映像表示装置、投影装置、スクリーン
【課題】 取得映像の高コントラストを確保しつつ設置場所が限定されない映像表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 スクリーン２上に赤外線を受光すると光量に応じた電流を出力するフォトトランジスタと、フォトトランジスタに接続された赤、青、緑の発光ダイオードを備え、これらには直流バイアスが印加される。プロジェクタ４から画素毎に光量が調整された赤外光がスクリーン２上に放射されると、フォトトランジスタにおいて光電変換されることで光量に応じた電流が出力され、この電流が発光ダイオードに与えられて、電流値に応じた輝度で発光する。
【解決手段】 スクリーン２上に赤外線を受光すると光量に応じた電流を出力するフォトトランジスタと、フォトトランジスタに接続された赤、青、緑の発光ダイオードを備え、これらには直流バイアスが印加される。プロジェクタ４から画素毎に光量が調整された赤外光がスクリーン２上に放射されると、フォトトランジスタにおいて光電変換されることで光量に応じた電流が出力され、この電流が発光ダイオードに与えられて、電流値に応じた輝度で発光する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像表示装置に関し、特にプラネタリウムなどのドーム形状のスクリーンや建造物壁面などの大型のスクリーンに映像表示が可能な映像表示装置であって、特に、高いコントラストが求められる用途に適した映像表示装置に関するものである。又、本発明は、この映像表示装置に用いられる投影装置及びスクリーンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のマルチメディア時代の到来により、あらゆる場面で映像表示装置が利用されている。特に映像信号を投射して表示スクリーンに投影する投射型の映像表示装置は、大画面化が容易なため映画館等でも利用されている。
【０００３】
この投射型の映像表示装置として、従来はＣＲＴが多く利用されていたが、近年においては高輝度、高精細化の要求と共に、これらの要求性能に適する光変調素子として液晶パネルやミラーの角度を変化させることにより光量変調を行うＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）が利用されている。これらの液晶パネルやＤＭＤを利用した投射型映像表示装置は、光源からの光で光変調素子としての液晶パネルやＤＭＤを照明し、液晶パネルやＤＭＤで画像信号により変調された透過光あるいは反射光を、投影光学系を通してスクリーン上に画像形成するものである。
【０００４】
しかしながら、上述の液晶パネルやＤＭＤ等の光変調素子を用いる映像表示装置の場合、取得される映像のコントラストが低いという問題がある。これは、映像表示装置に利用される光変調素子の特性に起因するものであり、黒出力時に漏れ光や散乱光等の不要光が照射されることが主な原因である。このとき、出力される黒部分の映像は不要光照射によって輝度が上昇しているため輝度の高い白部分の映像との差が明確にならず、全体的に白っぽくぼやけた映像が取得されることがある。このような映像は「黒の締まりが悪い」と表現される。
【０００５】
ところで、映画館等の大画面スクリーンは、観察者がスクリーンの前方に限られる家庭用のスクリーンとは異なり、色々な角度からスクリーンを見る観察者が存在することが想定されているため（スクリーンから見た想定観察者位置の方向が広いため）、投影される映像が広視野に拡散される拡散反射型スクリーンが利用される。このため、このような拡散反射型スクリーンに対して上述の光変調素子を用いた映像表示装置によって映像を投影すると、観察者側からの不要光（例えば映画館における非常灯や、表示された映像光が複数回反射した不要光等）についても拡散してしまい、これによってスクリーン面の最低輝度（黒出力時の輝度）が上昇するため、出力される映像は更に「黒の締まりが悪い」ものになる。
【０００６】
このため、例えばプラネタリウム等のように高いコントラストが必要とされる空間においては、このような光変調素子を用いた映像表示装置では、十分に高いコントラストを達成することができず、高品位な映像を提供できないという問題があった。
【０００７】
又、これとは別の問題として、投射型の映像表示装置を利用してスクリーンに映像を投影する場合、画像スクリーンが大画面になればなるほど投影に必要な光量が増大するため、これによって空気中の塵等で散乱された投影光束そのものが観察者によって知覚され、観察者が不快であるという問題がある。
【０００８】
これらの問題を解決する方法として、近年では表示装置にマトリクス状に配置されたＬＥＤ、ＯＬＥＤ等の発光素子が発光することで映像を表示する自発光型の映像表示装置が開発されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００９】
自発光型の映像表示装置は、映像表示装置に配置された発光素子が発光することでディスプレイに映像が表示されるため投影光束が存在せず、観察者が投影光束を知覚することで不快感を示すという問題がない。又、大画面表示を行う場合は、通常発光素子全面に設置されたレンズによって拡散してディスプレイに表示させるため、良好なコントラストが確保できる。
【特許文献１】特開２００４−３１８１５５号公報
【特許文献２】特開２００４−７７５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２等に記載されている自発光型の映像表示装置の場合、マトリクス状に配置された各画素毎に、当該画素が備える発光素子の発光制御を行うためのスイッチング素子が必要である。更に、画素毎に設けられたスイッチング素子をライン毎に制御するための制御回路が必要となるため、当該制御回路からスイッチング素子に対して制御信号を与えるための信号ラインをマトリクス状に設ける必要がある。
【００１１】
このため、例えばプラネタリウム等のドーム形状をした大型スクリーンに映像を表示する場合、ドーム形状のスクリーン内部にマトリクス状に発光素子及び発光素子を制御するためのスイッチング素子を配置するとともに、各スイッチング素子に制御信号を与えるための信号ラインをマトリクス状に設ける必要があり、極めて設置が困難である。
【００１２】
一方、液晶パネルやＤＭＤ等の投射型映像表示装置の場合、スクリーン上に素子及び信号ラインを配置する必要がないためスクリーンの設置場所については限定されないが、上述したように取得映像のコントラストが低く、黒の締まりが悪いため、特に周囲の照明が暗い場所で映像を観察されることが前提であるプラネタリウム等ではこれらの投射型映像表示装置を利用したとしても高品位な映像を得ることができない。
【００１３】
本発明は、上記の問題点に鑑みて、取得映像の高コントラストを確保しつつ設置場所が限定されない映像表示装置を提供することを目的とする。又、本発明は、このような映像表示装置に用いられる投影装置及びスクリーンを提供することを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成すべく、本発明の映像表示装置は、映像が表示されるスクリーンと、該スクリーンに対して表示すべき映像信号を放射する投影装置と、で構成される映像表示装置であって、前記スクリーンが、該スクリーン上に複数の画素が配置されるとともに、前記複数の画素が、不可視光を受光するとその受光量に応じて電気的量（電流、電圧、電気抵抗等）が変化する受光素子と、前記受光素子と電気的に接続されるとともに与えられる電気的量に応じた輝度の可視光を発光する第１発光部と、を備え、前記投影装置が、前記スクリーンに前記映像が表示されるよう前記複数の画素毎に放射すべき前記不可視光の光量を算出する発光制御部と、前記複数の画素それぞれに対して前記発光制御部が算出した光量の前記不可視光を放射する光出力部と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
このとき、第１発光部として発光ダイオードを利用するものとしても構わない。又、受光素子としてフォトトランジスタ、フォトダイオード、フォトトライアック等を利用するものとしても構わない。
【００１６】
このように構成されることで、本発明の映像表示装置は、スクリーン上に配置された第１発光部が発光することで映像を表示する自発光型の映像表示システムであるため、ＤＭＤや液晶パネル等の光変調素子を用いる映像投影装置によって得られる映像と違って、高コントラストの映像が取得できる。特に、第１発光部として発光ダイオードを利用する場合、発光ダイオードは、当該発光ダイオードを発光させるために必要な最低電流値（スレッシュホールド電流値）以下の電流が与えられても発光しない性質を有しているため、このスレッシュホールド電流値を下回る電流が発光ダイオードに与えられる場合でも当該発光ダイオードは発光せず、これによって更に高いコントラストを確保することができる。
【００１７】
又、このとき、前記複数の画素それぞれが、発光色の異なる複数の第１部分画素で構成されるとともに、前記第１発光部が前記複数の第１部分画素それぞれに備えられるものとしても構わない。
【００１８】
このとき、前記複数の画素それぞれが、赤、緑、青の３色を発光する３種類の前記第１部分画素を備えるものとしても構わない。又、更に前記第１発光部が発光ダイオードで構成される場合には、赤色に発光する前記第１部分画素が赤色光を発光する発光ダイオードを備え、緑色に発光する前記第１部分画素が緑色光を発光する発光ダイオードを備え、青色に発光する前記第１部分画素が青色光を発光する発光ダイオードを備える構成としても良い。
【００１９】
又、前記複数の画素それぞれが、画素毎に前記受光素子を備えるとともに、該受光素子が、前記複数の第１部分画素それぞれに備えられる前記第１発光部それぞれと電気的に接続される構成としても構わない。
【００２０】
このとき、上述と同様、前記複数の画素それぞれが、赤、緑、青の３色を発光する３種類の前記第１部分画素を備えるものとしても構わない。更に、この場合、前記第１発光部が発光ダイオードで構成されるとともに、前記受光素子がフォトトランジスタで構成される場合には、赤色に発光する前記第１部分画素が赤色光を発光する発光ダイオードとこの発光ダイオードに電気的に接続されるフォトトランジスタを備え、緑色に発光する前記第１部分画素が緑色光を発光する発光ダイオードとこの発光ダイオードに電気的に接続されるフォトトランジスタを備え、青色に発光する前記第１部分画素が青色光を発光する発光ダイオードとこの発光ダイオードに電気的に接続されるフォトトランジスタを備える構成としても良い。
【００２１】
又、前記複数の第１部分画素それぞれが、前記第１発光部と、該第１発光部と電気的に接続された前記受光素子とを備える構成としても構わない。
【００２２】
このとき、上述と同様、前記複数の画素それぞれが、赤、緑、青の３色を発光する３種類の前記第１部分画素を備えるものとしても構わない。更に、この場合、前記第１発光部が発光ダイオードで構成されるとともに、前記受光素子がフォトトランジスタで構成される場合には、前記複数の画素それぞれが、赤色光を発光する発光ダイオードと、緑色光を発光する発光ダイオードと、青色光を発光する発光ダイオードと、これらの発光ダイオードと電気的に接続される１つのフォトトランジスタとで構成されるものとしても構わない。
【００２３】
このように構成することで、スクリーン上に配置すべきフォトトランジスタの数を減少させることができ、回路構成を簡素化する効果がある。
【００２４】
又、前記複数の第１部分画素それぞれに備えられる前記受光素子が、該受光素子を備える前記第１部分画素の発光色毎に波長の異なる前記不可視光に対して光電変換を行うものとしても構わない。
【００２５】
このように構成することで、例えば前記複数の画素それぞれが、赤、緑、青の３色を発光する３種類の前記第１部分画素を備える場合、前記受光素子に照射する前記不可視光の波長を変化させることで、前記複数の画素それぞれの発光色を変化させることができる。尚、この構成は赤、緑、青の３色に限られるものではなく、他の色を発光するものであっても構わないし、４色以上を発光する４種類以上の第１部分画素を備えるものとしても構わない。
【００２６】
又、前記複数の第１部分画素それぞれに備えられる前記第１発光部の発光色を切り換える色切換部を有し、前記色切換部が、前記第１発光部に対して電圧の印加制御を行うことで発光色の切換を行う構成としても構わない。
【００２７】
このように構成することで、例えば前記複数の画素それぞれが、赤、緑、青の３色を発光する３種類の前記第１部分画素を備える場合、前記投影装置が赤、緑、青の前記第１部分画素それぞれに対して指定光量の不可視光を順次切り換えて放射することにより、全体として前記スクリーン上に対象映像が投影される。
【００２８】
このとき、所定の時間が経過した後、前記色切換部によって前記第１発光部の発光色の切り換えが行われるものとしても構わない。この場合、全画素領域の内、まず赤色に発光する全ての前記第１部分画素に対して画素毎に指定光量の不可視光を照射した後、次に緑色に発光する全ての前記第１部分画素に対して画素毎に指定光量の不可視光を照射し、次に青色に発光する全ての前記第１部分画素に対して画素毎に指定光量の不可視光を照射するものとしても構わない。
【００２９】
又、前記不可視光を受光すると光量に応じた起電力を発生する太陽電池を有し、前記複数の第１部分画素それぞれに備えられる一部の前記第１発光部に対して印加される電圧が、前記太陽電池から供給される構成としても構わない。
【００３０】
又、前記複数の画素それぞれが、前記各第１部分画素の発光色とは異なる発光色で発光する少なくとも一つの第２部分画素を備え、前記第２部分画素が、前記スクリーン上に蛍光塗料が塗布されるとともに、前記受光素子に照射される前記不可視光とは異なる波長の前記不可視光を受光すると受光した光量に応じた輝度で前記蛍光塗料が発光する第２発光部で構成される構成としても構わない。
【００３１】
このとき、前記第２発光部には紫外光が放射されるものとしても構わない。
【００３２】
このように構成することで、前記第２部分画素についてはスクリーン上に蛍光塗料を画素数分塗布するのみで良く、スクリーン上に配線すべき回路構成が簡素化される。
【００３３】
又、前記複数の画素それぞれが、各々の発光色が異なる複数の前記第２部分画素を備え、前記各第２部分画素に備えられる前記第２発光部が、該発光部を備える前記第２部分画素の発光色毎に波長の異なる前記不可視光を受光すると受光した光量に応じた輝度で発光する構成としても構わない。
【００３４】
このとき、前記複数の画素それぞれが、例えば第１の波長の不可視光を受光すると青色に発光する前記第２部分画素と、第２の波長の不可視光を受光すると緑色に発光する前記第２部分画素を備える構成とすることができる。
【００３５】
又、本発明の投影装置は、複数の画素が配置されたスクリーンに対して表示すべき映像信号を放射する前記映像表示装置に備えられる投影装置であって、前記スクリーンに前記映像が表示されるよう前記複数の画素毎に放射すべき前記不可視光の光量を算出する発光制御部と、前記各複数の画素に対して前記発光制御部が算出した光量の前記不可視光を放射する光出力部と、を備えることを特徴とする。
【００３６】
又、本発明のスクリーンは、投影装置から放射される映像信号に基づいて映像が表示される前記映像表示装置に備えられるスクリーンであって、複数の画素が配置されるとともに、前記複数の画素が、前記投影装置から放射された不可視光を受光するとその受講料に応じて電気的量が変化する受光素子と、前記受光素子と電気的に接続されるとともに与えられる電気的量に応じた輝度で発光する第１発光部と、を備えることを特徴とする。
【００３７】
このとき、前記スクリーンが、前記複数の画素が、蛍光塗料が塗布されるとともに前記受光素子に照射される前記不可視光とは異なる波長の前記不可視光を受光すると受光した光量に応じた輝度で前記蛍光塗料が発光する第２発光部を更に備える構成としても構わない。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の映像表示装置によれば、スクリーン上に配置された発光ダイオードが発光することで映像を表示する自発光型の映像表示システムであるため、ＤＭＤや液晶パネル等の光変調素子を用いる映像投影装置によって得られる映像と違って、高コントラストの映像が取得できる。特に、発光ダイオードは、当該発光ダイオードを発光させるために必要な最低電流値（スレッシュホールド電流値）以下の電流が与えられても発光しない性質を有しているため、このスレッシュホールド電流値を下回る電流が発光ダイオードに与えられる場合でも当該発光ダイオードは発光せず、これによって更に高いコントラストを確保することができる。
【００３９】
又、プロジェクタから放射される光は赤外光であるため、観察者によってプロジェクタからの投影光束が確認されることがなく、従来の投射型の映像表示装置のように観察者によって投影光束が知覚されるという問題が解決される。
【００４０】
又、本発明の映像表示装置が備えるスクリーンは、発光ダイオード及びフォトトランジスタからなる画素を配置するとともに、各画素に対してバイアス電圧を印加する構成である。即ち、本発明の映像表示装置は、スクリーン上の配置された発光ダイオードの発光制御をプロジェクタが行う構成であるため、従来の自発光型の映像表示装置のように、スクリーン上に画素を制御する制御回路や信号ラインを設ける必要がなく、プラネタリウム等のドーム状スクリーンに対しても容易に設置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の映像表示装置の一実施形態であるプラネタリウムの構造を示す概念図である。
【００４２】
図１に示すプラネタリウム１は、映像を映し出すスクリーン２と、表示する映像データの再生を行う映像再生装置３と、映像再生装置からの映像データが電気回線５を介して送られるとともに送られた映像データをスクリーン２に投影するプロジェクタ４とを備える。又、映像再生装置３には、操作者が表示したい映像データを確認するための表示画面６が設けられている。
【００４３】
又、映像再生装置３には予め再生用の映像データが備えられており、映像再生装置によって当該映像データが再生されると、その内容が表示画面６に表示されるとともに、電気回線５を介してプロジェクタ４に出力される。プロジェクタ４は、映像再生装置３より与えられた当該映像データを元にしてスクリーン２上の光を放射する対象領域２ａを特定し、この領域２ａに対して光を放射する。このようにして、スクリーン２の特定領域２ａに当該映像データが投影される。尚、このスクリーン２には、後述するように発光ダイオード及びフォトトランジスタを備える複数の画素がマトリクス状に配置されている。
【００４４】
次に、スクリーン２の構成について図面を参照して説明する。図２は、スクリーン２の一部領域の模式図であり、図３は図２に示された領域の回路図である。
【００４５】
図２に示すように、スクリーン２には赤色に発光する発光ダイオードＬｒを備える部分画素Ｒ、緑色に発光する発光ダイオードＬｇを備える部分画素Ｇ、青色に発光する発光ダイオードＬｂを備える部分画素Ｂの３色の部分画素が隣接されることで構成される画素がマトリクス状に複数配置される。尚、発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂは、当該発光ダイオードに電流が流れると所定の色（赤、緑、青）に発光するように構成されているものとする。又、図２では、１画素を形成する部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂが左からこの順に配置されているものとしたが、部分画素の並び順についてはこの方法に限られるものではない。又、本例では各画素がマトリクス状に配置されているが、これに限らず面状に並んで配置されるものであれば良く、例えば千鳥状や放射状に配置されていても良い。
【００４６】
更に、各部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂは、それぞれ赤外光を受光すると、光電変換が行われることでその光を光量に応じた電気信号に変換するフォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂを備える。又、これらのフォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂは、可視光を受光しても光電変換が行われないように予め構成されているものとする。具体的には、例えば可視光領域の光を遮断するフィルタが各フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂの前面に設置することで実現できる。
【００４７】
このように、発光ダイオードとフォトトランジスタを備える３色の部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂで形成される画素αが構成する回路図を図３に示す。
【００４８】
図３（ａ）は、各部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂが備える発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂ及びフォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂによって形成される画素αの回路図を示している。尚、図３（ａ）に示す回路図は、スクリーン２上にマトリクス状に配置された複数の画素で構成される領域の一部について示したものである。又、図３（ｂ）は、この内の一画素α１１のみを拡大した回路図である。
【００４９】
図３（ａ）に示すように、各画素αは３色の部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂを備えており、各々の部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂが発光ダイオードとフォトトランジスタで構成される。又、各画素αを構成する部分画素が備える発光ダイオードとフォトトランジスタに対して直流バイアスＤＣ１が印加される。例えば、図３（ｂ）に示すように、画素α１１は部分画素Ｒ１１、Ｇ１１、Ｂ１１で構成されており、この内、部分画素Ｒ１１は、所定値以上の電流が与えられると電流値に応じた強度の赤色光を発光する発光ダイオードＬｒ１１と、赤外光を受光すると光電変換を行うフォトトランジスタＰｒ１１とを備える。このフォトトランジスタＰｒ１１は、コレクタ端子に直流バイアスＤＣ１が印加されるとともに、エミッタ端子に発光ダイオードＬｒ１１が接続される。
【００５０】
尚、以下において、発光ダイオードＬｒｍｎ（ｍ、ｎは自然数、以下同様とする）は発光ダイオードＬｒで構成され、発光ダイオードＬｇｍｎは発光ダイオードＬｇで構成され、発光ダイオードＬｂｍｎは発光ダイオードＬｂで構成されるものとする。同様に、フォトトランジスタＰｒｍｎはフォトトランジスタＰｒで構成され、フォトトランジスタＰｇｍｎはフォトトランジスタＰｇで構成され、フォトトランジスタＰｂｍｎはフォトトランジスタＰｂで構成されるものとする。
【００５１】
このとき、部分画素Ｒ１１が配置されているスクリーンの位置に赤外光が照射されると、フォトトランジスタＰｒ１１において光電変換が行われることで光量に応じた電子正孔対が発生し、これによってエミッタ端子に光量に応じた電流が流れる。そしてエミッタ端子から流れた電流は発光ダイオードＬｒ１１に与えられ、この電流値が所定値以上もしくは所定値より大きい値である場合には発光ダイオードＬｒ１１が赤色に発光する。尚、以下では発光ダイオードを発光させるために必要な最低電流値を「スレッシュホールド電流値」と称する。即ち、このスレッシュホールド電流値以上の電流が発光ダイオードに与えられた場合には当該電流値に応じた強度で発光ダイオードが発光する。
【００５２】
このとき、発光ダイオードＬｒ１１から放射される光量はフォトトランジスタＰｒ１１が受光した光量に応じた値となる。即ち、フォトトランジスタＰｒ１１が受光した赤外光の光量が多い場合には発光ダイオードＬｒ１１の発光輝度が高くなり、フォトトランジスタＰｒ１１が受光した赤外光の光量が少ない場合には発光ダイオードＬｒ１１の発光輝度が低くなる。又、フォトトランジスタＰｒ１１が受光した赤外光の光量が所定値未満である場合に、フォトトランジスタから出力される電流の電流値が発光ダイオードＬｒ１１を発光させるのに必要な最低電流値であるスレッシュホールド電流値未満であれば、この発光ダイオードＬｒ１１は発光しない。
【００５３】
同様に、発光ダイオードＬｇ１１とフォトトランジスタＰｇ１１を備える部分画素Ｇ１１が配置されているスクリーンの位置に赤外光が照射されると、フォトトランジスタＰｇ１１において光電変換が行われることで光量に応じた電子正孔対が発生し、これによってエミッタ端子に光量に応じた電流が流れ、この電流値がスレッシュホールド電流値以上である場合には、当該電流値に応じた強度で発光ダイオードＬｇ１１が緑色に発光する。
【００５４】
同様に、発光ダイオードＬｂ１１とフォトトランジスタＰｂ１１を備える部分画素Ｂ１１が配置されているスクリーンの位置に赤外光が照射されると、フォトトランジスタＰｂ１１において光電変換が行われることで光量に応じた電子正孔対が発生し、これによってエミッタ端子に光量に応じた電流が流れ、この電流値がスレッシュホールド電流値以上である場合には、当該電流値に応じた強度で発光ダイオードＬｂ１１が青色に発光する。
【００５５】
このように、マトリクス状に配置された画素αｍｎは、それぞれ部分画素Ｒｍｎ、Ｇｍｎ、Ｂｍｎを備えるとともに、各部分画素Ｒｍｎ、Ｇｍｎ、Ｂｍｎがそれぞれ発光ダイオードＬｒｍｎ、Ｌｇｍｎ、ＬｂｍｎとフォトトランジスタＰｒｍｎ、Ｐｇｍｎ、Ｐｂｍｎで構成される。又、各部分画素Ｒｍｎ、Ｇｍｎ、Ｂｍｎには直流バイアスＤＣ１が印加される。そして、部分画素Ｒｍｎが配置される領域に所定光量以上の赤外光が照射されると発光ダイオードＬｒｍｎが光量に応じた強度で赤色に発光し、部分画素Ｇｍｎが配置される領域に所定光量以上の赤外光が照射されると発光ダイオードＬｇｍｎが光量に応じた強度で緑色に発光し、部分画素Ｂｍｎが配置される領域に所定光量以上の赤外光が照射されると発光ダイオードＬｂｍｎが光量に応じた強度で青色に発光する。
【００５６】
尚、図３において、各画素に印加する直流バイアスを同一の直流バイアスＤＣ１としたが、発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂを発光させるために必要なバイアス電圧が、発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂ間で異なる場合には、例えば図４に示すように各部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂ毎に印加する直流バイアス電圧を変えるものとしても構わない。この場合、部分画素Ｒに対しては直流バイアスＤＣ１が印加され、部分画素Ｇに対しては直流バイアスＤＣ２が印加され、部分画素Ｂに対しては直流バイアスＤＣ３が印加される構成である。
【００５７】
このとき、所定の光量の赤外光をフォトトランジスタに照射し、当該フォトトランジスタから出力される電流が発光ダイオードに与えられると、当該発光ダイオードが所定輝度以上発光するように各直流バイアスＤＣ１、ＤＣ２、ＤＣ３のバイアス電圧が設定されているものとしても構わない。
【００５８】
