JP2006126312A - スクリーン、スクリーンの製造方法及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】シンチレーションの低減と画像の高精細化とを両立でき、かつ良好な視野角特性のスクリーン、そのスクリーンを容易に製造可能なスクリーンの製造方法、及びプロジェクタを提供すること。
【解決手段】画像信号に応じた光を透過するスクリーン３０であって、平面上に配列された複数の導光部２０５と、導光部２０５に対応して導光部２０５の入射側に設けられ、画像信号に応じた光Ｌｐを集光するレンズ素子２０１と、を有し、導光部２０５は、画像信号に応じた光Ｌｐの入射側から出射側に向かって漸次小さくなるようなテーパ形状をなす。
【選択図】 図４

Description

本発明は、スクリーン、スクリーンの製造方法及びプロジェクタ、特に、画像信号に応じた光を透過させることにより画像を表示するプロジェクタに好適なスクリーンの技術に関する。

画像信号に応じた光を透過させることにより画像を表示する、いわゆるリアプロジェクタには、光を透過させる透過型のスクリーンが用いられる。近年、プロジェクタは、光学系の改良によって高精細化、高輝度化が進められている。高精細化、高輝度化が進められると、画像信号に応じた光同士が干渉し合うことでシンチレーションを起こし易くなる。シンチレーションは、画像信号とは関係無く明るい部分と暗い部分とを画像中に生じさせることから、画質を低下させる原因となり得る。シンチレーションの発生を低減するための技術は、例えば、特許文献１及び２に提案されている。

特開２００２−１７４８６０号公報 特開２００２−１３９７９９号公報

シンチレーションは、スクリーンにおける光の拡散度を大きくすることで低減できると考えられる。そのため、特許文献１に開示されるように、スクリーンは、拡散材の含有量や拡散層の層厚を調節することでシンチレーションを低減できる。しかし、スクリーンでの光の拡散度を大きくすると、画素同士の重なり合いを生じることから投写像の解像度が低下してしまう。このため、画像の高精細化とシンチレーションの低減とは両立し得ず、高品質な画像を得ることが難しいと考えられる。特許文献２に開示されている技術によると、画像の高精細化とシンチレーションの低減との両立が可能であると考えられる。高精細な画像を得るためには、微小な導光体を形成することとなる。特許文献２に提案されている技術では、微小な導光体を用いるスクリーンを製造することは困難であると考えられる。また、シンチレーションの低減とともに視野角特性を向上するための構成については、特許文献２において触れられていない。本発明は、上述に鑑みてなされたものであり、シンチレーションの低減と画像の高精細化とを両立でき、かつ良好な視野角特性のスクリーン、そのスクリーンを容易に製造可能なスクリーンの製造方法、及びそのスクリーンを用いるプロジェクタを提供することを目的とする。

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、画像信号に応じた光を透過するスクリーンであって、平面上に配列された複数の導光部と、導光部の入射側に設けられ、画像信号に応じた光を集光するレンズ素子と、を有し、導光部は、画像信号に応じた光の入射側から出射側に向かって漸次小さくなるようなテーパ形状をな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。

画像信号に応じた光は、テーパ形状の導光部を透過する。導光部に入射した光は、導光部の界面で全反射した後、導光部の出射面から出射する。導光部同士を隔絶することで、導光部から出射する光同士の干渉を低減するとともに、導光部内部で光を十分拡散させることにより、シンチレーションの発生を低減できる。導光部同士を隔絶すると、導光部から出射する光同士の混ざり合いによる画素同士の重なり合いを防ぎ、解像度の低下も低減できる。このため、導光部を設けることで、画像の高精細化とシンチレーションの低減とを両立することができる。光の入射側から出射側へ漸次小さくなるようなテーパ形状の導光部を用いるため、導光部の界面で全反射する光を広い角度範囲へ進行させることができる。レンズ素子は、画像信号に応じた光を集光して導光部へ入射させる。レンズ素子を設けることで、画像信号に応じた光を所望の角度で拡散させることが可能となる。画像信号に応じた光を拡散することにより、さらにシンチレーションの発生も低減される。これにより、シンチレーションの低減と画像の高精細化とを両立でき、かつ良好な視野角特性のスクリーンを得られる。

