭窄的范围内扩散。因此,能够使扩散光集中聚集在位于屏幕40的正面侧的特定位置的观察者处,从该观察者处观察时,能够以高对比度视觉辨认屏幕40。

在上述图3、图6和图7中说明了反射型的屏幕40,但是,还能够应用于透射型的屏幕40。在透射型的屏幕40的情况下,来自投影仪20的光需要穿过粒子60。因此,例如,通过使第2部分62的体积比第1部分61小,也可以减少穿过第1部分61而入射到第2部分62的光的比例。或者,可以使具有第2部分62的粒子60和不具有第2部分62的粒子60混合存在。在透射型的屏幕40的情况下,优选对各粒子60的第1部分61与第2部分62的体积比进行调整,以使得粒子层55的整体的光的透射率高于反射率。

(粒子60的第3变形例)

图8是使用与图3、图6和图7不同构造的粒子60的屏幕40的剖视图。图8所示的第3变形例的粒子60是按顺序排列第1部分61、第3部分63和第2部分62而得的3层构造,第1部分61配置在观察者侧。第3部分63与第1部分61面接触,对来自第1部分61的入射光进行控制。第2部分62跟第3部分63的与第1部分61面接触的第1面63a的相反侧的第2面63b面接触,第2部分62的相对介电常数与第1部分61不同。这样,第3部分63被第1部分61和第2部分62夹持,第3部分63与第1部分61和第2部分62面接触。

第1部分61和第2部分62是透明部件。第3部分63具有使入射到第1部分61的光进行散射或反射的功能。第3部分63以与第1部分61不同的折射率构成。此外,在第3部分63的内部也可以包含使光扩散的扩散成分63c。这些扩散成分63c针对在粒子60内行进的光发挥通过反射或折射等使光的行进方向变化的作用。例如,利用折射率与构成粒子60的主体部63c的材料不同的材料构成扩散成分63c,或者利用能够对光发挥反射作用的材料构成扩散成分63c,由此,能够赋予这种扩散成分63c的光扩散功能(光散射功能)。作为具有与第3部分63的母材不同的折射率的扩散成分63c,可例示树脂珠、玻璃珠、金属化合物、含有气体的多孔质物质、以及简单的气泡。

典型地讲,粒子60是球形,穿过其中心附近的薄层是第3部分63,第1部分61和第2部分62与第3部分63的两面(第1面63a和第2面63b)侧面接触。另外,粒子60的形状不限于理想的球体。由此,第1部分61、第3部分63和第2部分62的形状也根据粒子60的形状而变化。

粒子60的第3部分63的第1面63a与第2面63b之间的厚度比第1部分61的第1面63a的法线方向上的最大厚度薄。第3部分63的第1面63a与第2面63b之间的厚度比第3部分63的第2面63b的法线方向上的最大厚度薄。第1面63a和第2面63b例如是圆形或椭圆形,第3部分63例如是圆板、椭圆板、圆筒体或椭圆筒体的形状。

在未对第1和第2电极41、42施加电压的初始状态下,第3部分63的面方向与粒子层55的面方向大致平行配置。另外,在初始状态下,例如,通过对粒子60的第1部分61、第2部分62和第3部分63的比重进行调整,能够使第3部分63的面方向与粒子层55的面方向大致平行配置。或者,也可以在初始状态时,对第1和第2电极41、42施加规定的初始电压,粒子层55内的各粒子60的第3部分63的面方向与粒子层55的面方向大致平行。

当对第1和第2电极41、42之间施加电压时,在第1和第2电极41、42之间产生电场,通过该电场,在粒子60内产生电偶极矩。此时,粒子60朝向该偶极矩的矢量方向与电场的矢量正相反的位置进行动作。因此,当对第1电极41和第2电极42之间施加电压而在位于第1电极41和第2电极42之间的粒子片50中产生电场时,粒子60以采取相对于电场稳定的姿态、即相对于电场稳定的位置和朝向的方式在腔56a内进行动作。通过使第1电极41和第2电极42之间的电压变化,粒子60的姿态变化,由此,第3部分63的面方向相对于粒子层55的面方向的角度变化。第3部分63具有使入射到第1部分61的光进行散射或反射的功能,因此,第3部分63的角度变化,由此,能够使屏幕40的扩散特性变化。

通过使图8所示的粒子如图9那样旋转90度进行配置,还能够用作透射型屏幕。如图9那样使粒子60旋转时,只要在粒子层55的内部在与图8相差90度的方向上施加电场即可。例如,仅在与观察者相反的一侧交替呈条状配置第1电极41和第2电极42,利用这些电极41、42形成粒子层55的面方向上的电场、即与图8相差90度的方向的电场。更具体而言,在本实施方式中,通过对相邻的第1电极41和第2电极42之间施加交流电压,周期地切换粒子层55的面方向上形成的电场。由此,对应的位于第1电极41和第2电极42之间的附近的粒子60根据交流电压的频率进行旋转。

在上述各屏幕中,示出第1电极41和第2电极42形成为面状、夹持粒子层55进行配置的例子,但是,不限于该例子。也可以是第1电极41和第2电极42的一个以上形成为条状。例如,在图10的例子中,第1电极41和第2电极42双方形成为条状。即,第1电极41具有呈线状延伸的多个线状电极部41a,多个线状电极部41a在与其长度方向垂直的方向上排列。与第1电极41同样,第2电极42也具有呈线状延伸的多个线状电极部42a,多个线状电极部42a在与其长度方向垂直的方向上排列。在图10所示的例子中,构成第1电极41的多个线状电极部41a和构成第2电极42的多个线状电极部42a均配置在粒子片50的与观察者相反的一侧的面上。而且,构成第1电极41的多个线状电极部41a和构成第2电极42的多个线状电极部42a沿着相同的排列方向交替排列。通过图10所示的第1电极41和第2电极42,通过从电力源30施加电压,也能够在粒子片50的粒子层55中形成电场。

另外,如图11(a)~图11(c)所示,也可以构成为粒子层55中的各保持部56所具有的腔56a包含单一的粒子56。图11(a)示出在单一腔56a内包含单一的粒子56的保持部56。图11(b)示出在被连结的2个腔56a1、56a2内分别包含单一的粒子60-1、60-2的保持部56。通过对应的腔56a1、56a2限制粒子60-1、60-2的可动范围。图11(c)示出在被连结的3个腔56a1、56a2、56a3内分别包含单一的粒子60-1、60-2、60-3的保持部56。通过对应的腔56a1、56a2、56a3限制粒子60-1、60-2、60-3的可动范围。如上所述,即使连结多个腔,在被配置成多个粒子的可动范围不重叠的情况下,能够视为构成为保持部56所具有的腔包含单一的粒子。

此外,腔的内径比内包的粒子的外径大即可,没有限制。例如,腔的内径也可以设定为内包的粒子的外径的1.1倍以上且1.3倍以下。

上述各屏幕40使粒子层55内的粒子60根据施加给电极的交流电压进行旋转,由此不会视觉辨认到散斑。与此相对,也可以使粒子层55内的粒子60根据施加给电极的交流电压进行移动,由此不会视觉辨认到散斑。

图12a和图12b是示出电泳方式的屏幕40的一例的示意图。图12a的屏幕40是在对置的2个电极41、42之间密封有在溶剂中泳动的2种粒子60而成的构造。2种粒子60的极性相互不同。对2个电极41、42之间施加交流电压。通过施加交流电压,一种粒子60向一个电极的方向移动,另一种粒子60向另一个电极的方向移动。当对2个电极41、42之间施加的交流电压的正负相反时,2种粒子60分别向相反方向的电极移动。

在电子纸中,将2种粒子60着色为相互不同的颜色,根据粒子60的移动而使显示颜色可变,但是,在用作透射型的屏幕40的情况下,优选2种粒子60均是透明的。每当切换交流电压的电压极性时,2种粒子60的移动方向变化,因此,屏幕40的透射特性由此变化,散斑不明显。

