(57)【要約】【課題】騒音や振動等を抑え、投射光によるシンチレーションを確実に防止し、高画質化を図ることのできるスクリーン、プロジェクタ及び画像表示装置を提供すること。【解決手段】一対の基板間に設けられた媒質中に移動可能な光散乱材が分散され、一対の基板のうち少なくとも一方の基板が光透過性を有する光拡散板１２と、一対の基板のうち少なくとも一方の基板上に形成され、基板を振動させる振動付与手段とを備えることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に設けられた媒質中に移動可能な光散乱材が分散され、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板が光透過性を有する光拡散板と、
前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板上に形成され、前記基板を振動させる振動付与手段とを備えることを特徴とするスクリーン。
【請求項２】
前記振動付与手段が圧電駆動素子であることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン。
【請求項３】
前記基板上の一方向に延在する複数の一方向電極と、
前記基板上の前記一方向と交差する他方向に延在する複数の他方向電極とを備え、
前記圧電駆動素子が前記一方向電極と前記他方向電極とが交差する位置に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のスクリーン。
【請求項４】
前記圧電駆動素子の材料がチタン酸ジルコン酸鉛であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のスクリーン。
【請求項５】
前記振動付与手段が表面弾性素子であることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン。
【請求項６】
前記光散乱材が連続的に移動可能に前記振動付与手段を制御する制御部を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のスクリーン。
【請求項７】
前記振動付与手段が前記光拡散板における画像形成領域外に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のスクリーン。
【請求項８】
前記振動付与手段は、前記光拡散板における光が投射されない位置に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のスクリーン。
【請求項９】
光を射出する光源装置と、
該光源装置から射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、
該光変調装置により変調された光を投射する投射装置と、
該投射装置から射出された画像が投射される請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のスクリーンとを備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１０】
光を射出する光源装置と、
該光源装置から射出されたレーザ光を走査する走査手段と、
該走査手段により走査された光が投影される請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のスクリーンとを備えることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン及びプロジェクタ及び画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクタが急速に普及してきている。主に、ビジネスプレゼンテーション用途で用いられてきたフロント投射型プロジェクタの他、最近ではリア型プロジェクタが、大型テレビ（ＰＴＶ；プロジェクションテレビ）の一形態として認知度を高めてきている。プロジェクション方式の最大の利点は、液晶テレビ、ＰＤＰ等の直視型ディスプレイに比べて低価格で同画面サイズの商品を供給できることである。しかし、直視型においても低価格化が進展しており、プロジェクタ表示装置にもより高い画質性能が求められつつある。
【０００３】
プロジェクタは、アークランプ等の光源から射出された光を液晶ライトバルブの光変調素子に照射し、光変調素子により変調された投射光をスクリーンに投射することで画像をスクリーンに表示するものである。このとき、スクリーンには、画像が表示されるだけでなく、スクリーン全面がぎらついて見える。これは、光線の干渉に伴う輝度ムラによるもので、スペックルノイズ、所謂シンチレーションと呼ばれる。
【０００４】
ここで、シンチレーションの発生原理について述べる。
図１４に示すように、光源２０１から照射された光が液晶ライトバルブ２０２を透過して投射レンズ２０３によりスクリーン２０４へと投射される。スクリーン２０４に投射された投射光は、スクリーン２０４の散乱構造により回折し、それらが二次波源のように振舞うことによって拡散される。二次波源による２つの球面波が、互いの位相関係に応じて光の強めあいや弱めあいを起こすことによって、スクリーン２０４と鑑賞者との間に明暗の縞模様（干渉縞）となって現れる。この干渉縞が発生する像面２０５に鑑賞者の焦点が合わせられると、鑑賞者は干渉縞をスクリーンをぎらつかせるシンチレーションとして認識する。
【０００５】
シンチレーションは、スクリーン面に結像された画像を見ようとする鑑賞者によって、スクリーン面と鑑賞者との間にあたかもベール、レース布、くもの巣を張ったかのような不快感を与える。また、鑑賞者はスクリーン上の画像とシンチレーションとの２重の像を見ることになり、それぞれに視点を合わせようとするため大きな疲労を招く。したがって、このシンチレーションは、ストレスを鑑賞者に与えてしまう。