次に、上述のように構成される各画素を備えるスクリーン２上に映像を投影するプラネタリウム１の動作について、ブロック図を用いて説明を行う。図５は、図１に示すプラネタリウム１における映像再生装置３及びプロジェクタ４の動作を説明するためのブロック図である。
【００５９】
図５に示すように、映像再生装置３は、操作者が当該映像再生装置３を操作するための操作部１１と、映像データの再生制御を行う再生制御部１２と、映像データが格納されるメモリ１３と、映像データを映像再生装置３上で操作者が確認するための表示部１４と、プロジェクタ４に対して映像データを出力するための外部出力部１５とを備える。
【００６０】
又、プロジェクタ４は、映像再生装置３から与えられる映像データが入力される信号入力部２１と、信号入力部２１に入力された信号の解析を行う信号解析部２２と、信号解析部２２で行われた解析結果に基づいてスクリーン２上に光を放射する放射領域及び放射光量を特定する発光制御部２３と、発光制御部２３によって指定されるスクリーン２上領域に指定される光量の赤外光を放射する光出力部２４とを備える。
【００６１】
映像再生装置３は、操作者が操作部１１を操作することによって再生すべき映像データが選択されると、再生制御部１２が指定された映像データをメモリ１３より読み出して再生操作を行う。又、再生制御部１２は、この再生される映像データを表示部１４及び外部出力部１５に与える。表示部１４は、表示画面６等で構成されており、この表示画面６に表示される映像データを操作者が確認することができる。又、外部出力部１５に出力された映像データは、電気回線５を介してプロジェクタ４に与えられる。
【００６２】
このとき、操作者が操作部１１を操作することで、映像データに対して停止、ズームアップ、移動等の所定の処理を施すことができるものとしても構わない。
【００６３】
又、外部出力部１５が再生される映像データを所定の時間毎に区切ることで得られる静止画像を逐次プロジェクタ４に送るものとしても構わない。又、このとき送られる映像データが、マトリクス状に配置された複数の画素それぞれが出力する信号の色データと輝度データで構成されるものとしても構わない。即ち、この場合の外部出力部１５からプロジェクタ４に送られる映像データは、マトリクス状に配置された複数の画素の内の各画素の相対座標と、当該相対座標に位置する画素が出力する信号の色データ（Ｒ、Ｇ、Ｂの比率）及び輝度データ（明暗の度合い）とで構成される。尚、このとき、映像データとして各画素の情報が画素毎に所定の配列順でシリアルに送られる場合、送られる情報の配列によって各画素の相対位置がプロジェクタ４側で把握できる構成にしても構わない。
【００６４】
このようにしてプロジェクタ４に対して映像データが送られると、プロジェクタ４は信号入力部２１にて当該映像データを受信して信号解析部２２に送る。信号解析部２２は、送られた映像データより、マトリクス状に配置された複数の画素が出力する信号の色データ及び輝度データを抽出して発光制御部２３に与える。このとき、映像データが上述の相対座標と当該相対座標に位置する画素が出力する色データ及び輝度データによって構成されている場合は、各相対座標毎に、当該相対座標に位置する画素が出力する信号の色データ及び輝度データの組み合わせからなる情報を発光制御部２３に与えるものとしても構わない。
【００６５】
発光制御部２３は、信号解析部２２より与えられた情報に基づいて各画素毎に放射すべき赤外光量を算出し、光出力部２４に与える。例えば、映像データが上述の相対座標と当該相対座標に位置する画素が出力する信号の色データ及び輝度データによって構成されている場合、相対座標毎に指定された色データと輝度データの組み合わせに対応した赤外光量を算出するものとしても構わない。
【００６６】
そして、光出力部２４が、発光制御部２３から各画素位置に対応した放射すべき赤外光量値のデータが与えられると、このデータに基づいて画素毎に指定光量の赤外光を照射する。尚、このとき、光出力部２４は、対応画素数と各画素毎に備える部分画素数（Ｒ、Ｇ、Ｂから構成される３部分画素）の積の数だけの赤外光を照射できる構成であるものとする。
【００６７】
例えば、映像再生装置３から与えられた映像データの内、最も左上に位置する画素の情報が、色データ「Ｒ，Ｇ，Ｂの比率がＡｒ：Ａｇ：Ａｂ」、輝度データ「輝度値ｓ」なる情報として与えられた場合、放射領域の最も左上に位置する画素αｘｙ（ｘ、ｙは自然数とする。以下同様）が備える各部分画素Ｒｘｙ、Ｇｘｙ、Ｂｘｙに対して赤外光が照射されるようにプロジェクタ４の放射方向を定めるとともに、輝度値ｓの元でＲ、Ｇ、Ｂの比率がＡｒ：Ａｇ：Ａｂで構成される色の光が画素αｘｙにおいて表示されるために必要な光量の赤外光が光出力部２４から各部分画素Ｒｘｙ、Ｇｘｙ、Ｂｘｙに対して照射される。以下、同様に左上の画素位置からの相対座標に対応して、当該指定される画素位置に指定光量の赤外光が光出力部２４から照射される。
【００６８】
このとき、全画素に対する映像データが信号解析部２２によって解析されるとともに、全画素に対して放射すべき赤外光量が発光制御部２３によって算出された後、光出力部２４からは全画素に対して同時に画素毎に指定された所定光量の赤外光が放射されるものとしても構わない。更に、フォトトランジスタに対して照射する赤外光の照射時間を調整することで光量制御を行う構成としても構わない。この場合、各画素（各部分画素）毎に照射する赤外光量が指定され、この照射時間の制御を光出力部２３の放射孔の開閉制御によって行うものとしても構わない。
【００６９】
尚、映像再生装置３からプロジェクタ４に与えられる映像データの内、色データとしてＲ、Ｇ、Ｂの比率とは異なる形式の情報（例えばＣ、Ｍ、Ｙ、Ｂの比率情報等）が与えられる場合、信号解析部２２によって色データの形式を解析するとともに、この送られた情報からＲ，Ｇ、Ｂの比率を算出するものとしても構わない。
【００７０】
又、プロジェクタ４が、当該プロジェクタ４の位置を制御する位置制御部（不図示）を備えており、映像再生装置３から送られる映像データにスクリーン２上の投影エリアを指定するエリアデータが含まれている場合には、信号解析部２２が映像データよりエリアデータを認識するとともに、このエリアデータが指定する投影エリアに対して光を照射できるように位置制御部によってプロジェクタ４の位置が制御されるものとしても構わない。
【００７１】
例えば、スクリーン２上に配置された各画素にはそれぞれ絶対座標が設けられており、上記エリアデータには放射領域（投影領域）内の基準となる一画素（以下では「基準画素」と称する）に対応するスクリーン２上の画素の絶対座標のデータが含まれている場合には、当該絶対座標に該当するスクリーン２上の画素位置と、映像データに含まれる相対座標とによって一意に決定されるスクリーン２上の投影エリア内に赤外光が照射できるように、位置制御部によってプロジェクタ４の位置が制御されるものとしても構わない。このとき、基準画素として、画素領域の内の最も左上に位置する画素を採用するものとしても良い。
【００７２】
このようにすることで、映像再生装置３からプロジェクタ４に送られる映像データとして、映像再生装置３によって再生される映像が所定の時間毎に区切られることで得られた静止画像が逐次送られる構成である場合には、再生開始後の所定のタイミングでスクリーン２上の投影領域を変更することができる。即ち、時分割された映像データそれぞれがエリアデータを含む構成であるとともに、エリアデータ内に投影エリアが変更される旨の情報が記載されている場合に、位置制御部がプロジェクタ４の位置を制御した上で赤外光の照射を行うことで、スクリーン２上の投影エリアを変更しながら映像を表示することができる。このとき、信号解析部２２において、映像データに含まれるエリアデータ内の基準位置に対応するスクリーン２上の絶対座標の値が変化したことを検知することで投影エリアが変更される旨の情報を認識するものとしても構わない。
【００７３】
上述のように、発光制御部２３から指定された画素に対応する光量の赤外光が光出力部２４からスクリーン２上の配置された画素領域に対して照射されると、スクリーン２上に配置された各画素を構成する各フォトトランジスタによって光電変換され、光量に応じた電流が流れる。そして、当該画素が備える発光ダイオードにこの電流が与えられると、発光ダイオードが電流値に応じた輝度値の光を発光する。このようにして、プロジェクタ４から放射された赤外光の放射領域に位置するスクリーン２上において当該領域に配置された各画素を構成する発光ダイオードが所定光量の光を発光することで、スクリーン２上の指定領域に対象映像が投影される。
【００７４】
このように構成されるプラネタリウム１は、スクリーン２上に配置された発光ダイオードが発光することで映像を表示する自発光型の映像表示システムであるため、ＤＭＤや液晶パネル等の光変調素子を用いる映像投影装置によって得られる映像と違って、極めて高コントラストの映像を実現することができる。特に、発光ダイオードは上述のようにスレッシュホールド電流値以下では発光しない性質を有しているため、このスレッシュホールド電流値を下回る電流が発光ダイオードに与えられる場合でも当該発光ダイオードは発光せず、これによって更に高いコントラストを確保することができる。
【００７５】
又、プロジェクタ４から放射される光は赤外光であるため、観察者によってプロジェクタ４からの投影光束が確認されることがなく、従来の投射型の映像表示装置のように観察者によって投影光束が知覚されるという問題が解決される。
【００７６】
又、図３の回路図に示されるように、上述のプラネタリウム１が備えるスクリーン２は、発光ダイオード及びフォトトランジスタからなる画素をマトリクス状に配置するとともに、各画素に対して直流バイアスを印加する構成である。即ち、本実施形態の映像表示装置は、スクリーン２上の配置された発光ダイオードの発光制御をプロジェクタ４が行う構成であるため、従来の自発光型の映像表示装置のように、スクリーン２上に画素を制御する制御回路や信号ラインを設ける必要がなく、プラネタリウム等のドーム状スクリーンに対しても容易に設置することができる。
【００７７】
尚、上述では、本発明の映像表示装置をプラネタリウムに利用する例を挙げて説明を行ったが、利用形態はプラネタリウムに限られない。例えば、ビルの側面に図３に示される画素を形成し、遠方からプロジェクタ４によって赤外光を照射することで、ビルの側面に映像が表示される構成とすることもできる。この点は後述する各実施形態についても同様である。
【００７８】
又、上述ではプロジェクタ４が赤外光を照射する構成としたが、赤外光の代わりに紫外光を利用する構成としても構わない。即ち、各画素を構成するフォトトランジスタは紫外光が入射されると光電変換を行う性質を備え、プロジェクタ４が紫外光を照射する機構を備えるものとしても構わない。
【００７９】
更に、上述では、光出力部２４が対応画素数と各画素毎に備える部分画素数の積の数だけの赤外光を照射できる構成であるものとしたが、光出力部２４が対応画素数分の赤外光を放射できる構成としても構わない。この場合は、各部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれに対して指定光量の赤外光を順次切り換えて放射することにより、全体としてスクリーン２上に対象映像が投影される。
【００８０】
このとき、所定の時間が経過した後、各部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂ間の切換制御が行われるものとしても構わない。即ち、全画素領域の内、まず全ての部分画素Ｒに対して画素毎に指定光量の赤外光を照射した後、次に全ての部分画素Ｇに対して画素毎に指定光量の赤外光を照射し、次に全ての全部分画素Ｂに対して画素毎に指定光量の赤外光を照射するものとしても構わない。
【００８１】
又、本実施形態において、図６に示すようにフォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂの代わりに赤外光を受光すると起電力が発生する太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂを備える構成としても構わない。このとき、過電流防止用の抵抗Ｒ１が更に接続される構成であるものとしても良い。
【００８２】
図６に示される構成の場合、光出力部２４が発光制御部２３から与えられた各画素位置に対応した放射すべき赤外光量に基づいて赤外光を放射すると、各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂは当該赤外光量に応じた起電力を発生する。このとき、各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂで発生した起電力に応じた電流が各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂに与えられ、この電流値に応じた輝度で各発光ダイオードが発光する。
【００８３】
即ち、このように構成されるとき、直流バイアスＤＣ１を各画素に印加する必要がなく、回路構成が更に簡素化される。
【００８４】
又、この場合、更に図７に示すように、太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂに加えてフォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂを備える構成とすることもできる。このとき、光出力部２４が２種類の波長λｂ、λｐの赤外光を放射できる構成であるととともに、太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂが波長λｂの赤外光を受光すると光量に応じた起電力を発生し、この状態の下でフォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂが波長λｐの赤外光を受光すると光量に応じた電流が各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂに与えられるものとしても良い。
【００８５】
尚、このとき、太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂには波長λｐの赤外光を遮断するバンドカットフィルタが前面に備えられるものとし、フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂには波長λｂの赤外光を遮断するバンドカットフィルタが前面に備えられるものしても構わない。
【００８６】
又、上記の場合においては、プラネタリウム１が、発光制御部２３の算出結果に基づいて各画素に対して指定された光量の波長λｂの赤外光を放射するプロジェクタ４と、波長λｐの赤外光を全画素に対して一定光量放射するプロジェクタ４’を備える構成としても構わない。又、上述と同様、各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂを発光させるために必要なバイアス電圧が各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂ間で異なる場合には、各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂに対してそれぞれ異なる光量の赤外光がプロジェクタ４’から放射されるものとしても良い。
【００８７】
更に、本実施形態において、図８に示すように、例えば部分画素Ｂのみをスクリーン２上に塗布された蛍光塗料Ｆｂで構成するものとしても構わない。この蛍光塗料Ｆｂは紫外光が放射されると青色に発光する性質を有する塗料で形成されるものとする。
【００８８】
この場合、プロジェクタ４が赤外光と紫外光の２種類を放射できる構成である場合には、プロジェクタ４がフォトトランジスタＬｒ、Ｌｇに対しては発光制御部２３の指定光量に基づいて赤外光を照射し、蛍光塗料Ｆｂに対しては発光制御部２３の指定光量に基づいて紫外光を照射するものとしても構わない。尚、このとき、フォトトランジスタＰｒ及びＰｇは、紫外光が入射されても光電変換が行われない構成であるものとする。例えば、紫外領域の光を遮断するフィルタがフォトトランジスタＰｒ及びＰｇの前面に設けられているものとする。
【００８９】
このように構成することで、部分画素Ｂについてはスクリーン２上に蛍光塗料を画素数分塗布するのみで良く、スクリーン２上に配線すべき回路構成が簡素化される。尚、この場合においても、他の部分画素に印加する直流バイアスを太陽電池によって発生される起電力を用いるものとすることもできる。
【００９０】
尚、上述では、部分画素Ｂのみをスクリーン２上に塗布された蛍光塗料で構成するものとしたが、部分画素Ｂに限らず、部分画素Ｒのみを蛍光塗料で構成するものとしても構わないし、部分画素Ｇのみを蛍光塗料で構成するものとしても構わない。
【００９１】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、本実施形態において、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００９２】
本実施形態におけるプラネタリウム１ａは、第１の実施形態においてスクリーン２上に配置されたフォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂが、各フォトトランジスタで光電変換が行われるために必要な赤外光の波長がＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂそれぞれで異なる値となるように構成されるとともに、第１の実施形態におけるプロジェクタ４の代わりに、異なる３種類の波長の赤外光が放射できるプロジェクタ４ａを備える。
【００９３】
例えば、各フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂが波長９００ｎｍの赤外光を受光した場合はフォトトランジスタＰｒのみで光電変換が行われ、各フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂが波長８５０ｎｍの赤外光を受光した場合はフォトトランジスタＰｇのみで光電変換が行われ、各フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂが波長８００ｎｍの赤外光を受光した場合はフォトトランジスタＰｂのみで光電変換が行われるものとする。
【００９４】
尚、各フォトトランジスタが光電変換を生じる赤外光の波長の値は上記に限られるものではなく、少なくともフォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂに対して同一波長の赤外光が入射された場合に、フォトトランジスタＰｒのみで光電変換が行われるような赤外光の波長λｒと、フォトトランジスタＰｇのみで光電変換が行われるような赤外光の波長λｇと、フォトトランジスタＰｂのみで光電変換が行われるような赤外光の波長λｂとが存在するように各フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂが構成されていれば良い。以下では、フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂそれぞれに対して波長λｒ、λｇ、λｂの赤外光を照射した場合に、波長λｒの赤外光を受光するとフォトトランジスタＰｒにおいて光電変換が行われ、波長λｇの赤外光を受光するとフォトトランジスタＰｇにおいて光電変換が行われ、波長λｂの赤外光を受光するとフォトトランジスタＰｂにおいて光電変換が行われるものとして説明を行う。
【００９５】
このとき、フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂが、フォトトランジスタ前面に所定の波長を遮断するバンドカットフィルタを備えることで、各フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂにおいて光電変換が行われるための赤外光の波長を異ならせるものとしても構わない。
【００９６】
即ち、フォトトランジスタＰｒに対して少なくとも波長λｇと波長λｂの赤外光を遮断するフィルタを設けることで、波長λｒの赤外光が入射された場合には光電変換が行われ、波長λｇ及び波長λｂの赤外光が入射された場合には光電変換が行われない構成にすることができる。同様に、フォトトランジスタＰｇに対しては少なくとも波長λｇと波長λｂの赤外光を遮断するフィルタを設け、フォトトランジスタＰｂに対しては少なくとも波長λｒと波長λｇの赤外光を遮断するフィルタを設けることで、フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂそれぞれに対して波長λｒ、λｇ、λｂの赤外光を照射した場合に、波長λｒの赤外光を受光するとフォトトランジスタＰｒにおいて光電変換が行われ、波長λｇの赤外光を受光するとフォトトランジスタＰｇにおいて光電変換が行われ、波長λｂの赤外光を受光するとフォトトランジスタＰｂにおいて光電変換が行われる構成にすることができる。
【００９７】
尚、このとき設けられるバンドカットフィルタとして、例えばフォトポリマーで構成される反射型ホログラムを利用することができる。
【００９８】
又、本実施形態におけるプロジェクタ４ａは、上述の各波長λｒ、λｇ、λｂの赤外光を放射できる構成であるものとする。
【００９９】
又、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、図３に示されるようにスクリーン２上にマトリクス状に配置された複数の画素αが、それぞれ３色の部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂを備えており、各々の部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂが発光ダイオードとフォトトランジスタで構成される。又、各画素αを構成する部分画素の発光ダイオードとフォトトランジスタに対して直流バイアスＤＣ１が印加される。
【０１００】
又、上述のように、各フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂは光電変換が行われる赤外光の波長がそれぞれ異なるように設定されている。例えば、画素α１１は部分画素Ｒ１１、Ｇ１１、Ｂ１１で構成されており、この内、部分画素Ｒ１１は、所定値以上の電流が与えられると電流値に応じた強度の赤色光を発光する発光ダイオードＬｒ１１と、波長λｒの赤外光を受光すると光電変換を行うフォトトランジスタＰｒ１１とを備える。このフォトトランジスタＰｒ１１は、コレクタ端子に直流バイアスＤＣ１が印加されるとともに、エミッタ端子に発光ダイオードＬｒ１１が接続される。
【０１０１】
同様に、部分画素Ｇ１１は、所定値以上の電流が与えられると電流値に応じた強度の緑色光を発光する発光ダイオードＬｇ１１と、波長λｇの赤外光を受光すると光電変換を行うフォトトランジスタＰｇ１１とを備え、部分画素Ｂ１１は、所定値以上の電流が与えられると電流値に応じた強度の青色光を発光する発光ダイオードＬｂ１１と、波長λｂの赤外光を受光すると光電変換を行うフォトトランジスタＰｂ１１とを備える構成である。
【０１０２】
このように、マトリクス状に配置された各画素αｍｎが、それぞれ部分画素Ｒｍｎ、Ｇｍｎ、Ｂｍｎで構成されており、部分画素Ｒｍｎは、所定値以上の電流が与えられると電流値に応じた強度の赤色光を発光する発光ダイオードＬｒｍｎと、波長λｒの赤外光を受光すると光電変換を行うフォトトランジスタＰｒｍｎとを備え、部分画素Ｇｍｎは、所定値以上の電流が与えられると電流値に応じた強度の緑色光を発光する発光ダイオードＬｇｍｎと、波長λｇの赤外光を受光すると光電変換を行うフォトトランジスタＰｇｍｎとを備え、部分画素Ｂｍｎは、所定値以上の電流が与えられると電流値に応じた強度の青色光を発光する発光ダイオードＬｂｍｎと、波長λｂの赤外光を受光すると光電変換を行うフォトトランジスタＰｂｍｎとを備える構成である。
【０１０３】
上述のように構成される複数の画素がマトリクス状にスクリーン２上に配置されるとき、例えば画素α１１の位置に波長λｒの赤外光が照射されると、フォトトランジスタＰｒ１１において光電変換が行われることで光量に応じた電子正孔対が発生し、これによってエミッタ端子に光量に応じた電流が流れ、発光ダイオードＬｒ１１が電流量に応じた強度で赤色に発光する。
【０１０４】
一方、同一画素α１１を形成するフォトトランジスタＰｇ１１及びＰｂ１１は、波長λｒの赤外光が照射されても光電変換が行われない構成であるため、これらのフォトトランジスタのエミッタ端子には電流が流れず、発光ダイオードＬｇ１１及びＬｂ１１は発光しない。
【０１０５】
同様の理由により、画素α１１の位置に波長λｇの赤外光が照射されると、波長λｇの赤外光に反応して光電変換が行われるフォトトランジスタＰｇ１１において、光量に応じた電子正孔対が発生し、これによって発光ダイオードＬｇ１１が電流量に応じた強度で緑色に発光する反面、発光ダイオードＬｒ１１及び発光ダイオードＬｂ１１は発光しない。又、画素α１１の位置に波長λｂの赤外光が照射されると、発光ダイオードＬｂ１１のみが発光し、発光ダイオードＬｒ１１及びＬｇ１１は発光しない。
【０１０６】
即ち、本実施形態の構成によれば、照射する赤外光の波長を変化させることで、同一画素αを構成する部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれを表示させるかについて制御を行うことができるため、第１の実施形態のように部分画素領域に赤外光を確実に照射させる必要がなく、少なくとも同一画素領域に照射させることで当該赤外光の波長に対応したフォトトランジスタを備える部分画素のみが発光する。このため、第１の実施形態と比較して照射制御は簡素化される。
【０１０７】
又、スクリーン２上の対象投影領域において、対象となる画素に対して照射した赤外光が誤って隣接画素領域に入射された場合においても、スクリーン２上に投影される映像が全体として１画素分ずれるのみであり、観察者は対象映像と同一の映像をスクリーン２上に観察することができる。
【０１０８】
以下において、このように構成されるプロジェクタ４ａを備えるプラネタリウム１ａの動作について図面を参照して説明を行う。図９は、本実施形態におけるプラネタリウム１ａが備えるプロジェクタ４ａと映像再生装置３の動作を説明するためのブロック図である。
【０１０９】
図９に示すように、本実施形態のプロジェクタ４ａは、第１の実施形態における光出力部２４の代わりに、波長切換部２５を有する光出力部２４ａを備える。この波長切換部２５は、光出力部２４ａから出力する赤外光の波長の切換を行う。例えば波長切換部２５が波長λｒを指示している間は、光出力部２４ａから波長λｒの赤外光が放射され、波長切換部２５が波長をλｇに変更する指示を行った後は、波長λｇの赤外光が光出力部２４ａから放射される。
【０１１０】
又、以下では、プロジェクタ４ａが、対応画素数だけの赤外光を光出力部２４ａから放射できる構成であるものとして説明を行う。即ち、マトリクス状に配置された複数の画素が、縦にｖ画素、横にｈ画素配置されている場合、プロジェクタ４ａは、縦にｖ行、横にｈ列配置された計ｖ＊ｈ個の放射孔を備えるものとする。
【０１１１】
