JP4201021B2 - 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シート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に記載の背面投写型表示装置は、筐体内に設置した投射型表示装置と、投射型表示装置からの投写光を反射する反射ミラーと、投写光を投写して画像を表示する透過型スクリーンとを備えている。そして、反射ミラーの背面には、平面型アクチュエータが設けられ、この平面型アクチュエータを振動させることにより、透過型スクリーン全体でスペックルを低減させることを可能にしている。

また、特許文献２に記載の投写型ディスプレイは、ライトバルブと、折り畳みミラーと、投影ミラーと、投射スクリーンとを備え、これらのうちいずれかをディスプレイ上のスペックルをユーザには見えないくらい十分に高い周波数で振動させることにより、スペックルの処理を行っている。
特開２００３−２６２９２０号公報 特開２００２−５４３４５５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の背面投写型表示装置では、スクリーンに画像を投影する光学系においてシンチレーションを低減しているだけなので、結像面であるスクリーン上に生ずる干渉に関しては、確実にシンチレーションを抑えることは困難である。また、特許文献２に記載の投写型ディスプレイでは、例え、機械的に投射スクリーンを振動させたとしても、単純にスクリーンを振動させるため、画像を動かすことになり、画像の横方向の揺れや焦点の揺らぎなどを生ずることになる。

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、シンチレーションを低減させ、鮮明な画像を表示することが可能なスクリーン、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、複数の層を有するスクリーンであって、前記複数の層のうち少なくとも１層を構成し、入射した光を拡散させる拡散層と、任意の保持部に対して、前記拡散層を移動可能に支持する弾性部材と、該弾性部材を介して前記拡散層を当該拡散層に入射した光の光軸と垂直な方向に移動させる駆動手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係るスクリーンでは、保持部により、拡散層が、弾性部材を介して移動可能となっているため、駆動手段を駆動させることにより、拡散層が、入射した光の光軸と垂直な方向に移動する。これにより、拡散層を透過し、拡散層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、保持部と拡散層との間には弾性部材が設けられているため、駆動手段より、拡散層に供給された力は、拡散層を介して弾性部材に伝達される。弾性部材に伝達された力は、保持部により反発し、弾性部材の弾性力により、再び拡散層に伝達される。これにより、拡散層は、駆動手段から供給される力に加えて、弾性部材の弾性力により、保持部内において、光軸と垂直な方向に揺れ動く。このように、拡散層は、当該拡散層に入射した光の光軸と垂直な方向に移動（揺動）するため、光軸方向に移動することがない。したがって、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、前記駆動手段が、前記拡散層を間欠的に駆動することが好ましい。
本発明に係るスクリーンでは、拡散層に弾性を有する弾性部材を設けることにより、駆動手段が間欠的に振動するだけで拡散層を連続的に揺動させることができる。このように、拡散層が連続的に揺れ動くため、駆動手段を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、拡散層に連続的な運動を効率的に与えることが可能となり、効率良くシンチレーションを低減することができる。

本発明のスクリーンは、前記弾性部材が、前記保持部と前記拡散層とを連結する少なくとも一つの伸縮部材からなり、該伸縮部材により、前記保持部に前記拡散層が吊り下げられていることが好ましい。

本発明に係るスクリーンでは、弾性部材が伸縮部材であるため、例えば、吊り糸により、保持部に拡散層が吊り下げられている。これにより、自由度が高く、拡散層は揺れ動き易い状態となっているので、駆動手段により拡散層に供給される力がわずかであっても、拡散層が当該拡散層に入射した光の光軸と垂直な方向に効率良く揺れ動くことになる。したがって、簡易な構成により、より効率的にシンチレーションを低減させることができる。

また、本発明のスクリーンは、前記拡散層には、前記弾性部材の弾性力が、前記拡散層の拡散面内の所定の方向及び該所定の方向と交差する方向それぞれに加わることが好ましい。

