JP2003075913A - リアプロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示画像の解像度を低下させることなく、ゴ
ースト像の発生を抑えること。 【解決手段】 投写画像を表示するメインスクリーン１
３と、投写光を生成して射出する投写光学系３と、投写
光学系３が射出した投写光をメインスクリーン１３に導
く反射ミラー４と、を備えたリアプロジェクタ１におい
て、反射ミラー４とメインスクリーン１３との間の光路
中に設けられ、所定の方向から入射する光を透過し、ほ
かの方向から入社する光を減衰させる入射角度制御素子
１２を備える。この入射角度制御素子１２が、本来の投
写光以外の２次投写光を減衰させ、投写光学系３からの
本来の投写光のみを透過する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、投写画像を表示
するスクリーンと、投写光を生成して射出する投写光学
系と、投写光学系が射出した投写光をスクリーンに導く
反射ミラーと、を備えたリアプロジェクタに関し、特
に、ゴースト象の発生を抑えたリアプロジェクタに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、大画面表示を比較的容易に実現で
きるリアプロジェクタが注目されている。リアプロジェ
クタは、投写光学系、透過型スクリーン、筐体などが一
体となった装置であり、投写光学系による投写光を透過
型スクリーンの背面側から投写し、正面側から観察者が
画像を見る様式の投写型表示装置である。この様なリア
プロジェクタに対しては、設置場所の自由度を高めるた
めに、薄型化が求められる。そこで、一般的なリアプロ
ジェクタでは、投写光学系からの投写光を大型の反射ミ
ラーで反射させて透過型スクリーンに導く構成とするこ
とで薄型化を実現している。

【０００３】また、投写光学系を短焦点化して、投写光
学系から透過スクリーンまでの投写距離を短縮化すると
共に、反射ミラーを透過スクリーンに接近させ、かつ立
てて配置することで、さらなる薄型化を達成している。
ここで、「反射ミラーを立てて配置する」とは、反射ミ
ラーの反射面と透過スクリーンの表示面とのなす角が小
さくなるように配置することをいう。換言すれば、これ
らの面が平行に近づくように配置することをいう。な
お、投写光学系の短焦点化を図ったリアプロジェクタで
は、一般的に透過型スクリーンの入射側に、投写光を平
行化するフレネルレンズを設けて、投写効率の向上を図
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のリアプロジェクタでは、投写光学系から反射ミ
ラーを介してスクリーンに到達した投写光の一部がスク
リーンやフレネルレンズ等によって反射され、この反射
光が反射ミラーによって再び反射されてスクリーンに入
射するため、ゴースト像やフレアを発生しやすく、投写
画像の表示品質が著しく低下するという問題点があっ
た。なお、投写光学系から反射ミラーを介してスクリー
ンに到達した投写光のうち、スクリーンやフレネルレン
ズ等によって反射され、さらに、反射ミラーによって再
び反射されてスクリーンに入射する光を、便宜的に２次
投写光と呼ぶことにする。また、ゴースト像やフレアの
発生を抑制するために、フレネルレンズに光散乱性を持
たせたり、或いは、スクリーンの入射側に大きな光拡散
性を有する拡散板を配置するなどの対策をとる場合が多
いが、この場合、光散乱性の増大によって表示画像の解
像度が低下するという新たな問題が発生するため、根本
的な解決法とはなっていない。

【０００５】この発明は上記の問題点を鑑みてなされた
ものであって、表示画像の解像度の低下を招くことな
く、ゴースト像の発生を抑え、表示品質に優れた投写画
像を表示できるリアプロジェクタを実現することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のリアプロジェクタは、投写画像を表示す
るスクリーンと、投写光を生成して射出する投写光学系
と、前記投写光学系が射出した前記投写光を前記スクリ
ーンに導く反射ミラーと、を備えたリアプロジェクタに
おいて、前記反射ミラーと前記スクリーンとの間の光路
中に設けられ、所定の方向から入射する光を選択的に透
過し、他の方向から入射する光を選択的に減衰させる入
射角制御素子を具備するものである。

【０００７】本発明のリアプロジェクタにあっては、所
定の方向から入射する光を選択的に透過し、他の方向か
ら入射する光を選択的に減衰させる入射角制御素子を備
えているため、投写に不要な２次投写光を選択的に減衰
させ、スクリーンへの入射を防止することができる。そ
のため、このリアプロジェクタによれば、表示画像の解
像度を低下させることなく、ゴースト像やフレアの発生
を抑え、高品位な投写画像を表示することができる。

【０００８】また、本発明のリアプロジェクタは、さら
に、前記スクリーンの入射側にフレネルレンズを具備
し、前記入射角制御素子が、前記フレネルレンズと前記
スクリーンとの間の光路中に配置されることが好まし
い。

【０００９】この様な構成では、投写に必要な本来の投
写光はフレネルレンズによって略平行化され、入射角制
御素子に対して略垂直に入射する。しかも、入射角制御
素子の入射側の面上の位置に依らず、常に同じ角度で本
来の投写光が入射角制御素子に入射するため、不要な投
写光のみを選択的に減衰させる性能を高め易い。したが
って、入射角制御素子として一方向に対称性を有する構
造を採用することができるため、入射角制御素子の構造
を簡略化でき、その実現が容易になる。

