JP2007298945A - 投写型画像表示装置および画像表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 シンチレーションの発生を低減することが可能な投写型画像表示装置を得る。
【解決手段】 当該投写型画像表示装置は、入力される画像信号に応じて、光を出射する光学エンジンと、該光学エンジンから出射した前記光が入射し、当該光を平行光として出射するフレネルレンズと、前記光の進行方向において該フレネルレンズよりも前方に配置され、前記フレネルレンズから出射した前記平行光を拡散させて拡散光として出射する拡散部材と、前記平行光が出射する面または前記拡散光が出射する面と平行な面内で、前記フレネルレンズまたは前記拡散部材を所定の軌道で移動させる駆動部とを備える。そして、前記フレネルレンズまたは前記拡散部材の、前記平行な面内のいずれかの方向における移動速度が、常にゼロよりも大きい。
【選択図】 図２

Description

本発明は、投写型画像表示装置に関し、特に、当該投写型画像表示装置のスクリーンの振動技術に関するものである。

背面投写型プロジェクションテレビ等の投写型画像表示装置によって表示される画像の高画質化または高輝度化のために、光源として、例えば、レーザーを用いることができる。しかし、当該レーザーを使用した場合、ランプを光源に用いた従来のプロジェクションテレビよりも、いわゆるシンチレーションと呼ばれるスペックルパターンによる画面のぎらつき現象が顕著に現れる。

シンチレーションを低減する従来の手法として、スクリーンの画像表示面に対して垂直方向（面直角方向）、スクリーンの縦方向または横方向のいずれかの方向に当該スクリーンを振動させるものがある。(例えば、特許文献１参照。)

特開昭５５−６５９４０号広報（第４〜６頁、第１図および第２図）

ところが、面直角方向にスクリーンを振動させた場合、解像度が劣化する。

また、前記縦方向または前記横方向にスクリーンを振動させた場合、スクリーンが断続的に移動する。そのため、当該スクリーンが停止した時に、強いシンチレーションが発生する。したがって、この場合においてはシンチレーションを十分に低減できない。

即ち、当該スクリーンが、移動と停止を繰り返して断続的に移動する場合には、当該スクリーンが停止した時には強くシンチレーション（ギラツキ現象）が発生し、当該スクリーンが移動している時には当該シンチレーションが見えなくなる。そのため、当該シンチレーション（ギラツキ現象）が時間の経過とともに強弱の変化（ぎらついたり、ぎらつかなかったりの変化）を繰り返す。

通常、透過型スクリーンは、投写光学系からの光を平行光化するフレネルレンズと、光を拡散し画像の視野角分布を整える拡散部材（例えば、レンチキュラーレンズ・スクリーン）とを含んで構成される。したがって、スクリーン全体の移動に伴いフレネルレンズも移動する。そうすると、スクリーンからの出射光の視野角分布が変化する。そのため、スクリーンの移動に伴う視野角分布変化が、固定した方向から観察する観察者にフリッカとして視認されてしまう。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、シンチレーションの発生を低減することが可能な投写型画像表示装置を得ることを目的とする。

本発明に係る投写型画像表示装置は、入力される画像信号に応じて、光を出射する光学エンジンと、該光学エンジンから出射した前記光が入射し、当該光を平行光として出射するフレネルレンズと、前記光の進行方向において該フレネルレンズよりも前方に配置され、前記フレネルレンズから出射した前記平行光を拡散させて拡散光として出射する拡散部材と、前記平行光が出射する面または前記拡散光が出射する面と平行な面内で、前記フレネルレンズまたは前記拡散部材を所定の軌道で移動させる駆動部とを備え、前記フレネルレンズまたは前記拡散部材の、前記平行な面内のいずれかの方向における移動速度が、常にゼロよりも大きくなるように構成される。

本発明の投写型画像表示装置によれば、シンチレーションを低減して高品位な画像を表示することができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の投写型画像表示装置の投写光学系を示す構成図である。図１において、枠体１は断面が凹形状に形成される。そして、当該枠体１は、フレネルレンズ３１とレンチキュラーレンズ・スクリーン３２を重ね合わせて構成されるスクリーン３を保持する。なお、レンチキュラーレンズ・スクリーン３２は、レンチキュラーレンズシート、散乱層、ブラックストライプなどが積層されて構成され（図示せず）、拡散部材として作用する。

