(57)【要約】      （修正有）【課題】観察者がいる領域の広範囲において明るく均一な投写像を観察できるスクリーン等を提供する。【解決手段】マイクロレンズ素子１７０ａは、所定領域を有する基準平面上に配列され、第２面Ｓ２ａの領域の略中心の位置を基準中心位置Ｃａとし、平面Ｂａと第１面Ｓ１ａとの接点を基準平面上に投影した位置を頂点曲率位置Ｔａとしたときに、第１面Ｓ１ａは、基準平面上におけるマイクロレンズ素子の基準中心位置Ｃａに応じて、基準中心位置Ｃａと頂点曲率位置ＴａとがプラスＹ方向に所定距離Ｄａだけ異なるような曲率を有する。【選択図】        図４−１
2005070631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光の入射側に設けられ、曲率を有する第１面と、前記第１面に入射した前記入射光が透過する略平面形状の第２面とを有する複数のマイクロレンズ素子からなるマイクロレンズアレイを有するスクリーンであって、
前記複数のマイクロレンズ素子は、所定領域を有する基準平面上に配列され、
前記マイクロレンズ素子の前記第２面の領域の略中心の位置を基準中心位置とし、
前記マイクロレンズ素子の前記第１面に接する平面と前記基準平面とが略平行になる場合の、前記第１面に接する前記平面と前記第１面との接点を前記基準平面上に投影した位置を頂点曲率位置とそれぞれしたときに、
前記第１面は、前記基準平面上における前記マイクロレンズ素子の前記基準中心位置に応じて、前記基準中心位置と前記頂点曲率位置とが所定方向に所定距離だけ異なるような前記曲率を有することを特徴とするスクリーン。
【請求項２】
前記マイクロレンズ素子の前記基準中心位置と、前記基準平面上の所定位置との間の距離と、前記マイクロレンズ素子の前記基準中心位置と、前記マイクロレンズ素子の前記頂点曲率位置との間の前記所定距離とは、略比例す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】
前記マイクロレンズ素子の前記基準中心位置に対する前記基準平面上の所定位置の向きと、前記マイクロレンズ素子の前記基準中心位置に対する前記マイクロレンズ素子の前記頂点曲率位置の向きとは略同一であることを特徴とする請求項１又は２に記載のスクリーン。
【請求項４】
それぞれの前記マイクロレンズ素子は、所定の領域を略均一な光強度分布で照射するように前記入射光を屈折させて射出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項５】
前記入射光を略平行光に変換して、前記マイクロレンズアレイ側へ射出するフレネルレンズを有し、
前記マイクロレンズ素子は、前記フレネルレンズからの前記略平行光を屈折させて射出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項６】
前記マイクロレンズ素子は、発散光又は収束光である前記入射光を屈折させて射出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項７】
前記第１面で屈折され、前記第２面を透過した前記入射光を反射する反射面をさらに有し、
前記反射面は、前記入射光を前記第１面の方向へ反射し、
前記第１面は、前記反射面からの前記入射光を屈折させて射出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項８】
所定面にスクリーンを備えた筐体と、
前記筐体の内部には、
第１色光、第２色光、及び第３色光を含む光を供給する光源部と、
前記光源部から供給される光を前記第１色光と、前記第２色光と、前記第３色光とに分離する色分離光学系と、
前記第１色光を画像信号に応じて変調する第１色光用空間光変調装置と、
前記第２色光を画像信号に応じて変調する第２色光用空間光変調装置と、
前記第３色光を画像信号に応じて変調する第３色光用空間光変調装置と、
前記第１色光用空間光変調装置、前記第２色光用空間光変調装置、及び前記第３色光用空間光変調装置でそれぞれ変調された前記第１色光と、前記第２色光と、前記第３色光とを合成する色合成光学系と、
前記色合成光学系にて合成された光を投写する投写光学系と、を有し、
前記スクリーンは、請求項１〜６のいずれか一項に記載のスクリーンであることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項９】
第１色レーザ光と、第２色レーザ光と、第３色レーザ光との各色レーザ光を、それぞれ画像信号に応じて変調し、射出するレーザ光発生部と、
前記レーザ光発生部からの前記各色レーザ光を反射する反射面を有し、互いに直交する所定の２軸を中心として前記反射面を回動させることにより、前記各色レーザ光を二次元方向に走査させる光走査部と、
前記光走査部により走査された前記各色レーザ光によって投写像を表示するスクリーンと、を有し、
前記スクリーンは、請求項１〜６のいずれか一項に記載のスクリーンであることを特徴とするプロジェクタ。
【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、特に、マイクロレンズアレイを用いたスクリーンの技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクタからの投写光を透過又は反射させて投写像を形成するスクリーンには、マイクロレンズアレイが用いられている。マイクロレンズアレイは、複数のマイクロレンズ素子からなる。マイクロレンズアレイの各マイクロレンズ素子は、投写光を所定の方向へ屈折させることにより、投写光を観察者の方向へ進行させる。このため、スクリーンにマイクロレンズアレイを設けることにより、光利用効率を向上させ、良好な視野を確保することができる。マイクロレンズアレイを有するスクリーンの技術としては、例えば、特許文献１に提案されているものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スクリーンに用いられる従来のマイクロレンズアレイは、スクリーンの周辺部のマイクロレンズ素子の光散乱角度が、スクリーンの中心部のマイクロレンズ素子の光散乱角度より大きい。スクリーンの周辺部のマイクロレンズ素子の光散乱角度が大きいと、スクリーンの周辺部を透過又は反射する投写光は、より広い範囲に広がることとなる。このため、スクリーンの中心位置では良好な光量の投写像を得られるのに対して、スクリーンの周辺位置では投写像が暗くなるという問題がある。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、観察者がいる領域の広範囲において明るく均一な投写像を観察できるスクリーン、及びプロジェクタ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】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、入射光の入射側に設けられ、曲率を有する第１面と、第１面に入射した入射光が透過する略平面形状の第２面とを有する複数のマイクロレンズ素子からなるマイクロレンズアレイを有するスクリーンであって、複数のマイクロレンズ素子は、所定領域を有する基準平面上に配列され、マイクロレンズ素子の第２面の領域の略中心の位置を基準中心位置とし、マイクロレンズ素子の第１面に接する平面と基準平面とが略平行になる場合の、第１面に接する平面と第１面との接点を基準平面上に投影した位置を頂点曲率位置とそれぞれしたときに、第１面は、基準平面上におけるマイクロレンズ素子の基準中心位置に応じて、基準中心位置と頂点曲率位置とが所定方向に所定距離だけ異なるような曲率を有することを特徴とするスクリーンを提供することができる。
【０００６】
