JP2007286346A - スクリーン、リアプロジェクタ及び画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のスクリーン20は、拡散層10を有するスクリーン本体12と、スクリーン本体12の外周に沿って設けられ、拡散層10が支持部材14を介して揺動可能に取り付けられた枠部16と、拡散層10に取り付けられ、拡散層10の拡散層面に平行に拡散層を移動させる駆動手段22とを備える。
【選択図】図3
Description
図12(a)、(b)に示すように、光源70から出射された光は、液晶ライトバルブを透過して、拡散材72を含むスクリーン74に投射される。スクリーン74に投射された投射光は、スクリーン74に含有する拡散材72により拡散される。拡散された光は、スクリーンの通過時に拡散材72により回折されて2次源波のように振舞う。この2次源波による2つの球面波は、図12(b)に示すように、2波の位相関係に応じて強め合ったり弱め合ったりして、スクリーン面と鑑賞者との間に干渉縞となって現れる。この干渉縞が発生する像面Sに鑑賞者の焦点が合わせられると、鑑賞者はその干渉縞をスクリーン面をぎらつかせるシンチレーションとして認識する。
例えば、特許文献1には、光拡散材が混入されたプラスチック材料より形成されている出射側光拡散層と、透明なプラスチック材料より形成されている中間層と、光拡散材が混入されたプラスチック材料より形成されている入射側光拡散層とを有するスクリーンが開示されている。これにより、入射側光拡散層にて発生したシンチレーションは出射側光拡散層にて再度拡散され、シンチレーションの発生を低減させている。
また、特許文献2及び3には、画像投影用スクリーンを構成する光拡散層の少なくとも1層を内部振動させ、光拡散層の相対的位置関係を変化させる画像投影用スクリーンが開示されている。このように、光拡散層に内部振動を付与することにより、シンチレーションの発生を低減させている。
(1)上記特許文献1では、出射側光拡散層は固定されているため、拡散面上の各点から発した光線間の干渉がなすスクリーンと鑑賞者との間の空間の位相分布も固定されており、干渉縞もまた固定された像として視認される。従って、本質的にはシンチレーションを低減させることができないという問題があった。
(2)上記特許文献2及び3では、光、電場、磁場、熱、応力等の種々の振動手段を用いるため、余分な駆動エネルギーを要していた。また、これらの駆動手段を用いた場合、拡散層へのエネルギー伝達効率も低く、振動、音、不要電磁波、排熱となり、鑑賞者の快適な鑑賞を阻害する原因となっていた。また、z方向(フォーカス方向)で拡散層を振動させる場合には像高が変化するため、x−y方向における像の輪郭の位置も変わり、像のボケが発生してしまうという問題があった。
また、この構成によれば、スクリーン本体の拡散層は拡散層面に平行に移動し、拡散層面に交差する方向に移動しない。ここで、拡散層面をx−y方向とし、x−y方向に交差する方向をz方向とする。従って、シンチレーションを低減しつつ、像ボケについても抑制することができる。さらには、z方向に移動しないため、拡散層の拡散層面が空気の圧縮面を生成せず、音、及び振動の発生も抑制することができる。
また、この駆動手段によれば、拡散層を円運動させることができるため、往復運動の場合とは異なり、不連続点のない拡散層の運動が可能となる。従って、よりシンチレーションを低減させることができる。
なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。また、以下の説明においては、xyz直交座標系を設定し、このxyz直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内における所定方向をx方向、水平面内においてx方向と直交する方向をy方向、x方向及びy方向のそれぞれに直交する方向をz方向とする。また、本実施形態においては、スクリーン20の正面側を鑑賞者が画像を視認する鑑賞者側とし、その反対側を背面側とする。
図1(a)は本実施形態に係るリアプロジェクタ120の概略構成を示す斜視図であり、(b)は図1(a)に示すリアプロジェクタ120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120は、光源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20に拡大投射するものである。
図1(b)に示すように、リアプロジェクタ120の筐体90内部の下方には投射光学系150が配設されている。投射光学系150とスクリーン20との間には反射ミラー92,94が設けられており、投射光学系150から出射された光が反射ミラー92,94によって反射され、スクリーン20に拡大投影されるようになっている。
図2は、リアプロジェクタ120の投射光学系150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120を構成する筐体90は省略している。
また、B(青)色の光は他のR(赤)色やG(緑)色と比較すると、光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ122、リレーレンズ123及び出射レンズ124からなるリレーレンズ系121を介して導かれるようになっている。
図3は、スクリーン20の概略構成を示す平面図である。なお、図3〜図9においては、スクリーン本体12はフレーム16と一定の間隔を空けて配置されているが、実際には図1に示すように、フレーム16の一部が前面に張り出しており、上記間隙が張り出したフレーム16によって覆われているものとする。
