透過型スクリーンおよび背面投射型表示装置
【課題】光の利用効率を高めることによって明るい画像を表示することができるとともに、軽量で利便性の高い透過型スクリーンおよび当該透過型スクリーンを備えた背面投射型表示装置を提供すること。
【解決手段】透過型スクリーン１００は、背面１０２側から光を投写して表示面１０１に画像を表示するスクリーンである。このような透過型スクリーン１００は、背面１０２側に設けられ、一方向に振動する直線偏光Ｌを透過し、直線偏光Ｌと振動方向が異なる直線偏光を反射する反射型偏光層１１０と、反射型偏光層１１０よりも表示面１０１側に設けられ、反射型偏光層１１０を透過した直線偏光Ｌを散乱させる光散乱層１２０とを有している。
【解決手段】透過型スクリーン１００は、背面１０２側から光を投写して表示面１０１に画像を表示するスクリーンである。このような透過型スクリーン１００は、背面１０２側に設けられ、一方向に振動する直線偏光Ｌを透過し、直線偏光Ｌと振動方向が異なる直線偏光を反射する反射型偏光層１１０と、反射型偏光層１１０よりも表示面１０１側に設けられ、反射型偏光層１１０を透過した直線偏光Ｌを散乱させる光散乱層１２０とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過型スクリーンおよび背面投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えばリアプロジェクションテレビなどの、スクリーンの背面側（表示面と反対側）から映像光を投射することにより、表示面に所望の画像を表示する装置が知られている。
このような装置に用いられるスクリーンとして、特許文献１に示すようなスクリーンが知られている。特許文献１のスクリーンは、光源側から、フレネルレンズシート、レンチキュラーレンズシートおよび前面板を積層することにより構成されている。フレネルレンズシートは、映像光を一定の角度の範囲内になるように絞り込む機能を有し、レンチキュラーレンズシートは、フレネルレンズシートを透過した映像光を適度な角度の範囲に広げる機能を有し、前面板は、レンチキュラーレンズシートを透過した光を拡散させる機能を有している。特許文献１のスクリーンでは、このような構成とすることにより、視野角特性を向上させている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１のスクリーンは、レンズシートを２枚も使用しているため厚みがあって重く、例えばガラス窓等の比較的強度の弱い部分に貼り付けるといった配置を採用することができず、利便性に乏しいという問題がある。また、特許文献１のスクリーンは、前面板で拡散した光のうち、レンチキュラーレンズシート方向（すなわち、背面側）に拡散した光を表示として利用することができないため、光の利用効率が悪いという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７７９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、光の利用効率を高めることによって明るい画像を表示することができるとともに、軽量で利便性の高い透過型スクリーンおよび当該透過型スクリーンを備えた背面投射型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の透過型スクリーンは、背面側から光を投写して表示面に画像を表示する透過型スクリーンであって、
前記背面側に設けられ、一方向に振動する直線偏光を透過し、前記直線偏光と振動方向が異なる直線偏光を反射する反射型偏光層と、
前記反射型偏光層よりも前記表示面側に設けられ、前記反射型偏光層を透過した直線偏光を散乱させる光散乱層とを有することを特徴とする。
【０００７】
これにより、プロジェクターからの投射光が直線偏光であっても反射型偏光層へ１００％入射することができ、従って無駄なく反射型偏光層を透過でき、光散乱層によって散乱して無偏光となった光のうち、表示面側へ散乱する光を画像表示に利用することができるとともに、反射型偏光層側へ散乱し反射型偏光層で反射された光も画像表示に利用することができる。そのため、光の利用効率が向上し、明るい画像を表示することができる。また、このような構成によれば、軽量化を図ることができ利便性の高い透過型スクリーンとなる。
【０００８】
本発明の透過型スクリーンは、背面側から光を投写して表示面に画像を表示する透過型スクリーンであって、
前記背面側に設けられ、所定の方向に回転する円偏光を一方向に振動する直線偏光に補正する波長補正層と、
前記波長補正層よりも前記表示面側に設けられ、前記波長補正層によって補正された前記直線偏光を透過し、前記波長補正層によって補正された前記直線偏光と振動方向が異なる直線偏光を反射する反射型偏光層と、
前記反射型偏光層よりも前記表示面側に設けられ、前記反射型偏光層を透過した直線偏光を散乱させる光散乱層とを有することを特徴とする。
【０００９】
これにより、プロジェクターからの投射光が円偏光であっても反射型偏光層へ入射する前に直線偏光にすることができ、無駄なく反射型偏光層を透過でき、光散乱層によって散乱して無偏光となった光のうち、表示面側へ散乱する光を画像表示に利用することができるとともに、反射型偏光層側へ散乱し反射型偏光層で反射された光も画像表示に利用することができる。そのため、光の利用効率が向上し、明るい画像を表示することができる。また、このような構成によれば、軽量化を図ることができ利便性の高い透過型スクリーンとなる。
【００１０】
