JP4961842B2 - スクリーン、プロジェクタ及び画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、スクリーン、プロジェクタ及び画像表示装置に関する。

従来、特に、背面投射型プロジェクション用のスクリーンは、入射光の方向を平行化し、整えて出射光とするフレネルレンズシートと、このフレネルレンズからの出射光をスクリーンの左右方向（水平方向）に拡散させるレンチキュラーレンズシート（拡散レンズシート）とを備えた２層の構成が一般的であった。この構成の場合、スクリーン上では、同一光源から射出されレーザ光線同士が干渉を起こして、スクリーン全体がぎらついて見えてしまうシンチレーション、あるいは、スペックルと呼ばれる現象が発生するという問題があった。そこで、この干渉を緩和するためのスクリーンが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。

特許文献１に記載の透過型スクリーンは、フレネル板、レンチキュラレンズシート、光拡散板が順に配置されている。この光拡散板は、２つの透明プラスチック層と、この２つの透明プラスチック層の間に設けられた拡散層とから構成されており、具体的に、拡散層は、アクリル樹脂等からなるプラスチック材料にガラスビーズ等からなる微粒子を混入させている。この構成では、光拡散板を３層構造にして厚みを厚くすることにより、スクリーンにおける光の干渉を抑え、シンチレーションの発生を低下させている。

また、特許文献２に記載のレーザ投影におけるスポットの形成を低減する装置では、ハウジング内に反射粒子を混入させた懸濁液を封入し、ハウジング内に設けられた過熱抵抗器を用いて懸濁液を加熱する。これにより、懸濁液内の微粒子がブラウン運動をするため、ハウジングにレーザ光を照射した際、レーザスポットにより照明中の多数の様々な明暗パターンが十分速く生成されると、スクリーンから射出される光は均一であるような印象を受ける。
特開２００５−３０９１８６号公報 特開平１０−１１５８０５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の透過型スクリーンは、光拡散板の厚みが厚いため、スクリーンが厚くなってしまう。さらに、レンチキュラレンズシートに光拡散板を貼り付けているため、構成が煩雑になっている。
また、特許文献２に記載の技術では、懸濁液内の微粒子により干渉を低減しているものの、投射面として、例えば、ミルクを使用しているため、実用的なレベルに達していない。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、簡易な構成により、シンチレーションを低減させ、実用性の高いスクリーン、プロジェクタ及び画像表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のスクリーンは、入射した光の角度を変換する角度変換部材と、該角度変換部材より射出された光を拡散させる拡散部材と、該拡散部材より拡散された光を透過させる光学部材と、前記拡散部材を駆動する駆動部と、を備え、前記角度変換部材、前記拡散部材及び前記光学部材が板状であり、前記角度変換部材と前記光学部材との間に前記拡散部材が配置され、前記拡散部材が、前記駆動部により、光が入射する光線方向に対して垂直方向に移動可能とされ、前記角度変換部材、前記拡散部材及び前記光学部材がそれぞれプラスチック材料からなり、前記拡散部材の入射面及び射出面に静電防止処理が施されていることを特徴とする。

本発明に係るスクリーンでは、光源装置から射出された光が、角度変換部材に入射する。角度変換部材を透過した光は、角度が変換されて拡散部材に入射し、光学部材に向かって拡散する。そして、拡散部材において拡散した光は、光学部材を透過する。したがって、角度変換部材により、光利用効率が優れたものとなり、また、拡散部材を備えることにより、スクリーンから射出される光は、可干渉性が低下することになるため、ぎらつき（シンチレーション、スペックル）の発生が抑えられることになる。
ここで、拡散部材は、角度変換部材と光学部材との間に配置されているため、角度変換部材及び光学部材が、拡散部材の位置を規制することになる。したがって、板状の拡散部材が撓むことがないので、拡散部材が光軸方向に動くことがない。このため、簡易な構成であるとともに、実用性が高く、シンチレーションを抑えた鮮明な画像を得ることが可能なスクリーンを提供することができる。さらに、従来のスクリーンでは、レンチキュラレンズシートに拡散板を貼り付けているため、拡散板はある程度の厚みが必要であるが、本発明では、角度変換部材と、光学部材とが拡散板を規制しているので、薄い拡散板に合わせた間隙を設ければ良いため、スクリーンの厚みを薄くすることが可能となる。