此外,在使用图12a的构造作为反射型的屏幕40的情况下,使2种粒子60均为例如白色即可。由此,从投影仪20对屏幕40照射的图像光被粒子60反射。即使是图12a的反射型的屏幕40,每当交流电压的电压极性切换时,2种粒子60移动,因此,粒子60中的反射特性变化,散斑还是不明显。

代替如图12a那样设置极性不同的2种粒子60,也可以如图12b那样设置由偶极子构成的粒子60。该情况下,每当对2个电极41、42之间施加的交流电压的电压极性变化时,各粒子60振动。由此,还是屏幕40的透射特性和反射特性变化,散斑不明显。

在图12a和图12b中,粒子60在2个电极41、42之间自由移动,但是,在电极的面积较大的情况下等,一部分粒子60可能滞留在一个部位。因此,可以使电极成为以较细单位进行分割而得的图案电极。

在图12a和图12b中,多个粒子60能够在2个电极41、42之间自由移动,但是,如图12c所示,也可以设置收纳极性不同的2种粒子60的微囊64,在2个电极41、42之间配置多个该微囊64。此外,通过设一个电极为图案电极,能够按照各电极使微囊64内的粒子60的朝向可变。

作为图12a、图12b和图12c的一个变形例,也可以如图13a和图13b那样,沿着屏幕40的片面设置多个单元部43,按照各单元部43设置电极41,由此,按照各单元部43对粒子60的移动进行控制。关于图13a这种隔壁构造,通过对置的两个基板44、45和隔壁部46形成各单元部43。能够利用光刻和转印的技术比较容易地形成这种构造。在各单元部43的内部,可以收纳粒子60,也可以收纳图12c这种微囊64。

关于图13b的隔壁构造,通过赋型工序等在配置于一个电极42上的绝缘层47上形成凹凸,在凹部48内填充粒子60和溶剂49,利用基板44对其上方进行密封,制作微杯阵列。例如,通过按照各微杯配置电极41,能够按照各微杯对其内部的粒子60的移动进行控制。

此外,关于本实施方式的屏幕40,代替采用使多个粒子60在液体状的介质中移动的电泳方式,也可以采用使多个粒子60在气体中移动的电子粉粒体方式。例如,如图14所示,也可以在隔壁构造的各单元部43中填充气体53和多个粉粒体54。这里,粉粒体54是既不借助气体的力也不借助液体的力而自己呈流动性的物质。即,粉粒体54是兼具粒子和液体这两个特性的中间状态,是不容易受到重力的影响且呈高流动性的特异状态的物质。在图14的情况下,例如,通过按照各单元部43设置电极,能够按照各单元使多个粒子60的移动方向可变,散斑不明显。

此外,如图15所示,屏幕40也可以采用电润湿方式。在图15的情况下,在隔壁构造的各单元部43中填充水68和油膜69,油膜69配置在电介质层70的上方。能够使油膜69的接触角根据与各单元部43对应的电极41、42的施加电压而变化,使油膜69的表面积可变。由此,屏幕40的透射特性和反射特性变化,还是不容易视觉辨认散斑。

上述各屏幕40具有如下优点:以使用相干光作为光源21为前提,但是,即使不在光源21侧进行散斑的对策,在屏幕40上散斑也不明显。因此,假设在各种用途中使用上述各屏幕40。下面,对上述各屏幕40的代表性的使用形式进行说明。另外,以下说明的各使用形式中使用的屏幕40可以具有上述图3~图15中的任意一个截面构造。或者,也可以具有图3~图15以外的截面构造。但是,以下的各使用形式中使用的屏幕40的前提在于,使屏幕40内的粒子60产生旋转和移动中的至少一方,具有减少散斑的功能。

(屏幕40的第1使用例)

图16a、图16b和图16c是示出屏幕40的第1使用例的图。图16a、图16b和图16c的屏幕40通过支承器具11支承在顶面12上。光源21沿着顶面12配置。更具体而言,光源21直接安装在顶面12上,或者支承在从顶面12延伸的未图示的支承部件上。

光源21也可以配置成比顶面12更靠上方。例如,也可以在顶面12设置嵌入光源21的孔,在该孔的内部配置光源21,或者,使顶面12的至少一部分成为透明面,使来自配置成比顶面12更靠上方的光源21的光透射并将其引导至屏幕40。关于光源21,考虑到射出相干光,但是,根据情况,也可以射出led光等非相干光。下面,对光源21射出相干光的例子进行说明。

此外,图16a、图16b和图16c的光源21也可以是内置有射出相干光的光源21的投影仪20。在使用屏幕40作为照明装置的情况下,设置光源21单体即可,但是,在用作显示装置10的情况下,射出投影仪20中生成的图像相干光,来照射屏幕40。

屏幕40例如是具有上述图3~图15中的任意一个截面构造的片部件。即,该片部件具有包含多个粒子60或规定的液体的控制层、以及对该控制层施加电压来驱动多个粒子60或规定的液体的电极。这里,控制层对应于图3~图14的粒子层55或图15的水68和油膜69。规定的液体是图15的油膜69。

图16a、图16b和图16c的屏幕40的片面是平坦面。图16a、图16b和图16c的屏幕40的外形形状没有特别限制,可以是圆形、矩形或其他形状。支承器具11的一端部与屏幕40的一个以上的部位连接,另一端部与顶面12连接。图16a、图16b和图16c的屏幕40的片面与顶面12对置配置。对置配置意味着片面和顶面12以大致平行或接近平行的角度面对配置。为了通过支承器具11在顶面12上稳定地支承屏幕40,优选在屏幕40的对角上的多个部位安装支承器具11。支承器具11可以是金属细线,也可以是树脂等非金属细线。此外,支承器具11也可以不是细线,而是具有某种程度的宽度的金属或非金属部件。

如图16a、图16b和图16c所示,在悬吊屏幕40的情况下,优选屏幕40尽可能轻量。因此,优选构成屏幕40的图3所示的第1基材51和第2基材52等的材料的每单位体积的重量尽可能较轻。此外,如果是较轻且结实的材料,则能够减薄膜厚,其结果,带来重量的削减。例如,考虑轻量化,使用聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜作为第1基材51和第2基材52,作为一例,考虑使膜厚为100μm以下。

关于屏幕40,能够进行薄膜化以实现轻量化,但是,越进行薄膜化,则越容易产生褶皱和松弛,屏幕40的周缘部也容易翘起。因此,如图16b所示,也可以利用框架16支承屏幕40的对置的2个端面,在该框架16上安装支承器具11,从顶面12吊下。此外,也可以利用框架16调整屏幕40的松弛。具体而言,通过改变屏幕40的左右两端的框架16的间隔,可以调整屏幕40的松弛。

此外,如图16b所示,也可以在屏幕40的与顶面12对置的一侧的表面配置具有规定的光学特性的光学片19。光学片19对来自光源21的光的透射特性和散射特性等进行调整,可以是菲涅耳透镜片或棱镜片等。这种光学片19不需要覆盖屏幕40的整面,也可以在与光源21的照射光轴分开的部位选择性地配置对来自光源21的光的配光特性进行调整的光学片19。关于光学片19,也可以通过材料或膜厚等实施针对轻量化的对策。

如图3所示,需要对屏幕40的第1电极41和第2电极42供给电压。在图16a中,没有明示对屏幕40供给电压的布线,但是,例如可以经由支承器具11供给电压。或者,如图16b所示,也可以与支承器具11不同地设置供给电压的布线5。该布线5例如沿着顶面12走线。另外,布线5的走线方法是任意的,如上所述,也可以与支承器具11一体化。