光学エンジン１００は、スクリーン３に背面から画像を投写する。当該光学エンジン１００は、光源としてのレーザーモジュール１０１と、入力信号に応じて空間変調して画像を形成する空間変調素子としてのＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）１０２と、前記画像をスクリーン３に拡大して投写する投写光学系１０３とを含む。

枠体１の凹部底部には段差部１ｂが形成される。そして、この段差部１ｂと枠体１の内面１ａとの間にフレネルレンズ３１が保持される。

レンチキュラーレンズ・スクリーン３２は、スクリーン面内方向に移動できるように枠体１との間に所定のクリアランスＣを持って保持されている。また、枠体１の観察者側には、透明の保護板３５が設けられる。

図２は本発明の実施の形態１に係わるスクリーン正面図である。枠体１には、モータ(図示せず)、および、当該モータによって駆動されるカム５１を備えた駆動手段５０が設けられる。レンチキュラーレンズ・スクリーン３２の下縁に形成された凸部３２ａには、伝達部材４０が固着される。なお、当該伝達部材４０は、前記凸部３２ａから下方へ延在するように設けられる。また、当該伝達部材４０には、カム５１が挿入される穴４１が形成されている。

次に駆動手段５０の動作について図３を使用して説明する。駆動手段５０のモータが回転すると、カム５１が回転運動する。このカム５１は、円形の軸で構成されるが、当該円形の中心は、当該軸の回転中心に対して所定距離オフセットされる。なお、図３中の「ｅ」は、オフセット量である。そして、モータの回転によって、このカム５１は図３に示す矢印のように円運動する。その結果、レンチキュラーレンズ・スクリーン３２は、このカム５１の回転に応じて動作する伝達部材４０を介して、スクリーン面と平行な面内で円形の軌跡で周期的に移動する(図２図中矢印)。そのため、レンチキュラーレンズ・スクリーン３２はどの瞬間も停止することなく何れかの方向へ連続的な移動を行なう。すなわち、当該レンチキュラーレンズ・スクリーン３２の移動速度は常に０（ゼロ）よりも大きい。換言すると、当該実施の形態１におけるスクリーンにおいては、前記特許文献１に記載のスクリーンと異なり、当該スクリーンを構成する部材の移動速度が瞬間的に０となることがない。この連続的な移動によって、シンチレーションが低減された状態が保たれる。

なお、カム５１の移動幅はレンチキュラーレンズ３２のピッチ(図１中Ａ)以上、またはフレネルレンズ３１のピッチ(図１中Ｂ)以上とするのが望ましい。

フレネルレンズ３１には、光学エンジン１００より拡散して発せられた光が、画面内のほぼ全域にわたって斜めに入射する。そのため、フレネルレンズ３１がスクリーン面内を移動する際、当該フレネルレンズ３１がわずかでもスクリーン面と鉛直な方向に移動すると、光学エンジン１００からの光がフレネルレンズへ入射する位置が変化する。そうすると、画面（スクリーン）に表示される画像に歪が発生する。

しかしながら、フレネルレンズ３１を固定して、レンチキュラーレンズ・スクリーン３２だけを移動させた場合は、前記光がフレネルレンズへ入射する位置は変化しない。そして、フレネルレンズ３１を透過した後の光は、フレネルレンズ３１によって平行光化された後にレンチキュラーレンズ・スクリーン３２に入射する。そのため、レンチキュラーレンズ・スクリーン３２が、スクリーン面鉛直方向へ微小に移動しても、画面（スクリーン）に表示される画像に歪はほとんど発生しない。したがって、フレネルレンズ３１を移動させない本実施の形態のスクリーンにおいては、前記レンチキュラーレンズ・スクリーンの移動に伴う画像の歪が殆ど発生しない。また、本実施の形態のスクリーンによれば、前記フリッカが視認されることを防ぐこともできる。

以上のように、本実施の形態の投写型画像表示装置に設けるスクリーンにおいては、レンチキュラーレンズ・スクリーン３２が、フレネルレンズ３１との間に所定のクリアランスを持って保持され、レンチキュラーレンズ・スクリーン３２のみが移動するよう構成されている。そのため、レンチキュラーレンズ・スクリーン３２が移動していても、フレネルレンズ３１は静止したままであり、視野角分布の変化は生じない。したがって、フリッカが視認されることはない。