また、本発明のスクリーンは、前記拡散部材が、光が入射する光線方向に対して垂直方向に移動可能とされたことを特徴とするが好ましい。

本発明に係るスクリーンでは、拡散部材が移動（揺動）可能とされているため、拡散部材から射出される光は、拡散状態が時間的に変化している。したがって、拡散部材を透過した光のスペックルパターンは、残像効果により時間積分され、その結果、スクリーンから射出される光は、シンチレーションが抑えられた光となり、良好な画像を表示することができる。
また、拡散部材が移動可能とされているため、従来のように、拡散部材の厚みを厚くしてシンチレーションの発生を抑える必要がないので、厚みの薄い拡散部材を用いて、シンチレーションを抑えることができる。すなわち、スクリーン全体を薄型にすることが可能となる。
さらに、拡散部材は、角度変換部材と光学部材との間で振動しているため、これらが拡散部材の動きを規制することになる。したがって、拡散部材は、焦点方向、すなわち、光源装置から射出された光の光軸方向に動くことがないので、焦点の変動による画像ボケの発生を抑え、鮮明な画像を表示することが可能となる。

また、本発明のスクリーンは、前記拡散部材が、連続的に移動することが好ましい。
本発明に係るスクリーンでは、拡散部材が連続的に移動（振動）するため、死点（動きが一瞬でも止まる点）を持たないので、一瞬たりとも干渉が生じる瞬間がない。したがって、フリッカ（スクリーンにおける画像のちらつき）的なスペックルを抑えることが可能となる。

また、本発明のスクリーンは、前記拡散部材が、円軌道、楕円軌道、あるいは、８の字軌道に沿って移動することが好ましい。
本発明に係るスクリーンでは、拡散部材が、円軌道、楕円軌道、あるいは、８の字軌道に沿って振動することで、死点を有さない運動となるため、効率良くシンチレーションを低減させることが可能となる。

また、本発明のスクリーンは、前記角度変換部材の前記拡散部材と対向する面、前記光学部材の前記拡散部材と対向する面、前記拡散部材の前記角度変換部材と対向する入射面及び前記拡散部材の前記光学部材と対向する射出面のうち少なくとも前記拡散部材の入射面及び射出面には、静電防止処理が施されていることが好ましい。
本発明に係るスクリーンでは、角度変換部材，拡散部材，光学部材のうち少なくとも拡散部材の入射面及び射出面に静電防止処理が施されているため、拡散部材を動かす際に、大きな抵抗力となる静電力を抑制することが可能となる。

また、本発明のスクリーンは、前記角度変換部材は、射出面にフレネルレンズが形成され、前記光学部材は、入射面に複数のマイクロレンズ部が形成され、前記角度変換部材のフレネルレンズの先端及び前記光学部材の複数のマイクロレンズ部の先端には、Ｒ付け、あるいは、面取りが施されていることが好ましい。

本発明に係るスクリーンでは、角度変換部材の射出面と拡散部材とが接触した場合や光学部材の入射面と拡散部材とが接触した場合に、フレネルレンズの先端及び複数のマイクロレンズ部の先端には、Ｒ付け、あるいは、面取りが施されているため、拡散部材の損傷を防止することができる。
また、拡散部材が振動している場合、角度変換部材と拡散部材との磨耗や光学部材と拡散部材との磨耗を抑制することができる。

また、本発明のスクリーンは、前記拡散部材には、拡散性を有する粒子が分散されていることが好ましい。
本発明に係るスクリーンでは、拡散性を有する粒子として、例えば、ガラスからなる微粒子が分散された拡散部材を用いることにより、最も効果的、かつ、均一に拡散性を付与し、入射した光を効率良く拡散することができる。したがって、スクリーンから射出される画像は、輝度ムラがなく、シンチレーションの発生が抑えられたものとなる。

また、本発明のスクリーンは、前記拡散部材の入射面及び射出面の少なくとも一方に複数の凸部が形成されていることが好ましい。
本発明に係るスクリーンでは、拡散部材に入射した光は、入射面及び射出面の少なくとも一方に形成された複数の凸部により拡散される。したがって、簡易な構成により、拡散部材の表面において、拡散部材に入射した光に拡散性を付与することが可能となる。