图16c示出在屏幕40的下表面侧配置透明的支承基板6的例子。支承基板6例如是1mm~5mm的厚度的树脂平板。树脂平板的材料例如是丙烯酸树脂或聚碳酸酯。如果在这种支承基板6的上表面配置屏幕40,则即使尽可能减薄屏幕40的厚度,也能够抑制屏幕40的翘曲,并且能够提高屏幕40的平坦性和刚性。或者,也可以代替设置支承基板6,而在屏幕40的与顶面12相反的面侧配置1mm~5mm厚的丙烯酸树脂层或聚碳酸酯层作为构成屏幕40的层。

关于图16a、图16b和图16c的屏幕40,假设位于该屏幕40的下方的人仰视上方进行视觉辨认。例如,通过在顶面12的整个区域内配置图16a、图16b或图16c的屏幕40,能够进行极具魅力的图像显示。此外,顶面12通常为平坦面,在顶面12中不存在照明灯以外的障碍物,因此,通过活用顶面12或其附近作为屏幕40的配置部位,不必为确保屏幕40的配置部位而费心。

图16a、图16b和图16c的屏幕40的利用目的没有特别限制。例如,可以显示广告宣传目的的图像,也可以以显示某种信息为目的而使用,还可以进行电影等动态图像显示。

图16a、图16b和图16c的光源21配置在屏幕40的片面内的法线方向的范围内,因此,在位于屏幕40的下方的人仰视屏幕40时,仅能够通过屏幕40视觉辨认光源21。由此,不可能直视光源21,即使光源21射出相干光,也不会对人的眼睛造成损伤。由此,根据图16a、图16b和图16c的屏幕40,相干光的安全性提高。

另外,图16a、图16b和图16c假设了透射型屏幕40,但是,通过使屏幕40内的粒子层55等含有不损害透射性的程度的光扩散粒子60,也可以减弱相干光的强度,进一步提高安全性。

图16a、图16b和图16c的屏幕40的片面为平坦面,但是,如图17a、图17b和图17c那样,也可以使片面为曲面状。通过使屏幕40的片面为曲面状,位于屏幕40的端部侧的下方的人的视线方向接近片面的法线方向,容易看到屏幕40的图像。另外,在屏幕40的厚度较薄的情况下或屏幕40的重量较大的情况下,当在屏幕40的缘部安装支承器具11时,屏幕40的中央部更大地垂下,有时成为图17a、图17b和图17c这种曲面形状。

如图17a那样,为了使屏幕40的片面为曲面状,可以预先将屏幕40加工成曲面形状,或者,也可以在通过支承器具11悬吊平坦的薄膜的屏幕40时使其变形成曲面状。通过支承器具11使平坦的薄膜的屏幕40变形成曲面状能够廉价地实现,作为这种用途的屏幕40的材料,例如使用丙烯酸或聚碳酸酯等树脂板、薄板玻璃、铝或sus等金属板,优选屏幕40的厚度为100μm~3000μm左右。

与图16b同样,图17b示出如下例子:利用框架16支承屏幕40的对置的2个端面,在该框架16上安装支承器具11,从顶面12吊下。此外,图17b示出与支承器具11不同地设置用于对屏幕40的电极41、42供给电压的布线5的例子,但是,布线5的走线方法是任意的,也可以与支承器具11一体化。

在使屏幕40的片面为曲面状的情况下,优选构成屏幕40的2个基材51、52中的配置在顶面侧的一个基材比另一个基材稍大。假设当2个基材51、52的水平间距离相同时,可能在配置在顶面12侧的一个基材的表面形成褶皱。由此,优选根据屏幕40的片面的弯曲情况预先调整2个基材51、52的水平跨度。图17c示出如下例子:与配置在顶面12侧的第2基材51相比,配置在地面侧的第1基材51的水平跨度的长度较长。第1基材51和第2基材52隔着间隔件7分开对置配置,间隔件7的周围通过密封材料8进行密封。

在应该设置在顶面12上的屏幕尺寸比屏幕40用的片部件的尺寸大的情况下,也可以连接多个片部件40a来制作任意尺寸的屏幕40。图18a~图18e是示出对相邻配置的2个片部件40a的一端部彼此进行接合而得的屏幕40的图。图18a~图18e示出屏幕40的片面为平坦面的例子,但是,也可以接合多个片部件40a的一端部彼此来制作曲面状的屏幕40。另外,在纵向或横向上连接矩形状的片部件40a的张数是任意的。在接合多个片部件40a后,切掉多余的尺寸,由此,可以不依赖于片部件40a的尺寸来制作任意尺寸的屏幕40。

图18a是示出对2个片部件40a的一端部彼此进行接合、且在相反侧的端部分别安装支承器具11而悬吊起来的屏幕40的图。图18b是示出利用框架16支承2个片部件40a、且在框架16上安装支承器具11而悬吊起来的屏幕40的图。

图18c是示出在水平方向上排列包含图3的粒子层55在内的多个粒子层55、利用第1基材51和第2基材52覆盖这些粒子层55并利用密封材料8对周缘部进行密封的构造的屏幕40的图。该情况下,多个粒子层55成为内包在由第1基材51和第2基材52构成的袋体4中的构造。

图18d是示出在透明的支承基板6上配置2个片部件40a且利用遮光部件9对这些片部件40a的一端部彼此进行接合而得的屏幕40的图。在2个片部件40a之间配置遮光部件9,因此,不可能从2个片部件40a的间隙漏光。

图18e是示出代替使用遮光部件9、而使一个片部件40a在另一个片部件40a上重叠一部分地配置而成的屏幕40的图。该情况下,在2个片部件40a之间未形成间隙,因此,不需要配置遮光部件9。

图18f是示出与多个片部件40a分别对应地配置光源21的例子的图。图18f示出在与对应的光源21的照射光轴一致的方向上配置3个片部件40a的例子,但是,片部件40a的数量是任意的。此外,片部件40a的配置方向也是任意的。进而,各个片部件40a可以是平坦面,也可以是曲面。可以任意组合平坦面彼此、曲面彼此、或平坦面和曲面。在相邻的片部件40a的边界位置,可以配置与图18d相同的遮光部件,也可以如图18e那样重叠一部分进行配置。

(屏幕40的第2使用例)

图19a、图19b和图19c是示出屏幕40的第2使用例的图。与第1使用例同样,图19a、图19b和图19c的屏幕40通过支承器具11支承在顶面12上。与第1使用例的不同之处在于屏幕40的片面的朝向和光源21的位置。第2使用例的屏幕40的片面配置在从顶面12倾斜的方向上。例如,图19a、图19b和图19c的屏幕40的片面配置在顶面12的法线方向上。

图19a示出在屏幕40的上表面的多个部位安装支承器具11进行悬吊的例子。图19b示出利用框架16支承屏幕40的上表面和下表面、且在框架16上安装支承器具11进行悬吊的例子。图19c示出利用框架16支承屏幕40的周缘部、且在框架16上安装支承器具11进行悬吊的例子。如图19b和图19c那样,通过设置框架16,能够抑制屏幕40的褶皱和扭曲。特别是如图19c那样,通过利用框架16支承屏幕40的周缘部整体,即使屏幕40较薄,也能够防止褶皱和扭曲而稳定地支承屏幕40。另外,在图19b中,在屏幕40的上表面侧和下表面侧设置框架16,但是,也可以在屏幕40的左右端面侧设置框架16,在框架16的上端安装支承器具11。

第2使用例的光源21不是必须沿着顶面12进行配置。当然,光源21可以配置在顶面12上,但是,也可以沿着与顶面12不同方向的面进行配置。更具体而言,光源21配置在能够对屏幕40的片面照射相干光的位置即可。因此,只要能够对屏幕40的片面的整个区域照射相干光,则光源21的配置部位是任意的。在图19a~图19c中,作为光源21的配置部位的候选,利用实线表示屏幕40的片面的法线方向,利用虚线分别表示顶面侧和地面侧。当在地面侧配置光源21时,对斜上方照射光,光线不容易进入观察者的眼睛中,因此,在安全性上是优选的。这样,光源21的配置部位和光的照射方向是任意的。