また、本発明の好ましい態様によれば、レンズ素子は、導光部の出射面よりレンズ素子に近い位置に焦点を形成することが望ましい。導光部の出射面よりレンズ素子に近い位置にレンズ素子の焦点を設定することにより、画像信号に応じた光を導光部の界面で全反射させることが可能となる。画像信号に応じた光を導光部の界面で全反射させることにより、画像信号に応じた光を拡散させることができる。これにより、良好な視野角特性のスクリーンを得られる。

さらに、本発明によれば、画像信号に応じた光を透過するスクリーンであって、平面上に配列された複数の導光部を有し、導光部は、光を拡散する拡散材を含み、かつ画像信号に応じた光の入射側から出射側に向かって漸次小さくなるようなテーパ形状をな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。

画像信号に応じた光は、拡散材を含む導光部を透過することにより拡散する。導光部に入射した光は、導光部の界面で全反射した後、導光部の出射面から出射する。導光部同士を隔絶することで、導光部から出射する光同士の干渉を低減できる。画像信号に応じた光同士の干渉を低減することで、シンチレーションの発生を低減できる。また、導光部から出射する光同士の混ざり合いによる画素同士の重なり合いを防ぎ、解像度の低下も低減できる。このため、拡散材を含む導光部を設けることで、画像の高精細化とシンチレーションの低減とを両立できる。さらに、導光部に拡散材を含めることで、所望の視野角特性を得ることも可能である。これにより、シンチレーションの低減と画像の高精細化とを両立でき、かつ良好な視野角特性のスクリーンを得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、導光部同士の間に設けられ、画像信号に応じた光以外の光を吸収する光吸収部を有することが望ましい。光吸収部を設けることにより、スクリーンにおける外光の反射を低減し、画像のコントラスト低下を低減することができる。また、従来、外光の反射を低減するために、遮光層と開口部とを交互に配置するいわゆるブラックストライプをスクリーンに設ける技術が用いられている。ブラックストライプを用いるスクリーンは、ストライプ状の開口に光が集まることによりシンチレーションを発生し易いと考えられる。これに対して本発明のスクリーンは、外光の反射の低減とシンチレーションの低減とを同時に実現することができる。また、導光部同士の間に光吸収部を設けることにより、導光部内を透過する光同士の干渉を確実に防止することができる。これにより、シンチレーションを低減でき、かつ画像のコントラスト低下を低減可能なスクリーンを得られる。

さらに、本発明によれば、第１の透明部材で構成された透明層に凹部を形成する凹部形成工程と、凹部に、第１の透明部材とは異なる屈折率の第２の透明部材を充填することでレンズ素子を形成するレンズ素子形成工程と、透明層の、レンズ素子が形成された側に、感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、レンズ素子を介して透明層の側から感光性樹脂層へ光を入射させることで感光性樹脂層を露光する露光工程と、感光性樹脂層のうち露光工程において露光した部分以外の部分を除去することにより導光部を形成する導光部形成工程と、透明層を除去する透明層除去工程と、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。レンズ素子の集光作用を利用して感光性樹脂層を露光することで、所望の形状の導光部を容易に形成することができる。また、露光工程で用いたレンズ素子をそのままスクリーンの構成として用いることができることから、レンズ素子と導光部との位置合わせを不要とすることもできる。特に、微小な導光部を用いる場合であっても、金型を使用する等の通常の方法を用いる場合と比較して、スクリーンの製造は非常に容易になる。これにより、シンチレーションの低減と画像の高精細化とを両立可能なスクリーンを容易に製造することができる。