本発明のスクリーンのマイクロレンズアレイは、スクリーンの基準平面上におけるマイクロレンズ素子の位置に応じて、マイクロレンズ素子を偏芯させた形状とする。基準平面上におけるマイクロレンズ素子の位置とは、マイクロレンズ素子の基準中心位置である。各マイクロレンズ素子は、基準中心位置と頂点曲率位置とが所定方向に所定距離だけ異なるように第１面の曲率を有する。例えば、投写レンズの光軸位置に、基準中心位置を通過する垂線に対して回転対称な形状の第１面を有するマイクロレンズ素子を配置する。回転対称な第１面のマイクロレンズ素子を配置すると、マイクロレンズ素子への入射光は、第１面で屈折して投写レンズの光軸方向に進行する。このため、投写レンズの光軸位置近傍の光は、投写レンズの光軸を中心とする範囲に散乱する。また、スクリーンの周辺部には、投写レンズの光軸位置の方向に、頂点曲率位置が基準中心位置からずれた形状の第１面を有するマイクロレンズ素子を配置する。投写レンズの光軸位置の方向に頂点曲率位置を基準中心位置からずらすことにより、マイクロレンズ素子の第１面は、投写レンズの光軸の方向に変曲した形状をなす。このように偏芯した形状のマイクロレンズ素子を配置すると、マイクロレンズ素子への入射光は、第１面で屈折して投写レンズの光軸の向きに進行する。このため、スクリーンの周辺部近傍の光は、投写レンズの光軸の方向に傾いた範囲に散乱する。このようにして、投写光を所望の範囲に集めることができる。所望の範囲に投写光を集めるため、スクリーンの周辺部においても明るい投写像を得ることができる。また、スクリーンの周辺部近傍の光が投写レンズの光軸の方向と離れる方向に散乱することを防止し、光利用効率の低下も低減できる。投写光が集まる範囲には、スクリーン上の各位置からの射出光が散乱する。このため、すべての位置からの射出光を適切な光量で観察でき、投写像を均一にすることができる。これにより、観察者がいる領域の広範囲において明るく均一な投写像を観察できるスクリーンを得られる。
【０００７】
また、本発明の好ましい態様によれば、マイクロレンズ素子の基準中心位置と、基準平面上の所定位置との間の距離と、マイクロレンズ素子の基準中心位置と、マイクロレンズ素子の頂点曲率位置との間の所定距離とは、略比例することが望ましい。例えば、スクリーンの基準平面上の所定位置を、投写レンズの光軸位置とする。このとき、マイクロレンズ素子は、基準中心位置と投写レンズの光軸位置との間の距離と、基準中心位置と頂点曲率位置との間の所定距離とが略比例するような頂点曲率位置を有する。このため、投写レンズの光軸位置から離れるに従って、マイクロレンズ素子の第１面は、より大きく変曲した形状となる。また、投写レンズの光軸位置近傍のマイクロレンズ素子の第１面は、基準中心位置を通過する垂線に対して回転対称な形状に近い形状となる。このような形状のマイクロレンズ素子を配置することにより、投写光を所望の範囲に的確に集めることができる。これにより、観察者がいる領域の広範囲において明るく均一な投写像を観察できるスクリーンを得られる。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様によれば、マイクロレンズ素子の基準中心位置に対する基準平面上の所定位置の向きと、マイクロレンズ素子の基準中心位置に対するマイクロレンズ素子の頂点曲率位置の向きとは略同一であることが望ましい。投写レンズの光軸位置をスクリーンの基準平面上の所定位置とすると、マイクロレンズ素子の頂点曲率位置は、基準中心位置に対して、マイクロレンズ素子の位置に対する投写レンズの光軸の向きと同一の向きに位置する。このため、スクリーンの周辺部のマイクロレンズ素子の第１面は、投写レンズの光軸の方向に偏芯するように変曲した形状となる。このような形状のマイクロレンズ素子を配置することにより、投写光を所望の範囲に的確に集めることができる。これにより、観察者がいる領域の広範囲において明るく均一な投写像を観察できるスクリーンを得られる。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様としては、それぞれの前記マイクロレンズ素子は、所定の領域を略均一な光強度分布で照射するように前記入射光を屈折させて射出することが望ましい。マイクロレンズアレイのマイクロレンズ素子を上記のように偏芯させることにより、所定の領域を略均一な光強度分布で照射するように入射光を屈折させることができる。このため、観察者がいる領域を略均一な光強度分布で照射するように入射光を進行させることができる。これにより、観察者がいる領域の広範囲において明るく均一な投写像を表示可能なスクリーンを得られる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様としては、入射光を略平行光に変換して、マイクロレンズアレイ側へ射出するフレネルレンズを有し、マイクロレンズ素子は、フレネルレンズからの略平行光を屈折させて射出することが望ましい。フレネルレンズは、入射光を回折させて偏向する機能を有する。フレネルレンズをマイクロレンズアレイの入射側に設けることにより、入射光を略平行光にして各マイクロレンズ素子に供給する。各マイクロレンズ素子は、観察者がいる領域を略均一な光強度分布で照射するように略平行光を屈折して射出することができる。フレネルレンズが入射光を略平行光とするため、フレネルレンズを設けると、入射光を所望の方向へ偏向するための各マイクロレンズ素子の設計を容易にすることができる。これにより、スクリーンの設計を容易にすることができる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様としては、マイクロレンズ素子は、発散光又は収束光である入射光を屈折させて射出することが望ましい。各マイクロレンズ素子を偏芯させた形状とすることにより、平行光に変換されていない投写レンズからの発散光又は収束光を、観察者がいる領域を略均一な光強度分布で照射するように屈折して射出することができる。マイクロレンズ素子が、直接観察者がいる領域を略均一に照射するように入射光を屈折して射出することが可能であれば、入射光を略平行光にするためのフレネルレンズが不要となる。フレネルレンズは、予め設定された入射角度以外の入射光を所望の方向へ回折しない。また、回折作用により、不要な次数の回折光を生ずる。このため、フレネルレンズを用いると光量の損失を生じてしまう。従って、フレネルレンズを不要とすれば、フレネルレンズによる光量の損失がなくなるため、光利用効率を向上することができる。また、フレネルレンズを不要とすると、部品点数が減少し、スクリーンを安価で簡易な構成とすることができる。これにより、光利用効率を向上し、安価で簡易な構成のスクリーンを得られる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様としては、第１面で屈折され、第２面を透過した入射光を反射する反射面をさらに有し、反射面は、入射光を第１面の方向へ反射し、第１面は、反射面からの入射光を屈折させて射出することが望ましい。入射光を反射面で反射させ、さらに第１面で屈折させることにより、観察者がいる所定の領域の略全領域にスクリーンへの入射光を進行させることができる。これにより、観察者がいる領域の広範囲において明るく均一な投写像を観察できる反射型のスクリーンを得られる。
【００１３】