【００１０】また、本発明のリアプロジェクタにおい
て、前記入射角制御素子は、複数の光吸収体を少なくと
も１方向に、所定の間隔で並べて構成した光学素子とす
ることが可能である。

【００１１】このような光学素子を用いれば、複数の光
吸収体が２次投写光を吸収することによって、選択的に
２次投写光を減衰させることができる。なお、薄膜状の
光吸収体としては、例えば、グラファイトを使用でき
る。あるいは、樹脂などの透明な媒質中に黒色顔料や染
料を薄膜状に混入させることでも実現できる。隣接する
光吸収体同士の間は、透明な構造体が存在していても良
いし、構造体が存在しない空気層であっても良い。この
様な構成により、入射角制御素子を容易に実現できると
共に、不要な２次投写光を有効に吸収することができ
る。

【００１２】また、このような光学素子を用いた場合、
前記複数の光吸収体を、前記スクリーンの面の法線およ
び前記反射ミラーの反射面の法線を含む平面に対して垂
直となるように配置することが好ましい。

【００１３】２次投写光によるゴースト像は、反射ミラ
ーとスクリーンとの配置関係から、前記スクリーンの面
の法線および前記反射ミラーの反射面の法線を含む平面
に沿った方向に発生し易い。

【００１４】そのため、スクリーンの面の法線および前
記反射ミラーの反射面の法線を含む平面に対して垂直と
なるように光吸収体を配置した構造とすることにより、
スクリーンへの投写に不要な２次投写光の吸収を行って
２次投写光を有効に減衰することができ、ゴースト像の
発生を抑えることができる。

【００１５】また、複数の光吸収体を少なくとも１方向
に、所定の間隔で並べて構成した光学素子を入射角度制
御素子として用いた場合、前記複数の光吸収体の前記入
射角度制御素子の入射側の面に対する角度を、前記入射
角度制御素子の入射側の面上の位置によって、連続的に
変化させることも可能である。

【００１６】このように構成すれば、フレネルレンズを
備えないスクリーンを使用したリアプロジェクタにおい
ても高画質化を図ることができる。また、フレネルレン
ズを備えたスクリーンを使用したリアプロジェクタにお
いては、フレネルレンズの入射側に入射角制御素子を配
置できるようになるため、入射角制御素子の設置の自由
度を向上できる。また、フレネルレンズとスクリーンと
が隣接するため、フレネルレンズとスクリーンとを一体
化し易いメリットもある。

【００１７】さらに、複数の光吸収体を、井桁状に２方
向に並べるようにしても良い。この様に光吸収体を２方
向に並べた構造とすることにより、反射ミラーの法線と
スクリーンの法線とを含む平面に沿わない方向において
も、不要な２次投写光の吸収を有効に行うことができ
る。

【００１８】また、本発明のリアプロジェクタにおい
て、前記入射角制御素子は、複数の光散乱体または光拡
散体を少なくとも１方向に、所定の間隔で並べた光学素
子としても良い。

【００１９】このような光学素子を用いた場合、複数の
光散乱体または光拡散体が２次投写光を散乱または拡散
することによって、選択的に２次投写光を減衰させるこ
とができる。なお、光散乱体としては、例えば、透明な
媒質中に光の波長の数倍から１００倍程度の大きさを有
する微粒子を薄膜状に配置することで実現できる。ある
いは、局所的に平坦性の悪い界面や屈折率が変化する界
面を形成することでも実現できる。隣接する光散乱体同
士の間は、透明な構造体が存在していても良いし、構造
体が存在しない空気層であっても良い。この様な構成に
より、入射角制御素子を容易に実現できると共に、不要
な２次投写光を有効に散乱させることができる。

【００２０】また、このような光学素子を用いた場合に
おいて、前記複数の光散乱体または光拡散体を、前記ス
クリーンの面の法線および前記反射ミラーの反射面の法
線を含む平面に対して垂直となるように配置することが
好ましい。

【００２１】このような構造とすることにより、スクリ
ーンへの投写に不要な２次投写光の散乱または拡散を行
って２次投写光を有効に減衰することができるため、ゴ
ースト像の発生を抑えることができる。

【００２２】また、複数の光散乱体または光拡散体を少
なくとも１方向に、所定の間隔で並べた光学素子を入射
角制御素子として用いた場合、前記複数の散乱体または
光拡散体の前記入射角度制御素子の入射側の面に対する
角度を、前記入射角度制御素子の入射側の面上の位置に
よって、連続的に変化させることも可能である。

【００２３】このように構成すれば、フレネルレンズを
備えないスクリーンを使用したリアプロジェクタにおい
ても高画質化を図ることができる。また、フレネルレン
ズを備えたスクリーンを使用したリアプロジェクタにお
いては、フレネルレンズの入射側に入射角制御素子を配
置できるようになるため、入射角制御素子の設置の自由
度を向上できる。また、フレネルレンズとスクリーンと
が隣接するため、フレネルレンズとスクリーンとを一体
化し易いメリットもある。

【００２４】さらに、前記複数の光散乱体または光拡散
体を、井桁状に２方向に並べるようにしても良い。この
様に光散乱体または光拡散体を２方向に並べた構造とす
ることにより、反射ミラーの法線とスクリーンの法線と
を含む平面に沿わない方向においても、不要な２次投写
光を有効に散乱または拡散させることができる。