映像再生装置３は、第１の実施形態で上述したように、操作者が操作部１１を操作することによって再生すべき映像データが選択されると、再生制御部１２が指定された映像データをメモリ１３より読み出して再生操作を行う。又、再生制御部１２は、この再生される映像データを表示部１４及び外部出力部１５に与える。表示部１４は、表示画面６等で構成されており、この表示画面６に表示される映像データを操作者が確認することができる。又、外部出力部１５に出力された映像データは、電気回線５を介してプロジェクタ４ａに与えられる。
【０１１２】
このとき、外部出力部１５が再生される映像データを所定の時間毎に区切ることで得られる静止画像を逐次プロジェクタ４ａに送るものとしても構わない。又、このとき送られる映像データが、マトリクス状に配置された複数の画素それぞれが出力する信号の色データと輝度データで構成されるものとしても構わない。即ち、この場合の外部出力部１５からプロジェクタ４ａに送られる映像データは、マトリクス状に配置された複数の画素の内の各画素の相対座標と、当該相対座標に位置する画素が出力する信号の色データ（Ｒ、Ｇ、Ｂの比率）及び輝度データ（明暗の度合い）とで構成される。尚、このとき、映像データとして各画素の情報が画素毎に所定の配列順でシリアルに送られる場合、送られる情報の配列によって各画素の相対位置がプロジェクタ４ａ側で把握できる構成にしても構わない。
【０１１３】
このようにしてプロジェクタ４ａに対して映像データが送られると、プロジェクタ４ａは信号入力部２１にて当該映像データを受信して信号解析部２２に送る。信号解析部２２は、送られた映像データより、マトリクス状に配置された複数の画素が出力する信号の色データ及び輝度データを抽出して発光制御部２３に与える。このとき、映像データが上述の相対座標と当該相対座標に位置する画素が出力する色データ及び輝度データによって構成されている場合は、各相対座標毎に、当該相対座標に位置する画素が出力する信号の色データ及び輝度データの組み合わせからなる情報を発光制御部２３に与えるものとしても構わない。
【０１１４】
発光制御部２３は、信号解析部２２より与えられた情報に基づいて各画素毎に放射すべき赤外光量を算出し、光出力部２４ａに与える。例えば、映像データが上述の相対座標と当該相対座標に位置する画素が出力する信号の色データ及び輝度データによって構成されている場合、相対座標毎に指定された色データと輝度データの組み合わせに対応した赤外光量を算出するものとしても構わない。
【０１１５】
例えば、映像再生装置３から与えられた映像データの内、最も左上に位置する画素の情報が、色データ「Ｒ，Ｇ，Ｂの比率がＡｒ：Ａｇ：Ａｂ」、輝度データ「輝度値ｓ」なる情報として与えられた場合、輝度値ｓの元でＲ、Ｇ、Ｂの比率がＡｒ：Ａｇ：Ａｂで構成される色の光が画素αｘｙから放射されるのに必要な光量が発光制御部２３において算出される。
【０１１６】
このようにして、全画素に対して放射すべき赤外光量が発光制御部２３によって算出されると、この算出結果が光出力部２４ａに与えられる。そして、光出力部２４ａにおいて、まず波長切換部２４が放射赤外光の波長をλｒに設定するとともに、与えられた算出結果から全画素を構成する各部分画素Ｒに対して放射すべき光量を抽出して、当該光量の赤外光を放射する。
【０１１７】
例えば、発光制御部２３の算出結果によって、画素α１１が備える部分画素Ｒ１１、Ｇ１１、Ｂ１１に対してはそれぞれｒ１１、ｇ１１、ｂ１１の光量の赤外光を放射し、画素α１２が備える部分画素Ｒ１２、Ｇ１２、Ｂ１２に対してはそれぞれｒ１２、ｇ１２、ｂ１２の光量の赤外光を放射する指示が光出力部２４ａに対して与えられた場合、まず波長切換部２５において放射赤外光の波長をλｒに設定し、画素α１１の領域に対してはｒ１１の光量の赤外光が照射され、画素α１２の領域に対してはｒ１２の光量の赤外光が照射されるように光出力部２４ａの光量を調整して赤外光を放射する。
【０１１８】
このとき、波長λｒの赤外光を受光して光電変換が行われるのは部分画素Ｒのみであるため、光出力部２４ａは上述のように部分画素領域に限定して赤外光を照射する精密な制御は不要であり、少なくとも画素領域に照射できる構成であれば良い。
【０１１９】
そして、波長λｒの赤外光の放射が完了すると、同様に波長λｇ及び波長λｂの赤外光の放射を順次行う。
【０１２０】
例えば、上記の例であれば、波長切換部２４によって放射赤外光の波長をλｇに設定し、画素α１１の領域に対してはｇ１１の光量の赤外光が照射され、画素α１２の領域に対してはｇ１２の光量の赤外光が照射されるように光出力部２４ａの光量を調整して赤外光を放射する。その後、波長切換部２４によって放射赤外光の波長をλｂに設定した後、画素α１１の領域に対してはｂ１１の光量の赤外光が照射され、画素α１２の領域に対してはｂ１２の光量の赤外光が照射されるように光出力部２４ａの光量を調整して赤外光を放射する。
【０１２１】
このような赤外光の放射制御を、全画素に対して同時に行うことで、まず波長λｒの赤外光が全画素に対して照射されることで全画素の発光ダイオードＬｒが各画素毎に設定された放射光の光量に応じた輝度で発光し、次に波長λｇの赤外光が全画素に対して照射されることで全画素の発光ダイオードＬｇが各画素毎に設定された放射光の光量に応じた輝度で発光し、次に波長λｂの赤外光が全画素に対して照射されることで全画素の発光ダイオードＬｂが各画素毎に設定された放射光の光量に応じた輝度で発光する。
【０１２２】
このとき、スクリーン２を観察する観察者には、各画素を構成する部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれが発色することで得られる合成色として知覚されるため、全体としてスクリーン２上の赤外光放射領域に対象映像が投影される。
【０１２３】
このように構成されるプラネタリウム１ａは、第１の実施形態と同様にスクリーン２上に配置された発光ダイオードが発光することで映像を表示する自発光型の映像表示システムであるため、ＤＭＤや液晶パネル等の光変調素子を用いる映像投影装置によって得られる映像と違って、高コントラストの映像が取得できる。特に、発光ダイオードは上述のようにスレッシュホールド電流値以下では発光しない性質を有しているため、このスレッシュホールド電流値を下回る電流が発光ダイオードに与えられる場合でも当該発光ダイオードは発光せず、これによって更に高いコントラストを確保することができる。
【０１２４】
又、プロジェクタ４ａから放射される光は赤外光であるため、観察者によってプロジェクタ４ａからの投影光束が確認されることがなく、従来の投射型の映像表示装置のように観察者によって投影光束が知覚されるという問題が解決される。
【０１２５】
又、第１の実施形態と同様、本実施形態のプラネタリウム１ａが備えるスクリーン２は、発光ダイオード及びフォトトランジスタからなる画素をマトリクス状に配置するとともに、各画素に対して直流バイアスを印加する構成であり、スクリーン２上の配置された発光ダイオードの発光制御をプロジェクタ４ａが行う構成であるため、従来の自発光型の映像表示装置のように、スクリーン２上に画素を制御する制御回路や信号ラインを設ける必要がなく、プラネタリウム等のドーム状スクリーンに対しても容易に設置することができる。
【０１２６】
更に、本実施形態においては、第１の実施形態のように部分画素領域に対して正確に各赤外光を照射させる必要がなく、少なくとも同一画素領域に対して各波長の赤外光を照射させることで所望の映像がスクリーン２上に投影されるため、第１の実施形態と比較して赤外光の放射制御が容易になる。
【０１２７】
又、本実施形態において、波長切換部２５が、予め設定された時間が経過した時点で放射赤外光の波長の切換を行うものとしても構わない。
【０１２８】
又、上述において、光出力部２４ａが予め３種類の波長λｒ、λｇ、λｂの赤外光が合成された赤外光から所定の波長のみを抽出して当該波長の赤外光のみを放射する構成としても構わない。このとき、各波長の赤外光を常に内部で出力しておくとともに、波長λｒ、λｇ、λｂそれぞれの赤外光を遮断するフィルタを設け、波長切換部２５によって選択された波長の赤外光のみが光出力部２４ａから放射されるようにフィルタを切り換える構成としても構わない。
【０１２９】
又、上述では、プロジェクタ４ａが対応画素数だけの赤外光を光出力部２４ａから放射できる構成であるものとしたが、第１の実施形態で説明したように、対応画素数と部分画素数（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の積の数だけの赤外光を光出力部２４ａから放射できる構成としても構わない。この場合、更に光出力部２４ａが波長λｒ、波長λｇ、波長λｂの３種類の赤外光を同時に出力できる構成である場合には、上記波長切換部２５によって波長切換を行う必要が無く、各画素を構成する全部分画素に対して同時に３種類の赤外光を放射することでスクリーン２上の対象領域に映像を投影することができる。
【０１３０】
この場合においても、各部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する赤外光の波長が異なるため、部分画素領域に各波長の赤外光を確実に照射させる必要がなく、少なくとも同一画素領域に照射させることで所望の映像が所定領域のスクリーン２上に投影される。又、対象となる画素に対して照射した赤外光が誤って隣接画素領域に入射された場合においても、スクリーン２上に投影される映像が全体として１画素分ずれるのみであり、観察者は対象映像と同一の映像をスクリーン２上に観察することができる。
【０１３１】
又、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、図６のように太陽電池を設け、この太陽電池がプロジェクタ４ａから放射される赤外光を受光することで発生する起電力を利用する構成にすることで、直流バイアス電圧ＤＣ１を印加しない構成とすることができる。
【０１３２】
図６に示される構成の場合、光出力部２４ａが発光制御部２３から与えられた各画素位置に対応した放射すべき赤外光量に基づいて赤外光を放射すると、各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂは当該赤外光量に応じた起電力を発生する。このとき、各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂで発生した起電力に応じた電流が各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂに与えられ、この電流値に応じた輝度で各発光ダイオードが発光する。
【０１３３】
このとき、太陽電池Ｂｒが波長λｒの赤外光を受光した場合に当該赤外光光量に応じた起電力を発生し、太陽電池Ｂｇが波長λｇの赤外光を受光した場合に当該赤外光光量に応じた起電力を発生し、太陽電池Ｂｂが波長λｂの赤外光を受光した場合に当該赤外光光量に応じた起電力を発生する構成としても構わない。この場合、各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂの前面には対応波長以外の赤外光を遮断するためのバンドカットフィルタが設けられるものとしても良い。
【０１３４】
即ち、このように構成されるとき、直流バイアスＤＣ１を各画素に印加する必要がなく、回路構成が更に簡素化される。
【０１３５】
又、この場合、更に図７に示すように、太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂに加えてフォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂを備える構成とすることもできる。このとき、光出力部２４が更に波長λｒ、λｇ、λｂとは異なる波長λｓの赤外光を放射できる構成であるととともに、太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂが波長λｓの赤外光を受光すると光量に応じた起電力を発生し、この状態の下でフォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂがそれぞれ波長λｒ、λｇ、λｂの赤外光を受光すると光量に応じた電流が各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂに与えられるものとしても良い。
【０１３６】
尚、このとき、太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂには各波長λｒ、λｇ、λｂの赤外光を遮断するバンドカットフィルタが前面に備えられるものとし、フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂには波長λｓの赤外光を遮断するバンドカットフィルタが前面に備えられるものしても構わない。
【０１３７】
又、上記の場合においては、プラネタリウム１ａが、発光制御部２３の算出結果に基づいて各画素に対して指定された光量の波長λｒ、λｇ、λｂの赤外光を放射するプロジェクタ４ａと、波長λｓの赤外光を全画素に対して一定光量放射するプロジェクタ４’を備える構成としても構わない。又、上述と同様、各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂを発光させるために必要なバイアス電圧が各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂ間で異なる場合には、各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂに対してそれぞれ異なる光量の赤外光がプロジェクタ４’から放射されるものとしても良い。
【０１３８】
更に、本実施形態においても、図８に示されるように、フォトトランジスタＰｂ及び発光ダイオードＬｂの代わりに、スクリーン２上に蛍光塗料Ｆｂを塗布することで画素の青色成分を形成するものとしても構わない。
【０１３９】
このとき、プロジェクタ４ａが波長λｒ、λｇの赤外光と波長λｆｂの紫外光を放射できる構成である場合には、まず波長λｒの赤外光が全画素に対して照射されることで全画素の発光ダイオードＬｒが各画素毎に設定された放射光の光量に応じた輝度で発光し、次に波長λｇの赤外光が全画素に対して照射されることで全画素の発光ダイオードＬｇが各画素毎に設定された放射光の光量に応じた輝度で発光し、次に波長λｆｂの紫外光が全画素に対して照射されることで全画素の蛍光塗料Ｆｂが各画素毎に設定された放射光の光量に応じた輝度で発光する。
【０１４０】
このように構成されるとき、画素の青色成分についてはスクリーン２上に蛍光塗料を塗布するのみで形成されるため、スクリーン２上に配置される回路構成が簡素化される。
【０１４１】
又、上述では画素の内、青色成分のみを蛍光塗料Ｆｂをスクリーン２上に塗布することで構成するものとしたが、緑色成分についても蛍光塗料Ｆｇをスクリーン２上に塗布することで構成するものとしても構わない（図１０参照）。
【０１４２】
このとき、蛍光塗料Ｆｂが、波長λｆｂの紫外光が照射されると照射光量に応じた輝度で青色に発光し、蛍光塗料Ｆｇが、波長λｆｇの紫外光が照射されると照射光量に応じた輝度で緑色に発光する構成としても構わない。この場合、蛍光塗料Ｆｂの前面には波長λｆｇの紫外光を遮断するバンドカットフィルタが設けられ、蛍光塗料Ｆｇの前面には波長λｆｂの紫外光を遮断するバンドカットフィルタが設けられる構成とすることができる。
【０１４３】
このように構成されるとき、プロジェクタ４ａが波長λｒの赤外光と波長λｆｂ、λｆｇの紫外光を放射できる構成である場合には、まず波長λｒの赤外光が全画素に対して照射されることで全画素の発光ダイオードＬｒが各画素毎に設定された放射光の光量に応じた輝度で発光し、次に波長λｆｇの紫外光が全画素に対して照射されることで全画素の蛍光塗料Ｆｇが各画素毎に設定された放射光の光量に応じた輝度で発光し、次に波長λｆｂの紫外光が全画素に対して照射されることで全画素の蛍光塗料Ｆｂが各画素毎に設定された放射光の光量に応じた輝度で発光する。
【０１４４】
この場合、フォトトランジスタＰｒはλｒ以外の波長の赤外光が照射された場合においても、光電変換が行われるものとし、プロジェクタ４ａから放射される赤外光を波長λｒに限定しないものとしても良い。
【０１４５】
更に、フォトトランジスタＰｒが波長λｆｒの紫外光が入射されると光電変換が行われる構成である場合には、プロジェクタ４ａが３種類の波長λｆｒ、λｆｂ、λｆｇの紫外光を照射できるものとしても良い。この場合、プロジェクタ４ａは赤外光が放射できない構成としても構わない。
【０１４６】
尚、この場合、フォトトランジスタＰｒには波長λｆｂ及びλｆｇの紫外光を遮断するバンドカットフィルタが前面に設けられており、蛍光塗料Ｆｂの前面には波長λｆｒ、λｆｇの紫外光を遮断するバンドカットフィルタが設けられ、蛍光塗料Ｆｇの前面には波長λｆｒ、λｆｂの紫外光を遮断するバンドカットフィルタが設けられる構成とすることができる。
【０１４７】
更に上述のように、スクリーン２上に蛍光塗料を塗布する構成においても、発光ダイオードに対して与えられる直流バイアスが太陽電池より供給されるものとしても構わない（図１１参照）。例えば、図１１に示すように、スクリーン２が、発光ダイオードＬｒ及び太陽電池Ｂｒで構成された部分画素Ｒと、発光ダイオードＬｇ及び太陽電池Ｂｇで構成された部分画素Ｇと、蛍光塗料Ｆｂで構成された部分画素Ｂとによって構成されるものとすることができる。
【０１４８】
この場合、太陽電池Ｂｒは波長λｆｂの紫外光が入射されると入射光量に応じた起電力を発生するとともに、波長λｆｇ、λｆｂの紫外光を遮断するバンドカットフィルタが前面に備えられているものとして構わない。又、太陽電池Ｂｇは、波長λｆｇの紫外光が入射されると入射光量に応じた起電力を発生するとともに、波長λｆｒ、λｆｂの紫外光を遮断するバンドカットフィルタが前面に備えられているものとして構わない。
【０１４９】
このように構成されるとき、部分画素Ｒ及び部分画素Ｇについては太陽電池より供給される直流バイアスをが利用されるため、直流バイアスを供給するための電源ラインが不要となり、又、部分画素Ｂについては蛍光塗料の発色効果を利用する構成であるためそもそも直流バイアスが不要であるため、スクリーン２上に配置される回路構成が簡素化される。
【０１５０】
尚、同様に、スクリーン２が、発光ダイオードＬｒ及び太陽電池Ｂｒで構成された部分画素Ｒと、蛍光塗料Ｆｇで構成された部分画素Ｇと、蛍光塗料Ｆｂで構成された部分画素Ｂとによって構成されるものとしても構わない。この場合においても、直流バイアスを供給するための電源ラインが不要であり、スクリーン２上に配置される回路構成は簡素化される。
【０１５１】
尚、上述では、部分画素Ｂのみ、又は部分画素Ｂ及びＧをスクリーン２上に塗布された蛍光塗料で構成するものとしたが、部分画素Ｇのみ、あるいは部分画素Ｒのみを蛍光塗料で構成するものとしても構わないし、部分画素Ｇ及びＲ、あるいは部分画素Ｒ及びＢを蛍光塗料で構成するものとしても構わない。更には部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂ全てをスクリーン２上に蛍光塗料を塗布することで構成するものとしても良い。
【０１５２】
＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、本実施形態において、第１及び第２の実施形態と同一の部分については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１５３】
本実施形態におけるプラネタリウム１ｂは、スクリーン２上に配置された各画素が、画素毎にフォトトランジスタＰｔのみを備え、このフォトトランジスタＰｔのエミッタ端子に各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂが接続される構成である。又、各画素には、直流バイアスＤＣ１がスイッチング素子を介して印加される。このように構成される画素の回路図を図１２に示す。
【０１５４】
図１２は、本実施形態における発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂ及びフォトトランジスタＰｔによって形成される画素αの回路図を示している。尚、図１２に示す回路図は、スクリーン２上にマトリクス状に配置された複数の画素で構成される領域の一部について示したものである。
【０１５５】
図１２に示すように、各画素αは、波長λｐの赤外光を受光すると光電変換が行われるフォトトランジスタＰｔと３色の発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂを備える。そして、このフォトトランジスタＰｔのエミッタ端子に、各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂが並列に接続される。
【０１５６】
又、各画素には直流バイアスＤＣ１がスイッチング素子を介して印加されている。この内、フォトトランジスタＰｔと発光ダイオードＬｒの両端にはスイッチング素子Ｓｗｒを介して直流バイアスＤＣ１が印加され、フォトトランジスタＰｔと発光ダイオードＬｇの両端にはスイッチング素子Ｓｗｇを介して直流バイアスＤＣ１が印加され、フォトトランジスタＰｔと発光ダイオードＬｂの両端にはスイッチング素子Ｓｗｂを介して直流バイアスＤＣ１が印加される構成である。
【０１５７】
又、上記各スイッチング素子Ｓｗｒ、Ｓｗｇ、Ｓｗｂの電気的な接離を行うためのスイッチング制御部３１が設けられる。このスイッチング制御部３１は、後述するようにプロジェクタから与えられる制御信号に基づいて各スイッチング素子Ｓｗｒ、Ｓｗｇ、Ｓｗｂの制御を行う構成である。
【０１５８】
尚、上述の各実施形態と同様、本実施形態においても、各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂを発光させるために必要なバイアス電圧が各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂ間で異なる場合には、例えば図１３に示すように各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂに印加する直流バイアス電圧を変えるものとしても構わない。この場合は、フォトトランジスタＰｔと発光ダイオードＬｒの両端にはスイッチング素子Ｓｗｒを介して直流バイアスＤＣ１が印加され、フォトトランジスタＰｔと発光ダイオードＬｇの両端にはスイッチング素子Ｓｗｇを介して直流バイアスＤＣ２が印加され、フォトトランジスタＰｔと発光ダイオードＬｂの両端にはスイッチング素子Ｓｗｂを介して直流バイアスＤＣ３が印加される構成である。尚、以下では、各発光ダイオードに印加すべき直流バイアスが同一（ＤＣ１）であるものとして説明を行う。
【０１５９】
又、本実施形態におけるプラネタリウム１ｂは、映像再生装置３とプロジェクタ４ｂを備える構成である。このプロジェクタ４ｂは、第１の実施形態におけるプロジェクタ４と比較して、波長λｐの赤外光を対応画素数分出力できる構成である。以下、本実施形態における映像再生装置及びプロジェクタ４ｂの動作について図面を参照して説明を行う。図１４は、映像再生装置３及びプロジェクタ４ｂの動作を説明するためのブロック図である。
【０１６０】
映像再生装置３は、第１の実施形態で上述したように、操作者が操作部１１を操作することによって再生すべき映像データが選択されると、再生制御部１２が指定された映像データをメモリ１３より読み出して再生操作を行う。又、再生制御部１２は、この再生される映像データを表示部１４及び外部出力部１５に与える。表示部１４は、表示画面６等で構成されており、この表示画面６に表示される映像データを操作者が確認することができる。又、外部出力部１５に出力された映像データは、電気回線５を介してプロジェクタ４ｂに与えられる。
【０１６１】
このとき、外部出力部１５が再生される映像データを所定の時間毎に区切ることで得られる静止画像を逐次プロジェクタ４ｂに送るものとしても構わない。又、このとき送られる映像データが、マトリクス状に配置された複数の画素それぞれが出力する信号の色データと輝度データで構成されるものとしても構わない。即ち、この場合の外部出力部１５からプロジェクタ４ｂに送られる映像データは、マトリクス状に配置された複数の画素の内の各画素の相対座標と、当該相対座標に位置する画素が出力する信号の色データ（Ｒ、Ｇ、Ｂの比率）及び輝度データ（明暗の度合い）とで構成される。尚、このとき、映像データとして各画素の情報が画素毎に所定の配列順でシリアルに送られる場合、送られる情報の配列によって各画素の相対位置がプロジェクタ４ｂ側で把握できる構成にしても構わない。
【０１６２】
このようにしてプロジェクタ４ｂに対して映像データが送られると、プロジェクタ４ｂは信号入力部２１にて当該映像データを受信して信号解析部２２に送る。信号解析部２２は、送られた映像データより、マトリクス状に配置された複数の画素が出力する信号の色データ及び輝度データを抽出して発光制御部２３に与える。このとき、映像データが上述の相対座標と当該相対座標に位置する画素が出力する色データ及び輝度データによって構成されている場合は、各相対座標毎に、当該相対座標に位置する画素が出力する信号の色データ及び輝度データの組み合わせからなる情報を発光制御部２３に与えるものとしても構わない。
【０１６３】
発光制御部２３は、信号解析部２２より与えられた情報に基づいて各画素毎に放射すべき赤外光量を算出し、光出力部２４ｂに与える。例えば、映像データが上述の相対座標と当該相対座標に位置する画素が出力する信号の色データ及び輝度データによって構成されている場合、相対座標毎に指定された色データと輝度データの組み合わせに対応した赤外光量を算出するものとしても構わない。
【０１６４】
例えば、映像再生装置３から与えられた映像データの内、最も左上に位置する画素の情報が、色データ「Ｒ，Ｇ，Ｂの比率がＡｒ：Ａｇ：Ａｂ」、輝度データ「輝度値ｓ」なる情報として与えられた場合、輝度値ｓの元でＲ、Ｇ、Ｂの比率がＡｒ：Ａｇ：Ａｂで構成される色の光が画素αｘｙから放射されるのに必要な光量が発光制御部２３において算出される。
【０１６５】
このようにして、全画素に対して放射すべき赤外光量が発光制御部２３によって算出されると、この算出結果が光出力部２４ｂに与えられる。そして、光出力部２４ｂが、まず各画素の発光ダイオードＬｒを発光させるべく、発光制御部２３より与えられた光量に従って波長λｐの赤外光を放射する。尚、このとき、スイッチング制御部３１によってスイッチング素子Ｓｗｒがオン状態に制御され、他のスイッチング素子Ｓｗｂ、Ｓｗｇはオフ状態に制御されているとする。
【０１６６】
このとき、各画素が備えるフォトトランジスタＰｔは、波長λｐの赤外光が入射されると、当該赤外光の光量に応じた電流を出力する。そして、スイッチング素子Ｓｗｒがオン状態であるため、直流バイアスＤＣ１が印加されている発光ダイオードＬｒに対してのみ当該電流が与えられ、発光ダイオードＬｒがこの電流値に応じた強度で発光する。一方、スイッチング素子Ｓｗｇ及びＳｗｂはオフ状態であるため、発光ダイオードＬｇ及びＬｂに対しては当該電流が与えられないので、発光ダイオードＬｇ及びＬｂは発光しない。
【０１６７】
このように発光ダイオードＬｒを発光させた後、スイッチング制御部３１によってスイッチング素子Ｓｗｇをオン状態に、スイッチング素子Ｓｗｒ及びＳｗｂをオフ状態に制御しておき、光出力部２４ｂが各画素の発光ダイオードＬｇを発光させるべく、発光制御部２３より与えられた光量に従って波長λｐの赤外光を放射する。このとき、同様の理由により、発光ダイオードＬｇが直流バイアスＤＣ１が印加されているため照射された赤外光の光量に応じた輝度で発光するのに対し、発光ダイオードＬｂ及びＬｒに対しては、直流バイアスが印加されていないため電流が与えられず発光しない。