さらに、本発明によれば、所定面にスクリーンを備えた筐体と、筐体の内部には、第１色光、第２色光、及び第３色光を含む光を供給する光源部と、光源部から供給される光を第１色光と、第２色光と、第３色光とに分離する色分離光学系と、第１色光を画像信号に応じて変調する第１色光用空間光変調装置と、第２色光を画像信号に応じて変調する第２色光用空間光変調装置と、第３色光を画像信号に応じて変調する第３色光用空間光変調装置と、第１色光用空間光変調装置、第２色光用空間光変調装置、及び第３色光用空間光変調装置でそれぞれ変調された第１色光と、第２色光と、第３色光とを合成する色合成光学系と、色合成光学系にて合成された光を投写する投写光学系と、を有し、スクリーンは、上記のスクリーンであることを特徴とするプロジェクタを提供することができる。いわゆるリア型プロジェクタは、投写光学系からの光をスクリーンに透過させて投写像を表示する。リア型プロジェクタのスクリーンとして上記のスクリーンを用いることにより、投写光学系からの投写光を観察者がいる所定の領域の略全領域に進行させることができる。これにより、観察者がいる領域の広範囲において明るく均一な投写像を観察できるリア型プロジェクタを得られる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様としては、第１色レーザ光と、第２色レーザ光と、第３色レーザ光との各色レーザ光を、それぞれ画像信号に応じて変調し、射出するレーザ光発生部と、レーザ光発生部からの前記各色レーザ光を反射する反射面を有し、互いに直交する所定の２軸を中心として反射面を回動させることにより、各色レーザ光を二次元方向に走査させる光走査部と、光走査部により走査された各色レーザ光によって投写像を表示するスクリーンと、を有し、スクリーンは、上記のスクリーンであることが望ましい。いわゆるレーザプロジェクタは、画像信号に応じて変調されたビーム状のレーザ光をスクリーンに透過させて投写像を表示する。リア型プロジェクタのスクリーンとして上記のスクリーンを用いることにより、レーザ光発生装置からのレーザ光を観察者がいる所定の領域の略全領域に進行させることができる。これにより、観察者がいる領域の広範囲において明るく均一な投写像を観察できるレーザプロジェクタを得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明に係るプロジェクタの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の実施例１に係るプロジェクタ１００の概略構成を示す。プロジェクタ１００は、筐体１８０に設けられたスクリーン１６０に投写光を透過させることによって画像を表示する、いわゆるリア型プロジェクタである。プロジェクタ１００の筐体１８０は、観察者側の所定面にスクリーン１６０を設けている。光源部１１０は、光を供給する発光部１０１とリフレクタ１０２とを有する。発光部１０１には、超高圧水銀ランプを用いることができる。発光部１０１は、第１色光であるＲ光、第２色光であるＧ光、及び第３色光であるＢ光を含む光を供給する。発光部１０１からの光は、直接又はリフレクタ１０２を反射して射出される。光源部１１０からの光は、照明光学系（不図示）により主光線に略平行とされたのち、フライアイ型インテグレータ１１２に入射する。フライアイ型インテグレータ１１２は、光源部１１０からの光の照度分布を均一化する。
【００１７】
フライアイ型インテグレータ１１２で照度分布を均一化された光は、偏光変換素子１１４にて特定の振動方向を有する偏光光、例えばｓ偏光光に変換される。ｓ偏光光に変換された光は、色分離光学系１２０を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー１２１に入射する。色分離光学系１２０は、光源部１１０から供給される光をＲ光と、Ｇ光と、Ｂ光とに分離する。以下、Ｒ光について説明する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー１２１は、Ｒ光を透過し、Ｇ光、Ｂ光を反射する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー１２１を透過したＲ光は、反射ミラー１２２に入射する。反射ミラー１２２は、Ｒ光の光路を９０度折り曲げる。光路を折り曲げられたＲ光は、第１色光用空間光変調装置であるＲ光用液晶表示装置１３０Ｒに入射する。Ｒ光用液晶表示装置１３０Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。なお、ダイクロイックミラーを透過しても、光の偏光方向は変化しないため、Ｒ光用液晶表示装置１３０Ｒに入射するＲ光は、ｓ偏光光のままの状態である。Ｒ光用液晶表示装置１３０Ｒに入射したｓ偏光光は、ｐ偏光光に変換されたのち、画像信号に応じた変調によりｓ偏光光に変換される。変調によりｓ偏光光に変換されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１４０に入射する。
【００１８】
次に、Ｇ光について説明する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー１２１で反射されたＧ光とＢ光とは、光路を９０度折り曲げられる。光路を折り曲げられたＧ光とＢ光とは、色分離光学系１２０を構成するＢ光透過ダイクロイックミラー１２３に入射する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１２３は、Ｇ光を反射し、Ｂ光を透過する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１２３で反射されたＧ光は、第２色光用空間光変調装置であるＧ光用液晶表示装置１３０Ｇに入射する。Ｇ光用液晶表示装置１３０Ｇは、Ｇ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。Ｇ光用液晶表示装置１３０Ｇに入射するＧ光は、ｓ偏光光に変換されている。Ｇ光用液晶表示装置１３０Ｇに入射したｓ偏光光は、画像信号に応じた変調により、ｐ偏光光に変換される。変調によりｐ偏光光に変換されたＧ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１４０に入射する。
【００１９】
次に、Ｂ光について説明する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１２３を透過したＢ光は、リレーレンズ１２４を透過した後、反射ミラー１２５により光路を９０度折り曲げられる。そして、Ｂ光は、さらにリレーレンズ１２６を透過し、反射ミラー１２７により光路を９０度折り曲げられて、第３色光用空間光変調装置であるＢ光用液晶表示装置１３０Ｂに入射する。Ｂ光用液晶表示装置１３０Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。なお、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１２３を透過したＢ光を２つのリレーレンズ１２４、１２６に透過させるのは、Ｂ光の光路の長さがＲ光及びＧ光の光路の長さよりも長いためである。２つのリレーレンズ１２４、１２６を用いることにより、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１２３を透過したＢ光を、そのままＢ光用液晶表示装置１３０Ｂに導くことができる。Ｂ光用液晶表示装置１３０Ｂに入射するＢ光は、ｓ偏光光に変換されている。Ｂ光用液晶表示装置１３０Ｂに入射したｓ偏光光は、ｐ偏光光に変換されたのち、画像信号に応じた変調により、ｓ偏光光に変換される。Ｂ光用液晶表示装置１３０Ｂで変調されたＢ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１４０に入射する。
【００２０】