【００２５】また、本発明のリアプロジェクタにおい
て、前記入射角制御素子は、所定の角度範囲内で入射す
る光を透過し、他の角度範囲で入射する光を散乱させる
異方性散乱素子であっても良い。

【００２６】このように、所定の角度範囲内で入射する
光を透過し、他の角度範囲で入射する光を散乱させる異
方性散乱素子を入射角制御素子として用いれば、２次投
写光を有効に散乱させることができる。

【００２７】また、このとき、前記異方性散乱素子が光
を透過／散乱させる角度範囲を、入射側の面上の位置に
よって変化させれば、フレネルレンズを備えないスクリ
ーンを使用したリアプロジェクタにおいても高画質化を
図ることができる。また、フレネルレンズを備えたスク
リーンを使用したリアプロジェクタにおいては、フレネ
ルレンズの入射側に入射角制御素子を配置できるように
なるため、入射角制御素子の設置の自由度を向上でき
る。また、フレネルレンズとスクリーンとが隣接するた
め、フレネルレンズとスクリーンとを一体化し易いメリ
ットもある。

【００２８】また、さらに、前記異方性散乱素子が、二
方向において、所定の角度範囲で入射する光を透過／散
乱させる機能を有しておれば、反射ミラーの法線とスク
リーンの法線とを含む平面に沿わない方向においても、
不要な２次投写光を有効に散乱または拡散させることが
できる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態
を、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、この
実施の形態によってこの発明が限定されるものではな
い。また、以下の説明では、特に説明のない限り、光の
進行方向をｚ方向とし、ｚ方向からみて１２時の方向を
ｙ方向とし、ｚ方向からみて３時の方向をｘ方向とす
る。

【００３０】（実施の形態１）図１は、この発明の実施
の形態１にかかるリアプロジェクタの概略内部構成を示
す側面図である。図１では、説明を容易にするために、
主要な構成要素のみを示している。実施の形態１のリア
プロジェクタ１は、投写画像を表示する透過型のスクリ
ーン部２と、投写光を生成して射出する投写光学系３
と、投写光学系３が射出した投写光を反射してスクリー
ン部２に導く反射ミラー４と、を備えている。投写光学
系３は、図示しない光源装置、画像形成光学系および投
写レンズ等を有し、投写光を生成して射出する。この投
写光は、広がりながら反射ミラー４へと達し、反射ミラ
ー４で反射され、スクリーン部２に到達する。このスク
リーン部２では、後述するように、本来の投写光のみを
光軸２ａに対して略平行化して透過させて、画像として
表示する。

【００３１】図２は、図１に示したスクリーン部２を水
平面で切断し、ｙ方向（装置天面側）から眺めた断面図
である。スクリーン部２は、フレネルレンズ１１と、入
射角制御素子１２と、メインスクリーン１３と、を備え
ている。フレネルレンズ１１は、反射ミラー４からの投
写光を平行化する。メインスクリーン１３は、レンチキ
ュラーレンズや拡散層が形成されたスクリーン本体であ
る。入射角制御素子１２は、フレネルレンズ１１とメイ
ンスクリーン１３との間の光路中に設けられ、所定の方
向から入射する光を選択的に透過させ、他の方向から入
射する光を選択的に減衰させる光学素子である。

【００３２】図３は、図２に示した入射角制御素子１２
の概略構成を示す正面図である。入射角制御素子１２
は、薄膜状の複数の光吸収体１２ａをｙ方向に、所定の
間隔を隔てて並べたものである。このような入射角制御
素子１２として、例えば、３Ｍ社のライトコントロール
フィルムが挙げられる。光吸収体１２ａは、透光体１２
ｂ内に設けられている。本実施形態では、透光体１２ｂ
の材料はプラスチックであるが、光を透過する材料であ
れば、プラスチック以外の固体や液体、さらには気体に
よって構成しても構わない。また、透光体１２ｂの部分
は、何も配置しない空気で満たされた空間であってもよ
い。

【００３３】図４は、実施の形態１にかかる光吸収体１
２ａの配置を説明する説明図である。光吸収体１２ａ
は、スクリーン部２のスクリーン面の法線および反射ミ
ラー４の反射面の法線を含む平面１４（ｙｚ平面）に対
して垂直となるように、所定の間隔で、１次元状に配置
されている。ここで、光吸収体１２ａを１次元状に配置
する、とは、光吸収体１２ａを１方向にのみ並べること
を意味する。本実施形態の場合は、ｙ軸方向にのみ並べ
られている。

【００３４】投写光学系３が射出した投写光は、反射ミ
ラー４で反射され、スクリーン部２のフレネルレンズ１
１に入射する。フレネルレンズ１１は、広がりながら入
射した投写光を光軸２ａに対して略平行化する。平行化
された投写光は、入射角制御素子１２とメインスクリー
ン１３とを透過し、画像として表示される。一方、１点
鎖線で示す２次投写光が生じた場合には、入射角制御素
子１２の光吸収体１２ａが２次投写光を吸収してメイン
スクリーン１３側に透過させない。２次投写光は、１点
鎖線で示すように、フレネルレンズ１１の入射端面側や
射出端面側で反射し、フレネルレンズ１１の入射端面側
または反射ミラー４で反射して、再びメインスクリーン
１３側に向けて入射する光であって、本来の投写に不要
な光である。そのため、光吸収体１２ａで不要な２次投
写光を吸収することによってメインスクリーン１３側へ
は本来の投写光のみを透過させ、その本来の投写光のみ
によって画像表示を行うことができるようになる。以
下、光吸収体１２ａの機能をさらに詳細に説明する。

