JP2007279205A - スクリーン及びリアプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】シンチレーションを十分に低減し、かつ高品質な画像を得るためのスクリーン等
を提供すること。
【解決手段】画像信号に応じた光を透過させるスクリーン１４であって、入射側端面が、
画像信号に応じて形成される画像の画素と同等、若しくは画素より小さい形状をなす導光
部３５と、入射側端面に設けられた入射側反射部４２と、入射側反射部４２に形成され、
導光部３５へ入射する光を通過させる入射側開口部４４と、導光部３５の出射側端面に設
けられた出射側反射部４３と、出射側反射部４３に形成され、導光部３５から出射する光
を通過させる出射側開口部４５と、を有し、導光部３５は、入射側開口部４４からの光を
導光部３５の内面、出射側反射部４３及び入射側反射部４２で反射させながら出射側開口
部４５へ導く。
【選択図】図３

Description

本発明は、スクリーン及びリアプロジェクタ、特に、リアプロジェクタに用いられるス
クリーンの技術に関する。

画像信号に応じて変調された光により画像を表示する際、光の干渉により明点及び暗点
がランダムに分布するシンチレーションが発生する場合がある。シンチレーションは、ぎ
らぎらとするちらつき感を観察者へ与え、画像観賞へ悪影響を及ぼす原因となる。レーザ
光はコヒーレンスが高いことから、光源としてレーザを用いる場合、シンチレーションは
特に発生し易くなる。従来、リアプロジェクタの透過型スクリーンにおいてシンチレーシ
ョンを低減するための技術は、例えば、特許文献１に提案されている。

特開平１１−３８５１２号公報

特許文献１には、拡散層、透明層、及び拡散層の３層構造を備える構成が提案されてい
る。拡散材をランダムに分散させると、光の拡散を複雑にすることにより干渉縞をランダ
ムにすることが可能となる。干渉縞がランダムになると、小さい空間周波数の干渉縞が多
くなる。例えば、画像の目視位置を移動させる場合や動画を観賞する場合、小さい空間周
波数の複数の干渉縞が重畳されることにより、干渉縞が認識されにくくなる場合がある。

特許文献１に提案される構成では、拡散材は拡散層中に固定された状態であるため、拡
散層上の各点から拡散する光の位相分布は固定される。拡散層からの光の位相分布が固定
される限り、拡散層上の各点から拡散する光同士が干渉することで生じる干渉縞は、固定
された像として認識され易くなる。よって、画像の特定位置を目視する場合や静止画を観
賞する場合等に干渉縞が認識される場合がある。また、レーザ光に対しては、光を複雑に
拡散させることで光の干渉を十分に低減することは難しく、十分な効果を得ることは非常
に困難である。さらに、拡散層における光の拡散度合いを大きくするほど画像のぼけが生
じ易くなる。このように、従来の技術によると、シンチレーションを十分に低減し、かつ
高品質な画像を得ることが困難であるという問題が生じる。本発明は、上述の問題に鑑み
てなされたものであり、シンチレーションを十分に低減し、かつ高品質な画像を得るため
のスクリーン、及びそのスクリーンを用いるリア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
を通過させるスクリーンであって、入射側端面が、画像信号に応じて形成される画像の画
素と同等、若しくは画素より小さい形状をなす導光部と、入射側端面に設けられた入射側
反射部と、入射側反射部に形成され、導光部へ入射する光を通過させる入射側開口部と、
導光部の出射側端面に設けられた出射側反射部と、出射側反射部に形成され、導光部から
出射する光を通過させる出射側開口部と、を有し、導光部は、入射側開口部からの光を導
光部の内面、出射側反射部及び入射側反射部で反射させながら出射側開口部へ導くことを
特徴とするスクリーンを提供することができる。

導光部内を出射側端面の方向へ進行した光のうち出射側開口部へ入射した光は、出射側
開口部を通過し、導光部の外部へ出射する。導光部内を出射側端面の方向へ進行した光の
うち出射側反射部へ入射した光は、出射側反射部で反射し、入射側端面の方向へ進行する
。導光部内を入射側端面の方向へ進行した光のうち入射側反射部へ入射した光は、入射側
反射部で反射し、再び出射側端面の方向へ進行する。導光部は、内面での反射により導光
部内で光を拡散させながら、出射側開口部から次々に光を出射させる。