图19a、图19b和图19c的屏幕40在构成屏幕40的片部件的一端部的多个部位安装有细线状的支承器具11,但是,也可以利用宽度较宽的支承器具11在顶面12上支承屏幕40。

图19a、图19b和图19c示出屏幕40的片面为平坦面的例子,但是,如图20a和图20b那样,屏幕40的片面也可以是曲面。图20a示出在屏幕40的上表面安装支承器具11而悬吊起来的例子,图20b示出利用框架16支承屏幕40的上表面和下表面、且在框架16上安装支承器具11进行悬吊的例子。与图19c同样,框架16也可以支承屏幕40的周缘部整体。

在希望增大屏幕尺寸的情况下,如图21那样,使多个片部件4a密接,对相邻配置的片部件40a的一端部彼此进行接合,由此能够制作大尺寸的屏幕40。另外,在图21中,也可以安装框架16和布线5。

图19~图21的屏幕40可以是透射型和反射型中的任意一种。如第1使用例那样,在与顶面12对置地配置屏幕40的情况下,使用透射型的屏幕40,但是,在第2使用例的情况下,在希望从与光源21相同的一侧观察片面的情况下使用反射型的屏幕40即可。或者,在希望从与光源21相反的一侧观察片面的情况下使用透射型的屏幕40即可。

在上述图19~图21中,光源21的配置部位是固定的,但是,也可以设为光源21能够移动。例如,也可以在后述无人机等飞行体上搭载光源,使光源21移动,并且从变化的方向和角度对屏幕40投影图像。

这样,第2使用例具有能够应用于透射型和反射型中的任意一种屏幕40这样的优点。

上述第1使用例和第2使用例的屏幕40通过支承器具11支承在顶面12上,但是,支承目的地不限于顶面12。例如,如图22所示,也可以以架设在多个支承部件18上的方式配置屏幕40,该多个支承部件18安装在与顶面12不同的方向上配置的面17上。在图22的屏幕40中,屏幕40的片面与顶面12大致平行配置。在图22的屏幕40中,与如图16a、图16b和图16c那样设置在顶面12上相比,屏幕40的设置和取下容易,在希望临时使用屏幕40的情况下等非常方便。

此外,图23a和图23b示出在与图22相同的支承部件18上安装支承器具11并悬挂屏幕40的例子。图23a和图23b的屏幕40的片面跟与顶面12不同的方向上配置的面17大致平行配置。图23a示出固定屏幕40的配置部位的例子,图23b示出使屏幕40沿着支承部件18移动自如的例子。在图23a和图23b中进行省略,但是,也可以在屏幕40上设置框架16,或者在屏幕40上与支承器具11不同地连接布线5。根据图23a和图23b的屏幕40,能够实现与在面17上直接安装屏幕40的情况相同的使用方式。

(屏幕40的第3使用例)

上述第1使用例和第2使用例的屏幕40通过支承器具11支承在顶面12上,但是,也可以不使用支承器具11来支承屏幕40。

图24是示出使屏幕40的片面与顶面12接触的例子的图。光源21配置为比顶面12更靠上方。在图24的情况下,不使用支承器具11,使片面直接与顶面12接合,因此,与使用支承器具11相比,能够更加稳定地支承屏幕40。

图25是示出将曲面状的屏幕40安装在顶面12上的例子的图。在使屏幕40的片部件弯曲成曲面状的状态下,将片部件的端部固定在顶面12上。图25的光源21例如配置在顶面12或其上方。

图26是示出使片面的朝向与图24的屏幕40相差90度的例子的图。在图26的情况下,将屏幕40的片部件的一端部与顶面12接合,屏幕40的片面的法线方向与顶面12的面方向大致平行。

图27是示出使屏幕40的片面与配置在与顶面12不同的方向上的面17接触的例子的图,图28a和图28b是示出在该面17上安装有曲面状的屏幕40的例子的图。图28a和图28b示出反射型的屏幕40的例子,但是,也可以在面17上配置光源21,使用透射型的屏幕40。光源21的配置部位没有特别限制。不仅可以如图28a那样在屏幕40的凸曲面侧配置光源21,还可以如图28b那样在屏幕40与壁面之间配置光源21。

另外,在顶面12或其他面17上安装屏幕40时,也可以密接配置多个片部件40a来增大屏幕尺寸。

这样,图24~图28将屏幕40安装在顶面12或除此以外的面上,而不使用支承器具11,因此,能够稳定地支承屏幕40,消除了屏幕40的摆动,容易观赏投影到屏幕40上的图像。

(屏幕40的第4使用例)

上述屏幕40的第1~第3使用例利用顶面12或其他面支承屏幕40,在屏幕40的设置时,需要安装支承器具11的工具、与顶面12或壁面接合的粘接材料等,存在屏幕40的设置需要劳力和时间这样的问题。与此相对,关于第4使用例的屏幕40,在基准面上放置屏幕40,没有假设一定在基准面上稳定地固定屏幕40。但是,根据情况,也可以将屏幕40固定在基准面上。

图29和图30是示出屏幕40的第4使用例的图。图29和图30均将屏幕40的片部件40a配置在规定的基准面22上。这里,基准面22例如是地面。地面的法线方向是重力的方向,即使在地面上放置屏幕40而不进行粘接,只要屏幕40与地面的接触面积为某种程度以上,屏幕40就稳定地自行竖立。第4使用例考虑使用透射型的屏幕40。

图29a的屏幕40是在台座23的上方配置由中空的球状体构成的片部件40a而成的。在台座23的上表面配置有光源21,来自光源21的相干光照射球状体3的内周面的整个区域。

在图29b中,也可以使球状体3成为3层构造,在球状体3的内廓层3a与外廓层3b之间配置用作光源21的发光层3c。

图31是示出球状体的片部件40a的制作方法的展开图。使多个叶状的片部件40a分别弯曲并密接配置。更具体而言,对各片部件40a进行接合,以使得相邻配置的2个片部件40a的一端部彼此成为同一面。由此,能够容易地制作图29a和图29b这种中空的球状体。

关于图29a和图29b的球状体,从哪个方向观察,都无法直接视觉辨认光源21,因此,能够完全避免直视相干光的可能性,安全性提高。

关于图29a和图29b的球状体,在球面上视觉辨认到来自光源21的光,因此,除了能够用于显示某种信息的用途以外,还能够用作设计或艺术的对象物。

另外,图29a和图29b示出球状体的例子,但是,屏幕40的形状不一定限于球状体,能够采用任意形状。

图30a示出由中空的圆筒体构成的屏幕40。该屏幕40是使片部件40a弯曲,对对置的两端部进行接合而形成的。或者,将密接配置的多个片部件中的相邻配置的2个片部件的一端部彼此接合成同一面,形成圆筒体。

图30a的光源21配置在圆筒体的内部。来自光源21的相干光照射到圆筒体的内周面,由此,在圆筒体的外周面显示图像。

关于图30a的屏幕40,只要不从正上方窥视,则来自光源21的相干光不可能进入人的眼睛,因此,安全性提高。此外,考虑从正上方窥视的情况,也可以在上表面设置不透明或半透明的盖。

图30a示出圆筒体的屏幕40的例子,但是,屏幕40的形状是任意的。例如,图30b示出在立方体形状的屏幕40的内部配置有光源21的例子。

在图29和图30中,示出基准面22例如如地面那样是不会变形的面的例子,但是,也可以如水面那样设不规则或规则地变化的面为基准面22。

图32示出浮在水面上的屏幕40的例子。图32的屏幕40具有把碗扣过来这种形状的片部件,在该片部件的内部配置有光源21。光源21也浮在水面上。图32的屏幕40也是透射型,来自光源21的相干光照射到片部件的内周面,由此,在片部件的外周面显示图像。

图32的屏幕40例如能够用作浮在海中的浮标。

(屏幕40的第5使用例)

