KR100805515B1 - 스크린 및 화상 표시 장치 - Google Patents

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KR100805515B1 KR1020060010159A KR20060010159A KR100805515B1 KR 100805515 B1 KR100805515 B1 KR 100805515B1 KR 1020060010159 A KR1020060010159 A KR 1020060010159A KR 20060010159 A KR20060010159 A KR 20060010159A KR 100805515 B1 KR100805515 B1 KR 100805515B1
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아키라 신보
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

입사된 광을 효율 좋게 소정의 출사 방향으로 진행시키고, 또한 밝기 얼룩을 저감시킬 수 있는 스크린 등을 제공하는 것이다. 화상 신호에 따른 광을 투과하는 스크린으로서, 화상 신호에 따른 광의 입사측에 마련된 제 1 면(211) 및 제 2 면(212)과, 화상 신호에 따른 광을 출사하는 출사면(213)을 구비하여, 화상 신호에 따른 광을 각도 변환하여 출사하는 각도 변환부(201)를 갖고, 제 2 면(212)은 제 1 면(211)으로부터 입사된 광을 출사면(213)의 방향으로 반사하고, 제 1 면(211) 및 제 2 면(212) 중 적어도 한쪽은, 입사된 광을 발산시키는 광 발산 기능 및 입사된 광을 수속시키는 광 수속 기능 중 어느 하나를 구비한다.

Description

스크린 및 화상 표시 장치{SCREEN AND IMAGE DISPLAY APPARATUS}
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 프로젝터의 개략 구성도,
도 2는 스크린의 요부 단면 구성도,
도 3은 프레넬 렌즈의 평면 구성도,
도 4는 프레넬 렌즈에서의 광의 행동을 설명하는 도면,
도 5는 제 2 면이 볼록면인 프레넬 렌즈의 요부 단면 구성도,
도 6은 제 1 면이 곡면인 프레넬 렌즈의 요부 단면 구성도,
도 7은 제 1 면 및 제 2 면이 곡면인 프레넬 렌즈의 요부 단면 구성도,
도 8은 본 실시예의 바람직한 구성에 대하여 설명하는 도면,
도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 스크린에 대하여 설명하는 도면,
도 10은 영역 AR3의 최상부 부근의 구성을 도시한 도면,
도 11은 영역 AR3의 최하부 부근의 구성을 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 실시예 3에 따른 스크린에 대하여 설명하는 도면,
도 13은 실시예 3의 변형예에 따른 스크린에 대하여 설명하는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 프로젝터 11 : 초고압 수은 램프
12 : 적분기(integrator) 13 : 편광 변환 소자
14R : R광 투과 다이클로익 미러
14G : B광 투과 다이클로익 미러
15 : 반사 미러 16 : 릴레이 렌즈
17R, 17G, 17B : 공간 광 변조 장치
18 : 크로스 다이클로익 프리즘
18a, 18b : 다이클로익막 20 : 투사 렌즈
105 : 반사 미러 107 : 케이스
110 : 스크린 201 : 프레넬 렌즈
202 : 렌티큘러 렌즈 어레이 203 : 확산부
210 : 프리즘 바디 211 : 제 1 면
212 : 제 2 면 213 : 출사면
215 : 능선부 501 : 프레넬 렌즈
510 : 프리즘 바디 512 : 제 2 면
601 : 프레넬 렌즈 610 : 프리즘 바디
611 : 제 1 면 612 : 제 2 면
701 : 프레넬 렌즈 710 : 프리즘 바디
712 : 제 2 면 801 : 프레넬 렌즈
210-1, 210-2 : 프리즘 바디 AR1, AR2 : 영역
901 : 프레넬 렌즈 AR3, AR4 : 영역
N : 법선 1201 : 프레넬 렌즈
1210 : 프리즘 바디 1211 : 제 1 면
1212 : 제 2 면 1216 : 제 3 면
1301 : 프레넬 렌즈 1310 : 프리즘 바디
1311 : 제 1 면 1312 : 제 2 면
1315 : 능선부 1317 : 평탄부
본 발명은, 스크린 및 화상 표시 장치, 특히, 화상 신호에 따른 광을 투과시킴으로써 화상을 표시하는 화상 표시 장치에 바람직한 스크린 기술에 관한 것이다.
화상 신호에 따른 광을 투과시킴으로써 화상을 표시하는, 이른바 리어 프로젝터에는, 광을 투과시키는 투과형의 스크린이 이용된다. 리어 프로젝터는 스크린에 대하여 경사 방향으로부터 화상 신호에 따른 광을 입사하는 구성으로 함으로써 박형화 도모되고 있다. 스크린에 대하여 경사 방향으로부터 광을 입사하는 경우, 스크린은 비스듬히 입사된 광을 관찰자 방향으로 각도 변환하는 구성으로 할 필요가 있다. 또한, 스크린에 입사되는 광의 입사 각도가 커질수록, 스크린의 계면에서 광이 전반사되기 쉬워진다고 생각된다. 스크린에서의 전반사에 의해서 광이 프로젝터의 내부에 취입되면, 밝은 화상을 표시하는 것이 곤란하게 된다. 또한, 프 로젝터의 내부에 광이 취입되면, 미광(迷光)의 다중 반사로부터 고스트가 생기는 경우도 있다. 이 때문에, 스크린은, 밝고 고품질의 화상을 얻기 위해서는, 비스듬히 입사된 광을 관찰자 방향으로 효율 좋게 진행시키는 구성으로 할 필요가 있다. 비스듬히 입사된 광을 관찰자 방향으로 효율 좋게 진행시키기 위한 스크린의 기술은, 예컨대, 특허 문헌 1에 제안되어 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2003-149744호 공보
프레넬 렌즈는, 스크린으로부터 보아 광 밸브가 설치되는 쪽인 하측의 경사면으로부터 광을 입사하여, 입사된 광을 상측의 경사면에서 전반사시킨다. 그러나, 특허 문헌 1에 제안되는 기술에서는, 프레넬 렌즈로부터 출사되는 광에 밝기 얼룩이 많이 발생해 버린다. 이 때문에, 프레넬 렌즈의 출사측에 확산층 등을 마련하는 것에 의해 광의 균일화를 도모하는 것으로 해도, 스크린으로부터의 광의 밝기 얼룩을 해소하기 어렵다고 하는 문제가 있다. 본 발명은, 상술한 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 입사된 광을 효율 좋게 소정의 출사 방향으로 진행시키고, 또한 밝기 얼룩을 저감시킬 수 있는 스크린, 및 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하여, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의하면, 화상 신호에 따른 광을 투과하는 스크린으로서, 화상 신호에 따른 광의 입사측에 마련된 제 1 면 및 제 2 면과, 화상 신호에 따른 광을 출사하는 출사면을 구비하여, 화상 신호에 따른 광을 각도 변환하여 출사하는 각도 변환부를 갖고, 제 2 면은 제 1 면으로부터 입사된 광을 출사면의 방향으로 반사하고, 제 1 면 및 제 2 면 중 적어도 한쪽은, 입사된 광을 발산시키는 광 발산 기능 및 입사된 광을 수속시키는 광 수속 기능 중 어느 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 스크린을 제공할 수 있다.