本発明の透過型スクリーンでは、前記反射型偏光層は、複数の線材が並設されてなるワイヤーグリッドにより構成されていることが好ましい。
これにより、反射型偏光層の構成を実現できる。
本発明の透過型スクリーンでは、前記反射型偏光層は、光学的異方性を有する少なくとも１つの第１の層と、前記第１の層と屈折率の異なる少なくとも１つの第２の層とが積層することにより構成されていることが好ましい。
これにより、反射型偏光層の構成を実現できる。
本発明の透過型スクリーンでは、コレステリック規則性を有する樹脂層を有し、該樹脂層が前記波長補正層および前記反射型偏光層を兼ねていることが好ましい。
これにより、透過型スクリーンの部品点数を削減でき、構成の簡易化を図ることができる。
【００１１】
本発明の透過型スクリーンでは、前記光散乱層の厚さは、前記表示面に設定された画素の最大幅の１／２以下であることが好ましい。
これにより、より鮮明な画像を表示することができる。
本発明の透過型スクリーンでは、前記光散乱層の前記表示面側に、前記光散乱層への外光の侵入を防止する外光遮蔽部が設けられていることが好ましい。
これにより、表示された画像の視認性が向上する。
【００１２】
本発明の透過型スクリーンでは、前記光散乱層のヘイズ値は、９９％以上であることが好ましい。
これにより、透過型スクリーンを介して、透過型スクリーンの背後に位置する光投射装置（特にホットスポット（光が出射される部位））が観察者に視認されてしまうのを防止することができる。また、背後の物体が表示画像と重なり合ってしまうのを防止できるため、優れた画像表示特性が得られる。
【００１３】
本発明の背面投射型表示装置は、筐体と、前記筐体内に設けられ、一方向に振動する直線偏光である映像光を出射するプロジェクターと、前記筐体に支持され、背面側から前記映像光が投写されることにより表示面に画像を表示する透過型スクリーンとを有し、
前記透過型スクリーンは、前記背面側に設けられ、前記直線偏光を透過し、前記直線偏光と振動方向が異なる直線偏光を反射する反射型偏光層と、前記反射型偏光層よりも前記表示面側に設けられ、前記反射型偏光層を透過した直線偏光を散乱させる光散乱層とを有することを特徴とする。
これにより、光利用効率の優れた背面投射型表示装置を提供することができる。
【００１４】
本発明の背面投射型表示装置は、筐体と、前記筐体内に設けられ、所定方向に回転する円偏光である映像光を出射するプロジェクターと、前記筐体に支持され、背面側から前記映像光が投写されることにより表示面に画像を表示する透過型スクリーンとを有し、
前記透過型スクリーンは、前記背面側に設けられ、前記円偏光を一方向に振動する直線偏光に補正する波長補正層と、前記波長補正層よりも前記表示面側に設けられ、前記波長補正層によって補正された前記直線偏光を透過し、前記波長補正層によって補正された前記直線偏光と振動方向が異なる直線偏光を反射する反射型偏光層と、前記反射型偏光層よりも前記表示面側に設けられ、前記反射型偏光層を透過した直線偏光を散乱させる光散乱層とを有することを特徴とする。
これにより、光利用効率の優れた背面投射型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る第１実施形態の透過型スクリーンの使用例を示す図である。
【図２】図１に示すプロジェクターの光学系の構成を示す平面図である。
【図３】図１に示すプロジェクターの変形例を示す図である。
【図４】図３に示すプロジェクターが備える光スキャナーの部分断面斜視図である。
【図５】図４に示す光スキャナーの駆動を説明する断面図である。
【図６】図１に示す透過型スクリーンの断面図である。
【図７】図１に示す透過型スクリーンが有する反射型偏光層の平面図である。
【図８】図１に示す透過型スクリーンが有する反射型偏光層の断面図である。
【図９】図１に示す透過型スクリーンが有する光散乱層の断面図である。
【図１０】図１に示す透過型スクリーンが有する光散乱層の厚さを説明するための平面図である。
【図１１】図１に示す透過型スクリーンの機能を説明するための平面図である。
【図１２】本発明に係る第２実施形態の透過型スクリーンに光を投射するプロジェクターの光学系を示す平面図である。
【図１３】本発明に係る第２実施形態の透過型スクリーンを示す断面図である。
【図１４】本発明に係る第３実施形態の透過型スクリーンを示す断面図である。
【図１５】本発明に係る第４実施形態の透過型スクリーンを示す側面図である。
【図１６】本発明の背面投射型表示装置の実施形態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の透過型スクリーンおよび背面投射型表示装置の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の透過型スクリーンの第１実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る第１実施形態の透過型スクリーンの使用例を示す図、図２は、図１に示すプロジェクターの光学系の構成を示す平面図、図３は、図１に示すプロジェクターの変形例を示す図、図４は、図３に示すプロジェクターが備える光スキャナーの部分断面斜視図、図５は、図４に示す光スキャナーの駆動を説明する断面図、図６は、図１に示す透過型スクリーンの断面図、図７は、図１に示す透過型スクリーンが有する反射型偏光層の平面図、図８は、図１に示す透過型スクリーンが有する反射型偏光層の断面図、図９は、図１に示す透過型スクリーンが有する光散乱層の断面図、図１０は、図１に示す透過型スクリーンが有する光散乱層の厚さを説明するための平面図、図１１は、図１に示す透過型スクリーンの機能を説明するための平面図である。