また、本発明のスクリーンは、前記拡散部材には、泳動粒子を包含した分散媒が充填されていることが好ましい。
本発明に係るスクリーンでは、拡散部材は、泳動粒子を包含した分散媒が充填されているため、拡散部材を透過した光は、残像効果により時間積分される。したがって、拡散部材を振動させることなく、拡散部材を振動させたときと同様の現象を得ることができるので、光のシンチレーションの発生を防止することが可能となる。また、この拡散部材を振動させることにより、さらに、光のシンチレーションを抑えることができるので、スクリーンから射出される光は、シンチレーションが抑えられた光となり、良好な画像を表示することができる。

本発明のプロジェクタは、光を射出する光源装置と、該光源装置から射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、該光変調装置により変調された光を投射する投射装置と、該投射装置から射出された画像が投射される上記のスクリーンとを備えることを特徴とする。

本発明に係るプロジェクタでは、光源装置より射出された光は、光変調装置に入射する。そして、光変調装置により変調された画像が、投射装置によってスクリーンに投射される。このとき、拡散部材の位置が規制され、鮮明な画像を得ることが可能なスクリーンを用いているため、スクリーンから投射された画像は、輝度ムラがなく良質な画像が表示されることになる。

本発明の画像表示装置は、光を射出する光源装置と、該光源装置から射出された光を走査する走査手段と、該走査手段により走査された光が投影される上記のスクリーンとを備えることを特徴とする。
本発明に係る画像表示装置では、光源装置から射出された光は走査手段により走査される。そして、走査手段により走査された光は、スクリーンに投影される。このとき、拡散部材の位置が規制され、鮮明な画像を得ることが可能なスクリーンを用いているため、スクリーンから射出される光は、シンチレーションの発生が抑えられることになる。したがって、輝度ムラがなく良質な画像を表示することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明に係るスクリーン、リアプロジェクタ及び画像表示装置の実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

［第１実施形態］
図１（ａ）は本実施形態に係るリアプロジェクタ（プロジェクタ）１の概略構成を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すリアプロジェクタ１の側面断面図である。本実施形態に係るリアプロジェクタ１は、光源装置から射出された光を光変調手段により変調し、この変調した光をスクリーン１０に拡大投射するものである。

図１（ａ）に示すように、リアプロジェクタ１は、筐体２と、筐体２の前面に取り付けられ、画像が投影されるスクリーン１０とを備えている。スクリーン１０の下方の筐体２にはフロントパネル３が設けられ、フロントパネル３の左右側にはスピーカからの音声を出力する開口部４が設けられている。

次に、リアプロジェクタ１の筐体２の内部構造について説明する。
図１（ｂ）に示すように、リアプロジェクタ１の筐体２内部の下方には投射光学系２０が配設されている。投射光学系２０とスクリーン１０との間には反射ミラー５，６が設けられており、投射光学系２０から出射された光が反射ミラー５，６によって反射され、スクリーン１０に拡大投影されるようになっている。

次に、リアプロジェクタ１の投射光学系２０の概略構成について説明する。
図２は、リアプロジェクタ１の投射光学系２０の構成を示す概略図である。なお、図２中においては、簡略化のためリアプロジェクタ１を構成する筐体２は省略している。

投射光学系２０は、赤色光を射出する赤色レーザ光源（光源装置）２１Ｒと、緑色光を射出する緑色レーザ光源（光源装置）２１Ｇと、青色光を射出する青色レーザ光源（レーザ光源）２１Ｂと、これらレーザ光源２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂから射出されたレーザ光をそれぞれ変調する液晶ライトバルブ（光変調装置）２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂと、液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂにより変調されたレーザ光を合成するクロスダイクロイックプリズム（色光合成手段）２６と、クロスダイクロイックプリズム２６により合成されたレーザ光を拡大して投射する投射レンズ（投射装置）２７とを備えている。

投射光学系２０は、レーザ光源２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂから射出されたレーザ光の照度分布を均一化させるための均一照明系として、各レーザ光源２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの後方に配置され、レーザ光を液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂに射出する照明光学系を備えている。例えば、照明光学系は、ホログラム、フィールドレンズを備えている。

また、各液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂの入射側および出射側には、偏光板（図示せず）が配置されている。そして、各レーザ光源２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂからの光束のうち所定方向の直線偏光のみが入射側偏光板を透過して、各液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂに入射する。また、入射側偏光板の前方に偏光変換手段（図示せず）を設けてもよい。この場合、偏光変換手段により、入射側偏光板を透過する光に変換することで、光の利用効率を向上させることができる。