導光部は、出射側反射部及び入射側反射部間で光を往復させるうちに互いに異なる長さ
の光路を経た光を出射させる。互いに異なる長さの光路を経ることで、導光部からの光の
位相分布をランダムに変化させることができる。また、導光部の出射側では、導光部の内
部での反射により位相や角度がランダムに変化した光が重畳される。このようにして、１
つの導光部を経た光同士の干渉を低減し、干渉縞の発生を低減できる。さらに、隣接する
導光部からの光同士の干渉も低減できるため、比較的大型な干渉縞の発生も低減できる。
互いにコヒーレント長より長い光路差を経た光を出射可能とすることにより、殆ど干渉縞
を生じさせず効果的にシンチレーションの低減を図れる。本発明では、画像の画素と同等
、若しくは画素より小さい形状の入射側端面を有する導光部を用いることから、互いに隣
接する画素を形成するための光が混合することによる画像のぼけを低減することもできる
。これにより、シンチレーションを十分に低減し、かつ高品質な画像を得るためのスクリ
ーンを得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、導光部の内面に設けられた導光用反射部を有す
ることが望ましい。これにより、導光部の内面へ入射するさまざまな角度の光を反射させ
ることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、導光部は、光を透過させる透明部材を有するこ
とが望ましい。これにより、導光部内で光を導くことができる。また、透明部材の界面に
おける全反射により光を導く構成とすることが可能となる。

また、本発明の好ましい態様としては、導光部は、透明部材の界面における全反射によ
り光を導くことが望ましい。これにより、導光部の内面での反射による光の損失を低減し
、観察者側へ効率良く光を出射させることができる。

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、透過部材の屈折率
より小さい屈折率の部材を備える低屈折率層を有することが望ましい。これにより、透明
部材の界面で光を全反射させることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、透明部材に、光を拡散させる拡散材を分散させ
ることが望ましい。透明部材に拡散材を分散させることにより、導光部内での光の拡散度
合いを大きくすることができる。これにより、スクリーンからの出射光同士の干渉を低減
し、さらにシンチレーションを低減できる。また、観察者側で光を十分に拡散させること
も可能となる。光を十分に拡散させることで、良好な視野角特性を得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、導光部は、光を拡散させる拡散面を有すること
が望ましい。拡散面を用いることにより、導光部内での光の拡散度合いを大きくすること
ができる。これにより、スクリーンからの出射光同士の干渉を低減し、さらにシンチレー
ションを低減できる。また、観察者側で光を十分に拡散させることも可能となる。光を十
分に拡散させることで、良好な視野角特性を得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、導光部は、入射側端面から出射側端面へ向かう
に従い漸次広がるテーパ形状を有することが望ましい。テーパ形状の導光部内で光を往復
させるうち、光の拡散角を大きくさせることができる。これにより、スクリーンからの出
射光同士の干渉を低減し、さらにシンチレーションを低減できる。また、観察者側で光を
十分に拡散させ、良好な視野角特性を得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、導光部は、入射側端面から出射側端面へ向かう
方向に対して略直交する断面が画素より小さい形状を有することが望ましい。画素より小
さい形状の断面を備える導光部を用いることにより、導光部の内面における光の反射回数
を増大させることが可能となる。光の反射回数を増大させることで導光部内での光の拡散
度合いを大きくし、スクリーンからの出射光の干渉を低減できる。これにより、さらにシ
ンチレーションを低減できる。また、観察者側で光を十分に拡散させることも可能となる
。光を十分に拡散させることで、良好な視野角特性を得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、画像信号に応じた光を出射する側からスクリー
ンへ入射する光を遮光する遮光部を有することが望ましい。これにより、観察者側からス
クリーンへ入射する外光の反射を低減し、高コントラストな画像を得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、画像信号に応じた光を集光して入射側開口部へ
入射させる集光光学系を有することが望ましい。これにより、画像信号に応じた光を効率
良く導光部へ入射させ、明るい画像を得ることができる。

さらに、本発明によれば、上記のスクリーンにて画像信号に応じた光を通過させること
を特徴とするリア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、シンチレーションを十分に低減し、かつ高品質な画像を得ることが可能である。
これにより、シンチレーションを十分に低減し、かつ高品質な画像を表示することが可能
なリアプロジェクタを得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、画像信号に応じた光を投写する投写光学系を有
し、スクリーンは、画像信号に応じた光を導く導光部を備え、投写光学系及びスクリーン
は、画像信号に応じて形成される画像の画素を導光部の入射側端面の形状に略一致させる
ように配置されることが望ましい。導光部は、投写光学系及びスクリーンの間の距離、及
び投写光学系の倍率に基づいて、スクリーン上での画素と略一致する入射側端面のサイズ
を決定することができる。そして、導光部の入射側端面の形状と画素とが略一致するよう
に、投写光学系及びスクリーンのアライメントを行う。これにより、互いに隣接する画素
を形成するための光が混合することによる画像のぼけを低減し、高品質な画像を得られる
。

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、本発明の実施例に係るリアプロジェクタ１０の概略構成を示す。リアプロジェ
クタ１０は、スクリーン１４の一方の面に光を投写し、スクリーン１４の他方の面から出
射する光を観察することにより画像を鑑賞するものである。光学エンジン部１１は、画像
信号に応じて変調された光を供給する。

図２は、光学エンジン部１１の概略構成を示す。赤色（Ｒ）光用光源部２０Ｒは、赤色
のレーザ光を供給する半導体レーザである。Ｒ光用光源部２０ＲからのＲ光は、発散レン
ズ２１で発散された後、コリメータレンズ２２で平行化される。コリメータレンズ２２か
らの光は、第１インテグレータレンズ２４、及び第２インテグレータレンズ２５を透過す
る。

