(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】第１基板及び第２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、第１基板及び前記第２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、該光拡散板１２に振動を付与する振動付与手段とを備え、第１基板及び前記第２基板のうち少なくとも一方が弾性体であ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】
第１基板及び第２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、前記第１基板及び前記第２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、
該光拡散板に振動を付与する振動付与手段とを備え、
前記第１基板及び前記第２基板のうち少なくとも一方が弾性体であることを特徴とするスクリーン。
【請求項２】
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に記載のスクリーン。
【請求項３】
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または請求項２に記載のスクリーン。
【請求項４】
前記媒質が粘性を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスクリーン。
【請求項５】
前記振動付与手段が所定の時間間隔をあけて間欠的に駆動されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスクリーン。
【請求項６】
前記所定の時間間隔がランダムであることを特徴とする請求項５に記載のスクリーン。
【請求項７】
前記振動付与手段が超音波振動子であ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】
前記振動付与手段が往復運動を行うアクチュエータであ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、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１１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、第１基板及び第２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、前記第１基板及び前記第２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、該光拡散板に振動を付与する振動付与手段とを備え、前記第１基板及び前記第２基板のうち少なくとも一方が弾性体であることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るスクリーンでは、第１基板及び第２基板のうち少なくとも一方が弾性体であるため、振動付与手段の駆動により、第１基板及び第２基板のうち一方が全体的に揺れ動く。この基板の動きに伴い、媒質中の光散乱材を移動（振動）させることができる。すなわち、第１基板及び第２基板のうち少なくとも一方が弾性体であるため、弾性体からなる基板がランダム（不規則）に振動する。これにより、媒質が揺動するため、媒質中の光散乱材もランダムに移動する。
これにより、媒質中の様々な位置に移動した光拡散材に光が照射されるため、拡散層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、拡散部材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。
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が好ましい。
【００１４】
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、あるいは、８の字軌道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（揺動）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。
【００１５】
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。
本発明に係るスクリーンでは、振動付与手段が画像形成領域外に設けられているため、特に、透過型のスクリーンの場合、画像形成領域内を光が通過するが、どの位置に振動付与手段を配置しても、表示される画像に影響を及ぼすことがないので、鮮明な画像を表示することが可能となる。
【００１６】
また、本発明のスクリーンは、前記媒質が粘性を有することが好ましい。
本発明に係るスクリーンでは、媒質が粘性を有するため、振動付与手段により光拡散板に付与された振動が媒質に伝搬され易くなり、所定の時間、振動が持続される。したがって、媒質の振動はゆっくり減衰が進むので、効率良く媒質内の光拡散材を振動させ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所定の時間間隔をあけて間欠的に駆動されることが好ましい。
【００１８】
本発明に係るスクリーンでは、第１基板及び第２基板のうち少なくとも一方が弾性体であるため、振動付与手段を駆動させ光拡散板を移動（振動）させた後、振動付与手段の駆動を止めても、弾性体の基板は揺れ続ける。そして、弾性体の基板は一定の時間振動し続けた後、振動は減衰するが、振動付与手段が所定の時間間隔ごとに駆動されているので、再び光拡散板は移動（振動）する。このように、振動付与手段を所定の時間間隔ごとに駆動させることで、媒質内の光散乱材を移動（振動）させることができるので、振動付与手段の駆動エネルギを抑えることが可能となる。すなわち、振動付与手段の駆動の省電力化を図ることが可能となる。
また、振動付与手段を所定の時間間隔ごとに駆動させることで、振動付与手段の駆動に起因する音の更なる低減を図ることが可能となる。
【００１９】
また、本発明のスクリーンは、前記所定の時間間隔がランダムであることが好ましい。
本発明に係るスクリーンでは、振動付与手段が駆動される間隔がランダム（不規則）である、すなわち、振動付与手段の駆動が一定ではないため、媒質内の光散乱部材の移動（振動）のランダム性が増すことになる。したがって、スクリーンから射出される光のシンチレーションがより抑えられ、さらに良質な画像を表示することができる。
【００２０】
また、本発明のスクリーンは、前記振動付与手段が超音波振動子であることが好ましい。