本発明に係るスクリーンでは、拡散層には、弾性部材の弾性力が、拡散層の拡散面内の所定の方向及び該所定の方向と交差する方向それぞれに加わるため、弾性部材に伝達され保持部により反発した力が、より弾性部材に伝達されやすくなる。これにより、弾性部材の弾性力が、再び拡散層に伝達されるため、拡散層が、円軌道、楕円軌道、あるいは、８の字軌道に沿って揺動し易くなる。したがって、拡散層が連続的に揺動するため、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、入射した光の光軸方向への前記拡散層の移動を規制する規制部材を備えることが好ましい。
本発明に係るスクリーンでは、規制部材を備えることにより、入射した光の光軸方向への拡散層の移動が規制される。これにより、拡散層を揺動させた際の焦点の変動による画像ボケの発生を確実に抑えることができるので、より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、前記複数の層のうち前記拡散層と対向して配置された他の層の前記拡散層と対向する面には、前記拡散層と接触するとともに、Ｒ付け、あるいは、面取りが施された接触部が設けられていることが好ましい。
本発明に係るスクリーンでは、他の層と拡散層とが接触した場合に、他の層の拡散層と対向する面に接触部が設けられているため、拡散層が揺動する際、拡散層の損傷を防止することができる。また、他の層の接触部には、Ｒ付け、あるいは、面取りが施されているため、他の層と拡散層との接触による磨耗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、前記駆動手段が、往復運動を行うアクチュエータであることが好ましい。
本発明に係るスクリーンでは、駆動手段として、例えば、小型のソレノイドを用いることができるため、スクリーン全体の小型化を図ることが可能となる。

また、本発明のスクリーンは、前記駆動手段が、回転運動を行うアクチュエータであることが好ましい。
本発明に係るスクリーンでは、駆動手段が、回転運動を行うアクチュエータであるため、音及び振動の発生を抑制することができる。したがって、駆動手段の駆動に伴う騒音の発生を防止し、静粛性の高いスクリーンを提供することが可能となる。

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、シンチレーションを低減しつつ、画像ボケの発生を抑えた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、シンチレーションを低減しつつ、画像ボケの発生を抑えた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（保持部）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、スクリーン本体１０ａと、弾性を有するゴム部（弾性部材）１７と、駆動部（駆動手段：アクチュエータ）３０とを備えている。

まず、スクリーン本体１０ａの全体構成について説明する。
スクリーン本体は、図４に示すように、入射した光の角度を変換するフレネル板１１と、光透過性を有するレンチキュラ板（拡散層）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（拡散層）１２とを備えている。
また、筐体２の前面には、図５に示すように、開口部２ａが形成されており、この開口部２ａ内に拡散板１２が設けられている。そして、開口部２ａの内壁面２ｂと拡散板１２の外周とには、間隙２ｃが設けられている。

次に、ゴム部１７について説明する。
ゴム部１７は、平板状のものであり、図５に示すように、筐体２の内壁面２ｂと拡散板１２の右辺の面１６ａとの間に、間隙２ｃを埋めるように設けられたゴム１７ａを備えている。また、ゴム部１７は、ゴム１７ａと同様に、筐体２の内壁面２ｂと拡散板１２の左辺の面１６ｂとの間、筐体２の内壁面２ｂと拡散板１２の上辺の面１６ｃとの間、筐体２の内壁面２ｂと拡散板１２の下辺の面１６ｄとの間に、それぞれに設けられたゴム１７ｂ，ゴム１７ｃ，ゴム１７ｄを備えている。これにより、ゴム１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄの弾性力が、ｘ方向（拡散板の拡散面内の所定の方向：スクリーンを設置した状態における水平方向）及びｙ方向（所定の方向に交差する方向：スクリーンを設置した状態における垂直方向）に加わるようになっている。
また、ゴム１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは、それぞれ各面１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの中央付近に配置されている。これにより、拡散板１２を筐体２の開口部２ａ内で均一に揺動させることが可能になっている。
なお、ゴムは平板状のものとしたが、Ｌ字型のゴムを２つ用いて、拡散板の対角２箇所に配置した構成であっても良い。