また、当該レンチキュラーレンズ・スクリーン３２が円運動をするため、シンチレーションの低減が断続的にならない。よって、当該投写型画像表示装置によれば高品位な画像を安定して表示することができる。

また、本実施の形態の投写型画像表示装置においては、スクリーン３全体が移動するのではなく、スクリーン３を構成する一部の部材のみが移動する。そのため、スクリーン３全体を移動させる場合に比べ、小さな駆動力で当該一部の部材を移動させることが可能となる。よって、より容易かつ安価に当該投写型画像表示装置を構成することができる。

なお、シンチレーションは、スクリーン３を構成する部材の光学特性が、スクリーン面内で空間的に細かな揺らぎを持っていることにより発生する現象である。スクリーン３を構成する部材を移動することにより、シンチレーションが低減するのは、当該部材の移動によってこのスクリーン面内の細かな揺らぎが平均化されるためである。

よって、光の進行方向において、移動させる部材よりも前方に他の部材があると、当該他の部材における光学特性の不均一さの影響が残ってしまう。そのため、移動させる部材は、最も観察者側に配置された部材であることが好ましい。

なお、シンチレーション量とレンチキュラーレンズ・スクリーン３２の移動速度との関係を調べた測定値を図４に示す。なお、「シンチレーション量」とは、視聴者がギラツキを感じる程度を所定の方法により数値化したものであり、視聴者の主観に基づくものである。図４の場合、シンチレーション量が大きくなるほど、視聴者がギラツキをより強く感じることを示す。図４に示すように、当該レンチキュラーレンズ・スクリーン３２の移動速度が増加すると、シンチレーション量は低下する関係にある。よって、シンチレーション量をある許容限界Ｌ以下に保つには、レンチキュラーレンズ・スクリーン３２の移動速度を所定の速度(ここではＡなる速度)以上に保たなければならない。

なお、本実施の形態のように、最も観察者側に配置された部材を移動させる場合、観察者の接触その他の外部要因により、当該部材の移動が阻害されることがないように、スクリーン３の観察者側にさらに透明な保護板を付加し、移動スクリーンを保護する構成にしてもよい（図１参照）。

また、本実施の形態においては、レンチキュラーレンズ・スクリーン３２を移動させているが、さらにレンチキュラーレンズ・スクリーン３２とは別体の拡散シートなどの拡散部材を追加し、それのみを移動させてもよい。また、レンチキュラーレンズシートと前記別体の拡散部材の両方を移動させても良い。

実施の形態２．
実施の形態１では、枠体１との間に所定のクリアランスをもって保持されたレンチキュラーレンズ・スクリーン３２を駆動手段５０のモータの駆動力で円運動させた。しかしながら、このレンチキュラーレンズ・スクリーン３２を弾性部材によって構成された保持手段で保持してもよい。

図５乃至図７によりレンチキュラーレンズ・スクリーン３２の移動動作を説明する。図５において、弾性ブロック２００は枠体１の下辺の段差１ｃ上に複数個配設される。図５に示すように、この弾性ブロック２００は、圧縮力によって変形することによって、レンチキュラーレンズ・スクリーン３２の上方向への移動を許容する。また、図７に示すように、弾性ブロック２００は、引張力によって変形することで、レンチキュラーレンズ・スクリーン３２の下方向への移動を許容する。さらに、当該弾性ブロック２００は、剪断力によって全体が撓むことで、レンチキュラーレンズ・スクリーン３２の左右方向への移動を許容する。

レンチキュラーレンズ・スクリーン３２をこの弾性ブロック２００上に配置することで、この弾性ブロック２００の変形により、レンチキュラーレンズ・スクリーン３２は上下及び左右方向に移動することができる（図５、６、７）。よって、駆動手段の負荷を軽減することができる。動作の詳細については、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

なお、当該実施の形態２においては、前記弾性ブロックによって前記レンチキュラーレンズ・スクリーン３２の下部を支持する場合について説明したが、レンチキュラーレンズ・スクリーン３２の周囲を所定数の弾性部材２００によって保持するようにしてもよい。この場合、レンチキュラーレンズ・スクリーン３２が、スクリーン面鉛直方向へ移動することを抑制することができる。なお、当該弾性部材２００の個数（前記所定数）は、当該投写型画像表示装置の仕様等に応じて設定すればよい。