本発明に係るスクリーンでは、振動付与手段が超音波振動子であるため、応答性が良く、動作が静かであるため、音及び振動の発生を抑制することができる。したがって、駆動手段の駆動に伴う騒音の発生を防止し、静粛性の高いスクリーンを提供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往復運動を行うアクチュエータであることが好ましい。
本発明に係るスクリーンでは、振動付与手段として、例えば、小型のソレノイドを用いることができるため、スクリーン全体の小型化を図ることが可能となる。
【００２２】
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。
【００２３】
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つつ、シンチレーションを低減させた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。
【００２４】
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画像表示装置。
【００２５】
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、シンチレーションを低減しつつ、画像ボケの発生を抑えた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】
【００２６】
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。
【００２７】
［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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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第１基板２１と、射出側に配置された第２基板２２と、分散媒２３とを備えている。第１基板２１は光透過性を有し、例えばガラス板である。なお、第１基板２１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、第２基板２２は弾性体（例えば、シリコンゴム）からなっている。さらに、拡散板１２の上端面１２ａには振動供給部１４が設けられている。
【００３７】
また、分散媒２３は、第１基板２１と第２基板２２との間には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。
【００３８】
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。
【００３９】
次に、振動供給部１４について説明する。
振動供給部１４は、図６に示すように、超音波を発生させる超音波振動素子（振動付与手段）１５と、超音波振動素子１５を制御する制御部１６とを備えている。また、超音波振動素子１５は、拡散板１２の水平方向の長さと同じ長さとなっている。さらに、複数の超音波振動素子１５は、制御部１６に制御された発振回路１７に接続されている。これにより、制御部１６の制御信号により発振回路１７の発振信号が生成され、超音波振動素子１５は、超音波を発生する。
また、超音波振動素子１５は、平板状の圧電セラミックスからなり、図５に示すように、第１基板２１の上端面２１ａ，封止材２４及び第２基板２２の上端面２２ａに接触して設けられている。また、超音波振動子１５は筐体２の開口部２ａに固定されている。
また、超音波振動素子１５が発生する超音波の周波数は例えば１００ｋＨｚである。
【００４０】
制御部１６による超音波振動素子１５の駆動パターンは複数あるが、一例である超音波振動素子１５の駆動と時間との関係について、図７に示すタイミングチャートを用いて説明する。
超音波振動子１５に、図７に示すように、所定時間の間隔をあけて電圧が印加される。すなわち、第２基板２２が弾性体からなるため、超音波振動子１５による駆動が止まっても、所定の時間の間、第２基板２２は揺れ続けることができるので、超音波振動素子１５を間欠に駆動させることが可能となる。
【００４１】
また、超音波振動素子１５の駆動開始時刻をＳ１とし、２番目の超音波振動素子１５の駆動開始時刻をＳ２とし、３番目の超音波振動素子１５の駆動開始時刻をＳ３とし、４番目の超音波振動素子１５の駆動開始時刻をＳ４とする。このとき、時刻Ｓ１と時刻Ｓ２との時間間隔をｔ１とし、時刻Ｓ２と時刻Ｓ３との時間間隔をｔ２とし、時刻Ｓ３と時刻Ｓ４との時間間隔をｔ３とする。このとき、時間間隔ｔ１，ｔ２，ｔ３はそれぞれ異なる間隔、すなわち、一定ではない時間間隔で超音波振動素子１５を駆動させる。
また、時間間隔ｔ１，ｔ２，ｔ３は、超音波振動素子１５の１回の駆動による第２基板２２が振動し始めてから減衰するまでの時間より長くなっている。これにより、制御部１６において、第２基板２２が停止する前に、超音波振動素子１５により第２基板２２が再び振動される。
また、制御部１６は、第２基板２２の振動に節が生じないように、超音波振動素子１５を駆動している。なお、制御部１６が、第２基板２２の振動により生じる節が移動するように制御していても良い。
【００４２】
これにより、スクリーン１０の拡散板１２の弾性体からなる第２基板２２が、図８に示すように、ランダム（不規則）に振動する。この第２基板２２の振動により、溶媒２３ａが振動し、溶媒２３ａ内の粒子２３ｂもランダムに振動する。このように、超音波振動子１５による超音波の発生で粒子２３ｂが移動する。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、制御部により超音波振動子１５が制御されているため、超音波振動子１５の振動に伴い第２基板２２が振動する。この第２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。
【００４８】
本実施形態に係るスクリーン１０では、第２基板２２が弾性体からなるため、ランダム（不規則）に振動するので、溶媒２３ａがランダムに揺動する。これに伴い、溶媒２３ａ内の粒子２３ｂもランダムに移動するため、拡散板１２から射出される光は拡散状態が時間的に変化する。このようにして、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。
また、第２基板２２が弾性体からなるため、第２基板２２を常時駆動させる必要がないため、余分なエネルギーを消費せずに効率的に溶媒２３ａ内の粒子２３ｂを連続的に運動させることが可能となる。したがって、超音波振動素子１５を間欠的に駆動させることにより、省電力化を実現することが可能となる。
【００４９】
また、観察者に遠い側の第２基板２２が弾性体であり、観察者側に近い側の第１基板２１は振動しないため、観察者がスクリーン１０から射出される画像をより快適に鑑賞することが可能となる。