【００３５】図５は、実施の形態１にかかる光吸収体１
２ａの機能を説明する説明図である。入射角制御素子１
２に入射した光のうち、光吸収体１２ａに当たった光１
５は光吸収体１２ａに吸収され、光吸収体１２ａ間を通
過した光１６は吸収されることなく射出される。すなわ
ち、光吸収体１２ａに対して平行に近い所定の角度範囲
で入射する光１６はほぼそのまま透過され、それ以外の
角度範囲で入射する光１５は光吸収体１２ａで吸収され
る。したがって、入射角制御素子１２はそこを通過する
光を角度に応じて透過させたり吸収したりする選択機能
を有している。ここで、入射光の透過／吸収を受ける角
度範囲は、光吸収体１２ａの奥行き方向の寸法（図５の
ｚ方向の寸法）、間隔および角度（光吸収面の向き）等
によって決まる。また、透過光の強度は光吸収体１２ａ
や透光体１２ｂの光透過率などの影響を受ける。

【００３６】以上の構成を備えた実施の形態１にかかる
リアプロジェクタ１の作用について説明する。投写光学
系３から射出された投写光は、広がりながら反射ミラー
４へと達し、反射ミラー４で反射され、スクリーン部２
のフレネルレンズ１１に到達する。フレネルレンズ１１
に到達した投写光は、光軸２ａに対して略平行化され、
本来の投写光として入射角制御素子１２に入射する。こ
こで、フレネルレンズ１１に到達した投写光の一部は、
フレネルレンズ１１の入射側や射出側の面で反射され、
反射ミラー４を経て、不要な２次投写光となって、再び
フレネルレンズ１１を通り入射角制御素子１２に入射す
る（図４の１点鎖線参照）。なお、光軸２ａは、本来の
投写光の中心軸である。

【００３７】ここで、２次投写光が入射角制御素子１２
に入射する方向と本来の投写光が入射角制御素子１２に
入射する方向とは異なっている。ここでいう「入射する
方向」とは、入射角度および入射光が進む方向を考慮し
たものであり、入射角度が同じであっても入射する方向
が異なる場合がある。すなわち、本来の投写光は、光軸
２ａに対してほぼ平行な状態、すなわち、光吸収体１２
ａに対してほぼ平行な所定の角度範囲で入射角制御素子
１２に入射するため、遮ぎられることなくメインスクリ
ーン１３へと到達し、スクリーン面上に画像を形成す
る。一方、２次投写光は、光軸２ａに対して非平行な状
態、すなわち所定の角度範囲外で入射角制御素子１２に
入射するため、光吸収体１２ａで吸収されて遮ぎられ、
入射角制御素子１２から射出されることはない。したが
って、本来の投写光のみがメインスクリーン１３に入射
して画像を形成し、２次投写光はメインスクリーン１３
に入射しないため、２次投写光によるゴーストやフレア
などは形成されない。

【００３８】ここで、平面１４に沿ったｙ方向に光吸収
体１２ａを並べるのは、平面１４に沿った方向、または
この方向に近い方向に進む２次投写光が最もゴースト像
を発生させやすいからである。このように光吸収体１２
ａを並べることによって効果的にゴースト像の発生を低
減させることができる。

【００３９】以上述べたように、実施の形態１によれ
ば、入射角制御素子１２が、反射ミラー４とメインスク
リーン１３との間の光路中に設けられ、所定の方向から
入射する光を透過し、他の方向から入射する光を吸収す
る。この入射角度制御素子１２は、投写光学系３からの
本来の投写光を透過し、本来の投写光以外の不要な２次
投写光を吸収して遮光する。これにより、本来の投写光
のみがメインスクリーン１３に入射し画像を形成する。
一方、不要な２次投写光はメインスクリーン１３にほと
んど入射しないため、ゴースト像やフレアの発生を抑え
た高品位な投写画像を表示することができる。

【００４０】（実施の形態２）この発明の実施の形態２
は、フレネルレンズ１１の入射側に入射角制御素子を設
けた点、並びに、光吸収体２２ａの配置が連続的に変化
している点において、前述した実施の形態１と相違して
いる。その他の部分については、実施の形態の１にかか
るプロジェクタ１と同様に構成することが可能であるた
め、説明と図示を省略する。また、図６において、実施
の形態１にかかるプロジェクタ１と同様の構成部分につ
いては、図１〜５で用いたのと同じ符号を付し、その詳
細な説明を省略する。

【００４１】図６は、この発明の実施の形態２にかかる
プロジェクタのスクリーン部２１の概略構成を示す側面
図である。実施の形態２のスクリーン部２１では、入射
角制御素子２２が、フレネルレンズ１１の射出側ではな
く入射側に設けられている。この入射角制御素子２２
は、投写光学系３から射出され、反射ミラー４によって
反射された本来の投写光を透過させるように、広がりな
がら入射する本来の投写光の投写角に応じた入射角度に
合わせて、光吸収体２２ａの配置を連続的に変化させて
放射状に傾けた構造になっている。