在上述屏幕40的第1~第4使用例中,除了图32以外,没有假设使屏幕40自身移动的情况。与此相对,以下所示的第5使用例的屏幕40具有在空中浮游的功能。

图33~图35是示出屏幕40的第5使用例的图,示出具有进行飞行的屏幕40的显示装置10。图33~图35的显示装置10具有屏幕40、驱动部13、支承器具11。屏幕40是与第1使用例相同的屏幕40。驱动部13产生使屏幕40在三维空间内浮游的驱动力。驱动部13能够应用被称为无人机的通用的无人飞行物体等中使用的马达或发动机等。支承器具11的一端部与屏幕40的一个以上的部位连接,另一端部与驱动部13连接,利用驱动部13支承屏幕40。这样,图16a、图16b和图16c的支承器具11利用顶面12支承屏幕40,与此相对,图33~图35的支承器具11利用驱动部13支承屏幕40。

在图33~图35中省略图示,但是,优选将用于产生浮力的叶片安装在驱动部13上,利用驱动部13的驱动力使叶片旋转,产生浮力。

图33a、图33b和图33c的屏幕40具有平坦面,图34a和图34b的屏幕40具有曲面。此外,图35a和图35b的屏幕40对密接配置的多个片部件40a中的相邻配置的片部件40a的一端部彼此进行接合。图35的屏幕40可以是平坦面,也可以是曲面。

图33a、图34a和图35a示出屏幕40与水平面平行的例子,图33b、图34b和图35b示出屏幕40与铅垂面平行的例子。在屏幕40与铅垂面平行的情况下,仅在驱动部13的单侧配置屏幕40,因此,不能说平衡良好。因此,例如,也可以在驱动部13的左右两侧配置屏幕40。

图33c示出利用不透明的包覆部件80覆盖从驱动部13到屏幕40的周缘部的例子。由此,无法视觉辨认屏幕40的显示面以外的结构部件,外观良好。也可以在包覆部件80的表面描绘图画图像,使其具有设计性。

图33~图35的显示装置10例如能够根据未图示的遥控器的控制而在空中飞行。由此,人仰视飞行的屏幕40。能够在图33~图35的屏幕40中进行广告宣传用的信息显示。或者,通过屏幕40的图像显示,也可以具有无法视觉辨认驱动部13和光源21等这种光学迷彩功能。

(光源控制部的功能)

如图18a~图18e、图21、图35那样,在接合多个片部件40a来制作大尺寸的屏幕40的情况下,需要如图2所示使来自光源21的光在片面上在二维方向上进行扫描。此时,即使对片部件40a的接缝照射相干光,也无法用于图像显示。恰恰相反,对接缝照射的激光可能成为产生散斑的主要原因。此外,如图2所示,在与有无接缝无关地扫描相干光的情况下,每当相干光穿过接缝时,白白消耗光源21的电力。特别是,图33~图35这种飞行的显示装置10利用电池的电力进行光源21的点亮控制,因此,需要尽可能削减消耗电力。下面,使得在屏幕40的接缝中不会视觉辨认到散斑,并且,作为附带效果,还能够实现消耗电力的降低。

图36是示出具有图18a~图18e等的对多个片部件40a进行接合而得的屏幕40的显示装置10的概略结构的框图,图37是示出片面上的相干光的扫描轨迹的图。图36的显示装置10具有对多个片部件40a进行接合而得的屏幕40、具有光源21的投影仪20、使来自投影仪20的相干光进行扫描的扫描器件14、对扫描器件14进行控制的光源控制部15。扫描器件14也可以内置于投影仪20中。此外,光源控制部15也可以内置于图1的控制装置35中。

光源控制部15使来自光源21的相干光在屏幕40的片面上进行扫描。更具体而言,光源控制部15使相干光进行扫描,以使得不会对相邻配置的2个片部件40a的接缝24照射来自光源21的相干光。例如,光源控制部15使用使来自光源21的相干光反射的扫描器件14,使扫描器件14的反射角度可变,由此使相干光在片面上进行扫描。当扫描中的相干光到达片部件40a的接缝24附近时,使光源21暂时熄灭,不会在无法有效活用光的接缝24附近产生无用的消耗电力。由此,在对图37的接缝24附近进行扫描时,光源21不会消耗电力,能够削减显示装置10的消耗电力。

图36的光源控制部15也可以具有单独的功能。例如,如图38所示,有可能使用多个光源21对一个屏幕40的片面进行照射。图38示出利用光源21a、b、c、d这4个光源分担照射纵长的屏幕40的片面的例子。来自各光源21的相干光的照射范围局部重合。使各光源21的照射范围局部重复的理由是,在来自一个光源21的相干光被某个障碍物遮挡时,能够利用来自其他光源21的相干光进行照射,由此,不会产生非照射区域。或者,抑制来自一个光源21的相干光的输出,并且利用来自其他光源21的相干光进行照射,由此,确保照射区域的明亮度。例如,当光源21b的相干光被障碍物遮挡时,光源21b的照射范围b成为非照射,但是,照射范围b的上半部分与光源21a的照射范围a重复,照射范围b的下半部分与光源21c的照射范围c重复,因此,不存在非照射范围。

但是,在照射范围彼此重复的区域中,与未重复的区域相比,照射强度变高。因此,优选光源控制部15在对重复范围进行扫描时,进行减弱光源21的照射强度的控制。此外,也可以通过照相机等摄像部对屏幕40的片面进行摄像,对该摄像图像进行分析,由此,检测到来自任意光源21的相干光由于某种理由未进行照射,根据该检测结果对光源21的照射强度进行控制。

(显示装置的一个具体例)

一个具体例的显示装置10具有任意的立体形状的壳体71,在壳体71的外表面的至少一部分配置屏幕40。图39是示出取下一个具体例的显示装置10的壳体71的上盖的状态的图。在图39的显示装置10的壳体71的外表面的一部分配置屏幕40。屏幕40具有图3、图6、图7、图8、图9、图12a、图12b、图12c、图13a、图13b、图14或图15所示的构造。

在图39的壳体71中内置有驱动装置36和投影仪(投射装置)20,该驱动装置36内置有电力源30和控制装置35。另外,驱动装置36的至少一部分也可以配置在壳体71的外侧。该情况下,有可能通过布线连接配置在外侧的驱动装置36和屏幕40。投影仪20具有射出相干光的相干光源21、以及使从相干光源21射出的相干光在屏幕40上进行扫描的扫描器件14。从投影仪20输出的相干光是所谓的免对焦的,能够对设置在任意部位的屏幕40投射鲜明的图像。屏幕40上的投射尺寸根据从投影仪20的光出射口到屏幕40的光路长度而变化。

图39的屏幕40配置在壳体71的外表面的至少一部分。在图39的例子中,在长方体形状的壳体71的一侧面配置有屏幕40。另外,图39只不过是一例,也可以在长方体形状的壳体71的上表面、底面、4个侧面中的一个以上的面上配置屏幕40。此外,壳体71的形状也是任意的,外表面的至少一部分也可以是曲面。

在图39的例子中,在壳体71的内部仅配置有驱动装置36和投影仪20,但是,如后所述,也可以根据需要在壳体71中内置其他部件。驱动装置36内的电力源30和控制装置35也可以分别分开内置于壳体71中。

作为投影仪20内的扫描器件14,例如使用mems镜等。但是,在扫描器件14中,能够扫描相干光的范围(偏转角)存在限制。由此,为了增大屏幕尺寸,需要延长投影仪20与屏幕40的距离,壳体71的进深变长。为了不减小屏幕尺寸且尽可能缩小壳体71的进深,利用某个光行进方向变更部件使从投影仪20输出的相干光折返而将其引导至屏幕40即可。

图39的屏幕40为透射型,观察者从壳体71的外侧以图示的箭头的朝向观察屏幕40。另外,图39还能够应用于具有反射型的屏幕40的显示装置10。例如,也可以设为从投影仪20侧窥视佩戴在人的眼睛上的小型尺寸的壳体71,观察在屏幕40反射的图像。该情况下,优选将投影仪20和驱动装置36配置在屏幕40的下方或上方等视野外,以使得不会视觉辨认到投影仪20和驱动装置36。下面,作为一例,对使用透射型的屏幕40的例子进行说明。

