(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
背面投写型ディスプレイ装置において、照射された光を変調して画像光を形成する画像変調素子、透過型スクリーン、及び前記画像変調素子により形成された画像光を拡大して前記透過型スクリーンの背面から投写する投写レンズを備え、
前記透過型スクリーンは、光出射面にフレネルレンズが形成されていると共に光拡散材が含まれたフレネルシートと、前記フレネルシートの光出射面側に配置され、光入射面に水平方向に光を発散するためのレンチキュラーレンズが形成され、光出射面にはブラックストライプが形成され、全体に光拡散材が練りこまれているレンチキュラーシートとを有し、前記フレネルシートとレンチキュラーシートは、下記の条件を満足することを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置；
１５≦Ｈｆ・ＨＬ≦４５
Ｈｆ＜ＨＬ
但し、Ｈｆ(％)は、前記フレネルシートの光拡散材の含有量を表すヘイズ値、ＨＬ(％)は、前記レンチキュラーシートの光拡散材の含有量を表すヘイズ値である。
【請求項２】
背面投写型ディスプレイ装置において、
照射された光を変調して画像光を形成する画像変調素子、透過型スクリーン、及び前記画像変調素子により形成された画像光を拡大して前記透過型スクリーンの背面から投写する投写レンズを備え、
前記透過型スクリーンは、少なくともその光出射面にフレネルレンズが形成されていると共に光拡散材が含まれたフレネルシートと、少なくともその光入射面に、水平方向に光を発散するためのレンチキュラーレンズが形成されていると共に、光入射面と光出射面の中間付近に光拡散層が設けられたレンチキュラーシートとを有し、前記フレネルシートとレンチキュラーシートは、下記の条件を満足することを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置；
ｔ０・θｖ＞λ・Ｆ・Ｍ
但し、ｔ０は、前記フレネルシート入射面から前記レンチキュラーシートに形成されたレンチキュラーレンズの焦点までの距離、θｖは、前記フレネルシートの光発散角θｖf及びレンチキュラーシートの光発散角θｖＨの合成値、Ｆは、前記投写レンズのＦ値、Ｍは、前記投写レンズの投写倍率、λは、前記透過型スクリーンに入射される光の波長である。
【請求項３】
背面投写型ディスプレイ装置において、
照射された光を変調して画像光を形成する画像変調素子、透過型スクリーン、及び前記画像変調素子により形成された画像光を拡大して前記透過型スクリーンの背面から投写する投写レンズを備え、
前記透過型スクリーンは、少なくともその光出射面にフレネルレンズが形成されていると共に光拡散材が含まれたフレネルシートと、少なくともその光入射面に、水平方向に光を発散するためのレンチキュラーレンズが形成されていると共に、光入射面と光出射面の中間付近に光拡散層が設けられたレンチキュラーシートとを有し、前記フレネルシートとレンチキュラーシートは、下記の条件を満足することを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置；
ｔ０・θｖ＞Ｄ
但し、ｔ０は、前記フレネルシート入射面から前記レンチキュラーシートに形成されたレンチキュラーレンズの焦点までの距離、θｖは、前記フレネルシートの光発散角θｖf及びレンチキュラーシートの光発散角θｖＨの合成値、Ｄは、前記投写レンズのＦ値Ｆと、前記投写レンズの投写倍率Ｍと、前記透過型スクリーンに入射される光の波長λとの積で与えられる前記光拡散材と光の干渉範囲である。
【請求項４】
請求項３に記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記距離ｔ０、前記光発散角の合成値θｖ、前記干渉範囲Ｄとの関係が、更に下記条件を満足することを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置。
ｔ０・θｖ≧９Ｄ
【請求項５】
請求項３に記載の背面投写型ディスプレイ装置において、更に下記条件を満足することを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置；
