(57)【要約】【課題】投射光によるシンチレーションを確実に防止し、かつ、表示ムラやぎらつきの発生を回避することによって、高画質化を図ることのできるスクリーン、リアプロジェク及び画像表示装置を提供する。【解決手段】投射光を受けることによって画像を表示するスクリーン２０であって、光透過性を有し、互いに間隔をおいて配置される一対の光透過性板材２３，２４と、光透過性板材２３，２４間に形成される光散乱空間２５内に配置され、分散媒中に光散乱粒子を分散してなる散乱体３４と、該散乱体３４が光散乱空間２５内を流動するための流路２６と、散乱体３４を光散乱空間２５内で流動させるロータリーポンプとを有する。【選択図】図３
2007316199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投射光を受けることによって画像を表示するスクリーンであって、
光透過性を有し、互いに間隔をおいて配置される複数の板材と、
前記複数の板材間に形成される光散乱空間内に配置され、気体又は液体の分散媒中に光散乱材を分散してなる散乱体と、
該散乱体が前記光散乱空間内を流動するための流路と、
前記散乱体を前記光散乱空間内で流動させる流動手段とを有することを特徴とするスクリーン。
【請求項２】
前記散乱体は、前記板材の面方向に流動することを特徴とする請求項１記載のスクリーン。
【請求項３】
前記散乱体は、前記板材の対向する端部位置で折り返されながら面方向に往復流動することを特徴とする請求項２記載のスクリーン。
【請求項４】
前記板材の対向する端部において、一方の端部に接触して延在し他方の端部には接触しない隔壁と他方の端部に接触して延在し一方の端部には接触しない隔壁とが、前記散乱体の流動方向に沿って交互に設けられることによって、前記光散乱空間内に前記流路が形成されることを特徴とする請求項３に記載のスクリーン。
【請求項５】
前記流路は、前記散乱体にその進行方向に交わる方向への流動を付加する隔壁を有することを特徴とする請求項４に記載のスクリーン。
【請求項６】
前記散乱体は、前記光散乱空間と該光散乱空間の外部に設けられた前記流動手段との間を前記流路に沿って循環することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項７】
前記複数の板材のうち最も視認側に配置される板材がレンチキュラーレンズシートであることを特徴とする請求項１記載のスクリーン。
【請求項８】
前記複数の板材のうち最も視認側に配置される板材は、互いに平行を成す断面視半円形状の溝部を複数有するとともに、前記散乱体と異なる屈折率を持つ材料で構成されていることを特徴とする請求項１記載のスクリーン。
【請求項９】
前記流動手段は、ポンプであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項１０】
光を射出する光源と、
前記光源から射出された光を変調する光変調素子と、
前記請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のスクリーンと、
前記光変調素子により変調された光を前記スクリーン上に投射する投射手段と、を備えることを特徴とするリアプロジェクタ。
【請求項１１】
光を射出する光源と、
前記請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のスクリーンと、
前記スクリーン上で前記光源から射出された光を走査する走査部と、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、リアプロジェクタ及び画像表示装置に関するものである。
【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１６（ａ），（ｂ）に示すように、光源７０から照射された光が液晶ライトバルブを透過してスクリーン７４へと投射される。スクリーン７４に投射された投射光は、スクリーン７４に含まれる各散乱材７２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。図１６（ｂ）に示すように、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７４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Ｓ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、鑑賞に堪えないほど大きな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ト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、コヒーレント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以下の技術が開示されている。
特許文献１は、スクリーンの拡散性を最適化したもので、拡散層、透明層（レンチキュラーレンズ）、拡散層の３層構造からなるスクリーンが記載されている。このように、散乱層が複雑化することによって干渉斑のランダム性は大きくなる。そのため、斑のうち細かい成分（空間周波数が小さい干渉縞）が多くなると、何らかの視線移動が起きたときに人間の眼の残像特性により光が積分平均化されるという効果が生じ得る。特に、動画鑑賞の場合は頻繁に視線移動が行われるため、シンチレーションの低減が期待できる。
【０００８】
特許文献２は、光、電場、磁場、熱、応力等を光散乱層に付与し、当該光拡散層に含有されている光散乱体の形状、相対的位置関係や屈折率を時間的に変化させるというスクリーンである。このように、光拡散層による散乱波の散乱分布や位相を時間的に変化させることによってシンチレーションの発生防止が期待できる。
【特許文献１】特開平１１−０３８５１２号公報