图40是示出在投影仪20与屏幕40之间设置有例如由反射镜72构成的光行进方向变更部件73的例子的俯视图。图40的反射镜72切换从投影仪20输出的相干光的行进方向而将其引导至屏幕40。通过设置图40这种反射镜72,从投影仪20到屏幕40的光路长度没有变化,能够缩短从投影仪20到屏幕40的直线距离,能够缩短壳体71的进深。即,通过设置反射镜72等光行进方向变更部件73,能够使从投影仪20射出的相干光中的以最短距离入射到屏幕40的光的光路长度比壳体71的内部尺寸的进深长度长。

在图40中,投影仪20可以与反射镜72配置在大致同一平面上,也可以在比镜更靠上方、下方、右侧或左侧的位置配置投影仪20。

图41是从图40的箭头方向观察的俯视图。在图41中,示出将投影仪20配置在壳体71的底面侧、从投影仪20向斜上方输出相干光并使其入射到反射镜72的例子。该情况下,在被反射镜72反射的相干光穿过投影仪20的上方而入射到屏幕40。由此,投影仪20不会遮挡从反射镜72朝向屏幕40的相干光的光路。另外,也可以将投影仪20配置在壳体71的顶面侧,从投影仪20向斜下方输出相干光并使其入射到反射镜72。

图42是示出设置有凹面镜74作为光行进方向变更部件73的例子的图,图43是示出设置有凸面镜75作为光行进方向变更部件73的例子的图。投影仪20配置在凹面镜74或凸面镜75与屏幕40之间。更详细地讲,图42和图43中的投影仪20配置在不会遮挡被凹面镜74或凸面镜75反射的相干光的位置。更具体而言,投影仪20相对于凸面镜75或凸面镜75的光轴中心方向配置在上方、下方、右侧或左侧。使用凹面镜74或凸面镜75作为光行进方向变更部件73,由此,能够使投影仪20与屏幕40的直线距离更近,并且能够进一步增大能够投射的屏幕尺寸。

图44示出不仅使从投影仪20输出的相干光折返、还根据光行进方向变更部件73中的相干光的入射方向和出射方向使壳体71弯曲或折曲的例子。更具体而言,图44示出使壳体71成为l字型形状的例子。在图44中,作为光行进方向变更部件73的反射镜72配置在折曲的角部。图44的壳体71中利用光行进方向变更部件73变更从投影仪20输出的相干光的行进方向,该壳体71具有沿着入射到屏幕40之前的相干光的传播路径的形状,因此,能够确保相干光的整体光路长度,并且缩小壳体71的体积。

在图40~图44中的任意一方中,利用光行进方向变更部件73使从投影仪20输出的相干光折返而将其引导至屏幕40,因此,能够缩短从投影仪20到屏幕40的直线距离,不会使屏幕尺寸小型化,能够缩短壳体71的进深方向。

投影仪20具有扫描器件14,因此,认为相干光被投射到比屏幕尺寸宽的范围。投射到屏幕40的外侧的相干光无法有效利用,因此,白白消耗电力。因此,图45示出设置使从投影仪20输出的相干光的投射范围与屏幕尺寸一致的光学系统76的例子。该光学系统76对从投射装置输出的相干光的扩散范围进行控制。

在图45中,作为这种光学系统76的一例,具有在光轴方向上分开配置的第1柱面透镜76a和第2柱面透镜76b。第1柱面透镜76a和第2柱面透镜76b缩小从投影仪20输出的相干光的投影范围。此外,第2柱面透镜76b对穿过第1柱面透镜76a的相干光的光束直径尺寸进行调整。由此,例如,能够对与屏幕40的纵向尺寸一致的范围投影相干光。由此,能够最大限度有效活用从投影仪20输出的相干光,实现亮度和对比度的提高。

如上所述,能够利用投影仪20扫描相干光的范围根据扫描器件14的种类而存在限制,投影仪20与屏幕40的直线距离也根据壳体71的进深尺寸而被限制。在上述中,说明了通过在投影仪20与屏幕40之间设置光行进方向变更部件73来缩小壳体71的进深尺寸的例子,但是,通过设置多个投影仪20,也能够扩大相干光的投射范围,而不增大壳体71的进深尺寸。

在图46中,具有对屏幕40的各不相同的区域投射相干光的多个投影仪20。图46示出配置3个投影仪20的例子,但是,投影仪20的数量没有特别限制。

在图46中,优选对各投影仪20内的扫描器件14扫描的范围进行调整,以使得观察者不会视觉辨认到相邻的2个投影仪20分别投射的投射范围的边界位置。此外,也可以对由各投影仪20投射的图像数据进行调整,以使得图像在边界位置附近不会不连续。进而,在通过扫描器件14使相干光进行扫描的情况下,投射范围的中央附近成为最大亮度,投射范围的端侧成为最小亮度,因此,各投影仪20的投射范围的边界位置容易明显。因此,优选能够结合相干光的扫描方向对投影仪20的输出进行可变控制。具体而言,以各投影仪20的投射范围的边界附近为基准设定投影仪20的输出,进行控制以使得随着接近投射范围的中央而降低投影仪20的输出,由此,能够在投射范围的整个区域内使照度均匀化,是优选的。

图47是图46的一个变形例,示出在屏幕40的前表面配置菲涅耳透镜(平行化光学系统)77的例子。菲涅耳透镜77对从多个投影仪20输出的多个相干光进行平行化,因此,能够抑制各投影仪20的投射范围的边界位置附近的亮度降低。

在图46和图47中,示出代替设置光行进方向变更部件而设置多个投影仪20的例子,但是,也可以一并使用光行进方向变更部件和多个投影仪20。

图46和图47示出利用多个投影仪20对一个屏幕40进行投射的例子,但是,也可以利用多个投影仪20对多个屏幕40进行投射。图48是示出在长方体形状的壳体71的4个侧面分别配置屏幕40、利用不同的投影仪20对各屏幕40进行投射的例子的图。各投影仪20配置在不会遮挡从其他投影仪20输出的相干光的位置、即与来自其他投影仪20的相干光的光路不同的位置。在图48中,在壳体71的中央附近配置4个投影仪20,利用各投影仪20进行对应的屏幕40的投射。

图49示出在长方体形状的壳体71的对置的2个侧面分别配置屏幕40、利用不同的投影仪20对各屏幕40进行投射的例子。各投影仪20在壳体71内偏移配置,以使得一个投影仪20不会遮挡来自另一个投影仪20的相干光。即,各投影仪20配置在与来自其他投影仪20的相干光的光路不同的部位。

图50是图49的一个变形例。在图49中,从壳体71的上方或下方观察,2个投影仪20的投射范围没有重叠,与此相对,在图50中,从壳体71的侧面方向观察,2个投影仪20的投射范围没有重叠。由此,在图50的情况下,2个投影仪20也可以被配置成上下重合。此外,在图49的情况下,2个投影仪20也可以被配置成从侧面方向观察时重合。

通常,投影仪20配置在屏幕40的纵向中央线的法线方向上,但是,在图49中,在对配置在壳体71的对置的2个侧面上的2个屏幕40进行投射的关系上,从屏幕40的纵向中央线的法线方向偏移配置2个投影仪20。即使在这种位置配置投影仪20,在能够根据从投影仪20输出的相干光的行进方向对照度进行调整的情况下,也能够在屏幕40的整个区域内使亮度均匀化。

图51示出从壳体71内偏移配置的投影仪20对配置在壳体71的一个侧面的屏幕40投射相干光的例子。图51等效于仅具有图50中的2组屏幕40和投影仪20中的1组的结构。在图50的情况下,根据来自投影仪20的相干光的行进方向对相干光的照度进行调整,由此,能够使屏幕40的整个区域的亮度均匀化。