ｆ・ＨＬ≦４５
Ｈｆ＜ＨＬ
但し、Ｈｆ(％)は、前記フレネルシートの光拡散材の含有量を表すヘイズ値、ＨＬ(％)は、前記レンチキュラーシートの光拡散材の含有量を表すヘイズ値である。
【請求項６】
請求項３に記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記画像変調素子は、入力画像信号に応じて、画素単位で入射光を変調するデバイスであることを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置。
【請求項７】
請求項３に記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記画像変調素子は、入力画像信号に応じて、入射光の反射角度を画素単位で制御する複数のマイクロミラーを備えたデバイスであることを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置。
【請求項８】
請求項３に記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記画像変調素子は、反射型もしくは透過型液晶パネルであることを特徴とする背面投写型ディスプレイ装置。
【請求項９】
画像変調素子からの光が、投写レンズを介してその背面に拡大投写される透過型スクリーンにおいて、
光出射面にフレネルレンズが形成されていると共に光拡散材が含まれたフレネルシートと、光入射面に、水平方向に光を発散するためのレンチキュラーレンズが形成され、光出射面にはブラックストライプが形成され、全体に光拡散材が練りこまれているレンチキュラーシートとを有し、
前記フレネルシートとレンチキュラーシートは、下記の条件を満足することを特徴とする透過型スクリーン；
１５≦Ｈｆ・ＨＬ≦４５
Ｈｆ＜ＨＬ
但し、Ｈｆ(％)は、前記フレネルシートの光拡散材の含有量を表すヘイズ値、ＨＬ(％)は、前記レンチキュラーシートの光拡散材の含有量を表すヘイズ値である。
【請求項１０】
画像変調素子からの光が、投写レンズを介してその背面に拡大投写される透過型スクリーンにおいて、
少なくともその光出射面にフレネルレンズが形成されされていると共に光拡散材が含まれたフレネルシートと、少なくともその光入射面に、水平方向に光を発散するためのレンチキュラーレンズが形成されていると共に、光入射面と光出射面の中間付近に光拡散層が設けられたレンチキュラーシートとを有し、
前記フレネルシートとレンチキュラーシートは、下記の条件を満足することを特徴とする透過型スクリーン；
ｔ０・θｖ＞λ・Ｆ・Ｍ
但し、ｔ０は、前記フレネルシート入射面から前記レンチキュラーシートに形成されたレンチキュラーレンズの焦点までの距離、θｖは、前記フレネルシートの光発散角θｖf及びレンチキュラーシートの光発散角θｖＨの合成値、Ｆは、前記投写レンズのＦ値、Ｍは、前記投写レンズの投写倍率、λは、前記透過型スクリーンに入射される光の波長である。
【請求項１１】
画像変調素子からの光が、投写レンズを介してその背面に拡大投写される透過型スクリーンにおいて、
少なくともその光出射面にフレネルレンズが形成されていると共に光拡散材が含まれたフレネルシートと、少なくともその光入射面に、水平方向に光を発散するためのレンチキュラーレンズが形成されていると共に、光入射面と光出射面の中間付近に光拡散層が設けられたレンチキュラーシートとを有し、
前記フレネルシートとレンチキュラーシートは、下記の条件を満足することを特徴とする透過型スクリーン；
ｔ０・θｖ＞Ｄ
但し、ｔ０は、前記フレネルシート入射面から前記レンチキュラーシートに形成されたレンチキュラーレンズの焦点までの距離、θｖは、前記フレネルシートの光発散角θｖf及びレンチキュラーシートの光発散角θｖＨの合成値、Ｄは、前記投写レンズのＦ値Ｆと、前記投写レンズの投写倍率Ｍと、前記透過型スクリーンに入射される光の波長λとの積で与えられる前記光拡散材と光の干渉範囲である。
【請求項１２】