【００１７】
図１に示す透過型スクリーン１００は、プロジェクター（光投射装置）２００から出射された直線偏光（ｓ偏光若しくはｐ偏光）である映像光Ｌの利用効率を高めることにより、表示面１０１に明るく鮮明な画像（例えば、コマーシャルやプロモーションビデオ等の動画）を表示することができるスクリーンである。
このような透過型スクリーン１００は、例えばビル等の建物内に設置された実質的に無色透明なガラス板に貼り付けて設置するこができる。後述するように、透過型スクリーン１００は、薄くて軽量であるため、ガラス板に貼り付けても、その重さによってガラス板の破壊等を招くことがなく、また、透過型スクリーン１００がガラス板からほとんど出っ張らないので、観察者に違和感を与えることもない。
図１に示すように、透過型スクリーン１００は、表示面１０１と、表示面１０１と反対側に位置する背面１０２とを有しており、背面１０２側にプロジェクター２００が設置されている。そして、プロジェクター２００から出射された映像光Ｌが背面１０２から表示面１０１に導かれるにより、表示面１０１に所望の画像が表示される。
【００１８】
以下、透過型スクリーン１００およびプロジェクター２００について順次説明する。
（プロジェクター）
図２は、プロジェクター２００の光学系の構成を示す平面図である。図２に示すように、プロジェクター２００は、照明光学系２１０と、色分離光学系２２０と、平行化レンズ２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂと、空間光変調装置２４０Ｒ、２４０Ｇ、２４０Ｂと、光合成部であるクロスダイクロイックプリズム２５０とを備えている。
【００１９】
照明光学系２１０は、光源２１１と、リフレクタ２１２と、第１のレンズアレイ２１３と、第２のレンズアレイ２１４と、偏光変換素子２１５と、重畳レンズ２１６とを有している。
光源２１１は、超高圧水銀ランプであり、リフレクタ２１２は、放物面鏡を有して構成されている。光源２１１から射出された放射状の光束は、リフレクタ２１２で反射されて略平行光束となり、第１のレンズアレイ２１３へと射出される。なお、光源２１１としては、超高圧水銀ランプに限らず、例えばメタルハライドランプ等を採用してもよい。また、リフレクタ２１２としては、放物面鏡に限らず、楕円面鏡からなるリフレクタの射出面に平行化凹レンズを配置した構成を採用してもよい。
【００２０】
第１のレンズアレイ２１３および第２のレンズアレイ２１４は、小レンズをマトリクス状に配列して形成されている。光源２１１から射出された光束は、第１のレンズアレイ２１３によって複数の微小な部分光束に分割され、各部分光束は、第２のレンズアレイ２１４および重畳レンズ２１６によって照明対象である３つの空間光変調装置２４０Ｒ、２４０Ｇ、２４０Ｂの表面で重畳される。
【００２１】
偏光変換素子２１５は、ランダム偏光の光束を一方向に振動する直線偏光（Ｓ偏光若しくはＰ偏光）に揃える機能を有しており、本実施形態では、色分離光学系２２０での光束の損失が少ないＳ偏光に揃えている。
色分離光学系２２０は、照明光学系２１０から射出された光束（Ｓ偏光）を、赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光の３色の色光に分離する機能を有しており、Ｂ光反射ダイクロイックミラー２２１、ＲＧ光反射ダイクロイックミラー２２２、Ｇ光反射ダイクロイックミラー２２３、および反射ミラー２２４、２２５を備えている。
【００２２】
照明光学系２１０から射出された光束のうち、Ｂ光の成分は、Ｂ光反射ダイクロイックミラー２２１によって反射され、さらに反射ミラー２２４、２６１によって反射されて平行化レンズ２３０Ｂに至る。一方、照明光学系２１０から射出された光束のうち、Ｇ光、Ｒ光の成分は、ＲＧ光反射ダイクロイックミラー２２２によって反射され、さらに反射ミラー２２５によって反射されてＧ光反射ダイクロイックミラー２２３に至る。その中のＧ光の成分は、Ｇ光反射ダイクロイックミラー２２３および反射ミラー２６２に反射されて平行化レンズ２３０Ｇに至り、Ｒ光の成分は、Ｇ光反射ダイクロイックミラー２２３を透過して、反射ミラー２６３に反射されて平行化レンズ２３０Ｒに至る。
【００２３】
平行化レンズ２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂは、照明光学系２１０からの複数の部分光束を、空間光変調装置２４０Ｒ、２４０Ｇ、２４０Ｂをそれぞれ照明するように各部分光束が、それぞれ略平行な光束となるように設定されている。
平行化レンズ２３０Ｒを透過したＲ光は、空間光変調装置２４０Ｒに至り、平行化レンズ２３０Ｇを透過したＧ光は、空間光変調装置２４０Ｇに至り、平行化レンズ２３０Ｂを透過したＢ光は、空間光変調装置２４０Ｂに至る。
【００２４】
空間光変調装置２４０Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。空間光変調装置２４０Ｒに設けられた図示しない液晶パネルは、２つの透明基板の間に、光を画像信号に応じて変調するための液晶層を封入している。空間光変調装置２４０Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム２５０へ入射する。なお、空間光変調装置２４０Ｇ、２４０Ｂの構成および機能は、空間光変調装置２４０Ｒと同様である。
【００２５】