一方、スクリーン本体12の拡散板10の左下の角部には、拡散板10面に垂直に延びる連結棒26が取り付けれている。
そして、クランクモータ22の連結棒52と、拡散板10の連結棒26とが環状のゴム材28により互いに連結されている。これにより、クランクモータ22を駆動させると、拡散板10が回動軸C周りに回動可能となる。
また、本実施形態によれば、スクリーン本体12の拡散板10の面(x−y方向)に平行に移動し、拡散板10面に直交するz方向に移動しない。従って、シンチレーションを低減しつつ、像ボケについても抑制することができる。さらには、z方向に移動しないため、拡散板10の拡散板10面が空気の圧縮面を生成せず、音、及び振動の発生も抑制することができる。
また、このモータ22によれば、拡散板10を偏心円運動させることができるため、往復運動の場合とは異なり、不連続点のない拡散板10の運動が可能となる。従って、よりシンチレーションを低減させることができる。
次に、本実施形態について図面を参照して説明する。
上記実施形態では、拡散板を弾性部材によりフレームに吊り下げていた。これに対し、本実施形態では、拡散板の複数箇所を弾性部材によりフレームに取り付けている点において異なる。なお、その他のリアプロジェクタの構成は、上記第1実施形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
拡散板10の外縁にはゴム材14が等間隔に配置されており、これらのゴム材14を介して拡散板10がフレーム16に取り付けられている。これにより、拡散板10は、拡散板10とフレーム16との間に介挿されたゴム材14により弾性的に支持され、拡散板10が拡散板10の面(x−y方向)に平行に揺動可能となっている。
なお、拡散板10とフレーム16との間に介挿させるものとしては、ゴム材以外にもスプリング等の弾性部材、又はオイルダンパを用いても良い。
次に、本実施形態について図面を参照して説明する。
上記第2実施形態では拡散板に1個の駆動手段を取り付けていたが、本実施形態では拡散板に複数の駆動手段を取り付ける点において異なる。なお、その他のリアプロジェクタの構成は、上記第1実施形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
拡散板10の外縁にはゴム材14が等間隔に配置されており、これらのゴム材14を介して拡散板10がフレーム16に取り付けられている。これにより、拡散板10は、拡散板10とフレーム16との間に介挿されたゴム材14により弾性的に支持され、拡散板10が拡散板の面(x−y方向)に平行に揺動可能となっている。
次に、本実施形態について図面を参照して説明する。
上記第2実施形態では各駆動手段を連続して駆動させていたが、本実施形態では各駆動手段を間欠的に駆動する点において異なる。なお、その他のリアプロジェクタの構成は、上記第1実施形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図6に示すように、拡散板10の背面側の4箇所の角部にはDCモータ22(駆動手段)が取り付けられている。各DCモータ22のそれぞれは、筐体90内部に設けられる制御部24に接続されている。制御部24は、4個のクランクモータ22の駆動周期を同期させて駆動信号を供給し、4個のクランクモータ22の回転速度及び回転方向を同一に制御する。
図6及び図7(a)、(b)に示すように、制御部24からDCモータ22に駆動信号が供給されると、4箇所のDCモータ22が駆動する。これにより、DCモータ22に連結される拡散板10が図7中右周りに回転する。このとき、位置検出センサ32は、位置検出センサ32と拡散板10とが平面視で重なるため拡散板10を検出する。そのため、制御部24はDCモータ22に駆動信号を継続して供給する。
このように、本実施形態においては、拡散板10が駆動停止位置まで回転すると、DCモータ22の駆動を停止し、それ以外の場合にはDCモータ22を駆動し、DCモータ22を間欠的に駆動している。
次に、本実施形態について図面を参照して説明する。
上記第2実施形態では、拡散板の角部に弾性部材を用いて枠部に取り付けていた。これに対し、本実施形態では、拡散板にガイド手段を設けている点において異なる。なお、その他のリアプロジェクタの構成は、上記第1実施形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
スクリーン本体12の拡散板10の対向する左辺10a及び右辺10b側には、細長い直方体状のガイド機構30,30(ガイド手段)が設けられている。ガイド機構30,30の拡散板10と対向する面30a,30a側には、ガイド機構30,30の長手方向に沿って延びるガイド溝34が形成されている。ガイド溝34の長手方向の両端部には、拡散板10のスライド移動を停止させる滑止部36,36が設けられている。
次に、本実施形態について図面を参照して説明する。
上記実施形態では、スクリーン本体を1層の拡散板により構成していた。これに対し、本実施形態では、スクリーン本体を複数の拡散板により構成する点において異なる。なお、その他のリアプロジェクタの構成は、上記第1実施形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図9及び図10に示すように、スクリーン本体12は、拡散板10と、像を圧縮(集光)するレンチキュラーレンズ42と、スクリーン20に投射される光を平行光に変換するフレネルレンズ40とを有する。これらの層は、投射される投射光の光軸L上に、鑑賞者側から拡散板10、レンチキュラーレンズ42、及びフレネルレンズ40の順に配置されている。