さらに、本発明によれば、第１の透明部材で構成された透明層に凹部を形成する凹部形成工程と、凹部に、第１の透明部材とは異なる屈折率の透明部材を充填することでレンズ素子を形成するレンズ素子形成工程と、透明層の、レンズ素子が形成された側に、感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、レンズ素子を介して透明層の側から感光性樹脂層へ光を入射させることで感光性樹脂層を露光する露光工程と、感光性樹脂層のうち露光工程において露光した部分以外の部分を除去することにより導光部を形成する導光部形成工程と、透明層とともにレンズ素子を除去するレンズ素子除去工程と、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。レンズ素子の集光作用を利用して感光性樹脂層を露光することにより、所望の形状の導光部を容易に形成することができる。特に、微小な導光部を用いる場合であっても、金型を使用する等の通常の方法を用いる場合と比較して、スクリーンの製造は非常に容易になる。これにより、シンチレーションの低減と画像の高精細化とを両立可能なスクリーンを容易に製造することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、第２の透明部材は、第１の透明部材より大きい屈折率を有することが望ましい。透明層より大きい屈折率のレンズ素子を用いることにより、レンズ素子より出射側の空間に焦点をなす光で感光性樹脂層を露光することができる。レンズ素子より出射側の空間に焦点をなすため、画像信号に応じた光の入射側から出射側に向かって漸次小さくなるようなテーパ形状の導光部を形成できる。また、露光工程で用いたレンズ素子をそのままスクリーンの構成として用いる場合、透明層のみを除去することにより、導光部の出射面よりレンズ素子に近い位置にレンズ素子の焦点を設定できる。これにより、良好な視野角特性のスクリーンを製造できる。

さらに、本発明によれば、光を供給する光源部と、光源部からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、空間光変調装置からの光を透過するスクリーンと、を有し、スクリーンは、平面上に配列された複数の導光部と、導光部の入射側に設けられ、画像信号に応じた光を集光するレンズ素子と、を有し、導光部は、画像信号に応じた光の入射側から出射側に向かって漸次小さくなるようなテーパ形状をなす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。上記のスクリーンを用いることにより、シンチレーションの低減と画像の高精細化とを両立でき、かつ良好な視野角特性を得られる。これにより、シンチレーションの低減と画像の高精細化とを両立でき、かつ良好な視野角特性のプロジェクタを得られる。

さらに、本発明によれば、光を供給する光源部と、光源部からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、空間光変調装置からの光を透過するスクリーンと、を有し、スクリーンは、平面上に配列された複数の導光部を有し、導光部は、光を拡散する拡散材を含み、かつ画像信号に応じた光の入射側から出射側に向かって漸次小さくなるようなテーパ形状をなす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。上記のスクリーンを用いることにより、シンチレーションの低減と画像の高精細化とを両立でき、かつ良好な視野角特性を得られる。これにより、シンチレーションの低減と画像の高精細化とを両立でき、かつ良好な視野角特性のプロジェクタを得られる。

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。

図１は、本発明の実施例１に係るプロジェクタ１０の概略構成を示す。本発明のプロジェクタ１０は、スクリーン３０の一方の面に光を投写し、スクリーン３０の他方の面から出射する光を観察することで画像を観賞する、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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３０の方向へ反射する。スクリーン３０は、入射側に、不図示のフレネルレンズを有する。フレネルレンズは、入射する光を略平行な光に変換して出射する。フレネルレンズを設けることで、画像信号に応じた光を観賞者の方向へ角度変換することができる。スクリーン３０は、画像信号に応じた光を透過することにより観賞者側の面に投写像を表示する、透過型スクリーンである。

図２は、スクリーン３０の要部断面構成を示す。スクリーン３０は、基板２０３上に複数のレンズ素子２０１及び複数の導光部２０５を形成して構成されている。基板２０３、レンズ素子２０１、導光部２０５は、いずれも光学的に透明な硝子部材や樹脂部材により構成されている。レンズ素子２０１、基板２０３、導光部２０５は、例えば、いずれも同程度の屈折率を有する部材で構成されている。

導光部２０５は、基板２０３のうち観賞者側であるプラスＺ側の面に設けられている。導光部２０５は、基板２０３上のＸ方向及びＹ方向に、マトリクス状に配列されている。導光部２０５は、図２に示す断面構成において台形形状で表されるような円錐台形をなしている。導光部２０５は、画像の解像度の低下を防ぐためには、スクリーン３０において画素より小さいサイズで設けられることが望ましい。例えば、導光部２０５は、スクリーン３０での１画素あたりに、Ｘ方向及びＹ方向に３つずつ、合計９つを設けることができる。また、導光部２０５は、スクリーン３０における画素に対応するピッチで配列することが望ましい。