【０００６】
最近では、従来の高圧水銀ランプに替わる新しい光源の開発が進められており、特にレーザ光源は、エネルギー効率、色再現性、長寿命、瞬時点灯等の点で次世代プロジェクタ用光源として期待が高まっている。しかしながら、レーザ光源によるスクリーン上の投射光は、隣接する領域の光線の位相が揃っていることから干渉性が非常に高いものとなる。
レーザ光源のコヒーレンス長は数十メートルにも及ぶこともあるため、同一の光源を分割して再合成すると、コヒーレンス長より短い光路差を経て合成された光が強い干渉を引き起こすことになり、高圧水銀ランプよりもはっきりとしたシンチレーション（干渉縞）が出現してしまう。
よって、特にレーザ光源を用いたプロジェクタの製品化においてシンチレーションの低減は必須技術となっている。
【０００７】
このようなシンチレーションの低減対策として、ライトバルブの後段に配置された投射系、特にスクリーンにおいて、選択的に干渉斑成分を空間的または時間的に積分し平均化させる技術（例えば、特許文献１参照。）が開示されている。
【０００８】
また、特許文献１に記載の画像投影用スクリーンは、スクリーンを構成する光拡散板において散乱波の散乱分布および／または位相を時間的に変化させている。このようにスクリーン構造の一部または全体を動かすことで散乱状態を変え、眼の残像効果で時間積分し、スペックルの発生を抑えている。
【特許文献１】特開２００１−１００３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１では、光散乱体の形状や相対的位置関係、屈折率などを変化させるに至るまでに多大な駆動エネルギーを要することになる。また、上記の駆動手段を用いた場合、散乱層へのエネルギー伝達効率も低く、スクリーンを移動させるときに生じる振動、音、不要電磁波、排熱等が発生して快適な鑑賞を阻害するおそれがある。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、騒音や振動等を抑え、投射光によるシンチレーションを確実に防止し、高画質化を図ることのできるスクリーン、プロジェクタ及び画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のスクリーンは、一対の基板間に設けられた媒質中に移動可能な光散乱材が分散され、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板が光透過性を有する光拡散板と、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板上に形成され、前記基板を振動させる振動付与手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るスクリーンでは、振動付与手段により、一対の基板のうち少なくとも一方の基板を振動させることで、媒質中の光散乱材を移動（振動）させることができる。
これにより、媒質中の様々な位置の光拡散材に光が照射されるため、光拡散板から射出される光は、拡散状態が時間的に変化している。したがって、光拡散板から射出された光のスペックルパターンは、時間的に変化するとともに、残像効果により時間積分され、その結果、スクリーンから射出される光は、シンチレーションが抑えられた光となり、良質な画像を表示することができる。
また、振動付与手段を基板上に作り込むことができるため、スクリーン全体の組み立てが容易となる。さらに、本発明のスクリーンは、当該スクリーンを構成する層を移動させるのではなく、媒質中の光散乱材を動かすため、騒音や振動等を抑えることができる。したがって、高画質な画像を快適に観賞することが可能となる。
【００１３】
また、本発明のスクリーンは、前記振動付与手段が圧電駆動素子であることが好ましい。
本発明に係るスクリーンでは、圧電駆動素子に電圧を加えることにより、圧電駆動素子が微小に伸縮する。この圧電駆動素子の伸縮により、圧電駆動素子と接触した基板が振動する。したがって、振動付与手段として圧電駆動素子により、小型でありながら、効率良く散乱材を移動（振動）させることが可能となる。
【００１４】
また、本発明のスクリーンは、前記基板上の一方向に延在する複数の一方向電極と、前記基板上の前記一方向と交差する他方向に延在する複数の他方向電極とを備え、前記圧電駆動素子が前記一方向電極と前記他方向電極とが交差する位置に設けられていることが好ましい。
【００１５】
本発明に係るスクリーンでは、電圧が印加されている一方向電極と他方向電極との間に配置された圧電駆動素子が駆動され、媒質内の光散乱材が移動する。このように、電圧が印加された一方向電極及び他方向電極に応じて圧電駆動素子が駆動するため、光散乱材を所望の軌跡に沿って移動させ易くなる。
また、特に大型スクリーンではスクリーンの中央部の光散乱材が移動しにくくなるが、スクリーンに投射される画像の画素と画素との間に位置するように一方向電極及び他方向電極を設けることで、特に、本発明のスクリーンを透過型スクリーンに用いた場合、効果的である。すなわち、表示される画像に影響を及ぼすことがなく、振動付与手段をスクリーン全面に配置させることができるため、スクリーンの中央部の光散乱材も確実に移動させることができる。
【００１６】
また、本発明のスクリーンは、前記圧電駆動素子の材料がチタン酸ジルコン酸鉛であることが好ましい。
本発明に係るスクリーンでは、圧電駆動素子がチタン酸ジルコン酸鉛であるため、小さな駆動電圧で大きな歪みを得ることができるため、変位の大きな圧電駆動素子となる。これにより、圧電駆動素子を駆動するための電圧が小さくて済むため、消費電力を抑えることが可能となる。