【特許文献２】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、最終散乱面の散乱状態は固定されているため、散乱面上の各点から発した光線間の干渉がなすスクリーンと鑑賞者の間における空間の位相分布も固定されており、干渉斑も固定した像として視認されてしまう。よって、完全に干渉斑が消えるということにはならず、特に、干渉性の高いレーザ光源を具備するプロジェクタでは殆ど効果を得ることができない。また、このような高散乱化による構成では、画像ボケを併発する虞があることから、高画質化を図るという本来の課題を解決することができなくなる。
【００１０】
また、特許文献２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は多大な駆動エネルギーを要することになる。また、これら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、振動、音、不要電磁波、排熱となって快適な鑑賞を阻害する虞がある。さらに、散乱層がフォーカス方向に移動してしまうような構成では、画像の大きさが変化してしまう。これにより、水平方向における画像の輪郭線の位置も変わってしまい、画像ボケが生じる原因となっていた。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、投射光によるシンチレーションを確実に防止し、かつ、表示ムラやぎらつきの発生を回避することによって、高画質化を図ることのできるスクリーン、リアプロジェク及び画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のスクリーンは、上記課題を解決するために、投射光を受けることによって画像を表示するスクリーンであって、光透過性を有し、互いに間隔をおいて配置される複数の板材と、前記複数の板材間に形成される光散乱空間内に配置され、気体又は液体の分散媒中に光散乱材を分散してなる散乱体と、該散乱体が前記光散乱空間内を流動するための流路と、前記散乱体を前記光散乱空間内で流動させる流動手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
このような構成によれば、気体又は液体の分散媒中に光散乱材を有した散乱体が複数の板材間に形成される光散乱空間内を流路に沿って流動するため、光散乱材の位置を随時移動させることができる。すると、移動する光散乱材により投射光の散乱状態が時間を追って様々に変化し、視認される投射光の干渉縞が動いたり、干渉縞のパターンが複雑に変化することになる。その結果、投射光が人間の眼の残像特性によって積分平均化され、干渉縞（シンチレーション）が視認されなくなる。人間の眼は、残像により画像がある一定時間保持された状態となるので画像が均一に表示されて見えるという特性がある。これにより、スクリーンと鑑賞者との間に生じていた干渉縞が解消されて表示ムラやぎらつき感がなくなり、投射光による画像が良好に視認される。よって、シンチレーションによる不快感もなくなり、鑑賞者の疲労も軽減される。
従来のように、光散乱材が固定されていると光散乱材同士の配置間隔に応じてこれらが重なり合うことで干渉が生じていたが、光散乱材を移動させるようにすることで回折格子の角度、つまり光散乱材の相対位置関係が変化して干渉縞のピッチ及び位置を変化させることができる。また、光散乱化に伴う画像ボケが併発する虞もない。
また、光散乱材を低エネルギー、低騒音で移動することができることからスクリーン自体を動かす必要もなくなり、コスト削減及び製品性能の向上を図ることができる。
以上のことから、高輝度、高解像度、高品位な画像を得ることができるようになる。
【００１４】
また、前記散乱体は、前記板材の面方向に流動することも好ましい。
このような構成によれば、光散乱空間内の隅々まで散乱体を行き渡らせることができるので、投射光が表現する画像を余すことなく表現することができる。さらに、従来においては、散乱体がフォーカス方向に移動することで画像の大きさが変化してしまう場合があったが、本発明においては、散乱体を光透過性板材の面方向に流動するようにしたため画像の大きさが変化するようなことは防止される。したがって、画像ボケを併発することなくシンチレーションを低減することができることから、明るくムラのない高解像度の画像を確実に得ることができる。
【００１５】
また、前記散乱体は、前記板材の対向する端部位置で折り返されながら面方向に往復流動することも好ましい。
このような構成によれば、散乱体がスクリーン全面に亘ってムラなく一様且つ均一に流動可能となることから、シンチレーションを確実に低減させることができる。
【００１６】
また、前記板材の対向する端部において、一方の端部に接触して延在し他方の端部には接触しない隔壁と他方の端部に接触して延在し一方の端部には接触しない隔壁とが、前記散乱体の流動方向に沿って交互に設けられることによって、前記光散乱空間内に前記流路が形成されることも好ましい。
このような構成により、散乱体が隣り合う隔壁同士の間を順次通過しながら一方向へ流動していくことになるので、スクリーン全面に亘って隙間なく一様且つ均一に流動可能となる。よって、シンチレーションを確実に低減させることができる。
【００１７】
また、前記流路は、前記散乱体にその進行方向に交わる方向への流動を付加する隔壁を有することも好ましい。
このような構成によれば、流路をより微細なものとすることができるので、散乱体の流速が遅くても光散乱材の位置変化を高めることができる。よって、低エネルギーで干渉縞を低減することを可能にする。
【００１８】
また、散乱体は、前記光散乱空間と該光散乱空間の外部に設けられた前記流動手段との間を前記流路に沿って循環することも好ましい。
このような構成によれば、閉塞した流路となることから、散乱体を連続的に循環させることができる。このように、散乱体（光散乱材）の連続した移動を確保することによって、干渉抑制の効果が連続的且つ長期的に持続する。
【００１９】
また、複数の板材のうち最も視認側に配置される板材がレンチキュラーレンズシートであることも好ましい。