스크린에 대하여 비스듬히 진행한 광은 각도 변환부의 제 1 면에 입사된다. 제 1 면으로부터 각도 변환부에 입사된 광은, 제 2 면에서 출사면 방향으로 반사된다. 출사면 방향으로 진행한 광은, 스크린으로부터 출사된 후, 관찰자의 방향으로 진행한다. 이렇게 하여, 스크린에 대하여 비스듬히 입사된 광을 관찰자 방향으로 효율 좋게 진행시킬 수 있다. 화상 신호에 따른 광을 관찰자 방향으로 효율 좋게 진행시킴으로써, 미광의 발생도 줄일 수 있다.
광 발산 기능을 구비하는 면에 입사된 광은 발산하면서 진행한다. 광 수속 기능을 구비하는 면에 입사된 광은 일단 수속된 후, 발산하면서 진행한다. 제 1 면 및 제 2 면 중 적어도 한쪽이 광 발산 기능 및 광 수속 기능 중 어느 하나를 구비하는 것에 의해, 화상 신호에 따른 광을 발산시키면서 출사면의 방향으로 진행시킬 수 있다. 화상 신호에 따른 광이 출사면에서 대략 균일해지도록 발산시킴으로써, 각도 변환부로부터의 광의 밝기 얼룩을 줄일 수 있다. 이에 따라, 입사된 광을 효율 좋게 소정의 출사 방향으로 진행시키고, 또한 밝기 얼룩을 저감시킬 수 있는 스크린을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명이 바람직한 형태에 의하면, 제 1 면 및 제 2 면 중 광 발산 기능 및 광 수속 기능 중 어느 하나를 구비하는 면은, 제 1 면 및 제 2 면의 긴 변에 대략 직교하는 단면에서 곡선으로 표시되는 곡면인 것이 바람직하다. 이에 따라, 제 1 면 및 제 2 면 중 적어도 한쪽이 광 발산 기능 및 광 수속 기능 중 어느 하나를 구비하는 구성으로 할 수 있다.
또한, 본 발명이 바람직한 형태에 의하면, 제 1 면은 단면에서 직선으로 표시되는 평면이고, 제 2 면은 단면에서 곡선으로 표시되는 곡면인 것이 바람직하다. 제 1 면을 평면으로 하는 것에 의해, 제 1 면을 투사 렌즈로부터의 광의 진행 방향에 대하여 수직에 가까운 면으로 할 수 있다. 제 1 면에 대하여 대략 수직하게 입사되는 광이 많을수록, 투사 렌즈로부터의 광을 효율 좋게 각도 변환부에 취입할 수 있다. 또한, 제 1 면에서의 화상 신호에 따른 광의 반사를 줄일 수도 있다. 이에 따라, 화상 신호에 따른 광을 효율 좋게 각도 변환부에 취입할 수 있다.
또한, 본 발명이 바람직한 형태로서는, 곡면은 오목면을 갖는 것이 바람직하다. 제 1 면 및 제 2 면 중 적어도 한쪽을 오목면으로 함으로써 제 1 면 및 제 2 면 중 적어도 한쪽이 광 발산 기능을 구비하는 구성으로 할 수 있다.
또한, 본 발명이 바람직한 형태로서는, 곡면은 볼록면을 갖는 것이 바람직하다. 제 1 면 및 제 2 면 중 적어도 한쪽을 볼록면으로 함으로써 제 1 면 및 제 2 면 중 적어도 한쪽이 광 수속 기능을 구비하는 구성으로 할 수 있다.
또한, 본 발명이 바람직한 형태로서는, 제 1 면 및 제 2 면은 대략 동심원 형상으로 배치되고, 곡면은 제 1 면 및 제 2 면을 배치하는 동심원의 중심부터의 거리에 따라 설정된 곡률을 이루는 것이 바람직하다. 예컨대, 투사 렌즈로부터 스크린으로 화상 신호에 따른 광을 입사하는 경우, 스크린으로 입사되는 광의 입사 각도는 투사 렌즈를 스크린 상에 투영시킨 위치를 중심으로 하여 변화되게 된다. 제 1 면 및 제 2 면을 대략 동심원 형상으로 배치시킨 각도 변환부를 이용하는 것에 의해, 투사 렌즈로부터의 광을 관찰자 방향으로 각도 변환할 수 있다. 스크린으로의 입사 각도가 변화되면, 각도 변환된 광마다의 간극의 크기도 변화되게 된다. 곡면의 곡률을 동심원의 중심부터의 거리에 따라 설정함으로써, 스크린으로의 입사 각도에 관계없이, 각도 변환된 광끼리의 간극 및 중첩을 스크린 전체에 대하여 저감할 수 있다. 이에 따라, 스크린 전체에 대하여 밝기 얼룩이나 노이즈를 저감하여, 고품질의 화상을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명이 바람직한 형태로서는, 곡면은 동심원의 중심으로부터 멀어질수록 큰 곡률을 이루는 것이 바람직하다. 투사 렌즈로부터 스크린으로 화상 신호에 따른 광을 입사하는 경우, 스크린으로 입사되는 광의 입사 각도는 투사 렌즈를 스크린 상에 투영시킨 위치로부터 멀어질 수록 커진다. 스크린으로의 입사 각도가 커지는 것에 따라 각도 변환된 광마다의 간극도 커진다. 동심원의 중심으로부터 멀어질수록 곡면의 곡률을 크게 하는 구성으로 하는 것에 의해, 스크린으로의 입사 각도에 관계없이, 각도 변환된 광끼리의 간극 및 중첩을 스크린 전체에 대하여 저감할 수 있다. 이에 따라, 스크린 전체에 대하여 밝기 얼룩이나 노이즈를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명이 바람직한 형태로서는, 제 1 면 및 제 2 면 중 광 수속 기능 을 구비하는 면은, 각도 변환부의 내부에 초점을 형성하고, 또한, 출사면에서 광을 확산시키는 것이 바람직하다. 예컨대, 광 수속 기능을 구비하는 면에 의해 각도 변환부의 출사면 상, 또는 각도 변환부보다 외측에 초점을 형성하는 경우, 출사면 상에서는 광 수속 기능을 구비하는 면에서 반사했을 때보다 광은 좁혀진 상태로 된다. 이 때문에, 출사면에서는 각도 변환된 광마다 간극이 형성된다. 특히, 각도 변환부의 출사면 상에 초점을 형성하는 구성으로 하는 경우, 각도 변환부가 규칙적인 구조로 인한 영상 광의 주기성이 강해진다. 이 경우, 각도 변환부와 다른 규칙적인 구조를 가지는 구성, 예컨대 렌티큘러 렌즈 어레이에 광을 투과시킴으로써, 무아레(moire)가 발생하기 쉬운 상태로 된다. 광 수속 기능을 구비하는 면에 의해 각도 변환부의 내부에 초점을 형성하고, 또한 출사면에서 광을 확산시키는 구성으로 함으로써 출사면에서의 광마다의 간극을 작게 하는 것이 가능하다. 이에 따라, 밝기 얼룩이나 노이즈를 줄일 수 있다. 또한, 무아레가 발생하기 쉬운 상태를 회피하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명이 바람직한 형태로서는, 제 1 면 및 제 2 면은, 프리즘 바디를 구성하고, 또한, 서로 인접하는 프리즘 바디로부터의 광이 입사되는 출사면 상의 영역끼리 서로 연속하여 병렬로 되도록 배치되는 것이 바람직하다. 영역끼리 서로 연속한다는 것은 영역사이에 간극이 인정되지 않는 상태를 말하고, 영역끼리 병렬한다는 것은 영역끼리의 중첩이 인정되지 않는 상태를 말하는 것으로 한다. 서로 인접하는 프리즘 바디로부터의 광이 입사되는 출사면 상의 영역끼리를 간극이 없도록 연속시키고, 또한 겹치지 않도록 병렬시킴으로써 출사면에서 화상 신호에 따른 광을 균일하게 할 수 있다. 