【００４２】投写光学系３が射出した本来の投写光は、
反射ミラー４で反射され、スクリーン部２の入射角制御
素子２２に入射する。このとき、入射角制御素子２２の
中央部の端面に入射する投写光の入射角度は略０度（略
垂直）であり、中央部から周辺部に向かうにしたがって
その角度は連続的に大きくなっている。この入射角制御
素子２２では、連続的に変化させて放射状に傾けて配置
した光吸収体２２ａが、投写光学系３から射出された投
写光を吸収することなく透過させてフレネルレンズ１１
に入射させる。このフレネルレンズ１１は、放射状に広
がりながら入射した投写光を光軸２ａに対して略平行化
する。平行化された投写光は、メインスクリーン１３を
透過し、画像として表示される。

【００４３】一方、１点鎖線で示すように、２次投写光
が生じた場合には、入射角制御素子２２の光吸収体２２
ａが２次投写光を吸収してメインスクリーン１３側に透
過させない。本実施の形態における２次投写光は、１点
鎖線で示すように、入射角制御素子２２を透過した投写
光の一部が、フレネルレンズ１１の入射端面側または射
出端面側によって反射され、再び入射角制御素子２２を
通って反射ミラー４に到達し、再び反射されて入射角制
御素子２２に入射する光であって、本来の投写に不要な
光である。そのため、光吸収体２２ａで不要な２次投写
光を吸収することによってメインスクリーン１３側へは
本来の投写光のみを透過させ、その本来の投写光のみに
よって画像表示を行うことができるようになる。なお、
光吸収体２２ａの機能は、前記光吸収体１２ａの機能と
同様であり、説明を省略する。

【００４４】本実施の形態では、このように、本来の投
写光が入射する方向に対応させて、入射側の面上の位置
によって配置方向が連続的に変化した光吸収体２２ａを
有する入射角制御素子２２を用いるため、平行化されて
いない本来の投写光が入射角制御素子２２に入射する場
合でも、本来の投写光を遮ることなく透過してメインス
クリーン１３に入射させつつ、不要な２次投写光のメイ
ンスクリーン１３への入射を低減することができる。ま
た、一般的に、光効率を考慮してフレネルレンズのフレ
ネル面は射出側に形成され、入射側は平面状に形成され
る場合が多い。そのため、実施の形態１の入射角制御素
子１２では入射角制御素子とフレネルレンズとの一体化
が難しいが、本実施の形態２の入射角制御素子２２を用
いれば、フレネルレンズ１１の平面状の入射側に入射角
制御素子２２を配置できるため、入射角制御素子とフレ
ネルレンズとの一体化が容易であり、界面を減らして、
スクリーン部における光利用効率を高めることができ
る。

【００４５】なお、実施の形態１の入射角制御素子１２
のように、光吸収体１２ａをｙ方向に沿って略平行に配
置したものをフレネルレンズ１１の入射側に配置するこ
とも可能である。しかしながら、この場合には、本来の
投写光が光吸収体１２ａで遮られる可能性が高くなると
共に、不要な２次投写光を十分低減させることが難しく
なるため、入射角制御素子の有効性はやや低下する場合
がある。

【００４６】（実施の形態３）前述した実施の形態１ま
たは実施の形態２では、入射角制御素子が１次元的に配
置されていたが、２次元的に配置してもよい。この発明
の実施の形態３は、実施の形態１または実施の形態２の
光吸収体の配置の変形例である。光吸収体の配置以外
は、実施の形態１や実施の形態２と同様に構成すること
ができる。よって、光吸収体の配置以外の部分の詳細な
説明と図示は省略する。

【００４７】ここで、光吸収体を１次元状に配置する、
とは、先に第1の実施の形態で説明した通り、光吸収体
を１方向にのみ並べることを意味する。この場合、入射
角度制御素子を通過する光は、入射角度制御素子の入射
側の面と交わる一つの平面内における角度に応じて透過
或いは吸収されることになる。また、光吸収体を２次元
状に配置するとは、光吸収体を２方向に並べることを意
味する。この場合、入射角度制御素子を通過する光は、
入射角制御素子の入射側の面と交わる２つの平面内にお
ける角度に応じて透過あるいは吸収されることになる。

【００４８】図７は、この発明の実施の形態３にかかる
入射角制御素子３１の概略構成を示す正面図であり、図
８は、実施の形態３にかかる光吸収体の配置を示す斜視
図である。実施の形態３の入射角制御素子３１は、実施
の形態１または実施の形態２の入射角制御素子におい
て、さらに、平面１４と直交する平面に沿った方向に光
吸収体３２を並べたものである。すなわち、入射角制御
素子３１は、実施の形態１または実施の形態２と同様に
ｙ方向に並ぶ光吸収体３３に加え、ｘ方向に並ぶ光吸収
体３２を備えている。

【００４９】ここで、２つの光吸収体３２、３３は、図
８（Ａ）に示したように異なる平面内に形成しても良い
が、図８（Ｂ）に示したように一つの平面内に形成して
も良く、その場合には入射角制御素子３１を薄型化でき
る。さらに、図９に示すように、光吸収体３２および３
３をそれぞれ斜め方向に並べることもできる。また、各
光吸収体３２、３３は、入射角制御素子３１の入射側の
面に対して常に一定の角度を成すように配置しても良い
し、図６に示したように本来の投写光の入射角に応じて
入射側の面上の場所ごとに異なる角度を持たせて配置し
てもよい。要するに、２つの光吸収体３２、３３を並べ
る方向と２つの光吸収体３２、３３を配置する角度は、
本来の投写光や不要な２次投写光の角度分布や強度分
布、そしてそれらの画質への影響を考慮して設定するこ
とができる。