各液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂによって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム２６に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は投写光学系である投射レンズ２７によりスクリーン１０上に投写され、拡大された画像が表示される。

次に、スクリーン１０の詳細について説明する。
スクリーン１０は、図３に示すように、入射した光の角度を変換するフレネル板（角度変換部材）１１と、光透過性を有するレンチキュラ板（光学部材）１３と、フレネル板１１とレンチキュラ板１３との間に配置され、入射した光を拡散させる拡散板（拡散部材）１２とを備えている。

まず、フレネル板１１について説明する。
フレネル板１１は、図４に示すように、入射面１１ａと反対の射出面１１ｂに略同心円状に形成されたプリズム形状のフレネルレンズ１１ｃが形成されている。このフレネルレンズ１１ｃは、投射レンズ２７から射出され入射面１１ａより入射したレーザ光を屈折させ、平行光に変換し射出面１１ｂより射出するものである。
また、フレネルレンズ１１ｃの先端には、面取りが施されている。なお、フレネルレンズ１１ｃの先端に、Ｒ付けが施されていても良い。ここで言う、Ｒ付けとは、射出面１１ｂ側に凸の湾曲面を示している。

次に、レンチキュラ板１３について説明する。
レンチキュラ板１３は、図４に示すように、入射面１３ａに複数の蒲鉾状のマイクロレンズ素子（マイクロレンズ部）１３ｃがレーザ光の入射側に設けられている。この複数のマイクロレンズ素子１３ｃは、光軸Ｏに垂直な平面（ｘｙ平面）において、ｙ方向（スクリーンを設置した状態における垂直方向）に長手方向を有し、ｘ方向に並列に配置されている。また、マイクロレンズ素子１３ｃの先端には、Ｒ付けが施されている。ここで言う、Ｒ付けとは、入射面１３ａ側に凸の湾曲面を示している。
なお、マイクロレンズ素子１３ｃの先端に、面取りが施されていても良い。
さらに、レンチキュラ板１３は、入射面１３ａから入射したレーザ光を所定の角度範囲に拡散させ、射出面１３ｂから射出させるものであり、画像の視野角を広くし、スクリーン１０を正面から水平方向にずれた位置で観察しても良好な画像を観察可能にするものである。なお、レンチキュラ板１３の材料としては、光を透過する材料であれば良い。

また、フレネル板１１及びレンチキュラ板１３の材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂等が挙げられる。なお、光透過性を有し、かつ、剛性を有していることが好ましく、さらには、表面耐擦傷性及び耐候性を考慮して選択されることが望ましい。これにより、信頼性の高いフレネル板１１及びレンチキュラ板１３を得ることが可能となる。

次に、拡散板１２について説明する。
拡散板１２は、図４に示すように、フレネル板１１の射出面１１ｂから射出したレーザ光を拡散させ、レンチキュラ板１３の入射面１３ａに射出するものである。また、拡散板１２は、内部に拡散性を有する粒子１２ｃが分散されている。具体的には、微粒子状（ビーズ状）のシリカ、ガラス、樹脂等を用いることができる。粒子１２ｃの平均粒径は、特に限定されないが、０．５μｍ〜５０μｍであるのが好ましい。
また、拡散板の材料としては、例えば、シクロオレフィン系樹脂が挙げられる。

また、拡散板１２の厚みＬは、図５に示すように、フレネル板１１とレンチキュラ板１３との間隙１５の間隔Ｍの略２／３の厚みとなっている。なお、拡散板１２の厚みＬは、間隙１５の間隔Ｍの半分以上であることが好ましい。この構成により、拡散板１２が、フレネル板１１とレンチキュラ板１３との間において、当該拡散板１２の厚みＬ分、光軸Ｏ方向にずれることはないので、たるむことがない。
すなわち、拡散板１２を当該拡散板１２の厚みＬよりわずかに大きい間隙１５内で動かすことにより、焦点方向に拡散板１２が大きくずれることがないので、焦点ボケによる画像の乱れが生じることはない。また、この間隙１５により、拡散板１２の動きを規制することができるので、薄い拡散板（例えば、厚み：０．５ｍｍ、サイズ；数十インチ）１２を保持する保持枠を使用することなく、拡散板１２をたるみのないように張りつつ、動かすことができる。
また、これにより、拡散板１２の質量を小さくすることができるので、拡散板１２を簡単に動かすことができ、さらには、スクリーン１０全体の小型化を図ることが可能となる。