色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１４０は、２つのダイクロイック膜１４２、１４４をＸ字型に直交して配置して構成されている。ダイクロイック膜１４２は、Ｒ光を反射し、Ｂ光、Ｇ光を透過する。ダイクロイック膜１４４は、Ｂ光を反射し、Ｒ光、Ｇ光を透過する。このように、クロスダイクロイックプリズム１４０は、Ｒ光用液晶表示装置１３０Ｒ、Ｇ光用液晶表示装置１３０Ｇ、Ｂ光用液晶表示装置１３０Ｂでそれぞれ変調されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光を合成する。なお、上述のように、Ｒ光用液晶表示装置１３０Ｒ、Ｂ光用液晶表示装置１３０Ｂからクロスダイクロイックプリズム１４０に入射される光は、ｓ偏光光となるように設定される。また、Ｇ光用液晶表示装置１３０Ｇからクロスダイクロイックプリズム１４０に入射される光は、ｐ偏光光となるように設定される。このようにクロスダイクロイックプリズム１４０に入射される光の偏光方向に差異をつけるのは、クロスダイクロイックプリズム１４０において各色光用液晶表示装置から射出される光を有効に合成するためである。ダイクロイック膜１４２、１４４は、通常、ｓ偏光光の反射特性に優れる。このため、ダイクロイック膜１４２、１４４で反射されるべきＲ光及びＢ光をｓ偏光光とし、ダイクロイック膜１４２、１４４を透過すべきＧ光をｐ偏光光としている。投写レンズ１５０は、クロスダイクロイックプリズム１４０で合成された光を反射ミラー１５２の方向へ投写する。反射ミラー１５２は、投写レンズ１５０からの投写光をスクリーン１６０の方向へ反射する。スクリーン１６０は、反射ミラー１５２で反射された投写光を透過させることにより、投写像を表示する。
【００２１】
次に、スクリーン１６０の構成について説明する。スクリーン１６０は、一方の面に変調光を投写し、他方の面から投写像を鑑賞する透過型スクリーンである。スクリーン１６０は、複数のマイクロレンズ素子１７０からなるマイクロレンズアレイ１７２を有する。マイクロレンズアレイ１７２は、基板１６４の複数の凹部に光学的透明樹脂層１６６を充填することにより形成されている。マイクロレンズ素子１７０は、ＸＹ平面に略平行な基準平面１７４上に配列されている。基準平面１７４は、光学的透明樹脂層１６６に含まれており、基板１６４の複数の凹部により決定される面である。基板１６４は、光学的に透明な部材、例えば、硝子部材や、透明樹脂部材により形成することができる。基板１６４の光入射側には、フレネルレンズ１６２が設けられている。フレネルレンズ１６２は、回折作用により、反射ミラー１５２からの入射光をスクリーン１６０に対し略垂直方向に主軸がある拡散光に変換する。また、基板１６４は、光学的透明樹脂層１６６を介して散乱層１６８と接着されている。
【００２２】
図２に示すように、散乱層１６８は、多数の拡散材片２６０を含む。拡散材片２６０には、球状又はクラッシュ形状の樹脂からなるチップ等を用いることができる。拡散材片２６０は、拡散材片２６０の周辺部とは屈折率を異ならせることにより、拡散材片２６０に入射する光を散乱させる。これにより、投写像に、照度むらであるいわゆるシンチレーションが発生することを防止できる。なお、拡散材片２６０で入射光が拡散することにより入射光の損失を生じる場合がある。このとき損失する光の光量は、全入射光の光量と比較して微量である。従って、入射光を拡散させることによる効果を鑑みると、スクリーン１６０に拡散材片２６０を用いることが好ましい。
【００２３】
次に、マイクロレンズアレイ１７２について説明する。図３は、マイクロレンズアレイ１７２を投写光の入射側から見た概略構成を示す。マイクロレンズアレイ１７２は、基準平面１７４上に複数のマイクロレンズ素子１７０を配列している。複数のマイクロレンズ素子１７０は、基準平面１７４上において略直交する格子状に配列されている。ここで、マイクロレンズアレイ１７２の理解のために、マイクロレンズアレイ１７２は、マイクロレンズ素子１７０を５行５列に配列しているものとして説明する。図３に示すマイクロレンズアレイ１７２は、マイクロレンズ素子１７０をＸ方向に５個、Ｙ方向に５個の格子状に配列している。
【００２４】
各マイクロレンズ素子１７０は、入射光が入射する側に設けられ、曲率を有する第１面Ｓ１と、第１面Ｓ１に入射した入射光が透過する略平面形状の第２面Ｓ２とからなる。図３において、各マイクロレンズ素子１７０は、第２面Ｓ２の輪郭（外周配置部）により示している。各マイクロレンズ素子１７０の第２面Ｓ２の輪郭は、略円形である。各マイクロレンズ素子１７０は、第２面Ｓ２と基準平面１７４とが接するように配置されている。各マイクロレンズ素子１７０の第１面Ｓ１は、第２面Ｓ２に対して、マイナスＺ方向に凸面を向けた曲率を有する。マイクロレンズアレイ１７２への入射光は、マイクロレンズ素子１７０の第１面Ｓ１に入射し、第２面Ｓ２から射出する。投写レンズ１５０からの入射光は、図１に示すフレネルレンズ１６２によりＺ軸に略平行に偏向される。そして、図１に示した投写レンズ１５０の光軸上の光は、基準平面１７４上の光軸位置Ｏを通過する。投写レンズ１５０の光軸ＯＺは、基準平面１７４上の光軸位置Ｏを通過し、かつＺ軸に略平行である。なお、マイクロレンズ素子１７０の基準中心位置Ｃと、頂点曲率位置Ｔと、距離Ｄとの詳細については、次のマイクロレンズ素子１７０の形状についての説明の中で述べることとする。
【００２５】
図４−１〜図４−５は、図３に示す５つのマイクロレンズ素子１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃ、１７０ｄ、１７０ｅの、直線ＡＡ’における断面を示す。５つのマイクロレンズ素子１７０ａ〜１７０ｅは、それぞれ、曲面を有する第１面Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ１ｃ、Ｓ１ｄ、Ｓ１ｅと、基準平面１７４に接する平面である第２面Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ２ｃ、Ｓ２ｄ、Ｓ２ｅとを有する。基準中心位置Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃ、Ｃｄ、Ｃｅは、各マイクロレンズ素子１７０ａ〜１７０ｅの第２面Ｓ２ａ〜Ｓ２ｅの領域の略中心の位置である。図４に示す縦軸は、基準中心位置Ｃａ〜Ｃｅを通過する第２面Ｓ２ａ〜Ｓ２ｅの垂線とする。言い換えると、縦軸は、基準中心位置Ｃａ〜Ｃｅを通過し、かつＺ軸に平行な直線である。また、横軸を、基準平面１７４上のＹ方向の直線とする。
【００２６】
図４−１に示すように、マイクロレンズ素子１７０ａの第１面Ｓ１ａは、基準平面１７４に対して略平行な平面Ｂａと、接点Ｐａで接している。接点Ｐａは、第２面Ｓ２ａから最も離れた第１面Ｓ１ａ上の点である。頂点曲率位置Ｔａは、接点Ｐａを基準平面１７４上に投影した位置である。図４−２〜図４−５に示すマイクロレンズ素子１７０ｂ、１７０ｃ、１７０ｄ、１７０ｅについても、マイクロレンズ素子１７０ａと同様にして、それぞれ第１面Ｓ１ｂ〜Ｓ１ｅと、平面Ｂｂ〜Ｂｅとから、頂点曲率位置Ｔｂ〜Ｔｅを定めることができる。
【００２７】
まず、図４−３に示すマイクロレンズ素子１７０ｃの形状について説明する。マイクロレンズ素子１７０ｃは、基準中心位置Ｃｃが光軸位置Ｏに略一致するように配置されている。マイクロレンズ素子１７０ｃの第１面Ｓ１ｃは、基準中心位置Ｃｃを通過する第２面Ｓ２ｃの垂線、即ち光軸ＯＺに関して略回転対称な形状である。また、第１面Ｓ１ｃの形状は、断面が図４に示すような楕円形状である非球面である。第１面Ｓ１ｃが略回転対称な形状であるため、頂点曲率位置Ｔｃは、基準中心位置Ｃｃと一致している。
【００２８】
次に、図４−１に示すマイクロレンズ素子１７０ａと、図４−２に示すマイクロレンズ素子１７０ｂとを例として、マイクロレンズ素子１７０ｃ以外のマイクロレンズ素子１７０の形状について説明する。マイクロレンズ素子１７０ａは、図３に示すように、マイクロレンズ素子１７０ａ〜１７０ｅのうちマイナスＹ側の端の位置に配置されている。マイクロレンズ素子１７０ａの頂点曲率位置Ｔａは、基準中心位置Ｃａから長さＤａだけプラスＹ向きに移動した位置である。第１面Ｓ１ａは、基準中心位置Ｃａを通過する第２面Ｓ２ａの垂線に対してプラスＹ方向に変曲した非対称な形状である。図３に示すように、マイクロレンズ素子１７０ａの基準中心位置Ｃａは、光軸位置ＯのマイナスＹ方向に位置している。マイクロレンズ素子１７０ａの基準中心位置Ｃａに対する基準平面１７４上の光軸位置Ｏの向きと、基準中心位置Ｃａに対する頂点曲率位置Ｔａの向きとは、いずれもプラスＹ方向で同一である。このようにして、マイクロレンズ素子１７０ａを、基準平面１７４上の所定位置である光軸位置Ｏに対するマイクロレンズ素子１７０ａの位置に応じて、頂点曲率位置Ｔａを移動させて偏芯させた形状とする。
