(57)【要約】【課題】光を所定の方向へ効率良く導くことにより、明るい画像を表示でき、かつ良好な視野角を得ることが可能なスクリーン等を提供すること。【解決手段】スクリーン４０の法線方向へ進行する光のピーク強度を基準強度とし、第１の方向について、基準強度の２分の１となる強度の光が放射される最大角度をαｘとすると１５°＜αｘ＜４０°、基準強度の４分の１となる強度の光が放射される最大角度をβｘとすると２０°＜βｘ＜４５°、基準強度の１０分の１となる強度の光が放射される最大角度をγｘとすると、２５°＜γｘ＜５０°、第２の方向について、基準強度の２分の１となる強度の光が放射される最大角度をαｙとすると１５°＜αｙ＜３５°、基準強度の４分の１となる強度の光が放射される最大角度をβｙとすると１８°＜βｙ＜３８°、基準強度の１０分の１となる強度の光が放射される最大角度をγｙとすると２０°＜γｙ＜４０°を満たす。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズ素子からなるレンズアレイを備えるスクリーンであって、
前記レンズ素子は、第１の方向と、前記第１の方向に略直交する第２の方向に配列され、
前記スクリーンの法線方向へ進行する光のピーク強度を基準強度とし、
前記第１の方向について、前記基準強度の２分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標αｘとすると、１５°＜αｘ＜４０°、前記基準強度の４分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標βｘとすると、２０°＜βｘ＜４５°、前記基準強度の１０分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標γｘとすると、２５°＜γｘ＜５０°（但し、αｘ＜βｘ＜γｘ）を満たし、
前記第２の方向について、前記基準強度の２分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標αｙとすると、１５°＜αｙ＜３５°、前記基準強度の４分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標βｙとすると、１８°＜βｙ＜３８°、前記基準強度の１０分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標γｙとすると、２０°＜γｙ＜４０°（但し、αｙ＜βｙ＜γｙ）を満たすことを特徴とするスクリーン。
【請求項２】
前記レンズ素子は、頂点に近い位置ほど小さい曲率を有する曲面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】
前記第１の方向について、前記法線方向を基準とする出射角が０°からαｘに変化するときの単位角度における光の強度の変化量をＰαｘ、前記出射角がαｘからβｘに変化するときの単位角度における光の強度の変化量をＰβｘ、前記出射角がβｘからγｘに変化するときの単位角度における光の強度の変化量をＰγｘとすると、Ｐαｘ＜Ｐβｘ＜Ｐγｘを満たし、
前記第２の方向について、前記法線方向を基準とする出射角が０°からαｙに変化するときの単位角度における光の強度の変化量をＰαｙ、前記出射角がαｙからβｙに変化するときの単位角度における光の強度の変化量をＰβｙ、前記出射角がβｙからγｙに変化するときの単位角度における光の強度の変化量をＰγｙとすると、Ｐαｙ＜Ｐβｙ＜Ｐγｙを満たす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】
前記第２の方向は、鉛直方向であって、
鉛直上方向について、前記基準強度の２分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標αｕ、前記基準強度の４分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標βｕ、前記基準強度の１０分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標γｕ（但し、αｕ＜βｕ＜γｕ）とし、
鉛直下方向について、前記基準強度の２分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標αｄ、前記基準強度の４分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標βｄ、前記基準強度の１０分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標γｄ（但し、αｄ＜βｄ＜γｄ）とすると、αｄ＜αｕ、βｄ＜βｕ、γｄ＜γｕの少なくとも一つを満たす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】
前記レンズ素子は、前記基準強度から、前記基準強度の２分の１となる強度までの光を放射させる領域をαＡ、前記基準強度の２分の１となる強度から、前記基準強度の４分の１となる強度までの光を放射させる領域をβＡ、前記基準強度の４分の１となる強度から、前記基準強度の１０分の１となる強度までの光を放射させる領域をγＡ、とすると、前記レンズ素子内のαＡ、βＡ、γＡの面積積算値が、前記レンズ素子全体の９０パーセント以上を占め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】
複数のミラー素子を備えるミラー部を有し、
前記ミラー素子は、前記レンズ素子の曲面と略同一の形状の曲面を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のスクリーンを製造するためのスクリーンの製造方法であって、
レーザ光の照射により基板にレンズ素子の形状を形成するレーザアブレーション工程を含むことを特徴とするスクリーンの製造方法。
【請求項８】
前記レーザアブレーション工程において、前記レンズ素子の形状に応じて、互いに異なる大きさの開口部を備える複数のマスクを順次用いて前記レーザ光の照射を行うことを特徴とする請求項７に記載のスクリーンの製造方法。
【請求項９】
前記レーザアブレーション工程において、前記レンズ素子の形状に応じて前記基板へ与えるエネルギー量を変化させた前記レーザ光を照射させることを特徴とする請求項７又は８に記載のスクリーンの製造方法。
【請求項１０】
前記レーザアブレーション工程において、前記レンズ素子の形状に応じて設けられた複数の開口部を備えるマスクを用いて前記レーザ光の照射を行うことを特徴とする請求項７に記載のスクリーンの製造方法。
【請求項１１】
前記レーザアブレーション工程において、前記レンズ素子の形状に応じて、互いに異なる形状の開口部を備える複数のマスクを順次用いて前記レーザ光の照射を行うことを特徴とする請求項７に記載のスクリーンの製造方法。
【請求項１２】
前記レーザアブレーション工程において前記レンズ素子の形状が形成された前記基板に熱処理を施すアニール工程を含むことを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一項に記載のスクリーンの製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のスクリーンを製造するためのスクリーンの製造方法であって、
基板上にレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、