クロスダイクロイックプリズム２５０は、三角柱状の４つのプリズムを貼り合わせることにより、略正方形断面の角柱状に形成されたものであり、Ｘ字状の貼り合わせ面に沿って誘電体多層膜２５１、２５２が設けられている。誘電体多層膜２５１は、Ｇ光を透過してＲ光を反射し、誘電体多層膜２５２は、Ｇ光を透過してＢ光を反射する。そして、クロスダイクロイックプリズム２５０は、空間光変調装置２４０Ｒ、２４０Ｇ、２４０Ｂから出射された各色光の変調光をそれぞれ入射面２５０Ｒ、２５０Ｇ、２５０Ｂから入射して合成し、カラー画像を表す画像光を形成し、投写光学部２６０に射出する。
これにより、プロジェクター２００から、直線偏光である映像光Ｌが出射される。
【００２６】
（プロジェクター：変形例）
なお、プロジェクター２００に変えて次のようなプロジェクター４００を用いてもよい。図３に示すように、プロジェクター４００は、映像光Ｌとしてのレーザー光を出射するレーザー光出射装置４１０と、レーザー光出射装置４１０から出射した映像光Ｌを透過型スクリーン１００に２次元的に走査（照射）するレーザー光走査部７００と、レーザー光出射装置４１０およびレーザー光走査部７００の駆動を制御する制御部５００を有している。
【００２７】
表示用レーザー光出射装置４１０は、各色のレーザー光源４１１ｒ、４１１ｇ、４１１ｂと、各レーザー光源４１１ｒ、４１１ｇ、４１１ｂに対応して設けられたコリメータレンズ４１２ｒ、４１２ｇ、４１２ｂおよびダイクロイックミラー４１３ｒ、４１３ｇ、４１３ｂとを備えている。
各色のレーザー光源４１１ｒ、４１１ｇ、４１１ｂは、それぞれ赤色、緑色および青色のレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを出射する。レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢは、それぞれ、制御部５００から送信される駆動信号に対応して変調された状態で出射され、コリメータレンズ４１２ｒ、４１２ｇ、４１２ｂによって平行化されて細いビームとされる。
【００２８】
ダイクロイックミラー４１３ｒ、４１３ｇ、４１３ｂは、それぞれ、赤色レーザー光ＲＲ、緑色レーザー光ＧＧ、青色レーザー光ＢＢを反射する特性を有し、各色のレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを結合して１つのレーザー光（直線偏光である映像光Ｌ）として出射する。レーザー光出射装置４１０から出射された映像光Ｌは、レーザー光走査部７００に至る。
【００２９】
レーザー光走査部７００は、レーザー光出射装置４１０から出射した映像光Ｌを透過型スクリーン１００の背面１０２の面内の第１の方向に走査する光スキャナー７１０と、第１の方向に直交する第２の方向に走査する光スキャナー７２０とを有している。以下、光スキャナー７１０、７２０の構成について具体的に説明するが、光スキャナー７１０、７２０は、互いに同様の構成であるため、以下では、説明の便宜上、光スキャナー７１０について代表して説明し、光スキャナー７２０については、その説明を省略する。
【００３０】
図４に示すように、光スキャナー７１０は、いわゆる１自由度振動系であり、基体７１１と、基体７１１の下面に対向するよう設けられた対向基板７１３と、基体７１１と対向基板７１３との間に設けられたスペーサー７１２とを有している。
基体７１１は、可動板７１１ａと、可動板７１１ａを回動可能に支持する支持部７１１ｂと、可動板７１１ａと支持部７１１ｂとを連結する１対の連結部７１１ｃ、７１１ｄとを有している。
【００３１】
可動板７１１ａは、その平面視にて、略長方形をなしている。このような可動板７１１ａの上面には、光反射性を有する光反射部（ミラー）７１１ｅが設けられている。光反射部７１１ｅは、例えば、Ａｌ、Ｎｉ等の金属膜で構成されている。また、可動板７１１ａの下面には、永久磁石７１４が設けられている。
支持部７１１ｂは、可動板７１１ａの平面視にて、可動板７１１ａの外周を囲むように設けられている。すなわち、支持部７１１ｂは、枠状をなしていて、その内側に可動板７１１ａが位置している。
【００３２】
連結部７１１ｃは、可動板７１１ａの一方側にて、可動板７１１ａと支持部７１１ｂとを連結し、連結部７１１ｄは、可動板７１１ａの他方側にて、可動板７１１ａと支持部７１１ｂとを連結している。連結部７１１ｃ、７１１ｄは、それぞれ、長手形状をなしており、弾性変形可能である。このような１対の連結部７１１ｃ、７１１ｄが、互いに同軸的に設けられており、この軸（以下「回動中心軸Ｊ１」と言う）を中心として、可動板７１１ａが支持部７１１ｂに対して回動する。
このような基体７１１は、例えば、シリコンを主材料として構成されていて、可動板７１１ａと支持部７１１ｂと連結部７１１ｃ、７１１ｄとが一体的に形成されている。
【００３３】
スペーサー７１２は、枠状をなしていて、その上面が基体７１１の下面と接合している。また、スペーサー７１２は、可動板７１１ａの平面視にて、支持部７１１ｂの形状とほぼ等しくなっている。このようなスペーサー７１２は、例えば、各種ガラス、各種セラミックス、シリコン、ＳｉＯ２などで構成されている。
なお、スペーサー７１２と基体７１１との接合方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤等の別部材を介して接合してもよいし、スペーサー７１２の構成材料によっては陽極接合などを用いてもよい。
【００３４】