【００２９】
マイクロレンズ素子１７０ｂは、図３に示すように、マイクロレンズ素子１７０ａとマイクロレンズ素子１７０ｃとの間の位置に配置されている。マイクロレンズ素子１７０ｂの基準中心位置Ｃｂに対する基準平面１７４上の光軸位置Ｏの向きは、マイクロレンズ素子１７０ａの場合と同様、プラスＹ方向である。このため、マイクロレンズ素子１７０ｂの頂点曲率位置Ｔｂも、基準中心位置ＣｂからプラスＹ方向に移動させた位置である。従って、第１面Ｓ１ｂは、第１面Ｓ１ａと同様、基準中心位置Ｃｂを通過する第２面Ｓ２ｂの垂線に対してプラスＹ方向に変曲した非対称な形状である。さらに、マイクロレンズ素子１７０ｂの基準中心位置Ｃｂは、マイクロレンズ素子１７０ａの基準中心位置Ｃａと光軸位置Ｏとの略中心の位置である。マイクロレンズ素子１７０ｂの基準中心位置Ｃｂから光軸位置Ｏまでの距離は、マイクロレンズ素子１７０ａの基準中心位置Ｃａから光軸位置Ｏまでの距離の略半分である。マイクロレンズ素子１７０ｂの基準中心位置Ｃｂと頂点曲率位置Ｔｂとの距離Ｄｂは、マイクロレンズ素子１７０ａの基準中心位置Ｃａと頂点曲率位置Ｔａとの距離Ｄａの長さ２αの略半分の長さαである。このように、マイクロレンズ素子１７０ｂの基準中心位置Ｃｂと光軸位置Ｏとの間の距離と、基準中心位置Ｃｂと頂点曲率位置Ｔｂとの間の距離とは、略比例している。このようにして、マイクロレンズ素子１７０ａ、１７０ｂは、光軸位置Ｏとマイクロレンズ素子１７０ａ、１７０ｂの位置との間の距離に応じて、頂点曲率位置Ｔａ、Ｔｂを移動させて偏芯させた形状とする。
【００３０】
以上述べたように、第１面Ｓ１ａ、Ｓ１ｂは、基準中心位置Ｃａ、Ｃｂと頂点曲率位置Ｔａ、Ｔｂとが所定方向に所定距離だけ異なるような曲率の形状をとる。図４に示すように、マイクロレンズ素子１７０ｄ、１７０ｅは、マイクロレンズ素子１７０ａ、１７０ｂと同様に基準中心位置Ｃｄ、Ｃｅと頂点曲率位置Ｔａ、Ｔｂとが所定方向に所定距離Ｄｄ、Ｄｅだけ異なるような曲率の形状をとる。さらに、図３に示す他のマイクロレンズ素子１７０についても、マイクロレンズ素子１７０ａ、１７０ｂと同様にして形状を決定することができる。図３に示す各マイクロレンズ素子１７０は、基準中心位置Ｃに対して所定方向に所定距離Ｄだけ離れた位置に頂点曲率位置Ｔを設けている。
【００３１】
次に、図５、図６、図７を用いて、マイクロレンズアレイ１７２による入射光の偏向について説明する。本実施例のスクリーン１６０のマイクロレンズアレイ１７２との比較として、まず、図５を用いて、従来のスクリーン５６０のマイクロレンズアレイ５７２による入射光の偏向について説明する。マイクロレンズアレイ５７２は、複数のマイクロレンズ素子５７０を有する。各マイクロレンズ素子５７０は、いずれも略同一の形状をなしている。各マイクロレンズ素子５７０が略同一形状であるため、フレネルレンズ１６２により略平行光にされた入射光は、各マイクロレンズ素子５７０で屈折されて、各マイクロレンズ素子５７０を中心として拡散する。領域ＡＲの中心の領域には、各マイクロレンズ素子５７０からの射出光が拡散するため、領域ＡＲの中心の位置では良好な投写像を観察できる。これに対して、領域ＡＲの中心から離れた領域には、一部のマイクロレンズ素子５７０からの射出光が十分に進行せず、領域ＡＲの中心から離れた位置では均一な投写像を観察できない場合がある。例えば、観察位置Ｐでは、マイクロレンズ素子５７０ｃと、マイクロレンズ素子５７０ｅからの射出光は良好に観察できる。これに対して、マイクロレンズ素子５７０ａからの射出光は、観察位置Ｐの方向に十分に進行していない。このため、観察位置Ｐで観察される投写像は、マイクロレンズ素子５７０ａからの射出光が弱く全体として不均一となる場合がある。これを防ぐために、従来のスクリーン５６０では、スクリーン５６０の周辺部のマイクロレンズ素子５７０の光散乱角度を、スクリーン５６０の中心部のマイクロレンズ素子５７０の光散乱角度より大きくしているものもある。しかし、スクリーン５６０の周辺部のマイクロレンズ素子５７０の光散乱角度を大きくすると、スクリーン５６０の周辺部のマイクロレンズ素子５７０から観察者がいる領域ＡＲとは異なる領域に進行する光が多くなる。領域ＡＲとは異なる領域に進行する光が増加すると、光利用効率が低下し、領域ＡＲで観察される投写像が暗くなる原因となり得る。
【００３２】
図６は、本実施例のプロジェクタ１００のスクリーン１６０による入射光の偏向の例を示す。ここでは、マイクロレンズアレイ１７２のマイクロレンズ素子１７０ａ〜１７０ｅを代表例として、入射光の偏向について説明を行う。投写レンズ１５０（図１参照）からの投写光は、フレネルレンズ１６２で略平行光に変換された後、マイクロレンズアレイ１７２に入射する。マイクロレンズアレイ１７２の光軸位置Ｏ近傍（図３参照）に入射した光は、マイクロレンズ素子１７０ｃに入射する。マイクロレンズ素子１７０ｃの第１面Ｓ１ｃは、上述のように、光軸ＯＺに対して略回転対称な形状である。このため、図７−１に示すように、マイクロレンズ素子１７０ｃに入射した光は、光軸ＯＺ上の位置が焦点となるように屈折される。そして、図６に示すように、マイクロレンズ素子１７０ｃに入射した光は、光軸ＯＺを略中心とする範囲に射出される。
【００３３】
マイクロレンズ素子１７０ａの第１面Ｓ１ａは、図７−２に示すように、基準中心位置Ｃａに対する光軸位置Ｏの位置に対応して、基準中心位置Ｃａに対して頂点曲率位置ＴａがプラスＹ方向に、所定距離だけ異なるような曲率を有する。このため、マイクロレンズ素子１７０ａに入射した光は、第２面Ｓ２ａの垂線に対してプラスＹ方向に、所定距離に対応して離れた位置が焦点となるように屈折される。そして、図６に示すように、マイクロレンズ素子１７０ａに入射した光は、光軸ＯＺの方向に屈折されて進行する。このようにして、マイクロレンズ素子１７０ａは、観察者がいる領域ＡＲの方向に入射光を偏向させる。
【００３４】
マイクロレンズ素子１７０ｅの第１面Ｓ１ｅは、図７−３に示すように、基準中心位置Ｃｅに対する光軸位置Ｏの位置に対応して、基準中心位置Ｃｅに対して頂点曲率位置ＴｅがマイナスＹ方向に、所定距離だけ異なるような曲率を有する。このため、マイクロレンズ素子１７０ｅに入射した光は、第２面Ｓ２ｅの垂線に対してマイナスＹ方向に、所定距離に対応して離れた位置が焦点となるように屈折される。そして、図６に示すように、マイクロレンズ素子１７０ｅに入射した光は、光軸ＯＺの方向に屈折されて進行する。このようにして、マイクロレンズ素子１７０ｅは、観察者がいる領域ＡＲの方向に入射光を偏向させる。このようにして、マイクロレンズ素子１７０ｃ、１７０ａ、１７０ｅに入射した光は、いずれも領域ＡＲの方向に進行する。このとき、観察位置Ｐでは、各マイクロレンズ素子１７０ｃ、１７０ａ、１７０ｅからの射出光を良好に観察することができる。また、スクリーン１６０の周辺部のマイクロレンズ素子１７０ａ、１７０ｅは、入射光を光軸ＯＺの方向に屈折させるため、領域ＡＲとは異なる領域に進行する光の光量を低減することができる。
【００３５】