図３は、導光部２０５の斜視構成を示す。導光部２０５は、面Ｓｉを底面とする円錐形状の立体を、面Ｓｉに略平行な面Ｓｏで切断したような円錐台形をなしている。面Ｓｉは、画像信号に応じた光が導光部２０５に入射する入射面である。面Ｓｏは、画像信号に応じた光が出射する出射面である。入射面Ｓｉ及び出射面Ｓｏは、いずれも略円形状である。導光部２０５は、出射面Ｓｏより入射面Ｓｉのほうが面積が大きくなるように設けられている。導光部２０５は、画像信号に応じた光の入射側から出射側に向かって漸次小さくなるようなテーパ形状をなしている。

図２に戻って、レンズ素子２０１は、基板２０３のうち反射ミラー２１（図１参照）側であるマイナスＺ側の面に設けられている。レンズ素子２０１は、基板２０３を介して導光部２０５の入射側に設けられている。レンズ素子２０１は、図２に示す断面構成において楕円形状の一部で表されるような非球面形状又は球面形状をなすマイクロレンズである。レンズ素子２０１と導光部２０５とは、それぞれ回転対称の中心である中心軸同士が略一致するように配置されている。

基板２０３と接しているレンズ素子２０１の面は、導光部２０５の入射面Ｓｉと略同一の略円形状である。このように、レンズ素子２０１は、導光部２０５に対応して設けられている。レンズ素子２０１は、導光部２０５と同様に、基板２０３上のＸ方向及びＹ方向にマトリクス状に配列されている。なお、レンズ素子２０１は、基板２０３と接する面が導光部２０５の入射面Ｓｉと略同一の形状である必要は無く、異なる形状であっても良い。

図４は、スクリーン３０における、画像信号に応じた光Ｌｐの振る舞いを説明するものである。光Ｌｐは、不図示のフレネルレンズにおいて観賞者の方向であるＺ軸方向へ角度変換された後、レンズ素子２０１に入射する。レンズ素子２０１は、Ｚ軸方向に進行する光Ｌｐを導光部２０５内の点Ｐに集光する。点Ｐは、レンズ素子２０１の後側焦点である。レンズ素子２０１の焦点距離は、基板２０３の厚みと導光部２０５のＺ軸方向への高さとを合わせた距離より短い。そして、光Ｌｐのうち導光部２０５の界面に対して臨界角以上の角度で入射した光は、導光部２０５の界面で全反射した後、出射面Ｓｏから出射する。

導光部２０５同士を隔絶することで、導光部２０５から出射する光同士の干渉を低減するとともに、導光部２０５内部で光を十分拡散させることにより、シンチレーションの発生を低減できる。導光部２０５同士を隔絶すると、導光部２０５から出射する光同士の混ざり合いによる画素同士の重なり合いを防ぎ、解像度の低下も低減できる。このため、導光部２０５を設けることで、画像の高精細化とシンチレーションの低減とを両立することができる。

光Ｌｐは、レンズ素子２０１において、Ｚ軸となす角度が大きくなるように角度変換される。また、導光部２０５が入射面Ｓｉから出射面Ｓｏへ向かって漸次小さくなるようなテーパ形状であるため、導光部２０５の界面で全反射する光は、Ｚ軸となす角度が大きくなるように角度変換される。光Ｌｐは、Ｚ軸となす角度が大きくなるように角度変換されることによって、特定の角度範囲へ拡散する。また、導光部２０５の界面で全反射を繰り返すことで、光Ｌｐを均一化して出射させることもできる。

このように、スクリーン３０は、導光部２０５を用いることにより所望の角度範囲へ均一な光を供給することができる。また、光Ｌｐを拡散することにより、さらにシンチレーションの発生も低減される。これにより、シンチレーションの低減と画像の高精細化とを両立でき、かつ良好な視野角特性を得られるという効果を奏する。導光部２０５は、界面の傾きによって、画像信号に応じた光を拡散可能な角度範囲を設定できる。また、導光部２０５は、観賞者の方向であるＺ軸方向へ長い形状とするほど、画像信号に応じた光を均一にすることができる。なお、導光部２０５は、円錐形状の立体を切断した円錐台形に限らず、光の入射側から出射側に向かって漸次小さくなるような他のテーパ形状としても良い。導光部２０５は、さらに拡散特性を向上するような形状に変形しても良い。