拡散板１２は、図５に示す入射面（フレネル板と対向する面）１２ａ及び射出面（レンチキュラ板と対向する面）１２ｂに、静電防止処理が施されている。
また、フレネル板１１，レンチキュラ板１３，拡散板１２は、それぞれアクリル樹脂等からなるプラスチック材料で形成されている。これにより、スクリーン１０全体の軽量化が図られ、特に、拡散板１２は振動する部材となるだけに軽量化が必要である。しかしながら、拡散板１２をプラスチック材料で形成することにより、静電力が発生し、拡散板１２が振動する際の大きな抵抗力になってしまう。このとき、拡散板１２の入射面１２ａ及び射出面１２ｂに静電防止処理を施すことで、静電力による抵抗を軽減することが可能となる。静電防止処理の仕方としては、プラスチック材料の内部に静電防止処理剤を練り込んでも良く、また、表面に静電防止処理剤を塗布した構成であっても良い。

スクリーン１０には、図６に示すように、拡散板１２の下面１２ｄ側に、拡散板１２を連続的に振動させる駆動部３０が設けられている。駆動部３０は、拡散板１２をレーザ光が入射する光線方向（光軸Ｏ）に対して垂直方向、すなわち、レーザ光が入射する面方向（ｘｙ平面方向）に連続的に振動させるものである。なお、拡散板１２を振動させる周波数は、人間が感知可能なフリッカの周波数よりも高い周波数に設定されている。
また、駆動部３０は、図６に示すように、偏心軸３１と、駆動板３２とを備えている。
駆動板３２は、モータ（図示略）により、中心軸を中心に回転するようになっている。また、偏心軸３１は、駆動板３２の中心軸とずれた位置に取り付けられている。
拡散板１２は、この駆動板３２に当接しており、駆動板３２の回転に連動して、円軌道に沿って動くようになっている。なお、拡散板１２を楕円軌道に沿って動かすことも可能であり、また、拡散板を８の字軌道に沿って動かしても良い。

次に、以上の構成からなる本実施形態のリアプロジェクタ１によりスクリーン１０に画像を投影する方法について説明する。
まず、各レーザ光源２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂから射出されたレーザ光は、図２に示すように、それぞれ照明光学系２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂにより、照度分布が略均一化され液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂに入射する。そして、入射したレーザ光は、液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂによりそれぞれ変調され、クロスダイクロイックプリズム２６に入射する。その後、クロスダイクロイックプリズム２６は、各透過型液晶ライトバルブ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂでそれぞれ変調されたＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成し、クロスダイクロイックプリズム２６で合成された光は、投射レンズ２７によってスクリーン１０へ投射される。

スクリーン１０に投射されたレーザ光は、図７に示すように、レーザ光の進行を模式的に示すと、フレネル板１１の入射面１１ａより入射し、フレネルレンズ１１ｃによって屈折し平行光となる。そして、フレネル板１１の射出面１１ｂから射出した平行光は、拡散板１２によりランダムな方向に拡散され、拡散された光はレンチキュラ板１３の入射面１３ａから入射する。そして、レンチキュラ板１３から射出される光は、所定の角度範囲に拡散される。このとき、拡散板１２は、駆動部３０により光軸Ｏに対して垂直方向に、円軌道に沿って動くようになっている。

本実施形態に係るリアプロジェクタ１では、拡散板１２が円軌道に沿って振動しているため、拡散板１２から射出されるレーザ光は、拡散状態が時間的に変化している。したがって、拡散板１２を透過した光は、残像効果により時間積分され、その結果、スクリーン１０から射出されるレーザ光は、シンチレーションが抑えられた光となり、良好な画像を表示することができる。
また、拡散板１２は、フレネル板１１とレンチキュラ板１３との間で振動しているため、これらが拡散板１２の動きを規制することになる。したがって、拡散板１２は、光軸Ｏ方向に動くことがないので、焦点の変動による画像ボケの発生を抑え、鮮明な画像を表示することが可能となる。
さらに、拡散板１２が、死点を持たない連続的な振動をすることで、干渉抑制の効果を持続させることができる。このように、拡散板１２を連続的に振動させることにより、断続的に振動させる場合に比べて、確実にシンチレーションの発生を抑えることが可能となる。すなわち、拡散板１２が、死点を有する振動をする場合が一瞬でもあった場合、スペックルが一瞬発生し、フリッカのような減少を生じてしまうので、拡散板１２を連続的に振動させることで、シンチレーションの発生を確実に抑えることが可能となる。