上述のように、スクリーン１６０の周辺部に位置するマイクロレンズ素子１７０は、基準平面１７４におけるマイクロレンズ素子１７０の位置に応じて偏芯させた形状としている。このため、マイクロレンズ素子１７０ａと、マイクロレンズ素子１７０ｅとの例と同様に、各マイクロレンズ素子１７０は、光軸ＯＺの方向に入射光を進行させることができる。特に、プロジェクタ１００等のリア型のプロジェクタは、投写レンズ１５０からの投写光を反射ミラー１５２又はスクリーン１６０に対して斜め方向から入射させることにより、筐体１８０を薄型にできる。入射光を斜め方向から入射させる場合も、マイクロレンズアレイ１７２を用いることにより、入射光を所望の方向に進行させることができる。各マイクロレンズ素子１７０が所望の方向に入射光を進行させることができると、スクリーン１６０への入射光を観察者がいる所定の領域ＡＲに集め、領域ＡＲの範囲に各マイクロレンズ素子１７０からの射出光の分布を広げることができる。スクリーン１６０への入射光を所定の領域ＡＲに集めることにより、光利用効率の低下を防ぎ、明るい投写像を得ることができる。また、領域ＡＲの広い範囲においてスクリーン１６０上の各位置からの射出光を適切な光量で観察でき、投写像を均一にすることができる。これにより、観察者がいる領域の広範囲において明るく均一な投写像を観察することができるという効果を奏する。
【００３６】
また、スクリーン１６０にフレネルレンズ１６２を設けることにより、フレネルレンズ１６２で略平行光にした入射光をマイクロレンズアレイ１７２に入射させることができる。マイクロレンズアレイ１７２には略平行光が入射されるため、フレネルレンズ１６２を設けると、入射光を所望の方向へ偏向するための各マイクロレンズ素子１７０の設計を容易に行うことができる。これにより、スクリーン１６０の設計を容易にすることができるという効果を奏する。
【００３７】
次に、図８、図９−１、図９−２を用いて、マイクロレンズアレイ１７２の第１の製造方法と、第２の製造方法について説明する。図８は、マイクロレンズアレイ１７２の第１の製造方法の手順を示す。まず、工程ａにおいて、基板８０１上にレジスト層８０２を形成する。次に、工程ｂにおいて、グレースケールリソグラフィ技術により、基板８０１上のレジスト層８０２に、各マイクロレンズ素子１７０の所望の形状に対応する形状の凹部を形成する。グレースケールリソグラフィは、例えば、感光性ガラスにある特定波長のレーザ光線を照射して感光層を変質させることにより、場所によって光透過率が連続的に異なるマスクを形成して行う。まず、感光性ガラスに所望のレンズ形状に対応させて光透過率を連続的に変化させた層を、マイクロレンズ素子１７０の形状に形成する。感光性ガラスは、変質することにより光透過率が低下する。この感光性ガラスに露光光線を透過させてレジスト層８０２を感光させる。露光光線は、感光性ガラスのうち光透過率の変化が少ない部分において、より多く透過する。このため、レジスト層８０２は、感光性ガラスのうち光透過率の変化が少ない層を透過した露光光線によってより強く感光される。例えば、ポジ型レジストを用いた場合、露光光線によってより強く感光した部分は現像により取り除かれ、所望のレンズ形状がレジスト層８０２上に形成される。このようにして、レジスト層８０２にマイクロレンズ素子１７０の第１面Ｓ１の形状の凹部を形成することができる。グレースケールリソグラフィには感光性ガラスを用いる以外に、面積階調マスクを用いることができる。面積階調マスクは、所望の形状に合わせて段階的に露光面積を異ならせる方法である。
【００３８】
レジスト層８０２にマイクロレンズ素子１７０の第１面Ｓ１の形状の凹部を形成した状態で、工程ｃにおいて、ＣＨＦ3やＣＦ4等のフッ素系ガスによるドライエッチングを行う。ドライエッチングを行うと、基板８０１にレジスト層８０２の形状を転写することができる。これにより、マイクロレンズ素子１７０の第１面Ｓ１の形状の凹部を基板８０１に形成することができる。次に、工程ｄにおいて、マイクロレンズ素子１７０の第１面Ｓ１の形状の凹部を形成した基板８０１に、光学的透明樹脂層８０５を形成する。基板８０１上の凹部上に光学的透明樹脂層８０５を形成することにより、非対称な形状のマイクロレンズ素子１７０を形成することができる。さらに、工程ｄにおいて、光学的透明樹脂層８０５の上に散乱層８０６を設けることにより、マイクロレンズアレイ１７２とすることができる。
【００３９】
次に、図９−１、図９−２を用いて、マイクロレンズアレイ１７２の第２の製造方法について説明する。まず、工程ａにおいて、基板９０１上にレジスト層９０２を形成する。次に、工程ｂにおいて、基板９０１上に形成したレジスト層９０２をパターニングする。次に、工程ｃにおいて、第１の製造方法と同様にして、ドライエッチングによりレジスト層９０２と基板９０１とをエッチングする。これにより、基板９０１に凹部９１０が形成される。基板９０１に形成される凹部９１０の位置は、レジスト層９０２のパターニング箇所と略同一位置である。次に、工程ｄにおいて、凹部９１０を形成した基板９０１上に、基板９０１のエッチングレートと異なるエッチングレートを有する犠牲層９０３を形成する。この犠牲層９０３は、基板９０１に比べてエッチングレートが高い膜、例えば、ガラスに比べてエッチングレートが高い酸化シリコン等である。次に、工程ｅにおいて、犠牲層９０３上にマスク層９０４を形成する。このマスク層９０４は、例えばポリシリコンあるいはクロムやその合金で形成されている。さらに、工程ｆにおいて、上述の説明と同様なフォトリソグラフィやドライエッチング、あるいはレーザ加工によりマスク層９０４をパターニングして、貫通部９１１を形成する。貫通部９１１は、マスク層９０４における貫通部９１１の位置と、基板９０１における凹部９１０の位置とが異なる位置となるように形成される。
【００４０】
次に、図９−２に示す工程ｇにおいて、犠牲層９０３と基板９０１とをエッチングする。エッチングは、マスク層９０４に形成されている貫通部９１１を通して行われる。まず、犠牲層９０３が、マスク層９０４の貫通部９１１を中心として、略同心円状にエッチングされる。エッチングの進行箇所が基板９０１に到達すると、基板９０１も貫通部９１１の略垂直線上の位置を中心としてエッチングされる。このとき、基板９０１に比べて犠牲層９０３のエッチングレートが高いことから、犠牲層９０３のエッチング速度に比べて基板９０１のエッチング速度は遅い。ここで、凹部９１０には、基板９０１とエッチングレートが異なる犠牲層９０３が充填されている。このため、エッチングの進行箇所が基板９０１の凹部９１０に到達すると、基板９０１より凹部９１０の部分が早くエッチングされる。凹部９１０が早くエッチングされることから、エッチングの進行箇所の中心位置は、貫通部９１１から略同心円状の位置から、凹部９１０の方向に偏ることとなる。このようにしてエッチングの進行箇所の中心位置を凹部９１０の方向に偏らせることにより、工程ｈにおいて、基板９０１に非対称な形状の凹部９１２を形成することができる。
【００４１】
さらに、工程ｉにおいて、マスク層９０４と犠牲層９０３とを除去することにより、非対称な形状の凹部９１２が形成された基板９０１のみとする。マスク層９０４と犠牲層９０３とは、フッ酸溶液でウェットエッチングすることにより、除去することができる。その後、工程ｊにおいて、基板９０１に形成された非対称な形状の凹部９１２上に光学的透明樹脂層９０５を形成する。さらに、光学的透明樹脂層９０５の上に散乱層９０６を形成することにより、マイクロレンズアレイ１７２とすることができる。このようにして、非対称な形状のマイクロレンズ素子１７０を形成することができる。
【００４２】
なお、凹部９１２の非対称な形状の製造方法としては、凹部９１０の位置と貫通部９１１の位置との方向及び距離を変化させることにより形成する方法に限られない。例えば、犠牲層９０３を設けず、基板９０１の凹部９１０を浅く、かつ広い面積で形成することとしても良い。この場合も、マスク層９０４の貫通部９１１の位置と、凹部９１０の位置とを異ならせるようにパターニングしてエッチングすることにより、マイクロレンズ素子１７０の頂点曲率位置Ｔを変化させることができる。さらに、犠牲層９０３を設けず、マイクロレンズ素子１７０の第１面Ｓ１の１つの形状について複数の凹部９１０を設けることとしても良い。この場合、凹部９１０の数と位置とを変化させてエッチングを施すことにより、マイクロレンズ素子１７０の頂点曲率位置Ｔを変化させることが可能である。さらに、上記の第１の製造方法、又は第２の製造方法によって形成されたレンズアレイ１７２を、ＵＶ硬化樹脂を用いるいわゆる２Ｐ転写、ホットプレス法、射出成形等により、基板８０１、９０１に転写して複製することができる。