【００１７】
また、本発明のスクリーンは、前記振動付与手段が表面弾性波を発生させることが好ましい。
【００１８】
本発明に係るスクリーンでは、振動付与手段が表面弾性波（surface-acoustic-wave：ＳＡＷ）を発生させることにより、表面弾性波は直進性を有するため、振動付与手段に接触されている基板を全体的に効率良く振動させることが可能となる。したがって、媒質中の光散乱材を確実に振動させることができるので、シンチレーションをより効率的に抑えることが可能となる。
【００１９】
また、本発明のスクリーンは、前記光散乱材が連続的に移動可能に前記振動付与手段を制御する制御部を備えるが好ましい。
【００２０】
本発明に係るスクリーンでは、制御部により振動付与手段が制御され、媒質中の光散乱材が、円軌道、楕円軌道、ランダム軌道あるいはブラウン運動に沿って連続的に移動する。このように、光散乱材を連続的に移動（振動）させることにより、光散乱材は死点（動きが一瞬止まる点）を持たないので、一瞬たりとも干渉が生じる瞬間がない。したがって、フリッカ（スクリーンにおける画像のちらつき）的なスペックルの抑制の効果を連続的に持続することが可能となる。
【００２１】
また、本発明のスクリーンは、前記振動付与手段が前記光拡散板における画像形成領域外に設けられていることが好ましい。
【００２２】
本発明に係るスクリーンでは、特に、透過型のスクリーンに用いるのが好適である。すなわち、透過型スクリーンの場合、画像形成領域内を光が通過するので、振動付与手段を画像形成領域外に設けることにより、表示される画像に影響を及ぼすことがない。したがって、鮮明な画像を表示することが可能となる。
【００２３】
また、本発明のスクリーンは、前記振動付与手段は、前記光拡散板における光が投射されない位置に設けられていることが好ましい。
【００２４】
本発明に係るスクリーンでは、特に、透過型のスクリーンに用いるのが好適である。すなわち、透過型スクリーンの場合、画像形成領域内を光が通過するので、振動付与手段を光が投射されない位置に設けることにより、表示される画像に影響を及ぼすことがない。したがって、鮮明な画像を表示することが可能となる。
【００２５】
本発明のプロジェクタは、光を射出する光源装置と、該光源装置から射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、該光変調装置により変調された光を投射する投射装置と、該投射装置から射出された画像が投射される上記のスクリーンとを備えることを特徴とする。
【００２６】
本発明に係るプロジェクタでは、光源装置より射出された光は、光変調装置に入射する。そして、光変調装置により変調された画像が、投射装置によってスクリーンに投射される。このとき、騒音や振動等を抑え、シンチレーションを低減することが可能なスクリーンを用いているため、スクリーンから投射された画像は、輝度ムラがなく良質な画像が表示されることになる。
【００２７】
本発明の画像表示装置は、光を射出する光源装置と、該光源装置から射出されたレーザ光を走査する走査手段と、該走査手段により走査された光が投影される上記のスクリーンとを備えることを特徴とする。
【００２８】
本発明に係る画像表示装置では、光源装置から射出された光は走査手段により走査される。そして、走査手段により走査された光は、スクリーンに投影される。このとき、騒音や振動等を抑え、シンチレーションを低減することが可能なスクリーンを用いているため、スクリーンから射出される光は、シンチレーションの発生が抑えられることになる。したがって、輝度ムラがなく良質な画像を表示することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明に係るスクリーン、リアプロジェクタ及び画像表示装置の実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００３０】
［第１実施形態］
図１（ａ）は本実施形態に係るリアプロジェクタ（プロジェクタ）１の概略構成を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すリアプロジェクタ１の側面断面図である。本実施形態に係るリアプロジェクタ１は、光源装置から射出された光を光変調手段により変調し、この変調した光をスクリーン１０に拡大投射するものである。
【００３１】
図１（ａ）に示すように、リアプロジェクタ１は、筐体（保持部）２と、筐体２の前面に取り付けられ、画像が投影されるスクリーン１０とを備えている。スクリーン１０の下方の筐体２にはフロントパネル３が設けられ、フロントパネル３の左右側にはスピーカからの音声を出力する開口部４が設けられている。
【００３２】
次に、リアプロジェクタ１の筐体２の内部構造について説明する。
図１（ｂ）に示すように、リアプロジェクタ１の筐体２内部の下方には投射光学系３０が配設されている。投射光学系３０とスクリーン１０との間には反射ミラー５，６が設けられており、投射光学系３０から出射された光が反射ミラー５，６によって反射され、スクリーン１０に拡大投影されるようになっている。
【００３３】
次に、リアプロジェクタ１の投射光学系３０の概略構成について説明する。
図２は、リアプロジェクタ１の投射光学系３０の構成を示す概略図である。なお、図２中においては、簡略化のためリアプロジェクタ１を構成する筐体２は省略している。
【００３４】