さらに、時間間隔ｔ１，ｔ２，ｔ３は、超音波振動素子１５の１回の駆動による第２基板２２が振動し始めて減衰するまでの時間より長くなっているため、第２基板２２が停止する前に、超音波振動素子１５により第２基板２２が再び振動される。これにより、溶媒２３ａ中の粒子２３ｂが連続的に移動（振動）するため、粒子２３ｂは死点（動きが一瞬でも止まる点）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。
つまり、本実施形態のスクリーン１０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】
なお、溶媒２３ａが粘性を有していても良い。溶媒２３ａを粘性の大きい材料により形成することで、溶媒２３ａ自体が弾性を有することになるため、超音波振動素子１５から発生した超音波が、溶媒２３ａに伝播し易くなる。また、溶媒２３ａとしては、例えば、シリコンオイル等の粘度の選択幅の大きな透明媒体が挙げられる。また、溶媒２３ａを粘性の小さい材料により形成しても、第１，第２基板２１，２２のうち少なくとも一方に良好な弾性があれば、減衰速度が落ちるので、基板全体がある減衰を持って振舞うため同様の効果が期待できる。
これにより、溶媒２３ａは、所定の時間の間振動を持続し、ゆっくりと減衰が進むので、良好な減衰特性を示すことになる。したがって、媒質の振動はゆっくり減衰が進むので、本実施形態で示した時間間隔ｔ１，ｔ２，ｔ３よりも長い時間間隔で超音波振動子１５を駆動させることができる。したがって、さらに効率的に溶媒２３ａ内の粒子２３ｂを振動させることができるため、超音波振動素子１５の駆動のより省電力化を図ることが可能となる。
また、第１基板２１が弾性体であっても良く、また、第１基板２１及び第２基板２２のいずれの基板も弾性体であっても良い。第１，第２基板２１，２２が弾性体を有することにより、溶媒２３ａの振動の減衰がより遅くなる。したがって、さらに長い時間間隔で超音波振動素子を駆動させることができるため、より省電力化を図ることが可能となる。
また、本実施形態のように、一定ではない時間間隔により超音波振動素子１５を駆動させたが、一定の間隔をあけて超音波振動素子１５を駆動させても良い。この構成では、制御部１６による超音波振動素子１５の制御が容易となる。
【００５１】
また、振動付与手段として超音波振動素子１５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。例えば、振動付与手段が往復運動を行うアクチュエータであっても良い。この構成では、振動付与手段として、例えば、小型のソレノイドを用いることができるため、スクリーン全体の小型化を図ることが可能となる。また、アクチュエータとしては、モーターに偏心軸を取り付けてクランクを動かすリードスクリュー（ボールねじ）を用いる等により、拡散板１２を振動させても良い。
【００５２】
また、超音波振動子１５が拡散板１２の外周端面に沿って各端面に設けられていても良い。さらに、各端面ごとに複数の超音波振動素子が配置された構成であっても良い。この構成では、制御部１６により、複数の超音波振動子１５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が可能となる。また、第２基板２２の端面に対して斜め方向に振動が加わるように超音波振動子１５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、振動付与手段として超音波振動素子１５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】
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９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、第２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、第２基板２２側には光が透過しないため、画像表示領域Ａの外に超音波振動子１５を設ける必要がない。このように、反射型スクリーンに用いた場合は、超音波振動子１５の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、第２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。
【００５４】
［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１０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１０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。
【００５５】
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。
【００５６】
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、第１基板と第２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。
【００５７】
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。
【００５８】
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】
【００５９】
【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振動付与手段を示す要部断面斜視図である。
【図６】図１のプロジェクタのスクリーンを示す平面図である。
【図７】図１のプロジェクタのスクリーンの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８】図７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９】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１０】本発明の第２実施形態に係る画像表示装置の概略構成図である。
【図１１】シンチレーションの原理を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
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）、１５…超音波振動子、１６…制御部、２１…第１基板、２２…第２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）、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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