第１インテグレータレンズ２４及び第２インテグレータレンズ２５は、アレイ状に配列
された複数のレンズ素子を有する。第１インテグレータレンズ２４は、Ｒ光用光源部２０
Ｒからの光束を複数に分割する。第１インテグレータレンズ２４の各レンズ素子は、Ｒ光
用光源部２０Ｒからの光束を第２インテグレータレンズ２５のレンズ素子近傍にて集光さ
せる。第２インテグレータレンズ２５のレンズ素子は、第１インテグレータレンズ２４の
レンズ素子の像を空間光変調装置上に形成する。

２つのインテグレータレンズ２４、２５を経た光は、偏光変換素子２６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。重畳レンズ２７は、第１インテグレ
ータレンズ２４の各レンズ素子の像を空間光変調装置上で重畳させる。第１インテグレー
タレンズ２４、第２インテグレータレンズ２５及び重畳レンズ２７は、Ｒ光用光源部２０
Ｒからの光の強度分布を空間光変調装置上にて均一化させる均一化部を構成する。フィー
ルドレンズ２８は、重畳レンズ２７からのＲ光を平行化し、Ｒ光用空間光変調装置２９Ｒ
へ入射させる。

Ｒ光用空間光変調装置２９Ｒ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。Ｒ光用空間光変調装置２９Ｒに設けられた不図示の液晶パネルは、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。Ｒ光用空間光変調装置２９Ｒは、変調
によりｐ偏光光に変換されたＲ光を出射する。Ｒ光用空間光変調装置２９Ｒ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２３へ入射する。

緑色（Ｇ）光用光源部２０Ｇは、緑色のレーザ光を供給する半導体レーザである。Ｇ光
用光源部２０ＧからのＧ光は、Ｒ光の場合と同様に発散レンズ２１からフィールドレンズ
２８までの各光学素子を経た後、Ｇ光用空間光変調装置２９Ｇへ入射する。Ｇ光用空間光
変調装置２９Ｇ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。Ｇ光
用空間光変調装置２９Ｇに入射したｓ偏光光は、液晶パネルでの変調によりｐ偏光光に変
換される。Ｇ光用空間光変調装置２９Ｇは、変調によりｐ偏光光に変換されたＧ光を出射
する。Ｇ光用空間光変調装置２９Ｇで変調されたＧ光は、クロスダイクロイックプリズム
２３へ入射する。

青色（Ｂ）光用光源部２０Ｂは、青色のレーザ光を供給する半導体レーザである。Ｂ光
用光源部２０ＢからのＢ光は、Ｒ光の場合と同様に発散レンズ２１からフィールドレンズ
２８までの各光学素子を経た後、Ｂ光用空間光変調装置２９Ｂへ入射する。Ｂ光用空間光
変調装置２９Ｂ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。Ｂ光
用空間光変調装置２９Ｂに入射したｓ偏光光は、液晶パネルでの変調によりｐ偏光光に変
換される。Ｂ光用空間光変調装置２９Ｂは、変調によりｐ偏光光に変換されたＢ光を出射
する。Ｂ光用空間光変調装置２９Ｂで変調されたＢ光は、クロスダイクロイックプリズム
２３へ入射する。

クロスダイクロイックプリズム２３は、互いに略直交するように配置された２つのダイ
クロイック膜２３ａ、２３ｂを有する。第１ダイクロイック膜２３ａは、Ｒ光を反射させ
、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第２ダイクロイック膜２３ｂは、Ｂ光を反射させ、Ｒ光及
びＧ光を透過させる。クロスダイクロイックプリズム２３は、それぞれ異なる方向から入
射したＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成し、投写レンズ１２の方向へ出射させる。

光源部としては、半導体レーザからのレーザ光の波長を変換する波長変換素子、例えば
、第二高調波発生（Second-Harmonic Generation;SHG）素子を用いても良い。また、光源
部には、半導体レーザに代えて、半導体レーザ励起固体（Diode Pumped Solid State;DPS
S）レーザや、固体レーザ、液体レーザ、ガスレーザ等を用いても良い。

図１に戻って、投写レンズ１２は、光学エンジン部１１からの光をミラー１３の方向へ
投写する投写光学系である。ミラー１３は、筐体１５の背面部に設けられている。ミラー
１３は、反射により投写レンズ１２からの光をスクリーン１４の方向へ折り曲げる。ミラ
ー１３は、略平坦な平面形状を有する。ミラー１３は、平行平板上に反射膜を形成するこ
とにより構成できる。反射膜としては、高反射性の部材の層、例えばアルミニウム等の金
属部材の層や誘電体多層膜等を用いることができる。スクリーン１４は、筐体１５のうち
観察者側の面である正面に形成されている。スクリーン１４は、画像信号に応じた光を透
過させる透過型スクリーンである。