投射光学系３０は、赤色光を射出する赤色レーザ光源（光源装置）３１Ｒと、緑色光を射出する緑色レーザ光源（光源装置）３１Ｇと、青色光を射出する青色レーザ光源（レーザ光源）３１Ｂと、これらレーザ光源３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂから射出されたレーザ光をそれぞれ変調する液晶ライトバルブ（光変調装置）３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂと、液晶ライトバルブ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂにより変調されたレーザ光を合成するクロスダイクロイックプリズム（色光合成手段）３６と、クロスダイクロイックプリズム３６により合成されたレーザ光を拡大して投射する投射レンズ（投射装置）３７とを備えている。
【００３５】
投射光学系３０は、レーザ光源３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂから射出されたレーザ光の照度分布を均一化させるための均一照明系として、各レーザ光源３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂの後方に配置され、レーザ光を液晶ライトバルブ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂに射出する照明光学系３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂを備えている。例えば、照明光学系は、ホログラム、フィールドレンズを備えている。
【００３６】
また、各液晶ライトバルブ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂの入射側および出射側には、偏光板（図示せず）が配置されている。そして、各レーザ光源３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂからの光束のうち所定方向の直線偏光のみが入射側偏光板を透過して、各液晶ライトバルブ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂに入射する。また、入射側偏光板の前方に偏光変換手段（図示せず）を設けてもよい。この場合、偏光変換手段により、入射側偏光板を透過する光に変換することで、光の利用効率を向上させることができる。
【００３７】
各液晶ライトバルブ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂによって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム３６に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は投写光学系である投射レンズ３７によりスクリーン１０上に投写され、拡大された画像が表示される。
【００３８】
次に、スクリーン１０の詳細について説明する。
スクリーン１０は、図３に示すように、入射した光の角度を変換するフレネル板１１と、光透過性を有するレンチキュラ板１３と、フレネル板１１とレンチキュラ板１３との間に配置され、入射した光を拡散させる拡散板（光拡散板）１２とを備えている。また、スクリーン１０は、図４に示すように、拡散板１２を振動させる振動供給部１４を備えている。また、筐体２の前面には、開口部２ａが形成されており、この開口部２ａにスクリーン１０が嵌め込まれている。
【００３９】
まず、拡散板１２について説明する。
拡散板１２は、図３に示すように、フレネル板１１の射出面１１ｂから射出したレーザ光を拡散させ、レンチキュラ板１３の入射面１３ａに向けて射出するものである。また、拡散板１２は、図５に示すように、入射側に配置された対向基板２１と、射出側に配置された駆動基板２２と、分散媒２３とを備えている。対向基板２１及び駆動基板２２はいずれも光透過性を有し、例えばガラス板である。なお、対向基板２１及び駆動基板２２の材料としては、例えば、ポリカーボネート、シクロオレフィン系樹脂など、透明であることに加えて低吸湿性、耐熱性、低複屈折性、高寸法安定性というような性質を持つ材料で構成されることが好ましい。
また、駆動基板２２の分散媒２３に接触する面と反対の面には振動供給部１４が設けられている。
【００４０】
また、分散媒２３は、対向基板２１と駆動基板２２との間の周縁部に沿って設けられた封止材２４により密閉されている。
分散媒２３は、溶媒（媒質）２３ａとこの溶媒２３ａの内部に設けられた拡散性を有する粒子（光散乱材）２３ｂとを備えている。そして、溶媒２３ａ，粒子２３ｂの材料及び粒子２３ｂの大きさや重さ等の条件により、粒子２３ｂが沈むことなく分散し続けることが可能となる。また、溶媒２３ａとしては、光透過性を有する材料からなることが好ましく、例えば、非電気伝導性の有機系溶媒が用いられ、溶媒２３ａには粒子２３ｂの帯電を促すような界面活性剤が添加されている。また、粒子２３ｂには帯電し易くなるための物質が添加処理されている。
【００４１】
また、粒子２３ｂとしては、光透過性を有する材質からなることが好ましく、具体的には、微粒子状（ビーズ状）のシリカ、ガラス、樹脂等を用いることができ、比重を考えると樹脂球が好ましい。この粒子２３ｂは、光拡散効果及び粒子の分散効果の両立に適した大きさであれば良く、小さすぎるとスクリーン１０としての光散乱効率が低下してしまい、大きすぎると光散乱分布が前方散乱側に偏るため良好な拡散特性が得られなくなる。これにより、粒子２３ｂの平均粒径は、特に限定されないが、０．５μｍ〜５０μｍであることが好ましい。
【００４２】
次に、振動供給部１４について説明する。
振動供給部１４は、図５及び図６に示すように、電極部１５と、圧電駆動素子（振動付与手段）１６と、電極部１５に印加する電圧を制御する制御部（図示略）とを備えている。この圧電駆動素子１６はチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）である。