図５は、本発明の実施例２に係るスクリーン５３０の要部断面構成を示す。スクリーン５３０は、上記実施例１に係るプロジェクタ１０に適用することができる。上記実施例１のプロジェクタ１０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５３０は、光吸収部５０６を有することを特徴とする。光吸収部５０６は、導光部２０５同士の間に設けられている。光吸収部５０６は、画像信号に応じた光Ｌｐ以外の外光Ｌｏを吸収する。外光Ｌｏは、例えば、照明器具からの照明光や日射光である。光吸収部５０６は、例えば光吸収性の樹脂により構成されている。

光吸収部５０６を設けることにより、スクリーン５３０における外光Ｌｏの反射を低減し、画像のコントラスト低下を低減することができる。また、従来、外光の反射を低減するために、遮光部と開口部とを交互に配置するいわゆるブラックストライプをスクリーンに設ける技術が用いられている（例えば、特開平１０−８３０２９号公報参照）。ブラックストライプを用いるスクリーンは、ストライプ状の開口に光が集まることでシンチレーションを発生し易いと考えられる。

本実施例では、従来のブラックストライプにおいて遮光部と開口部との面積比に応じて外光の反射を低減するのと同様に、観賞者から見た導光部２０５と光吸収部５０６との面積比に応じて外光の反射を低減する。また、本実施例では光吸収部５０６と併せて導光部２０５を設けることから、外光Ｌｏの反射の低減とシンチレーションの低減とを同時に実現することができる。また、導光部２０５同士の間に光吸収部５０６を設けることにより、導光部２０５内を透過する光同士の干渉を確実に防止することができる。これにより、シンチレーションを低減でき、かつ外光Ｌｏの存在下において画像のコントラスト低下を低減できるという効果を奏する。

本実施例のスクリーン５３０の他の利点として、以下の点を挙げることができる。従来のブラックストライプは、画像信号に応じた光を開口部に集光するためのレンズアレイが設けられる。レンズ素子において収差が発生した場合、レンズ素子を透過した光が遮光部に入射してしまう場合がある。本実施例のスクリーン５３０は、レンズ素子２０１で収差を生じたとしても、画像信号に応じた光を確実に導光部２０５に入射させることができる。また、従来のブラックストライプのようにスクリーンの内部に遮光部を設けると、スクリーンの内部において外光が散乱することによって、コントラストの低下が起きる場合がある。これに対して、本実施例のようにスクリーン５３０の表面に光吸収部５０６を設けることで、スクリーン５３０における外光の散乱を防止し、コントラストの低下を低減できる。

図６は、本発明の実施例３に係るスクリーン６３０の要部断面構成を示す。本実施例のスクリーン６３０は、上記実施例１に係るプロジェクタ１０に適用することができる。実施例１のプロジェクタ１０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６３０は、導光部６０５が拡散材を含むことを特徴とする。導光部６０５に含める拡散材としては、例えば、導光部６０５を構成する部材とは屈折率が異なる部材を用いることができる。拡散材は、導光部６０５中において微粒子となって分散している。

図７は、スクリーン６３０における、画像信号に応じた光Ｌｐの振る舞いを説明するものである。スクリーン６３０は、上記実施例１と同様に、基板２０３のうち観賞者側の面に導光部６０５を設けている。導光部６０５の構成は、拡散材を含む点以外について上記実施例１の導光部２０５と同様である。これに対して、上記実施例１とは異なり、スクリーン６３０にはレンズ素子２０１が設けられていない。このため、不図示のフレネルレンズで略平行化された光Ｌｐは、基板２０３を透過してそのまま導光部６０５に入射する。