また、拡散板１２と接触するフレネルレンズ１１ｃの先端及びマイクロレンズ素子１３ｃの先端は鋭利にならないように、フレネルレンズ１１ｃの先端を面取りし、マイクロレンズ素子１３ｃの先端をＲ付けしているため、拡散板１２の損傷や拡散板１２とフレネルレンズ１１ｃの先端，マイクロレンズ素子１３ｃの先端との磨耗を抑制することができる。

なお、拡散板１２は、拡散性を有する粒子が分散されているとしたが、これに代えて、図８に示すように、入射面３５ａ及び射出面３５ｂに複数の凸部３５ｃが形成された拡散板（拡散部材）３５であっても良い。この構成では、拡散板３５に入射した光は、複数の凸部３５ｃにより拡散するため、簡易な構成により、拡散板３５に入射したレーザ光に拡散性を付与することが可能となる。また、複数の凸部３５ｃは、入射面３５ａ及び射出面３５ｂの少なくとも一方に形成されていても、入射したレーザ光を拡散させることができるが、入射面３５ａ及び射出面３５ｂの両方に凸部３５ｃを設けた方が、入射したレーザ光をより拡散させることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明に係る第２実施形態について、図９を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第１実施形態に係るリアプロジェクタのスクリーン１０と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本実施形態に係るスクリーン４０では、駆動部４５の構成において、第１実施形態と異なる。

駆動部４５は、電磁力によって可動部４６が駆動するソレノイド４７であり、コイル（図示略）内に可動部４６が設置されており、コイルに電流を加えることにより、可動部４６が直進運動するものである。このソレノイド４７は、拡散板１２の下面１２ｄに対して約４５°傾斜して配置されており、可動部４６により、拡散板１２の下面１２ｄを４５°上方に突き上げるようになっている。
また、拡散板１２は、上辺の中央付近で、上方から弾性を有する吊り下げ糸４１により吊るされている。これにより、拡散板１２は、吊り下げ糸４１の支点以外は自由度の大きな動きができるようになっている。

次に、スクリーン４０へのレーザ光の投射方法は、第１実施形態と同じであるため、スクリーン４０についてのみ説明する。
ソレノイド４７により、可動部４６が拡散板１２の下面１２ｄを４５°上方に力を与えることにより、拡散板１２は、図９に示すように、８の字の軌道に沿って動く。そして、拡散板１２の動きは吊り下げ糸４１の弾性によって、一定時間で減衰をしながら８の字の軌道に沿って振動を続ける。このように、拡散板１２が８の字の軌道に沿って振動を続けている間は、ソレノイド４７から拡散板１２には力を与えない。その後、あらかじめ決められた量の減衰が進むと、ソレノイド４７が再び作動して、拡散板１２を４５°上方に押し上げる。

本実施形態に係るリアプロジェクタでは、ソレノイド４７を用い、かつ、弾性を有する吊り下げ糸４１で吊っていることにより、常時駆動させる必要がないため、余分なエネルギーを消費せずに効率的に、連続的な運動を与えることが可能となり、スクリーン４０から射出されるレーザ光のシンチレーションを低減することができる。また、ソレノイド４７は、小型であるため、スクリーン４０全体の小型化を図ることが可能となる

［第３実施形態］
次に、本発明に係る第３実施形態について、図１０を参照して説明する。
本実施形態に係るスクリーン５０では、拡散部材５１の構成において、第１実施形態と異なる。すなわち、第１実施形態では、拡散板１２を動かしたが、本実施形態では、拡散部材５１を動かさない点において第１実施形態と異なる。
拡散部材５１は、シート状の収納体５２の内に泳動粒子５３を包含した液体の分散媒５４が充填されている。この収納体５２の入射面５２ａには、フレネルレンズ５５が形成されており、射出面５２ｂには、マイクロレンズ素子５６が形成されている。すなわち、拡散部材５１は、フレネルレンズ５５とマイクロレンズ素子５６との間に挟まれており、フレネルレンズ５５と拡散部材５１とマイクロレンズ素子５６とが一体となった構成になっている。