電極部１５は、駆動基板２２上のスクリーン１０に投射された画像の画素と画素との間にマトリクス状に設けられている。この電極部１５は、駆動基板２２上のスクリーン１０の垂直方向（一方向）に複数配列された駆動電極（一方向電極）１５ａと、一方向と直交するスクリーン１０の水平方向（他方向）に複数配列された共通電極（他方向電極）１５ｂとを備えている。
駆動電極１５ａ及び共通電極１５ｂは、画像がスクリーン１０に投射された際、液晶ライトバルブ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂに設けられたブラックマトリクスがスクリーン１０に投射される位置に設けられている。すなわち、スクリーン１０に投射されるブラックマトリクスの位置に合うように、駆動電極１５ａ及び共通電極１５ｂの位置を合わせている。このように、駆動電極１５ａ及び共通電極１５ｂは、画像が投射されない位置に設けられているため、駆動電極１５ａ及び共通電極１５ｂは、スクリーン１０に表示させる画像に悪影響を及ぼすことはない。
そして、図６の電極部１５の拡大図に示すように、駆動電極１５ａ及び共通電極１５ｂが交差する駆動電極１５ａと共通電極１５ｂとに挟まれた領域には、拡散板１２を振動させる圧電駆動素子１６が設けられている。この圧電駆動素子１６は、電圧が印加されることにより振動するため、この振動に伴い駆動電極１５ａを介して駆動基板２２が振動される。この駆動基板２２の振動が溶媒２３ａに伝わり、溶媒２３ａ内の粒子２３ｂが移動（振動）する。
【００４３】
制御部は、共通電極１５ｂには常に電圧を印加し、駆動電極１５ａに印加する電圧値と電圧を印加する駆動電極１５ａの箇所とを制御する。これにより、制御部が、駆動電極１５ａと共通電極１５ｂとの複数の交差位置に配置されたそれぞれの圧電駆動素子１６を個別に制御できるようになっている。
【００４４】
次に、フレネル板１１について説明する。
フレネル板１１は、図４に示すように、入射面１１ａと反対の射出面１１ｂに略同心円状に形成されたプリズム形状のフレネルレンズ１１ｃが形成されている。このフレネルレンズ１１ｃは、投射レンズ３７から射出され入射面１１ａより入射したレーザ光を屈折させ、平行光に変換し射出面１１ｂより射出するものである。
また、フレネルレンズ１１ｃの先端には、面取りが施されている。なお、フレネルレンズ１１ｃの先端に、Ｒ付けが施されていても良い。
【００４５】
次に、レンチキュラ板１３について説明する。
レンチキュラ板１３は、図４に示すように、入射面１３ａに複数の蒲鉾状のマイクロレンズ素子１３ｃがレーザ光の入射側に設けられている。この複数のマイクロレンズ素子１３ｃは、光軸Ｏに垂直な平面（ｘｙ平面）において、ｙ方向（スクリーンを設置した状態における垂直方向）に長手方向を有し、ｘ方向に並列に配置されている。また、マイクロレンズ素子１３ｃの先端には、Ｒ付けが施されている。なお、マイクロレンズ素子１３ｃの先端に、面取りが施されていても良い。
さらに、レンチキュラ板１３は、入射面１３ａから入射したレーザ光を所定の角度範囲に拡散させ、射出面１３ｂから射出させるものであり、画像の視野角を広くし、スクリーン１０を正面から水平方向にずれた位置で観察しても良好な画像を観察可能にするものである。なお、レンチキュラ板１３の材料としては、光を透過する材料であれば良い。
【００４６】
また、フレネル板１１及びレンチキュラ板１３の材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂等の熱可塑性樹脂、シクロオレフィン系樹脂等が挙げられる。
【００４７】
次に、以上の構成からなる本実施形態のリアプロジェクタ１によりスクリーン１０に画像を投影する方法について説明する。
まず、各レーザ光源（光源装置）３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂから射出されたレーザ光は、図２に示すように、それぞれ照明光学系３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂにより、照度分布が略均一化され液晶ライトバルブ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂに入射する。そして、入射したレーザ光は、液晶ライトバルブ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂによりそれぞれ変調され、クロスダイクロイックプリズム３６に入射する。その後、クロスダイクロイックプリズム３６は、各透過型液晶ライトバルブ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂでそれぞれ変調されたＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成し、クロスダイクロイックプリズム３６で合成された光は、投射レンズ３７によってスクリーン１０へ投射される。
【００４８】
レーザ光の進行を模式的に示すと、スクリーン１０に投射されたレーザ光は、図４に示すように、フレネル板１１の入射面１１ａより入射し、フレネルレンズ１１ｃによって屈折し平行光となる。そして、フレネル板１１の射出面１１ｂから射出した平行光は、拡散板１２によりランダムな方向に拡散され、拡散された光はレンチキュラ板１３の入射面１３ａから入射する。そして、レンチキュラ板１３から射出される光は、所定の角度範囲に拡散される。このとき、制御部により電極部１５が制御されているため、圧電駆動素子１６が振動し、それに伴い駆動基板２２が振動する。この駆動基板２２の振動が粒子２３ｂに伝わり、粒子２３ｂが溶媒２３ａ内を移動（振動）する。このようにして、スクリーン１０全体の粒子２３ｂが移動（振動）する。