図３は、スクリーン１４の要部断面構成を示す。フレネルレンズ３０は、ミラー１３か
らの光Ｌ１を略平行な光に角度変換する角度変換部である。フレネルレンズ３０は、略同
心円状に配置された複数のプリズム部３１を有する。各プリズム部３１は、凸レンズの凸
面を切り出した輪状の切片と同様の形状を有する。プリズム部３１は、例えば０．１１ｍ
ｍのピッチで配置されている。フレネルレンズ３０は、略同心円状に配置された各プリズ
ム部３１により、スクリーン１４へ入射する光Ｌ１を略平行な光に角度変換する。なお、
プリズム部３１は、略同心円状に配置する場合に限られず、例えば楕円状に配置すること
としても良い。マイクロレンズアレイ３２は、二次元方向にアレイ状に設けられた複数の
マイクロレンズ３３を有する。マイクロレンズ３３は、球面若しくは非球面形状を有する
。各マイクロレンズ３３は、フレネルレンズ３０からの画像信号に応じた光を集光する集
光光学系である。

図４は、マイクロレンズアレイ３２の側から見た複数の導光部３５の平面構成を示す。
図５は、導光部３５の構成を説明するものである。複数の導光部３５は、二次元方向にア
レイ状に配置されている。導光部３５は、光を出射させる方向に長手方向を有する四角柱
形状の中空体をなしている。導光部３５の入射側端面Ｓ１は、画像信号に応じて形成され
る画像の画素と略同じ大きさの矩形形状をなしている。例えば、６０インチのスクリーン
１４に導光部３５を設ける場合、入射側端面Ｓ１は、１ｍｍ四方の正方形形状とすること
ができる。導光部３５の出射側端面Ｓ２は、入射側端面Ｓ１と略同じ矩形形状をなしてい
る。

導光部３５の内面には、導光用反射部４１が形成されている。導光用反射部４１は、導
光部３５の内面へ入射した光を反射させる。導光部３５は、導光用反射部４１による反射
を用いて、入射側端面Ｓ１から出射側端面Ｓ２の方向、及び出射側端面Ｓ２から入射側端
面Ｓ１の方向へ光を伝播させる。導光用反射部４１は、高反射性の金属部材、例えばアル
ミニウムにより構成されている。導光部用反射部４１を設けることにより、導光部３５の
内面へ入射するさまざまな角度の光を反射させることができる。

図６は、入射側反射部４２及び出射側反射部４３について説明するものである。入射側
反射部４２は、導光部３５の入射側端面Ｓ１に設けられている。入射側反射部４２の中心
部には、入射側開口部４４が形成されている。入射側開口部４４は、導光部３５へ入射す
る光を通過させる。出射側反射部４３は、導光部３５の出射側端面Ｓ２に設けられている
。出射側反射部４３の中心部には、出射側開口部４５が形成されている。出射側開口部４
５は、導光部３５から出射する光を通過させる。

出射側反射部４３は、導光部３５内において出射側端面Ｓ２の方向へ進行する光を入射
側端面Ｓ１の方向へ反射させる。入射側反射部４２は、導光部３５内において入射側端面
Ｓ１の方向へ進行する光を出射側端面Ｓ２の方向へ反射させる。入射側反射部４２及び出
射側反射部４３は、導光用反射部４１と同様に、高反射性の金属部材により構成されてい
る。

図３に戻って、複数の導光部３５の出射側には、ブラックマトリックス層３６が設けら
れている。ブラックマトリックス層３６は、遮光部３７及び開口部３８を有する。開口部
３８は、出射側開口部４５に対応する位置に配置されている。開口部３８は、出射側開口
部４５からの光を通過させる。遮光部３７は、ブラックマトリックス層３６のうち開口部
３８が設けられた領域以外の領域に設けられている。遮光部３７は、画像信号に応じた光
を出射する側である観察者側からスクリーン１４へ入射する外光Ｌ２を吸収し、遮光する
。遮光部３７による外光Ｌ２の遮光により、観察者の方向への外光Ｌ２の反射を低減する
。外光Ｌ２の反射を低減することで、高コントラストな画像を得られる。

拡散層３９は、開口部３８を透過した光を拡散させる。拡散層３９は、光を拡散させる
拡散材を透明部材に分散させて構成されている。拡散材を分散させる他、拡散層３９は、
微小な凹凸を施した拡散面により光を拡散させる構成としても良い。拡散層３９を設ける
ことで、良好な視野角特性を得られる。スクリーン１４の出射面には、スクリーン１４を
保護する保護層４０が設けられている。

図７は、マイクロレンズ３３から導光部３５へ入射した光の振舞いを説明するものであ
る。マイクロレンズ３３は、画像信号に応じた光を集光して入射側開口部４４へ入射させ
る。マイクロレンズアレイ３２を設けることで、画像信号に応じた光を効率良く導光部３
５へ入射させ、明るい画像を得ることができる。入射側開口部４４から導光部３５へ入射
した光は、出射側端面Ｓ２の方向へ伝播する。導光部３５の内面へ入射した光は、導光用
反射部４１で反射しながら導光部３５内を伝播する。