【００５０】本実施の形態によれば、このように光吸収
体３２および３３が並ぶことによって、複数の井桁形状
が形成され、入射光の透過／吸収を受ける角度範囲を２
次元的に設定できる。従って、２次投写光をさらに効果
的に除去することができる。よって、ゴースト像やフレ
アの発生をさらに低減することができ、一層高品位な投
写画像を表示することができる。

【００５１】（実施の形態４）前述した実施の形態１〜
３では、入射角制御素子が光吸収体を備えていたが、光
吸収体に代えて光散乱体（光拡散体）を用いても良い。
この実施の形態４では、光吸収体に代えて光散乱体を備
えた入射角制御素子について説明する。光吸収体を光散
乱体に代える以外は、実施の形態１〜３と同様に構成す
ることができる。よって、光散乱体の作用以外の部分の
詳細な説明と図示は省略する。

【００５２】図１０は、この発明の実施の形態４にかか
る入射角制御素子４１の光散乱体（光拡散体）４２の作
用を説明する説明図である。入射角制御素子４１に入射
した光のうち、光散乱体（光拡散体）４２に当たった光
１５は散乱（拡散）され、光散乱体（光拡散体）４２間
を通過した光１６は散乱（拡散）されることなく射出さ
れる。すなわち、光散乱体（光拡散体）４２が配列する
平面（ｘｙ平面）に対して垂直に近い所定の角度範囲で
入射する光１６はほぼそのまま透過され、それ以外の角
度で入射する光１５は光散乱体（光拡散体）４２で散乱
（拡散）される。

【００５３】したがって、入射角制御素子４１は、そこ
を通過する光を角度に応じて透過させたり散乱（拡散）
させたりする選択機能を有している。ここで、入射光の
透過／散乱を受ける角度範囲は、光散乱体４２の奥行き
方向の寸法（図１０のｚ方向の寸法）、間隔および角度
（光散乱(拡散)面の向き）等によって決まる。また、透
過光の強度は光散乱体４２の散乱特性の影響を受ける。
光散乱体４２で散乱された光は散乱によって進行方向を
大きく変化させるため、メインスクリーン１３に略垂直
に入射する光は大幅に減少する。したがって、これらの
光がゴースト像やフレアを形成する可能性は大幅に低下
する。

【００５４】以上説明したように、光吸収体に代えて光
散乱体(光拡散体)４２を用いた場合にも、実施の形態１
〜実施の形態３と同様の効果を得ることができる。

【００５５】（実施の形態５）前述した実施の形態１、
実施の形態４では、光吸収体や光散乱体を備えた入射角
制御素子を用いていたが、入射角制御素子として、所定
の方向から入射する光を透過し、他の方向から入射する
光を散乱させる異方性散乱素子を用いても良い。この実
施の形態５では、入射角制御素子として異方性散乱素子
を用いた例について説明する。入射角制御素子として異
方性散乱素子を用いる以外は、実施の形態１や４と同様
に構成することができる。よって、光散乱体の作用以外
の部分の詳細な説明と図示は省略する。

【００５６】異方性散乱素子とは、所定の角度範囲で入
射する光をそのまま透過し、それ以外の角度範囲内で入
射する光を散乱する素子である。このような異方性散乱
素子は、特開２０００−２９７１１１号公報に開示され
た「異方性散乱フィルム用組成物」や住友化学のルミス
ティー（登録商標）のように、局所的に、屈折率が異な
る構造体を配置することによって形成することができ
る。

【００５７】図１１は、異方性散乱素子を入射角制御素
子として用いた場合の作用を説明する説明図である。異
方性散乱素子を用いた入射角制御素子５１は、ｙｚ平面
内において所定の角度範囲で入射する光はほぼそのまま
透過し、それ以外の角度範囲で入射する光を散乱する。
すなわち、入射角度制御素子は、そこを通過する光を角
度に応じて透過させたり散乱させたりする選択機能を有
している。光を透過させる入射方向の範囲５３および光
を散乱させる入射方向の範囲５２は任意に定めることが
できる。また、この角度範囲は、入射角制御素子５１の
入射側の面の全面に渡って均一としてもよいし、実施の
形態２の入射角制御素子２２のように、入射側の面上の
位置に応じて変化させるようにしてもよい。

【００５８】このように、入射角制御素子５１として異
方性散乱素子を用いた場合も、実施の形態１または実施
の形態４と同様の効果を得ることができる。

【００５９】（実施の形態６）前述した実施の形態５で
は、入射角制御素子として用いた異方性散乱素子の入射
光の選択機能を１次元的なものとしていたが、異方性散
乱素子に２次元的な入射光の選択機能を持たせても良
い。この発明の実施の形態６では、入射角制御素子とし
て２次元的な選択機能を持たせた異方性散乱素子を用い
た例について説明する。２次元的な選択機能を持たせた
異方性散乱素子を用いる以外は、実施の形態５と同様に
構成することができる。よって、光散乱体の作用以外の
部分の詳細な説明と図示は省略する。