【０１６８】
同様に、発光ダイオードＬｇを発光させた後、スイッチング制御部３１によってスイッチング素子Ｓｗｂをオン状態に、スイッチング素子Ｓｗｒ及びＳｗｇをオフ状態に制御しておき、光出力部２４ｂが各画素の発光ダイオードＬｂを発光させるべく、発光制御部２３より与えられた光量に従って波長λｐの赤外光を放射する。このとき、同様の理由により、発光ダイオードＬｂが直流バイアスＤＣ１が印加されているため照射された赤外光の光量に応じた輝度で発光するのに対し、発光ダイオードＬｒ及びＬｇに対しては、直流バイアスが印加されていないため電流が与えられず発光しない。
【０１６９】
即ち、本実施形態の構成によれば、各スイッチング素子Ｓｗｒ、Ｓｗｇ、Ｓｗｂの電気的接離によって各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂに対して直流バイアスＤＣ１の印加を制御することで、同一画素αを構成する各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂのいずれを発光させるかについて制御を行うことができるため、第１の実施形態のように部分画素領域に赤外光を確実に照射させる必要がなく、少なくとも同一画素領域に照射させることで当該赤外光の波長に対応したフォトトランジスタを備える部分画素のみが発光する。このため、第１の実施形態と比較して照射制御は簡素化される。
【０１７０】
又、このように構成されるプラネタリウム１ｂは、第１の実施形態と同様にスクリーン２上に配置された発光ダイオードが発光することで映像を表示する自発光型の映像表示システムであるため、ＤＭＤや液晶パネル等の光変調素子を用いる映像投影装置によって得られる映像と違って、高コントラストの映像が取得できる。特に、発光ダイオードは上述のようにスレッシュホールド電流値以下では発光しない性質を有しているため、このスレッシュホールド電流値を下回る電流が発光ダイオードに与えられる場合でも当該発光ダイオードは発光せず、これによって更に高いコントラストを確保することができる。
【０１７１】
又、プロジェクタ４ｂから放射される光は赤外光であるため、観察者によってプロジェクタ４ｂからの投影光束が確認されることがなく、従来の投射型の映像表示装置のように観察者によって投影光束が知覚されるという問題が解決される。
【０１７２】
又、スクリーン２上の対象投影領域において、対象となる画素に対して照射した赤外光が誤って隣接画素領域に入射された場合においても、第２の実施形態と同様、スクリーン２上に投影される映像が全体として１画素分ずれるのみであり、観察者は対象映像と同一の映像をスクリーン２上に観察することができる。
【０１７３】
又、本実施形態の構成によれば、第２の実施形態のようにプロジェクタから異なる波長の赤外光を出力する必要がないため、プロジェクタの構成を簡素化できる。更に、スクリーン２上に配置すべきフォトトランジスタの数を減少させることができる。
【０１７４】
又、本実施形態の構成によれば、第２の実施形態のようにプロジェクタから異なる波長の赤外光を出力する必要がないため、各フォトトランジスタは、所定の波長の赤外光を遮断するバンドカットフィルタを前面に設ける必要がなく、フォトトランジスタの構成が簡素化される。
【０１７５】
又、上述のスイッチング制御は、直流バイアスＤＣ１を印加するかどうかの制御を行うのみであるため、従来の自発光型の映像表示装置のようにスクリーン２上にマトリクス上に配置された各画素が、画素毎にスイッチング素子を備える必要がなく、又、この各画素ごとに備えられるスイッチング素子を制御するための信号を送る信号ラインがをマトリクス状に配線する必要がない。このため、プラネタリウム等のドーム状スクリーンに対しても容易に設置することができる。
【０１７６】
尚、光出力部２４ｂが、所定時間毎に色の切換を行うように設定されているものとしても構わない。即ち、例えば、発光制御部２３の算出結果によって、画素α１１に対しては、発光ダイオードＬｒ１１を輝度ｌｒ１１で発光させるためにｒ１１の光量の赤外光を放射し、発光ダイオードＬｇ１１を輝度ｌｇ１１で発光させるためにｇ１１の光量の赤外光を放射し、発光ダイオードＬｂ１１を輝度ｌｂ１１で発光させるためにｂ１１の光量の赤外光を放射するように指定された場合、まず画素α１１に対して光量ｒ１１の赤外光を放射した後、所定時間経過後、同一画素α１１に対して光量ｇ１１の赤外光を放射し、更に所定時間経過後、同一画素α１１に対して光量ｂ１１の赤外光を放射する構成としても構わない。
【０１７７】
更に、このとき、同一のタイミングでスイッチング素子Ｓｗｒ、Ｓｗｇ、Ｓｗｂが順次オンオフ制御されるものとしても良い。即ち、光出力部２４ｂから光量ｒ１１の赤外光が画素α１１に対して放射される時点ではスイッチング素子Ｓｗｒがオン状態、スイッチング素子Ｓｗｇ、Ｓｗｂがオフ状態であり、所定時間経過後、スイッチング制御部３１がスイッチング素子Ｓｗｇをオン状態に、スイッチング素子Ｓｗｒ、Ｓｗｂをオフ状態に制御し、更に所定時間経過後、スイッチング制御部３１がスイッチング素子Ｓｗｂをオン状態に、スイッチング素子Ｓｗｒ、Ｓｗｇをオフ状態に制御するものとしても構わない。
【０１７８】
又、スイッチング制御部３１が各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂに対して直流バイアスを印加するかどうかの制御を行うタイミングを、光出力部２４ｂからの信号に基づいて判断するものとしても構わない。例えば、スイッチング制御部３１が内部に制御用フォトトランジスタを備えており、発光色の切り換えを行う直前に、光出力部２４ｂがこの制御用フォトトランジスタに対して赤外光を照射し、制御用フォトトランジスタは、当該赤外光が受光した後、スイッチング制御部３１に各スイッチング素子Ｓｗｒ、Ｓｗｇ、Ｓｗｂに対するオンオフ切換制御を行う構成としても良い。このように構成することで、光出力部２４ｂからの信号を受けてスイッチング素子の切換が行われるため、スイッチング制御部３１と光出力部２４ｂとの間で時間的な同期を取る必要がなく、制御内容が簡素化される。
【０１７９】
この場合、予めスイッチング素子Ｓｗｒ、Ｓｗｇ、Ｓｗｂの間でオン状態にするスイッチング素子の順序が定められているものとすることができる。即ち、光出力部２４ｂが、同一画素に対して発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂをこの順序で発光させるように発光制御部２３によって指定された光量の赤外光を放射する構成である場合には、スイッチング制御部３１は、光出力部２４ｂから切換指示を示す赤外光を受光すると、スイッチング素子Ｓｗｒ、Ｓｗｇ、Ｓｗｂをこの順序でオン制御するものとしても構わない。
【０１８０】
又、本実施形態においても、第１、第２実施形態と同様、図１５に示すように太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂを備える構成とし、この太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂで発生する起電力が各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂに対して直流バイアスとして与えられる構成とすることができる。
【０１８１】
図１５に示す太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂは波長λｐの赤外光を受光すると受光光量に応じた起電力が発生する構成である。このように構成されるとき、まず太陽電池Ｂｒに波長λｐの赤外光を照射した状態の下で、各画素を構成するフォトトランジスタＰｔに対して発光制御部２３からの算出結果に基づいた光量を放射する。このとき、太陽電池Ｂｒは照射される赤外光量に応じた起電力が発生し、一方他の太陽電池Ｂｇ、Ｂｂには赤外光が照射されておらず、起電力が発生していない状態である。
【０１８２】
即ち、各画素の発光ダイオードＬｒについては太陽電池Ｂｒからの起電力が直流バイアスとして印加されているため、フォトトランジスタＰｔにおいて光電変換が行われて生成された電子正孔対は、電流として発光ダイオードＬｒに対してのみ与えられ、発光ダイオードＬｇ、Ｌｂに対しては与えられない。この場合、各画素において、発光ダイオードＬｒのみが各画素のフォトトランジスタＰｔに放射された赤外光光量に応じた輝度で発光する。
【０１８３】
次に、赤外光を太陽電池Ｂｇに対して照射した状態の下で、各画素を構成するフォトトランジスタＰｔに対して発光制御部２３からの算出結果に基づいた光量を放射する。このとき、太陽電池Ｂｇは照射される赤外光量に応じた起電力が発生し、一方他の太陽電池Ｂｒ、Ｂｂには赤外光が照射されておらず、起電力が発生していない状態であるため、フォトトランジスタＰｔにおいて光電変換が行われた生成された電子正孔対は、電流として発光ダイオードＬｇに対してのみ与えられ、発光ダイオードＬｒ、Ｌｂに対しては与えられない。この場合、各画素において、発光ダイオードＬｇのみが各画素のフォトトランジスタＰｔに放射された赤外光光量に応じた輝度で発光する。
【０１８４】
同様に、太陽電池Ｂｂに対して赤外光を照射させた状態の下で、各画素を構成するフォトトランジスタＰｔに対して発光制御部２３からの算出結果に基づいた光量を放射することで、発光ダイオードＬｂのみが各画素のフォトトランジスタＰｔに放射された赤外光量に応じた輝度で発光する。
【０１８５】
このように構成されるとき、上述の構成のようにスイッチング制御が不要になり、制御内容が簡素化される。
【０１８６】
尚、上記の場合においては、プラネタリウム１ｂが、発光制御部２３の算出結果に基づいて各画素に対して指定された光量の波長λｐの赤外光を放射するプロジェクタ４と、波長λｐの赤外光を各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂに対して一定光量放射するプロジェクタ４ｂ’を備える構成としても構わない。又、上述と同様、各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂを発光させるために必要なバイアス電圧が各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂ間で異なる場合には、各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂに対してそれぞれ異なる光量の赤外光がプロジェクタ４’から放射されるものとしても良い。
【０１８７】
更に、プロジェクタ４ｂ’が異なる３種類の波長の赤外光λｂ１、λｂ２、λｂ３を放射できる構成であるとし、各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂにおいて光電変換が行われるための照射すべき赤外光の波長が異なる構成としても構わない。即ち、太陽電池Ｂｒが波長λｂ１の赤外光を受光した場合に当該赤外光光量に応じた起電力を発生し、太陽電池Ｂｇが波長λｂ２の赤外光を受光した場合に当該赤外光光量に応じた起電力を発生し、太陽電池Ｂｂが波長λｂ３の赤外光を受光した場合に当該赤外光量に応じた起電力を発生する構成としても構わない。この場合、各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂの前面には対応波長以外の赤外光を遮断するためのバンドカットフィルタが設けられるものとしても良い。
【０１８８】
このように構成することにより、プロジェクタ４ｂ’から太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂが配置されたエリアに放射すべき赤外光の波長を変更することで、各画素の発光色を変更できるため、反射光が他の太陽電池に入射されることで発光対象の発光ダイオード以外の色の発光ダイオードに対して直流バイアスが印加されることがなく、正確な制御を行うことができる。
【０１８９】
尚、本実施形態においても、第１、第２の実施形態と同様、部分画素Ｂのみをスクリーン２上に蛍光塗料Ｆｂを塗布することで構成するものとしても構わない（図１６参照）。このとき、プロジェクタ４ｂは赤外光と紫外光を放射できる構成であるものとする。
【０１９０】
図１６に示される画素αは、フォトトランジスタＰｔと、フォトトランジスタＰｔに接続された発光ダイオードＬｒ、Ｌｇと、スクリーン２上に塗布された蛍光塗料Ｆｂとで構成される。蛍光塗料Ｆｂは紫外光が照射されると青色に発光する性質を有する。又、発光ダイオードＬｒはスイッチング素子Ｓｗｒを介して直流バイアスＤＣ１が印加される構成であり、発光ダイオードＬｇはスイッチング素子Ｓｗｇを介して直流バイアスＤＣ１が印加される構成である。
【０１９１】
このように構成されるとき、まずスイッチング制御部３１によってスイッチング素子Ｓｗｒをオン状態にしておき、光出力部２４ｂが、各画素の発光ダイオードＬｒを発光させるべく、発光制御部２３より与えられた光量に従って波長λｐの赤外光を放射する。
【０１９２】
このとき、各画素が備えるフォトトランジスタＰｔは、波長λｐの赤外光が入射されると、当該赤外光の光量に応じた電流を出力する。そして、スイッチング素子Ｓｗｒがオン状態であるため、直流バイアスＤＣ１が印加されている発光ダイオードＬｒに対してのみ当該電流が与えられ、発光ダイオードＬｒがこの電流値に応じた強度で発光する。一方、スイッチング素子Ｓｗｇはオフ状態であるため、発光ダイオードＬｇに対しては当該電流が与えられないので、発光ダイオードＬｇは発光しない。更に、蛍光塗料Ｆｂは、この時点では紫外線を受光しておらずやはり発光しない。
【０１９３】
このように発光ダイオードＬｒを発光させた後、スイッチング制御部３１によってスイッチング素子Ｓｗｇをオン状態に、スイッチング素子Ｓｗｒをオフ状態に制御しておき、光出力部２４ｂが各画素の発光ダイオードＬｇを発光させるべく、発光制御部２３より与えられた光量に従って波長λｐの赤外光を放射する。このとき、同様の理由により、発光ダイオードＬｇが直流バイアスＤＣ１が印加されているため照射された赤外光の光量に応じた輝度で発光するのに対し、発光ダイオードＬｂは、直流バイアスが印加されていないため電流が与えられず発光しない。又、蛍光塗料Ｆｂは、紫外線を受光していないためやはり発光しない。
【０１９４】
このように発光ダイオードＬｇを発光させた後、スイッチング制御部３１によってスイッチング素子Ｓｗｒ及びＳｗｇをオフ状態に制御しておき、光出力部２４ｂが各画素の蛍光塗料Ｆｂを発光させるべく、発光制御部２３より与えられた光量に従って紫外光を放射する。このとき、発光ダイオードＬｂ及びＬｇは直流バイアスが印加されていないため電流が与えられず発光しない。又、蛍光塗料Ｆｂは、当該照射された紫外線の光量に応じた輝度で発光する。
【０１９５】
このとき、フォトトランジスタＰｔが紫外光を受光しても光電変換されない構成とすることもできる。この場合、フォトトランジスタＰｔが、当該フォトトランジスタＰｔに入射された入射光の内、紫外領域の波長の光を遮断するフィルタが前面に設けられるものとしても構わない。
【０１９６】
尚、この場合においても、直流バイアスＤＣ１の代わりに太陽電池Ｂｒ及びＢｇを備えるとともに、発光ダイオードＬｒ及びＬｇに印加される直流バイアスが、それぞれ太陽電池Ｂｒ及びＢｇで発生する起電力より供給されるものとしても構わない（図１７参照）。
【０１９７】
更に、フォトトランジスタＰｒが紫外光が入射されると光電変換が行われる構成としても構わない。この場合、フォトトランジスタＰｒが波長λｆｐの紫外光が入射されると光電変換が行われ、蛍光塗料Ｆｂが波長λｆｂの紫外光が入射されると光量に応じた輝度で発光する構成としても構わない。この場合、フォトトランジスタＰｒが波長λｆｂの紫外光を遮断するバンドカットフィルタが前面に設けられており、蛍光塗料Ｆｂが波長λｆｐの紫外光を遮断するバンドカットフィルタが前面に設けられるものとしても良い。
【０１９８】
このとき、プロジェクタ４ｂが波長λｆｐ及びλｆｂの紫外光を放射できる構成としても構わない。更にこのとき、太陽電池Ｂｒ及びＢｇが紫外光を受光すると光電変換が行われて光量に応じた起電力が発生する構成である場合には、発光ダイオードＬｒ及びＬｇに印加する直流バイアスが太陽電池Ｂｒ及びＢｇより供給される構成とすることもできる。尚、太陽電池Ｂｒ及びＢｇは、どちらも波長λｆｂの紫外光を受光すると光電変換が行われる構成としても構わないし、太陽電池Ｂｒが波長λｆｒの紫外光を受光すると光電変換が行われ、太陽電池Ｂｇが波長λｆｇの紫外光を受光すると光電変換が行われるものとしても良い。後者の場合、プロジェクタ４ｂが、波長λｆｐ、λｆｂに加えて、波長λｆｒ及び波長λｆｇの紫外光を放射できる構成であるとしても構わないし、波長λｂｒ及び波長λｂｇの紫外光を太陽電池Ｂｒ及びＢｇに照射するためのプロジェクタ４ｂ’を別途備えるものとしても構わない。
【０１９９】
即ち、この場合、プラネタリウム１ｂが、発光制御部２３の算出結果に基づいて各画素に対して指定された光量の波長λｆｐ及び波長λｆｂの紫外光を放射するプロジェクタ４ｂと、波長λｆｒの紫外光を太陽電池Ｂｒに対して一定光量放射し、波長λｆｇの紫外光を太陽電池Ｂｇに対して一定光量放射するプロジェクタ４ｂ’を備える構成としても構わない。又、上述と同様、各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇを発光させるために必要なバイアス電圧が各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ間で異なる場合には、各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇに対してそれぞれ異なる光量の紫外光がプロジェクタ４ｂ’から放射されるものとしても良い。
【０２００】
このように構成することにより、プロジェクタ４ｂ’から太陽電池Ｂｒ、Ｂｇが配置されたエリアに放射すべき紫外光の波長を変更することで、各画素の発光色を変更できるため、反射光が他の太陽電池に入射されることで発光対象の発光ダイオード以外の色の発光ダイオードに対して直流バイアスが印加されることがなく、正確な制御を行うことができる。
【０２０１】
尚、上述では部分画素Ｂが、紫外光が入射されると青色に発光する蛍光塗料Ｆｂがスクリーン２上に塗布されることで形成されるものとしたが、この構成は部分画素Ｂに限られるものではない。即ち、部分画素Ｇが、紫外光が入射されると緑色に発光する蛍光塗料Ｆｂがスクリーン２上に塗布されることで形成されるものとしても構わないし、部分画素Ｒが、紫外光が入射されると赤色に発光する蛍光塗料Ｆｒがスクリーン２上に塗布されることで形成されるものとしても構わない。
【０２０２】
尚、上述の各実施形態において、スクリーン２上にマトリクス状に配置された各画素が、赤、青、緑の３色が発光する各部分画素で構成されるものとしたが、この３色に限られるものではなく、他の色が発光する部分画素を備える構成としても構わないし、各画素の発光色が４色以上である構成としても構わない。
【０２０３】
又、上述の各実施形態において、スクリーン２上に配置された各画素に対して光出力部から赤外光あるいは紫外光を放射する際、プロジェクタが全画素領域に対してこの不可視光を同時に放射する構成としても構わないし、走査を行うことによりライン毎、あるいは各画素毎に順次指定光量の不可視光を放射する構成としても構わない。
【０２０４】
又、上記各実施形態においては、受光素子としてフォトトランジスタを用いているが、これに限るものではない。フォトトランジスタは発光ダイオードとの組み合わせという観点で好ましい受光素子であるが、入射する不可視光の光量に応じて、電圧、電気抵抗、電流などの電気的量が変化するような他の受光素子を用いることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０２０５】
本発明の映像表示装置は、プラネタリウム等の大画面スクリーンに映像を表示する装置に対して好適に利用され得る。
【図面の簡単な説明】
【０２０６】
【図１】は、本発明の映像表示装置の一実施形態であるプラネタリウムの構造を示す概念図である。
【図２】は、図１におけるスクリーンの一部領域の模式図である。
【図３】は、図１におけるスクリーンに配置される一部領域の回路図である。
【図４】は、図１におけるスクリーンに配置される一部領域の別の回路図である。
【図５】は、図１に示すプラネタリウムにおける映像再生装置及びプロジェクタの動作を説明するためのブロック図である。
【図６】は、図１におけるスクリーンに配置される一部領域の更に別の回路図である。
【図７】は、図１におけるスクリーンに配置される一部領域の更に別の回路図である。
【図８】は、図１におけるスクリーンに配置される一部領域の更に別の回路図である。
【図９】は、第２の実施形態における映像再生装置及びプロジェクタの動作を説明するためのブロック図である。
【図１０】は、第２の実施形態におけるスクリーンの一部領域に配置される回路図である。
【図１１】は、第２の実施形態におけるスクリーンの一部領域に配置される別の回路図である。
【図１２】は、第３の実施形態におけるスクリーンの一部領域に配置される回路図である。
【図１３】は、第３の実施形態におけるスクリーンの一部領域に配置される別の回路図である。
【図１４】は、第３の実施形態における映像再生装置及びプロジェクタの動作を説明するためのブロック図である。
【図１５】は、第３の実施形態におけるスクリーンの一部領域に配置される更に別の回路図である。
【図１６】は、第３の実施形態におけるスクリーンの一部領域に配置される更に別の回路図である。
【図１７】は、第３の実施形態におけるスクリーンの一部領域に配置される更に別の回路図である。
【符号の説明】
【０２０７】
１ プラネタリウム
２、２ａ スクリーン
３ 映像再生装置
４、４ａ、４ａ’、４ｂ、４ｂ’ プロジェクタ
５ 電気回線
６ 表示画面
１１ 操作部
１２ 再生制御部
１３ メモリ
１４ 表示部
１５ 外部出力部
２１ 信号入力部
２２ 信号解析部
２３ 発光制御部
２４、２４ａ、２４ｂ 光出力部
３１ スイッチング制御部
２５ 波長切換部
Ｌｒ、Ｌｒｍｎ 発光ダイオード（赤）
Ｌｇ、Ｌｇｍｎ 発光ダイオード（緑）
Ｌｂ、Ｌｂｍｎ 発光ダイオード（青）
Ｐｒ、Ｐｒｍｎ フォトトランジスタ
Ｐｇ、Ｐｇｍｎ フォトトランジスタ
Ｐｂ、Ｐｇｍｎ フォトトランジスタ
Ｐｔ フォトトランジスタ
Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂ 太陽電池
Ｒ１ 抵抗
Ｆｂ 蛍光塗料（青）
Ｆｇ 蛍光塗料（緑）
Ｆｒ 蛍光塗料（赤）
α、αｍｎ 画素
ＤＣ１、ＤＣ２、ＤＣ３ 直流バイアス
Ｒ 部分画素（赤）
Ｇ 部分画素（緑）
Ｂ 部分画素（青）
Ｓｗｒ、Ｓｗｇ、Ｓｗｂ スイッチング素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像表示装置に関し、特にプラネタリウムなどのドーム形状のスクリーンや建造物壁面などの大型のスクリーンに映像表示が可能な映像表示装置であって、特に、高いコントラストが求められる用途に適した映像表示装置に関するものである。又、本発明は、この映像表示装置に用いられる投影装置及びスクリーンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のマルチメディア時代の到来により、あらゆる場面で映像表示装置が利用されている。特に映像信号を投射して表示スクリーンに投影する投射型の映像表示装置は、大画面化が容易なため映画館等でも利用されている。
【０００３】
この投射型の映像表示装置として、従来はＣＲＴが多く利用されていたが、近年においては高輝度、高精細化の要求と共に、これらの要求性能に適する光変調素子として液晶パネルやミラーの角度を変化させることにより光量変調を行うＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）が利用されている。これらの液晶パネルやＤＭＤを利用した投射型映像表示装置は、光源からの光で光変調素子としての液晶パネルやＤＭＤを照明し、液晶パネルやＤＭＤで画像信号により変調された透過光あるいは反射光を、投影光学系を通してスクリーン上に画像形成するものである。
【０００４】
しかしながら、上述の液晶パネルやＤＭＤ等の光変調素子を用いる映像表示装置の場合、取得される映像のコントラストが低いという問題がある。これは、映像表示装置に利用される光変調素子の特性に起因するものであり、黒出力時に漏れ光や散乱光等の不要光が照射されることが主な原因である。このとき、出力される黒部分の映像は不要光照射によって輝度が上昇しているため輝度の高い白部分の映像との差が明確にならず、全体的に白っぽくぼやけた映像が取得されることがある。このような映像は「黒の締まりが悪い」と表現される。
【０００５】
ところで、映画館等の大画面スクリーンは、観察者がスクリーンの前方に限られる家庭用のスクリーンとは異なり、色々な角度からスクリーンを見る観察者が存在することが想定されているため（スクリーンから見た想定観察者位置の方向が広いため）、投影される映像が広視野に拡散される拡散反射型スクリーンが利用される。このため、このような拡散反射型スクリーンに対して上述の光変調素子を用いた映像表示装置によって映像を投影すると、観察者側からの不要光（例えば映画館における非常灯や、表示された映像光が複数回反射した不要光等）についても拡散してしまい、これによってスクリーン面の最低輝度（黒出力時の輝度）が上昇するため、出力される映像は更に「黒の締まりが悪い」ものになる。
【０００６】
このため、例えばプラネタリウム等のように高いコントラストが必要とされる空間においては、このような光変調素子を用いた映像表示装置では、十分に高いコントラストを達成することができず、高品位な映像を提供できないという問題があった。
【０００７】
又、これとは別の問題として、投射型の映像表示装置を利用してスクリーンに映像を投影する場合、画像スクリーンが大画面になればなるほど投影に必要な光量が増大するため、これによって空気中の塵等で散乱された投影光束そのものが観察者によって知覚され、観察者が不快であるという問題がある。
【０００８】
これらの問題を解決する方法として、近年では表示装置にマトリクス状に配置されたＬＥＤ、ＯＬＥＤ等の発光素子が発光することで映像を表示する自発光型の映像表示装置が開発されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００９】
自発光型の映像表示装置は、映像表示装置に配置された発光素子が発光することでディスプレイに映像が表示されるため投影光束が存在せず、観察者が投影光束を知覚することで不快感を示すという問題がない。又、大画面表示を行う場合は、通常発光素子全面に設置されたレンズによって拡散してディスプレイに表示させるため、良好なコントラストが確保できる。
【特許文献１】特開２００４−３１８１５５号公報
【特許文献２】特開２００４−７７５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２等に記載されている自発光型の映像表示装置の場合、マトリクス状に配置された各画素毎に、当該画素が備える発光素子の発光制御を行うためのスイッチング素子が必要である。更に、画素毎に設けられたスイッチング素子をライン毎に制御するための制御回路が必要となるため、当該制御回路からスイッチング素子に対して制御信号を与えるための信号ラインをマトリクス状に設ける必要がある。