導光部３５内を出射側端面Ｓ２の方向へ伝播した光のうち出射側開口部４５へ入射した
光は、出射側開口部４５を通過し、導光部３５の外部へ出射する。導光部３５内を出射側
端面Ｓ２の方向へ伝播した光のうち出射側反射部４３へ入射した光は、出射側反射部４３
で反射し、入射側端面Ｓ１の方向へ進行する。導光部３５内を入射側端面Ｓ１の方向へ進
行した光のうち入射側反射部４２へ入射した光は、入射側反射部４２で反射し、再び出射
側端面Ｓ２の方向へ進行する。導光部３５は、導光用反射部４１での反射により導光部３
５内で光を拡散させながら、光を出射側開口部４５から次々に出射させる。このように、
導光部３５は、入射側開口部４４からの光を導光用反射部４１、出射側反射部４３及び入
射側反射部４２で反射させながら出射側開口部４５へ導く。

導光部３５は、出射側反射部４３及び入射側反射部４２間で光を往復させるうちに互い
に異なる長さの光路を経た光を出射させる。互いに異なる長さの光路を経ることで、導光
部３５からの光の位相分布をランダムに変化させることができる。また、導光部３５の出
射側では、導光部３５の内部での反射により位相や角度がランダムに変化した光が重畳さ
れる。このようにして、１つの導光部３５を経た光同士の干渉を低減し、干渉縞の発生を
低減できる。さらに、隣接する導光部３５からの光同士の干渉も低減できるため、比較的
大型な干渉縞の発生も低減できる。

互いにコヒーレント長より長い光路差を経た光を出射可能な構成とすることにより、殆
ど干渉縞を生じさせず効果的にシンチレーションの低減を図れる。画像の画素と略同じ矩
形の入射側端面Ｓ１を有する導光部３５を用いることから、互いに隣接する画素を形成す
るための光が混合することによる画像のぼけを低減することもできる。これにより、シン
チレーションを十分に低減し、かつ高品質な画像を得られるという効果を奏する。また、
スクリーン又はその近傍の部材を振動させることによりシンチレーションの低減を図る従
来の技術と比較して、本発明は、高い静粛性、省電力性、及び高い信頼性を確保すること
が可能である。

導光部３５は、導光用反射部４１を構成する高反射性の金属部材、例えばアルミニウム
部材そのものを用いて構成することができる。金属部材で構成された導光部３５は、例え
ば、アレイ状に並列させた四角柱形状のコア部材の周囲に金属部材の層を形成した後、エ
ッチング等によりコア部材を除去することにより形成することができる。この他、導光部
３５は、アルミニウム以外の部材を基材として構成しても良い。この場合、導光用反射部
４１は、導光部３５を構成する基材にアルミニウムを蒸着することにより形成できる。

リアプロジェクタ１０は、画像信号に応じて形成される画像の画素を入射側端面Ｓ１の
形状に略一致させるように、投写レンズ１２及びスクリーン１４（図１参照）の相対位置
を決定することが望ましい。導光部３５は、投写レンズ１２及びスクリーン１４の間の距
離、及び投写レンズ１２の倍率に基づいて、スクリーン１４上での画素と略一致する入射
側端面Ｓ１のサイズを決定することができる。そして、入射側端面Ｓ１の形状と画素とが
略一致するように、投写レンズ１２及びスクリーン１４のアライメントを行う。投写レン
ズ１２及びスクリーン１４のアライメントを行うことにより、１つの導光部３５には１つ
の画素を形成するための光を入射させることが可能となる。これにより、互いに隣接する
画素を形成するための光が混合することによる画像のぼけを低減し、高品質な画像を得ら
れる。

導光部３５は、スクリーン１４における画素と略一致する形状の入射側端面Ｓ１を有す
る構成とする場合に限られない。少なくとも、導光部３５は、スクリーン１４における画
素と同等、若しくは画素より小さい形状の入射側端面Ｓ１を持つ構成であれば良い。これ
により、画像のぼけを低減し、高品質な画像を得ることができる。入射側端面Ｓ１から出
射側端面Ｓ２までの導光部３５の長さは、適宜設定することができる。導光部３５は、入
射側端面Ｓ１から出射側端面Ｓ２までを長く形成するほど、導光部３５内での光の反射回
数を増大させることによりシンチレーションを低減することが可能となる。これに対して
、導光部３５は、入射側端面Ｓ１から出射側端面Ｓ２までを短く形成するほど、導光用反
射部４１での反射による光の損失を少なくすることにより明るい画像を得ることが可能と
なる。