請求項１１に記載の透過型スクリーンにおいて、前記距離ｔ０、前記光発散角の合成値θｖ、前記干渉範囲Ｄとの関係が、更に下記条件を満足することを特徴とする透過型スクリーン
ｔ０・θｖ≧９Ｄ
【請求項１３】
請求項１１に記載の透過型スクリーンにおいて、更に下記条件を満足することを特徴とする透過型スクリーン；
１５≦Ｈｆ・ＨＬ≦４５
Ｈｆ＜ＨＬ
但し、Ｈｆ(％)は、前記フレネルシートの光拡散材の含有量を表すヘイズ値、ＨＬ(％)は、前記レンチキュラーシートの光拡散材の含有量を表すヘイズ値である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、反射型／透過型液晶パネルや、微小なミラーを複数備える表示素子(ＤＭＤ)のような画素構造を有する画像変調素子を用いて映像表示を行う背面投写型ディスプレイ装置、及びそれに用いられる透過型スクリーンに関する。特に、投写光と、透過型スクリーン中に含まれる拡散材等の拡散要素との干渉で発生するスペックル妨害を低減するための改良が為された背面投写型ディスプレイ装置及び透過型スクリーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の背面投写型ディスプレイは、有効画面サイズが各々５インチ〜７インチ程度の赤、緑、青の投写型ブラウン管に表示された原画像を、Ｆ値（レンズの明るさを示す数値であり、レンズの焦点距離ｆとレンズ口径Ｄとの比：ｆ／Ｄに等しい。尚、Ｆ値が小さいほど当該レンズの明るさは大きい）が１程度の大口径な（スクリーン側から見込む角度が大きな）投写レンズを用いて透過型スクリーン上に拡大投写している。また、この透過型スクリーンは、フレネルシートとレンチキュラーシートとを有している。フレネルシートは、少なくともその光出射面にフレネルレンズが形成される。レンチキュラーシートは、その光入射面及び／または出射面にレンチキュラーレンズが形成されると共に、一定量の光拡散材をそのシート内部に分散させている。
【０００３】
近年、ブラウン管に代わって、反射型／透過型液晶パネルや微小なミラーを複数備えた表示素子などの画像変調素子を用いた背面投写型ディスプレイ装置が製品化されている。画像変調素子は、光源からの光を、入力画像信号に応じて画素単位で変調し原画像の光を形成するものである。画像変調素子を備えた背面投写型ディスプレイ装置には、Ｆ値(レンズの明るさを示す数値であり、レンズの焦点距離ｆとレンズ口径Ｄとの比：ｆ／Ｄに等しい。尚、Ｆ値が小さいほど当該レンズの明るさは大きい)が２程度の瞳径が比較的小さな(スクリーン側から見込む角度が小さな)投写レンズが用いられている。
【０００４】
投写レンズの見込み角度が小さい場合、透過型スクリーンに含有される拡散材等のランダムディフューザ要素と光が干渉して、いわゆるスペックル妨害を起こす。スペックル妨害は、スペクトル幅の狭いレーザ光を拡散面（例えばスリガラス）に照射した場合によく見られ、照射画像中のある範囲において、キラキラ光る無数の輝点が発生する現象がその典型的な例である。
【０００５】
まず、スペックル妨害発生の原理について、図１を用いて説明する。図１において、投写レンズ２は、例えば複数のレンズ素子を有する投写レンズであり、同図では説明の簡略化のために１つのレンズ素子に置き換えている。投写レンズ２から出射された光は、見込み角β（スクリーン側からレンズ瞳を見込む角度）を以って透過型スクリーンに積層された拡散層１０に入射される。このとき、見込み角βが小さいと、その光線と拡散層１０に中に含有される拡散材等のランダムディフューザ要素との間で、波形１２に示すように、ある干渉範囲Ｄにおいて相互干渉（いわゆるスペックル妨害）が発生する。尚、波形１２の右に記載されている軸は、ｙ軸が範囲、ｚ軸が強度を示している。よって、波形１２のパルス状部分のｙ軸が大きいとスペックル妨害の発生範囲が広く、ｚ軸部分が大きいとスペックル妨害の強度が大きくなる。
【０００６】
SPIE学会の1997年２月度学会論文には、上記干渉範囲Ｄについて、次のことが記載されている。（１）見込み角度β[rad]は、投写レンズ２のＦ値をＦ、投写レンズ２の投写倍率をＭとすると、β＝１／［Ｆ×Ｍ］となる角度であり、干渉範囲Ｄは、βと反比例の関係（Ｄ∝１／β）にある。（２）干渉範囲Ｄは、拡散層を１層の粒子層として、スクリーンに入射される光の波長をλ、投写レンズのＦ値Ｆ、投写レンズの倍率Ｍと次式の関係が成り立つ。