実施の形態３．
実施の形態２では、枠体１の下辺に配設された弾性ブロック２００で前記レンチキュラーレンズ・スクリーン３２を支持する場合について説明した。しかしながら、図８に示すようにレンチキュラーレンズ・スクリーン３２の四隅または周囲をばね２５０で保持してもよい。動作の詳細については実施の形態１または２と同様であるので詳細な説明を省略する。なお、当該ばね２５０の個数は、当該投写型画像表示装置の仕様等に応じて設定すればよい。

実施の形態４．
実施の形態１から３においては、駆動手段５０の駆動源としてひとつのカム５１を使用していた。しかしながら、例えば、図９に示すように、一対のカム５０１、５０２を使用してもよい。

図９において、駆動手段５０は、ウォームギア６０２を備えたモータ６０１と、第一カム５０１と、ウォームギア６０２と噛み合うウォームホイール５０３と、ウォームホイール５０３と同軸の第一平ギア５０４と、第二カム５０２と、第一平ギア５０４と噛み合う第二平ギア５０５を含む。また、レンチキュラーレンズ・スクリーン３２の下縁に形成された凸部３２ａには、伝達部材４０が固定される。伝達部材４０は、前記凸部３２ａから下方へ延在する。伝達部材４０には、第一カム５０１が挿入される穴４０ａ、および、第二カム５０２が挿入される長穴４０ｂが形成されている。

次に、各部材の動作について図１０に基づき説明する。モータ６０１が回転すると、ウォームギア６０２およびウォームホイール５０３を介して第一平ギア５０４に回転が伝達される。この第一平ギア５０４と噛み合う第二平ギア５０５は、当該第一平ギア５０４とは逆回転に回転する。伝達部材４０は、第一カム５０１の動きに連動して、円運動を開始する。このとき、第二カム５０２と長穴４０ｂとの作用によって、伝達部材４０は、第一カム５０１の回転方向に回動しない。すなわち、前記第二カム５０２が前記長穴４０ｂの上面に接触することによって、前記第一カム５０１の回転方向への伝達部材４０の回転が規制される。よって、この伝達部材４０と連結されているレンチキュラーレンズ・スクリーン３２は、枠体１に案内されつつ、スクリーン面内で、正確に円運動を行なうことができる(図１１参照)。

実施の形態１から４では略円形の移動軌跡をもって周期的に移動させる例を示したが、これに限らず角部を円弧とした略矩形な軌跡(図１２)や、８の字状の軌跡(図１３)など、レンチキュラーレンズ・スクリーン３２が停止することなく連続的に移動するのであれば、当該レンチキュラーレンズ・スクリーン３２の軌跡はどのような軌跡でもよい。

実施の形態５．
実施の形態４においては、一対のカム５０１、５０２を所定の距離離間させて、スクリーンの面内での姿勢を安定させる構成とした。しかしながら、これに限らず、図１４、１５に示すように、カムの回転に応じて揺動するレバーをリンクで連動することによって、スクリーンの面内におけるレンチキュラーレンズ・スクリーン３２の姿勢を安定させる構成としてもよい。

図１４は、実施の形態５におけるスクリーン駆動部の構成図である。また、図１５は当該駆動部の分解図である。図１４または図１５において、４１はレンチキュラーレンズ・スクリーン３２の下辺に固定された伝達部材である。当該伝達部材４１には、正面視左側に丸穴４１ａが設けられる。また、当該伝達部材４１の正面視右側には、長穴４１ｂが形成されている。

５００１は、図１５に示すように、駆動源としてのモータ６０１の駆動軸６０００に固着された第一カムである。当該第一カム５００１は、前記丸穴４１ａに挿入される。５００２は前記第一カム５００１と同様に駆動軸６０００に固着された第二カムである。当該第二カム５００２は、リンク５５００の一端に設けられたブロック５５０１の穴５５０１ａに挿入される。