導光部は、画素と同等、若しくは画素より小さければ矩形形状の入射側端面Ｓ１を持つ
構成に限られない。例えば図８に示す導光部５０のように、入射側端面Ｓ１を六角形形状
としても良い。各導光部５０は、入射側端面Ｓ１の六角形形状が隙間無く配列するハニカ
ム構造をなすように配置されている。このようなハニカム構造の導光部５０は、例えば、
アルミ箔を展開することにより形成することができる。導光部は、入射側端面Ｓ１を矩形
形状及び六角形形状以外の多角形形状や円形状、楕円形状等としても良い。

図９に示す導光部５２は、大きさ及び形状のいずれもランダムな円形状、又は楕円形状
の入射側端面Ｓ１を備える。入射側端面Ｓ１の大きさ及び形状がランダムな導光部５２の
形状は、例えば、発泡材を特定方向について延展させた後、延展させた方向に対して略直
交する面で発泡材を切断することにより形成することができる。このようにして、発泡材
の気泡部分を中空部分とする導光部５２を容易に形成することができる。

図１０〜図１９は、導光部の変形例を説明するものである。図１０に示す導光部５４は
、導光部５４の内部に設けられた拡散部５６を有する。拡散部５６は、導光用反射部４１
、入射側反射部４２、及び出射側反射部４３により囲まれた部分を充填するように設けら
れている。拡散部５６は、光を透過させる透明部材に光を拡散させる拡散材を分散させて
構成されている。拡散材としては、透明部材とは異なる屈折率の部材で形成された微粒子
を用いることができる。拡散部５６へ入射した光は、透明部材と拡散材との界面での反射
や屈折を繰り返すことにより、拡散部５６の内部で拡散する。

拡散部５６を用いることにより、導光部５４内での光の拡散度合いを大きくすることが
できる。これにより、スクリーン１４からの出射光同士の干渉を低減し、さらにシンチレ
ーションを低減できる。また、観察者側で光を十分に拡散させることも可能となる。光を
十分に拡散させることで、良好な視野角特性を得られる。

図１１に示す導光部６０は、透明部材６１の界面における全反射により光を導くことを
特徴とする。透明部材６１は、入射側開口部４４からの光を透過させる。透明部材６１は
、四角柱形状の柱状体である。透明部材６１のうち入射側開口部４４が設けられた部分に
は、マイクロレンズ３３からの光の反射を防止する反射防止膜を設けることとしても良い
。反射防止膜を設けることにより、マイクロレンズ３３からの光を効率良く導光部６０へ
入射させることが可能となる。

図１２に示すように、複数の導光部６０は、透明部材６１間に間隔を設けて配置される
。透明部材６１間に間隔を設けることにより、各導光部６０の内面で光を全反射させるこ
とが可能となる。このとき、透明部材６１間の空気層は、透明部材６１の屈折率層より小
さい屈折率の部材を備える低屈折率層として機能する。導光部６０の内面で光を全反射さ
せることにより、導光部６０の内面での反射による光の損失を低減し、観察者側へ効率良
く光を出射させることができる。

図１３に示すように、複数の導光部６０は、出射側端面Ｓ２側にて透明部材６１同士を
連結させることとしても良い。この場合、複数の導光部６０は、エッチングやナノインプ
リント等により容易に形成することができる。かかる構成では、導光部６０のうち、透明
部材６１同士を連結させた部分より入射側端面Ｓ１側の内面で光を全反射させることがで
きる。また、複数の導光部６０は、透明部材６１間に間隔を設ける他、透明部材６１の屈
折率より小さい屈折率の部材を備える低屈折率層を介して配置することとしても良い。

図１４に示す導光部６５は、光ファイバ６６を有する。光ファイバ６６は、光を透過さ
せる透明部材である。複数の導光部６５は、光ファイバ６６間に低屈折率層６７を介して
配置される。低屈折率層６７としては、例えば光硬化性樹脂を用いることができる。複数
の導光部６５は、例えば、光硬化性樹脂を介して複数の光ファイバ６６を束ね、光硬化性
樹脂を硬化させた後に光ファイバ６６の束を切断することで形成できる。かかる構成の場
合も、図１５に示すように、光ファイバ６６と低屈折率層６７との界面で光を全反射させ
ることができる。なお、低屈折率層６７を用いる構成に代えて、光ファイバ６６間に間隔
を設ける構成としても良い。

図１６に示す導光部７０は、光を拡散させる拡散面７１を有することを特徴とする。拡
散面７１は、透明部材６１のうち入射側端面Ｓ１及び出射側端面Ｓ２以外の４つの面のう
ち、互いに対向する２つの面に設けられている。拡散面７１は、光を拡散させる微小な凹
凸を有する。拡散面７１は、微小な凹凸が施されたフィルム部材を透明部材６１に貼着さ
せる他、透明部材６１の表面にサンドブラスト加工を施すことにより形成できる。