【００４３】
図１０−１、図１０−２は、４つのマイクロレンズアレイ１０７２ａ、１０７２ｂ、１０７２ｃ、１０７２ｄにより形成されたマイクロレンズアレイ１０７２の概略構成を示す。マイクロレンズアレイ１０７２は、上述の第１の製造方法、又は第２の製造方法により製造された４つのマイクロレンズアレイ１０７２ａ〜１０７２ｄを、それぞれ略直交する二方向であるＸ方向とＹ方向とに配列して貼り合わせることにより製造する。例えば、マイクロレンズ素子１７０は、第２面Ｓ２（図３参照）の直径を数十〜数百μｍ程度として形成される。そのため、例えば６０インチのスクリーン１６０を製造する場合、６０インチの単独の基板の全面に、直径が数十〜数百μｍ程度のマイクロレンズ素子１７０を形成してマイクロレンズアレイを製造することは困難である。
【００４４】
そこで、個別に製造された複数のマイクロレンズアレイを貼り合わせる製造方法をとることにより、大型のスクリーン１６０を容易に製造することができる。このとき、各マイクロレンズアレイ１０７２ａ〜１０７２ｄの継目に位置するマイクロレンズ素子１７０どうしの間隔ｄと、その他の位置のマイクロレンズ素子１７０どうしの間隔ｄとを略同一とすることが望ましい。これにより、入射光の偏向をマイクロレンズアレイ１０７２の全体において均一に行うことができ、スクリーン１６０全体において均一な投写像を表示することができる。
【実施例２】
【００４５】
図１１は、本発明の実施例２に係るスクリーン１１６０による入射光の偏向の例を示す。スクリーン１１６０は、上記実施例１に係るプロジェクタ１００に適用することができる。上記実施例１のプロジェクタ１００及びスクリーン１６０と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例のスクリーン１１６０は、フレネルレンズを設けず、平行光に変換されていない投写レンズ１５０（図１参照）からの光をマイクロレンズアレイ１７２に入射させることを特徴とする。各マイクロレンズ素子１７０の第１面Ｓ１は、投写レンズ１５０からの入射光を、観察者がいる所定の領域ＡＲに進行させることが可能である形状とする。これによりフレネルレンズを設けなくても、各マイクロレンズ素子１７０は、略平行光以外の入射光を領域ＡＲに進行させることができる。
【００４６】
フレネルレンズは、予め設定された入射角度以外の入射光を所望の方向へ回折することができず、所望の方向以外の方向へ進行させてしまう。また、フレネルレンズは、回折作用により不要な次数の回折光を生じる。不要な次数の回折光は、所望の方向以外の方向へ進行する。このため、フレネルレンズを用いると、入射光の一部は所望の方向へ進行させることができず、光量の損失を生じてしまう。従って、フレネルレンズを不要とすれば、フレネルレンズによる上述のような光量の損失がなくなるため、光利用効率を向上することができる。また、フレネルレンズを不要とすると、部品点数が減少し、スクリーンを安価で簡易な構成とすることができる。これにより、光利用効率を向上し、スクリーンを安価で簡易な構成にすることができるという効果を奏する。
【実施例３】
【００４７】
図１２は、本発明の実施例３に係るスクリーン１２６０の概略構成と、プロジェクタ１２００からの入射光の偏向の例を示す。上記実施例１のプロジェクタ１００、及びスクリーン１６０と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例のスクリーン１２６０は、いわゆるフロント投写型のプロジェクタ１２００と合わせて用いられる反射型スクリーンである。プロジェクタ１２００は、光源部１１０からの光を投写レンズ１５０から投写するためのプロジェクタ１００の構成（図１参照）と略同一の構成である。
【００４８】
スクリーン１２６０は、複数のマイクロレンズ素子１７０からなるマイクロレンズアレイ１７２を有する。プロジェクタ１２００からスクリーン１２６０に入射した光は、マイクロレンズ素子１７０の第１面Ｓ１で屈折され、反射面１２６５の方向に進行する。反射面１２６５は、ブレーズ型に形成されている。反射面１２６５の方向に進行した入射光は、反射面１２６５で反射され、再びマイクロレンズ素子１７０の方向に進行する。反射面１２６５からマイクロレンズ素子１７０の方向に進行した光は、スクリーン１２６０に入射されたときとは反対の向きから第１面Ｓ１に入射する。そして、反射面１２６５から第１面Ｓ１に入射された光は、第１面Ｓ１で屈折され、観察者がいる所定の領域の方向に進行する。なお、基板１６４を、実施例１のスクリーン１６０に用いた拡散材片２６０（図２参照）を含む散乱層としても良い。
【００４９】
スクリーン１２６０は、反射面１２６５のブレーズ角と、各マイクロレンズ素子１７０の第１面Ｓ１の形状とを調節することにより、入射光を所定の領域に反射させることができる。従って、反射面１２６５とマイクロレンズアレイ１７２とを合わせて設けることにより、スクリーン１２６０は、プロジェクタ１２００からの入射光を観察者がいる所定の領域の方向に進行させることができる。これにより、観察者がいる領域の広範囲において明るく均一な投写像を観察することができるという効果を奏する。
【００５０】
図１３は、本実施例のスクリーン１２６０を変形させた構成のスクリーン１３６０により、プロジェクタ１２００からの入射光を偏向する例を示す。スクリーン１３６０は、スクリーン１２６０の各マイクロレンズ素子１７０の第１面Ｓ１の形状の凹部を有する反射面１３６５を設けている。反射面１３６５は、第１面Ｓ１の形状の凹部を設けた側の面を観察者の方向に向けて設けられている。反射面１３６５の観察者側には、基板１３６４を設けている。基板１３６４は、実施例１のスクリーン１６０に用いた拡散材片２６０（図２参照）を含む散乱層としても良い。スクリーン１３６０は、反射面１３６５の複数の凹部の形状を調節することにより、プロジェクタ１２００からの入射光を所定の領域に反射させることができる。従って、反射面１３６５を設けることにより、スクリーン１３６０は、プロジェクタ１２００からの入射光を観察者がいる所定の領域の方向に進行させることができる。これにより、観察者がいる領域の広範囲において明るく均一な投写像を観察することができるという効果を奏する。
【実施例４】
【００５１】
図１４は、本発明の実施例４に係るプロジェクタ１４００の概略構成を示す図である。上記実施例１のプロジェクタ１００と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。プロジェクタ１４００は、レーザ光を走査させることにより画像を表示するレーザプロジェクタである。レーザ光発生部１４１０は、第１色レーザ光を射出する第１色レーザ光源１４１０Ｒと、第２色レーザ光を射出する第２色レーザ光源１４１０Ｇと、第３色レーザ光を射出する第３色レーザ光源１４１０Ｂとを有する。ここで、第１色レーザ光はＲ光、第２色レーザ光はＧ光、第３色レーザ光はＢ光である。各レーザ光源１４１０Ｒ、１４１０Ｇ、１４１０Ｂは、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を画像信号に応じて変調して射出する。各レーザ光源１４１０Ｒ、１４１０Ｇ、１４１０Ｂには、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を変調するための変調部を設けた半導体レーザや、固体レーザを用いることができる。
【００５２】