光Ｌｐは、導光部６０５内をＺ軸方向へ進行した後、導光部６０５の界面で全反射する。光Ｌｐは、導光部６０５の界面で全反射することで、Ｚ軸となす角度が大きくなるように角度変換される。上記実施例１と同様に、光Ｌｐは、Ｚ軸となす角度が大きくなるように角度変換されることによって、特定の角度範囲へ拡散する。導光部６０５を設けることによって、上記実施例１と同様に、画像の高精細化とシンチレーションの低減とを両立することができる。

さらに、導光部６０５に入射した光Ｌｐは、拡散材において拡散する。スクリーン６３０は、拡散材を含む導光部６０５を用いることで、所望の視野角特性を得ることも可能である。これにより、シンチレーションの低減と画像の高精細化とを両立でき、かつ良好な視野角特性を得られるという効果を奏する。なお、本実施例ではレンズ素子を省略することとしているが、上記実施例１と同様に、レンズ素子を用いることとしても良い。また、導光部６０５は、拡散材を含む構成のみならず、拡散材を含まず透明部材のみによって構成しても、画像の高精細化とシンチレーションの低減とを両立できる。

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。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、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。

図８−１、図８−２は、本発明の実施例４に係るスクリーンの製造方法を説明するものである。本実施例によって、上記実施例１のスクリーン３０を製造することができる。上記実施例１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。図８−１に示すように、まず凹部形成工程である工程ａ、ｂにおいて、透明層８０１の平面上に凹部８０２を形成する。透明層８０１は、第１の透明部材で構成されている。凹部８０２は、透明層８０１の平面上にアレイ状に形成する。凹部８０２は、例えば、フォトリソグラフィ工程により形成できる。フォトリソグラフィ工程で使用するフォトマスクには、例えばグレイスケールマスクを用いることができる。

次に、レンズ素子形成工程である工程ｃにおいて、凹部８０２に、第１の透明部材とは異なる第２の透明部材を充填する。凹部８０２に第２の透明部材を充填することで、レンズ素子２０１が形成される。工程ｄでは、レンズ素子２０１の上に、基板２０３を積層する。次に、感光性樹脂形成工程である工程ｅにおいて、感光性樹脂層８０５を形成する。感光性樹脂層８０５は、透明層８０１の、レンズ素子２０１が形成された側に、基板２０３を介して設けられている。

感光性樹脂層８０５は、シート状の光硬化性樹脂を積層することで形成できる。シート状の光硬化性樹脂としては、透明樹脂からなるシート基材に、光吸収性の顔料あるいは染料を含有させたネガ型感光性樹脂を用いることができる。また、感光性樹脂層８０５は、基板２０３上に液状の光硬化性樹脂を塗布することで形成しても良い。液状の光硬化性樹脂を用いる場合、塗布された光硬化性樹脂をプリベイクすることで、感光性樹脂層８０５を形成する。

次に、図８−２に示すように、工程ｆにおいて、感光性樹脂層８０５の上に基板８０７を積層する。基板８０７は、レンズ素子２０１と感光性樹脂層８０５との間の基板２０３と同様に、透明部材により構成されている。そして、露光工程である工程ｇにおいて、感光性樹脂層８０５を露光する。光は、透明層８０１の側からレンズ素子２０１を介して感光性樹脂層８０５へ入射する。透明層８０１の側から入射した光は、レンズ素子２０１によって集光される。そのため、感光性樹脂層８０５では、レンズ素子２０１の中心軸を中心として、入射側から出射側に向かって漸次狭くなるような範囲が露光される。

透明層８０１へ入射した光は、感光性樹脂層８０５より出射側の位置に焦点をなすように集光する。このため、露光工程では、レンズ素子２０１による集光作用によって、感光性樹脂層８０５のうち円錐台形の部分を選択的に硬化する。なお、露光工程で用いる光は、感光性樹脂層８０５を硬化させることが可能であれば良く、例えば可視光や紫外光を用いることができる。

次に、導光部形成工程である工程ｈにおいて、感光性樹脂層８０５のうち露光工程において露光した部分以外の部分を除去することにより導光部２０５を形成する。感光性樹脂層８０５のうち露光した部分以外の部分の除去は、感光性樹脂層８０５を現像液に浸し、現像することにより行う。感光性樹脂層８０５を現像液に浸すと、感光性樹脂層８０５のうちの未露光部分のみが溶解する。導光部２０５は、感光性樹脂層８０５のうちの露光部分のみが残存することで形成される。最後に、透明層除去工程である工程ｉにおいて透明層８０１を除去することで、スクリーン３０の製造が完了する。