対向基板７１３は、スペーサー７１２と同様に、例えば、各種ガラス、シリコン、ＳｉＯ２などで構成されている。このような対向基板７１３の上面であって、可動板７１１ａと対向する部位には、コイル７１５が設けられている。
永久磁石７１４は、板棒状をなしていて、可動板７１１ａの下面に沿って設けられている。このような永久磁石７１４は、可動板７１１ａの平面視にて、回動中心軸Ｊ１に対して直交する方向に磁化（着磁）されている。すなわち、永久磁石７１４は、両極（Ｓ極、Ｎ極）を結んだ線分が、回動中心軸Ｊ１に対して直交するよう設けられている。
このような永久磁石７１４としては、特に限定されず、例えば、ネオジウム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石などを用いることができる。
【００３５】
コイル７１５は、可動板７１１ａの平面視にて、永久磁石７１４の外周を囲むように設けられている。
また、図４に示すように、第１の光スキャナー７１０は、コイル７１５に電圧を印加する電圧印加手段７１６を有している。電圧印加手段７１６は、印加する電圧の電圧値や周波数等の各条件を調整（変更）し得るように構成されている。電圧印加手段７１６、コイル７１５および永久磁石７１４により、可動板７１１ａを回動させる駆動手段７１７が構成される。
【００３６】
コイル７１５には、制御部５００の制御により、電圧印加手段７１６から所定の電圧が印加され、所定の電流が流れる。
例えば、制御部５００の制御により、電圧印加手段７１６からコイル７１５に交番電圧を印加すると、それに応じて電流が流れ、可動板７１１ａの厚さ方向の磁界が発生し、かつ、その磁界の向きが周期的に切り換わる。すなわち、コイル７１５の上側付近がＳ極、下側付近がＮ極となる状態と、コイル７１５の上側付近がＮ極、下側付近がＳ極となる状態とが交互に切り換わることとなり、これにより、連結部７１１ｃ、７１１ｄを捩り変形させながら、可動板７１１ａが回動中心軸Ｊ１まわりに回動する（図５（ａ）、（ｂ）の状態を交互に繰り返す）。
【００３７】
図３に示すように、上述のような構成の光スキャナー７１０、７２０は、互いの回動中心軸Ｊ１、Ｊ２が直交するように設けられている。そのため、光スキャナー７１０、７２０を互いに駆動させた状態で、レーザー光出射装置４１０から映像光Ｌを出射することにより、映像光Ｌが、透過型スクリーン１００の背面１０２に対し、２次元的に走査される。
【００３８】
（透過型スクリーン）
図６に示すように、透過型スクリーン１００は、反射型偏光層１１０と光散乱層１２０とが積層して構成されている。このような透過型スクリーン１００では、反射型偏光層１１０の光散乱層１２０と反対側の面が背面１０２を構成し、光散乱層１２０の反射型偏光層１１０と反対側の面が表示面１０１を構成する。
【００３９】
反射型偏光層１１０は、プロジェクター２００から出射された映像光Ｌを透過し、映像光Ｌと振動方向が異なる直線偏光を反射する機能を有している。このような反射型偏光層１１０としては、図７に示すように、透明基板１１１に、アルミニウム、銀、Ｃｒ等の金属線（線材）１１２を一定周期かつ平行に配置したワイヤーグリッド１１３を用いることができる。このようなワイヤーグリッド１１３は、金属線１１２に沿った方向に平行に振動する偏光成分を反射し、金属線１１２に沿った方向に直交する方向に振動する偏光成分を透過させる機能を有している。
【００４０】
そのため、反射型偏光層１１０としてワイヤーグリッド１１３を用いる場合には、透過型スクリーン１００は、プロジェクター２００から出射された映像光Ｌの振動方向に直交する方向に金属線１１２が延在するように配設されている。このように、反射型偏光層１１０としてワイヤーグリッド１１３を用いることにより、反射型偏光層１１０の構成を簡単なものとすることができる。さらには、反射型偏光層１１０の厚さを抑えることもできる。
また、反射型偏光層１１０としては、図８に示すように、光学的異方性を有する第１の層１１５と、第１の層１１５と屈折率の異なる第２の層１１６とを交互に積層してなる偏光フィルム１１７を用いることもできる。
【００４１】
第１の層１１５は、延伸プロセスによって延伸軸方向に振動する偏光に対する屈折率が変化して、当該変化後の屈折率と延伸軸方向に対して直交方向に振動する偏光に対する屈折率との間で複屈折を生じている。第１の層１１５の構成材料としては、延伸軸方向に振動する偏光に対する屈折率が変化して複屈折を生じる材料であれば、特に限定されず、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の結晶性ナフタレンジカルボン酸ポリエステル等が挙げられる。
【００４２】
第２の層１１６は、延伸前において第１の層１１５の構成材料と同じ屈折率を有し、かつ延伸プロセスによっても屈折率が変化せずに第１の層１１５のような複屈折が生じていない。第２の層１１６の構成材料としては、延伸軸方向に振動する偏光に対する屈折率が変化せずに複屈折を生じない材料であれば、特に限定されず、例えば、ナフタレンジカルボン酸とテレフタル酸又はイソフタル酸のコポリエステル（ｃｏＰＥＮ）等が挙げられる。
【００４３】
このような偏光フィルム１１７では、隣り合う第１の層１１５および第２の層１１６の層間においては、延伸軸方向の屈折率に差が生じ、延伸軸方向に対して直交方向の屈折率には差が生じない。そのため、偏光フィルム１１７では、延伸軸方向に振動する偏光は、層界面において反射され、延伸軸方向に対して直交方向に振動する偏光は、層界面で反射されずに透過する。
【００４４】