【０００７】
【数１】
0004099964.tif 000002
【０００８】
ところで、干渉範囲Ｄが、ランダムディフューザ要素である拡散材の粒子径よりも十分大きい場合はスペックル妨害が発生しやすく、逆に、干渉範囲Ｄが拡散材の粒子径よりも十分小さい場合はスペックル妨害が発生しづらい、もしくは発生しない。ブラウン管を用いた装置の場合、上記波長λ、Ｆ値、投写倍率Ｍの実際的な値は、おおよそλ＝0.50μm、Ｆ＝1.0、M＝11程度（ブラウン管の表示サイズ：5インチ、スクリーンサイズ：対角55インチの場合）であるため、干渉範囲Ｄ≒６μmとなる。この値は、実際に用いられている拡散材の粒子径（数十μm）よりも小さい。従って、ブラウン管を用いた装置の場合は、スペックル妨害は発生しづらい。
【０００９】
一方、画像変調素子を用いた装置の場合、上記波長λ、Ｆ値、投写倍率Ｍの実際的な値は、おおよそλ＝0.5μm、Ｆ＝2.5、Ｍ＝70程度（画像変調素子の表示サイズ：約0.8インチ、スクリーンサイズ：対角55インチ）であるため、干渉範囲Ｄ≒90μmとなる。この値は、実際に用いられている拡散材の粒子径（数十μm）よりも大きい。従って、画像変調素子を用いた装置の場合、その投写レンズの見込み角β(１／Ｆ・Ｍ)が小さいため、スペックル妨害が発生し易い。
【００１０】
見込み角βが小さい投写レンズを用いた場合におけるスペックル妨害を軽減するための従来技術として、例えば特開平11−024169号公報に記載のものが知られている。この従来技術には、透過型スクリーンのレンチキュラーシートに拡散層が形成されている場合において、干渉範囲Ｄよりも大きい面積にわたって像を平均化するための空間フィルタ作用を、フレネルシートに持たせたことが開示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、垂直及び／または水平方向の視野角を拡大するために、レンチキュラーシートのみならず、フレネルシート内部にも光拡散材を混入させる場合がある。上記従来技術は、フレネルシート内部に光拡散剤を混入させた場合のスペックル妨害の低減については考慮されていない。また、このような場合において、画質(特にフォーカス性能)の劣化を抑えつつスペックル妨害を低減させようとする技術／アイデアの提案は為されていない。
【００１２】
本発明は、画像変調素子を用いた背面投写型ディスプレイ装置において、レンチキュラーシート及びフレネルシートの両方に光拡散材が混入されている場合のスペックル妨害を、画質の劣化を抑えつつ良好に低減することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、フレネルシートとレンチキュラーシートのそれぞれに光拡散材を混入させた場合において、下記の条件を満足するように構成したことを特徴とするものである。
【００１４】
１５≦Ｈｆ・ＨＬ≦４５
Ｈｆ＜ＨＬ
但し、Ｈｆ(％)は、前記フレネルシートの拡散材の含有量を表すヘイズ値、ＨＬ(％)は、前記レンチキュラーシートの拡散材の含有量を表すヘイズ値である。
【００１５】
すなわち、本発明は、レンチキュラーシート及びフレネルシートのそれぞれにおける光拡散材の含有量を上記のように設定することによって、スペックル妨害低減のための下記条件を満足させるものである。
【００１６】
ｔ0・θv＞Ｄ
但し、ｔ0は、前記フレネルシート入射面から前記レンチキュラーシートに形成されたレンチキュラーレンズの焦点までの距離、θvは、前記フレネルシートの光発散角θvf及びレンチキュラーシートの光発散角θvHの合成値、Ｄは、前記投写レンズのＦ値Ｆと、前記投写レンズの投写倍率Ｍと、前記透過型スクリーンに入射される光の波長λとの積で与えられる前記光拡散材と光の干渉範囲である。
【００１７】