このような構成により、既存のレンチキュラーレンズシートを用いることができるので、簡単且つ低コストで製造することができる。板材に代えてレンチキュラーレンズを使用することで別途レンチキュラーレンズシートを積層する必要がなくなる。そのため、部品点数削減による作業効率の向上及びコスト削減が可能となるのに加えて、スクリーンの薄型化も期待できる。
また、例えばレンチキュラーレンズシートにおけるレンチキュラーレンズの長手方向が水平方向に対して垂直となるようスクリーンを設置することによって、水平方向への拡散作用が高められて広い視野域を実現できる。
【００２０】
また、複数の板材のうち最も視認側に配置される板材は、互いに平行を成す断面視半円形状の溝部を複数有するとともに、散乱体と異なる屈折率を持つ材料で構成されていることも好ましい。
このような構成によれば、例えば、散乱体の屈折率を板材の屈折率よりも高く設定することによって、レンチキュラーレンズと同様の作用を得ることができる。
【００２１】
また、流動手段がポンプであることも好ましい。
このような構成により、散乱体を一定流量で連続的に送出することができる他、所定間隔で送出することができるなど、散乱体の諸条件、干渉縞のパターン変化具合によって散乱体の流動状態を適宜変更させることができる。
【００２２】
本発明のリアプロジェクタによれば、上記のようなスクリーンを備えているため、シンチレーションを確実に低減することができるとともに、画像ボケやゴースト等の発生並びにぎらつき感の発生が抑制された高画質な投射画像を得ることができるリアプロジェクタを提供することができる。
【００２３】
また本発明の画像表示装置は、光を射出する光源と、上記スクリーンと、前記スクリーン上で前記光源から射出された光を走査する走査部と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、上記スクリーンを備えるため、シンチレーションを低減させた画像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。また、以下の説明においては、ｘｙｚ直交座標系を設定し、このｘｙｚ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内における所定方向をｘ方向、水平面内においてｘ方向と直交する方向をｙ方向、ｘ方向及びｙ方向のそれぞれに直交する方向をｚ方向とする。
【００２６】
［第１の実施の形態］
図１（ａ）は本実施形態に係るリアプロジェクタ１２０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１２０の側断面図である。本実施形態に係るリアプロジェクタ１２０は、光源から射出された光を光変調素子により変調し、この変調した光をスクリーン２０に拡大投射するリア投射型プロジェクタである。
【００２７】
図１（ａ）に示すように、リアプロジェクタ１２０は、画像が投射されるスクリーン２０と、スクリーン２０の背面側に取り付けられた筐体９０とを備えている。スクリーン２０の下方の筐体９０にはフロントパネル８８が設けられ、フロントパネル８８の左右側にはスピーカからの音声を出力する開口部３８が設けられている。
【００２８】
次に、リアプロジェクタ１２０の筐体９０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１２０の筐体９０内部の下方には投射光学系１５０が配設されている。投射光学系１５０とスクリーン２０との間には反射ミラー９２，９４が設けられており、投射光学系１５０から出射された光が反射ミラー９２，９４によって反射され、スクリーン２０に拡大投射されるようになっている。
【００２９】
次に、リアプロジェクタ１２０の投射光学系１５０の概略構成について説明する。
図２は、リアプロジェクタ１２０の投射光学系１５０の構成を示す概略図である。なお、同図においては、簡略化のためリアプロジェクタ１２０を構成する筐体９０は省略している。
【００３０】
投射光学系１５０は、光源１０２と、光源１０２から出射された光を変調する光変調素子１００と、光変調素子１００により変調された光を投射する投射レンズ１１４とを備えている。本実施形態においては、光変調素子１００として液晶ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂが用いられている。
【００３１】
図２に示すように、投射光学系１５０は、ハロゲンランプ等の白色の光源からなる光源１０２が設けられている。この光源１０２から出射された光は、内部に配置された３枚のミラー１０６を経て、２枚のダイクロックミラー１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応する液晶ライトバルブ１００Ｒ（赤色）、１００Ｇ（緑色）及び１００Ｂ（青色）にそれぞれ導かれる。ここで、液晶ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂは、画像信号処理回路（図示省略）から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。
【００３２】
また、Ｂ（青）色の光は他のＲ（赤）色やＧ（緑）色と比較すると、光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ１２２、リレーレンズ１２３及び出射レンズ１２４からなるリレーレンズ系１２１を介して導かれるようになっている。
【００３３】
液晶ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂによってそれぞれ変調された光は、ダイクロイックプリズム１１２に３方向（液晶ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ）から入射する。ダイクロイックプリズム１１２は、Ｒ色及びＢ色の光を９０度に屈折させると共に、Ｇ色の光を直進させ、各液晶ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂの各光出射部からの光を合成するようになっている。そして、合成された各光出射部の光を投射レンズ１１４を介して、スクリーン２０上に投射する。