拡散面７１へ入射した光は、さまざまな方向へ拡散する。拡散面７１を用いることによ
り、導光部７０内での光の拡散度合いを大きくすることができる。これにより、スクリー
ン１４からの出射光同士の干渉を低減し、さらにシンチレーションを低減できる。また、
観察者側で光を十分に拡散させることも可能となる。光を十分に拡散させることで、良好
な視野角特性を得られる。なお、拡散面７１は、透明部材６１のうち入射側端面Ｓ１及び
出射側端面Ｓ２以外の４つの面の全てに設けることとしても良い。

さらに、透明部材での全反射により光を導く場合に限らず、導光用反射部での反射によ
り光を導く場合にも、拡散面を設けることとしても良い。例えば、上記の中空構造の導光
部３５（図５参照）は、導光用反射部４１に微小な凹凸を形成することで、導光用反射部
４１を拡散面として機能させることが可能である。拡散面として機能させる導光用反射部
４１は、例えば、金型を用いた型転写により形成することができる。

図１７に示す導光部７５は、透明部材に拡散材を分散させた拡散部７６を有する。拡散
部７６へ入射した光は、透明部材と拡散材との界面での反射や屈折を繰り返すことにより
、導光部７５の内部で拡散する。拡散部７６を用いる場合も、導光部７５内での光の拡散
度合いを大きくし、スクリーン１４からの出射光同士の干渉を低減できる。これにより、
さらにシンチレーションを低減できる。

図１８は、テーパ形状の導光部８０を並列させた構成を示す。導光部８０は、入射側端
面から出射側端面へ向かうに従い漸次広がるテーパ形状を有する。出射側反射部４３は、
入射側反射部４２より大きく形成されている。導光部８０は、四角錐のうち頂点を含む部
分を取り除いたような台形形状の中空体をなしている。テーパ形状の導光部８０内で光を
往復させるうち、光の拡散角を大きくさせることができる。これにより、スクリーン１４
からの出射光同士の干渉を低減し、さらにシンチレーションを低減できる。また、観察者
側で光を十分に拡散させ、良好な視野角特性を得られる。

図１９は、画素より小さい形状の断面を有する導光部９０を並列させた構成を示す。導
光部９０は、入射側端面から出射側端面へ向かう方向に対して略直交する断面が、画素よ
り小さい矩形形状を有する。導光部９０は、透明部材９１の界面における全反射により光
を導く。透明部材９１は、四角柱形状の柱状体である。透明部材９１間には、支持部材９
４が設けられている。支持部材９４は、透明部材９１間の空間を埋めることにより、導光
部９０を支持している。

ブラックマトリックス層３６と拡散層３９との間には、マイクロレンズアレイ９２が設
けられている。マイクロレンズアレイ９２は、二次元方向にアレイ状に並列させた複数の
マイクロレンズ９３を有する。マイクロレンズ９３は、導光部９０から出射した光を拡散
させる。マイクロレンズアレイ９２を設けることにより、画素より小さい矩形断面の導光
部９０からの光を画素サイズにまで拡散させることができる。

画素より小さい矩形形状の断面の導光部９０を用いることにより、導光部９０の内面で
の光の反射回数を増大させることが可能となる。導光部９０の内面での光の反射回数を増
大させることにより、スクリーン１４からの出射光の干渉を低減できる。これにより、さ
らにシンチレーションを低減できる。また、観察者側で光を十分に拡散させることも可能
となる。光を十分に拡散させることで、良好な視野角特性を得られる。なお、導光部９０
は、画素より小さい形状の断面を有する構成であれば良く、矩形形状の断面を有する構成
に限られない。例えば、導光部９０は、略円形状の断面を有する構成としても良い。また
、マイクロレンズアレイ９２により十分光を拡散させることが可能であれば、拡散層３９
を省略しても良い。

リアプロジェクタは、空間光変調装置として反射型液晶表示装置（ＬＣＯＳ）や微小ミ
ラーアレイデバイスを用いるもの、光の回折効果を利用して光の向きや色等を制御する投
影デバイス（例えば、ＧＬＶ（Grating Light Valve））を用いるものであっても良い。
リアプロジェクタは、光源部としてレーザに代えて、超高圧水銀ランプや発光ダイオード
素子（ＬＥＤ）等を用いる構成としても良い。さらに、リアプロジェクタは、画像信号に
応じて変調されたレーザ光を走査させるレーザプロジェクタであっても良い。レーザプロ
ジェクタとする場合、光学エンジン部１１に代えて、画像信号に応じた変調されたレーザ
光を供給するレーザ光源と、レーザ光源からの光を走査させる走査光学系とが用いられる
。