このような構成により、本発明は、高輝度、ハイフォーカスを維持しつつ、画質劣化の原因となるスペックル妨害を低減することを可能としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態について図面を用いて説明する。図２は、本発明が適用される背面投写型ディスプレイの主要縦断面を示す図である。表示手段１は、図示しない、白色光を放出する光源、及び反射型／透過型液晶パネル、もしくはＤＭＤ等の画像変調素子を含んでいる。光源からの光は画像変調素子に入射される。画像変調素子は、画像信号などを処理する回路ブロック５から出力された画像信号を入力し、この入力された画像信号に基づき画素単位で入射光を変調する。この画像変調素子が、例えばＤＭＤの場合は、入力画像信号に応じて、画素毎に配置されたマイクロミラーにより入射光の反射角度を画素単位で制御して画像を変調する。この画像変調の構成・動作の詳細については、本発明の要旨ではないので省略する。画像変調素子により変調された画像光は、複数のレンズ素子を有する投写レンズ２に入射される。投写レンズ２は、画像変調素子からの画像光を拡大して投写し、この投写光は、反射ミラー３に折り返され、透過型スクリーン４の背面に投写される。これにより、透過型スクリーン４の前面（画像観視側）に画像が表示される。
上記画像表示手段は、例えば対角0.8インチで1辺が約14μmの矩形の画素構造を有し、投写レンズ2は、Ｆ値が2.5程度で、投写倍率Ｍは70倍程度であり、光源ランプは短アークの高圧水銀灯を用いている。
【００１９】
図３は、本発明に係る透過型スクリーン４の第１の実施形態を示す図である。この透過型スクリーン４は、その光出射面に大まか同心円状のフレネルレンズ８が形成されたフレネルシート６と、その光入射面に、画面垂直方向に延び、かつ水平方向に光を発散するための半円形状を為す水平レンチキュラーシート１０が形成されたレンチキュラーシート７を有している。投写レンズ２によって拡大され、反射ミラー３によって反射された画像光は、フレネルシート６の光入射側（同図の左側）に入射される。また、フレネルシート６には、その全体に渡って第１の拡散材９−１が混入されており、レンチキュラーシートの光出射側には、第２の光拡散材９−２が練り込まれた光拡散層１５が積層されている。上記第１の拡散材９−１と第２の拡散材９−２は、互いに異なる材質（屈折率）及び／または粒径を持つものでもよいし、また両方とも同じ材質（屈折率）及び／または粒径を持つものでもよい。また、第１の拡散材９−１と第２及び拡散材９−２のそれぞれに、互いに材質（屈折率）及び／または粒径が異なる２種類以上の拡散材を用いてもよい。第１の拡散材９−１及び第２の拡散材９−２として、例えば酸化けい素、酸化アルミニウム、ガラス粉、炭酸カルシウム、雲母、方解石などの無機系材料や、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂などの有機系材料を用いることができる。通常、拡散材の量はヘイズ値（曇価）で表され、全光線透過率Tと散乱光透過率Tｄの比：T/Td×100 %で求められる。
【００２０】
図４は、本発明に係る透過型スクリーン４の第２の実施形態を示す図である。この実施形態で、図３に示した実施形態と異なるところは、レンチキュラーシート７を２分割し、その間に、第２の拡散材９−２を練り込んだ光拡散層１５をサンドイッチ状に配置した点である。それ以外の点は、図３に示した第１の実施形態と同じである。
【００２１】
図５は、本発明に係る透過型スクリーン４の第３の実施形態を示す図である。この実施形態で、図３及び図４に示した実施形態と異なるところは、第２の拡散材９−２を練り込んだ拡散層をレンチキュラーシート７の出射面やその中間部に設けず、第２の拡散材をレンチキュラーシート７の全体に渡って練り込んだ点である。更に、レンチキュラーシート７の光出射面には、光入射側に形成されたレンチキュラーレンズ（入射側レンチキュラーレンズ）１０の光軸と対応する位置に別のレンチキュラーレンズ（出射側レンチキュラーレンズ）１０−１を形成し、かつ入射側レンチキュラーレンズ１０の境界に対応する位置（出射側レンチキュラーレンズ１０−１同士の間）に、主として外光を吸収するためのブラックストライプを形成している。
【００２２】