図９は、露光工程における光の進行について説明するものである。レンズ素子２０１を構成する第２の透明部材は、透明層８０１を構成する第１の透明部材より大きい屈折率を有する。透明層８０１よりレンズ素子２０１の屈折率が大きければ、透明層８０１からの光を、感光性樹脂層８０５より出射側の位置に焦点をなすように集光させることができる。これにより、画像信号に応じた光の入射側から出射側に向かって漸次小さくなるようなテーパ形状の導光部２０５を形成できる。

通常、硝子等の透明部材は、１より大きい屈折率を有する。透明層除去工程において透明層８０１を除去すると、レンズ素子２０１へ入射する光は、図１０に示すように、レンズ素子２０１の入射面で屈折する。レンズ素子２０１の入射面で光を屈折させることにより、図９に示す露光工程のときよりレンズ素子２０１の焦点距離を短くすることができる。このようにして、スクリーン３０は、導光部２０５の出射面よりレンズ素子２０１に近い位置にレンズ素子２０１の焦点を設定できる。これにより、良好な視野角特性のスクリーン３０を製造できる。

本実施例によると、レンズ素子２０１の集光作用を利用して感光性樹脂層８０５を露光することにより、所望の形状の導光部２０５を容易に形成することができる。特に、微小な導光部２０５であっても、金型を使用する等の通常の方法と比較して形成が非常に容易になる。これにより、シンチレーションの低減と画像の高精細化とを両立可能なスクリーン３０を容易に製造できるという効果を奏する。また、レンズ素子２０１を透過した光により導光部２０５を形成することから、レンズ素子２０１と導光部２０５との細かい位置合わせを行うことなく、スクリーン３０を製造できる。さらに、導光部２０５同士の間に光吸収部を形成することで、上記実施例２のスクリーン５３０（図５参照）を製造することができる。光吸収部５０６を備えたスクリーン５３０についても、光吸収部５０６と他の構成との位置合わせを不要とし、製造を容易にすることができる。

図１１−１、図１１−２は、本発明の実施例５に係るスクリーンの製造方法を説明するものである。本実施例によって、上記実施例３のスクリーン６３０を製造することができる。上記実施例３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。図１１−１に示す工程ａ〜ｄは、上記実施例４の工程ａ〜ｄと同様である。本実施例では、感光性樹脂層形成工程である工程ｅにおいて、拡散材を分散させた感光性樹脂層１１０５を形成する。

図１１−２に示す工程ｆ〜ｈも、上記実施例４の工程ｆ〜ｈと同様である。本実施例では、レンズ素子除去工程である工程ｉにおいて、透明層８０１とともにレンズ素子２０１を除去することで、スクリーン６３０の製造が完了する。本実施例においても、上記実施例４と同様に、レンズ素子２０１を構成する第２の透明部材は、透明層８０１を構成する第１の透明部材より大きい屈折率を有する。これにより、画像信号に応じた光の入射側から出射側に向かって漸次小さくなるようなテーパ形状の導光部２０５を形成できる。従って、本実施例においても、シンチレーションの低減と画像の高精細化とを両立可能なスクリーン６３０を容易に製造することができる。

以上のように、本発明に係るスクリーンは、画像信号に応じた光を透過させることにより画像を表示するプロジェクタに用いる場合に有用である。

本発明の実施例１に係るプロジェクタの概略構成図。 スクリーンの要部断面構成図。 導光部の斜視構成図。 スクリーンでの光の振る舞いを説明する図。 本発明の実施例２に係るスクリーンの要部断面構成図。 本発明の実施例３に係るスクリーンの要部断面構成図。 スクリーンでの光の振る舞いを説明する図。 本発明の実施例４に係るスクリーンの製造方法の説明図。 本発明の実施例４に係るスクリーンの製造方法の説明図。 露光工程における光の進行について説明する図。 透明層の除去後における光の進行について説明する図。 本発明の実施例５に係るスクリーンの製造方法の説明図。 本発明の実施例５に係るスクリーンの製造方法の説明図。