５６００は、枠体（図示せず）に設ける第一の軸５６０２に支持されたレバーである。当該レバー５６００の一端には、前記リンク５５００の他端に設けられる第二の軸５６０３が挿入される。また、前記レバー５６００の他端に設けられた第三の軸５６０４には第一ピン５６０１が挿入される。当該第一ピン５６０１は前記長穴４１ｂに挿入される。

次に動作について説明する。モータ６０１の駆動軸６０００が回転すると、当該駆動軸６０００に固定された第一カム５００１および第二カム５００２が回転する。丸穴４１ａに挿入された第一カム５００１の作用によって、伝達部材４１は円運動する。第二カム５００２は、前記第一カム５００１と所定角度ずらして駆動軸６０００に固定される。なお、前記所定角度は、第一カム５００１が伝達部材４１を図中ｙ方向に移動させるときに、前記第二カム５００２が当該リンク５５００を矢印５７００の方向の方向に移動させるように設定される。なお、以下の説明においては前記ｙ方向を上方ともいい、当該ｙ方向と逆の方向を下方ともいう。また、なお、図１４中のｘ方向を右方向ともいい、当該ｘ方向と逆の方向を左方向ともいう。

前記リンク５５００が矢印５７００の方向に移動する場合、レバー５６００は第一の軸５６０２を支点として、時計周りに揺動する。そうすると、第一ピン５６０１が、長穴４１ｂを介して伝達部材４１を上方に移動させる。同様に、第一カム５００１が丸穴４１a部を介して伝達部材４１を下方に移動させると、前記リンク５５００が矢印５８００の方向に移動する。そうすると、レバー５６００は第一の軸５６０２を支点として、反時計周りに揺動する。そうすると、長穴４１ｂの部分が下方に移動することによって伝達部材４１が下方に移動する。なお、第一ピン５６０１の作用によって伝達部材４１が左方向または右方向へ移動する場合には、第一ピン５６０１が長穴４１ｂ内で図中の左方向または右方向に滑る。よって、前記第一ピン５６０１および長穴４１ｂは、当該伝達部材４１が図中のｚ軸回りに回転することを防止するが、当該伝達部材が右方向または左方向に移動することは妨げない。

つまり、第一カム５００１が伝達部材４１の左側を円運動させると、当該円運動における上下方向への動きに応じてレバー５６００が第一の軸５６０２回りに揺動する。そうすると、伝達部材４１の右側が上下方向に動く。以上に説明した各部の動作により、伝達部材４１を安定して円運動させることができる。したがって、伝達部材４１に固定されたスクリーン３２も安定した円運動を行なうことができる。また、第一カム５００１、第二カム５００２または第一ピン５６０１など、他の部材よりも大きな荷重を受けて回転する部分にはボールベアリングなどを挿入して、回動時の負荷を軽減するようにしてもよい。

実施の形態６．
図１６は、実施の形態６におけるスクリーン駆動部を説明するための説明図である。実施の形態６においては、１次元方向へ駆動するリニアモータを組み合わせて２次元方向にスクリーンを動かす構成について説明する。図１６において、４１ｄ、４１ｅは伝達部材４１の左右方向両端近傍に形成された長穴である。当該長穴４１ｄ，４１ｅは、左右方向への幅が、上下方向の幅よりも広い。なお、以下、長穴４１ｄを第一の長穴４１ｄともいう。また、長穴４１ｅを第二の長穴４１ｅともいう。

４１ｆは、前記伝達部材４１のほぼ中央に形成された長穴（以下、第三の長穴）である。当該第三の長穴４１ｆは、上下方向への幅が、左右方向の幅よりも広い。８２１は略Ｌ字に形成された第一レバーである。当該第一レバー８２１は、軸８５１を支点として揺動するように当該軸８５１によって保持されている。８１１は前記第一レバー８２１に固定された第一コイルである。当該第一コイル８１１は、枠体(図示せず)に固定された第一マグネット８０１と対向して配置されている。８３１は第一のピンである。当該第一のピン８３１は、前記第一レバー８２１に設けられる。また、当該第一のピン８３１は、前記第一の長穴４１ｄに挿入される。

８２２は、略Ｌ字に形成された第二レバーである。当該第二レバーは、軸８５２を支点として揺動するように当該軸８５２によって保持されている。８１２は、前記第二レバー８２２に固定された第二コイルである。当該第二コイル８１２は、前記枠体に固定された第二マグネット８０２と対向して配置されている。８３２は、第二のピンである。当該第二のピン８３２は、前記第二レバー８２２に設けられる。また、当該第二のピン８３２は、前記第二の長穴４１ｅに挿入される。