【００４９】
本実施形態に係るスクリーン１０では、駆動基板２２上に圧電駆動素子１６が設けられているため、圧電駆動素子１６の振動に連動して粒子２３ｂも移動（振動）する。したがって、拡散板１２から射出される光は、散乱状態が時間的に変化しているため、拡散板１２から射出される光のスペックルパターンは残像効果により積分されることでシンチレーションが抑えられた光となる。また、スクリーン１０から射出される光はシンチレーションが抑えられた光となっているので、良質な画像を表示するリアプロジェクタ１を提供することが可能となる。
さらに、電極部１５が、駆動基板２２上のスクリーン１０に投射された画像の画素と画素との間にマトリクス状に設けられているため、本実施形態のスクリーン１０を特に透過型スクリーンとして用いた場合、スクリーン１０を透過する光に影響を及ぼすことがないため、効果的である。
つまり、本実施形態のスクリーン１０及びリアプロジェクタ１は、騒音や振動等を抑え、投射光によるシンチレーションを確実に防止し、高画質化を図ることが可能である。
【００５０】
また、電極部１５が駆動基板２２に設けられた構成にしたが、対向基板２１に設けられていても良く、さらには対向基板２１及び駆動基板２２のいずれにも電極部１５が設けられた構成であっても良い。
また、振動付与手段として圧電駆動素子１６を用いたが、拡散板１２を振動させることが可能であれば、これに限るものではない。
【００５１】
さらに、本実施形態では透過型スクリーン１０を例に挙げて説明したが、反射型スクリーンに適用することも可能である。例えば、反射型スクリーンの構成としては、図７に示すように、投射レンズ３７から射出された光が入射する順に、フレネル板１１、レンチキュラ板１３、拡散板１２が配置されている。このとき、駆動基板２２の分散媒２３に接触する面に反射部２０が形成されており、スクリーンに入射した光を反射する構成になっている。したがって、駆動基板２２側には光が透過しないため、画素と画素との間に電極部１５を設ける必要はないので、駆動基板２２の全面に圧電駆動素子１６を複数設けた構成であっても良い。このように、反射型スクリーンに用いた場合は、電極部１５の設計及び配置の自由度が増すことになる。
さらに、反射型スクリーンでは、駆動基板２２が光透過性を有する必要はなく、光遮光性を有するものであっても良い。
【００５２】
また、圧電駆動素子１６の構成材料としては、特に限定されないが、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の他、例えば、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の各種のものが好適に用いられる。
【００５３】
［第２実施形態］
次に、本発明に係る第２実施形態について、図８から図１１を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第１実施形態に係るリアプロジェクタ１と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本実施形態に係るスクリーン４０では、振動供給部４１の構成において、第１実施形態と異なる。
【００５４】
振動供給部４１は、図８に示すように、複数の圧電駆動素子（振動付与手段）４２と、各圧電駆動素子４２に電圧を印加する一対の電極４２ａ，４２ｂと、一対の電極４２ａ，４２ｂに印加する電圧を制御する制御部４３とを備えている。
複数の圧電駆動素子４２は、それぞれ一対の電極４２ａ，４２ｂに挟まれており、投射レンズ３７により画像が表示される画像表示領域（画像形成領域）Ａの外である駆動基板２２上に設けられている。すなわち、複数の圧電駆動素子４２は、駆動基板２２上の周縁部に沿った画像表示領域Ａ外の上端面２２ａ側及び下端面２２ｂ側に６個ずつ設けられ、右端面２２ｃ側及び左端面２２ｄ側に４個ずつ設けられている。
【００５５】
また、制御部４３による複数の圧電駆動素子４２の駆動パターンは複数あるが、一例である一対の電極４２ａ，４２ｂに印加する電圧と時間との関係について、図９に示すタイミングチャートを用いて説明する。
まず、複数の圧電駆動素子４２は、図１０に示すように、制御部４３により、スクリーン４０の右半分と左半分とに分割されて制御されている。スクリーン４０の右半分の圧電駆動素子４２を、上端面２２ａ側の中央部から順に右回りにＬ１，Ｌ２，Ｌ３…Ｌ８，Ｌ９，Ｌ１０とする。また、同様に、スクリーン４０の左半分の圧電駆動素子４２を、上端面２２ａ側の中央部から順に左回りにＭ１，Ｍ２，Ｍ３…Ｍ８，Ｍ９，Ｍ１０とする。
【００５６】
そして、それぞれの圧電駆動素子Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…Ｌ８，Ｌ９，Ｌ１０、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３…Ｍ８，Ｍ９，Ｍ１０に印加される電圧と時間との関係は、図９に示すように、右半分側は圧電駆動素子Ｌ１，Ｌ５，Ｌ９から順に右回りに隣接する圧電駆動素子４２に、所定の時間間隔をあけて電圧が印加されるようになっている。なお、圧電駆動素子Ｌ１０に電圧が印加された後は圧電駆動素子Ｌ１に電圧が印加される。
また、左半分側の圧電駆動素子Ｍ１〜Ｍ１０も同様に圧電駆動素子Ｍ１，Ｍ５，Ｍ９から順に左回りに電圧が印加される。
これにより、スクリーン４０の拡散板１２の溶媒２３ａは、図１０に示すように、右半分において右回りに対流が生じ、左半分において左回り対流が生じる。この対流により粒子２３ｂが円軌道に沿って連続的に移動する。
【００５７】