ここで、図３乃至図５に示した透過型スクリーンにおいて、スペックル妨害軽減のための構成について説明する。図６は透過型スクリーンの断面のモデルを示した図で、フレネルシート６及びレンチキュラーシート７を概略的に示してある。スクリーン上の1画素サイズ(Hp)は1mm程度であり、適視距離から観察する場合、スペックルは観視者の目によって約1平方ミリメートルの面積での平均的な輝度として検出されると考えられる。平均的な輝度の標準偏差をσとし、画面の明るさをBとすると次式が成立すると考えられる。
【００２３】
【数２】
0004099964.tif 000003
【００２４】
スペックルの検知限界をσ/B≒0.03に設定した。尚、数2および検知限界σ/B≒0.03は、本発明者らが実験により得られた経験則により定式化したものである。
【００２５】
従来技術で説明した場合のレベルはσ/B ＝0.09(＝90μm／１mm2)となり、これを検知限界（σ/Ｂ≒0.03）とするには、１／３倍に低減する必要がある。スペックルのエネルギーが保存されると考えれば、数２により干渉範囲Dの面積を約9倍に広げてスペックルを平均化するようなフィルタ作用、即ち、光を発散させるような要素を付加すればスペックル軽減ができることになる。つまり、本発明は、スペックルのエネルギーが保存される条件下において、干渉範囲Ｄの面積を拡大することによって、スペックル強度を平準化して単位面積当たりのスペックル強度を減少させるようにするものである。
【００２６】
スペックルを平均化するための、光を発散させる要素は、光拡散材9-1及び9-2である。これら両方の光拡散材によって発散された光の発散角θvは、図6に示すように、フレネルシート6の光発散角θvfと水平レンチキュラーシート7の光発散角θvHとの合成値で表される(θv＝θvf＋θvH)。図6において、ｔ0はフレネルシート6の入射面から水平レンチキュラーシート７の拡散層までの距離であり、フレネルシート6の入射面から入射側レンチキュラーレンズ１０の焦点までの距離に略等しい。前者の定義は、図３及び図４のように、レンチキュラーシートにおいて光拡散層１１が明確に区分できる場合について適用するのが好ましい。また、後者の定義は、図３及び図４のようにレンチキュラーシートにおいて光拡散層１５が明確に区分できる場合について適用できるし、また図５のように光拡散層が明確に区別できない場合にも適用できる。図５のような構成においては、入射側レンチキュラーレンズ１０の焦点距離が、入射側レンチキュラーレンズ１０の最大高さから出射側レンチキュラーレンズ１０−１の最大高さまでの距離と等しい場合がある。その場合、ｔ０は、フレネルシート6の入射面からレンチキュラーシートの出射面（出射側レンチキュラーレンズ１０−１の最大高さ）までの距離と定義してもよい。また、ｔ０は、フレネルシート６とレンチキュラーシート７との空隙を無視すれば、t０≒フレネルシートの厚み（≒3mm）＋水平レンチキュラーレンズの焦点距離（≒0.5mm）と定義してもよい。θv（rad）は、フレネルシート6内で光が発散する角度θvf、及び水平レンチキュラーシート7内で光が発散する角度θvHの合成値であり、ピーク輝度が半分になる角度と定義する。
【００２７】
平均化すべき長さをTdvとすれば、Tdv≒t0×θvで表され、少なくともこのTdvを干渉範囲Ｄ（≒λ・Ｆ・Ｍ）より大きく（すなわち、Ｄ＜Tdvとなるようにすればスペックルは軽減されることになる。好ましくは、干渉範囲Ｄを1辺とした正方形の面積に対して、Tdvを1辺とした正方形の面積が9倍以上になるよう形成する。このようにすれば、スペックル強度を上記検知限界と略等しくもしくはそれ以下にすることができ、スペックル妨害は大幅に改善される。すなわち、本発明は、干渉範囲Ｄが、Ｄ＜Tdvの条件を満たすように、フレネルシート６及びレンチキュラーシート７の拡散材の含有量や、レンチキュラーレンズ１０の焦点距離、フレネルシートの厚さを定めているものである。主に、フレネルシート６及びレンチキュラーシート７の、各々の拡散材の含有量（後述する各シートのヘイズ値）を調節して上記の条件式を満足するようにすることが好ましい。また、干渉範囲Ｄの長さに対してTdvが9倍以上の長さになるよう形成（即ち、σ/B≒0.01に低減すること）すればスペックル妨害は、略解消される。