拡散板10の鑑賞者側の面にはハードコート層が貼り貼り付けられている。また、レンチキュラーレンズ42の鑑賞者側の面にはブラックマスク44が格子状に形成されている。
これにより、モータ22から拡散板10、レンチキュラーレンズ42、及びフレネルレンズ40に伝達される力は、接触する部分の摩擦により、隣接する層に伝達される。従って、モータ22が取り付けられてない拡散板10、レンチキュラーレンズ42、及びフレネルレンズ40を受動的に運動させることができ、効率的にシンチレーションを低減させることができる。
次に、本実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態は、リアプロジェクタの構成として光変調素子ではなく走査部を用いる点において異なる。なお、その他スクリーンの構成は、上記第1実施形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
本実施形態のリアプロジェクタ120は、図11に示すように、レーザ光を射出する光源102と、コリメート光学系104とビーム整形光学系105と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82と、走査された光を拡大投射する投射レンズ108と、投射された光をスクリーン120に向けて反射する反射ミラー109とを備えている。光源102は、赤色のレーザ光を射出する赤色レーザダイオード102Rと、緑色のレーザ光を射出する緑色レーザダイオード102Gと、青色のレーザ光を射出する青色レーザダイオード102Bとを有する。
例えば、上記実施形態では、駆動手段としてクランクモータ、DCモータを用いていたが、これに代えてピエゾアクチュエーターを用いても良い。そして、増幅手段を用いてピエゾアクチュエーターの変位量を大きくし、拡散板10に伝達させても良い。
また、クランクモータの回転の周波数を、拡散板(及び、レンチキュラーレンズ、フレネルレンズ等)が有する固有振動数(共振周波数)と略同一に設定し、設定したモータの周波数の振動を拡散板に付与することも好ましい。これにより、拡散板が共振するため、低エネルギーで効率的に拡散板等を駆動することが可能となる。
さらに、上記実施形態では、光変調素子として透過型の液晶ライトバルブを用いた例を示したが、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。
Claims (11)
- 拡散層を有するスクリーン本体と、
前記スクリーン本体の外周に沿って設けられ、前記拡散層が支持部材を介して揺動可能に取り付けられた枠部と、
前記拡散層に取り付けられ、前記拡散層の拡散層面に平行に前記拡散層を移動させる駆動手段と、
を備えることを特徴とするスクリーン。 - 前記支持部材が弾性部材であることを特徴とする請求項1に記載のスクリーン。
- 前記駆動手段が、前記拡散層面に略垂直に延びる回動軸周りに回動可能であり、
前記スクリーン本体の前記拡散層の少なくとも1箇所に前記駆動手段が取り付けられたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のスクリーン。 - 前記スクリーン本体の前記拡散層が矩形状であり、
前記スクリーン本体の前記拡散層の角部の少なくとも2箇所以上に前記駆動手段が取り付けられ、
前記拡散層の角部に取り付けられた前記駆動手段のそれぞれが同期して駆動されることを特徴とする請求項3に記載のスクリーン。 - 前記スクリーン本体の前記拡散層が矩形状であり、
前記スクリーン本体の前記拡散層の対向する辺の少なくとも一方には、前記拡散層を前記辺方向にスライド移動させるガイド手段が設けられたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のスクリーン。 - 前記スクリーン本体が前記拡散層を複数有し、
前記複数の拡散層が、前記拡散層に投射される光の光路軸上に配置され、
前記複数の拡散層のうち少なくとも2層の前記拡散層が、前記支持部材を介して揺動可能に前記枠部に取り付けられ、
前記駆動手段が、前記支持部材を介して前記枠部に取り付けられた前記拡散層のうち少なくとも1層の前記拡散層に取り付けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のスクリーン。 - 前記支持部材を介して前記枠部に取り付けられた前記拡散層のうち、隣接する前記拡散層の少なくとも一部が互いに接触しており、
前記接触する拡散層のうち少なくとも1層の前記拡散層に前記駆動手段が取り付けられていることを特徴とする請求項6に記載のスクリーン。 - 前記枠部に取り付けられた前記拡散層のそれぞれに対応する前記支持部材が、異なる共振周波数を有することを特徴とする請求項6又は請求項7に記載のスクリーン。
- 前記支持部材の共振周波数と、前記駆動手段の駆動周波数は略同一であることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載のスクリーン。
- 光を射出する光源と、
前記光源から射出された光を変調する光変調素子と、
前記光変調素子により変調された光が投影される前記請求項1乃至請求項9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リアプロジェクタ。 - 光を射出する光源と、
前記請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載のスクリーンと、
前記スクリーン上で前記光源から射出された光を走査する走査部と、
を備えることを特徴とする画像表示装置。
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