출사면 상에서 서로 인접하는 프리즘 바디로부터의 광이 입사되는 영역끼리를 서로 연속하여 병렬시키도록 제 1 면 및 제 2 면을 배치함으로써, 밝기 얼룩이나 노이즈를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명이 바람직한 형태로서는, 제 1 면 및 제 2 면 중 광 발산 기능 및 광 수속 기능 중 어느 하나를 구비하는 면은, 각도 변환부가 마련되는 기준면의 법선에 대하여 40도 이상 85도 이하의 각도로 진행하는 광이 입사되는 영역에 마련되는 것이 바람직하다. 각도 변환된 광마다의 간극은, 특히, 입사 각도가 40도 이상인 경우에 눈에 띄기 쉬워진다. 입사 각도가 40도 이상 85도 이하인 광이 입사되는 위치에 광 발산 기능 및 광 수속 기능 중 어느 하나를 구비하는 면을 마련함으로써, 각도 변환된 광마다의 간극을 줄일 수 있다. 이에 따라, 밝기 얼룩이나 노이즈를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명이 바람직한 형태로서는, 제 1 면 및 제 2 면은 프리즘 바디를 구성하고, 프리즘 바디는 제 1 면으로 입사되는 광의 진행 방향을 따라 형성된 제 3 면을 갖는 것이 바람직하다. 예컨대, 능선부를 사이에 두고 제 1 면 및 제 2 면을 배치하는 구성에서는, 능선부를 포함하는 선단부를 매우 가늘게 형성해야만 하는 경우가 생각된다. 가는 선단부를 구비하는 프리즘 바디는 높은 정밀도로 제조하기 곤란하다. 프리즘 바디는 제 3 면을 구비함으로써 제조가 곤란한 부분을 생략하고, 또한 광의 각도 변환도 가능한 구성으로 할 수 있다. 제 3 면을 구비함으로써 가는 선단부를 마련하는 경우와 비교하여, 프리즘 바디를 용이하게 제조할 수 있게 된다. 이에 따라, 스크린을 용이하게 제조할 수 있는 구성으로 하여, 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 스크린의 제조 후에 있어서의 프리즘 바디의 파손도 줄일 수 있어, 신뢰성의 향상도 도모할 수 있다.
또한, 본 발명이 바람직한 형태로서는, 제 1 면 및 제 2 면은 프리즘 바디를 구성하고, 인접하는 프리즘 바디끼리의 사이에 마련된 평탄부를 갖는 것이 바람직하다. 예컨대, 프리즘 바디끼리를 인접시키는 경우, 프리즘 바디끼리의 사이에 형성되는 홈부를 높은 정밀도로 제조하는 것이 곤란한 경우가 생각된다. 각도 변환부는 평탄부를 구비함으로써 제조가 곤란한 부분을 생략하고, 또한 광의 각도 변환도 가능한 구성으로 할 수 있다. 평탄부를 구비함으로써 프리즘 바디끼리의 사이에 홈부를 형성하는 경우와 비교하여, 각도 변환부를 용이하게 제조할 수 있게 된다. 이에 따라, 스크린을 용이하게 제조할 수 있는 구성으로 하여, 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 평탄부를 구비하는 각도 변환부는 금형을 이용한 형(型) 전사에 의해서 용이하게 형성할 수 있기 때문에, 형 전사를 이용한 각도 변환부의 형성에 의해 스크린의 양산성의 향상도 도모할 수 있다.
또한, 본 발명이 바람직한 형태로서는, 광을 확산하는 확산부를 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라, 관찰자 방향으로 진행하는 광을 확산하여, 양호한 시야각 특성을 얻을 수 있다. 또한, 확산부에서 광을 확산시킴으로써 각도 변환부의 규칙적인 구조로 인하여 발생되는 광의 주기성을 완화할 수 있어, 무아레의 발생을 줄일 수도 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 광을 공급하는 광원부와, 광원부로부터의 광을 화상 신호에 따라 변조하는 공간 광 변조 장치와, 공간 광 변조 장치로부터의 광을 투과하는 스크린을 갖고, 스크린은 상기의 스크린인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치를 제공할 수 있다. 상기의 스크린을 갖는 것에 의해, 입사된 광을 효율 좋게 소정의 출사 방향으로 진행시키고, 또한 밝기 얼룩을 줄일 수 있다. 이에 따라, 밝고, 밝기 얼룩이 저감된 화상을 표시할 수 있는 화상 표시 장치를 얻을 수 있다. 또한, 스크린에 대하여 경사 방향으로부터 화상 신호에 따른 광을 입사하는 구성으로 함으로써 화상 표시 장치를 박형으로 할 수 있다.
이하에 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 화상 표시 장치인 프로젝터(100)의 개략 구성을 나타낸다. 프로젝터(100)는, 스크린(110)의 한쪽 면에 광을 투사하고, 스크린(110)의 다른쪽 면에서 출사하는 광을 관찰하는 것에 의해 화상을 감상한다, 이른바 리어 프로젝터이다. 광원부인 초고압 수은 램프(11)는 제 1 색광인 적색광(이하, 「R광」이라고 칭함), 제 2 색광인 녹색광(이하, 「G광」이라고 칭함), 및 제 3 색광인 청색광(이하, 「B광」이라고 칭함)을 포함하는 광을 공급한다.
적분기(12)는 초고압 수은 램프(11)로부터의 광의 조도 분포를 대략 균일하게 한다. 조도 분포가 균일화된 광은 편광 변환 소자(13)에 의해 특정한 진동 방향을 갖는 편광광, 예컨대 s 편광광으로 변환된다. s 편광광으로 변환된 광은, 색 분리 광학계를 구성하는 R광 투과 다이클로익 미러(14R)에 입사된다. R광 투과 다이클로익 미러(14R)는 R광을 투과하고, G광, B광을 반사한다. R광 투과 다이클로 익 미러(14R)를 투과한 R광은, 반사 미러(15)에 입사된다. 반사 미러(15)는 R광의 광로를 90도 구부린다. 광로가 구부려진 R광은 공간 광 변조 장치(17R)에 입사된다. 공간 광 변조 장치(17R)는 R광을 화상 신호에 따라 변조하는 투과형의 액정 표시 장치이다. 또, 다이클로익 미러를 투과하더라도 광의 편광 방향은 변화하지 않기 때문에, 공간 광 변조 장치(17R)에 입사되는 R광은 s 편광광인 채로의 상태이다.
공간 광 변조 장치(17R)에 입사된 s 편광광은 도시하지 않은 액정 패널에 입사된다. 액정 패널은 2개의 투명 기판의 사이에 화상 표시를 위한 액정층을 봉입하고 있다. 액정 패널에 입사된 s 편광광은 화상 신호에 따른 변조에 의해 p 편광광으로 변환된다. 공간 광 변조 장치(17R)는 변조에 의해 p 편광광으로 변환된 R광을 출사한다. 이렇게 하여, 공간 광 변조 장치(17R)에서 변조된 R광은 색 합성 광학계인 크로스 다이클로익 프리즘(18)에 입사된다.