そのため、反射型偏光層１１０として偏光フィルム１１７を用いる場合には、透過型スクリーン１００は、プロジェクター２００から出射された映像光Ｌの振動方向に直交する方向と、偏光フィルム１１７の延伸軸方向が一致するように配設される。このように、反射型偏光層１１０として偏光フィルム１１７を用いることにより、反射型偏光層１１０の構成を簡単なものとすることができる。さらには、反射型偏光層１１０の厚さを抑えることもできる。
光散乱層１２０は、反射型偏光層１１０のプロジェクター２００と反対側に位置している。光散乱層１２０は、反射型偏光層１１０を透過した映像光Ｌを散乱させる機能を有している。
【００４５】
このような光散乱層１２０は、例えば、図９に示すように、基材１２１中に光散乱機能（光拡散機能）を有する粒状体１２２を分散させたものからなる。このような光散乱層１２０は、例えば、基材１２１の構成材料と粒状体１２２とを適当な有機溶剤若しくは水に溶解又は分散させた分散液をシート状に塗布し、乾燥することにより製造することができる。
【００４６】
基材１２１としては、透光性の樹脂を好適に用いることができる。透光性の樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、トリアセチルセルロース、ブチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂等が挙げられる。
粒状体１２２としては、基材１２１との間に所定の屈折率差を有し、透明で、基材１２１への分散性に優れたものを好適に用いることができる。例えば、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂等からなる有機高分子化合物の微粒子や、シリカ等の無機化合物の微粒子などが挙げられる。
【００４７】
このような光散乱層１２０の厚さとしては、特に限定されないが、図１０に示すように、透過型スクリーン１００の表示面１０１に設定された画素の最大幅Ｗの１／２以下であることが好ましい。光散乱層１２０の厚さを上記数値範囲とすることにより、ぼけ（ぼやけ）の無い鮮明な画像を表示面１０１に表示することができる。具体的には、図１０に示すように、反射型偏光層１１０を透過し、光散乱層１２０へ侵入した映像光Ｌは、光散乱層１２０で等方法に散乱する。すなわち、光散乱層１２０の厚さ方向に散乱する映像光Ｌ（Ｌ１）があれば、光散乱層１２０の面方向に散乱する映像光Ｌ（Ｌ２）もある。そのため、光散乱層１２０の厚さが前記画素の最大幅Ｗの１／２より大きいと、映像光Ｌ２等が隣の画素に侵入し、隣り合う画素の色が干渉し合うことにより、鮮明な画像が表示できなくなるおそれがある。
【００４８】
また、光散乱層１２０の散乱性能としては、本発明の効果を損なわない限り、特に限定されないが、例えば、光散乱層１２０のヘイズ値は、９９％以上であるのが好ましい。これにより、透過型スクリーン１００を介して、透過型スクリーン１００の背後にある物体（特にプロジェクター２００）が観察者に観察されるのを防止することができる。より具体的には、例えば、透過型スクリーン１００の表示面１０１に画像を表示している最中に、透過型スクリーン１００を介してプロジェクター２００（特にプロジェクター２００のホットスポット）が観察者に視認されてしまうのを防止することができる。すなわち、透過型スクリーン１００の背後にある物体が表示面１０１に表示された画像と重なり合ってしまうのを防止できるため、優れた画像表示特性が得られる。なお、本明細書における「ヘイズ値」は、ＪＩＳ Ｋ７１０５ ６．４に準拠し、ヘイズメーターを用いて測定した値である。
【００４９】
以上、透過型スクリーン１００の構成について説明した。
このような透過型スクリーンでは、図１１に示すように、光散乱層１２０によって散乱して無偏光となった映像光Ｌのうち、表示面１０１側へ散乱する映像光Ｌ１を画像表示に利用することができるとともに、一旦、反射型偏光層１１０側へ散乱し反射型偏光層１１０で反射されて表示面１０１側へ散乱する映像光Ｌ３も画像表示に利用することができる。そのため、映像光Ｌの利用効率が向上し、表示面１０１に明るい画像を表示することができる。また、このような構成によれば、軽量化を図ることができ利便性の高い透過型スクリーン１００となる。
【００５０】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の透過型スクリーンの第２実施形態について説明する。
図１２は、本発明に係る第２実施形態の透過型スクリーンに光を投射するプロジェクターの光学系を示す平面図、図１３は、本発明に係る第２実施形態の透過型スクリーンを示す断面図である。
【００５１】
以下、第２実施形態の透過型スクリーン１００Ａについて、前述した第１実施形態の透過型スクリーン１００との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態の透過型スクリーン１００Ａは、プロジェクター２００Ａから出射された円偏光である映像光Ｌを直線偏光に補正する波長補正層１３０を有する以外は、前述した第１実施形態の透過型スクリーン１００とほぼ同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００５２】
（プロジェクター）
本実施形態の透過型スクリーン１００Ａに映像光Ｌを投射するプロジェクター２００Ａは、クロスダイクロイックプリズム２５０と投写光学部２６０との間に設けられた１／４λ板２７０をさらに有している。これにより、クロスダイクロイックプリズム２５０で合成された映像光Ｌは、１／４λ板２７０によって直線偏光から円偏光（左偏光若しくは右偏光）に変更された後に、投写光学部２６０から出射されることとなる。