本実施形態に係るリアプロジェクタでは、泳動粒子５３を用いているため、泳動粒子５３がブラウン運動（ランダムな運動）を行うため、拡散部材５１を透過した光は、残像効果により時間積分される。したがって、第１実施形態のように拡散板１２を振動させることなく、拡散部材５１を振動させたときと同様の現象を得ることができので、レーザ光のシンチレーションの発生を防止することが可能となる。
なお、フレネルレンズ５５と拡散部材５１とマイクロレンズ素子５６とを一体に設けたが、それぞれを別体に設けて、第１実施形態と同様に、拡散部材５１を振動させても良い。これにより、レーザ光のシンチレーションをさらに抑えることができるので、スクリーン５０から射出されるレーザ光は、シンチレーションが抑えられた光となり、良好な画像を表示することができる。

［第４実施形態］
次に、本発明に係る第４実施形態について、図１１を参照して説明する。
本実施形態に係る画像表示装置は、第１実施形態におけるスクリーン１０を画像表示装置に適用したものである。
画像表示装置１００は、図１１に示すように、Ｒ光を射出するレーザ光源１０２Ｒ，Ｇ光を射出するレーザ光源１０２Ｇ，Ｂ光を射出するレーザ光源１０２Ｂを有する光源装置１０１と、コリメート光学系１０４及びビーム整形光学系１０５を含むレンズ光学系１０３と、入射されたレーザ光を２次元方向に走査するスキャナ（走査手段）１０６と、スキャナ１０６により走査されたレーザ光を拡大投射する投射レンズ１０８と、投射レンズ１０８により投射された光をスクリーン１０に向けて反射する反射ミラー１０９とによって概略構成されている。この画像表示装置１００では、光源装置１０１、レンズ光学系１０３、スキャナ１０６、投射レンズ１０８、反射ミラー１０９は、スクリーン１０を備えた筐体１１０の内部に収容されており、筐体１１０内を走らせたレーザ光をスクリーン１０上に走査することによって画像が表示されるようになっている。

本発明に係る画像表示装置では、拡散板１２の位置が規制され、鮮明な画像を得ることが可能なスクリーン１０を用いているため、スクリーン１０から射出される光は、シンチレーションの発生が抑えられることになる。したがって、輝度ムラがなく良質な画像を表示することが可能となる。
なお、本実施形態では、第１実施形態のスクリーン１０を用いて説明したが、第２実施形態のスクリーン４０や、第３実施形態のスクリーン５０であっても良い。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態では、拡散板を振動させたが、振動させなくてもレーザ光の干渉によるスペックルの発生を解消することが可能であるが、スペックルの発生を確実に解消するには、上記各実施形態で示したように、拡散板を振動させたり、泳動粒子を動かしたりすれば良い。
また、拡散板の入射面及び射出面に、静電防止処理が施された構成にしたが、フレネル板の射出面（拡散板と対向する面）やレンチキュラ板の入射面（拡散板と対向する面）に静電防止処理が施されていても良い。この構成では、フレネル板の射出面やレンチキュラ板の入射面に静電防止処理を施すことで、拡散板が振動する際に生じる静電力をより抑えることができ、拡散板を滑らかに動かすことが可能となる。
また、静電防止処理に代えて、フレネル板の射出面，レンチキュラ板の入射面，拡散板の入射面及び射出面に、潤滑性樹脂による被膜を形成してもよい。

また、角度変換部材として、フレネル板を用いて説明したが、これに限らず、入射した光を屈折させる屈折作用を有するものであれば良く、例えば、ホログラムシート等であっても良い。
さらに、光学部材として、蒲鉾状のマイクロレンズ素子が形成されたレンチキュラ板を用いたが、これに限らず、例えば、レンチキュラ板を平面視したときの形状が略円形または略楕円形のマイクロレンズ素子が形成された光学素子であっても良い。また、光学部材は、光透過性を有する板状の部材であれば良く、例えば、ガラス等であっても良い。