【００３４】
次に、リアプロジェクタ１２０のスクリーン２０の概略構成について説明する。
図３は、フォーカス方向（ｚ方向）におけるスクリーン２０の概略構成を示す側断面図であって、図４はスクリーン本体２１の概略構成図、さらに図５はスクリーン本体２１の分解図である。なお、各部材の説明においては、スクリーンとして製品化された際に設置される規定の方向を基準とする。そして、スクリーンの左右方向を水平方向（ｘ方向）とし、上下方向を水平面対して垂直方向（ｙ方向）とする。
【００３５】
図３に示すように、スクリーン２０は、スクリーン本体２１と、複数のフレネルレンズを有したフレネルレンズシート２２と、複数のレンチキュラーレンズ５８を有したレンチキュラーレンズシート５７とを有して構成されており、鑑賞者側からレンチキュラーレンズシート５７、スクリーン本体２１、フレネルレンズシート２２の順に、投射される光路上に積層されている。
【００３６】
なお、レンチキュラーレンズシート５７の鑑賞者側には、ブラックマスク（不図示）が格子状に設けられていてもよい。さらに、レンチキュラーレンズシート５７の光射出面側に保護層を設けてもよい。これにより、埃や塵が付着したりキズが付くことを防ぐことができる。
【００３７】
図３，４に示すように、スクリーン本体２１は、所定の画像領域を確保する大きさを有した平面視矩形状の一対の光透過性板材２３，２４が、所定の間隔をおいて配置されて構成されている。光透過性板材２３，２４は、各辺に沿って配置される不図示のパッキンを相互間に介在させた状態で、枠状のフレーム１２に取り付けられている。フレーム１２により、光透過性板材２３，２４に挟持された姿勢でパッキンが位置決めされ固定される。これにより、光透過性板材２３，２４間に光透過性板材２３，２４及びパッキンにより閉塞された空間（光散乱空間）が形成されることになる。パッキンは、光透過性板材２３，２４同士の間隔を規制するスペーサの機能も兼ねている。なお、光透過性板材２３，２４にはガラスや透過性樹脂等からなる板材が用いられ、その厚みは適用する製品サイズに応じる。
【００３８】
スクリーン本体２１は、上記光散乱空間２５内に流路２６を有し、流路２６に沿って散乱体３４がスクリーン２０の面方向（ｘ−ｙ方向）に流動するよう構成されている。以下に流路の構成について詳しく説明する。
【００３９】
図５（ａ）に示すように、光透過性板材２３の内面には、内面に対して垂直に起立する細長い隔壁２７，２８が複数連設されている。本実施形態では隔壁２７，２８の長手方向がスクリーン２０の上下方向（ｙ方向）に沿うように配置され、光透過性板材２３の上端部に接触して延在する隔壁２７と、下端部に接触して延在する隔壁２８とが互いに所定間隔をおいて交互に設けられている。これら隔壁２７，２８は、光透過性板材２３の上下方向（ｙ方向）長さよりも短く且つ互いの長さを同じ長さとしている。そのため、隣り合う隔壁２７の設置位置と隔壁２８の設置位置とを上下方向にずらすことによって、光透過性板材２３の左右方向（ｘ方向）に隙間２９，３０が交互に現れることになる。そして、図５（ｂ）に示すように光透過性板材２３に他方の光透過性板材２４を貼り合わせることによって、光透過性板材２３，２４の下端部両側に形成される流入口３１及び流出口３２（図４参照）を波形状に連結する流路２６が構成される。このようにして、図４に示すようなスクリーン本体２１の上端部２１ａ或いは下端部２１ｂの位置において折り返されながら左右方向へと延在する流路２６が、スクリーン２０の一面に形成される。
【００４０】
流路２６内には、散乱体３４が流動可能に充填されている。散乱体３４は、例えば、水等の分散媒中に球状の光散乱粒子３５（光散乱材）を均一に分散してコロイド状にしたもので、分散媒の移動に伴って光散乱粒子３５が移動可能となっている。光散乱粒子３５としては、従来のものを用いることができ、酸化ケイ素、アルミナ、炭酸カルシウム、ガラスビース、アクリル樹脂系等の共重合体、又はシリコーン樹脂系等の非晶質の有機系材料が好適に用いられる。これら微粒子の粒径、分散密度、質量、並びに分散媒の粘性等は所望とする製品特性に合わせて適宜設定されるものとする。散乱体３４は、流路２６の流出口３２から流出した散乱体３４を流入口３１へと再び導く経路上に備えられたポンプ３６（流動手段）によって送り出され、光散乱空間２５内を流路２６に沿って流動する。ポンプ３６は、静粛性の良いロータリーポンプであることが好ましい。
【００４１】
このように、スクリーン本体２１は、散乱体３４が対向する光透過性板材２３，２４間に形成される光散乱空間２５内を流路２６に沿って一方向へ流動する構成となっている。散乱体３４は、流路２６に沿ってスクリーン２０の上下方向を往復しながら、図４に示すように、スクリーン本体２１の左側から右側へとスクリーン全面に亘ってムラなく一様且つ均一に流動する。これにより、光散乱空間２５内の隅々まで散乱体３４を行き渡らせることができるので、投射光が表現する画像を余すことなくスクリーン２０上に表現することができる。さらに、閉塞した流路２６となっていることから、ポンプ３６によって散乱体３４（光拡散粒子）の連続的な流動が可能となる。
【００４２】
上記構成をなすスクリーン２０は、レンチキュラーレンズ５８の長手方向が水平方向に対して垂直となるように組み付けられる。このスクリーン２０に光を投射させると、散乱体３４の流動に伴って移動する光散乱粒子３５によって投射光の散乱状態が時間を追って様々に変化する。すると、視認される投射光の干渉縞が動いたり干渉縞のパターンが複雑に変化し、その結果、鑑賞者の残像効果（残像特性）によって積分平均化されて効果的にシンチレーションが低減する。
【００４３】