前記レジスト層及び前記基板をエッチングするエッチング工程と、を含むことを特徴とするスクリーンの製造方法。
【請求項１４】
レーザ光の照射により前記レジスト層に前記レンズ素子の形状を形成するレーザアブレーション工程を含むことを特徴とする請求項１３に記載のスクリーンの製造方法。
【請求項１５】
画像信号に応じた光をスクリーンに透過させることにより画像を表示する画像表示装置であって、
前記スクリーンは、請求項１〜５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、スクリーンの製造方法及び画像表示装置、特に、画像信号に応じた光をスクリーンに透過させることにより画像を表示する画像表示装置に好適なスクリーンの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像信号に応じた光により画像を表示するスクリーンは、反射型スクリーンと透過型スクリーンとに大別される。反射型スクリーンは、主としてフロント型のプロジェクタと組み合わせて用いられるスクリーンであって、画像信号に応じた投写光を反射して観察者の方向へ散乱させる。透過型スクリーンは、主としてリア型のプロジェクタに用いられるスクリーンであって、画像信号に応じた光を透過させて観察者の方向へ散乱させる。何れのスクリーンにおいても、光の散乱角を所定の値に設定することにより、例えば、スクリーンの法線方向に散乱光を集中させることができる。これにより、スクリーンの正面に位置する観察者は、明るい投写像を観察できる。スクリーンへ入射させた光を所定の方向へ導くために、レンチキュラレンズやマイクロレンズアレイを用いる構成が提案されている（例えば、特許文献１、及び特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３０５３１５号公報
【特許文献２】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】
レンチキュラレンズを用いる構成の場合、レンチキュラレンズは、例えば、観察者から見てスクリーンの水平方向について光を集光させ、水平方向に略直交する鉛直方向については光を集光させない。この構成では、視野角、即ち画像を観察できる範囲が水平方向に比べ鉛直方向が極端に狭いという問題を生ずる。また、マイクロレンズアレイを用いる構成の場合、マイクロレンズ素子は、光軸を中心としてスクリーンの法線方向に同心円状に光を屈折させる。複数の観察者は、通常スクリーンに対して水平方向へ広く分布する場合が多いのに対して、スクリーンの鉛直方向に広く分布するという状況は少ない。従って、従来技術のマイクロレンズアレイを備えるスクリーンでは、観察者が存在しない不要な方向にまで光を導いてしまう。この結果、マイクロレンズアレイを備えるスクリーンは、観察者が存在する方向へだけ有効に光を導くことが困難であるため、画像が暗くなってしまうという問題を生ずる。本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光を所定の方向へ効率良く導くことにより、明るい画像を表示でき、かつ良好な視野角を得ることが可能なスクリーン、スクリーンの製造方法、及びそのスクリーンを備える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】
【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、複数のレンズ素子からなるレンズアレイを備えるスクリーンであって、レンズ素子は、第１の方向と、第１の方向に略直交する第２の方向に配列され、スクリーンの法線方向へ進行する光のピーク輝度を基準強度とし、第１の方向について、基準強度の２分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標αｘとすると、１５°＜αｘ＜４０°、基準強度の４分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標βｘとすると、２０°＜βｘ＜４５°、基準強度の１０分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標γｘとすると、２５°＜γｘ＜５０°（但し、αｘ＜βｘ＜γｘ）を満たし、第２の方向について、基準強度の２分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標αｙとすると、１５°＜αｙ＜３５°、基準強度の４分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標βｙとすると、１８°＜βｙ＜３８°、基準強度の１０分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標γｙとすると、２０°＜γｙ＜４０°（但し、αｙ＜βｙ＜γｙ）を満たす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】
スクリーンへ入射する光を観察者側の空間においてどのように配分するかは、レンズ素子の屈折作用によって決定することができる。第１の方向を水平方向、第２の方向を鉛直方向として上記の各視野角指標を満たすレンズ素子を用いる構成とすることにより、鉛直方向よりも水平方向へ広く光を放射させるような特性をスクリーンに持たせることが可能である。本発明のスクリーンを用いることにより、複数の観察者が広く分布すると考えられる水平方向へ画像信号に応じた光を効率的に進行させることができる。これにより、光を所定の方向へ効率良く導くことにより、明るい画像を表示でき、かつ良好な視野角を得ることが可能な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、レンズ素子は、頂点に近い位置ほど小さい曲率を有する曲面を備えることが望ましい。レンズ素子の頂点とは、レンズ素子が設けられる基準面に平行な平面が曲面に接する場合の接点である。通常、観察者は、スクリーンに対して、スクリーンの中心位置を通過する法線方向から画像を観察する。頂点に近い位置ほど小さい曲率の曲面を設けることにより、スクリーンの中心位置を通過する法線方向へ効率的に光を進行させることが可能である。これにより、さらに明るい画像を表示でき、かつ良好な視野角を得ることができる。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様によれば、第１の方向について、法線方向を基準とする出射角が０°からαｘに変化するときの単位角度における光の強度の変化量をＰαｘ、出射角がαｘからβｘに変化するときの単位角度における光の強度の変化量をＰβｘ、出射角がβｘからγｘに変化するときの単位角度における光の強度の変化量をＰγｘとすると、Ｐαｘ＜Ｐβｘ＜Ｐγｘを満たし、第２の方向について、法線方向を基準とする出射角が０°からαｙに変化するときの単位角度における光の強度の変化量をＰαｙ、出射角がαｙからβｙに変化するときの単位角度における光の強度の変化量をＰβｙ、出射角がβｙからγｙに変化するときの単位角度における光の強度の変化量をＰγｙとすると、Ｐαｙ＜Ｐβｙ＜Ｐγｙを満たすことが望ましい。通常、観察者は、出射角が０°に近い位置に多く分布する。出射角が０°に近いほど出射角の変化に対する光の強度の変化量を小さくすることにより、出射角が大きい光を少なくし、出射角が０°に近い方向へ効率的に光を進行させることが可能である。