８２３は第三レバーである。当該第三レバー８２３は、伝達部材４１の略中央に設けられた軸８５３を支点として揺動するように当該軸８５３によって保持されている。８１３は前記第三レバー８２３上に固定された第三コイルである。当該第三コイル８１３は、前記枠体に固定された第三マグネット８０３と対向して配置されている。８３３は、第三のピンである。当該第三のピン８３３は、前記第三レバー８２３に設けられる。また、当該第三のピンは、前記第三の長穴４１ｆに挿入される。

なお、前記第一コイル８１１と前記第一マグネット８０１、前記第二コイル８１２と前記第二マグネット８０２、または、前記第三コイル８１３と前記第三マグネット８０３の組み合わせによりリニアアモータが構成される。

８７１は、第一レバー８２１の変位を検出する第一の位置センサである。８７２は、第二レバー８２２の変位を検出する第二の位置センサである。８７３は、第三レバー８２３の変位を検出する第三の位置センサである。７０００は、各位置センサ８７１，８７２，８７３における検出結果に基づいて、前記コイル８１１，８１２，８１３に供給する電流を制御する制御部である。

次に動作について説明する。前記第一レバー８２１は、前記第一の位置センサ８７１によって検出される変位と時間との関係が略サイン波状となるように前記制御部７０００によって制御される。同様に、前記第二レバー８２２は、前記第二の位置センサ８７２によって検出される変位と時間との関係が略サイン波状となり、かつ、前記第一レバーの動作と同期するように前記制御部７０００によって制御される。なお、以下、当該第一レバー８２１の変位に対応するサイン波、または、第二レバーの変位に対応するサイン波を第一のサイン波という。

上述のように、前記伝達部材４１は、第一レバー８２１と前記第二レバー８２２によって支持される。そのため、当該伝達部材４１は、図中のｚ軸回りに回転することなく、上下方向に周期的な運動を行なうことができる。

また、前記第三レバー８２３は、前記第三の位置センサ８７３によって検出される変位と時間との関係が略サイン波状となるように前記制御部７０００によって制御される。但し、当該第三レバー８２３の変位に対応するサイン波（以下、第二のサイン波）は、前記第一のサイン波に対して位相を９０度進めた（または、遅らせた）サイン波とする。また、前記第一のサイン波の振幅は、前記第二のサイン波の振幅と同じ振幅とする。

図１７は、第一のサイン波と前記第二のサイン波との関係を説明するための説明図である。第一レバー８２１および第二レバー８２２と、第三レバー８２３とは、各レバーの変位の関係が図１７に示すような関係となるように制御部７０００によって制御される。当該第三レバー８２３の動作によって、伝達部材４１は左右方向に周期的な運動を行なう。

伝達部材４１は、第一レバー８２１および第二レバー８２２による上下方向への往復運動と、第三レバーによる左右方向への往復運動との合成によって、前記図１０に示すような円運動を行なう。したがって、当該伝達部材４１に固定された前記スクリーン３２も図１０に示すような円運動を行なう。

また、実施の形態６においては、各レバー８２１、８２２、８２３を介してリニアモータの動力により伝達部材４１を動作させる場合について説明したが、当該リニアモータによって前記レンチキュラーレンズ・スクリーン３２を直接保持するように構成してもよい。この場合、例えば、当該レンチキュラーレンズ・スクリーン３２にマグネットを固定し、前記枠体にコイルを固定する等により、前記リニアモータを構成すればよい。また、当該リニアモータによって前記レンチキュラーレンズ・スクリーン３２を直接保持する場合、当該リニアモータを当該レンチキュラーレンズ・スクリーン３２の周囲に配置してもよい。また、前記レンチキュラーレンズ・スクリーン３２の下辺にリニアモータを配置し、当該レンチキュラーレンズ・スクリーン３２の周囲をばね等の弾性部材によって支持するようにしてもよい。