レーザ光発生部１４１０からの各色光は、ガルバノミラー１４２０に入射する。ガルバノミラー１４２０に入射した各色光は、スクリーン１６０の方向へ反射される。ガルバノミラー１４２０は、互いに直交する所定の２軸を中心として回動することにより、各色光を二次元方向に走査させる。スクリーン１６０は、ガルバノミラー１４２０により走査された各色光によって投写像を表示する。プロジェクタ１４００にスクリーン１６０を設けることにより、実施例１のプロジェクタ１００と同様、観察者がいる領域の広範囲において明るく均一な投写像を観察することができるという効果を奏する。
【００５３】
なお、上記各実施例のプロジェクタは、光源部として超高圧水銀ランプ、又はレーザ光源を用いているが、これに限られない。例えば、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）等の固体発光素子を用いても良い。さらに、光源部としてＲ光、Ｇ光、Ｂ光をそれぞれ発光する固体発光素子を用いた場合には、上記実施例のプロジェクタから色分離光学系を省略することも可能である。また、３つの透過型液晶表示装置を設けたいわゆる３板式のプロジェクタや、レーザプロジェクタに限らず、例えば、１つの透過型液晶表示装置を設けたいわゆる単板式のプロジェクタ、反射型液晶表示装置を用いたプロジェクタやティルトミラーデバイスを用いたプロジェクタであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明に係るスクリーンは、プレゼンテーションや動画を表示する場合に有用であり、特に、プロジェクタからの投写像を表示する場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施例１に係るプロジェクタの概略構成図。
【図２】散乱層の説明図。
【図３】マイクロレンズアレイの平面図。
【図４−１】マイクロレンズ素子の断面図。
【図４−２】マイクロレンズ素子の断面図。
【図４−３】マイクロレンズ素子の断面図。
【図４−４】マイクロレンズ素子の断面図。
【図４−５】マイクロレンズ素子の断面図。
【図５】従来のスクリーンによる入射光の偏向の説明図。
【図６】実施例１に係るプロジェクタのスクリーンによる入射光の偏向の説明図。
【図７−１】マイクロレンズ素子による入射光の偏向の説明図。
【図７−２】マイクロレンズ素子による入射光の偏向の説明図。
【図７−３】マイクロレンズ素子による入射光の偏向の説明図。
【図８】マイクロレンズアレイの第１の製造方法の説明図。
【図９−１】マイクロレンズアレイの第２の製造方法の説明図。
【図９−２】マイクロレンズアレイの第２の製造方法の説明図。
【図１０−１】マイクロレンズアレイの断面図。
【図１０−２】マイクロレンズアレイの平面図。
【図１１】本発明の実施例２に係るスクリーンによる入射光の偏向の説明図。
【図１２】本発明の実施例３に係るスクリーンの概略構成図。
【図１３】実施例３に係るスクリーンの変形例の概略構成図。
【図１４】本発明の実施例４に係るプロジェクタの実施例４の概略構成図。
【符号の説明】
【００５６】
１００  プロジェクタ、１０１  発光部、１０２  リフレクタ、１１０  光源部、１１２  フライアイ型インテグレータ、１１４  偏光変換素子、１２０  色分離光学系、１２１  Ｒ光透過ダイクロイックミラー、１２２  反射ミラー、１２３  Ｂ光透過ダイクロイックミラー、１２４  リレーレンズ、１２５  反射ミラー、１２６  リレーレンズ、１２７  反射ミラー、１３０Ｒ  Ｒ光用液晶表示装置、１３０Ｇ  Ｇ光用液晶表示装置、１３０Ｂ  Ｂ光用液晶表示装置、１４０  クロスダイクロイックプリズム、１４２  ダイクロイック膜、１４４  ダイクロイック膜、１５０  投写レンズ、１５２  反射ミラー、１６０  スクリーン、１６２  フレネルレンズ、１６４  基板、１６６  光学的透明樹脂層、１６８  散乱層、１７０、１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃ、１７０ｄ、１７０ｅ  マイクロレンズ素子、１７２  マイクロレンズアレイ、１７４  基準平面、１８０  筐体、２６０  拡散材片、５６０  スクリーン、５７０、５７０ａ、５７０ｃ、５７０ｅ  マイクロレンズ素子、５７２  マイクロレンズアレイ、８０１  基板、８０２  レジスト層、８０５  光学的透明樹脂層、８０６  散乱層、９０１  基板、９０２  レジスト層、９０３  犠牲層、９０４  マスク層、９０５  光学的透明樹脂層、９０６  散乱層、９１０  凹部、９１１  貫通部、９１２  凹部、１０７２、１０７２ａ、１０７２ｂ、１０７２ｃ、１０７２ｄ  マイクロレンズアレイ、１１６０  スクリーン、１２００  プロジェクタ、１２６０  スクリーン、１２６５  反射面、１３６０  スクリーン、１３６４  基板、１３６５  反射面、１４００  プロジェクタ、１４１０  レーザ光発生部、１４１０Ｒ  第１色レーザ光源、１４１０Ｇ  第２色レーザ光源、１４１０Ｂ  第３色レーザ光源、１４２０  ガルバノミラー、Ｏ  光軸位置、ＯＺ  光軸、Ｃ、Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃ、Ｃｄ、Ｃｅ  基準中心位置、Ｔ、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ、Ｔｅ  頂点曲率位置、Ｄ、Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｄ、Ｄｅ  距離、Ｓ１、Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ１ｃ、Ｓ１ｄ、Ｓ１ｅ  第１面、Ｓ２、Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ２ｃ、Ｓ２ｄ、Ｓ２ｅ  第２面、Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｂｄ、Ｂｅ  平面、Ｐａ  接点、ＡＲ  領域、Ｐ  観察位置、ｄ  間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図４−３】
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【図４−４】
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【図４−５】
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【図５】
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【図６】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図７−３】
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【図８】
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【図９−１】
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【図９−２】
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【図１０−１】
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【図１０−２】
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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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