【００６０】ここで、１次元的な選択機能、とは、一方
向において、所定の角度範囲で入射する光を透過／散乱
させる機能を言い、２次元的な選択機能とは、二方向に
おいて、所定の角度範囲で入射する光を透過／散乱させ
る機能を言う。

【００６１】図１２は、２次元的な選択機能を持たせた
異方性光散乱素子を入射角制御素子として用いた場合の
作用を説明する説明図である。このような異方性散乱素
子を用いた入射角制御素子６１は、図１２に示すよう
に、ｙｚ平面内において所定の角度範囲で入射する光を
ほぼそのまま透過し、それ以外の角度範囲で入射する光
を散乱させると共に、ｘｚ平面内においても、所定の角
度範囲６３で入射する光はほぼそのまま透過し、それ以
外の角度範囲６２で入射する光を散乱させる入射光の選
択機能を有する。入射角度制御素子６１は、一つの素子
の内部に散乱を生じる角度範囲を２次元的に形成した異
方性散乱素子を用いたものであっても良いし、あるい
は、縦方向に散乱特性を有する異方性散乱素子と横方向
に散乱特性を有する異方性散乱素子とを２枚重ねたもの
であってもよい。このような異方性散乱素子６１の場合
も、１次元的な選択機能を持たせた異方性散乱素子を用
いた異方性散乱素子５１の場合と同様、光を透過させる
入射方向の範囲や光を散乱させる入射方向の範囲を任意
に定めることができる。また、入射側の面上の位置に応
じてその角度範囲を変化させるようにしてもよい。

【００６２】このように、２次元的な選択機能を持たせ
た異方性光散乱素子を入射角制御素子として用いれば、
不要な２次投写光を効果的に散乱させて減衰させること
ができるため、ゴースト像やフレアの発生をさらに低減
することができ、一層高品位な投写画像を表示すること
ができる。

【００６３】（実施の形態７）前述した実施の形態１〜
実施の形態６では、反射ミラーが１枚の場合を例に挙げ
たが、反射ミラーは複数枚であってもよい。図１３は、
反射ミラーを複数枚とした場合のリアプロジェクタの概
略内部構成を示す側面図である。

【００６４】リアプロジェクタ７１では、投写光学系３
から射出された投写光は、複数の反射ミラー４ａ，４ｂ
を順次反射して進み、スクリーン部７２に入射する。ス
クリーン部７２の構成としては、実施の形態１〜６のど
の構成を採用しても良い。このように、複数の反射ミラ
ー４ａ．４ｂを設けた場合も、実施の形態１〜実施の形
態６と同様の効果を得ることができる。

【００６５】（変形例）なお、この発明は、上記の実施
形態に限られるものではなく、その用紙を逸脱しない範
囲において種々の態様において実施することが可能であ
り、例えば次のような変形も可能である。

【００６６】上記の実施の形態では、スクリーン全体に
渡って入射光の選択機能を持たせた入射角制御素子を用
いていた。しかし、ゴースト像が顕著に現れるのは、ス
クリーンと反射ミラーとの間の距離が短くなるスクリー
ン上部であるので、スクリーン上部のみに選択機能を持
たせるようにしてもよい。すなわち、入射角制御素子を
スクリーンの一部にのみ設けるようにしてもよい。ま
た、入射角制御素子の選択機能を、スクリーンの一部に
のみ持たせるようにしてもよい。

【００６７】また、実施の形態２では、入射角制御素子
の入射側の面上の位置によって光吸収体の配置を連続的
に変化させた構成を紹介したが、この様な配置形態は、
光吸収体や光散乱体を２次元的に配置してなる入射角制
御素子においても、同様に採用することができる。光散
乱体の場合には、入射角制御素子の入射側の面上の位置
によって、光散乱特性（例えば、散乱強度や散乱方向）
を連続的に変化させた構成とすることもできる。

【００６８】上記の実施の形態では、本来の投写光の光
軸がスクリーンに対してほぼ垂直となる構成であった
が、本来の投写光の光軸がスクリーンに対して垂直とは
ならない構成（いわゆるあおり投写系）に対しても、本
発明を適用することができる。その場合には、本来の投
写光や不要な２次投写光の角度分布や強度分布、そして
それらの画質への影響を考慮して、入射角制御素子の配
置や素子内の光吸収体や光散乱体の配置を設定すれば良
い。

【００６９】また、投写光学系３は、透過型光学系であ
っても反射型光学系であってもよい。ここで、「透過
型」とは、光変調装置が光を透過するタイプであること
を意味しており、「反射型」とは、光変調装置が光を反
射するタイプであることを意味している。透過型の光変
調装置としては、液晶パネルが、また、反射型の光変調
装置としては、液晶パネルやマイクロミラーを用いたデ
バイスが一般的に用いられるが、本発明の適用範囲は、
このような光変調装置を用いたプロジェクタに限られな
い。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のリアプ
ロジェクタによれば、所定の方向から入射する光を選択
的に透過し、他の方向から入射する光を選択的に減衰さ
せる入射角制御素子を備えたため、投写に不要な２次投
写光を選択的に減衰させ、スクリーンへの入射を防止で
きる効果が得られる。そのため、この発明のリアプロジ
ェクタによれば、表示画像の解像度を低下させることな
く、ゴースト像やフレアの発生を抑え、高品位な投写画
像を表示できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１にかかるリアプロジェ
クタの概略内部構成を示す側面図である。