图52是示出从1个投影仪20对配置在长方体形状的壳体71中的2个侧面的2个屏幕40投射相干光的显示装置10的一例的图。本实施方式的投影仪20为免对焦的,因此,能够对与投影仪20之间的直线距离不同的多个屏幕40投射具有焦点的图像。在图52的情况下,2个屏幕40大致垂直配置,但是,能够对任意的屏幕40投射对比度较高的图像。

在图36~图52中,示出屏幕40为平面形状的例子,但是,屏幕40也可以是任意的曲面形状。图53示出利用单一的投影仪20对曲面形状的屏幕40进行投射的例子,图54示出利用两个投影仪20对曲面形状的屏幕40进行投射的例子。

在曲面为圆弧面的情况下,如果将投影仪20配置在圆弧面的中心位置,则与圆弧面上的任意位置之间的距离相等,因此,即使不结合扫描方向对投影仪20侧的照度进行调整,也能够使屏幕40上的亮度均匀化。

另外,屏幕40的曲面形状是任意的,如图55所示,也可以是具有多个拐点的曲面形状。图55示出按照包含各拐点的每个曲面形状单独配置投影仪20的例子。本实施方式使用免对焦的投影仪20,因此,即使如图55那样屏幕40的表面为自由曲面,也能够在屏幕40的整个区域内投射鲜明的图像。

在图54和图55中,优选各投影仪20的投射范围在屏幕40上没有间隙地进行配置。为了实现这种配置,对各投影仪20的扫描范围进行控制,并且在投影仪20侧进行控制以使得由各投影仪20投射的图像数据不会不连续即可。

这样,在图39~图55的显示装置10中,在壳体71的外表面的至少一部分配置图3等的屏幕40,在壳体71的内部配置投影仪20,因此,能够从壳体71的外侧视觉辨认对比度优良的屏幕40。图39~图55的显示装置10使相干光在屏幕40上进行扫描来进行屏幕40的图像显示,因此,与液晶面板相比,能够扩大视野角,在从倾斜方向观察屏幕40的情况下,也不会使对比度降低,色调不会变化。此外,如上所述对屏幕40实施了散斑对策,因此,即使使相干光在屏幕40上进行扫描,也很难视觉辨认到散斑。

进而,在使用微显示器的投影仪的情况下,通常预先决定微显示器的面板的纵横比,为了进行任意尺寸的图像显示,需要对面板的一部分的像素区进行电气或机械的遮光。遮光的像素区白白消耗电力,无法实现省电化。与此相对,在图39~图55的显示装置10中,能够通过投影仪20内的扫描器件14对相干光的扫描范围进行调整,因此,能够结合屏幕尺寸投射相干光,能够实现低消耗电力化。

此外,在图40~图44的显示装置10中,在壳体71的内部设置光行进方向变更部件73,因此,能够缩短从投影仪20的光出射口到屏幕40的直线距离,能够缩小壳体71的进深,能够实现壳体71的小型化。

进而,在图45的显示装置10中,在壳体71的内部设置光学系统76,因此,能够结合屏幕40的纵向尺寸和横向尺寸中的至少一方来限制投射范围,能够提高从投影仪20输出的相干光的利用效率,实现亮度和对比度的提高。

此外,在图46和图47的显示装置10中,在壳体71的内部设置多个投影仪20,因此,即使屏幕尺寸较大,各投影仪20也分担进行一部分投射,因此,其结果,能够对屏幕40的整个区域进行投射。

进而,在图48~图50的显示装置10中,在壳体71的内部设置多个投影仪20,各投影仪20被配置成不会遮挡来自其他投影仪20的相干光,因此,能够利用各投影仪20对设置在壳体71的多个侧面的屏幕40进行投射。

此外,在图50~图51的显示装置10中,在壳体71的内部偏移配置投影仪20的情况下,通过对投影仪20的扫描范围、照度进行调整,也能够以均匀的对比度对设置在任意部位的屏幕40进行投射。

进而,在图52的显示装置10中,能够在壳体71的多个侧面利用单一的投影仪20对屏幕40进行投射。

此外,在图53~图55的显示装置10中,即使设置在壳体71的外表面上的屏幕40为曲面,也能够在屏幕40的整个区域内显示鲜明的图像。

在图39~图55的显示装置10中的图44的显示装置10中,在观察者从屏幕40的正面方向观察屏幕40时,不会视觉辨认到投影仪20,但是,在除此以外的显示装置10中,可能通过透射型的屏幕40视觉辨认到投影仪20的影子。一般而言,在屏幕40中,在周缘侧设置有未用作投射区域的缘部40b。缘部40b用作用于对屏幕40施加电压的电路图案、电路部件的安装区域,或者是为了支承屏幕40而设置的。多数情况下,缘部40b由树脂等不使可见光透射的部件构成,因此,如果在与缘部40b重叠的位置、即从观察者观察为缘部40b的里侧配置投影仪20,则观察者不会视觉辨认到投影仪20,容易观察屏幕40的显示。

图56(a)是从正面方向观察屏幕40的图,图56(b)是显示装置10的侧视图。如图56(b)所示,在图56(b)的显示装置10中,从投影仪20射出的相干光被折返镜等光行进方向变更部件73反射而入射到屏幕40。投影仪20配置在壳体71的底面,更详细地讲,如图56(a)所示,在从正面方向观察屏幕40时,配置在与屏幕40的缘部40b重叠的位置。被光行进方向变更部件73反射后的相干光在接近屏幕40的片面的法线方向的方向上行进,入射到投射区域。由此,投射图像几乎没有变形。

图56(c)是示出在壳体71内配置多个投影仪20的例子的图。多个投影仪20配置在壳体71内的同一面(例如底面)上,因此,在从正面方向观察屏幕40时,各投影仪20被屏幕40的缘部40b隐藏,观察者不会视觉辨认到。

另外,在屏幕40的缘部40b的宽度比投影仪20的高度狭小的情况下等,如图56(d)所示,也可以在壳体71的底面设置凹部71a,在该凹部内配置投影仪20,在从正面方向观察屏幕40时,不会视觉辨认到投影仪20。另外,凹部71a的形状不限于图56(d)中图示的形状。

为了增大屏幕40的投射面积,需要延长从投影仪20射出的相干光到达屏幕40之前的光路长度。但是,在图39这种在壳体71的正面配置屏幕40的情况下,由于各种情况,有可能无法延长壳体71的进深长度。这种情况下,也可以设置图40等所示的反射镜72,或者,如图57所示,使投影仪20的射出轴方向与屏幕40的投射面方向大致平行,并且沿着投影仪20的射出面配置光行进方向变更部件73,利用光行进方向变更部件使相干光的行进方向变化,使其入射到屏幕40。

在图57的例子中,设置棱镜78和折返镜79作为光行进方向变更部件73。该棱镜78沿着投影仪20的射出面进行配置,从投影仪20射出的相干光在棱镜78的面进行反射,入射到折返镜79。折返镜79使来自棱镜78的入射光进行反射,而将其引导至屏幕40。例如如图56(b)所示,与配置在壳体71的底面的投影仪20同样,图57的棱镜78配置在壳体71的底面。可以对棱镜78的反射面进行涂层以提高反射率,也可以不进行涂层。在不进行涂层的情况下,通过全反射或菲涅耳反射使入射光进行反射。

如图57那样设置棱镜78和折返镜79,由此,能够延长从投影仪20射出的相干光入射到屏幕40之前的光路长度,能够增大屏幕40的投射面积。

图58示出在铅垂方向上并列配置多个具有图39所示的壳体71的显示装置10的例子。图58的各显示装置10例如用作载置各种物体的架子。在铅垂方向上配置有多个显示装置10的情况下,观察者为了视觉辨认上侧的显示装置10的屏幕40,如图59a所示,必须使视线朝向斜上方。此外,为了视觉辨认下侧的显示装置10的屏幕40,如图59b所示,必须使视线朝向斜下方。