また、光源として干渉性の高いレーザ光源を用いたが、可干渉性を有する光源であれば効果的であり、光源としては、例えば、高圧水銀ランプ，ＬＥＤ等であっても良い。
また、光変調素子として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、反射型の液晶ライトバルブ、及び、微小ミラーアレイデバイスを光変調素子として用いることができる。その際には、投射光学系の構成は適宜変更される。
また、スクリーンは、ｘｙ平面内で不規則（ランダム）に振動する構成であっても良い。この構成では、駆動部によりスクリーンを不規則に振動させるように設定すれば良いため、簡易な駆動部の制御により、シンチレーションを低減させることができる。
また、レンチキュラ板の射出面にブラックマトリックス（遮光層）が形成されていても良い。この構成では、マイクロレンズ素子で集光したレーザ光が再び入射面側に戻ってくるのを効果的に防止し、かつ、レーザ光を射出面から効率良く拡散させることができる。したがって、輝度が高く、コントラストの良い鮮明な画像が表示されることになる。

本発明の第１実施形態に係るリアプロジェクタの概略構成図である。 図１のリアプロジェクタの投射光学系及びスクリーンを示す平面図である。 図１のリアプロジェクタに用いられるスクリーンを示す斜視図である。 図１のリアプロジェクタのスクリーンを示す断面図である。 図１のリアプロジェクタのスクリーンの構成を示す断面図である。 図１のリアプロジェクタのスクリーンの駆動部及び拡散板の動きを示す平面図である。 図１のリアプロジェクタのスクリーンを透過するレーザ光を模式的に示した平面図である。 図１のリアプロジェクタのスクリーンの拡散板の変形例を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係るスクリーンの平面図である。 本発明の第３実施形態に係るスクリーンの平面図である。 本発明の第４実施形態に係る画像表示装置の概略構成図である。

符号の説明

１…リアプロジェクタ（プロジェクタ）、１０，４０，５０…スクリーン，１１…フレネル板（角度変換部材）、１１ｃ…フレネルレンズ、１２，３５…拡散板（拡散部材）、１３…レンチキュラ板（光学部材）、１３ｃ…マイクロレンズ素子（マイクロレンズ部）、２１Ｒ…赤色レーザ光源（光源装置）、２１Ｇ…緑色レーザ光源（光源装置）、２１Ｂ…青色レーザ光源（レーザ光源）、２４Ｒ,２４Ｇ，２４Ｂ…液晶ライトバルブ（光変調装置）、２７…投射レンズ（投射装置）、５１…拡散部材、５３…泳動粒子、５４…分散媒、１００…画像表示装置、１０６…スキャナ（走査手段）

Claims (9)

1. 入射した光の角度を変換する角度変換部材と、
   該角度変換部材より射出された光を拡散させる拡散部材と、
   該拡散部材より拡散された光を透過させる光学部材と、
   前記拡散部材を駆動する駆動部と、を備え、
   前記角度変換部材、前記拡散部材及び前記光学部材が板状であり、前記角度変換部材と前記光学部材との間に前記拡散部材が配置され、
   前記拡散部材が、前記駆動部により、光が入射する光線方向に対して垂直方向に移動可能とされ、
   前記角度変換部材、前記拡散部材及び前記光学部材がそれぞれプラスチック材料からなり、
   前記拡散部材の入射面及び射出面に静電防止処理が施されていることを特徴とするスクリーン。
2. 前記拡散部材が、連続的に移動することを特徴とする請求項１に記載のスクリーン。
3. 前記拡散部材が、円軌道、楕円軌道、あるいは、８の字軌道に沿って移動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスクリーン。
4. 前記角度変換部材は、射出面にフレネルレンズが形成され、
   前記光学部材は、入射面に複数のマイクロレンズ部が形成され、
   前記角度変換部材のフレネルレンズの先端及び前記光学部材の複数のマイクロレンズ部の先端には、Ｒ付け、あるいは、面取りが施されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスクリーン。
5. 前記拡散部材には、拡散性を有する粒子が分散されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスクリーン。
6. 前記拡散部材の入射面及び射出面の少なくとも一方に複数の凸部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のスクリーン。
7. 前記拡散部材には、泳動粒子を包含した分散媒が充填されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のスクリーン。
8. 光を射出する光源装置と、
   該光源装置から射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、
   該光変調装置により変調された光を投射する投射装置と、
   該投射装置から射出された画像が投射される請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のスクリーンとを備えることを特徴とするプロジェクタ。
9. 光を射出する光源装置と、
   該光源装置から射出された光を走査する走査手段と、
   該走査手段により走査された光が投影される請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のスクリーンとを備えることを特徴とする画像表示装置。

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