次に、スクリーン本体１０ａの詳細について説明する。
まず、フレネル板１１について説明する。
フレネル板１１は、図３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３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。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。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。
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、塩化ビニル系樹脂等の熱可塑性樹、シクロオレフィン系樹脂脂等が挙げられる。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３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６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を保持する保持部材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６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。

次に、駆動部３０について説明する。
スクリーン１０には、図５に示すように、自身が回転運動を行い、拡散板１２を揺動させる駆動部３０が設けられている。駆動部３０の具体的な構成は、拡散板１２の下面１６ｄ側に設けられ、ゴム部１７を介して拡散板１２を当該拡散板１２の射出面（拡散面）１２ｂに対して平行に揺動可能させるものである。また、この駆動部３０は、間欠的に駆動し、拡散板１２を連続的に振動させるものである。駆動部３０は、拡散板１２をレーザ光が拡散する射出面１２ｂに交差する方向（ｘｙ平面方向）、すなわち、図３に示すレーザ光の光軸Ｏに対して垂直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５に示すように、中心軸Ｐを中心に時計回りに回転する円盤状の駆動板３２を備えている。拡散板１２は、図５の破線に示すように、駆動板３２に接触可能となっており、駆動板３２に拡散板１２の面１６ｄが接触すると、回転方向（上方）に押し上げられ、円軌道に沿って揺動するようになっている。
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。

レーザ光の進行を模式的に示すと、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、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が駆動板３２に接触すると、図５に示すように、駆動板３２の回転に伴い、拡散板１２は上方に押し上げられ、この後、拡散板１２は、駆動板３２とは離れて動く。すなわち、拡散板１２に供給された力は、上辺の面１６ｃに設けられたゴム１７ｃに伝達され、筐体２の内壁面２ｂにより反発し、ゴム１７ｃの弾性力により、再び拡散板１２に伝達される。同時に、拡散板１２に供給された力は、ゴム１７ｂ，１７ｄ，１７ａに伝達されるため、図５に示すように、拡散板１２は円軌道に沿って揺動するようになっている。
その後、拡散板１２は、あらかじめ決められた量の減衰が進むと、図５の点線に示すように、駆動板３２に接触するので、再び、上方に押し上げられる。

本実施形態に係るリアプロジェクタ１では、ゴム部１７が設けられているため、スクリーン本体１０ａの拡散板１２は、当該拡散板１２の各面１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄに設けられたゴム１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄの弾性力により、筐体２の開口部２ａにおいて、光軸Ｏに対して垂直な方向に揺れ動くことになる。すなわち、駆動板３２により、拡散板１２が揺動されると、ゴム部１７により、しばらくの間、拡散板１２は動き続けるので、駆動板３２を間欠的に駆動させれば良い。したがって、駆動板３２を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、拡散板１２に連続的な運動を与えることが可能となり、効率良くシンチレーションを低減することができる。
また、回転を行う駆動板３２により、拡散板１２を揺動させることで、音及び振動の発生を抑制することができる。したがって、駆動部３０の駆動に伴う騒音の発生を防止し、静粛性の高いスクリーン１０を提供することが可能となる。
なお、駆動板３２を連続的に動かしても良く、これにより、駆動部３０の制御が簡易になり、また、本実施形態のように、間欠的に動かすことにより、省電力化を実現することが可能となる。
さらに、弾性部材としてゴムを用いたが、シリコンまたは発泡材等の弾性を有する部材であれば良く、例えば、コイルスプリングや板バネであっても良い。

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、往復運動を行う駆動部（駆動手段：アクチュエータ）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（一方の辺）の中央付近で、上方から弾性を有する吊り糸（弾性部材：伸縮部材）４１により吊るされている。これにより、拡散板１２は、吊り糸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、拡散板１２をソレノイド４７により揺動させ、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