【００１１】
このため、例えばプラネタリウム等のドーム形状をした大型スクリーンに映像を表示する場合、ドーム形状のスクリーン内部にマトリクス状に発光素子及び発光素子を制御するためのスイッチング素子を配置するとともに、各スイッチング素子に制御信号を与えるための信号ラインをマトリクス状に設ける必要があり、極めて設置が困難である。
【００１２】
一方、液晶パネルやＤＭＤ等の投射型映像表示装置の場合、スクリーン上に素子及び信号ラインを配置する必要がないためスクリーンの設置場所については限定されないが、上述したように取得映像のコントラストが低く、黒の締まりが悪いため、特に周囲の照明が暗い場所で映像を観察されることが前提であるプラネタリウム等ではこれらの投射型映像表示装置を利用したとしても高品位な映像を得ることができない。
【００１３】
本発明は、上記の問題点に鑑みて、取得映像の高コントラストを確保しつつ設置場所が限定されない映像表示装置を提供することを目的とする。又、本発明は、このような映像表示装置に用いられる投影装置及びスクリーンを提供することを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成すべく、本発明の映像表示装置は、映像が表示されるスクリーンと、該スクリーンに対して表示すべき映像信号を放射する投影装置と、で構成される映像表示装置であって、前記スクリーンが、該スクリーン上に複数の画素が配置されるとともに、前記複数の画素が、不可視光を受光するとその受光量に応じて電気的量（電流、電圧、電気抵抗等）が変化する受光素子と、前記受光素子と電気的に接続されるとともに与えられる電気的量に応じた輝度の可視光を発光する第１発光部と、を備え、前記投影装置が、前記スクリーンに前記映像が表示されるよう前記複数の画素毎に放射すべき前記不可視光の光量を算出する発光制御部と、前記複数の画素それぞれに対して前記発光制御部が算出した光量の前記不可視光を放射する光出力部と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
このとき、第１発光部として発光ダイオードを利用するものとしても構わない。又、受光素子としてフォトトランジスタ、フォトダイオード、フォトトライアック等を利用するものとしても構わない。
【００１６】
このように構成されることで、本発明の映像表示装置は、スクリーン上に配置された第１発光部が発光することで映像を表示する自発光型の映像表示システムであるため、ＤＭＤや液晶パネル等の光変調素子を用いる映像投影装置によって得られる映像と違って、高コントラストの映像が取得できる。特に、第１発光部として発光ダイオードを利用する場合、発光ダイオードは、当該発光ダイオードを発光させるために必要な最低電流値（スレッシュホールド電流値）以下の電流が与えられても発光しない性質を有しているため、このスレッシュホールド電流値を下回る電流が発光ダイオードに与えられる場合でも当該発光ダイオードは発光せず、これによって更に高いコントラストを確保することができる。
【００１７】
又、このとき、前記複数の画素それぞれが、発光色の異なる複数の第１部分画素で構成されるとともに、前記第１発光部が前記複数の第１部分画素それぞれに備えられるものとしても構わない。
【００１８】
このとき、前記複数の画素それぞれが、赤、緑、青の３色を発光する３種類の前記第１部分画素を備えるものとしても構わない。又、更に前記第１発光部が発光ダイオードで構成される場合には、赤色に発光する前記第１部分画素が赤色光を発光する発光ダイオードを備え、緑色に発光する前記第１部分画素が緑色光を発光する発光ダイオードを備え、青色に発光する前記第１部分画素が青色光を発光する発光ダイオードを備える構成としても良い。
【００１９】
又、前記複数の画素それぞれが、画素毎に前記受光素子を備えるとともに、該受光素子が、前記複数の第１部分画素それぞれに備えられる前記第１発光部それぞれと電気的に接続される構成としても構わない。
【００２０】
このとき、上述と同様、前記複数の画素それぞれが、赤、緑、青の３色を発光する３種類の前記第１部分画素を備えるものとしても構わない。更に、この場合、前記第１発光部が発光ダイオードで構成されるとともに、前記受光素子がフォトトランジスタで構成される場合には、赤色に発光する前記第１部分画素が赤色光を発光する発光ダイオードとこの発光ダイオードに電気的に接続されるフォトトランジスタを備え、緑色に発光する前記第１部分画素が緑色光を発光する発光ダイオードとこの発光ダイオードに電気的に接続されるフォトトランジスタを備え、青色に発光する前記第１部分画素が青色光を発光する発光ダイオードとこの発光ダイオードに電気的に接続されるフォトトランジスタを備える構成としても良い。
【００２１】
又、前記複数の第１部分画素それぞれが、前記第１発光部と、該第１発光部と電気的に接続された前記受光素子とを備える構成としても構わない。
【００２２】
このとき、上述と同様、前記複数の画素それぞれが、赤、緑、青の３色を発光する３種類の前記第１部分画素を備えるものとしても構わない。更に、この場合、前記第１発光部が発光ダイオードで構成されるとともに、前記受光素子がフォトトランジスタで構成される場合には、前記複数の画素それぞれが、赤色光を発光する発光ダイオードと、緑色光を発光する発光ダイオードと、青色光を発光する発光ダイオードと、これらの発光ダイオードと電気的に接続される１つのフォトトランジスタとで構成されるものとしても構わない。
【００２３】
このように構成することで、スクリーン上に配置すべきフォトトランジスタの数を減少させることができ、回路構成を簡素化する効果がある。
【００２４】
又、前記複数の第１部分画素それぞれに備えられる前記受光素子が、該受光素子を備える前記第１部分画素の発光色毎に波長の異なる前記不可視光に対して光電変換を行うものとしても構わない。
【００２５】
このように構成することで、例えば前記複数の画素それぞれが、赤、緑、青の３色を発光する３種類の前記第１部分画素を備える場合、前記受光素子に照射する前記不可視光の波長を変化させることで、前記複数の画素それぞれの発光色を変化させることができる。尚、この構成は赤、緑、青の３色に限られるものではなく、他の色を発光するものであっても構わないし、４色以上を発光する４種類以上の第１部分画素を備えるものとしても構わない。
【００２６】
又、前記複数の第１部分画素それぞれに備えられる前記第１発光部の発光色を切り換える色切換部を有し、前記色切換部が、前記第１発光部に対して電圧の印加制御を行うことで発光色の切換を行う構成としても構わない。
【００２７】
このように構成することで、例えば前記複数の画素それぞれが、赤、緑、青の３色を発光する３種類の前記第１部分画素を備える場合、前記投影装置が赤、緑、青の前記第１部分画素それぞれに対して指定光量の不可視光を順次切り換えて放射することにより、全体として前記スクリーン上に対象映像が投影される。
【００２８】
このとき、所定の時間が経過した後、前記色切換部によって前記第１発光部の発光色の切り換えが行われるものとしても構わない。この場合、全画素領域の内、まず赤色に発光する全ての前記第１部分画素に対して画素毎に指定光量の不可視光を照射した後、次に緑色に発光する全ての前記第１部分画素に対して画素毎に指定光量の不可視光を照射し、次に青色に発光する全ての前記第１部分画素に対して画素毎に指定光量の不可視光を照射するものとしても構わない。
【００２９】
又、前記不可視光を受光すると光量に応じた起電力を発生する太陽電池を有し、前記複数の第１部分画素それぞれに備えられる一部の前記第１発光部に対して印加される電圧が、前記太陽電池から供給される構成としても構わない。
【００３０】
又、前記複数の画素それぞれが、前記各第１部分画素の発光色とは異なる発光色で発光する少なくとも一つの第２部分画素を備え、前記第２部分画素が、前記スクリーン上に蛍光塗料が塗布されるとともに、前記受光素子に照射される前記不可視光とは異なる波長の前記不可視光を受光すると受光した光量に応じた輝度で前記蛍光塗料が発光する第２発光部で構成される構成としても構わない。
【００３１】
このとき、前記第２発光部には紫外光が放射されるものとしても構わない。
【００３２】
このように構成することで、前記第２部分画素についてはスクリーン上に蛍光塗料を画素数分塗布するのみで良く、スクリーン上に配線すべき回路構成が簡素化される。
【００３３】
又、前記複数の画素それぞれが、各々の発光色が異なる複数の前記第２部分画素を備え、前記各第２部分画素に備えられる前記第２発光部が、該発光部を備える前記第２部分画素の発光色毎に波長の異なる前記不可視光を受光すると受光した光量に応じた輝度で発光する構成としても構わない。
【００３４】
このとき、前記複数の画素それぞれが、例えば第１の波長の不可視光を受光すると青色に発光する前記第２部分画素と、第２の波長の不可視光を受光すると緑色に発光する前記第２部分画素を備える構成とすることができる。
【００３５】
又、本発明の投影装置は、複数の画素が配置されたスクリーンに対して表示すべき映像信号を放射する前記映像表示装置に備えられる投影装置であって、前記スクリーンに前記映像が表示されるよう前記複数の画素毎に放射すべき前記不可視光の光量を算出する発光制御部と、前記各複数の画素に対して前記発光制御部が算出した光量の前記不可視光を放射する光出力部と、を備えることを特徴とする。
【００３６】
又、本発明のスクリーンは、投影装置から放射される映像信号に基づいて映像が表示される前記映像表示装置に備えられるスクリーンであって、複数の画素が配置されるとともに、前記複数の画素が、前記投影装置から放射された不可視光を受光するとその受講料に応じて電気的量が変化する受光素子と、前記受光素子と電気的に接続されるとともに与えられる電気的量に応じた輝度で発光する第１発光部と、を備えることを特徴とする。
【００３７】
このとき、前記スクリーンが、前記複数の画素が、蛍光塗料が塗布されるとともに前記受光素子に照射される前記不可視光とは異なる波長の前記不可視光を受光すると受光した光量に応じた輝度で前記蛍光塗料が発光する第２発光部を更に備える構成としても構わない。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の映像表示装置によれば、スクリーン上に配置された発光ダイオードが発光することで映像を表示する自発光型の映像表示システムであるため、ＤＭＤや液晶パネル等の光変調素子を用いる映像投影装置によって得られる映像と違って、高コントラストの映像が取得できる。特に、発光ダイオードは、当該発光ダイオードを発光させるために必要な最低電流値（スレッシュホールド電流値）以下の電流が与えられても発光しない性質を有しているため、このスレッシュホールド電流値を下回る電流が発光ダイオードに与えられる場合でも当該発光ダイオードは発光せず、これによって更に高いコントラストを確保することができる。
【００３９】
又、プロジェクタから放射される光は赤外光であるため、観察者によってプロジェクタからの投影光束が確認されることがなく、従来の投射型の映像表示装置のように観察者によって投影光束が知覚されるという問題が解決される。
【００４０】
又、本発明の映像表示装置が備えるスクリーンは、発光ダイオード及びフォトトランジスタからなる画素を配置するとともに、各画素に対してバイアス電圧を印加する構成である。即ち、本発明の映像表示装置は、スクリーン上の配置された発光ダイオードの発光制御をプロジェクタが行う構成であるため、従来の自発光型の映像表示装置のように、スクリーン上に画素を制御する制御回路や信号ラインを設ける必要がなく、プラネタリウム等のドーム状スクリーンに対しても容易に設置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の映像表示装置の一実施形態であるプラネタリウムの構造を示す概念図である。
【００４２】
図１に示すプラネタリウム１は、映像を映し出すスクリーン２と、表示する映像データの再生を行う映像再生装置３と、映像再生装置からの映像データが電気回線５を介して送られるとともに送られた映像データをスクリーン２に投影するプロジェクタ４とを備える。又、映像再生装置３には、操作者が表示したい映像データを確認するための表示画面６が設けられている。
【００４３】
又、映像再生装置３には予め再生用の映像データが備えられており、映像再生装置によって当該映像データが再生されると、その内容が表示画面６に表示されるとともに、電気回線５を介してプロジェクタ４に出力される。プロジェクタ４は、映像再生装置３より与えられた当該映像データを元にしてスクリーン２上の光を放射する対象領域２ａを特定し、この領域２ａに対して光を放射する。このようにして、スクリーン２の特定領域２ａに当該映像データが投影される。尚、このスクリーン２には、後述するように発光ダイオード及びフォトトランジスタを備える複数の画素がマトリクス状に配置されている。
【００４４】
次に、スクリーン２の構成について図面を参照して説明する。図２は、スクリーン２の一部領域の模式図であり、図３は図２に示された領域の回路図である。
【００４５】
図２に示すように、スクリーン２には赤色に発光する発光ダイオードＬｒを備える部分画素Ｒ、緑色に発光する発光ダイオードＬｇを備える部分画素Ｇ、青色に発光する発光ダイオードＬｂを備える部分画素Ｂの３色の部分画素が隣接されることで構成される画素がマトリクス状に複数配置される。尚、発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂは、当該発光ダイオードに電流が流れると所定の色（赤、緑、青）に発光するように構成されているものとする。又、図２では、１画素を形成する部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂが左からこの順に配置されているものとしたが、部分画素の並び順についてはこの方法に限られるものではない。又、本例では各画素がマトリクス状に配置されているが、これに限らず面状に並んで配置されるものであれば良く、例えば千鳥状や放射状に配置されていても良い。
【００４６】
更に、各部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂは、それぞれ赤外光を受光すると、光電変換が行われることでその光を光量に応じた電気信号に変換するフォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂを備える。又、これらのフォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂは、可視光を受光しても光電変換が行われないように予め構成されているものとする。具体的には、例えば可視光領域の光を遮断するフィルタが各フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂの前面に設置することで実現できる。
【００４７】
このように、発光ダイオードとフォトトランジスタを備える３色の部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂで形成される画素αが構成する回路図を図３に示す。
【００４８】
図３（ａ）は、各部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂが備える発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂ及びフォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂによって形成される画素αの回路図を示している。尚、図３（ａ）に示す回路図は、スクリーン２上にマトリクス状に配置された複数の画素で構成される領域の一部について示したものである。又、図３（ｂ）は、この内の一画素α１１のみを拡大した回路図である。
【００４９】
図３（ａ）に示すように、各画素αは３色の部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂを備えており、各々の部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂが発光ダイオードとフォトトランジスタで構成される。又、各画素αを構成する部分画素が備える発光ダイオードとフォトトランジスタに対して直流バイアスＤＣ１が印加される。例えば、図３（ｂ）に示すように、画素α１１は部分画素Ｒ１１、Ｇ１１、Ｂ１１で構成されており、この内、部分画素Ｒ１１は、所定値以上の電流が与えられると電流値に応じた強度の赤色光を発光する発光ダイオードＬｒ１１と、赤外光を受光すると光電変換を行うフォトトランジスタＰｒ１１とを備える。このフォトトランジスタＰｒ１１は、コレクタ端子に直流バイアスＤＣ１が印加されるとともに、エミッタ端子に発光ダイオードＬｒ１１が接続される。
【００５０】
尚、以下において、発光ダイオードＬｒｍｎ（ｍ、ｎは自然数、以下同様とする）は発光ダイオードＬｒで構成され、発光ダイオードＬｇｍｎは発光ダイオードＬｇで構成され、発光ダイオードＬｂｍｎは発光ダイオードＬｂで構成されるものとする。同様に、フォトトランジスタＰｒｍｎはフォトトランジスタＰｒで構成され、フォトトランジスタＰｇｍｎはフォトトランジスタＰｇで構成され、フォトトランジスタＰｂｍｎはフォトトランジスタＰｂで構成されるものとする。
【００５１】
このとき、部分画素Ｒ１１が配置されているスクリーンの位置に赤外光が照射されると、フォトトランジスタＰｒ１１において光電変換が行われることで光量に応じた電子正孔対が発生し、これによってエミッタ端子に光量に応じた電流が流れる。そしてエミッタ端子から流れた電流は発光ダイオードＬｒ１１に与えられ、この電流値が所定値以上もしくは所定値より大きい値である場合には発光ダイオードＬｒ１１が赤色に発光する。尚、以下では発光ダイオードを発光させるために必要な最低電流値を「スレッシュホールド電流値」と称する。即ち、このスレッシュホールド電流値以上の電流が発光ダイオードに与えられた場合には当該電流値に応じた強度で発光ダイオードが発光する。
【００５２】
このとき、発光ダイオードＬｒ１１から放射される光量はフォトトランジスタＰｒ１１が受光した光量に応じた値となる。即ち、フォトトランジスタＰｒ１１が受光した赤外光の光量が多い場合には発光ダイオードＬｒ１１の発光輝度が高くなり、フォトトランジスタＰｒ１１が受光した赤外光の光量が少ない場合には発光ダイオードＬｒ１１の発光輝度が低くなる。又、フォトトランジスタＰｒ１１が受光した赤外光の光量が所定値未満である場合に、フォトトランジスタから出力される電流の電流値が発光ダイオードＬｒ１１を発光させるのに必要な最低電流値であるスレッシュホールド電流値未満であれば、この発光ダイオードＬｒ１１は発光しない。
【００５３】
同様に、発光ダイオードＬｇ１１とフォトトランジスタＰｇ１１を備える部分画素Ｇ１１が配置されているスクリーンの位置に赤外光が照射されると、フォトトランジスタＰｇ１１において光電変換が行われることで光量に応じた電子正孔対が発生し、これによってエミッタ端子に光量に応じた電流が流れ、この電流値がスレッシュホールド電流値以上である場合には、当該電流値に応じた強度で発光ダイオードＬｇ１１が緑色に発光する。
【００５４】
同様に、発光ダイオードＬｂ１１とフォトトランジスタＰｂ１１を備える部分画素Ｂ１１が配置されているスクリーンの位置に赤外光が照射されると、フォトトランジスタＰｂ１１において光電変換が行われることで光量に応じた電子正孔対が発生し、これによってエミッタ端子に光量に応じた電流が流れ、この電流値がスレッシュホールド電流値以上である場合には、当該電流値に応じた強度で発光ダイオードＬｂ１１が青色に発光する。
【００５５】
このように、マトリクス状に配置された画素αｍｎは、それぞれ部分画素Ｒｍｎ、Ｇｍｎ、Ｂｍｎを備えるとともに、各部分画素Ｒｍｎ、Ｇｍｎ、Ｂｍｎがそれぞれ発光ダイオードＬｒｍｎ、Ｌｇｍｎ、ＬｂｍｎとフォトトランジスタＰｒｍｎ、Ｐｇｍｎ、Ｐｂｍｎで構成される。又、各部分画素Ｒｍｎ、Ｇｍｎ、Ｂｍｎには直流バイアスＤＣ１が印加される。そして、部分画素Ｒｍｎが配置される領域に所定光量以上の赤外光が照射されると発光ダイオードＬｒｍｎが光量に応じた強度で赤色に発光し、部分画素Ｇｍｎが配置される領域に所定光量以上の赤外光が照射されると発光ダイオードＬｇｍｎが光量に応じた強度で緑色に発光し、部分画素Ｂｍｎが配置される領域に所定光量以上の赤外光が照射されると発光ダイオードＬｂｍｎが光量に応じた強度で青色に発光する。
【００５６】
尚、図３において、各画素に印加する直流バイアスを同一の直流バイアスＤＣ１としたが、発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂを発光させるために必要なバイアス電圧が、発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂ間で異なる場合には、例えば図４に示すように各部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂ毎に印加する直流バイアス電圧を変えるものとしても構わない。この場合、部分画素Ｒに対しては直流バイアスＤＣ１が印加され、部分画素Ｇに対しては直流バイアスＤＣ２が印加され、部分画素Ｂに対しては直流バイアスＤＣ３が印加される構成である。
【００５７】
このとき、所定の光量の赤外光をフォトトランジスタに照射し、当該フォトトランジスタから出力される電流が発光ダイオードに与えられると、当該発光ダイオードが所定輝度以上発光するように各直流バイアスＤＣ１、ＤＣ２、ＤＣ３のバイアス電圧が設定されているものとしても構わない。
【００５８】
次に、上述のように構成される各画素を備えるスクリーン２上に映像を投影するプラネタリウム１の動作について、ブロック図を用いて説明を行う。図５は、図１に示すプラネタリウム１における映像再生装置３及びプロジェクタ４の動作を説明するためのブロック図である。
【００５９】
図５に示すように、映像再生装置３は、操作者が当該映像再生装置３を操作するための操作部１１と、映像データの再生制御を行う再生制御部１２と、映像データが格納されるメモリ１３と、映像データを映像再生装置３上で操作者が確認するための表示部１４と、プロジェクタ４に対して映像データを出力するための外部出力部１５とを備える。
【００６０】
又、プロジェクタ４は、映像再生装置３から与えられる映像データが入力される信号入力部２１と、信号入力部２１に入力された信号の解析を行う信号解析部２２と、信号解析部２２で行われた解析結果に基づいてスクリーン２上に光を放射する放射領域及び放射光量を特定する発光制御部２３と、発光制御部２３によって指定されるスクリーン２上領域に指定される光量の赤外光を放射する光出力部２４とを備える。
【００６１】
映像再生装置３は、操作者が操作部１１を操作することによって再生すべき映像データが選択されると、再生制御部１２が指定された映像データをメモリ１３より読み出して再生操作を行う。又、再生制御部１２は、この再生される映像データを表示部１４及び外部出力部１５に与える。表示部１４は、表示画面６等で構成されており、この表示画面６に表示される映像データを操作者が確認することができる。又、外部出力部１５に出力された映像データは、電気回線５を介してプロジェクタ４に与えられる。
【００６２】
このとき、操作者が操作部１１を操作することで、映像データに対して停止、ズームアップ、移動等の所定の処理を施すことができるものとしても構わない。
【００６３】
又、外部出力部１５が再生される映像データを所定の時間毎に区切ることで得られる静止画像を逐次プロジェクタ４に送るものとしても構わない。又、このとき送られる映像データが、マトリクス状に配置された複数の画素それぞれが出力する信号の色データと輝度データで構成されるものとしても構わない。即ち、この場合の外部出力部１５からプロジェクタ４に送られる映像データは、マトリクス状に配置された複数の画素の内の各画素の相対座標と、当該相対座標に位置する画素が出力する信号の色データ（Ｒ、Ｇ、Ｂの比率）及び輝度データ（明暗の度合い）とで構成される。尚、このとき、映像データとして各画素の情報が画素毎に所定の配列順でシリアルに送られる場合、送られる情報の配列によって各画素の相対位置がプロジェクタ４側で把握できる構成にしても構わない。
【００６４】
このようにしてプロジェクタ４に対して映像データが送られると、プロジェクタ４は信号入力部２１にて当該映像データを受信して信号解析部２２に送る。信号解析部２２は、送られた映像データより、マトリクス状に配置された複数の画素が出力する信号の色データ及び輝度データを抽出して発光制御部２３に与える。このとき、映像データが上述の相対座標と当該相対座標に位置する画素が出力する色データ及び輝度データによって構成されている場合は、各相対座標毎に、当該相対座標に位置する画素が出力する信号の色データ及び輝度データの組み合わせからなる情報を発光制御部２３に与えるものとしても構わない。
【００６５】
発光制御部２３は、信号解析部２２より与えられた情報に基づいて各画素毎に放射すべき赤外光量を算出し、光出力部２４に与える。例えば、映像データが上述の相対座標と当該相対座標に位置する画素が出力する信号の色データ及び輝度データによって構成されている場合、相対座標毎に指定された色データと輝度データの組み合わせに対応した赤外光量を算出するものとしても構わない。
【００６６】
そして、光出力部２４が、発光制御部２３から各画素位置に対応した放射すべき赤外光量値のデータが与えられると、このデータに基づいて画素毎に指定光量の赤外光を照射する。尚、このとき、光出力部２４は、対応画素数と各画素毎に備える部分画素数（Ｒ、Ｇ、Ｂから構成される３部分画素）の積の数だけの赤外光を照射できる構成であるものとする。
【００６７】
例えば、映像再生装置３から与えられた映像データの内、最も左上に位置する画素の情報が、色データ「Ｒ，Ｇ，Ｂの比率がＡｒ：Ａｇ：Ａｂ」、輝度データ「輝度値ｓ」なる情報として与えられた場合、放射領域の最も左上に位置する画素αｘｙ（ｘ、ｙは自然数とする。以下同様）が備える各部分画素Ｒｘｙ、Ｇｘｙ、Ｂｘｙに対して赤外光が照射されるようにプロジェクタ４の放射方向を定めるとともに、輝度値ｓの元でＲ、Ｇ、Ｂの比率がＡｒ：Ａｇ：Ａｂで構成される色の光が画素αｘｙにおいて表示されるために必要な光量の赤外光が光出力部２４から各部分画素Ｒｘｙ、Ｇｘｙ、Ｂｘｙに対して照射される。以下、同様に左上の画素位置からの相対座標に対応して、当該指定される画素位置に指定光量の赤外光が光出力部２４から照射される。
【００６８】
このとき、全画素に対する映像データが信号解析部２２によって解析されるとともに、全画素に対して放射すべき赤外光量が発光制御部２３によって算出された後、光出力部２４からは全画素に対して同時に画素毎に指定された所定光量の赤外光が放射されるものとしても構わない。更に、フォトトランジスタに対して照射する赤外光の照射時間を調整することで光量制御を行う構成としても構わない。この場合、各画素（各部分画素）毎に照射する赤外光量が指定され、この照射時間の制御を光出力部２３の放射孔の開閉制御によって行うものとしても構わない。
【００６９】
尚、映像再生装置３からプロジェクタ４に与えられる映像データの内、色データとしてＲ、Ｇ、Ｂの比率とは異なる形式の情報（例えばＣ、Ｍ、Ｙ、Ｂの比率情報等）が与えられる場合、信号解析部２２によって色データの形式を解析するとともに、この送られた情報からＲ，Ｇ、Ｂの比率を算出するものとしても構わない。
【００７０】