【００２８】
図７は、フレネルシート6のヘイズ値Ｈfとレンチキュラーシート7のヘイズ値ＨＬとの積（積算ヘイズ）と、その時得られる平均化すべき長さ：Tdvの関係を実験的に求めたものである。尚、拡散材は全方位角均等に光を拡散・発散するので、θvの計測値は垂直方向で代表した。
【００２９】
今、光の波長λ＝0.5μm、投写レンズのＦ値＝2.5、倍率Ｍ＝70（スクリーンサイズが対角55インチの場合を想定）とすると、干渉範囲D≒90μmとなる。従って、スペックルを解消若しくは著しく軽減するためには、記述の通り平均化すべき長さTdvを少なくとも干渉範囲Ｄの約9倍にした約0.8mm（800μm）以上になるように形成する必要がある。この条件を満足するには図7より、積算ヘイズを15％以上にする必要があることを見出した。尚、積算ヘイズが45％を超えると拡散材によって光が発散や拡散しすぎてフォーカス性能が著しく劣化した。従って、積算ヘイズは４５％以下が好ましい。すなわち、本発明の各実施形態において、フレネルシート6のヘイズ値Ｈfとレンチキュラーシート7のヘイズ値ＨＬとの積（積算ヘイズ）は、１５≦Ｈｆ・ＨＬ≦４５の条件を満たすものである。
【００３０】
更に、フレネルシート6、水平レンチキュラーシート7の順序に配置するので、フレネルシート6の拡散材の量が水平レンチキュラーシート7の拡散材の量より多いとフレネルシート6で映像光が結像して、この結像を拡散材の入った水平レンチキュラーシート7を通して見ることになりフォーカス性能が悪化する。従って、フォーカス性能を良好にするにはフレネルシート6のヘイズ値をレンチキュラーシート7のヘイズ値より小さくすることが好ましい。すなわち、本発明の各実施形態においては、フレネルシート6のヘイズ値Ｈfとレンチキュラーシート7のヘイズ値ＨＬとの関係が、Ｈf＜ＨＬの条件を満たすものである。
【００３１】
また、以上の実施例では光拡散要素として拡散材を取り上げたが、水平方向に長いレンチキュラーレンズを配列した、所謂Ｖレンチを形成させた構成であっても、干渉範囲Dと平均化すべき長さTdvの大小関係を記述のように確保できる構成であれば本発明の意図する目的は達成される。
【００３２】
更に、以上の実施例は投写レンズのF値＝2.5、倍率M＝70の場合であるが、F値、Mがこれらより小さい場合、大きい場合であっても干渉範囲Dと平均化すべき長さTdvの大小関係を上述のように確保できる構成であれば本発明の意図する目的は達成されることは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、画素構造を有した画像変調素子を用いた背面投写型ディスプレイにおいて、フォーカス性能を良好に保ちつつスペックル妨害を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スペックル妨害発生を説明する図
【図２】本発明が適用される背面投写型ディスプレイ装置の主要断面図
【図３】本発明に係る透過型クリーンの第1の実施形態を示す図
【図４】本発明に係る透過型クリーンの第２の実施形態を示す図
【図５】本発明に係る透過型クリーンの第３の実施形態を示す図
【図６】透過型スクリーンの断面モデルを示す図
【図７】積算ヘイズと平均化長さTdvの関係の測定値を示すグラフ
【符号の説明】
１…表示手段、２…投写レンズ、３…反射ミラー、４…透過型スクリーン、５…回路ブロック、６…フレネルシート、７…レンチキュラーシート、８…フレネルレンズ、９−１…第１の拡散材、９−２…第２の拡散材、１０…入射側レンチキュラーレンズ、１０−１…出射側レンチキュラーレンズ、１１…ブラックストライプ、１５…光拡散層
【図１】
0004099964.tif 000004
【図２】
0004099964.tif 000005
【図３】
0004099964.tif 000006
【図４】
0004099964.tif 000007
【図５】
0004099964.tif 000008
【図６】
0004099964.tif 000009
【図７】
0004099964.tif 000010