符号の説明

１０ プロジェクタ、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 スクリーン、２０１ レンズ素子、２０３ 基板、２０５ 導光部、Ｐ 焦点、Ｓｉ 入射面、Ｓｏ 出射面、５０６ 光吸収部、５３０ スクリーン、６０５ 導光部、６３０ スクリーン、８０１ 透明層、８０２ 凹部、８０５ 感光性樹脂層、８０７ 基板、１１０５ 感光性樹脂層

Claims (9)

1. 画像信号に応じた光を透過するスクリーンであって、
   平面上に配列された複数の導光部と、
   前記導光部の入射側に設けられ、前記画像信号に応じた光を集光するレンズ素子と、を有し、
   前記導光部は、前記画像信号に応じた光の入射側から出射側に向かって漸次小さくなるようなテーパ形状をなすことを特徴とするスクリーン。
2. 前記レンズ素子は、前記導光部の出射面より前記レンズ素子に近い位置に、前記画像信号に応じた光を集光することを特徴とする請求項１に記載のスクリーン。
3. 画像信号に応じた光を透過するスクリーンであって、
   平面上に配列された複数の導光部を有し、
   前記導光部は、光を拡散する拡散材を含み、かつ前記画像信号に応じた光の入射側から出射側に向かって漸次小さくなるようなテーパ形状をなすことを特徴とするスクリーン。
4. 前記導光部同士の間に設けられ、前記画像信号に応じた光以外の光を吸収する光吸収部を有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。
5. 第１の透明部材で構成された透明層に凹部を形成する凹部形成工程と、
   前記凹部に、第１の透明部材とは異なる屈折率の第２の透明部材を充填することでレンズ素子を形成するレンズ素子形成工程と、
   前記透明層の、前記レンズ素子が形成された側に、感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、
   前記レンズ素子を介して前記透明層の側から前記感光性樹脂層へ光を入射させることで前記感光性樹脂層を露光する露光工程と、
   前記感光性樹脂層のうち前記露光工程において露光した部分以外の部分を除去することにより導光部を形成する導光部形成工程と、
   前記透明層を除去する透明層除去工程と、を含むことを特徴とするスクリーンの製造方法。
6. 第１の透明部材で構成された透明層に凹部を形成する凹部形成工程と、
   前記凹部に、第１の透明部材とは異なる屈折率の第２の透明部材を充填することでレンズ素子を形成するレンズ素子形成工程と、
   前記透明層の、前記レンズ素子が形成された側に、感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、
   前記レンズ素子を介して前記透明層の側から前記感光性樹脂層へ光を入射させることで前記感光性樹脂層を露光する露光工程と、
   前記感光性樹脂層のうち前記露光工程において露光した部分以外の部分を除去することにより導光部を形成する導光部形成工程と、
   前記透明層とともに前記レンズ素子を除去するレンズ素子除去工程と、を含むことを特徴とするスクリーンの製造方法。
7. 前記第２の透明部材は、前記第１の透明部材より大きい屈折率を有することを特徴とする請求項５又は６に記載のスクリーンの製造方法。
8. 光を供給する光源部と、
   前記光源部からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
   前記空間光変調装置からの光を透過するスクリーンと、を有し、
   前記スクリーンは、
   平面上に配列された複数の導光部と、
   前記導光部の入射側に設けられ、前記画像信号に応じた光を集光するレンズ素子と、を有し、
   前記導光部は、前記画像信号に応じた光の入射側から出射側に向かって漸次小さくなるようなテーパ形状をなすことを特徴とするプロジェクタ。
9. 光を供給する光源部と、
   前記光源部からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
   前記空間光変調装置からの光を透過するスクリーンと、を有し、
   前記スクリーンは、平面上に配列された複数の導光部を有し、
   前記導光部は、光を拡散する拡散材を含み、かつ前記画像信号に応じた光の入射側から出射側に向かって漸次小さくなるようなテーパ形状をなすことを特徴とするプロジェクタ。

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