又、プロジェクタ４が、当該プロジェクタ４の位置を制御する位置制御部（不図示）を備えており、映像再生装置３から送られる映像データにスクリーン２上の投影エリアを指定するエリアデータが含まれている場合には、信号解析部２２が映像データよりエリアデータを認識するとともに、このエリアデータが指定する投影エリアに対して光を照射できるように位置制御部によってプロジェクタ４の位置が制御されるものとしても構わない。
【００７１】
例えば、スクリーン２上に配置された各画素にはそれぞれ絶対座標が設けられており、上記エリアデータには放射領域（投影領域）内の基準となる一画素（以下では「基準画素」と称する）に対応するスクリーン２上の画素の絶対座標のデータが含まれている場合には、当該絶対座標に該当するスクリーン２上の画素位置と、映像データに含まれる相対座標とによって一意に決定されるスクリーン２上の投影エリア内に赤外光が照射できるように、位置制御部によってプロジェクタ４の位置が制御されるものとしても構わない。このとき、基準画素として、画素領域の内の最も左上に位置する画素を採用するものとしても良い。
【００７２】
このようにすることで、映像再生装置３からプロジェクタ４に送られる映像データとして、映像再生装置３によって再生される映像が所定の時間毎に区切られることで得られた静止画像が逐次送られる構成である場合には、再生開始後の所定のタイミングでスクリーン２上の投影領域を変更することができる。即ち、時分割された映像データそれぞれがエリアデータを含む構成であるとともに、エリアデータ内に投影エリアが変更される旨の情報が記載されている場合に、位置制御部がプロジェクタ４の位置を制御した上で赤外光の照射を行うことで、スクリーン２上の投影エリアを変更しながら映像を表示することができる。このとき、信号解析部２２において、映像データに含まれるエリアデータ内の基準位置に対応するスクリーン２上の絶対座標の値が変化したことを検知することで投影エリアが変更される旨の情報を認識するものとしても構わない。
【００７３】
上述のように、発光制御部２３から指定された画素に対応する光量の赤外光が光出力部２４からスクリーン２上の配置された画素領域に対して照射されると、スクリーン２上に配置された各画素を構成する各フォトトランジスタによって光電変換され、光量に応じた電流が流れる。そして、当該画素が備える発光ダイオードにこの電流が与えられると、発光ダイオードが電流値に応じた輝度値の光を発光する。このようにして、プロジェクタ４から放射された赤外光の放射領域に位置するスクリーン２上において当該領域に配置された各画素を構成する発光ダイオードが所定光量の光を発光することで、スクリーン２上の指定領域に対象映像が投影される。
【００７４】
このように構成されるプラネタリウム１は、スクリーン２上に配置された発光ダイオードが発光することで映像を表示する自発光型の映像表示システムであるため、ＤＭＤや液晶パネル等の光変調素子を用いる映像投影装置によって得られる映像と違って、極めて高コントラストの映像を実現することができる。特に、発光ダイオードは上述のようにスレッシュホールド電流値以下では発光しない性質を有しているため、このスレッシュホールド電流値を下回る電流が発光ダイオードに与えられる場合でも当該発光ダイオードは発光せず、これによって更に高いコントラストを確保することができる。
【００７５】
又、プロジェクタ４から放射される光は赤外光であるため、観察者によってプロジェクタ４からの投影光束が確認されることがなく、従来の投射型の映像表示装置のように観察者によって投影光束が知覚されるという問題が解決される。
【００７６】
又、図３の回路図に示されるように、上述のプラネタリウム１が備えるスクリーン２は、発光ダイオード及びフォトトランジスタからなる画素をマトリクス状に配置するとともに、各画素に対して直流バイアスを印加する構成である。即ち、本実施形態の映像表示装置は、スクリーン２上の配置された発光ダイオードの発光制御をプロジェクタ４が行う構成であるため、従来の自発光型の映像表示装置のように、スクリーン２上に画素を制御する制御回路や信号ラインを設ける必要がなく、プラネタリウム等のドーム状スクリーンに対しても容易に設置することができる。
【００７７】
尚、上述では、本発明の映像表示装置をプラネタリウムに利用する例を挙げて説明を行ったが、利用形態はプラネタリウムに限られない。例えば、ビルの側面に図３に示される画素を形成し、遠方からプロジェクタ４によって赤外光を照射することで、ビルの側面に映像が表示される構成とすることもできる。この点は後述する各実施形態についても同様である。
【００７８】
又、上述ではプロジェクタ４が赤外光を照射する構成としたが、赤外光の代わりに紫外光を利用する構成としても構わない。即ち、各画素を構成するフォトトランジスタは紫外光が入射されると光電変換を行う性質を備え、プロジェクタ４が紫外光を照射する機構を備えるものとしても構わない。
【００７９】
更に、上述では、光出力部２４が対応画素数と各画素毎に備える部分画素数の積の数だけの赤外光を照射できる構成であるものとしたが、光出力部２４が対応画素数分の赤外光を放射できる構成としても構わない。この場合は、各部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれに対して指定光量の赤外光を順次切り換えて放射することにより、全体としてスクリーン２上に対象映像が投影される。
【００８０】
このとき、所定の時間が経過した後、各部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂ間の切換制御が行われるものとしても構わない。即ち、全画素領域の内、まず全ての部分画素Ｒに対して画素毎に指定光量の赤外光を照射した後、次に全ての部分画素Ｇに対して画素毎に指定光量の赤外光を照射し、次に全ての全部分画素Ｂに対して画素毎に指定光量の赤外光を照射するものとしても構わない。
【００８１】
又、本実施形態において、図６に示すようにフォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂの代わりに赤外光を受光すると起電力が発生する太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂを備える構成としても構わない。このとき、過電流防止用の抵抗Ｒ１が更に接続される構成であるものとしても良い。
【００８２】
図６に示される構成の場合、光出力部２４が発光制御部２３から与えられた各画素位置に対応した放射すべき赤外光量に基づいて赤外光を放射すると、各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂは当該赤外光量に応じた起電力を発生する。このとき、各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂで発生した起電力に応じた電流が各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂに与えられ、この電流値に応じた輝度で各発光ダイオードが発光する。
【００８３】
即ち、このように構成されるとき、直流バイアスＤＣ１を各画素に印加する必要がなく、回路構成が更に簡素化される。
【００８４】
又、この場合、更に図７に示すように、太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂに加えてフォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂを備える構成とすることもできる。このとき、光出力部２４が２種類の波長λｂ、λｐの赤外光を放射できる構成であるととともに、太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂが波長λｂの赤外光を受光すると光量に応じた起電力を発生し、この状態の下でフォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂが波長λｐの赤外光を受光すると光量に応じた電流が各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂに与えられるものとしても良い。
【００８５】
尚、このとき、太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂには波長λｐの赤外光を遮断するバンドカットフィルタが前面に備えられるものとし、フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂには波長λｂの赤外光を遮断するバンドカットフィルタが前面に備えられるものしても構わない。
【００８６】
又、上記の場合においては、プラネタリウム１が、発光制御部２３の算出結果に基づいて各画素に対して指定された光量の波長λｂの赤外光を放射するプロジェクタ４と、波長λｐの赤外光を全画素に対して一定光量放射するプロジェクタ４’を備える構成としても構わない。又、上述と同様、各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂを発光させるために必要なバイアス電圧が各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂ間で異なる場合には、各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂに対してそれぞれ異なる光量の赤外光がプロジェクタ４’から放射されるものとしても良い。
【００８７】
更に、本実施形態において、図８に示すように、例えば部分画素Ｂのみをスクリーン２上に塗布された蛍光塗料Ｆｂで構成するものとしても構わない。この蛍光塗料Ｆｂは紫外光が放射されると青色に発光する性質を有する塗料で形成されるものとする。
【００８８】
この場合、プロジェクタ４が赤外光と紫外光の２種類を放射できる構成である場合には、プロジェクタ４がフォトトランジスタＬｒ、Ｌｇに対しては発光制御部２３の指定光量に基づいて赤外光を照射し、蛍光塗料Ｆｂに対しては発光制御部２３の指定光量に基づいて紫外光を照射するものとしても構わない。尚、このとき、フォトトランジスタＰｒ及びＰｇは、紫外光が入射されても光電変換が行われない構成であるものとする。例えば、紫外領域の光を遮断するフィルタがフォトトランジスタＰｒ及びＰｇの前面に設けられているものとする。
【００８９】
このように構成することで、部分画素Ｂについてはスクリーン２上に蛍光塗料を画素数分塗布するのみで良く、スクリーン２上に配線すべき回路構成が簡素化される。尚、この場合においても、他の部分画素に印加する直流バイアスを太陽電池によって発生される起電力を用いるものとすることもできる。
【００９０】
尚、上述では、部分画素Ｂのみをスクリーン２上に塗布された蛍光塗料で構成するものとしたが、部分画素Ｂに限らず、部分画素Ｒのみを蛍光塗料で構成するものとしても構わないし、部分画素Ｇのみを蛍光塗料で構成するものとしても構わない。
【００９１】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、本実施形態において、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００９２】
本実施形態におけるプラネタリウム１ａは、第１の実施形態においてスクリーン２上に配置されたフォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂが、各フォトトランジスタで光電変換が行われるために必要な赤外光の波長がＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂそれぞれで異なる値となるように構成されるとともに、第１の実施形態におけるプロジェクタ４の代わりに、異なる３種類の波長の赤外光が放射できるプロジェクタ４ａを備える。
【００９３】
例えば、各フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂが波長９００ｎｍの赤外光を受光した場合はフォトトランジスタＰｒのみで光電変換が行われ、各フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂが波長８５０ｎｍの赤外光を受光した場合はフォトトランジスタＰｇのみで光電変換が行われ、各フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂが波長８００ｎｍの赤外光を受光した場合はフォトトランジスタＰｂのみで光電変換が行われるものとする。
【００９４】
尚、各フォトトランジスタが光電変換を生じる赤外光の波長の値は上記に限られるものではなく、少なくともフォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂに対して同一波長の赤外光が入射された場合に、フォトトランジスタＰｒのみで光電変換が行われるような赤外光の波長λｒと、フォトトランジスタＰｇのみで光電変換が行われるような赤外光の波長λｇと、フォトトランジスタＰｂのみで光電変換が行われるような赤外光の波長λｂとが存在するように各フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂが構成されていれば良い。以下では、フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂそれぞれに対して波長λｒ、λｇ、λｂの赤外光を照射した場合に、波長λｒの赤外光を受光するとフォトトランジスタＰｒにおいて光電変換が行われ、波長λｇの赤外光を受光するとフォトトランジスタＰｇにおいて光電変換が行われ、波長λｂの赤外光を受光するとフォトトランジスタＰｂにおいて光電変換が行われるものとして説明を行う。
【００９５】
このとき、フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂが、フォトトランジスタ前面に所定の波長を遮断するバンドカットフィルタを備えることで、各フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂにおいて光電変換が行われるための赤外光の波長を異ならせるものとしても構わない。
【００９６】
即ち、フォトトランジスタＰｒに対して少なくとも波長λｇと波長λｂの赤外光を遮断するフィルタを設けることで、波長λｒの赤外光が入射された場合には光電変換が行われ、波長λｇ及び波長λｂの赤外光が入射された場合には光電変換が行われない構成にすることができる。同様に、フォトトランジスタＰｇに対しては少なくとも波長λｇと波長λｂの赤外光を遮断するフィルタを設け、フォトトランジスタＰｂに対しては少なくとも波長λｒと波長λｇの赤外光を遮断するフィルタを設けることで、フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂそれぞれに対して波長λｒ、λｇ、λｂの赤外光を照射した場合に、波長λｒの赤外光を受光するとフォトトランジスタＰｒにおいて光電変換が行われ、波長λｇの赤外光を受光するとフォトトランジスタＰｇにおいて光電変換が行われ、波長λｂの赤外光を受光するとフォトトランジスタＰｂにおいて光電変換が行われる構成にすることができる。
【００９７】
尚、このとき設けられるバンドカットフィルタとして、例えばフォトポリマーで構成される反射型ホログラムを利用することができる。
【００９８】
又、本実施形態におけるプロジェクタ４ａは、上述の各波長λｒ、λｇ、λｂの赤外光を放射できる構成であるものとする。
【００９９】
又、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、図３に示されるようにスクリーン２上にマトリクス状に配置された複数の画素αが、それぞれ３色の部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂを備えており、各々の部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂが発光ダイオードとフォトトランジスタで構成される。又、各画素αを構成する部分画素の発光ダイオードとフォトトランジスタに対して直流バイアスＤＣ１が印加される。
【０１００】
又、上述のように、各フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂは光電変換が行われる赤外光の波長がそれぞれ異なるように設定されている。例えば、画素α１１は部分画素Ｒ１１、Ｇ１１、Ｂ１１で構成されており、この内、部分画素Ｒ１１は、所定値以上の電流が与えられると電流値に応じた強度の赤色光を発光する発光ダイオードＬｒ１１と、波長λｒの赤外光を受光すると光電変換を行うフォトトランジスタＰｒ１１とを備える。このフォトトランジスタＰｒ１１は、コレクタ端子に直流バイアスＤＣ１が印加されるとともに、エミッタ端子に発光ダイオードＬｒ１１が接続される。
【０１０１】
同様に、部分画素Ｇ１１は、所定値以上の電流が与えられると電流値に応じた強度の緑色光を発光する発光ダイオードＬｇ１１と、波長λｇの赤外光を受光すると光電変換を行うフォトトランジスタＰｇ１１とを備え、部分画素Ｂ１１は、所定値以上の電流が与えられると電流値に応じた強度の青色光を発光する発光ダイオードＬｂ１１と、波長λｂの赤外光を受光すると光電変換を行うフォトトランジスタＰｂ１１とを備える構成である。
【０１０２】
このように、マトリクス状に配置された各画素αｍｎが、それぞれ部分画素Ｒｍｎ、Ｇｍｎ、Ｂｍｎで構成されており、部分画素Ｒｍｎは、所定値以上の電流が与えられると電流値に応じた強度の赤色光を発光する発光ダイオードＬｒｍｎと、波長λｒの赤外光を受光すると光電変換を行うフォトトランジスタＰｒｍｎとを備え、部分画素Ｇｍｎは、所定値以上の電流が与えられると電流値に応じた強度の緑色光を発光する発光ダイオードＬｇｍｎと、波長λｇの赤外光を受光すると光電変換を行うフォトトランジスタＰｇｍｎとを備え、部分画素Ｂｍｎは、所定値以上の電流が与えられると電流値に応じた強度の青色光を発光する発光ダイオードＬｂｍｎと、波長λｂの赤外光を受光すると光電変換を行うフォトトランジスタＰｂｍｎとを備える構成である。
【０１０３】
上述のように構成される複数の画素がマトリクス状にスクリーン２上に配置されるとき、例えば画素α１１の位置に波長λｒの赤外光が照射されると、フォトトランジスタＰｒ１１において光電変換が行われることで光量に応じた電子正孔対が発生し、これによってエミッタ端子に光量に応じた電流が流れ、発光ダイオードＬｒ１１が電流量に応じた強度で赤色に発光する。
【０１０４】
一方、同一画素α１１を形成するフォトトランジスタＰｇ１１及びＰｂ１１は、波長λｒの赤外光が照射されても光電変換が行われない構成であるため、これらのフォトトランジスタのエミッタ端子には電流が流れず、発光ダイオードＬｇ１１及びＬｂ１１は発光しない。
【０１０５】
同様の理由により、画素α１１の位置に波長λｇの赤外光が照射されると、波長λｇの赤外光に反応して光電変換が行われるフォトトランジスタＰｇ１１において、光量に応じた電子正孔対が発生し、これによって発光ダイオードＬｇ１１が電流量に応じた強度で緑色に発光する反面、発光ダイオードＬｒ１１及び発光ダイオードＬｂ１１は発光しない。又、画素α１１の位置に波長λｂの赤外光が照射されると、発光ダイオードＬｂ１１のみが発光し、発光ダイオードＬｒ１１及びＬｇ１１は発光しない。
【０１０６】
即ち、本実施形態の構成によれば、照射する赤外光の波長を変化させることで、同一画素αを構成する部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれを表示させるかについて制御を行うことができるため、第１の実施形態のように部分画素領域に赤外光を確実に照射させる必要がなく、少なくとも同一画素領域に照射させることで当該赤外光の波長に対応したフォトトランジスタを備える部分画素のみが発光する。このため、第１の実施形態と比較して照射制御は簡素化される。
【０１０７】
又、スクリーン２上の対象投影領域において、対象となる画素に対して照射した赤外光が誤って隣接画素領域に入射された場合においても、スクリーン２上に投影される映像が全体として１画素分ずれるのみであり、観察者は対象映像と同一の映像をスクリーン２上に観察することができる。
【０１０８】
以下において、このように構成されるプロジェクタ４ａを備えるプラネタリウム１ａの動作について図面を参照して説明を行う。図９は、本実施形態におけるプラネタリウム１ａが備えるプロジェクタ４ａと映像再生装置３の動作を説明するためのブロック図である。
【０１０９】
図９に示すように、本実施形態のプロジェクタ４ａは、第１の実施形態における光出力部２４の代わりに、波長切換部２５を有する光出力部２４ａを備える。この波長切換部２５は、光出力部２４ａから出力する赤外光の波長の切換を行う。例えば波長切換部２５が波長λｒを指示している間は、光出力部２４ａから波長λｒの赤外光が放射され、波長切換部２５が波長をλｇに変更する指示を行った後は、波長λｇの赤外光が光出力部２４ａから放射される。
【０１１０】
又、以下では、プロジェクタ４ａが、対応画素数だけの赤外光を光出力部２４ａから放射できる構成であるものとして説明を行う。即ち、マトリクス状に配置された複数の画素が、縦にｖ画素、横にｈ画素配置されている場合、プロジェクタ４ａは、縦にｖ行、横にｈ列配置された計ｖ＊ｈ個の放射孔を備えるものとする。
【０１１１】
映像再生装置３は、第１の実施形態で上述したように、操作者が操作部１１を操作することによって再生すべき映像データが選択されると、再生制御部１２が指定された映像データをメモリ１３より読み出して再生操作を行う。又、再生制御部１２は、この再生される映像データを表示部１４及び外部出力部１５に与える。表示部１４は、表示画面６等で構成されており、この表示画面６に表示される映像データを操作者が確認することができる。又、外部出力部１５に出力された映像データは、電気回線５を介してプロジェクタ４ａに与えられる。
【０１１２】
このとき、外部出力部１５が再生される映像データを所定の時間毎に区切ることで得られる静止画像を逐次プロジェクタ４ａに送るものとしても構わない。又、このとき送られる映像データが、マトリクス状に配置された複数の画素それぞれが出力する信号の色データと輝度データで構成されるものとしても構わない。即ち、この場合の外部出力部１５からプロジェクタ４ａに送られる映像データは、マトリクス状に配置された複数の画素の内の各画素の相対座標と、当該相対座標に位置する画素が出力する信号の色データ（Ｒ、Ｇ、Ｂの比率）及び輝度データ（明暗の度合い）とで構成される。尚、このとき、映像データとして各画素の情報が画素毎に所定の配列順でシリアルに送られる場合、送られる情報の配列によって各画素の相対位置がプロジェクタ４ａ側で把握できる構成にしても構わない。
【０１１３】
このようにしてプロジェクタ４ａに対して映像データが送られると、プロジェクタ４ａは信号入力部２１にて当該映像データを受信して信号解析部２２に送る。信号解析部２２は、送られた映像データより、マトリクス状に配置された複数の画素が出力する信号の色データ及び輝度データを抽出して発光制御部２３に与える。このとき、映像データが上述の相対座標と当該相対座標に位置する画素が出力する色データ及び輝度データによって構成されている場合は、各相対座標毎に、当該相対座標に位置する画素が出力する信号の色データ及び輝度データの組み合わせからなる情報を発光制御部２３に与えるものとしても構わない。
【０１１４】
発光制御部２３は、信号解析部２２より与えられた情報に基づいて各画素毎に放射すべき赤外光量を算出し、光出力部２４ａに与える。例えば、映像データが上述の相対座標と当該相対座標に位置する画素が出力する信号の色データ及び輝度データによって構成されている場合、相対座標毎に指定された色データと輝度データの組み合わせに対応した赤外光量を算出するものとしても構わない。
【０１１５】
例えば、映像再生装置３から与えられた映像データの内、最も左上に位置する画素の情報が、色データ「Ｒ，Ｇ，Ｂの比率がＡｒ：Ａｇ：Ａｂ」、輝度データ「輝度値ｓ」なる情報として与えられた場合、輝度値ｓの元でＲ、Ｇ、Ｂの比率がＡｒ：Ａｇ：Ａｂで構成される色の光が画素αｘｙから放射されるのに必要な光量が発光制御部２３において算出される。
【０１１６】
このようにして、全画素に対して放射すべき赤外光量が発光制御部２３によって算出されると、この算出結果が光出力部２４ａに与えられる。そして、光出力部２４ａにおいて、まず波長切換部２４が放射赤外光の波長をλｒに設定するとともに、与えられた算出結果から全画素を構成する各部分画素Ｒに対して放射すべき光量を抽出して、当該光量の赤外光を放射する。
【０１１７】
例えば、発光制御部２３の算出結果によって、画素α１１が備える部分画素Ｒ１１、Ｇ１１、Ｂ１１に対してはそれぞれｒ１１、ｇ１１、ｂ１１の光量の赤外光を放射し、画素α１２が備える部分画素Ｒ１２、Ｇ１２、Ｂ１２に対してはそれぞれｒ１２、ｇ１２、ｂ１２の光量の赤外光を放射する指示が光出力部２４ａに対して与えられた場合、まず波長切換部２５において放射赤外光の波長をλｒに設定し、画素α１１の領域に対してはｒ１１の光量の赤外光が照射され、画素α１２の領域に対してはｒ１２の光量の赤外光が照射されるように光出力部２４ａの光量を調整して赤外光を放射する。
【０１１８】
このとき、波長λｒの赤外光を受光して光電変換が行われるのは部分画素Ｒのみであるため、光出力部２４ａは上述のように部分画素領域に限定して赤外光を照射する精密な制御は不要であり、少なくとも画素領域に照射できる構成であれば良い。
【０１１９】
そして、波長λｒの赤外光の放射が完了すると、同様に波長λｇ及び波長λｂの赤外光の放射を順次行う。
【０１２０】
例えば、上記の例であれば、波長切換部２４によって放射赤外光の波長をλｇに設定し、画素α１１の領域に対してはｇ１１の光量の赤外光が照射され、画素α１２の領域に対してはｇ１２の光量の赤外光が照射されるように光出力部２４ａの光量を調整して赤外光を放射する。その後、波長切換部２４によって放射赤外光の波長をλｂに設定した後、画素α１１の領域に対してはｂ１１の光量の赤外光が照射され、画素α１２の領域に対してはｂ１２の光量の赤外光が照射されるように光出力部２４ａの光量を調整して赤外光を放射する。
【０１２１】
このような赤外光の放射制御を、全画素に対して同時に行うことで、まず波長λｒの赤外光が全画素に対して照射されることで全画素の発光ダイオードＬｒが各画素毎に設定された放射光の光量に応じた輝度で発光し、次に波長λｇの赤外光が全画素に対して照射されることで全画素の発光ダイオードＬｇが各画素毎に設定された放射光の光量に応じた輝度で発光し、次に波長λｂの赤外光が全画素に対して照射されることで全画素の発光ダイオードＬｂが各画素毎に設定された放射光の光量に応じた輝度で発光する。
【０１２２】
このとき、スクリーン２を観察する観察者には、各画素を構成する部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれが発色することで得られる合成色として知覚されるため、全体としてスクリーン２上の赤外光放射領域に対象映像が投影される。
【０１２３】
このように構成されるプラネタリウム１ａは、第１の実施形態と同様にスクリーン２上に配置された発光ダイオードが発光することで映像を表示する自発光型の映像表示システムであるため、ＤＭＤや液晶パネル等の光変調素子を用いる映像投影装置によって得られる映像と違って、高コントラストの映像が取得できる。特に、発光ダイオードは上述のようにスレッシュホールド電流値以下では発光しない性質を有しているため、このスレッシュホールド電流値を下回る電流が発光ダイオードに与えられる場合でも当該発光ダイオードは発光せず、これによって更に高いコントラストを確保することができる。