なお、伸縮部材として、吊り糸４１を用いたが、伸縮フィルム、糸ゴム、平ゴム、コイルスプリング等を用いることができる。また、吊り糸４１を１つ用いて説明したが、複数備えても良い。複数用いた構成の場合、拡散板１２を筐体２の開口部２ａ内で安定して保持されることになる。

［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、レンチキュラ板１３を用いず、スクリーン本体５０ａが２層構造である点において、第１実施形態と異なる。
スクリーン本体５０ａは、フレネル板（他の層）５１と、第１実施形態と同様の拡散板（拡散層）５２とを備えている。
フレネル板５１は、図１０に示すように、拡散板（拡散層）５２と対向する面、すなわち、フレネルレンズ５１ｃが形成された射出面５１ｂの外周に沿って接触部５３が設けられている。接触部５３は、滑らかな形状を有していれば良く、本実施形態で、Ｒ付けが施されている。また、フレネル板５１の入射面５１ａから射出面５１ｂの接触部５３の先端までの厚みＴは、フレネル板５１の入射面５１ａから射出面５１ｂのフレネルレンズ５１ｃが形成されている面までの厚みＳより厚くなっている。これにより、フレネル板５１は、接触部５３が、拡散板５２に接触することになるため、フレネルレンズ５１ｃの先端の鋭利部分が拡散板５２に接触することがない構成になっている。

また、スクリーン本体５０ａには、光軸Ｏ方向（拡散層の拡散面に対して垂直方向）への拡散板５２の移動を規制する規制部材５４が設けられている。この規制部材５４は、フレネル板５１及び拡散板５２の外周に沿って設けられている。また、規制部材５４は、断面形状としては中央部に凹部５４ａが形成されたものとなっており、この規制部材５４の凹部５４ａに、フレネル板５１及び拡散板５２が嵌め込まれている。
また、規制部材５４には、拡散板５２側の凹部５４ａの内側面にゴム５５が設けられており、凹部５４ａにゴム５５，拡散板５２，フレネル板５１が嵌め込まれた状態になっているため、スクリーン５０ａはゴム５５を介して規制部材５４に保持されている。これにより、拡散板５２の光軸Ｏ方向への動きを確実に規制している。

本実施形態に係るリアプロジェクタでは、規制部材５４を備えることにより、拡散板５２は、入射した光の光軸Ｏ方向への移動が規制される。これにより、拡散板５２を揺動させた際の焦点の変動による画像ボケの発生を確実に抑えることができるので、より鮮明な画像を表示することが可能となる。
また、接触部５３により、フレネルレンズ５１ｃの先端の鋭利部分が接触しないため、拡散板５２の損傷を防止することができる。また、接触部５３には、Ｒ付けが施されているため、フレネル板５１と拡散板５２とが接触した際に生じる磨耗を抑制することができる。