これにより、さらに明るい画像を表示でき、かつ良好な視野角を得ることができる。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様によれば、第２の方向は、鉛直方向であって、鉛直上方向について、基準強度の２分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標αｕ、基準強度の４分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標βｕ、基準強度の１０分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標γｕ（但し、αｕ＜βｕ＜γｕ）とし、鉛直下方向について、基準強度の２分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標αｄ、基準強度の４分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標βｄ、基準強度の１０分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標γｄ（但し、αｄ＜βｄ＜γｄ）とすると、αｄ＜αｕ、βｄ＜βｕ、γｄ＜γｕの少なくとも一つを満たすことが望ましい。複数の観察者は、通常スクリーンに対して鉛直上方向へ広く分布する場合が多いのに対して、スクリーンの鉛直下方向に広く分布するという状況は少ない。本態様の各視野角指標を満たす構成とすることにより、鉛直下方向よりも鉛直上方向へ広く光を放射させるような特性をスクリーンに持たせることが可能である。本発明のスクリーンを用いることにより、複数の観察者が広く分布すると考えられる鉛直上方向へ画像信号に応じた光を効率的に進行させることができる。これにより、さらに明るい画像を表示でき、かつ良好な視野角を得ることができる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様としては、レンズ素子は、基準強度から、基準強度の２分の１となる強度までの光を放射させる領域の面積をαＡ、基準強度の２分の１となる強度から、基準強度の４分の１となる強度までの光を放射させる領域の面積をβＡ、基準強度の４分の１となる強度から、基準強度の１０分の１となる強度までの光を放射させる領域の面積をγＡ、とすると、レンズ素子内のαＡ、βＡ、γＡの面積積算値が、レンズ素子全体の９０パーセント以上を占めることが望ましい。これにより、観察者の方向へ効率良く光を進行させることができる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様としては、複数のミラー素子を備えるミラー部を有し、ミラー素子は、レンズ素子の曲面と略同一の形状の曲面を備えることが望ましい。レンズ素子の曲面と略同一の形状の曲面を備えるミラー素子を用いることにより、フロント型プロジェクタからの入射光を観察者がいる方向へ効率良く進行させることができる。これにより、明るい画像を表示でき、かつ良好な視野角特性の反射型スクリーンを得られる。
【００１２】
さらに、本発明によれば、上記のスクリーンを製造するためのスクリーンの製造方法であって、レーザ光の照射により基板にレンズ素子の形状を形成するレーザアブレーション工程を含むことを特徴とするスクリーンの製造方法を提供することができる。レーザアブレーション工程は、高い精度の加工が可能であることを特徴とする。レーザアブレーション工程により、所望の形状のレンズ素子を高い精度で形成することが可能である。これにより、高い精度でスクリーンを製造することができる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様としては、レーザアブレーション工程において、レンズ素子の形状に応じて、互いに異なる大きさの開口部を備える複数のマスクを順次用いてレーザ光の照射を行うことが望ましい。これにより、略一定の強度のレーザ光を照射することにより、所望の形状のレンズ素子を形成することができる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様としては、レーザアブレーション工程において、レンズ素子の形状に応じて基板へ与えるエネルギー量を変化させたレーザ光を照射させることが望ましい。基板へ与えるエネルギー量を変化させるためには、レーザ光のパワー密度、パルス幅、照射時間の少なくとも一つを変化させることが考えられる。これにより、単独のマスクを用いて、所望の形状のレンズ素子を形成することができる。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様としては、レーザアブレーション工程において、レンズ素子の形状に応じて設けられた複数の開口部を備えるマスクを用いてレーザ光の照射を行うことが望ましい。複数の開口部を備えるマスクとしては、例えば、グレイスケールマスクを用いることができる。レンズ素子の形状に応じて複数の開口部が設けられたマスクを用いることで、１度のレーザ光の照射によりレンズ素子の形状を形成することが可能である。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様としては、レーザアブレーション工程において、レンズ素子の形状に応じて、互いに異なる形状の開口部を備える複数のマスクを順次用いてレーザ光の照射を行うことが望ましい。これにより、所望の形状のレンズ素子を形成することができる。また、複数のマスクを順次用いてレーザ光を多重照射することで、レーザ光の強度、パルス幅、周囲の環境の変化の影響や位置ずれを補正することが可能となる。これにより、製造の安定性の向上、歩留まりの向上、レンズ素子の形状の精度向上を図れる。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様としては、レーザアブレーション工程においてレンズ素子の形状が形成された基板に熱処理を施すアニール工程を含むことが望ましい。アニールを行うことにより、レンズ形状をスムーズにさせることが可能である。これにより、レンズ素子の表面における光の散乱や、設計とは異なる方向への光の屈折を抑制でき、さらにレンズ素子の形状の精度を向上させることができる。
【００１８】
さらに、本発明によれば、上記のスクリーンを製造するためのスクリーンの製造方法であって、基板上にレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、レジスト層及び基板をエッチングするエッチング工程と、を含むことを特徴とするスクリーンの製造方法を提供することができる。これにより、所望の形状のレンズ素子を備えるスクリーンを製造することができる。
【００１９】
さらに、本発明の好ましい態様によれば、レーザ光の照射により前記レジスト層に前記レンズ素子の形状を形成するレーザアブレーション工程を含むことが望ましい。レーザアブレーション工程により、所望の形状のレンズ素子を高い精度で形成することが可能である。これにより、高い精度でスクリーンを製造することができる。
【００２０】