人間の眼の残像特性、その条件は人によって様々であるが、通常の室内の明るさにおける残像時間は凡そ２０ｍｓであるとされている。そのため、光散乱粒子３５の位置変化が人間の眼の残像時間以上の速さとなるよう散乱体３４の流動をポンプ３６により促すことによって、光散乱粒子３５をそのブラウン分子運動よりも高速且つ連続的に移動させることが可能となる。これに伴い、投射された光が流動する散乱体３４の光散乱粒子３５によって散乱、回折し、これによって生成される干渉縞のパターンが様々に変化する。すると、視覚の反応時間内に見る際に干渉縞が平均化され、その結果、鑑賞者は画像の輝度が均一であるかのような認識をする。つまり、人間の眼の残像特性によって、画像が所定時間保持された状態となり全画面が均一に表示されて見えることになる。
【００４４】
このようにして干渉縞が視認されなくなり画像のぎらつき感が抑制される。これはシンチレーションが低減したことを意味し、高輝度、高解像度、高品位な画像を得ることができるようになる。さらに、ポンプ３６によって散乱体３４が常時循環されることから、シンチレーションを確実且つ長期的に低減することができる。したがって、スクリーン２０全体が均一な輝度を有し、明暗ムラのない高品位な画像を得ることができる。そのため、鑑賞者のストレスが軽減されて長時間の鑑賞でも疲労することがなくなる。
【００４５】
また、干渉縞が一定のパターンで変化しなかったとしても、最も大きなピッチの干渉縞が視覚の反応時間を超えて動く速度となっていれば、シンチレーションの低減に十分な効果を得ることができる。
【００４６】
本実施形態では、散乱体３４をポンプ３６によって流動させるだけで光散乱粒子３５を移動させることができることから、スクリーン自体を動かす必要もなくなり、低エネルギー、低騒音でシンチレーションが効果的に低減される。よって、コスト削減及び製品の高性能化を実現することが可能となる。
また、スクリーン本体２１の側周は枠状のフレーム、パッキン等によって覆われるため、液漏れすることなく長期に亘ってシーリングすることが可能となり性能安定性が確保される。
【００４７】
また、格子状に設けられたブラックマスクにより画像のハイコントラスト化を図ることができる。スクリーン本体２１にレンチキュラーレンズシート５７を積層する際には、レンチキュラーレンズ５８の非集光部に相当する位置にブラックマスクが一致するように配置する。ここで、例えば、レンチキュラーレンズ５８の頂点ピッチを１３０〜１６０μｍの範囲内とすると、ブラックマスクの配置ピッチはこれに対応したものとなる。
【００４８】
そして、散乱体３４によって散乱された光は、レンチキュラーレンズシート５７により集光されてブラックマスクの隙間から透過する。ブラックマスクは、映像光を透過させてノイズ光のみシャットアウトする機能を果たすことから、画像のコントラストを向上させることができる。
【００４９】
なお、光散乱粒子３５の形状を球状としたがこれに限ったものではなく不定形としても良い。
【００５０】
以下に示す各実施形態のリアプロジェクタの基本構成は、第１実施形態と同様であり、第１実施形態のスクリーンの構成が異なるだけである。よって、以下では、スクリーンの構成についてのみ説明し、共通な箇所の説明は省略する。また、図６〜１５において、図１〜５と共通の構成要素には同一の符号を付すものとする。
【００５１】
なお、第２，３実施形態のスクリーンは、スクリーン本体に、第１実施形態と同様のレンチキュラーレンズシート５７及びフレネルレンズシート２２を積層してなることから、これら実施形態ではスクリーン本体の構成についてのみ述べる。
【００５２】
［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施形態を図６を参照して説明する。図６は本実施形態におけるスクリーン本体の概略構成図であって、図７はスクリーン本体の分解図である。
図６に示すように、スクリーン本体４０は、流路４１内を流動する散乱体３４に対して、その流動方向に直交する方向の流動を付加するよう構成したものである。図６，７に示すように、隔壁２７に直交する壁部４２（隔壁）、隔壁２８に直交する壁部４３（隔壁）をそれぞれ複数備えている。壁部４２，４３は、各隔壁２７，２８の表裏面から左右方向（ｘ方向）へと垂直に延在し、対向する隔壁２７，２８には決して接触することのない長さ、つまり、隣り合う隔壁２７，２８同士の間隔よりも短い長さを有する。壁部４２、４３は、上下方向（ｙ方向）においてその設置位置を異ならせており、例えば、平面視において、隔壁２７に設けられる壁部４２の間に隔壁２８に設けられる壁部４３が存在している。なお、対向する隔壁２７，２８の壁部４２，４３同士の先端が上下方向において適量重なるようにしておくことで、第１実施形態の流路２６よりもさらに微細な流路４１が形成される。このように、スクリーン本体４０の上下方向に壁部４２，４３が交互に存在することから、散乱体３４がスクリーン本体４０の上下方向を往復しながら左右方向へと流動する際、その進行方向に交差する流動が付加される。
したがって、散乱体３４の流速が低速であっても光散乱粒子３５の位置を激しく変化させることができる。
【００５３】
本実施形態によれば、流出量の少ないポンプ３６であっても光散乱粒子３５の移動がランダムとなることから、低消費エネルギーでシンチレーションを効果的に低減することができる。よって、安価な小型ポンプ、マイクロポンプの利用が可能となるとともにポンプの長寿命化が可能となって経費削減が図れる。
【００５４】
また、各壁部４２，４３の表裏面に反射膜を設けてもよい。この場合、例えば図６に示すスクリーン本体４０において、隣り合う隔壁２７，２８及び壁部４２，４３によって囲まれた空間を「セル」と称すると、セル４５の大きさを画素と同等以下の大きさとなるよう設定しておくことにより、壁部４２，４３間、つまり各セル４５内において光の反射が頻繁に行われ、より視認性の良好な高コントラストの画像を得ることができる。
【００５５】
［第３の実施の形態］
以下、本発明の第３の実施形態を図８，９を参照して説明する。図８は、スクリーン本体のフォーカス方向（ｚ方向）における断面図であって、図９はスクリーン本体の分解図である。