R광 투과 다이클로익 미러(14R)에서 반사된 G광 및 B광은, 광로가 90도 구부려진다. 광로가 구부려진 G광 및 B광은 B광 투과 다이클로익 미러(14G)에 입사된다. B광 투과 다이클로익 미러(14G)는, G광을 반사하고, B광을 투과한다. B광 투과 다이클로익 미러(14G)에서 반사된 G광은 공간 광 변조 장치(17G)에 입사된다. 공간 광 변조 장치(17G)는 G광을 화상 신호에 따라 변조하는 투과형의 액정 표시 장치이다. 공간 광 변조 장치(17G)에 입사된 s 편광광은 액정 패널에서의 변조에 의해 p 편광광으로 변환된다. 공간 광 변조 장치(17G)는 변조에 의해 p 편광광으로 변환된 G광을 출사한다. 이렇게 하여, 공간 광 변조 장치(17G)에서 변조된 G광 은 크로스 다이클로익 프리즘(18)에 입사된다.
B광 투과 다이클로익 미러(14G)를 투과한 B광은, 2장의 릴레이 렌즈(16)와, 2장의 반사 미러(15)를 경유하여, 공간 광 변조 장치(17B)에 입사된다. 공간 광 변조 장치(17B)는 B광을 화상 신호에 따라 변조하는 투과형의 액정 표시 장치이다. 또, B광에 릴레이 렌즈(16)를 경유시키는 것은 B광의 광로가 R광 및 G광의 광로보다 길기 때문이다. 릴레이 렌즈(16)를 이용하는 것에 의해, B광 투과 다이클로익 미러(14G)를 투과한 B광을 그대로 공간 광 변조 장치(17B)로 유도할 수 있다.
공간 광 변조 장치(17B)에 입사된 s 편광광은 액정 패널에서의 변조에 의해 p 편광광으로 변환된다. 공간 광 변조 장치(17B)는 변조에 의해 p 편광광으로 변환된 B광을 출사한다. 이렇게 하여, 공간 광 변조 장치(17B)에서 변조된 B광은 색 합성 광학계인 크로스 다이클로익 프리즘(18)에 입사된다. 색 분리 광학계를 구성하는 R광 투과 다이클로익 미러(14R)와 B광 투과 다이클로익 미러(14G)는, 초고압 수은 램프(11)로부터 공급되는 광을 R광, G광, B광으로 분리한다. 또, 공간 광 변조 장치(17R, 17G, 17B)는, 변조에 의해 s 편광광을 p 편광광으로 변환하는 것 외에, p 편광광을 s 편광광으로 변환하는 것으로 해도 좋다.
색 합성 광학계인 크로스 다이클로익 프리즘(18)은, 2개의 다이클로익막(18a, 18b)을 X 자형으로 직교하도록 배치하여 구성되어 있다. 다이클로익막(18a)은, B광을 반사하고, R광, G광을 투과한다. 다이클로익막(18b)은, R광을 반사하고, B광, G광을 투과한다. 이와 같이, 크로스 다이클로익 프리즘(18)은, 공간 광 변조 장치(17R, 17G, 17B)에서 각각 변조된 R광, G광 및 B광을 합성한다.
투사 렌즈(20)는, 크로스 다이클로익 프리즘(18)에서 합성된 광을 반사 미러(105) 방향으로 투사한다. 반사 미러(105)는 케이스(107)의 내면으로서, 스크린(110)에 대향하는 위치에 마련되어 있다. 반사 미러(105)는 투사 렌즈(20)로부터의 투사광을 스크린(110)의 방향으로 반사한다. 스크린(110)은 화상 신호에 따른 광을 투과함으로써 감상자쪽의 면에 투사 이미지를 표시하는, 투과형 스크린이다. 스크린(110)은 케이스(107)의 소정의 일면에 마련되어 있다.
스크린(110)은, 프레넬 렌즈(201), 렌티큘러 렌즈 어레이(202), 및 확산부(203)를 갖는다. 프레넬 렌즈(201)는, 화상 신호에 따른 광을 각도 변환하여 출사하는 각도 변환부이다. 렌티큘러 렌즈 어레이(202)는, 프레넬 렌즈(201)로부터의 광을 수평 방향인 X 방향으로 확산시킨다. 확산부(203)는 렌티큘러 렌즈 어레이(202)로부터의 광을 확산재에 의해 다시 확산시킨다.
케이스(107)는 케이스(107) 내부의 공간을 밀폐한다. 투사 렌즈(20)는 스크린(110)에 대하여 아래쪽의 위치로부터 경사 방향으로 광을 입사시킨다. 프로젝터(100)는 스크린(110)에 대하여 경사 방향으로부터 화상 신호에 따른 광을 입사하는 구성으로 함으로써 케이스(107)를 박형으로 할 수 있다.
도 2는 스크린(110)의 요부 단면 구성을 나타낸다. 프레넬 렌즈(201)는, 화상 신호에 따른 광의 입사측에 마련된 제 1 면(211) 및 제 2 면(212)과, 화상 신호에 따른 광을 출사하는 출사면(213)을 구비하고 있다. 프레넬 렌즈(201)는, 볼록 렌즈의 볼록면을 잘라낸 고리 형상의 절편을, 높이를 가지런히 하여 평면 상에 나열한 형상을 갖는다. 제 1 면(211) 및 제 2 면(212)은 프리즘 바디(210)를 구성하 고 있다. 프리즘 바디(210)는 도 2에 나타내는 단면에서 대략 삼각형 형상을 이루고 있다. 도 2에 나타내는 단면은, Y축에 대략 평행하고 또한 스크린(110)의 대략 중심을 통과하는 단면으로서, 제 1 면(211) 및 제 2 면(212)의 긴 변에 대략 직교하는 단면이다.
도 3의 평면 구성에 도시하는 바와 같이 제 1 면(211) 및 제 2 면(212)은 대략 동심원 형상으로 배치되어 있다. 제 1 면(211) 및 제 2 면(212)을 배치하는 동심원의 중심은 투사 렌즈(20)를 스크린(110)의 연장면에 투영시킨 위치이다. 제 1 면(211) 및 제 2 면(212)을 배치하는 동심원의 중심은 스크린(110)보다 아래쪽에 위치하고 있다. 따라서, 프레넬 렌즈(201)는 스크린(110)에 대하여 아래쪽의 위치로부터 경사 방향으로 진행한 광을 관찰자 방향으로 각도 변환할 수 있다. 또, 프레넬 렌즈(201)는 제 1 면(211) 및 제 2 면(212)을 대략 동심원 형상으로 배치하는 구성으로 한정되지 않는다. 예컨대, 제 1 면(211) 및 제 2 면(212)을 대략 동일한 위치에 초점을 갖는 타원 형상으로 배치하는 것으로 해도 좋다.
프레넬 렌즈(201)의 입사측의 면은, 제 1 면(211) 및 제 2 면(212)을 교대로, 예컨대 약 0.1mm 피치로 배치하여 구성되어 있다. 제 1 면(211) 및 제 2 면(212)을 마련하는 피치는 스크린(110)으로 입사되는 광의 입사각에 따라 설정되어 있다. 제 1 면(211) 및 제 2 면(212)을 배치하는 동심원의 일부인 원호는 제 1 면(211) 및 제 2 면(212)의 긴 변이다.