さらに、本発明によれば、画像信号に応じた光をスクリーンに透過させることにより画像を表示する画像表示装置であって、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画像表示装置を提供することができる。上記のスクリーンを用いることにより、光を所定の方向へ効率良く導くことにより、明るい画像を表示でき、かつ良好な視野角を得ることが可能である。これにより、明るい画像を表示でき、かつ良好な視野角の画像表示装置を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の実施例１に係る画像表示装置１０の概略構成を示す。本発明の画像表示装置１０は、画像信号に応じて変調された光をスクリーン４０に透過させることによってスクリーン４０に画像を表示させる、いわゆるリアプロジェクタである。光源部である超高圧水銀ランプ１１は、第１色光である赤色光（以下、「Ｒ光」という。）、第２色光である緑色光（以下、「Ｇ光」という。）、及び第３色光である青色光（以下、「Ｂ光」という。）を含む光を供給する。
【００２３】
インテグレータ１２は、超高圧水銀ランプ１１からの光の照度分布を略均一にする。照度分布が均一化された光は、偏光変換素子１３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、色分離光学系を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー１４Ｒに入射する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー１４Ｒ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１４Ｒを透過したＲ光は、反射ミラー１５に入射する。反射ミラー１５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、Ｒ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置１７Ｒに入射する。空間光変調装置１７Ｒ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、空間光変調装置１７Ｒに入射するＲ光は、ｓ偏光光のままの状態である。
【００２４】
空間光変調装置１７Ｒに入射したｓ偏光光は、ｐ偏光光に変換された後、不図示の液晶パネルに入射する。液晶パネルは、２つの透明基板の間に、画像表示のための液晶層を封入している。液晶パネルに入射したｐ偏光光は、画像信号に応じた変調によりｓ偏光光に変換される。空間光変調装置１７Ｒは、変調によりｓ偏光光に変換されたＲ光を射出する。このようにして、空間光変調装置１７Ｒで変調された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１８に入射する。
【００２５】
Ｒ光透過ダイクロイックミラー１４Ｒで反射されたＧ光及びＢ光は、光路を９０度折り曲げられる。光路を折り曲げられたＧ光及びＢ光は、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１４Ｇに入射する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１４Ｇ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１４Ｇで反射されたＧ光は、Ｇ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置１７Ｇに入射する。空間光変調装置１７Ｇ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。
【００２６】
空間光変調装置１７Ｇに入射するＧ光は、ｓ偏光光に変換されている。空間光変調装置１７Ｇに入射したｓ偏光光は、そのまま液晶パネルに入射する。液晶パネルに入射した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。空間光変調装置１７Ｇは、変調によりｐ偏光光に変換されたＧ光を射出する。このようにして、空間光変調装置１７Ｇで変調されたＧ光は、クロスダイクロイックプリズム１８に入射する。
【００２７】
Ｂ光透過ダイクロイックミラー１４Ｇを透過したＢ光は、２枚のリレーレンズ１６と、２枚の反射ミラー１５とを経由して、Ｂ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置１７Ｂに入射する。空間光変調装置１７Ｂ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光にリレーレンズ１６を経由させるのは、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。リレーレンズ１６を用いることにより、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１４Ｇを透過したＢ光を、そのまま空間光変調装置１
７Ｂに導くことができる。
【００２８】
空間光変調装置１７Ｂに入射するＢ光は、ｓ偏光光に変換されている。空間光変調装置１７Ｂに入射したｓ偏光光は、ｐ偏光光に変換された後液晶パネルに入射する。液晶パネルに入射したｐ偏光光は、画像信号に応じた変調によりｓ偏光光に変換される。空間光変調装置１７Ｂは、変調によりｓ偏光光に変換されたＢ光を射出する。このようにして、空間光変調装置１７Ｂ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１８に入射する。色分離光学系を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー１４ＲとＢ光透過ダイクロイックミラー１４Ｇとは、超高圧水銀ランプ１１から供給される光を、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光に分離する。
【００２９】
色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１８は、２つのダイクロイック膜１８ａ、１８ｂ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１８ａは、Ｂ光を反射し、Ｒ光、Ｇ光を透過する。ダイクロイック膜１８ｂは、Ｒ光を反射し、Ｂ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１８は、空間光変調装置１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂでそれぞれ変調されたＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成する。
【００３０】
なお、上述のように、空間光変調装置１７Ｒ及び空間光変調装置１７Ｂからクロスダイクロイックプリズム１８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、空間光変調装置１７Ｇからクロスダイクロイックプリズム１８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１８に入射される光の偏光方向を異ならせることで、クロスダイクロイックプリズム１８において各色光用空間光変調装置から射出される光を有効に合成できる。ダイクロイック膜１８ａ、１８ｂ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１８ａ、１８ｂで反射されるＲ光及びＢ光をｓ偏光光とし、ダイクロイック膜１８ａ、１８ｂを透過するＧ光をｐ偏光光としている。