【０１２４】
又、プロジェクタ４ａから放射される光は赤外光であるため、観察者によってプロジェクタ４ａからの投影光束が確認されることがなく、従来の投射型の映像表示装置のように観察者によって投影光束が知覚されるという問題が解決される。
【０１２５】
又、第１の実施形態と同様、本実施形態のプラネタリウム１ａが備えるスクリーン２は、発光ダイオード及びフォトトランジスタからなる画素をマトリクス状に配置するとともに、各画素に対して直流バイアスを印加する構成であり、スクリーン２上の配置された発光ダイオードの発光制御をプロジェクタ４ａが行う構成であるため、従来の自発光型の映像表示装置のように、スクリーン２上に画素を制御する制御回路や信号ラインを設ける必要がなく、プラネタリウム等のドーム状スクリーンに対しても容易に設置することができる。
【０１２６】
更に、本実施形態においては、第１の実施形態のように部分画素領域に対して正確に各赤外光を照射させる必要がなく、少なくとも同一画素領域に対して各波長の赤外光を照射させることで所望の映像がスクリーン２上に投影されるため、第１の実施形態と比較して赤外光の放射制御が容易になる。
【０１２７】
又、本実施形態において、波長切換部２５が、予め設定された時間が経過した時点で放射赤外光の波長の切換を行うものとしても構わない。
【０１２８】
又、上述において、光出力部２４ａが予め３種類の波長λｒ、λｇ、λｂの赤外光が合成された赤外光から所定の波長のみを抽出して当該波長の赤外光のみを放射する構成としても構わない。このとき、各波長の赤外光を常に内部で出力しておくとともに、波長λｒ、λｇ、λｂそれぞれの赤外光を遮断するフィルタを設け、波長切換部２５によって選択された波長の赤外光のみが光出力部２４ａから放射されるようにフィルタを切り換える構成としても構わない。
【０１２９】
又、上述では、プロジェクタ４ａが対応画素数だけの赤外光を光出力部２４ａから放射できる構成であるものとしたが、第１の実施形態で説明したように、対応画素数と部分画素数（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の積の数だけの赤外光を光出力部２４ａから放射できる構成としても構わない。この場合、更に光出力部２４ａが波長λｒ、波長λｇ、波長λｂの３種類の赤外光を同時に出力できる構成である場合には、上記波長切換部２５によって波長切換を行う必要が無く、各画素を構成する全部分画素に対して同時に３種類の赤外光を放射することでスクリーン２上の対象領域に映像を投影することができる。
【０１３０】
この場合においても、各部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する赤外光の波長が異なるため、部分画素領域に各波長の赤外光を確実に照射させる必要がなく、少なくとも同一画素領域に照射させることで所望の映像が所定領域のスクリーン２上に投影される。又、対象となる画素に対して照射した赤外光が誤って隣接画素領域に入射された場合においても、スクリーン２上に投影される映像が全体として１画素分ずれるのみであり、観察者は対象映像と同一の映像をスクリーン２上に観察することができる。
【０１３１】
又、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、図６のように太陽電池を設け、この太陽電池がプロジェクタ４ａから放射される赤外光を受光することで発生する起電力を利用する構成にすることで、直流バイアス電圧ＤＣ１を印加しない構成とすることができる。
【０１３２】
図６に示される構成の場合、光出力部２４ａが発光制御部２３から与えられた各画素位置に対応した放射すべき赤外光量に基づいて赤外光を放射すると、各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂは当該赤外光量に応じた起電力を発生する。このとき、各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂで発生した起電力に応じた電流が各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂに与えられ、この電流値に応じた輝度で各発光ダイオードが発光する。
【０１３３】
このとき、太陽電池Ｂｒが波長λｒの赤外光を受光した場合に当該赤外光光量に応じた起電力を発生し、太陽電池Ｂｇが波長λｇの赤外光を受光した場合に当該赤外光光量に応じた起電力を発生し、太陽電池Ｂｂが波長λｂの赤外光を受光した場合に当該赤外光光量に応じた起電力を発生する構成としても構わない。この場合、各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂの前面には対応波長以外の赤外光を遮断するためのバンドカットフィルタが設けられるものとしても良い。
【０１３４】
即ち、このように構成されるとき、直流バイアスＤＣ１を各画素に印加する必要がなく、回路構成が更に簡素化される。
【０１３５】
又、この場合、更に図７に示すように、太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂに加えてフォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂを備える構成とすることもできる。このとき、光出力部２４が更に波長λｒ、λｇ、λｂとは異なる波長λｓの赤外光を放射できる構成であるととともに、太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂが波長λｓの赤外光を受光すると光量に応じた起電力を発生し、この状態の下でフォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂがそれぞれ波長λｒ、λｇ、λｂの赤外光を受光すると光量に応じた電流が各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂに与えられるものとしても良い。
【０１３６】
尚、このとき、太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂには各波長λｒ、λｇ、λｂの赤外光を遮断するバンドカットフィルタが前面に備えられるものとし、フォトトランジスタＰｒ、Ｐｇ、Ｐｂには波長λｓの赤外光を遮断するバンドカットフィルタが前面に備えられるものしても構わない。
【０１３７】
又、上記の場合においては、プラネタリウム１ａが、発光制御部２３の算出結果に基づいて各画素に対して指定された光量の波長λｒ、λｇ、λｂの赤外光を放射するプロジェクタ４ａと、波長λｓの赤外光を全画素に対して一定光量放射するプロジェクタ４’を備える構成としても構わない。又、上述と同様、各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂを発光させるために必要なバイアス電圧が各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂ間で異なる場合には、各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂに対してそれぞれ異なる光量の赤外光がプロジェクタ４’から放射されるものとしても良い。
【０１３８】
更に、本実施形態においても、図８に示されるように、フォトトランジスタＰｂ及び発光ダイオードＬｂの代わりに、スクリーン２上に蛍光塗料Ｆｂを塗布することで画素の青色成分を形成するものとしても構わない。
【０１３９】
このとき、プロジェクタ４ａが波長λｒ、λｇの赤外光と波長λｆｂの紫外光を放射できる構成である場合には、まず波長λｒの赤外光が全画素に対して照射されることで全画素の発光ダイオードＬｒが各画素毎に設定された放射光の光量に応じた輝度で発光し、次に波長λｇの赤外光が全画素に対して照射されることで全画素の発光ダイオードＬｇが各画素毎に設定された放射光の光量に応じた輝度で発光し、次に波長λｆｂの紫外光が全画素に対して照射されることで全画素の蛍光塗料Ｆｂが各画素毎に設定された放射光の光量に応じた輝度で発光する。
【０１４０】
このように構成されるとき、画素の青色成分についてはスクリーン２上に蛍光塗料を塗布するのみで形成されるため、スクリーン２上に配置される回路構成が簡素化される。
【０１４１】
又、上述では画素の内、青色成分のみを蛍光塗料Ｆｂをスクリーン２上に塗布することで構成するものとしたが、緑色成分についても蛍光塗料Ｆｇをスクリーン２上に塗布することで構成するものとしても構わない（図１０参照）。
【０１４２】
このとき、蛍光塗料Ｆｂが、波長λｆｂの紫外光が照射されると照射光量に応じた輝度で青色に発光し、蛍光塗料Ｆｇが、波長λｆｇの紫外光が照射されると照射光量に応じた輝度で緑色に発光する構成としても構わない。この場合、蛍光塗料Ｆｂの前面には波長λｆｇの紫外光を遮断するバンドカットフィルタが設けられ、蛍光塗料Ｆｇの前面には波長λｆｂの紫外光を遮断するバンドカットフィルタが設けられる構成とすることができる。
【０１４３】
このように構成されるとき、プロジェクタ４ａが波長λｒの赤外光と波長λｆｂ、λｆｇの紫外光を放射できる構成である場合には、まず波長λｒの赤外光が全画素に対して照射されることで全画素の発光ダイオードＬｒが各画素毎に設定された放射光の光量に応じた輝度で発光し、次に波長λｆｇの紫外光が全画素に対して照射されることで全画素の蛍光塗料Ｆｇが各画素毎に設定された放射光の光量に応じた輝度で発光し、次に波長λｆｂの紫外光が全画素に対して照射されることで全画素の蛍光塗料Ｆｂが各画素毎に設定された放射光の光量に応じた輝度で発光する。
【０１４４】
この場合、フォトトランジスタＰｒはλｒ以外の波長の赤外光が照射された場合においても、光電変換が行われるものとし、プロジェクタ４ａから放射される赤外光を波長λｒに限定しないものとしても良い。
【０１４５】
更に、フォトトランジスタＰｒが波長λｆｒの紫外光が入射されると光電変換が行われる構成である場合には、プロジェクタ４ａが３種類の波長λｆｒ、λｆｂ、λｆｇの紫外光を照射できるものとしても良い。この場合、プロジェクタ４ａは赤外光が放射できない構成としても構わない。
【０１４６】
尚、この場合、フォトトランジスタＰｒには波長λｆｂ及びλｆｇの紫外光を遮断するバンドカットフィルタが前面に設けられており、蛍光塗料Ｆｂの前面には波長λｆｒ、λｆｇの紫外光を遮断するバンドカットフィルタが設けられ、蛍光塗料Ｆｇの前面には波長λｆｒ、λｆｂの紫外光を遮断するバンドカットフィルタが設けられる構成とすることができる。
【０１４７】
更に上述のように、スクリーン２上に蛍光塗料を塗布する構成においても、発光ダイオードに対して与えられる直流バイアスが太陽電池より供給されるものとしても構わない（図１１参照）。例えば、図１１に示すように、スクリーン２が、発光ダイオードＬｒ及び太陽電池Ｂｒで構成された部分画素Ｒと、発光ダイオードＬｇ及び太陽電池Ｂｇで構成された部分画素Ｇと、蛍光塗料Ｆｂで構成された部分画素Ｂとによって構成されるものとすることができる。
【０１４８】
この場合、太陽電池Ｂｒは波長λｆｂの紫外光が入射されると入射光量に応じた起電力を発生するとともに、波長λｆｇ、λｆｂの紫外光を遮断するバンドカットフィルタが前面に備えられているものとして構わない。又、太陽電池Ｂｇは、波長λｆｇの紫外光が入射されると入射光量に応じた起電力を発生するとともに、波長λｆｒ、λｆｂの紫外光を遮断するバンドカットフィルタが前面に備えられているものとして構わない。
【０１４９】
このように構成されるとき、部分画素Ｒ及び部分画素Ｇについては太陽電池より供給される直流バイアスをが利用されるため、直流バイアスを供給するための電源ラインが不要となり、又、部分画素Ｂについては蛍光塗料の発色効果を利用する構成であるためそもそも直流バイアスが不要であるため、スクリーン２上に配置される回路構成が簡素化される。
【０１５０】
尚、同様に、スクリーン２が、発光ダイオードＬｒ及び太陽電池Ｂｒで構成された部分画素Ｒと、蛍光塗料Ｆｇで構成された部分画素Ｇと、蛍光塗料Ｆｂで構成された部分画素Ｂとによって構成されるものとしても構わない。この場合においても、直流バイアスを供給するための電源ラインが不要であり、スクリーン２上に配置される回路構成は簡素化される。
【０１５１】
尚、上述では、部分画素Ｂのみ、又は部分画素Ｂ及びＧをスクリーン２上に塗布された蛍光塗料で構成するものとしたが、部分画素Ｇのみ、あるいは部分画素Ｒのみを蛍光塗料で構成するものとしても構わないし、部分画素Ｇ及びＲ、あるいは部分画素Ｒ及びＢを蛍光塗料で構成するものとしても構わない。更には部分画素Ｒ、Ｇ、Ｂ全てをスクリーン２上に蛍光塗料を塗布することで構成するものとしても良い。
【０１５２】
＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、本実施形態において、第１及び第２の実施形態と同一の部分については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１５３】
本実施形態におけるプラネタリウム１ｂは、スクリーン２上に配置された各画素が、画素毎にフォトトランジスタＰｔのみを備え、このフォトトランジスタＰｔのエミッタ端子に各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂが接続される構成である。又、各画素には、直流バイアスＤＣ１がスイッチング素子を介して印加される。このように構成される画素の回路図を図１２に示す。
【０１５４】
図１２は、本実施形態における発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂ及びフォトトランジスタＰｔによって形成される画素αの回路図を示している。尚、図１２に示す回路図は、スクリーン２上にマトリクス状に配置された複数の画素で構成される領域の一部について示したものである。
【０１５５】
図１２に示すように、各画素αは、波長λｐの赤外光を受光すると光電変換が行われるフォトトランジスタＰｔと３色の発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂを備える。そして、このフォトトランジスタＰｔのエミッタ端子に、各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂが並列に接続される。
【０１５６】
又、各画素には直流バイアスＤＣ１がスイッチング素子を介して印加されている。この内、フォトトランジスタＰｔと発光ダイオードＬｒの両端にはスイッチング素子Ｓｗｒを介して直流バイアスＤＣ１が印加され、フォトトランジスタＰｔと発光ダイオードＬｇの両端にはスイッチング素子Ｓｗｇを介して直流バイアスＤＣ１が印加され、フォトトランジスタＰｔと発光ダイオードＬｂの両端にはスイッチング素子Ｓｗｂを介して直流バイアスＤＣ１が印加される構成である。
【０１５７】
又、上記各スイッチング素子Ｓｗｒ、Ｓｗｇ、Ｓｗｂの電気的な接離を行うためのスイッチング制御部３１が設けられる。このスイッチング制御部３１は、後述するようにプロジェクタから与えられる制御信号に基づいて各スイッチング素子Ｓｗｒ、Ｓｗｇ、Ｓｗｂの制御を行う構成である。
【０１５８】
尚、上述の各実施形態と同様、本実施形態においても、各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂを発光させるために必要なバイアス電圧が各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂ間で異なる場合には、例えば図１３に示すように各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂに印加する直流バイアス電圧を変えるものとしても構わない。この場合は、フォトトランジスタＰｔと発光ダイオードＬｒの両端にはスイッチング素子Ｓｗｒを介して直流バイアスＤＣ１が印加され、フォトトランジスタＰｔと発光ダイオードＬｇの両端にはスイッチング素子Ｓｗｇを介して直流バイアスＤＣ２が印加され、フォトトランジスタＰｔと発光ダイオードＬｂの両端にはスイッチング素子Ｓｗｂを介して直流バイアスＤＣ３が印加される構成である。尚、以下では、各発光ダイオードに印加すべき直流バイアスが同一（ＤＣ１）であるものとして説明を行う。
【０１５９】
又、本実施形態におけるプラネタリウム１ｂは、映像再生装置３とプロジェクタ４ｂを備える構成である。このプロジェクタ４ｂは、第１の実施形態におけるプロジェクタ４と比較して、波長λｐの赤外光を対応画素数分出力できる構成である。以下、本実施形態における映像再生装置及びプロジェクタ４ｂの動作について図面を参照して説明を行う。図１４は、映像再生装置３及びプロジェクタ４ｂの動作を説明するためのブロック図である。
【０１６０】
映像再生装置３は、第１の実施形態で上述したように、操作者が操作部１１を操作することによって再生すべき映像データが選択されると、再生制御部１２が指定された映像データをメモリ１３より読み出して再生操作を行う。又、再生制御部１２は、この再生される映像データを表示部１４及び外部出力部１５に与える。表示部１４は、表示画面６等で構成されており、この表示画面６に表示される映像データを操作者が確認することができる。又、外部出力部１５に出力された映像データは、電気回線５を介してプロジェクタ４ｂに与えられる。
【０１６１】
このとき、外部出力部１５が再生される映像データを所定の時間毎に区切ることで得られる静止画像を逐次プロジェクタ４ｂに送るものとしても構わない。又、このとき送られる映像データが、マトリクス状に配置された複数の画素それぞれが出力する信号の色データと輝度データで構成されるものとしても構わない。即ち、この場合の外部出力部１５からプロジェクタ４ｂに送られる映像データは、マトリクス状に配置された複数の画素の内の各画素の相対座標と、当該相対座標に位置する画素が出力する信号の色データ（Ｒ、Ｇ、Ｂの比率）及び輝度データ（明暗の度合い）とで構成される。尚、このとき、映像データとして各画素の情報が画素毎に所定の配列順でシリアルに送られる場合、送られる情報の配列によって各画素の相対位置がプロジェクタ４ｂ側で把握できる構成にしても構わない。
【０１６２】
このようにしてプロジェクタ４ｂに対して映像データが送られると、プロジェクタ４ｂは信号入力部２１にて当該映像データを受信して信号解析部２２に送る。信号解析部２２は、送られた映像データより、マトリクス状に配置された複数の画素が出力する信号の色データ及び輝度データを抽出して発光制御部２３に与える。このとき、映像データが上述の相対座標と当該相対座標に位置する画素が出力する色データ及び輝度データによって構成されている場合は、各相対座標毎に、当該相対座標に位置する画素が出力する信号の色データ及び輝度データの組み合わせからなる情報を発光制御部２３に与えるものとしても構わない。
【０１６３】
発光制御部２３は、信号解析部２２より与えられた情報に基づいて各画素毎に放射すべき赤外光量を算出し、光出力部２４ｂに与える。例えば、映像データが上述の相対座標と当該相対座標に位置する画素が出力する信号の色データ及び輝度データによって構成されている場合、相対座標毎に指定された色データと輝度データの組み合わせに対応した赤外光量を算出するものとしても構わない。
【０１６４】
例えば、映像再生装置３から与えられた映像データの内、最も左上に位置する画素の情報が、色データ「Ｒ，Ｇ，Ｂの比率がＡｒ：Ａｇ：Ａｂ」、輝度データ「輝度値ｓ」なる情報として与えられた場合、輝度値ｓの元でＲ、Ｇ、Ｂの比率がＡｒ：Ａｇ：Ａｂで構成される色の光が画素αｘｙから放射されるのに必要な光量が発光制御部２３において算出される。
【０１６５】
このようにして、全画素に対して放射すべき赤外光量が発光制御部２３によって算出されると、この算出結果が光出力部２４ｂに与えられる。そして、光出力部２４ｂが、まず各画素の発光ダイオードＬｒを発光させるべく、発光制御部２３より与えられた光量に従って波長λｐの赤外光を放射する。尚、このとき、スイッチング制御部３１によってスイッチング素子Ｓｗｒがオン状態に制御され、他のスイッチング素子Ｓｗｂ、Ｓｗｇはオフ状態に制御されているとする。
【０１６６】
このとき、各画素が備えるフォトトランジスタＰｔは、波長λｐの赤外光が入射されると、当該赤外光の光量に応じた電流を出力する。そして、スイッチング素子Ｓｗｒがオン状態であるため、直流バイアスＤＣ１が印加されている発光ダイオードＬｒに対してのみ当該電流が与えられ、発光ダイオードＬｒがこの電流値に応じた強度で発光する。一方、スイッチング素子Ｓｗｇ及びＳｗｂはオフ状態であるため、発光ダイオードＬｇ及びＬｂに対しては当該電流が与えられないので、発光ダイオードＬｇ及びＬｂは発光しない。
【０１６７】
このように発光ダイオードＬｒを発光させた後、スイッチング制御部３１によってスイッチング素子Ｓｗｇをオン状態に、スイッチング素子Ｓｗｒ及びＳｗｂをオフ状態に制御しておき、光出力部２４ｂが各画素の発光ダイオードＬｇを発光させるべく、発光制御部２３より与えられた光量に従って波長λｐの赤外光を放射する。このとき、同様の理由により、発光ダイオードＬｇが直流バイアスＤＣ１が印加されているため照射された赤外光の光量に応じた輝度で発光するのに対し、発光ダイオードＬｂ及びＬｒに対しては、直流バイアスが印加されていないため電流が与えられず発光しない。
【０１６８】
同様に、発光ダイオードＬｇを発光させた後、スイッチング制御部３１によってスイッチング素子Ｓｗｂをオン状態に、スイッチング素子Ｓｗｒ及びＳｗｇをオフ状態に制御しておき、光出力部２４ｂが各画素の発光ダイオードＬｂを発光させるべく、発光制御部２３より与えられた光量に従って波長λｐの赤外光を放射する。このとき、同様の理由により、発光ダイオードＬｂが直流バイアスＤＣ１が印加されているため照射された赤外光の光量に応じた輝度で発光するのに対し、発光ダイオードＬｒ及びＬｇに対しては、直流バイアスが印加されていないため電流が与えられず発光しない。
【０１６９】
即ち、本実施形態の構成によれば、各スイッチング素子Ｓｗｒ、Ｓｗｇ、Ｓｗｂの電気的接離によって各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂに対して直流バイアスＤＣ１の印加を制御することで、同一画素αを構成する各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂのいずれを発光させるかについて制御を行うことができるため、第１の実施形態のように部分画素領域に赤外光を確実に照射させる必要がなく、少なくとも同一画素領域に照射させることで当該赤外光の波長に対応したフォトトランジスタを備える部分画素のみが発光する。このため、第１の実施形態と比較して照射制御は簡素化される。
【０１７０】
又、このように構成されるプラネタリウム１ｂは、第１の実施形態と同様にスクリーン２上に配置された発光ダイオードが発光することで映像を表示する自発光型の映像表示システムであるため、ＤＭＤや液晶パネル等の光変調素子を用いる映像投影装置によって得られる映像と違って、高コントラストの映像が取得できる。特に、発光ダイオードは上述のようにスレッシュホールド電流値以下では発光しない性質を有しているため、このスレッシュホールド電流値を下回る電流が発光ダイオードに与えられる場合でも当該発光ダイオードは発光せず、これによって更に高いコントラストを確保することができる。
【０１７１】
又、プロジェクタ４ｂから放射される光は赤外光であるため、観察者によってプロジェクタ４ｂからの投影光束が確認されることがなく、従来の投射型の映像表示装置のように観察者によって投影光束が知覚されるという問題が解決される。
【０１７２】
又、スクリーン２上の対象投影領域において、対象となる画素に対して照射した赤外光が誤って隣接画素領域に入射された場合においても、第２の実施形態と同様、スクリーン２上に投影される映像が全体として１画素分ずれるのみであり、観察者は対象映像と同一の映像をスクリーン２上に観察することができる。
【０１７３】
又、本実施形態の構成によれば、第２の実施形態のようにプロジェクタから異なる波長の赤外光を出力する必要がないため、プロジェクタの構成を簡素化できる。更に、スクリーン２上に配置すべきフォトトランジスタの数を減少させることができる。
【０１７４】
又、本実施形態の構成によれば、第２の実施形態のようにプロジェクタから異なる波長の赤外光を出力する必要がないため、各フォトトランジスタは、所定の波長の赤外光を遮断するバンドカットフィルタを前面に設ける必要がなく、フォトトランジスタの構成が簡素化される。
【０１７５】
又、上述のスイッチング制御は、直流バイアスＤＣ１を印加するかどうかの制御を行うのみであるため、従来の自発光型の映像表示装置のようにスクリーン２上にマトリクス上に配置された各画素が、画素毎にスイッチング素子を備える必要がなく、又、この各画素ごとに備えられるスイッチング素子を制御するための信号を送る信号ラインがをマトリクス状に配線する必要がない。このため、プラネタリウム等のドーム状スクリーンに対しても容易に設置することができる。
【０１７６】
尚、光出力部２４ｂが、所定時間毎に色の切換を行うように設定されているものとしても構わない。即ち、例えば、発光制御部２３の算出結果によって、画素α１１に対しては、発光ダイオードＬｒ１１を輝度ｌｒ１１で発光させるためにｒ１１の光量の赤外光を放射し、発光ダイオードＬｇ１１を輝度ｌｇ１１で発光させるためにｇ１１の光量の赤外光を放射し、発光ダイオードＬｂ１１を輝度ｌｂ１１で発光させるためにｂ１１の光量の赤外光を放射するように指定された場合、まず画素α１１に対して光量ｒ１１の赤外光を放射した後、所定時間経過後、同一画素α１１に対して光量ｇ１１の赤外光を放射し、更に所定時間経過後、同一画素α１１に対して光量ｂ１１の赤外光を放射する構成としても構わない。
【０１７７】
更に、このとき、同一のタイミングでスイッチング素子Ｓｗｒ、Ｓｗｇ、Ｓｗｂが順次オンオフ制御されるものとしても良い。即ち、光出力部２４ｂから光量ｒ１１の赤外光が画素α１１に対して放射される時点ではスイッチング素子Ｓｗｒがオン状態、スイッチング素子Ｓｗｇ、Ｓｗｂがオフ状態であり、所定時間経過後、スイッチング制御部３１がスイッチング素子Ｓｗｇをオン状態に、スイッチング素子Ｓｗｒ、Ｓｗｂをオフ状態に制御し、更に所定時間経過後、スイッチング制御部３１がスイッチング素子Ｓｗｂをオン状態に、スイッチング素子Ｓｗｒ、Ｓｗｇをオフ状態に制御するものとしても構わない。
【０１７８】
又、スイッチング制御部３１が各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂに対して直流バイアスを印加するかどうかの制御を行うタイミングを、光出力部２４ｂからの信号に基づいて判断するものとしても構わない。例えば、スイッチング制御部３１が内部に制御用フォトトランジスタを備えており、発光色の切り換えを行う直前に、光出力部２４ｂがこの制御用フォトトランジスタに対して赤外光を照射し、制御用フォトトランジスタは、当該赤外光が受光した後、スイッチング制御部３１に各スイッチング素子Ｓｗｒ、Ｓｗｇ、Ｓｗｂに対するオンオフ切換制御を行う構成としても良い。このように構成することで、光出力部２４ｂからの信号を受けてスイッチング素子の切換が行われるため、スイッチング制御部３１と光出力部２４ｂとの間で時間的な同期を取る必要がなく、制御内容が簡素化される。