【図２】図１に示したスクリーン部を水平面で切断し、
ｙ方向（上方向）から眺めた断面図である。

【図３】図２に示した入射角制御素子の概略構成を示す
正面図である。

【図４】実施の形態１にかかる光吸収体の配置を説明す
る説明図である。

【図５】実施の形態１にかかる光吸収体による透過／吸
収作用を説明する説明図である。

【図６】この発明の実施の形態２にかかるスクリーン部
の概略構成を示す側面図である。

【図７】この発明の実施の形態３にかかる入射角制御素
子の概略構成を示す正面図である。

【図８】実施の形態３にかかる光吸収体の配置を示す斜
視図である。

【図９】実施の形態３にかかる光吸収体の他の配置を示
す斜視図である。

【図１０】この発明の実施の形態４にかかる光散乱体に
よる透過／散乱作用を説明する説明図である。

【図１１】この発明の実施の形態５にかかる異方性光散
乱素子による透過／散乱作用を説明する説明図である。

【図１２】この発明の実施の形態６にかかる異方性光散
乱素子による透過／散乱作用を説明する説明図である。

【図１３】この発明の実施の形態７にかかるリアプロジ
ェクタの概略内部構成を示す側面図である。

【符号の説明】

１，７１ リアプロジェクタ ２，２１，７２ スクリーン部 ２ａ 光軸 ３ 投写光学系 ４，４ａ，４ｂ 反射ミラー １１ フレネルレンズ １２，２２，３１，４１，５１，６１ 入射角制御素子 １２ａ，２２ａ，３２，３３ 光吸収体 １２ｂ 透光体 １３ メインスクリーン １４ 平面 ４２ 光散乱体

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投写画像を表示するスクリーンと、投写
   光を生成して射出する投写光学系と、前記投写光学系が
   射出した前記投写光を前記スクリーンに導く反射ミラー
   と、を備えたリアプロジェクタにおいて、 前記反射ミラーと前記スクリーンとの間の光路中に設け
   られ、所定の方向から入射する光を選択的に透過し、他
   の方向から入射する光を選択的に減衰させる入射角制御
   素子を具備することを特徴とするリアプロジェクタ。
2. 【請求項２】 さらに、前記スクリーンの入射側にフレ
   ネルレンズを具備し、 前記入射角制御素子は、前記フレネルレンズと前記スク
   リーンとの間の光路中に配置されることを特徴とする請
   求項１に記載のリアプロジェクタ。
3. 【請求項３】 前記入射角制御素子は、複数の光吸収体
   を少なくとも１方向に、所定の間隔で並べた光学素子で
   あることを特徴とする請求項１または２に記載のリアプ
   ロジェクタ。
4. 【請求項４】 前記複数の光吸収体は、前記スクリーン
   の面の法線および前記反射ミラーの反射面の法線を含む
   平面に対して垂直となるように配置されていることを特
   徴とする請求項３に記載のリアプロジェクタ。
5. 【請求項５】 前記複数の光吸収体の前記入射角度制御
   素子の入射側の面に対する角度を、前記入射角度制御素
   子の入射側の面上の位置によって、連続的に変化させて
   なることを特徴とする請求項３に記載のリアプロジェク
   タ。
6. 【請求項６】 前記複数の光吸収体は、井桁状に２方向
   に並べられることを特徴とする請求項３〜５のいずれか
   に記載のリアプロジェクタ。
7. 【請求項７】 前記入射角制御素子は、複数の光散乱体
   または光拡散体を少なくとも１方向に、所定の間隔で並
   べた光学素子であることを特徴とする請求項１または２
   に記載のリアプロジェクタ。
8. 【請求項８】 前記複数の光散乱体または光拡散体は、
   前記スクリーンの面の法線および前記反射ミラーの反射
   面の法線を含む平面に対して垂直となるように並べられ
   ることを特徴とする請求項７に記載のリアプロジェク
   タ。
9. 【請求項９】 前記複数の散乱体または光拡散体の前記
   入射角度制御素子の入射側の面に対する角度を、前記入
   射角度制御素子の入射側の面上の位置によって、連続的
   に変化させてなることを特徴とする請求項７に記載のリ
   アプロジェクタ。
10. 【請求項１０】 前記複数の光散乱体または光拡散体
    は、井桁状に２方向に並べられることを特徴とする請求
    項７〜９のいずれかに記載のリアプロジェクタ。
11. 【請求項１１】 前記入射角制御素子は、所定の角度範
    囲内で入射する光を透過し、他の角度範囲で入射する光
    を散乱させる異方性散乱素子であることを特徴とする請
    求項１または２に記載のリアプロジェクタ。
12. 【請求項１２】 前記異方性散乱素子が光を透過／散乱
    させる角度範囲を、入射側の面上の位置によって変化さ
    せてなることを特徴とする請求項１１に記載のリアプロ
    ジェクタ。
13. 【請求項１３】 前記異方性散乱素子は、二方向におい
    て、所定の角度範囲で入射する光を透過／散乱させる機
    能を有することを特徴とする請求項１１に記載のリアプ
    ロジェクタ。