【００３１】
投写レンズ２０は、クロスダイクロイックプリズム１８で合成された光を反射ミラー２１の方向へ投写する。反射ミラー２１は、投写レンズ２０からの投写光をスクリーン４０の方向へ反射する。スクリーン４０は、投写光を透過させることにより観察者ＯＢＳ側の面に投写像を表示する透過型スクリーンである。スクリーン４０は、フレネルレンズ３１及びマイクロレンズアレイ３０を有する。フレネルレンズ３１は、同心円状の周期構造を有している。フレネルレンズ３１は、入射する光を略平行な光に角度変換させる。フレネルレンズ３１で平行光に変換された光は、マイクロレンズアレイ３０に入射する。
【００３２】
マイクロレンズアレイ３０は、ＸＹ平面である基準面上に配列されたマイクロレンズ素子５０を有する。マイクロレンズ素子５０は、第１の方向であるＸ方向と、第１の方向に略直交する第２の方向であるＹ方向に配列されている。第１の方向であるＸ方向は、水平方向である。第２の方向であるＹ方向は、鉛直方向である。マイクロレンズ素子５０は、フレネルレンズ３１からの光を屈折させる。マイクロレンズアレイ３０の出射側には、カバーガラス３２が設けられている。スクリーン４０へ入射した光は、マイクロレンズ素子５０での屈折により、観察者ＯＢＳの方向へ散乱される。なお、スクリーン４０は、フレネルレンズ３１及びマイクロレンズアレイ３０以外の他の構成、例えば光を散乱させる散乱層や外光を吸収するブラックマトリクス層を設けることとしても良い。
【００３３】
本実施例の画像表示装置１０は、光源部として超高圧水銀ランプを用いる構成に限られない。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。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に限らず、例えば、１つの透過型液晶表示装置を設けたプロジェクタや、反射型液晶表示装置を用いたプロジェクタとしても良い。
【００３４】
図２は、水平方向であるＸ方向についての出射角θｘについて説明するものである。観察者が画像を観察する標準的な位置としては、例えば、スクリーン４０の鉛直方向の長さＨに対して、スクリーン４０から距離３Ｈの位置Ｍを選択することができる。距離３Ｈの位置とは、鉛直方向の長さＨの画面に表示される映像を観察する観察者に対して高い臨場感を与えることが可能とされる位置である。ここでは、スクリーン４０の中心位置を通る法線Ｎ上の位置Ｍに基準強度Ｐ０の光が進行するものとする。基準強度Ｐ０は、スクリーン４０の法線Ｎ方向へ進行する光のピーク輝度である。出射角θｘは、第１の方向であるＸ方向について、法線Ｎとスクリーン４０からの光線とがなす角度とする。
【００３５】
位置ＭからＸ軸上を右向きＲ、左向きＬのいずれへ輝度計を移動させても、位置Ｍから離れるに従い計測される輝度量は低下する。ここで、第１の方向であるＸ方向について、基準強度Ｐ０の２分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標αｘとする。同様に、Ｘ方向について、基準強度Ｐ０の４分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標βｘ、基準強度Ｐ０の１０分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標γｘとする。スクリーン４０は、マイクロレンズ素子５０の屈折により、以下の条件を満足する視野角特性を有する。
１５°＜αｘ＜４０°
２０°＜βｘ＜４５°
２５°＜γｘ＜５０°（但し、αｘ＜βｘ＜γｘ）
【００３６】
なお、スクリーン４０を透過した光はＸ方向について左右略対称に放射し、位置Ｍを中心として右向きＲ及び左向きＬについて略同じ視野角特性を示すものとする。さらに、スクリーン４０は、以下の条件を満足する視野角特性を有することが望ましい。
１８°＜αｘ＜４０°
２５°＜βｘ＜４５°
４０°＜γｘ＜５０°（但し、αｘ＜βｘ＜γｘ）
【００３７】
さらに、マイクロレンズアレイ３０の製造マージンを考慮すると、スクリーン４０は、以下の条件を満足する視野角特性を有することが望ましい。
１８°＜αｘ＜３５°
２５°＜βｘ＜４０°
４０°＜γｘ＜４５°（但し、αｘ＜βｘ＜γｘ）
【００３８】
図３は、Ｘ方向についての出射角θｘの変化と光の強度の変化との関係について説明するものである。図３に示すグラフの縦軸は任意の強度、横軸は出射角θｘをそれぞれ示す。出射角θｘが０°からαｘに変化するときの単位角度における光の強度の変化量をＰαｘ、出射角がαｘからβｘに変化するときの単位角度における光の強度の変化量をＰβｘ、出射角がβｘからγｘに変化するときの単位角度における光の強度の変化量をＰγｘとすると、以下の条件を満足する。
Ｐαｘ＜Ｐβｘ＜Ｐγｘ
【００３９】
通常、観察者は、出射角θｘが０°に近い位置に多く分布する。出射角θｘが０°に近いほど出射角θｘの変化に対する光の強度の変化量を小さくすることにより、出射角θｘが大きい光を少なくし、出射角θｘが０°に近い方向へ効率的に光を進行させることが可能である。
【００４０】
図４は、Ｘ方向について図３で説明するように光を進行させるマイクロレンズ素子５０の形状について説明するものである。マイクロレンズ素子５０は、光を出射させる側に設けられた非球面形状の曲面５１を備えている。曲面５１は、頂点Ｃに近い位置ほど小さい曲率を有する。ここで、マイクロレンズ素子５０の頂点は、基準面であるＸＹ平面に平行な平面が曲面５１に接する場合の接点である。図４においてマイクロレンズ素子５０は、頂点Ｃを通過するＸＺ断面構成で示している。
【００４１】
頂点Ｃに近いほど小さい曲率を有する曲面５１を設けることにより、曲面５１のうち頂点Ｃから遠い部分に入射する光ほど法線Ｎの方向へ強く屈折させることが可能である。このため、曲面５１のうち０°からαｘまでの出射角θｘで光を出射させる領域を多くし、βｘからγｘまでの出射角θｘで光を出射させる領域を少なくすることができる。よって、スクリーン４０の中心位置を通過する法線Ｎ方向へ効率的に光を進行させることが可能である。なお、マイクロレンズ素子５０は、光が入射する側に曲面５１を向けて配置することとしても良い。
【００４２】
図５は、マイクロレンズ素子５０が設けられるＸＹ平面の領域と出射角θｘとの関係について説明するものである。マイクロレンズ素子５０は、ＸＹ平面上において、Ｘ方向に長い矩形形状を有している。図４を用いて説明したように、マイクロレンズ素子５０は、０°からαｘまでの出射角θｘで光を出射させる領域が多く、βｘからγｘまでの出射角θｘで光を出射させる領域が少なくなるような形状を備えている。ここで、基準強度Ｐ０から、基準強度Ｐ０の２分の１となる強度までの光を放射させる領域をαＡ、基準強度Ｐ０の２分の１となる強度から、基準強度Ｐ０の４分の１となる強度までの光を放射させる領域をβＡ、基準強度Ｐ０の４分の１となる強度から、基準強度Ｐ０の１０分の１となる強度までの光を放射させる領域をγＡ、とする。
【００４３】
マイクロレンズ素子５０内のαＡ、βＡ、γＡの面積積算値は、マイクロレンズ素子５０全体の９０パーセント以上を占めている。望ましくは、マイクロレンズ素子５０内のαＡ、βＡ、γＡの面積積算値は、マイクロレンズ素子５０全体の９８パーセント以上を占めていることが好ましい。なお、αＡ、βＡ、γＡ以外の領域であるδＡは、基準強度Ｐ０の１０分の１以下となる強度の光を放射させる領域である。これにより、高効率のスクリーン４０を実現できる。αＡ、βＡ、γＡの面積積算値は、マイクロレンズ素子５０全体の１００パーセントを占めることが理想である。良好な視野角を配分するに当たり、隣接するマイクロレンズ素子５０間に若干の有効視野角に寄与しない領域により細密充填が可能となることから、１００パーセントを占めることの実現は困難な状況にある。