本実施形態に係るスクリーン４０では、第１実施形態のスクリーン１０と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態のスクリーン４０では、制御部４３により複数の圧電駆動素子４２が制御され、粒子２３ｂが円軌道に沿って連続的に移動（振動）することにより、粒子２３ｂは死点（動きが一瞬でも止まる点）を持たない。したがって、一瞬たりとも干渉が生じる瞬間がないので、フリッカ（スクリーンにおける画像のちらつき）的なスペックルの抑制の効果を連続的に持続することが可能となる。また、圧電駆動素子４２が画像表示領域Ａの外に設けられているため、反射型スクリーンにも適用可能であるが、特に透過型スクリーンに用いた場合、効果的である。すなわち、透過型スクリーンの場合、画像表示領域Ａ内を光が通過するため、画像表示領域Ａの外に圧電駆動素子４２に配置することで、表示される画像に悪影響を及ぼすことがなくなる。したがって、鮮明な画像を表示することが可能となる。
【００５８】
なお、制御部４３により複数の圧電駆動素子４２を制御することにより、上述した円軌道の他、粒子２３ｂを楕円軌道、ランダム軌道あるいはブラウン運動に沿って連続的に移動させることも可能である。また、図１１に示すように、３つ以上の円軌道（図示例では８つ）の対流を生じさせることも可能である。すなわち、圧電駆動素子４２の個数を上記実施形態で示した２０個以上設けて、粒子２３ｂを複雑に移動させることも可能となる。
また、圧電駆動素子４２を拡散板１２の駆動基板２２上の外周端面側に沿って設けたが、上端面２２ａ側、下端面２２ｂ側、右端面２２ｃ側及び左端面２２ｄ側のうち少なくともいずれか一端面に設けた構成であっても良い。さらに、圧電駆動素子４２を複数設けず、１つであっても良いが、粒子２３ｂをより複雑な動きになるように振動させる場合には、複数設けた方が好ましい。
また、駆動基板２２の端面に対して斜め方向に振動が加わるように圧電駆動素子４２を配置しても良い。これにより、溶媒２３ａ内の粒子２３ｂに円軌道を生じさせ易くなる。
また、第１実施形態も同様に、粒子２３ｂが円軌道に沿って移動するように電極部１５を制御しても良い。
【００５９】
［第３実施形態］
次に、本発明に係る第３実施形態について、図１２を参照して説明する。
本実施形態に係るスクリーン５０では、振動供給部５１の構成において、第１実施形態と異なる。
【００６０】
振動供給部５１は、図１２に示すように、圧電基板５２及び圧電基板５２の一面５２ａ上に形成された電極部５３を有する表面弾性波素子と、電極部５３に印加する電圧を制御する制御部５４とを備えている。
圧電基板５２は、画像表示領域（画像形成領域）Ａの外である駆動基板２２の上端面２２ａ側に設けられている。また、電極部５３は櫛歯状の第１ＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒ−Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極５３ａと第２ＩＤＴ電極５３ｂとを有しており、これら第１ＩＤＴ電極５３ａと第２ＩＤＴ電極５３ｂとが互いに噛み合うように配置されている。さらに、電極部５３には、第１ＩＤＴ電極５３ａと第２ＩＤＴ電極５３ｂとに接続された高周波信号源５３ｃが設けられている。
また、圧電基板５２の材料としては、水晶のほか、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）などが挙げられる。
【００６１】
振動供給部５１の駆動について説明する。
まず、高周波信号源５３ｃから高周波信号が出力されると、この高周波信号が第１，第２ＩＤＴ電極５３ａ，５３ｂに印加され、圧電基板５２上に表面弾性波（surface-acoustic-wave：ＳＡＷ）Ｗが発生する。そして、この表面弾性波Ｗは、圧電基板５２と接触して設けられた駆動基板２２に伝播される。これにより、スクリーン５０の拡散板１２の溶媒２３ａが振動するため、溶媒２３ａ内の粒子２３ｂが移動（振動）する。
【００６２】
本実施形態に係るスクリーン５０では、第１実施形態のスクリーン１０と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態のスクリーン５０では、振動供給部５１か表面弾性波Ｗを発生させることにより、表面弾性波Ｗは直進性を有するため、圧電基板５２に接触されている駆動基板２２を全体的に効率良く振動させることが可能となる。また、第１，第２ＩＤＴ電極５３ａ，５３ｂの幅や間隔を変えることにより、伝播する表面弾性波Ｗの周波数を選択することができる。したがって、粒子２３ｂの振動が所望の状態になるように第１，第２ＩＤＴ電極５３ａ，５３ｂを設計することにより、スクリーン５０から射出される光のシンチレーションを確実に抑えることが可能となる。また、本実施形態も第２実施形態と同様に、画像表示領域Ａの外に圧電基板５２が設けられているため、透過型スクリーンに好適に用いられる。
なお、駆動基板２２の上端面２２ａに１つの圧電基板を設けたが、第２実施形態と同様に画像表示領域Ａ外の複数箇所に配置しても良い。
また、反射型スクリーンに用いる場合は画像表示領域Ａ内に振動供給部５１を設けても良い。
【００６３】
［第４実施形態］
次に、本発明に係る第４実施形態について、図１３を参照して説明する。
本実施形態に係る画像表示装置は、第１実施形態におけるスクリーン１０を画像表示装置に適用したものである。
画像表示装置１００は、図１３に示すように、Ｒ光を射出するレーザ光源１０２Ｒ，Ｇ光を射出するレーザ光源１０２Ｇ，Ｂ光を射出するレーザ光源１０２Ｂを有する光源装置１０１と、コリメート光学系１０４及びビーム整形光学系１０５を含むレンズ光学系１０３と、入射されたレーザ光を２次元方向に走査するスキャナ（走査手段）１０６と、スキャナ１０６により走査されたレーザ光を拡大投射する投射レンズ１０８と、投射レンズ１０８により投射された光をスクリーン１０に向けて反射する反射ミラー１０９とによって概略構成されている。この画像表示装置１００では、光源装置１０１、レンズ光学系１０３、スキャナ１０６、投射レンズ１０８、反射ミラー１０９は、スクリーン１０を備えた筐体１１０の内部に収容されており、筐体１１０内を走らせたレーザ光をスクリーン１０上に走査することによって画像が表示されるようになっている。