【００５３】
（透過型スクリーン）
図１３に示すように、本実施形態の透過型スクリーン１００Ａは、波長補正層１３０、反射型偏光層１１０および光散乱層１２０がこの順で積層することにより構成されている。そして、透過型スクリーン１００Ａは、波長補正層１３０がプロジェクター２００Ａ側に位置するように設置されている。なお、反射型偏光層１１０および光散乱層１２０については、前述した第１実施形態と同様の構成であるため、以下では、波長補正層１３０について説明する。
【００５４】
波長補正層１３０は、プロジェクター２００Ａから出射された円偏光である映像光Ｌを、反射型偏光層１１０の透過軸に沿った方向に振動する直線偏光に変更（補正）する機能を有している。すなわち、波長補正層１３０は、そのままでは反射型偏光層１１０を透過することのできない映像光Ｌを、反射型偏光層１１０を透過することのできる映像光Ｌに変更する機能を有している。このような波長補正層１３０としては、その機能を発揮することができれば特に限定されないが、例えば、１／４λ板を用いることができる。これにより、波長補正層１３０の構成が簡単なものとなる。
このような第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００５５】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の透過型スクリーンの第３実施形態について説明する。
図１４は、本発明に係る第３実施形態の透過型スクリーンを示す断面図である。
以下、第３実施形態の透過型スクリーン１００Ｂについて、前述した第２実施形態の透過型スクリーン１００Ａとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第３実施形態の透過型スクリーン１００Ｂは、コレステリック樹脂層１４０が波長補正層１３０および反射型偏光層１１０を兼ねている以外は、前述した第２実施形態の透過型スクリーン１００Ａとほぼ同様である。なお、前述した第１、第２実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００５６】
図１４に示すように、本実施形態の透過型スクリーン１００Ｂは、コレステリック樹脂層（樹脂層）１４０および光散乱層１２０が積層して構成されている。また、透過型スクリーン１００Ｂは、コレステリック樹脂層１４０がプロジェクター２００Ａ側に位置するように配置されている。なお、光散乱層１２０については、前述した第１実施形態と同様の構成であるため、以下では、コレステリック樹脂層１４０について説明する。
【００５７】
コレステリック樹脂層１４０は、コレステリック規則性を有する層である。ここで、コレステリック規則性とは、一平面上では分子軸が一定の方向に並んでいるが、次の平面では分子軸の方向が少し角度をなしてずれ、さらに次の平面ではさらに角度がずれるという具合に、分子が一定方向に配列している平面を進むに従って分子軸の角度がずれて（ねじれて）いく構造である。
【００５８】
そのため、コレステリック樹脂層１４０は、右円偏光（右回転の円偏光）および左円偏光（左回転の円偏光）のいずれか一方のみを透過し、他方を反射する性質（円偏光分離機能）を有している。さらに、コレステリック樹脂層１４０は、コレステリック樹脂層１４０を透過した円偏光を直線偏光に変更する性質も有している。すなわち、コレステリック樹脂層１４０は、前述した第２実施形態の透過型スクリーン１００Ａの波長補正層１３０および反射型偏光層１１０を兼ねている。これにより、透過型スクリーン１００Ｂの構成を、より簡単なものとすることができる。
【００５９】
本発明においては、円偏光分離機能を可視光の全波長領域にわたって発揮するコレステリック樹脂層１４０を備えることが好ましい。すなわち、青色（波長４１０〜４７０ｎｍ）、緑色（波長５２０〜５８０ｎｍ）、赤色（波長６００〜６６０）ｎｍのいずれの波長域の光についても円偏光分離機能を有するコレステリック樹脂層１４０であることが好ましい。
【００６０】
コレステリック樹脂層１４０は、重合性液晶性化合物を含むコレステリック液晶組成物を重合してなる層である。かかる層は、液晶性化合物の分子配向を呈したまま硬化した非液晶性の樹脂層である。
このような第３実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００６１】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の透過型スクリーンの第４実施形態について説明する。
図１５は、本発明に係る第４実施形態の透過型スクリーンを示す側面図である。
以下、第４実施形態の透過型スクリーン１００Ｃについて、前述した第１実施形態の透過型スクリーン１００との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第４実施形態の透過型スクリーン１００Ｃは、表示面１０１からの外光の侵入を抑制する複数の外光遮蔽部１６０が設けられている以外は、前述した第１実施形態の透過型スクリーン１００とほぼ同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００６２】