도 2로 되돌아가, 제 1 면(211)은 스크린(110)으로부터 보아 투사 렌즈(20)(도 1참조)가 마련되는 쪽인 아래쪽의 면이다. 제 1 면(211)은 제 1 면(211) 및 제 2 면(212)의 긴 변에 대략 직교하는 단면에서, 직선으로 표시되는 평면이다. 또한, 프레넬 렌즈(201)의 제 2 면(212)은 위쪽의 면이다. 제 2 면(212)은 제 1 면(211) 및 제 2 면(212)의 긴 변에 대략 직교하는 단면에서, 곡선으로 표시되는 오목면이다. 제 1 면(211) 및 제 2 면(212)은 능선부(215)로 접합되어 있다.
렌티큘러 렌즈 어레이(202)는 도시하지 않은 렌티큘러 렌즈를 병렬시켜 구성되어 있다. 렌티큘러 렌즈는 Y 방향에 대하여 길이 방향을 갖고, 또한 X 방향으로 병렬되어 있다. 렌티큘러 렌즈는, X 방향에 대하여 곡률을 갖는 형상으로 함으로써 프레넬 렌즈(201)로부터의 광을 X 방향에 대하여 확산시킨다. 또, 스크린(110)은 렌티큘러 렌즈 어레이(202)대신에 마이크로 렌즈 어레이를 이용하는 구성으로 해도 좋다. 마이크로 렌즈 어레이는, X 방향 및 Y 방향에 대하여 곡률을 갖는 마이크로 렌즈 소자를, X 방향 및 Y 방향에 대하여 어레이 형상으로 배치하는 구성으로 할 수 있다. 마이크로 렌즈 어레이를 이용하는 경우, 프레넬 렌즈(201)로부터의 광을 X 방향 및 Y 방향에 대하여 확산시킬 수 있다.
확산부(203)는 미립자 형상의 확산재를 포함한다. 확산부(203)는 프레넬 렌즈(201)로부터의 광을 다시 확산시킨다. 또한, 확산부(203)에서 광을 확산시킴으로써 프레넬 렌즈(201)나 렌티큘러 렌즈 어레이(202)의 규칙적인 구조로 인하여 발생되는 광의 주기성을 완화할 수 있어, 무아레의 발생을 줄일 수도 있다. 프레넬 렌즈(201)나 렌티큘러 렌즈 어레이(202)는 별도로 확산부(203)를 마련하는 것에 의해, 프레넬 렌즈(201)나 렌티큘러 렌즈 어레이(202)에 확산재를 분산시키는 경우와 비교하여, 체적 산란의 발생에 의한 해상도의 저하를 막을 수 있다.
또, 확산부(203)로서는, 미소한 요철이 형성된 확산면을 구비한 시트 형상의 구조물을 이용하는 것으로 해도 좋다. 스크린(110)은, 도 2에 나타내는 구성에 한정되지 않고, 예컨대, 확산부(203)를 다른 구성로 대체한 구성이나, 다른 구성을 추가한 구성으로서도 좋다. 예컨대, 확산부(203)를 마련하는 대신에, 프레넬 렌즈(201)나 렌티큘러 렌즈 어레이(202)에 확산재를 분산시키는 것으로 해도 좋다.
도 4는 프레넬 렌즈(201)에서의 광의 행동을 설명하는 것이다. 투사 렌즈(20)로부터의 광은 우선 프레넬 렌즈(201)의 제 1 면(211)에 입사된다. 제 1 면(211)에 입사된 광 중 제 1 면(211)에 대하여 대략 수직하게 입사된 광은 그 대로의 진행 방향으로 진행한다. 또한, 제 1 면(211)에 대하여 수직 이외의 방향으로 입사된 광은 제 1 면(211)에서 굴절 작용을 받는다. 여기서, 제 1 면(211)은 스크린(110)으로 입사되는 광이 제 1 면(211)에 대하여 대략 직교하는 각도로 입사하도록 형성되어 있다. 제 1 면(211)에 대하여 대략 수직으로 입사되는 광이 많을수록, 투사 렌즈(20)로부터의 광을 효율 좋게 프레넬 렌즈(201)에 취입할 수 있다. 또한, 제 1 면(211)에서의 화상 신호에 따른 광의 반사를 줄일 수도 있다. 이에 따라, 화상 신호에 따른 광을 효율 좋게 프레넬 렌즈(201)에 취입할 수 있다.
제 1 면(211)으로부터의 광은 제 2 면(212)에서 전반사된 후, 출사면(213) 방향으로 진행한다. 제 2 면(212)은 오목면으로 하는 것에 의해, 입사되는 광을 발산시키는 광 발산 기능을 구비하고 있다. 제 2 면(212)이 광 발산 기능을 구비하는 것에 의해, 제 2 면(212)에서 전반사된 광은, 발산하면서 출사면(213) 방향으로 진행한다. 또한, 제 2 면(212)은 제 1 면(211)으로부터의 광이 출사면(213)에 서 대략 균일하게 발산되기 위한 형상으로 형성되어 있다. 화상 신호에 따른 광이 출사면(213)에서 대략 균일해지도록 발산시킴으로써, 프레넬 렌즈(201)로부터의 광의 밝기 얼룩을 줄일 수 있다.
예컨대, 출사면(213) 상에 초점을 형성하는 구성으로 하는 경우, 프레넬 렌즈(201)의 규칙적인 구조로 인한 영상 광의 주기성이 강해진다. 이 경우, 프레넬 렌즈(201)와 다른 규칙적인 구조를 가지는 구성, 예컨대 렌티큘러 렌즈 어레이(202)에 광을 투과시킴으로써, 무아레가 발생하기 쉬운 상태로 된다. 출사면(213)에서 화상 신호에 따른 광을 대략 균일하게 함으로써 영상 광의 주기성을 약하게 하여, 무아레의 발생을 줄일 수 있다. 또, 제 2 면(212)에 광을 반사하는 반사부를 형성하는 것으로 해도 좋다. 제 2 면(212)에 반사부를 형성하는 경우, 제 1 면(211)으로부터의 광은 반사부에서 반사된 후 출사면(213) 방향으로 진행한다.
제 2 면(212)으로부터 출사면(213) 방향으로 진행한 광은, 렌티큘러 렌즈 어레이(202) 및 확산부(203)(도 2참조)를 투과한 후, 스크린(110)으로부터 출사된다. 스크린(110)으로부터의 광은 관찰자 방향으로 진행한다. 또한, 프레넬 렌즈(201), 렌티큘러 렌즈 어레이(202) 및 확산부(203)에 의해서 관찰자측에서 광을 확산시킴으로써, 양호한 시야각 특성을 얻을 수 있다. 이렇게 하여, 스크린(110)에 대하여 비스듬히 입사된 광을 관찰자 방향으로 효율 좋게 진행시킬 수 있다. 화상 신호에 따른 광을 관찰자 방향으로 효율 좋게 진행시킴으로써, 미광의 발생도 줄일 수 있다.
이에 따라, 입사된 광을 효율 좋게 소정의 출사 방향으로 진행시키고, 또한 밝기 얼룩을 줄일 수 있다고 하는 효과를 나타낸다. 또한, 프로젝터(100)는, 스크린(110)을 구비하는 것에 의해, 밝고, 밝기 얼룩이 저감된 화상을 표시할 수 있다. 또한, 스크린(110)에 대하여 경사 방향으로부터 화상 신호에 따른 광을 입사하는 구성으로 함으로써 프로젝터(100)를 박형으로 할 수 있다.