上記実施形態のスクリーン本体５０は、散乱体３４がスクリーン本体５０の上下方向を往復しながら左右方向へと流動していくものであったが、本実施形態のスクリーン本体５０は、図８に示すように、散乱体３４が対向する光透過性板材２３間をフォーカス方向（ｚ方向）を往復しながらスクリーン本体５０の左右方向（ｘ方向）へと流動するよう構成されたものである。
【００５６】
図９（ａ）に示すように、本実施形態の隔壁５１，５２は、共に同等の長さを有し、その長手方向長さは光透過性板材２３，２４の上下方向長さと一致している。光透過性板材２３に隔壁５１が設けられるとともに光透過性板材２４に隔壁５２が設けられ、各隔壁５１の設置間隔と各隔壁５２の設置間隔とは共に等しい。しかしながら、隔壁５１，５２は、スクリーン本体５０の左右方向において互いの設置位置を異ならせていることから、図９（ｂ）に示すように、光透過性板材２３，２４を組み合わせた際、スクリーン本体５０の左右方向に隔壁５１及び隔壁５２が交互に現れるようになっている。
【００５７】
詳しくは、光透過性板材２３において隣り合う隔壁５１間に、対向する光透過性板材２４の隔壁５２が存在する。光透過性板材２３，２４は、隔壁５１，５２の先端がそれぞれ対向する光透過性板材２３，２４の内面に当接することなく組み合わせられるのであるが、その際、隔壁５１，５２の先端が配設方向（ｘ方向）で適量重なるようにする。その重なりの程度は、散乱体３４が一定速度で流動するように均一な流路幅となるように適宜設定されることが好ましい。このようにして、対向する光透過性板材２３，２４の内面において折り返されながら左右方向へと延在する流路５３が形成され、この流路５３内に充填された散乱体３４が流路５３に沿ってフォーカス方向を往復しながら左右方向（ｘ方向）へと流動することになる。このような本実施形態においても、上記実施形態と同様の作用を奏することができるので、シンチレーションを効果的に低減することができる。
【００５８】
上記実施形態では、いずれもスクリーン本体にレンチキュラーレンズを積層させることを必須とするスクリーンについて述べた。以下に示す実施形態では、スクリーン本体にレンチキュラーレンズを積層させるのではなく、スクリーン本体にレンチキュラーレンズ機能を持たせるよう構成されたスクリーンについて述べる。なお、フレネルレンズシート２２は、上記実施形態同様に積層させるものとする。また、パッキンを用いるのではなく隔壁によって光透過性板材２３，２４同士を連結し、光散乱空間を形成してもよい。
【００５９】
［第４の実施の形態］
以下、本発明の第４の実施形態を図１０，１１を参照して説明する。
図１０は本実施形態におけるスクリーン本体の概略構成図であって、図１１は図１０のＡ−Ａ断面図である。
本実施形態が上記実施形態と異なる点は、一方の光透過性板材に替えてレンチキュラーレンズシートを適用したことにある。
【００６０】
図１０に示すように、本実施形態のスクリーン本体６３では、レンチキュラーレンズシート５７として、透明基材５６の片面側に複数のレンチキュラーレンズ５８を並設してなる既存のものを採用する。これらレンチキュラーレンズ５８は、互いの並設方向に隙間なく配置されている。そして、隣り合うレンチキュラーレンズ５８の両端部の高さ位置を上下方向で異ならせるために各レンチキュラーレンズ５８の上下方向長さが各々調整されており、これによってレンチキュラーレンズシート５７の左右方向に隙間５９，６０が交互に現れるようになっている。詳しくは、第１のレンチキュラーレンズ５８ａがレンチキュラーレンズシート５７の上端部５７ａに接触して延在し、第２のレンチキュラーレンズ５８ｂがレンチキュラーレンズシート５７の下端部５７ｂに接触して延在した状態となっている。
【００６１】
図１１に示すように、レンチキュラーレンズシート５７のレンチキュラーレンズ５８側から光透過性板材２４を貼り付けることによって、レンチキュラーレンズシート５７と光透過性板材２４との間に形成される空隙５５を利用した流路６１が形成される。
【００６２】
つまり、図１０，１１に示すように、光透過性板材２４とレンチキュラーレンズシート５７とを貼り合わせることによって、隣り合うレンチキュラーレンズ５８と光透過性板材２４との間に形成される各空隙５５が、レンチキュラーレンズシート５７の上下方向に形成された隙間５９，６０を介して連通する。これにより、スクリーン本体６３の上端部６３ａ或いは下端部６３ｂで折り返されながら左右方向へと延在する流路６１が形成され、当該流路６１に充填される散乱体３４がその経路に従ってスクリーン本体６３の上下方向（ｙ方向）を往復しながら左右方向（ｘ方向）へと流動していくことになる。なお、光透過性板材２４をレンチキュラーレンズ５８の各頂点を繋ぐようにして互いの接点を固定していることから固着部５４が最小限に抑えられており、画像の表示に影響を及ぼす虞はない。
【００６３】
このように、一方の光透過性板材に替えてレンチキュラーレンズシート５７を適用することによって、スクリーン本体６３に別途レンチキュラーレンズシート５７を積層させる必要がなくなる。その結果、スクリーン全体の厚みを薄くすることができるので、製品の小型化並びに軽量化が可能となる。また、レンチキュラーレンズシート５７に既存のものを採用することにより、部品点数が削減されてコスト削減が図れるとともに、レンチキュラーレンズシート５７を別途設ける必要がなくなるので作業工程が減り製造効率が向上する。
【００６４】
なお、上記においては、レンチキュラーレンズ５８の長手方向長さを調整することによって隣接するレンチキュラーレンズ５８と光透過性板材２４との間に形成される空隙５５を連結することとしたが、これら空隙５５が一方向で連通するのであれば他の方法を用いても良い。また、レンチキュラーレンズシート５７に光透過性板材２４を貼り合わせるのではなく、双方を圧迫して密着させるだけでも良い。
【００６５】