【００４４】
マイクロレンズ素子５０は、ＸＹ平面上に隙間無く配列可能な形状であれば良く、矩形形状とする場合に限られない。例えば、図６に示すマイクロレンズ素子５６や図７に示すマイクロレンズ素子５７のような六角形形状や、図８に示すマイクロレンズ素子５８のようなひし形形状としても良い。
【００４５】
図９は、鉛直方向であるＹ方向についての出射角について説明するものである。出射角θｙは、第２の方向であるＹ方向について、法線Ｎとスクリーン４０からの光線とがなす角度とする。位置ＭからＹ軸上を上向きＵ、下向きＤのいずれへ輝度計を移動させても、位置Ｍから離れるに従い計測される輝度量は低下する。ここで、第２の方向であるＹ方向について、基準強度Ｐ０の２分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標αｙとする。同様に、Ｙ方向について、基準強度Ｐ０の４分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標βｙ、基準強度Ｐ０の１０分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標γｙとする。スクリーン４０は、マイクロレンズ素子５０の屈折により、以下の条件を満足する視野角特性を有する。
１５°＜αｙ＜３５°
１８°＜βｙ＜３８°
２０°＜γｙ＜４０°（但し、αｙ＜βｙ＜γｙ）
【００４６】
さらに、スクリーン４０は、以下の条件を満足する視野角特性を有することが望ましい。
１７°＜αｙ＜３５°
２０°＜βｙ＜３８°
２２°＜γｙ＜４０°（但し、αｙ＜βｙ＜γｙ）
【００４７】
さらに、マイクロレンズアレイ３０の製造マージンを考慮すると、スクリーン４０は、以下の条件を満足する視野角特性を有することが望ましい。
１７°＜αｙ＜３０°
２０°＜βｙ＜３３°
２２°＜γｙ＜３５°（但し、αｙ＜βｙ＜γｙ）
【００４８】
Ｙ方向についての出射角θｙの変化と光の強度の変化との関係は、図３を用いて説明したＸ方向の場合と同様である。出射角θｙが０°からαｙに変化するときの単位角度における光の強度の変化量をＰαｙ、出射角がαｙからβｙに変化するときの単位角度における光の強度の変化量をＰβｙ、出射角がβｙからγｙに変化するときの単位角度における光の強度の変化量をＰγｙとすると、以下の条件を満足する。
Ｐαｙ＜Ｐβｙ＜Ｐγｙ
【００４９】
出射角θｙが０°に近いほど出射角θｙの変化に対する光の強度の変化量を小さくすることにより、出射角θｙが大きい光を少なくし、出射角θｙが０°に近い方向へ効率的に光を進行させることが可能である。
【００５０】
図１０は、出射角の変化と光の強度の変化との関係を、Ｙ方向である鉛直上方向及び鉛直下方向、Ｘ方向について比較するものである。Ｙ方向である鉛直上方向の出射角の変化に対する光の強度の変化Ｖｕ、鉛直下方向の出射角に対する光の強度の変化Ｖｄと、Ｘ方向の変化Ｖｘと比較すると、出射角が大きくなるにつれてＸ方向よりＹ方向のほうが光の強度は小さくなる。さらに、変化Ｖｕと変化Ｖｄとを比較すると、出射角が大きくなるにつれて鉛直上方向よりも鉛直下方向のほうが光の強度は小さくなる。
【００５１】
ここで、鉛直上方向について、基準強度Ｐ０の２分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標αｕ、基準強度Ｐ０の４分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標βｕ、基準強度Ｐ０の１０分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標γｕとする。また、鉛直下方向について、基準強度Ｐ０の２分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標αｄ、基準強度Ｐ０の４分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標βｄ、基準強度Ｐ０の１０分の１となる強度の光が放射される最大角度を視野角指標γｄとする。このとき、以下の条件のうち少なくとも一つを満足する。
αｄ＜αｕ＜αｘ
βｄ＜βｕ＜βｘ
γｄ＜γｕ＜γｘ（但し、αｕ＜βｕ＜γｕ、αｄ＜βｄ＜γｄ）
【００５２】
若しくは、以下の条件の全てを満足する。
αｄ＜αｕ＜αｘ
βｄ＜βｕ＜βｘ
γｄ＜γｕ＜γｘ（但し、αｕ＜βｕ＜γｕ、αｄ＜βｄ＜γｄ）
【００５３】
なお、図１０では、αｘ、αｕ、及びαｄについてのみ示すこととし、βｘ、βｕ、βｄ、γｘ、γｕ、γｄについては省略している。出射角が大きくなるにつれてＸ方向よりＹ方向のほうが光の強度は小さくなるため、Ｙ方向よりも、複数の観察者が広く分布すると考えられるＸ方向へ画像信号に応じた光を効率的に進行させることができる。さらに、出射角が大きくなるにつれて鉛直上方向よりも鉛直下方向のほうが光の強度は小さくなるため、鉛直下方向よりも、複数の観察者が広く分布すると考えられる鉛直上方向へ、画像信号に応じた光を効率的に進行させることができる。
【００５４】
図１１は、Ｙ方向について図１０で説明するように光を進行させるマイクロレンズ素子５０の形状について説明するものである。曲面５１が頂点Ｃに近い位置ほど小さい曲率を有する点は、図４を用いて説明したＸ方向の場合と同様である。頂点Ｃに近いほど小さい曲率を有する曲面５１を設けることにより、曲面５１のうち頂点Ｃから遠い部分に入射する光ほど法線Ｎの方向へ強く屈折させることが可能である。このため、曲面５１のうち０°からαｙまでの出射角θｙで光を出射させる領域を多くし、βｙからγｙまでの出射角θｙで光を出射させる領域を少なくすることができる。
【００５５】
このように、所望の非球面形状に加工されたマイクロレンズ素子５０を用いることにより、マイクロレンズ素子５０から出射させる光の光束を、方向ごとに所望の比率で配分することができる。なお、図１０を用いて説明した視野角特性とする他、αｄとαｕを略同等とし、βｄ＜βｕ又はγｄ＜γｕを満たす特性としても良く、あるいは、αｄ＜αｕとし、βｄとβｕを略同等とする特性としても良い。
【００５６】
図１２の平面構成に示すように、マイクロレンズ素子５０の頂点Ｃは、Ｙ方向において、マイクロレンズ素子５０の中心位置Ｏを通る法線Ｎから鉛直上側にΔｃだけシフトさせた位置に設けられている。このように、マイクロレンズ素子５０は、頂点Ｃを偏心させた形状を有している。また、曲面５１の曲率は、頂点Ｃの鉛直下側よりも鉛直上側のほうが大きい。かかる形状の曲面５１を設けることにより、マイクロレンズ素子５０は、鉛直下方向よりも鉛直上方向へ光をより多く進行させることができる。
【００５７】
図１３は、本実施例のスクリーン４０により得られる視野角特性について説明するものである。本実施例で説明する構成のマイクロレンズ素子５０を用いることにより、水平視野角θｗを、垂直視野角θｈよりも大きくすることができる。また、垂直視野角θｈのうち上側視野角θｈｕを、下側視野角θｈｄよりも大きくすることができる。これにより、光を所定の方向へ効率良く導くことにより、明るい画像を表示でき、かつ良好な視野角を得ることができるという効果を奏する。
【００５８】