스크린(110)은, 제 2 면(212)을 오목면으로 하는 프레넬 렌즈(201)를 이용하는 구성으로 한정되지 않는다. 예컨대, 스크린(110)은, 도 5의 요부 단면 구성에 도시하는 바와 같이 제 2 면(512)을 볼록면으로 하는 프레넬 렌즈(501)를 이용하는 것으로 해도 좋다. 도 5에 나타내는 프레넬 렌즈(501)는, 제 1 면(211) 및 제 2 면(512)에 의해 구성된 프리즘 바디(510)를 갖는다. 제 2 면(512)은, 볼록면으로 하는 것에 의해, 입사되는 광을 수속시키는 광 수속 기능을 구비하고 있다. 제 2 면(512)이 광 수속 기능을 구비하는 것에 의해, 제 2 면(512)에서 전반사된 광은, 일단 수속된 후, 발산하면서 출사면(213) 방향으로 진행한다. 또한, 제 2 면(512)은, 제 1 면(211)으로부터의 광이 출사면(213)에서 대략 균일하게 발산되기 위한 형상으로 형성되어 있다. 따라서, 프레넬 렌즈(501)를 스크린(110)에 이용하는 것에 의해, 상기의 프레넬 렌즈(201)를 이용하는 경우와 같이, 입사된 광을 효율 좋게 소정의 출사 방향으로 진행시키고, 또한 밝기 얼룩을 줄일 수 있다.
광 수속 기능을 구비하는 제 2 면(512)은, 각도 변환부인 프레넬 렌즈(501)의 내부에 초점 F를 형성하고, 또한 출사면(213)에 의해 광을 확산시키는 형상을 갖는다. 예컨대, 제 2 면(512)에 의해 출사면(213) 상, 또는 프레넬 렌즈(501)보다 외측에 초점을 형성하는 경우, 출사면(213) 상에서는, 제 2 면(512)으로 반사했 을 때보다 광은 좁혀진 상태로 된다. 이 때문에, 출사면(213)에서는 각도 변환된 광마다 간극이 형성되게 된다. 특히, 출사면(213) 상에서 초점을 형성하는 구성으로 하는 경우에는, 무아레가 발생하기 쉬운 상태로도 된다.
제 2 면(512)에 의해 프레넬 렌즈(201)의 내부에 초점 F를 형성하고, 또한 출사면(213)에 의해 광을 확산시키는 구성으로 함으로써 각도 변환된 광마다의 간극을 작게 하는 것이 가능하다. 이에 따라, 밝기 얼룩이나 노이즈를 줄일 수 있다. 또한, 무아레가 발생하기 쉬운 상태를 회피하는 것도 가능하다. 또, 제 1 면(211)에 광 확산 기능을 갖게 하는 구성으로 하는 경우, 제 1 면(211)에 대하여, 프레넬 렌즈(201)의 내부에 초점 F를 형성하고, 또한 출사면(213)에 의해 광을 확산시키는 구성으로 할 수 있다.
스크린(110)은, 제 2 면을 곡면으로 하는 프레넬 렌즈를 구비하는 구성으로 한정되지 않는다. 스크린(110)은, 제 1 면 및 제 2 면 중 적어도 한쪽이 곡면인 프레넬 렌즈를 구비하는 구성이라면 좋다. 예컨대, 스크린(110)은, 도 6의 요부 단면 구성에 도시하는 바와 같이 제 1 면(611)을 곡면, 제 2 면(612)을 평면으로 하는 프레넬 렌즈(601)를 이용하는 것으로 해도 좋다. 예컨대, 프레넬 렌즈(601)의 제 1 면(611)은 광 발산 기능을 구비하는 오목면으로 할 수 있다. 도 6에 나타내는 프레넬 렌즈(601)는 제 1 면(611) 및 제 2 면(612)에 의해 구성된 프리즘 바디(610)를 갖는다. 제 1 면(611)에 입사된 광은 발산하면서 제 2 면(612) 방향으로 진행하도록 굴절 작용을 받는다. 또한, 제 1 면(611)으로부터의 광은 제 2 면(612)에서 전반사된 후, 그대로 발산하면서 출사면(213) 방향으로 진행한다.
또한, 스크린(110)은, 도 7의 요부 단면 구성에 도시하는 바와 같이 제 1 면(611), 제 2 면(712)이 모두 곡면인 프레넬 렌즈(701)를 이용하는 것으로 해도 좋다. 예컨대, 프레넬 렌즈(701)의 제 1 면(611) 및 제 2 면(712)은, 광 발산 기능을 구비하는 오목면으로 할 수 있다. 도 7에 나타내는 프레넬 렌즈(701)는, 제 1 면(611) 및 제 2 면(712)에 의해 구성된 프리즘 바디(710)를 갖는다. 제 1 면(611)으로부터 입사된 광은, 제 1 면(611) 및 제 2 면(712)에서의 각도 변환에 의해, 발산하면서 출사면(213) 방향으로 진행한다. 따라서, 프레넬 렌즈(601, 701)를 이용하는 경우에도, 상기의 프레넬 렌즈(201)를 이용하는 경우와 같이, 입사된 광을 효율 좋게 소정의 출사 방향으로 진행시키고, 또한 밝기 얼룩을 줄일 수 있다.
도 8은 본 실시예에서 설명한 각 프레넬 렌즈의, 보다 바람직한 구성에 대하여 설명하는 것이다. 도 8에 나타내는 프레넬 렌즈(801)는 도 4를 이용하여 설명한 프레넬 렌즈(201)와 동일한 구성을 갖는다. 여기서, 프레넬 렌즈(801)의 일 프리즘 바디(210-1)에서 각도 변환된 광이 출사면(213)상의 영역 AR1에 입사되고, 일 프리즘 바디(210-1)의 아래쪽에 인접하는 프리즘 바디(210-2)에서 각도 변환된 광이 출사면(213) 상의 영역 AR2에 입사되는 것으로 한다. 이 경우, 영역 AR1과 영역 AR2는 서로 연속하여 병렬하고 있다. 프레넬 렌즈(801)는, 서로 인접하는 프리즘 바디(210)로부터의 광이 입사되는 출사면(213) 상의 영역끼리 서로 연속하여 병렬로 되도록 제 1 면(211) 및 제 2 면(212)이 배치되어 있다. 또, 영역끼리 서로 연속한다는 것은 영역사이에 간극이 인정되지 않는 상태를 말하고, 영역끼리 병렬 한다는 것은 영역끼리의 중첩이 인정되지 않는 상태를 말하는 것으로 한다.
서로 인접하는 프리즘 바디(210)로부터의 광이 입사되는 출사면(213)상의 영역끼리를 간극이 없도록 연속시키고, 또한 겹치지 않도록 병렬시킴 으로써 출사면(213)에서 화상 신호에 따른 광을 균일하게 할 수 있다. 서로 인접하는 프리즘 바디로부터의 광이 입사되는 영역끼리를 서로 연속하여 병렬시키도록 제 1 면(211) 및 제 2 면(212)을 배치함으로써, 밝기 얼룩이나 노이즈가 저감된 고품질의 화상을 얻을 수 있다. 또, 도 4를 이용하여 설명한 프레넬 렌즈(201) 이외의 프레넬 렌즈에 관해서도 동일한 구성으로 함으로써 밝기 얼룩이나 노이즈가 저감된 고품질의 화상을 얻는 것이 가능해진다.