在图59a和图59b的任意一种情况下,都是从倾斜方向观察屏幕40,因此,在屏幕40的视野角较窄的情况下,视觉辨认性可能变差。因此,如图60a所示,也可以在屏幕40的近前、即比屏幕40更靠投影仪20侧配置透镜片81,利用透镜片81切换从投影仪20射出的相干光的行进方向,使相干光沿着相对于屏幕40的投射面的法线方向倾斜的方向入射到屏幕40。由此,在观察者使视线沿着图59a的虚线箭头线的方向时,能够鲜明地视觉辨认屏幕40的投射图像。图60a示出观察者使视线朝向斜上方的例子,能够使观察上下排列的多个显示装置10中的上侧的显示装置10的屏幕40的情况下的视觉辨认性优良。

图60b是使用棱镜片作为透镜片81的情况下的放大图。入射到棱镜片的光在倾斜面进行折射而入射到屏幕40。

图60c示出使视线朝向斜上方的例子,能够使观察上下排列的多个显示装置10中的下侧的显示装置10的屏幕40的情况下的视觉辨认性优良。

这样,关于配置在比观察者的眼睛的高度更靠上方或下方的显示装置10,在屏幕40上安装棱镜片等透镜片81,变更来自投影仪20的投射光的行进方向,由此能够提高屏幕40的视觉辨认性。

另外,除了使用图60a和图60c这种透镜片81以外,还考虑使来自投影仪20的光从相对于屏幕40的投射面的法线方向倾斜的方向入射的具体的光学结构。例如,图61示出使从配置在壳体71的底面的投影仪20射出的相干光在配置在壳体71的上表面的折返镜79进行反射、而使相干光倾斜入射到屏幕40的例。作为图61的一个变形例,也可以将投影仪20配置在壳体71的上表面,将折返镜79配置在壳体71的下表面。

(屏幕40的投射位置的调整)

如图46所示,在壳体71的下表面配置多个投影仪20,在利用从各投影仪20射出的相干光对一个屏幕40进行投射的情况下,由于各投影仪20的个体差异,屏幕40的投射图像的上下位置可能按照各投影仪20而偏移。特别是在冰箱或冷冻库等低温环境下使用图39的显示装置10的情况下,各投影仪20中的屏幕40的上下方向的投射位置的偏移增大。此外,在桑拿房等高温环境下使用图35的壳体71的情况下,偏移也增大。产生偏移的原因之一是,从投影仪20射出的光的行进方向和光束直径由于温度而稍微变化。

图62是示出具有屏幕40的投射范围调整功能的显示装置10的结构的图。图62的显示装置10具有屏幕40、具有投射范围调整部82的控制装置35、多个投影仪20。屏幕40可以是图12a~图15所示的具有散斑减少功能的屏幕40,也可以是不具有散斑减少功能的屏幕40。在具备具有散斑减少功能的屏幕40的显示装置10的情况下,驱动装置36对屏幕40供给电压或电流。在不具有散斑减少功能的屏幕40的情况下,能够省略驱动装置36。

在图62中,具有3台投影仪20,但是,投影仪20的数量只要是2台以上即可,台数没有限制。图62的各投影仪20配置在同一面上。例如,如图56(b)所示,图62的各投影仪20在壳体71的底面上分开配置。图16的各投影仪20是以相同的硬件规格制造的,外形尺寸本来应该相同,光学特性本来也应该相同。但是,由于各投影仪20的个体差异,从各投影仪20射出的投射光的行进方向稍微偏移。

控制装置35具有驱动装置36,在控制装置35内设置有投射范围调整部82。另外,也可以与驱动装置36分开地设置具有投射范围调整部82的控制装置35。

投射范围调整部82按照各投影仪20对从多个投影仪20射出的光在屏幕40上的投射范围进行调整。即,投射范围调整部82按照各投影仪20对投射范围进行调整,以使得减少从各投影仪20射出的光在屏幕40上的水平方向和垂直方向中的至少一方中的投射范围的偏移。

如上所述,即使将本来具有相同光学特性的多个投影仪20配置在同一面上,由于各投影仪20的个体差异和温度等环境条件,针对屏幕40的投射范围也可能产生偏移。能够对各投影仪20的配置部位进行微调整,能够减少屏幕40的左右方向的投射范围的偏移,但是,不容易减少屏幕40的上下方向的投射范围的偏移。

因此,投射范围调整部82在显示装置10的实际的使用环境下,事前调查各投影仪20在屏幕40上的投射范围,按照各投影仪20对投射范围进行调整,以使得减少各投影仪20的投射范围的偏移。

图63是示出各投影仪20的内部结构的框图。图63的投影仪20具有多个光源2、分色镜3、扫描部件4、点亮控制部5。

多个光源2射出各不相同的波段的光。在一个具体例中,多个光源2具有射出红色(r)的相干光的光源2、射出绿色(g)的相干光的光源2、射出蓝色(b)的相干光的光源2。

分色镜3是为了对来自各光源2的光进行合成而设置的。在图63的例子中,在射出红色的相干光的光源2的光轴上,与绿色用的光源2和蓝色用的光源2的位置对齐来配置2个分色镜3。由分色镜3合成的合成光入射到扫描部件4。另外,各光源2和各分色镜3的配置不限于图63所示的配置。

扫描部件4例如是具有在2轴方向上转动自如的未图示的旋转轴的mems镜,通过该mems镜使合成光进行反射,使光在屏幕40上进行扫描。

点亮控制部5根据来自投射范围调整部82的控制信号对从各光源射出的光的射出时机进行控制。此外,在按照各光源而使屏幕40上的投射范围产生偏移的情况下,成为产生颜色偏移的主要原因,因此,点亮控制部5可以根据来自投射范围调整部82的控制信号对从各光源射出的光的射出时机进行控制,以抑制颜色偏移。

通过扫描部件4的光扫描,从投影仪20射出的光例如沿着图63的箭头的方向在屏幕40上移动。在按照各投影仪20而使屏幕40的上下方向的投射范围产生偏移的情况下,在上下方向上较宽地设定图63的箭头的移动范围即投射范围,根据各投影仪20的投射范围的偏移量对投影仪20的点亮控制部进行控制即可。即,按照各投影仪20对屏幕40上光实际开始扫描的时机进行调整即可。

图62所示的投射范围调整部82按照各投影仪20对点亮控制部5发送控制信号,对从光源射出光的时机进行控制,由此,按照各投影仪20对屏幕40上的投射范围进行调整。由此,在使用多个投影仪20在一个屏幕40上投射一体的图像的情况下,在各投影仪20负责的投射图像的边界位置不会产生凹凸和间隙,能够投射没有不舒服感的自然的图像。

本公开的方式不限于上述各个实施方式,还包含本领域技术人员能够想到的各种变形,本公开的效果也不限于上述内容。即,能够在不脱离从权利要求书中规定的内容及其等同物中导出的本公开的概念性的思想和主旨的范围内进行各种追加、变更和部分的删除。

标号说明

2:光源;3:分色镜;4:扫描部件;5:点亮控制部;10:显示装置;11:支承器具;12:顶面;14:扫描器件;15:光源控制部;20:投影仪;21:相干光源;30:电力源;35:控制装置;36:驱动装置;40:屏幕;40a:片部件;40b:缘部;41:第1电极;42:第2电极;46:第1覆盖层;47:第2覆盖层;50:粒子片;51、52:基材;55:粒子层;56:保持部;60:粒子;61:第1部分;62:第2部分;66b、67b:扩散成分;71:壳体;72:反射镜;73:光行进方向变更部件;74:凹面镜;75:凸面镜;76:光学系统;76a:第1柱面透镜;76b:第2柱面透镜;77:菲涅耳透镜;78:棱镜;79:折返镜;81:透镜片;82:投射范围调整部。

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