上述のように、リニアモータによって前記レンチキュラーレンズ・スクリーン３２を直接保持する場合、当該スクリーン駆動部の構成部品の数を削減することができる。したがって、当該スクリーン駆動部の製造コストを削減することができる。また、レバーと当該レバーを支持する軸のように摩擦が生じる部材をなくすことができる。したがって、長期にわたって、レンチキュラーレンズ・スクリーン３２を安定して円運動させることが可能となる。

なお、実施の形態５または６においては、前記スクリーンを略円形の移動軌跡をもって周期的に移動させる例を示した。しかしながら、実施の形態１から４と同様に、角部を円弧とした略矩形な軌跡(図１１)や、８の字状の軌跡(図１２)のように当該スクリーンを動作させてもよい。すなわち、前記スクリーンが瞬間的に停止することなく連続的に移動をするように当該スクリーンを運動させるのであれば、当該スクリーンをどのように運動させてもよい。

また、実施の形態１ないし６においては、レンチキュラーレンズ・スクリーンを移動させる場合について説明したが、前記画像の歪が視聴者に気にならない程度に前記フレネルレンズ３１の図１中ｚ方向への移動量を抑えるように当該フレネルレンズ３１を保持できる場合には、前記レンチキュラーレンズ・スクリーン３２を固定して、前記フレネルレンズ３１を円運度させるようにしてもよい。

本発明は、家庭または業務用の投写型画像表示装置に適用することができる。なお、画面が大型化するとシンチレーションが目立ちやすい。したがって、大画面の投写型画像表示装置に好適である。

この発明の実施の形態１の投写光学系構成図である。 この発明の実施の形態１のスクリーン正面図である。 この発明の実施の形態１の駆動手段の動作説明図である。 シンチレーション量と拡散部材の移動速度との関係を説明するための説明図である。 この発明の実施の形態２の拡散部材の移動動作説明図である。 この発明の実施の形態２の拡散部材の移動動作説明図である。 この発明の実施の形態２の拡散部材の移動動作説明図である。 この発明の実施の形態３に係る拡散部材の支持方法を説明するための説明図である。 この発明の実施の形態４の駆動手段の構成図である。 この発明の実施の形態４の駆動手段の動作説明図である。 拡散部材の移動軌跡を示す概要図である。 拡散部材の他の移動軌跡を示す概要図である。 拡散部材の他の移動軌跡を示す概要図である。 この発明の実施の形態５のスクリーン駆動部の構成図である。 この発明の実施の形態５のスクリーン駆動部の分解図である。 この発明の実施の形態６のスクリーン駆動部を説明するための説明図である。 第一のサイン波と前記第二のサイン波との関係を説明するための説明図である。

符号の説明

１ 枠体、 ２ ミラー、 ３ スクリーン、 １０ 光学エンジン、 ３１ フレネルレンズ、 ３２ レンチキュラーレンズ・スクリーン、 ３５ 保護板、 ５０ 駆動手段、 ５１ カム、 １００ 光学エンジン、 １０２ ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）、 １０３ 投写光学系、 ２００ 弾性ブロック、 ２５０ ばね、 ５０１、５０２ カム、６０１ モータ。

Claims (17)