또, 프레넬 렌즈는, 제 1 면 및 제 2 면 중 적어도 한쪽이 곡면인 구성으로 한정되지 않는다. 제 1 면 및 제 2 면은 적어도 한쪽이, 광 발산 기능 및 광 수속 기능 중 어느 하나를 구비하는 면이라면 좋다. 예컨대, 광 발산 기능 및 광 수속 기능 중 어느 하나를 구비하는 면으로서, 복수의 평면을 서로 연결시킨 다면체 형상의 면을 이용하는 것으로 해도 좋다. 또한, 면에 요철을 실시하는 구성이나, 회절이나 홀로그램 등에 의한 광의 간섭을 이용하는 구성에 의해, 광 발산 기능이나 광 수속 기능을 갖게 하는 것으로 해도 좋다.
(실시예 2)
도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 스크린중의 프레넬 렌즈(901)의 단면 구성을 나타내는 것으로서, 스크린으로 입사되는 화상 신호에 따른 광의 입사 각도에 대하여 설명하는 것이다. 본 실시예의 스크린은 상기 실시예 1의 프로젝터(100)에 적용할 수 있다. 여기서, 입사 각도란, 프레넬 렌즈(901)가 마련되는 기준면인 출사면(213)의 법선 N과 입사 광선이 이루는 각도인 것으로 한다. 도시하지 않은 투사 렌즈로부터 스크린의 최상부에 입사되는 광, 및 최하부에 입사되는 광에 대하여 각각 입사 각도가 θ1, θ3이라고 하면, θ1>θ3이다. 스크린의 최상부에 입사되는 광의 입사 각도 θ1은 예컨대 85도이다.
프레넬 렌즈(901)의 최상부와 최하부 사이의 위치 P에 입사되는 광의 입사 각도 θ2가 40도라고 한다. 도 9에 나타내는 단면 구성에 있어서, 프레넬 렌즈(901)의 최상부에서 위치 P까지의 부분에는, 입사 각도가 40도 이상 85도 이하인 광이 입사된다. 프레넬 렌즈(901)의 제 1 면 및 제 2 면 중, 광 발산 기능 및 광 수속 기능 중 어느 하나를 구비하는 면은, 프레넬 렌즈(901)중 입사 각도가 40도 이상 85도 이하인 광이 입사되는 영역 AR3에 마련되어 있다.
각도 변환된 광마다의 간극은, 입사 각도가 40도 이상인 경우에 눈에 띄기 쉬워진다. 입사 각도가 40도 이상 85도 이하인 광이 입사되는 영역에 광 발산 기능 및 광 수속 기능 중 어느 하나를 구비하는 면을 마련함으로써, 각도 변환된 광마다의 간극을 줄일 수 있다. 이에 따라, 밝기 얼룩이나 노이즈를 줄일 수 있다. 또, 도 9에 나타내는 단면 구성에 있어서, 위치 P에서 프레넬 렌즈(901)의 최하부까지의 부분에는, 입사 각도가 40도미만인 광이 입사된다. 프레넬 렌즈(901) 중, 입사 각도가 40도 미만인 광이 입사되는 영역 AR4에 마련하는 제 1 면 및 제 2 면은, 광 발산 기능 및 광 수속 기능 중 어느 하나를 구비하는 면으로 해도 좋고, 어 느쪽의 기능도 없는 면으로 해도 좋다. 예컨대, 영역 AR4에 마련하는 제 1 면 및 제 2 면은 평면으로 할 수 있다.
도 10은 도 9에 나타내는 프레넬 렌즈(901)의 단면 구성 중, 영역 AR3의 최상부 부근의 구성을 나타낸다. 도 11은 도 9에 나타내는 프레넬 렌즈(901)의 단면 구성 중 영역 AR3의 최하부 부근의 구성을 나타낸다. 도 10에 나타내는 프리즘 바디(210)와 도 11에 나타내는 프리즘 바디(210)를 비교하면, 도 10에 나타내는 프리즘 바디(210) 쪽이, 도 11에 나타내는 프리즘 바디(210)보다 제 2 면(212)의 곡률이 크다. 본 실시예의 스크린은, 프레넬 렌즈(901)의 제 2 면(212)이, 제 1 면(211) 및 제 2 면(212)을 배치하는 동심원의 중심으로부터 멀어질수록, 큰 곡률을 이루도록 구성되어 있다.
투사 렌즈(20)(도 1 참조)로부터 스크린으로 화상 신호에 따른 광을 입사하는 경우, 스크린으로 입사되는 광의 입사 각도는, 투사 렌즈(20)를 스크린 상에 투영시킨 위치로부터 멀어질 수록 커진다. 스크린으로의 입사 각도가 커지는 것에 따라서, 각도 변환된 광마다의 간극도 커진다. 동심원의 중심에서 멀어질수록 제 2 면(212)의 곡률을 크게 하는 구성으로 하는 것에 의해, 스크린으로의 입사 각도에 관계없이, 각도 변환된 광끼리의 간극 및 중첩을 스크린 전체에 대하여 저감할 수 있다. 이에 따라, 스크린 전체에 대하여 밝기 얼룩이나 노이즈를 저감하여, 고품질의 화상을 얻을 수 있다. 또, 제 2 면을 볼록면으로 하는 경우나 제 1 면을 곡면으로 하는 경우도, 동심원의 중심에서 멀어질수록 곡률을 크게 하는 구성으로 하는 것이 가능하다.
(실시예 3)
도 12는 본 발명의 실시예 3에 따른 스크린 중 프레넬 렌즈(1201)의 요부 단면 구성을 나타낸다. 본 실시예의 스크린은 상기 실시예 1의 프로젝터에 적용할 수 있다. 프레넬 렌즈(1201)는, 제 1 면(1211), 제 2 면(1212) 이외에 제 3 면(1216)을 구비하는 프리즘 바디(1210)를 갖는 것을 특징으로 한다. 프리즘 바디(1210) 중 제 3 면(1216)은 제 1 면(1211) 및 제 2 면(1212) 사이에 마련되어 있다.
제 3 면(1216)은 스크린으로 입사되는 화상 신호에 따른 광의 진행 방향을 따라서 형성된 평면이다. 프리즘 바디(1210)는, 상기 실시예 1의 프레넬 렌즈(201)의 프리즘 바디(210)(도 4참조) 중 능선부(215)를 포함하는 프리즘 바디(210)의 선단부를 절단하여 제거한 것과 같은 형상을 이루고 있다. 본 실시예의 프레넬 렌즈(1201)를 이용하는 경우에도, 상기 실시예 1의 프레넬 렌즈(201)와 같이, 광을 각도 변환할 수 있다.