なお、本発明のスクリーン４０は、マイクロレンズアレイ３０に代えて、互いに長手方向を略直交させて配置された２つのレンチキュラーレンズアレイを組み合わせて用いる構成としても良い。この場合も、２つのレンチキュラーレンズアレイにより本実施例と同様の視野角特性を備える構成とすることで、明るい画像を表示でき、かつ良好な視野角を得ることができる。互いに長手方向を略直交させて配置された２つのレンチキュラーレンズアレイを組み合わせて用いる構成は、例えば、「20.3:An Advanced Projection Screen with a Wide Vertical View Angle」(SID 04 DIGEST、Yoshihide Nagata他５名著、p.846-p.849)に記載されるものがある。
【実施例２】
【００５９】
図１４は、本発明の実施例２に係るスクリーンの製造方法であって、マイクロレンズ素子５０の形状を形成する手順を説明するものである。工程ａ及び工程ｂは、レーザ光の照射により基板１４０１にマイクロレンズ素子５０の形状を形成するレーザアブレーション工程である。工程ａでは、開口部１４１０を有する第１マスク１４０２を介して基板１４０１へレーザ光を照射させる。基板１４０１は、透明な部材、例えばアクリル部材により構成されている。第１マスク１４０２を介するレーザ光の照射により、基板１４０１には、開口部１４１０の形状に対応する形状の窪みが形成される。レーザとしては、例えば、固体レーザであるルビーレーザ、ＹＡＧレーザや、気体レーザであるエキシマレーザ、ＣＯ2レーザ、Ａｒレーザを用いることができる。レーザ光の照射には、例えば、２０ｍＷ、１５μｓｅｃのパルス照射を用いることができる。
【００６０】
次に、工程ｂでは、開口部１４１０より大きい開口部１４１１を有する第２マスク１４０３を介して基板１４０１へレーザ光を照射させる。第２マスク１４０３を介するレーザ光の照射により、基板１４０１には、開口部１４１１の形状に対応する形状の窪みが形成される。また、工程ａにて形成された窪みはさらに掘り下げられる。レーザアブレーション工程は、高い精度の加工が可能であることを特徴とする。レーザアブレーション工程により、所望の形状のマイクロレンズ素子５０を高い精度で形成することが可能である。また、レンズ素子の形状に応じて互いに異なる大きさの開口部１４１０、１４１１を備えるマスク１４０２、１４０３を用いることにより、略一定の強度のレーザ光を照射することにより、所望の形状のマイクロレンズ素子５０を形成することができる。なお、レーザアブレーション工程では２種類のマスク１４０２、１４０３を用いる場合に限られず、さらに多くのマスクを用いることとしても良い。
【００６１】
工程ｃは、工程ａ及びｂにおいてマイクロレンズ素子５０の形状が形成された基板１４０１に熱処理を施すアニール工程である。熱処理は、基板１４０１を構成する部材がガラス転移現象を示すガラス転移温度Ｔｇ以上の温度で行う。アクリル部材を用いる場合、アニールは、１００℃、１２０分の条件で行うことが可能である。アニールを行うことにより、レンズ形状をスムーズにさせることが可能である。これにより、マイクロレンズ素子５０の表面における光の散乱や、設計とは異なる方向への光の屈折を抑制でき、さらにマイクロレンズ素子５０の形状の精度を向上させることができる。
【００６２】
このようにしてマイクロレンズ素子５０の形状が形成された基板１４０１上に、基板１４０１を構成する部材とは異なる屈折率を有する透明部材を充填することにより、マイクロレンズアレイ３０が形成される。マイクロレンズアレイ３０は、基板に形成された形状を母型として金型を形成し、形成された金型を用いて他の部材へ型転写することで製造することとしても良い。金型は、例えば、無電解Ｎｉ鍍金により形成することができる。型転写は、例えば、溶解した材料を金型中で硬化させるキャスト法や、材料に金型を押し付けるホットプレス等を用いることができる。このように金型を用いた型転写により、マイクロレンズアレイ３０の量産性を高めることができる。
【００６３】
図１５は、本実施例の変形例１に係るスクリーンの製造方法であって、マイクロレンズ素子５０の形状を形成する手順を説明するものである。工程ａ〜ｃは、レーザ光の照射により基板１５０１にレンズ素子の形状を形成するレーザアブレーション工程である。工程ａでは、開口部１５１０を有するマスク１５０２を介して基板１５０１へレーザ光を照射させる。次に、工程ｂでは、工程ａで用いたマスク１５０２を移動させてレーザ光の照射を行う。工程ｂでは、工程ａの場合と比較してレーザ光のパワー密度、パルス幅、照射時間の少なくとも一つを大きくすることにより、工程ａのときより強いエネルギー量のレーザ光を基板１５０１へ供給する。強いエネルギー量のレーザ光により、工程ｂでは、工程ａの場合よりもさらに深い窪みが形成される。工程ａ〜ｃにおいて、マイクロレンズ素子５０の形状に応じて基板１５０１へ与えるエネルギー量を異ならせたレーザ光を照射する。また、所望の形状に応じて基板１５０１へ与えるレーザ光のエネルギー量を適宜変化させることで、図１１に示す頂点位置をシフトさせたマイクロレンズ素子５０を作成することができる。
【００６４】
マイクロレンズ素子５０の中心位置に近い部分ほど強いエネルギー量のレーザ光を照射することにより、所望の形状を形成することができる。これにより、単独のマスク１５０２を用いて、所望の形状のマイクロレンズ素子５０を形成することができる。最後に、上記の手順と同様に、アニール工程である工程ｄにおいて、熱処理が施される。なお、レーザアブレーション工程において、マスク１５０２に代えて集光レンズを用いることとしても良い。集光レンズを用いることでレーザ光の無駄を少なくし、さらにレーザ光のエネルギーを集中させることが可能である。このようにしてレーザ光のエネルギーを効率良く基板１５０１へ供給することにより、製造コストを低減することができる。
【００６５】
レーザアブレーション工程では、図１６に示すように、マイクロレンズ素子５０の形状に応じて設けられた複数の開口部１６１０を備えるマスク１６０２を用いてレーザ光の照射を行うこととしても良い。マスク１６０２としては、例えば、グレイスケールマスクを用いることができる。グレイスケールマスクは、光透過率を異ならせることで階調を得るマスクであって、例えば、ＨＥＢＳマスクやクロムマスクに微小開口面積分布を持たせたマスクが挙げられる。マイクロレンズ素子５０の形状に応じて複数の開口部１６１０が設けられたマスクを用いることで、１度のレーザ光の照射により基板１６０１にマイクロレンズ素子５０の形状を形成することが可能である。
【００６６】
レーザアブレーション工程では、互いに異なる形状の開口部を備える複数のマスクを順次用いてレーザ光の照射を行うこととしても良い。例えば、図１７に示すように矩形の開口部１７１０を複数備えるマスク１７０１を用いてレーザ光の照射を行う。次に、図１８に示すように楕円に沿う線状の開口部１８１０を複数備えるマスク１８０１を用いてレーザ光の多重照射を行う。
【００６７】
このように、互いに異なる形状の開口部を備えるマスクを用いてレーザ光の多重照射を行うことにより、所望の形状のマイクロレンズ素子５０を形成することができる。また、複数のマスクを順次用いてレーザ光を多重照射することで、レーザ光の強度、パルス幅、周囲の環境の変化の影響や位置ずれを補正することが可能となる。これにより、製造の安定性の向上、歩留まりの向上、マイクロレンズ素子５０の形状の精度向上を図れる。なお、マスク１７０１、１８０１と同様に、図１９に示すように直線状の開口部１９１０を複数備えるマスク１９０１と、図２０に示すように、開口部１９１０とは略直交する直線状の開口部２０１０を複数備えるマスク２００１とを組み合わせることとしても良い。また、所望の形状に応じて、不図示の偏心位置を中心とするパターンのマスクを用いることにより、図１１に示す頂点位置をシフトさせたマイクロレンズ素子５０を形成することができる。