なお、接触部５３は、Ｒ付けに限らす、面取りが施されていても良い。また、フレネル板の外周に接触部５３を設けたが、フレネル板５１の中央部分の凸部を接触部とし、この場合も、フレネル板５１の入射面５１ａから射出面の中央部分の凸部までの厚みをフレネル板５１の入射面５１ａから射出面５１ｂのフレネルレンズ５１ｃが形成されている面までの厚みＳより厚くすれば良い。
また、拡散板５２をフレネル板５１の射出面５１ｂ側（視聴者側）に設けたが、フレネル板５１の入射面５１ａ側に設けても良い。
また、本実施形態ではゴム５５を用いて説明したが、弾性を有する部材であれば良いため、コイルスプリング等であっても良い。また、ゴム５５は、規制部材５４の凹部５４ａ内のフレネル板５１と拡散板５２との間に設けられていても良い。
また、拡散板５２が揺動する際、フレネル板５１と拡散板５２との摺動面や拡散板５２と規制部材５４との接触面は、潤滑処理が施されていることが好ましい。これは、湿式の潤滑処理であっても良いが、外に滲み出て行きにくいことを考慮すると、乾式のフッ素化処理などが効果的である。また、拡散板５２とフレネル板５１とが擦れ合う部分などには、少なくとも一方をＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂や金属部材表面に潤滑処理を施したもので構成することにより、潤滑効果を得ることができる。
また、フレネル板５１及び拡散板５２の精度が高い場合や、拡散板５２が光軸Ｏ方向（焦点方向）に動いても画像ボケに寄与しない場合は、ゴム５５を用いなくても良い。
さらに、拡散板５２に代えて、第１実施形態で用いたレンチキュラ板１３を用い、このレンチキュラ板１３を拡散層として揺動させても良い。この構成では、拡散板５２を揺動させた場合と同様に、スクリーン５０から射出された光は、シンチレーションが抑えられた光となっているため、良好な画像を表示することが可能となる。

［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、シンチレーションを低減しつつ、画像ボケの発生を抑えたスクリーン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、弾性部材の弾性力が、拡散板の拡散面内のｘ方向及びｙ方向に加われば良いため、例えば、拡散板の上辺の角部にコイルスプリングを設け、筐体により、コイルスプリングを介して拡散板を揺動可能に保持しても良い。
また、弾性部材（ゴム、吊り糸）を筐体に取り付けたが、拡散板の外周に沿って額縁状のフレームを設けても良い。この構成の場合、フレームにより弾性部材を介して拡散層を保持するため、用途に応じた振動を行うスクリーン本体を筐体の開口部に嵌め込むことができる。

さらに、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、弾性部材（ゴム）と拡散板とが擦れ合う部分には、少なくとも一方をＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂や金属部材表面に潤滑処理を施したもので構成することにより、潤滑効果を得ることができる。

また、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、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、光変調装置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、および、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ることにより、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断面図である。 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）、２…筐体（保持部）、１０，４０，５０…スクリーン，１２，３５，５２…拡散板（拡散層）、１２ｂ…射出面（拡散面）、１３…レンチキュラ板（拡散層）、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）、３０…駆動部（駆動手段：アクチュエータ）、４５…駆動部（駆動手段：アクチュエータ）、５１…フレネル板（他の層）、１００…画像表示装置、１０６…スキャナ（走査手段）

Claims (10)

1. 複数の層を有するスクリーンであって、
   前記複数の層のうち少なくとも１層を構成し、入射した光を拡散させる拡散層と、
   前記複数の層のうち１層を構成し、入射された光を平行光に変換して射出させるフレネルレンズが形成されたフレネル板と、
   任意の保持部に対して、前記拡散層を移動可能に支持する弾性部材と、
   該弾性部材を介して前記拡散層を当該拡散層に入射した光の光軸と垂直な方向に移動させる駆動手段とを備え、
   前記フレネル板は、前記フレネルレンズが形成された側の面が前記拡散層と対向するように配置され、前記拡散層に向けて突出する前記フレネルレンズの先端に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スクリーン。
2. 前記駆動手段が、前記拡散層を間欠的に駆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. 前記弾性部材が、前記保持部と前記拡散層とを連結する少なくとも一つの伸縮部材からなり、
   該伸縮部材により、前記保持部に前記拡散層が吊り下げられてい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. 前記拡散層には、前記弾性部材の弾性力が、前記拡散層の拡散面内の所定の方向及び該所定の方向と交差する方向それぞれに加わることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のスクリーン。
5. 入射した光の光軸方向への前記拡散層の移動を規制する規制部材を備え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. 前記拡散層の光入射面および光射出面に静電防止処理が施された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. 前記駆動手段が、往復運動を行うアクチュエータであ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. 前記駆動手段が、回転運動を行うアクチュエータであ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。
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８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。
10. 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８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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