능선부를 사이에 두고 제 1 면 및 제 2 면을 배치하는 구성에서는, 선단부를 가늘게 형성해야만 하는 경우가 생각된다. 이와 같이 가는 선단부를 구비하는 프리즘 바디를 높은 정밀도로 제조하기 곤란하다. 특히, 화상의 고선명화에 따라 프레넬 렌즈에 마련되는 프리즘 바디의 피치는 작아지는 경향이 있기 때문에, 가는 선단부를 구비하는 프리즘 바디의 제조가 더욱 곤란해지고 있다. 본 실시예의 프레넬 렌즈(1201)는, 제 3 면(1216)을 구비하는 프리즘 바디(1210)를 이용함으로써 제조가 곤란한 부분을 생략하고, 또한 광의 각도 변환도 가능한 구성으로 할 수 있 다. 제 3 면(1216)을 구비함으로써 가는 선단부를 마련하는 경우와 비교하여, 프리즘 바디를 용이하게 제조할 수 있게 된다.
이에 따라, 스크린을 용이하게 제조할 수 있는 구성으로 하여, 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다고 하는 효과를 나타낸다. 또한, 가는 선단부를 생략한 구성으로 함으로써 스크린의 제조 후에 있어서의 프리즘 바디(1210)의 파손도 줄일 수 있어, 신뢰성의 향상도 도모할 수 있다. 또, 프리즘 바디(1210)에 차지하는 제 1 면(1211), 제 2 면(1212) 및 제 3 면(1216)의 비율은 도시하는 것으로 한정되지 않고, 적절히 설정할 수 있다.
도 13은 본 실시예의 변형예에 따른 스크린 중 프레넬 렌즈(1301)의 요부 단면 구성을 나타낸다. 프레넬 렌즈(1301)는 평탄부(1317)를 갖는 것을 특징으로 한다. 평탄부(1317)는 서로 인접하는 프리즘 바디(1310)끼리의 사이에 마련되어 있다. 프리즘 바디(1310)는 능선부(1315)를 사이에 두고 마련된 제 1 면(1311) 및 제 2 면(1312)을 갖는다.
평탄부(1317)는 출사면(213)에 대략 평행하게 마련된 평면이다. 프레넬 렌즈(1301)는 상기 실시예 1의 프레넬 렌즈(201) 중 서로 인접하는 프리즘 바디(210)(도 4참조)끼리의 사이의 홈부를 매립한 것과 같은 형상을 하고 있다. 본 실시예의 프레넬 렌즈(1201)를 이용하는 경우에도, 상기 실시예 1의 프레넬 렌즈(201)와 같이 광을 각도 변환할 수 있다.
홈부를 사이에 두고 프리즘 바디를 병렬시키는 구성에서는, 홈부를 가늘게 형성해야만 하는 경우가 생각된다. 가는 홈부를 구비하는 프레넬 렌즈는 높은 정 밀도로 제조하기 곤란하다. 본 실시예의 프레넬 렌즈(1301)는 평탄부(1317)를 구비함으로써 제조가 곤란한 부분을 생략하고, 또한 광의 각도 변환도 가능한 구성으로 할 수 있다. 평탄부(1317)를 구비함으로써 가는 홈부를 마련하는 경우와 비교하여, 프레넬 렌즈(1301)를 용이하게 제조할 수 있게 된다. 이에 따라, 스크린을 용이하게 제조할 수 있는 구성으로 하여, 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 평탄부(1317)를 구비하는 프레넬 렌즈(1301)는 금형을 이용한 형 전사에 의해서 용이하게 형성할 수 있기 때문에, 형 전사를 이용한 프레넬 렌즈(1301)의 형성에 의해 스크린의 양산성의 향상도 도모할 수 있다. 프레넬 렌즈는, 도 12에 나타낸 제 3 면(1216)과, 도 13에 나타낸 평탄부(1317)를 구비하는 구성으로 해도 좋다.
상기의 실시예에 따른 프로젝터(100)는, 광원부로서 초고압 수은 램프를 이용하고 있지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예컨대, 발광 다이오드 소자(LED) 등의 고체 발광 소자를 이용하여도 좋다. 또한, 3개의 투과형 액정 표시 장치를 마련한, 이른바 3판식의 프로젝터로 한정되지 않고, 예컨대, 반사형 액정 표시 장치를 이용한 프로젝터나 틸트 미러 장치를 이용한 프로젝터이더라도 좋다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 스크린은, 화상 신호에 따른 광을 투과시키는 프로젝터의 스크린으로서 이용하는 경우에 유용하며, 특히, 박형의 프로젝터에 이용하는 경우에 바람직하다.

Claims (14)

  1. 화상 신호에 따른 광을 투과하는 스크린으로서,
    상기 화상 신호에 따른 광의 입사측에 마련된 제 1 면 및 제 2 면과, 상기 화상 신호에 따른 광을 출사하는 출사면을 구비하여, 상기 화상 신호에 따른 광을 각도 변환하여 출사하는 각도 변환부를 갖고,
    상기 제 2 면은 상기 제 1 면으로부터 입사된 광을 상기 출사면 방향으로 반사하고,
    상기 제 1 면 및 상기 제 2 면 중 적어도 한쪽은, 입사된 광을 수속시키는 광 수속 기능을 구비하고,
    상기 제 1 면 및 상기 제 2 면 중 상기 광 수속 기능을 구비하는 면은, 상기 각도 변환부의 내부에 초점을 형성하고, 또한 상기 출사면에서 광을 확산시키는
    것을 특징으로 하는 스크린.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 면 및 상기 제 2 면 중 상기 광 수속 기능을 구비하는 면은, 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면의 긴 변에 대략 직교하는 단면에서 곡선으로 표시되는 곡면인 것을 특징으로 하는 스크린.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 면은 상기 단면에서 직선으로 표시되는 평면이고,
    상기 제 2 면은 상기 단면에서 곡선으로 표시되는 곡면인 것
    을 특징으로 하는 스크린.
  4. 삭제
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 곡면은 볼록면을 갖는 것을 특징으로 하는 스크린.
  6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 면 및 상기 제 2 면은 대략 동심원 형상으로 배치되고,
    상기 곡면은 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면을 배치하는 동심원의 중심부터의 거리에 따라 설정된 곡률을 이루는 것을 특징으로 하는 스크린.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 곡면은 상기 동심원의 중심으로부터 멀어질수록 큰 곡률을 이루는 것을 특징으로 하는 스크린.
  8. 삭제
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 면 및 상기 제 2 면은 프리즘체를 구성하고, 또한, 서로 인접하는 상기 프리즘체로부터의 광이 입사되는 상기 출사면 상의 영역끼리 서로 연속하여 병렬로 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 스크린.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 면 및 상기 제 2 면 중 상기 광 수속 기능을 구비하는 면은, 상기 각도 변환부가 마련되는 기준면의 법선에 대하여 40도 이상 85도 이하의 각도로 진행하는 광이 입사되는 영역에 마련되는 것을 특징으로 하는 스크린.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 면 및 상기 제 2 면은 프리즘체를 구성하고,
    상기 프리즘체는 상기 제 1 면으로 입사되는 광의 진행 방향을 따라서 형성된 제 3 면을 갖는 것
    을 특징으로 하는 스크린.
  12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 면 및 상기 제 2 면은 프리즘체를 구성하고,
    상기 인접하는 상기 프리즘체끼리의 사이에 마련된 평탄부를 갖는 것
    을 특징으로 하는 스크린.
  13. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    광을 확산하는 확산부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 스크린.
  14. 광을 공급하는 광원부와,
    상기 광원부로부터의 광을 화상 신호에 따라 변조하는 공간 광 변조 장치와,
    상기 공간 광 변조 장치로부터의 광을 투과하는 스크린
    을 갖고,
    상기 스크린은 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 스크린인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
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