【００６８】
図２１は、本実施例の変形例２に係るスクリーンの製造方法であって、マイクロレンズ素子５０の形状を形成する手順を説明するものである。まず、レジスト層形成工程において、基板２１０１上にレジスト層２１０２を形成する。工程ａでは、レジスト層２１０２のパターニングを行う。次に、工程ｂにおいて、ドライエッチングにより、レジスト層２１０２及び基板２１０１の垂直方向へのエッチングを行う。工程ｃ及び工程ｄでは、基板２１０１上へのレジスト層２１０３の形成、パターニング、ドライエッチングを再び行う。工程ａ及び工程ｃにおけるレジスト層のパターニングは、マイクロレンズ素子５０の形状に応じて調整される。そして、工程ｅにおいてフッ酸溶液を用いたウェットエッチングにより、等方性エッチングを行う。このようにして、基板２１０１にマイクロレンズ素子５０の形状を形成できる。ここで、工程ａ及び工程ｃにおいて設けるマスク中心を適宜シフトさせることで、工程ｅに示すような非対称な非球面形状のマイクロレンズ素子を形成できる。
【００６９】
図２２は、本変形例に係る他の手順を説明するものである。レジスト層形成工程である工程ａでは、基板２２０１の上にレジスト層２２０２を形成する。工程ｂでは、上記のレーザアブレーション工程を用いてレジスト層２２０２にマイクロレンズ素子５０の形状を形成する。そして、工程ｃにおいて、ドライエッチングにより、レジスト層２２０２及び基板２２０１の垂直方向へのエッチングを行う。このようにして、基板２２０１にマイクロレンズ素子５０の形状を形成できる。
【実施例３】
【００７０】
図２３は、本発明の実施例３に係るスクリーン８００について説明するものである。本実施例のスクリーン８００は、プロジェクタ１０００からの画像信号に応じた投写光を反射して観察者の方向へ散乱させるいわゆる反射型スクリーンである。プロジェクタ１０００は、観察者側に設けられたスクリーン８００にレーザ光を供給し、スクリーン８００で反射する光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるフロント型のプロジェクタである。
【００７１】
スクリーン８００は、プロジェクタ１０００からの投写光が入射する順に、光学的に透明な樹脂層８０２と、マイクロレンズアレイ３０と、複数のマイクロミラー素子８０１からなるミラー部８０３とから構成される。樹脂層８０２は、例えば透明なアクリル部材からなる。そして、樹脂層８０２内に散乱材８０２ａが略均一に分布するように添加されている。マイクロレンズアレイ３０は、マイクロレンズ素子５０をミラー部８０３の側に向けて設けられている。マイクロミラー素子８０１は、マイクロレンズ素子５０の曲面と略同一の形状の曲面８０３ｒを備えている。本実施例のマイクロレンズアレイ３０は、ミラー部８０３の曲面８０３ｒ側に透明部材を充填することにより形成できる。
【００７２】
樹脂層８０２は、投写光の一部を散乱させ、他の一部を透過させる。樹脂層８０２を透過した投写光は、マイクロレンズアレイ３０を透過して、マイクロミラー素子８０１に入射する。マイクロミラー素子８０１へ入射した光は、曲面８０３ｒで反射した後、マイクロレンズアレイ３０及び樹脂層８０２を透過して、スクリーン８００から出射する。上記実施例のマイクロレンズ素子５０の曲面と略同一の形状の曲面８０３ｒを備えるマイクロミラー素子８０１を用いることで、スクリーン８００は、プロジェクタ１０００からの入射光を観察者ＯＢＳがいる方向へ効率良く進行させることができる。これにより、明るい画像を表示でき、かつ良好な視野角を得られる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
以上のように、本発明に係るスクリーンは、画像表示装置、特にリアプロジェクタに用いる場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施例１に係る画像表示装置の概略構成を示す図。
【図２】Ｘ方向についての出射角について説明する図。
【図３】Ｘ方向についての出射角の変化と光の強度の変化との関係を説明する図。
【図４】マイクロレンズ素子の形状について説明する図。
【図５】マイクロレンズ素子が設けられる領域と出射角の関係について説明する図。
【図６】マイクロレンズ素子の形状を説明する図。
【図７】マイクロレンズ素子の形状を説明する図。
【図８】マイクロレンズ素子の形状を説明する図。
【図９】Ｙ方向についての出射角について説明する図。
【図１０】Ｙ方向についての出射角の変化と光の強度の変化との関係を説明する図。
【図１１】マイクロレンズ素子の形状について説明する図。
【図１２】マイクロレンズ素子の形状について説明する平面構成図。
【図１３】スクリーンにより得られる視野角特性について説明する図。
【図１４】本発明の実施例２に係るスクリーンの製造方法を説明する図。
【図１５】実施例２の変形例１に係るスクリーンの製造方法を説明する図。
【図１６】複数の開口部を備えるマスクを用いる工程を説明する図。
【図１７】マスクの平面構成を示す図。
【図１８】マスクの平面構成を示す図。
【図１９】マスクの平面構成を示す図。
【図２０】マスクの平面構成を示す図。
【図２１】実施例２の変形例２に係るスクリーンの製造方法を説明する図。
【図２２】変形例２に係る他の手順を説明する図。
【図２３】本発明の実施例３に係るスクリーンについて説明する図。
【符号の説明】
【００７５】
１０  画像表示装置、１１  超高圧水銀ランプ、１２  インテグレータ、１３  偏光変換素子、１４Ｒ  Ｒ光透過ダイクロイックミラー、１４Ｇ  Ｂ光透過ダイクロイックミラー、１５  反射ミラー、１６  リレーレンズ、１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ  空間光変調装置、１８  クロスダイクロイックプリズム、１８ａ、１８ｂ  ダイクロイック膜、２０  投写レンズ、２１  反射ミラー、３０  マイクロレンズアレイ、３１  フレネルレンズ、３２  カバーガラス、４０  スクリーン、５０  マイクロレンズ素子、Ｎ  法線、５１  曲面、Ｃ  頂点、５６、５７、５８  マイクロレンズ素子、Ｏ  中心位置、１４０１  基板、１４０２、１４０３  マスク、１４１０、１４１１  開口部、１５０１  基板、１５０２  マスク、１５１０  開口部、１６０１  基板、１６０２  マスク、１６１０  開口部、１７０１  マスク、１７１０  開口部、１８０１  マスク、１８１０  開口部、１９０１  マスク、１９１０  開口部、２００１  マスク、２０１０  開口部、２１０１  基板、２１０２、２１０３  レジスト層、２２０１  基板、２２０２  レジスト層、８００  スクリーン、８０１  マイクロミラー素子、８０２  樹脂層、８０２ａ  散乱材、８０３  ミラー部、８０３ｒ  曲面、１０００  プロジェクタ
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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