さらに、内部に光散乱粒子を分散配置してなるレンチキュラーレンズシートを採用しても良い。これにより、流路６１を流動する散乱体３４及びレンチキュラーレンズシートに含まれる光散乱粒子によって散乱する散乱光が複雑に偏向し、干渉縞パターンが様々に変化することでシンチレーションを低減する効果を得ることができる。また、レンチキュラーレンズシート５７に代えてフライアイレンズを用いても良い。
【００６６】
［第５の実施の形態］
以下、本発明の第５の実施形態を図１２〜１４を参照して説明する。
図１２は本実施形態におけるスクリーン本体の概略構成図であり、図１３は図１２のＢ−Ｂ断面図、図１４はスクリーン本体の断面図である。本実施形態が上記第４実施形態と異なる点は、レンチキュラーレンズシートに替えて光散乱集光板材６６を適用したことにある。
【００６７】
図１３，１４（ａ）に示すように、光散乱集光板材６６は、片面から厚さ方向に凹むとともに板材の上下方向（ｙ方向）に延在する断面視半円状の溝部６７が左右方向（ｘ方向）に複数連設されたものである。溝部６７の形状は、上記実施形態において用いられたレンチキュラーレンズ５８の形状を反映させたものである。図１２に示すように、溝部６７の両端部は隣接した異なる溝部６７の一方の端部と各々連通しており、スクリーン本体６５の左右方向で互い違いに連結されている。詳しくは、図中左側に位置し、端部６７Ａ’が流入口３１となる溝部６７ａの端部６７Ａは、隣接する溝部６７ｂの端部６７Ｂと連通している。また、溝部６７ｂの端部６７Ｂ’は溝部６７ａとは反対側に隣接する溝部６７ｃの端部６７Ｃ’と連通している。後続する各溝部６７ｄ，ｅ，ｆ…の両端部においても同様に交互に連結されて、図中右側に位置する溝部６７ｔの下端部６７Ｔ’が流出口３２となる。
【００６８】
図１４（ａ），（ｂ）に示すように、光散乱集光板材６６に光透過性板材２４を貼り合わせることによって、流入口３１と流出口３２とを波形状に連結する流路６９が形成される。流路６９は、光透過性板材２４と溝部６７との間に形成される隙間６２を利用したもので、スクリーン本体６５の上端部６５ａ或いは下端部６５ｂにて折り返されながら左右方向に延在する。
【００６９】
また、ブラックマスクを、例えば光透過性板材２４の鑑賞者側の片面に隔壁２７，２８と対応するように設けてもよい。
【００７０】
上記構成の流路６９が散乱体３４で満たされるとレンチキュラーレンズ５８と同様の機能を兼ね備えたスクリーンを構成することができる。これは、散乱体３４の屈折率を光散乱集光板材６６の屈折率と変えることによって実現される。スクリーン本体６５は、光透過性板材２４側を鑑賞者側に向けて配設されるため、例えば、散乱体３４の屈折率を光散乱集光板材６６の屈折率よりも高く設定しておくことにより、レンチキュラーレンズシート５７同様、特定の範囲に光を拡散することができ、シンチレーションを効果的に低減することができる。
【００７１】
［スクリーンゲイン］
上記１から４の実施形態では、任意のスクリーンゲインを得るためにスクリーンの構成にレンチキュラーレンズシート５７を採用している。スクリーンゲイン（Ｇｓ）とは、標準白板に光を照射したときの輝度をゲイン１（基準値）とし、これに対する輝度の比を表すものであって、スクリーンゲインを１とするスクリーンはどの方向からでも同じ明るさで見ることができる。しかしながら、このような完全散乱型のスクリーンには外光除去構造を適用し難いことから、画像ボケが生じて低コントラストとなる虞がある。
【００７２】
そのため、上記実施形態では、レンチキュラーレンズシート５７を用いることで特定の角度範囲に光を拡散してハイコントラスト化を図るとともに、これによって発生し易い干渉縞を、流動する散乱体３４によって低減する構成となっている。このような構成により、スクリーンのゲインが１より大きくなってハイゲイン化（ハイコントラスト化）される。スクリーンゲインのコントロールは、レンチキュラーレンズシート５７の厚さを変えることで可能となる。より具体的には、レンチキュラーレンズ５８の半径を変えることによってレンズの屈折力を所望の値にすることができ、したがって、光拡散角を任意に設定することが可能である。ここで言う光拡散角がスクリーンゲイン値に値する。
【００７３】
上記第５実施形態では、スクリーン本体６５にレンチキュラーレンズ機能を付与したものであり、この構成におけるスクリーンゲインのコントロールは、流路６９の形状設計によって可能となる。流路６９の断面形状が半円状となっていることから、流路６９の断面視における半径を変更することによって任意のゲインのスクリーンを得られる。また、流路６９の形状設計を変更する他に、散乱体３４の屈折率（平均屈折率）の設定変更によってもゲイン調整が可能となる。したがって、より簡単且つ効果的にスクリーンゲインのコントロールを行うことができる。
【００７４】
以上のようなスクリーン本体の構成によれば、スクリーンゲインを向上させて所望の明るさを確保したスクリーンとすることができる。また、このようなハイゲインスクリーンであっても、投射光を集光しながらも干渉縞を急速に変化しうる構成となっていることから、シンチレーションを大幅に削減することができる。したがって、干渉縞を解消してシンチレーションの低減を図ることができ、表示ムラやぎらつき発生をなくした視認性の良い画像を得ることができる。
【００７５】
［第６実施の形態］
次に、本実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態は、光変調素子ではなく走査部を用いた画像表示装置である。なお、その他スクリーンの構成は、上記第１実施形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７６】
図１５は、リアプロジェクタ１２０（画像表示装置）の概略構成を示す断面図である。
本実施形態のリアプロジェクタ１２０は、図１５に示すように、レーザ光を射出する光源１０２と、コリメート光学系１０４とビーム整形光学系１０５と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８２と、走査された光を拡大投射する投射レンズ１１４と、投射された光をスクリーン２０に向けて反射する反射ミラー１０９とを備えている。光源１０２は、赤色のレーザ光を射出する赤色レーザダイオード１０２Ｒと、緑色のレーザ光を射出する緑色レーザダイオード１０２Ｇと、青色のレーザ光を射出する青色レーザダイオード１０２Ｂとを有する。