以上のように、本発明に係るスクリーンは、リアプロジェクタのスクリーンとして用い
る場合に適している。

本発明の実施例に係るリアプロジェクタの概略構成を示す図。 光学エンジン部の概略構成を示す図。 スクリーンの要部断面構成を示す図。 複数の導光部の平面構成を示す図。 導光部の構成を説明する図。 入射側反射部及び出射側反射部について説明する図。 マイクロレンズから導光部へ入射した光の振舞いを説明する図。 六角形形状の入射側端面を有する導光部を示す図。 大きさ及び形状のいずれもランダムな入射側端面を有する導光部を示す図。 拡散部を有する変形例を説明する図。 透明部材を有する変形例を説明する図。 複数の導光部を示す図。 出射側端面側にて透明部材同士を連結させた構成を示す図。 光ファイバを有する変形例を説明する図。 光ファイバの界面における光の全反射を説明する図。 拡散面を有する変形例を説明する図。 拡散部を有する変形例を説明する図。 テーパ形状の導光部を並列させた構成を示す図。 画素より小さい形状の断面を有する導光部を並列させた構成を示す図。

符号の説明

１０ リアプロジェクタ、１１ 光学エンジン部、１２ 投写レンズ、１３ ミラー、
１４ スクリーン、１５ 筐体、２０Ｒ Ｒ光用光源部、２０Ｇ Ｇ光用光源部、２０Ｂ
Ｂ光用光源部、２１ 発散レンズ、２２ コリメータレンズ、２３ クロスダイクロイ
ックプリズム、２３ａ 第１ダイクロイック膜、２３ｂ 第２ダイクロイック膜、２４
第１インテグレータレンズ、２５ 第２インテグレータレンズ、２６ 偏光変換素子、２
７ 重畳レンズ、２８ フィールドレンズ、２９Ｒ Ｒ光用空間光変調装置、２９Ｇ Ｇ
光用空間光変調装置、２９Ｂ Ｂ光用空間光変調装置、３０ フレネルレンズ、３１ プ
リズム部、３２ マイクロレンズアレイ、３３ マイクロレンズ、３５ 導光部、３６
ブラックマトリックス層、３７ 遮光部、３８ 開口部、３９ 拡散層、４０ 保護層、
４１ 導光用反射部、４２ 入射側反射部、４３ 出射側反射部、４４ 入射側開口部、
４５ 出射側開口部、Ｓ１ 入射側端面、Ｓ２ 出射側端面、５０ 導光部、５２ 導光
部、５４ 導光部、５６ 拡散部、６０ 導光部、６１ 透明部材、６５ 導光部、６６
光ファイバ、６７ 低屈折率層、７０ 導光部、７１ 拡散面、７５ 導光部、７６
拡散部、８０ 導光部、９０ 導光部、９１ 透明部材、９２ マイクロレンズアレイ、
９３ マイクロレンズ、９４ 支持部材

Claims (13)

1. 画像信号に応じた光を透過させるスクリーンであって、
   入射側端面が、前記画像信号に応じて形成される画像の画素と同等、若しくは前記画素
   より小さい形状をなす導光部と、
   前記入射側端面に設けられた入射側反射部と、
   前記入射側反射部に形成され、前記導光部へ入射する光を通過させる入射側開口部と、
   前記導光部の出射側端面に設けられた出射側反射部と、
   前記出射側反射部に形成され、前記導光部から出射する光を通過させる出射側開口部と
   、を有し、
   前記導光部は、前記入射側開口部からの光を前記導光部の内面、前記出射側反射部及び
   前記入射側反射部で反射させながら前記出射側開口部へ導くことを特徴とするスクリーン
   。
2. 前記導光部の内面に設けられた導光用反射部を有することを特徴とする請求項１に記載
   のスクリーン。
3. 前記導光部は、光を透過させる透明部材を有することを特徴とする請求項１又は２に記
   載のスクリーン。
4. 前記導光部は、前記透明部材の界面における全反射により光を導くことを特徴とする請
   求項３に記載のスクリーン。
5. 前記導光部同士の間に設けられ、前記透明部材の屈折率より小さい屈折率の部材を備え
   る低屈折率層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。
6. 前記透明部材に、光を拡散させる拡散材を分散させることを特徴とする請求項３〜５の
   いずれか一項に記載のスクリーン。
7. 前記導光部は、光を拡散させる拡散面を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれ
   か一項に記載のスクリーン。
8. 前記導光部は、前記入射側端面から前記出射側端面へ向かうに従い漸次広がるテーパ形
   状を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のスクリーン。
9. 前記導光部は、前記入射側端面から前記出射側端面へ向かう方向に対して略直交する断
   面が前記画素より小さい形状を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記
   載のスクリーン。
10. 前記画像信号に応じた光を出射する側から前記スクリーンへ入射する光を遮光する遮光
    部を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のスクリーン。
11. 前記画像信号に応じた光を集光して前記入射側開口部へ入射させる集光光学系を有する
    ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のスクリーン。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載のスクリーンにて画像信号に応じた光を通過させ
    ることを特徴とするリアプロジェクタ。
13. 前記画像信号に応じた光を投写する投写光学系を有し、
    前記スクリーンは、前記画像信号に応じた光を導く導光部を備え、
    前記投写光学系及び前記スクリーンは、前記画像信号に応じて形成される画像の画素を
    前記導光部の入射側端面の形状に略一致させるように配置されることを特徴とする請求項
    １２に記載のリアプロジェクタ。

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