【００６４】
本発明に係る画像表示装置では、騒音や振動等を抑えつつ、シンチレーションを低減したスクリーン１０を用いているため、スクリーン１０から射出される光は、シンチレーションの発生が抑えられることになる。したがって、輝度ムラがなく良質な画像を表示することが可能となる。
なお、本実施形態では、第１実施形態のスクリーン１０を用いて説明したが、第２実施形態のスクリーン４０や、第３実施形態のスクリーン５０であっても良い。
【００６５】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、フレネル板、拡散板、レンチキュラ板の配置の順番は上記の配置に限らない。また、スクリーンはフレネル板、拡散板、レンチキュラ板の３層からなる必要はなく、フレネル板、レンチキュラ板のいずれかの板の中に拡散板が含まれる２層構造であっても良い。すなわち、フレネル板、レンチキュラ板のいずれかの板の中に溶媒及び粒子を設け、振動付与手段により振動させる構成であっても良い。
また、溶媒，粒子の材料及び粒子の大きさや重さ等の条件により、粒子が沈むことを防いでいるが、より粒子の沈殿を防ぐために、基板と駆動基板とに挟まれた領域を複数の領域に区画しても良い。この構成では、溶媒中の粒子が所定の領域内を移動（振動）することになるため、粒子が拡散板の下端側に沈殿するのを防ぎ、溶媒内に均一に粒子を分散させることが可能となる。
さらには、複数のマイクロカプセルを用いて、マイクロカプセル内に複数の粒子を設けた構成であっても良い。
【００６６】
また、フレネル板を用いて説明したが、これに限らず、入射した光を屈折させる屈折作用を有するものであれば良く、例えば、ホログラムシート等であっても良い。
さらに、蒲鉾状のマイクロレンズ素子が形成されたレンチキュラ板を用いたが、これに限らず、例えば、レンチキュラ板を平面視したときの形状が略円形または略楕円形のマイクロレンズ素子が形成された光学素子であっても良い。また、光学部材は、光透過性を有する板状の部材であれば良く、例えば、ガラス等であっても良い。
【００６７】
また、光源として干渉性の高いレーザ光源を用いたが、可干渉性を有する光源であれば効果的であり、光源としては、例えば、高圧水銀ランプ，ＬＥＤ等であっても良い。
また、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、反射型の液晶ライトバルブ、および、微小ミラーアレイデバイスを光変調素子として用いることができる。その際には、投射光学系の構成は適宜変更される。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの概略構成図である。
【図２】本発明のプロジェクタの投射光学系の概略構成図である。
【図３】図１のプロジェクタのスクリーンの概略構成を示す斜視図である。
【図４】図１のプロジェクタのスクリーンを示す要部断面図である。
【図５】図１のプロジェクタのスクリーンの詳細を示す要部断面図である。
【図６】図５のプロジェクタのスクリーンを示す拡大断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの反射型スクリーンの一例を示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るプロジェクタのスクリーンの概略構成図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る振動付与手段の駆動のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１０】図８のプロジェクタのスクリーンの溶媒の流れを示す平面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るプロジェクタのスクリーンの変形例を示す概略構成図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係るプロジェクタのスクリーンの概略構成図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る画像表示装置の概略構成図である。
【図１４】シンチレーションの原理を示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
Ａ…画像表示領域（画像形成領域）、１…リアプロジェクタ（プロジェクタ）、１０，４０，５０…スクリーン、１２…拡散板（光拡散板）、１５ａ…駆動電極（一方向電極）、１５ｂ…共通電極（他方向電極）、１６，４２…圧電駆動素子（振動付与手段）、２１…対向基板（基板）、２２…駆動基板（基板）、２３ａ…溶媒（媒質）、２３ｂ…粒子（光散乱材）、３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ…レーザ光源（光源装置）、３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ…液晶ライトバルブ（光変調装置）、３７…投射レンズ（投射装置）、４３，５４…制御部、１００…画像表示装置、１０１…光源装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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