1. 入力される画像信号に応じて、光を出射する光学エンジンと、
   該光学エンジンから出射した前記光が入射し、当該光を平行光として出射するフレネルレンズと、
   前記光の進行方向において該フレネルレンズよりも前方に配置され、前記フレネルレンズから出射した前記平行光を拡散させて拡散光として出射する拡散部材と、
   前記平行光が出射する面または前記拡散光が出射する面と平行な面内で、前記フレネルレンズまたは前記拡散部材を所定の軌道で移動させる駆動部とを備え、
   前記フレネルレンズまたは前記拡散部材の、前記平行な面内のいずれかの方向における移動速度が、常にゼロよりも大きいことを特徴とする投写型画像表示装置。
2. 前記光学エンジンは、
   光源と、
   前記画像信号に応じて、前記光源からの光を空間変調して前記画像信号に対応する画像を生成する光を出射する空間変調素子と、
   前記画像が拡大するように前記空間変調素子から出射された光を前記フレネルレンズに入射させる投写光学系とを備えることを特徴とする請求項１に記載の投写型画像表示装置。
3. 前記フレネルレンズまたは前記拡散部材の前記平行方向への移動を弾性的に支持する支持部材を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の投写型画像表示装置。
4. 前記フレネルレンズの前記平行な面内におけるいずれかの方向への移動距離は、当該フレネルレンズのピッチ以上であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の投写型画像表示装置。
5. 前記拡散部材はレンチキュラーレンズであって、該レンチキュラーレンズの前記平行な面内におけるいずれかの方向への移動距離は、当該レンチキュラーレンズのピッチ以上であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の投写型画像表示装置。
6. 前記所定の軌道は円形であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の投写型画像表示装置。
7. 前記所定の軌道は、角部が円弧状の多角形であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の投写型画像表示装置。
8. 前記所定の軌道は、八の字形状であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の投写型画像表示装置。
9. 前記駆動部は、
   モータと、
   該モータの駆動軸に固定されるカムと、
   該カムが挿入される穴部を有し、前記フレネルレンズまたは前記拡散部材の外周に設けられる伝達部材とを備え、
   前記伝達部材が前記カムを介して伝達されるモータの駆動力に基づいて移動することによって、前記前記フレネルレンズまたは前記拡散部材が前記所定の軌道で移動するように構成されることを特徴とする請求項６に記載の投写型画像表示装置。
10. 前記駆動部は、
    モータと、
    該モータの駆動力に基づいて第１の軸回りに回転するカムと、
    該第１のカムの回転に応じて、前記第１の軸と平行な第２の軸回りに回転する回転部材と、
    前記カムが挿入される第１の穴部および前記回転部材が挿入される第２の穴部を有し、前記フレネルレンズまたは前記拡散部材の外周に設けられる伝達部材とを備え、
    前記第１の穴部と前記第２の穴部とは前記平行な面内において所定の距離を置いて配置され、
    前記伝達部材が前記カムを介して伝達されるモータの駆動力に基づいて移動することによって、前記前記フレネルレンズまたは前記拡散部材が前記所定の軌道で移動するように構成されることを特徴とする請求項６に記載の投写型画像表示装置。
11. 前記第２の穴部は前記所定の距離に沿う第１の方向における幅が、前記平行な面内において前記第１の方向に直行する第２の方向における幅よりも広く形成されることを特徴とする請求項１０に記載の投写型画像表示装置。
12. 前記回転部材はカムであることを特徴とする請求項１０または１１に記載の投写型画像表示装置。
13. 前記駆動部は、
    前記平行な面内における第１の方向に沿って、前記フレネルレンズまたは前記拡散部材を往復運動させる第１の駆動手段と、
    前記平行な面内において前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って、前記フレネルレンズまたは前記拡散部材を往復運動させる第２の駆動手段とを備え、
    前記第１の駆動手段による往復運動にともなう前記フレネルレンズまたは前記拡散部材の変位と時間とはサイン関数の関係にあり、
    前記第２の駆動手段による往復運動にともなう前記フレネルレンズまたは前記拡散部材の変位と時間とはサイン関数の関係にあり、
    前記第１の駆動手段に対応する前記サイン関数の位相は、前記第２の駆動手段に対応する前記サイン関数の位相に対して９０度進むまたは遅れることを特徴とする請求項６に記載の投写型画像表示装置。
14. 前記第１の方向は前記フレネルレンズまたは前記拡散部材の長手方向であることを特徴とする請求項１３に記載の投写型画像表示装置。
15. 前記拡散部材は、
    入射した光を拡散させる複数の光拡散部を有して構成され、
    前記駆動手段は、複数の前記光拡散部のうち、もっとも観察者側に配置される光拡散部を移動させることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載の投写型画像表示装置。
16. 前記光の進行方向において前記拡散部材よりも前方に、透明な保護板を設けることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記載の投写型画像表示装置。
17. 入力される画像信号に応じて、光源から光を出射し、
    該光源から出射した前記光をフレネルレンズによって平行光とし、
    前記光の進行方向において前記フレネルレンズよりも前方に配置された拡散部材によって、前記平行光を拡散させて拡散光とし、
    前記平行光が出射する面または前記拡散光が出射する面と平行な面内で、前記フレネルレンズまたは前記拡散部材を所定の軌道で移動させることを含み、
    前記フレネルレンズまたは前記拡散部材の、前記平行な面内のいずれかの方向における移動速度を常にゼロよりも大きくなるようにすることを特徴とする画像表示方法。

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