【０１７９】
この場合、予めスイッチング素子Ｓｗｒ、Ｓｗｇ、Ｓｗｂの間でオン状態にするスイッチング素子の順序が定められているものとすることができる。即ち、光出力部２４ｂが、同一画素に対して発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂをこの順序で発光させるように発光制御部２３によって指定された光量の赤外光を放射する構成である場合には、スイッチング制御部３１は、光出力部２４ｂから切換指示を示す赤外光を受光すると、スイッチング素子Ｓｗｒ、Ｓｗｇ、Ｓｗｂをこの順序でオン制御するものとしても構わない。
【０１８０】
又、本実施形態においても、第１、第２実施形態と同様、図１５に示すように太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂを備える構成とし、この太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂで発生する起電力が各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂに対して直流バイアスとして与えられる構成とすることができる。
【０１８１】
図１５に示す太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂは波長λｐの赤外光を受光すると受光光量に応じた起電力が発生する構成である。このように構成されるとき、まず太陽電池Ｂｒに波長λｐの赤外光を照射した状態の下で、各画素を構成するフォトトランジスタＰｔに対して発光制御部２３からの算出結果に基づいた光量を放射する。このとき、太陽電池Ｂｒは照射される赤外光量に応じた起電力が発生し、一方他の太陽電池Ｂｇ、Ｂｂには赤外光が照射されておらず、起電力が発生していない状態である。
【０１８２】
即ち、各画素の発光ダイオードＬｒについては太陽電池Ｂｒからの起電力が直流バイアスとして印加されているため、フォトトランジスタＰｔにおいて光電変換が行われて生成された電子正孔対は、電流として発光ダイオードＬｒに対してのみ与えられ、発光ダイオードＬｇ、Ｌｂに対しては与えられない。この場合、各画素において、発光ダイオードＬｒのみが各画素のフォトトランジスタＰｔに放射された赤外光光量に応じた輝度で発光する。
【０１８３】
次に、赤外光を太陽電池Ｂｇに対して照射した状態の下で、各画素を構成するフォトトランジスタＰｔに対して発光制御部２３からの算出結果に基づいた光量を放射する。このとき、太陽電池Ｂｇは照射される赤外光量に応じた起電力が発生し、一方他の太陽電池Ｂｒ、Ｂｂには赤外光が照射されておらず、起電力が発生していない状態であるため、フォトトランジスタＰｔにおいて光電変換が行われた生成された電子正孔対は、電流として発光ダイオードＬｇに対してのみ与えられ、発光ダイオードＬｒ、Ｌｂに対しては与えられない。この場合、各画素において、発光ダイオードＬｇのみが各画素のフォトトランジスタＰｔに放射された赤外光光量に応じた輝度で発光する。
【０１８４】
同様に、太陽電池Ｂｂに対して赤外光を照射させた状態の下で、各画素を構成するフォトトランジスタＰｔに対して発光制御部２３からの算出結果に基づいた光量を放射することで、発光ダイオードＬｂのみが各画素のフォトトランジスタＰｔに放射された赤外光量に応じた輝度で発光する。
【０１８５】
このように構成されるとき、上述の構成のようにスイッチング制御が不要になり、制御内容が簡素化される。
【０１８６】
尚、上記の場合においては、プラネタリウム１ｂが、発光制御部２３の算出結果に基づいて各画素に対して指定された光量の波長λｐの赤外光を放射するプロジェクタ４と、波長λｐの赤外光を各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂに対して一定光量放射するプロジェクタ４ｂ’を備える構成としても構わない。又、上述と同様、各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂを発光させるために必要なバイアス電圧が各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ、Ｌｂ間で異なる場合には、各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂに対してそれぞれ異なる光量の赤外光がプロジェクタ４’から放射されるものとしても良い。
【０１８７】
更に、プロジェクタ４ｂ’が異なる３種類の波長の赤外光λｂ１、λｂ２、λｂ３を放射できる構成であるとし、各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂにおいて光電変換が行われるための照射すべき赤外光の波長が異なる構成としても構わない。即ち、太陽電池Ｂｒが波長λｂ１の赤外光を受光した場合に当該赤外光光量に応じた起電力を発生し、太陽電池Ｂｇが波長λｂ２の赤外光を受光した場合に当該赤外光光量に応じた起電力を発生し、太陽電池Ｂｂが波長λｂ３の赤外光を受光した場合に当該赤外光量に応じた起電力を発生する構成としても構わない。この場合、各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂの前面には対応波長以外の赤外光を遮断するためのバンドカットフィルタが設けられるものとしても良い。
【０１８８】
このように構成することにより、プロジェクタ４ｂ’から太陽電池Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂが配置されたエリアに放射すべき赤外光の波長を変更することで、各画素の発光色を変更できるため、反射光が他の太陽電池に入射されることで発光対象の発光ダイオード以外の色の発光ダイオードに対して直流バイアスが印加されることがなく、正確な制御を行うことができる。
【０１８９】
尚、本実施形態においても、第１、第２の実施形態と同様、部分画素Ｂのみをスクリーン２上に蛍光塗料Ｆｂを塗布することで構成するものとしても構わない（図１６参照）。このとき、プロジェクタ４ｂは赤外光と紫外光を放射できる構成であるものとする。
【０１９０】
図１６に示される画素αは、フォトトランジスタＰｔと、フォトトランジスタＰｔに接続された発光ダイオードＬｒ、Ｌｇと、スクリーン２上に塗布された蛍光塗料Ｆｂとで構成される。蛍光塗料Ｆｂは紫外光が照射されると青色に発光する性質を有する。又、発光ダイオードＬｒはスイッチング素子Ｓｗｒを介して直流バイアスＤＣ１が印加される構成であり、発光ダイオードＬｇはスイッチング素子Ｓｗｇを介して直流バイアスＤＣ１が印加される構成である。
【０１９１】
このように構成されるとき、まずスイッチング制御部３１によってスイッチング素子Ｓｗｒをオン状態にしておき、光出力部２４ｂが、各画素の発光ダイオードＬｒを発光させるべく、発光制御部２３より与えられた光量に従って波長λｐの赤外光を放射する。
【０１９２】
このとき、各画素が備えるフォトトランジスタＰｔは、波長λｐの赤外光が入射されると、当該赤外光の光量に応じた電流を出力する。そして、スイッチング素子Ｓｗｒがオン状態であるため、直流バイアスＤＣ１が印加されている発光ダイオードＬｒに対してのみ当該電流が与えられ、発光ダイオードＬｒがこの電流値に応じた強度で発光する。一方、スイッチング素子Ｓｗｇはオフ状態であるため、発光ダイオードＬｇに対しては当該電流が与えられないので、発光ダイオードＬｇは発光しない。更に、蛍光塗料Ｆｂは、この時点では紫外線を受光しておらずやはり発光しない。
【０１９３】
このように発光ダイオードＬｒを発光させた後、スイッチング制御部３１によってスイッチング素子Ｓｗｇをオン状態に、スイッチング素子Ｓｗｒをオフ状態に制御しておき、光出力部２４ｂが各画素の発光ダイオードＬｇを発光させるべく、発光制御部２３より与えられた光量に従って波長λｐの赤外光を放射する。このとき、同様の理由により、発光ダイオードＬｇが直流バイアスＤＣ１が印加されているため照射された赤外光の光量に応じた輝度で発光するのに対し、発光ダイオードＬｂは、直流バイアスが印加されていないため電流が与えられず発光しない。又、蛍光塗料Ｆｂは、紫外線を受光していないためやはり発光しない。
【０１９４】
このように発光ダイオードＬｇを発光させた後、スイッチング制御部３１によってスイッチング素子Ｓｗｒ及びＳｗｇをオフ状態に制御しておき、光出力部２４ｂが各画素の蛍光塗料Ｆｂを発光させるべく、発光制御部２３より与えられた光量に従って紫外光を放射する。このとき、発光ダイオードＬｂ及びＬｇは直流バイアスが印加されていないため電流が与えられず発光しない。又、蛍光塗料Ｆｂは、当該照射された紫外線の光量に応じた輝度で発光する。
【０１９５】
このとき、フォトトランジスタＰｔが紫外光を受光しても光電変換されない構成とすることもできる。この場合、フォトトランジスタＰｔが、当該フォトトランジスタＰｔに入射された入射光の内、紫外領域の波長の光を遮断するフィルタが前面に設けられるものとしても構わない。
【０１９６】
尚、この場合においても、直流バイアスＤＣ１の代わりに太陽電池Ｂｒ及びＢｇを備えるとともに、発光ダイオードＬｒ及びＬｇに印加される直流バイアスが、それぞれ太陽電池Ｂｒ及びＢｇで発生する起電力より供給されるものとしても構わない（図１７参照）。
【０１９７】
更に、フォトトランジスタＰｒが紫外光が入射されると光電変換が行われる構成としても構わない。この場合、フォトトランジスタＰｒが波長λｆｐの紫外光が入射されると光電変換が行われ、蛍光塗料Ｆｂが波長λｆｂの紫外光が入射されると光量に応じた輝度で発光する構成としても構わない。この場合、フォトトランジスタＰｒが波長λｆｂの紫外光を遮断するバンドカットフィルタが前面に設けられており、蛍光塗料Ｆｂが波長λｆｐの紫外光を遮断するバンドカットフィルタが前面に設けられるものとしても良い。
【０１９８】
このとき、プロジェクタ４ｂが波長λｆｐ及びλｆｂの紫外光を放射できる構成としても構わない。更にこのとき、太陽電池Ｂｒ及びＢｇが紫外光を受光すると光電変換が行われて光量に応じた起電力が発生する構成である場合には、発光ダイオードＬｒ及びＬｇに印加する直流バイアスが太陽電池Ｂｒ及びＢｇより供給される構成とすることもできる。尚、太陽電池Ｂｒ及びＢｇは、どちらも波長λｆｂの紫外光を受光すると光電変換が行われる構成としても構わないし、太陽電池Ｂｒが波長λｆｒの紫外光を受光すると光電変換が行われ、太陽電池Ｂｇが波長λｆｇの紫外光を受光すると光電変換が行われるものとしても良い。後者の場合、プロジェクタ４ｂが、波長λｆｐ、λｆｂに加えて、波長λｆｒ及び波長λｆｇの紫外光を放射できる構成であるとしても構わないし、波長λｂｒ及び波長λｂｇの紫外光を太陽電池Ｂｒ及びＢｇに照射するためのプロジェクタ４ｂ’を別途備えるものとしても構わない。
【０１９９】
即ち、この場合、プラネタリウム１ｂが、発光制御部２３の算出結果に基づいて各画素に対して指定された光量の波長λｆｐ及び波長λｆｂの紫外光を放射するプロジェクタ４ｂと、波長λｆｒの紫外光を太陽電池Ｂｒに対して一定光量放射し、波長λｆｇの紫外光を太陽電池Ｂｇに対して一定光量放射するプロジェクタ４ｂ’を備える構成としても構わない。又、上述と同様、各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇを発光させるために必要なバイアス電圧が各発光ダイオードＬｒ、Ｌｇ間で異なる場合には、各太陽電池Ｂｒ、Ｂｇに対してそれぞれ異なる光量の紫外光がプロジェクタ４ｂ’から放射されるものとしても良い。
【０２００】
このように構成することにより、プロジェクタ４ｂ’から太陽電池Ｂｒ、Ｂｇが配置されたエリアに放射すべき紫外光の波長を変更することで、各画素の発光色を変更できるため、反射光が他の太陽電池に入射されることで発光対象の発光ダイオード以外の色の発光ダイオードに対して直流バイアスが印加されることがなく、正確な制御を行うことができる。
【０２０１】
尚、上述では部分画素Ｂが、紫外光が入射されると青色に発光する蛍光塗料Ｆｂがスクリーン２上に塗布されることで形成されるものとしたが、この構成は部分画素Ｂに限られるものではない。即ち、部分画素Ｇが、紫外光が入射されると緑色に発光する蛍光塗料Ｆｂがスクリーン２上に塗布されることで形成されるものとしても構わないし、部分画素Ｒが、紫外光が入射されると赤色に発光する蛍光塗料Ｆｒがスクリーン２上に塗布されることで形成されるものとしても構わない。
【０２０２】
尚、上述の各実施形態において、スクリーン２上にマトリクス状に配置された各画素が、赤、青、緑の３色が発光する各部分画素で構成されるものとしたが、この３色に限られるものではなく、他の色が発光する部分画素を備える構成としても構わないし、各画素の発光色が４色以上である構成としても構わない。
【０２０３】
又、上述の各実施形態において、スクリーン２上に配置された各画素に対して光出力部から赤外光あるいは紫外光を放射する際、プロジェクタが全画素領域に対してこの不可視光を同時に放射する構成としても構わないし、走査を行うことによりライン毎、あるいは各画素毎に順次指定光量の不可視光を放射する構成としても構わない。
【０２０４】
又、上記各実施形態においては、受光素子としてフォトトランジスタを用いているが、これに限るものではない。フォトトランジスタは発光ダイオードとの組み合わせという観点で好ましい受光素子であるが、入射する不可視光の光量に応じて、電圧、電気抵抗、電流などの電気的量が変化するような他の受光素子を用いることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０２０５】
本発明の映像表示装置は、プラネタリウム等の大画面スクリーンに映像を表示する装置に対して好適に利用され得る。
【図面の簡単な説明】
【０２０６】
【図１】は、本発明の映像表示装置の一実施形態であるプラネタリウムの構造を示す概念図である。
【図２】は、図１におけるスクリーンの一部領域の模式図である。
【図３】は、図１におけるスクリーンに配置される一部領域の回路図である。
【図４】は、図１におけるスクリーンに配置される一部領域の別の回路図である。
【図５】は、図１に示すプラネタリウムにおける映像再生装置及びプロジェクタの動作を説明するためのブロック図である。
【図６】は、図１におけるスクリーンに配置される一部領域の更に別の回路図である。
【図７】は、図１におけるスクリーンに配置される一部領域の更に別の回路図である。
【図８】は、図１におけるスクリーンに配置される一部領域の更に別の回路図である。
【図９】は、第２の実施形態における映像再生装置及びプロジェクタの動作を説明するためのブロック図である。
【図１０】は、第２の実施形態におけるスクリーンの一部領域に配置される回路図である。
【図１１】は、第２の実施形態におけるスクリーンの一部領域に配置される別の回路図である。
【図１２】は、第３の実施形態におけるスクリーンの一部領域に配置される回路図である。
【図１３】は、第３の実施形態におけるスクリーンの一部領域に配置される別の回路図である。
【図１４】は、第３の実施形態における映像再生装置及びプロジェクタの動作を説明するためのブロック図である。
【図１５】は、第３の実施形態におけるスクリーンの一部領域に配置される更に別の回路図である。
【図１６】は、第３の実施形態におけるスクリーンの一部領域に配置される更に別の回路図である。
【図１７】は、第３の実施形態におけるスクリーンの一部領域に配置される更に別の回路図である。
【符号の説明】
【０２０７】
１ プラネタリウム
２、２ａ スクリーン
３ 映像再生装置
４、４ａ、４ａ’、４ｂ、４ｂ’ プロジェクタ
５ 電気回線
６ 表示画面
１１ 操作部
１２ 再生制御部
１３ メモリ
１４ 表示部
１５ 外部出力部
２１ 信号入力部
２２ 信号解析部
２３ 発光制御部
２４、２４ａ、２４ｂ 光出力部
３１ スイッチング制御部
２５ 波長切換部
Ｌｒ、Ｌｒｍｎ 発光ダイオード（赤）
Ｌｇ、Ｌｇｍｎ 発光ダイオード（緑）
Ｌｂ、Ｌｂｍｎ 発光ダイオード（青）
Ｐｒ、Ｐｒｍｎ フォトトランジスタ
Ｐｇ、Ｐｇｍｎ フォトトランジスタ
Ｐｂ、Ｐｇｍｎ フォトトランジスタ
Ｐｔ フォトトランジスタ
Ｂｒ、Ｂｇ、Ｂｂ 太陽電池
Ｒ１ 抵抗
Ｆｂ 蛍光塗料（青）
Ｆｇ 蛍光塗料（緑）
Ｆｒ 蛍光塗料（赤）
α、αｍｎ 画素
ＤＣ１、ＤＣ２、ＤＣ３ 直流バイアス
Ｒ 部分画素（赤）
Ｇ 部分画素（緑）
Ｂ 部分画素（青）
Ｓｗｒ、Ｓｗｇ、Ｓｗｂ スイッチング素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像が表示されるスクリーンと、該スクリーンに対して表示すべき映像信号を放射する投影装置と、で構成される映像表示装置であって、
前記スクリーンが、該スクリーン上に複数の画素が配置されるとともに、前記複数の画素が、不可視光を受光するとその受光量に応じて電気的量が変化する受光素子と、前記受光素子と電気的に接続されるとともに与えられる電気的量に応じた輝度の可視光を発光する第１発光部と、を備え、
前記投影装置が、前記スクリーンに前記映像が表示されるよう前記複数の画素毎に放射すべき前記不可視光の光量を算出する発光制御部と、前記複数の画素それぞれに対して前記発光制御部が算出した光量の前記不可視光を放射する光出力部と、を備えることを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
前記複数の画素それぞれが、発光色の異なる複数の第１部分画素で構成されるとともに、前記第１発光部が前記複数の第１部分画素それぞれに備えられることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項３】
前記複数の画素それぞれが、画素毎に前記受光素子を備えるとともに、該受光素子が、前記複数の第１部分画素それぞれに備えられる前記第１発光部それぞれと電気的に接続されることを特徴とする請求項２に記載の映像表示装置。
【請求項４】
前記複数の第１部分画素それぞれが、前記第１発光部と、該第１発光部と電気的に接続された前記受光素子とを備えることを特徴とする請求項２に記載の映像表示装置。
【請求項５】
前記複数の第１部分画素それぞれに備えられる前記受光素子が、該受光素子を備える前記第１部分画素の発光色毎に波長の異なる前記不可視光に対して光電変換を行うことを特徴とする請求項４に記載の映像表示装置。
【請求項６】
前記複数の第１部分画素それぞれに備えられる前記第１発光部の発光色を切り換える色切換部を有し、
前記色切換部が、前記第１発光部に対して電圧の印加制御を行うことで発光色の切換を行うことを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれかに記載の映像表示装置。
【請求項７】
前記不可視光を受光すると光量に応じた起電力を発生する太陽電池を有し、
前記複数の第１部分画素それぞれに備えられる一部の前記第１発光部に対して印加される電圧が、前記太陽電池から供給されることを特徴とする請求項２〜請求項６のいずれかに記載の映像表示装置。
【請求項８】
前記複数の画素それぞれが、前記各第１部分画素の発光色とは異なる発光色で発光する少なくとも一つの第２部分画素を備え、
前記第２部分画素が、前記スクリーン上に蛍光塗料が塗布されるとともに、前記受光素子に照射される前記不可視光とは異なる波長の前記不可視光を受光すると受光した光量に応じた輝度で前記蛍光塗料が発光する第２発光部で構成されることを特徴とする請求項２〜請求項７のいずれかに記載の映像表示装置。
【請求項９】
前記複数の画素それぞれが、各々の発光色が異なる複数の前記第２部分画素を備え、
前記各第２部分画素に備えられる前記第２発光部が、該発光部を備える前記第２部分画素の発光色毎に波長の異なる前記不可視光を受光すると受光した光量に応じた輝度の可視光を発光することを特徴とする請求項８に記載の映像表示装置。
【請求項１０】
前記複数の画素それぞれが、第１部分画素と、該第１部分画素とは発光色が異なり、かつ各々の発光色が異なる複数の第２部分画素と、を備え、
前記各第２部分画素に備えられる前記第２発光部が、該発光部を備える前記第２部分画素の発光色毎に波長の異なる前記不可視光を受光すると受光した光量に応じた輝度の可視光を発光することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項１１】
複数の画素が配置されたスクリーンに対して表示すべき映像信号を放射する請求項１〜請求項１０のいずれかの映像表示装置に備えられる投影装置であって、
前記スクリーンに前記映像が表示されるよう前記複数の画素毎に放射すべき前記不可視光の光量を算出する発光制御部と、前記各複数の画素に対して前記発光制御部が算出した光量の前記不可視光を放射する光出力部と、を備えることを特徴とする投影装置。
【請求項１２】
投影装置から放射される映像信号に基づいて映像が表示される請求項１〜請求項７のいずれかに記載の映像表示装置に備えられるスクリーンであって、
複数の画素が配置されるとともに、前記複数の画素が、前記投影装置から放射された不可視光を受光するとその受光量に応じて電気的量が変化する受光素子と、前記受光素子と電気的に接続されるとともに与えられる電気的量に応じた輝度の可視光を発光する第１発光部と、を備えることを特徴とするスクリーン。
【請求項１３】
投影装置から放射される映像信号に基づいて映像が表示されるスクリーンであって、
前記複数の画素が、蛍光塗料が塗布されるとともに前記受光素子に照射される前記不可視光とは異なる波長の不可視光を受光すると受光した光量に応じた輝度で前記蛍光塗料が発光する第２発光部を更に備えることを特徴とする請求項１２に記載のスクリーン。
【請求項１】
映像が表示されるスクリーンと、該スクリーンに対して表示すべき映像信号を放射する投影装置と、で構成される映像表示装置であって、
前記スクリーンが、該スクリーン上に複数の画素が配置されるとともに、前記複数の画素が、不可視光を受光するとその受光量に応じて電気的量が変化する受光素子と、前記受光素子と電気的に接続されるとともに与えられる電気的量に応じた輝度の可視光を発光する第１発光部と、を備え、
前記投影装置が、前記スクリーンに前記映像が表示されるよう前記複数の画素毎に放射すべき前記不可視光の光量を算出する発光制御部と、前記複数の画素それぞれに対して前記発光制御部が算出した光量の前記不可視光を放射する光出力部と、を備えることを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
前記複数の画素それぞれが、発光色の異なる複数の第１部分画素で構成されるとともに、前記第１発光部が前記複数の第１部分画素それぞれに備えられることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項３】
前記複数の画素それぞれが、画素毎に前記受光素子を備えるとともに、該受光素子が、前記複数の第１部分画素それぞれに備えられる前記第１発光部それぞれと電気的に接続されることを特徴とする請求項２に記載の映像表示装置。
【請求項４】
前記複数の第１部分画素それぞれが、前記第１発光部と、該第１発光部と電気的に接続された前記受光素子とを備えることを特徴とする請求項２に記載の映像表示装置。
【請求項５】
前記複数の第１部分画素それぞれに備えられる前記受光素子が、該受光素子を備える前記第１部分画素の発光色毎に波長の異なる前記不可視光に対して光電変換を行うことを特徴とする請求項４に記載の映像表示装置。
【請求項６】
前記複数の第１部分画素それぞれに備えられる前記第１発光部の発光色を切り換える色切換部を有し、
前記色切換部が、前記第１発光部に対して電圧の印加制御を行うことで発光色の切換を行うことを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれかに記載の映像表示装置。
【請求項７】
前記不可視光を受光すると光量に応じた起電力を発生する太陽電池を有し、
前記複数の第１部分画素それぞれに備えられる一部の前記第１発光部に対して印加される電圧が、前記太陽電池から供給されることを特徴とする請求項２〜請求項６のいずれかに記載の映像表示装置。
【請求項８】
前記複数の画素それぞれが、前記各第１部分画素の発光色とは異なる発光色で発光する少なくとも一つの第２部分画素を備え、
前記第２部分画素が、前記スクリーン上に蛍光塗料が塗布されるとともに、前記受光素子に照射される前記不可視光とは異なる波長の前記不可視光を受光すると受光した光量に応じた輝度で前記蛍光塗料が発光する第２発光部で構成されることを特徴とする請求項２〜請求項７のいずれかに記載の映像表示装置。
【請求項９】
前記複数の画素それぞれが、各々の発光色が異なる複数の前記第２部分画素を備え、
前記各第２部分画素に備えられる前記第２発光部が、該発光部を備える前記第２部分画素の発光色毎に波長の異なる前記不可視光を受光すると受光した光量に応じた輝度の可視光を発光することを特徴とする請求項８に記載の映像表示装置。
【請求項１０】
前記複数の画素それぞれが、第１部分画素と、該第１部分画素とは発光色が異なり、かつ各々の発光色が異なる複数の第２部分画素と、を備え、
前記各第２部分画素に備えられる前記第２発光部が、該発光部を備える前記第２部分画素の発光色毎に波長の異なる前記不可視光を受光すると受光した光量に応じた輝度の可視光を発光することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項１１】
複数の画素が配置されたスクリーンに対して表示すべき映像信号を放射する請求項１〜請求項１０のいずれかの映像表示装置に備えられる投影装置であって、
前記スクリーンに前記映像が表示されるよう前記複数の画素毎に放射すべき前記不可視光の光量を算出する発光制御部と、前記各複数の画素に対して前記発光制御部が算出した光量の前記不可視光を放射する光出力部と、を備えることを特徴とする投影装置。
【請求項１２】
投影装置から放射される映像信号に基づいて映像が表示される請求項１〜請求項７のいずれかに記載の映像表示装置に備えられるスクリーンであって、
複数の画素が配置されるとともに、前記複数の画素が、前記投影装置から放射された不可視光を受光するとその受光量に応じて電気的量が変化する受光素子と、前記受光素子と電気的に接続されるとともに与えられる電気的量に応じた輝度の可視光を発光する第１発光部と、を備えることを特徴とするスクリーン。
【請求項１３】
投影装置から放射される映像信号に基づいて映像が表示されるスクリーンであって、
前記複数の画素が、蛍光塗料が塗布されるとともに前記受光素子に照射される前記不可視光とは異なる波長の不可視光を受光すると受光した光量に応じた輝度で前記蛍光塗料が発光する第２発光部を更に備えることを特徴とする請求項１２に記載のスクリーン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００６−１７８３４０（Ｐ２００６−１７８３４０Ａ）
【公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３７３８７１（Ｐ２００４−３７３８７１）
【出願日】平成１６年１２月２４日（２００４．１２．２４）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２４日（２００４．１２．２４）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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