【００７７】
レーザダイオード１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂから出射されたレーザ光は、レンズ光学系１０３を介してスキャナ８２に入射する。入射したレーザ光は、スキャナ８２により２次元方向にスキャン（走査）され、投射レンズ１１４、反射ミラー１０９を介してスクリーン２０に投射される。このようにして、本実施形態のリアプロジェクタ１２０は、光源１０２から射出されたレーザ光をスキャナ８２によりスクリーン２０上で光を走査させることにより画像を形成するようになっている。
【００７８】
本実施形態のようにレーザ光源を用いたスキャン型のリアプロジェクタ１２０においても、スクリーン２０内を光散乱粒子３５を含む散乱体３４が流動しているため、上記実施形態と同様の作用効果が得られ、効果的にシンチレーションを低減させることができる。
【００７９】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００８０】
上記実施形態においては、上記構成を有するスクリーン２０をリアプロジェクタ１２０に採用したが、フロント投射型プロジェクタのスクリーンに採用することも可能である。
さらに、上記実施形態では、光変調素子として透過型の液晶ライトバルブを用いた例を示したが、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。
【００８１】
また、流路の形成方法として、上記した構成の他、エッチング、プレス、射出成形あるいは切削加工等で形成した溝を有する光透過性板材を貼り合わせることによって形成することとしてもよい。
【００８２】
また、散乱体３４の流動方向がスクリーンの上下方向を往復しながら左右方向へと流動するよう流路を構成したが、スクリーンの左右方向を往復しながら上下方向へと流動するよう流路を構成しても良い。いずれにせよ、散乱体３４がスクリーンの面方向（ｘ-ｙ方向）に流動するように流路が構成されていればシンチレーションを効果的に低減することができる。
【００８３】
上記においては、一対の光透過性板材の間に散乱体を流動可能にする流路を設けたが、複数の光透過性板材を積層し各々の基材間に流路を形成するようにしてもよい。
【００８４】
さらに、光散乱粒子３５の直径、屈折率、配置密度などは適宜調整されるものとし、分散媒として例えば水を利用することによって環境に配慮しつつ低コスト化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施形態に係るリアプロジェクタの概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るリアプロジェクタの投射光学系の概略構成図である。
【図３】第１実施形態に係るスクリーンの概略構成を示す断面図である。
【図４】第１実施形態に係るスクリーン本体の概略構成図である。
【図５】第１実施形態に係るスクリーン本体の分解図である。
【図６】第２実施形態に係るスクリーン本体の概略構成を示す断面図である。
【図７】第２実施形態に係るスクリーン本体の分解図である。
【図８】第３実施形態に係るスクリーン本体の概略構成図である。
【図９】第３実施形態に係るスクリーン本体の分解図である。
【図１０】第４実施形態に係るスクリーン本体の概略構成図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図である。
【図１２】第５実施形態に係るスクリーン本体の概略構成図である。
【図１３】図１２のＢ−Ｂ断面図である。
【図１４】第５実施形態に係るスクリーン本体の分解図である。
【図１５】第６実施形態に係るリアプロジェクタの概略構成図である。
【図１６】シンチレーションの原理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８６】
２０…スクリーン、２１，４０，５０，６２，６５…スクリーン本体、２３，２４…光透過性板材、２５…光散乱空間、２６，４１，５３，６１，６９…流路、２７，２８，５１，５２…隔壁、２９…隙間、３１…流入口、３２…流出口、３４…散乱体、３５…光散乱粒子（散乱材）、３６…ポンプ（流動手段）、３８…開口部、４２，４３…壁部（隔壁）、５７…レンチキュラーレンズシート、５８…レンチキュラーレンズ、６６…光散乱集光板材、６７…溝部、７０…光源、８８…フロントパネル、９０…筐体、９２，９４…反射ミラー、１００…光変調素子，液晶ライトバルブ、１０２…光源、１０６…ミラー、１０８…ダイクロックミラー、１１４…投射レンズ、１２０…リアプロジェクタ（画像表示装置）、１２１…リレーレンズ系、１２２…入射レンズ、１２３…リレーレンズ、１２４…出射レンズ、１５０…投射光学系
【図１】
2007316199.tif 000003
【図２】
2007316199.tif 000004
【図３】
2007316199.tif 000005
【図４】
2007316199.tif 000006
【図５】
2007316199.tif 000007
【図６】
2007316199.tif 000008
【図７】
2007316199.tif 000009
【図８】
2007316199.tif 000010
【図９】
2007316199.tif 000011
【図１０】
2007316199.tif 000012
【図１１】
2007316199.tif 000013
【図１２】
2007316199.tif 000014
【図１３】
2007316199.tif 000015
【図１４】
2007316199.tif 000016
【図１５】
2007316199.tif 000017
【図１６】
2007316199.tif 000018