図１５に示すように、本実施形態の透過型スクリーン１００Ｃは、表示面１０１上に設けられ、表示面１０１からの外光の侵入を抑制する複数の外光遮蔽部１６０を有している。各外光遮蔽部１６０は、光不透過性の樹脂製又は金属製のプレート状ルーバであり、本実施形態では、水平方向に延在するよう設けられている。これにより、例えば、天井等に設置された照明からの光（外光）が表示面１０１に侵入するのを効果的に防止することができ、映り込みの無い鮮明な画像を表示面１０１に表示することができる。
なお、各外光遮蔽部１６０の表面には、光吸収処理が施されていてもよい。また、例えば外光の発生源の位置によって、外光遮蔽部１６０の延在方向や形状を適宜変更してもよい。
【００６３】
このような第４実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
以上説明したような透過型スクリーンは、例えば、背面投射型表示装置（リア型プロジェクター）に好適に適用することができる。その結果、優れた表示特性を有するリア型プロジェクターを提供することができる。
【００６４】
図１６は、本発明の背面投射型表示装置の実施形態を示す側面図である。図１６に示すように、背面投射型表示装置（リア型プロジェクター）３００は、プロジェクター３１０と、導光ミラー３２０と、スクリーン３３０とが筐体３４０に配置された構成を有している。プロジェクター３１０から直線偏光の映像光が出射される場合（すなわちプロジェクター３１０として前述したプロジェクター２００または４００を用いる場合）には、スクリーン３３０として、前述した透過型スクリーン１００または１００Ｃを用い、プロジェクター３１０から円偏光の映像光が出射される場合（すなわちプロジェクター３１０として前述したプロジェクター２００Ａを用いる場合）には、スクリーン３３０として、前述した透過型スクリーン１００Ａまたは１００Ｂを用いる。
このようなリア型プロジェクター３００は、プロジェクター３１０から出射された映像光Ｌを導光ミラー３２０によって反射して、スクリーン３３０に投射することにより、表示面に所望の画像を表示するように構成されている。これにより、表示特性の優れたリア型プロジェクター３００が得られる。
【００６５】
以上、本発明の透過型スクリーンおよび背面投射型表示装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ‥‥透過型スクリーン １０１‥‥表示面 １０２‥‥背面 １１０‥‥反射型偏光層 １１１‥‥透明基板 １１２‥‥金属線 １１３‥‥ワイヤーグリッド １１５‥‥第１の層 １１６‥‥第２の層 １１７‥‥偏光フィルム １２０‥‥光散乱層 １２１‥‥基材 １２２‥‥粒状体 １３０‥‥波長補正層 １４０‥‥コレステリック樹脂層 １６０‥‥外光遮蔽部 ２００、２００Ａ‥‥プロジェクター ２１０‥‥照明光学系 ２１１‥‥光源 ２１２‥‥リフレクタ ２１３、２１４‥‥レンズアレイ ２１５‥‥偏光変換素子 ２１６‥‥重畳レンズ ２２０‥‥色分離光学系 ２２１‥‥Ｂ光反射ダイクロイックミラー ２２２‥‥ＲＧ光反射ダイクロイックミラー ２２３‥‥Ｇ光反射ダイクロイックミラー ２２４、２２５‥‥反射ミラー ２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ‥‥平行化レンズ ２４０Ｒ、２４０Ｇ、２４０Ｂ‥‥空間光変調装置 ２５０‥‥クロスダイクロイックプリズム ２５０Ｒ、２５０Ｇ、２５０Ｂ‥‥入射面 ２５１、２５２‥‥誘電体多層膜 ２６０‥‥投射光学部 ２６１、２６２、２６３‥‥反射ミラー ２７０‥‥１／４λ板 ３００‥‥リア型プロジェクター ３１０‥‥プロジェクター ３２０‥‥導光ミラー ３３０‥‥スクリーン ３４０‥‥筐体 ４００‥‥プロジェクター ４１０‥‥レーザー光出射装置 ４１１ｒ、４１１ｇ、４１１ｂ‥‥レーザー光源 ４１２ｒ、４１２ｇ、４１２ｂ‥‥コリメータレンズ ４１３ｒ、４１３ｇ、４１３ｂ‥‥ダイクロイックミラー ５００‥‥制御部 ７００‥‥レーザー光走査部 ７１０、７２０‥‥光スキャナー ７１１‥‥基体 ７１１ａ‥‥可動板 ７１１ｂ‥‥支持部 ７１１ｃ、７１１ｄ‥‥連結部 ７１１ｅ‥‥光反射部 ７１２‥‥スペーサー ７１３‥‥対向基板 ７１４‥‥永久磁石 ７１５‥‥コイル ７１６‥‥電圧印加手段 ７１７‥‥駆動手段 Ｊ１、Ｊ２‥‥回動中心軸 Ｌ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３‥‥映像光 ＲＲ、ＧＧ、ＢＢ‥‥レーザー光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過型スクリーンおよび背面投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えばリアプロジェクションテレビなどの、スクリーンの背面側（表示面と反対側）から映像光を投射することにより、表示面に所望の画像を表示する装置が知られている。
このような装置に用いられるスクリーンとして、特許文献１に示すようなスクリーンが知られている。特許文献１のスクリーンは、光源側から、フレネルレンズシート、レンチキュラーレンズシートおよび前面板を積層することにより構成されている。フレネルレンズシートは、映像光を一定の角度の範囲内になるように絞り込む機能を有し、レンチキュラーレンズシートは、フレネルレンズシートを透過した映像光を適度な角度の範囲に広げる機能を有し、前面板は、レンチキュラーレンズシートを透過した光を拡散させる機能を有している。特許文献１のスクリーンでは、このような構成とすることにより、視野角特性を向上させている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１のスクリーンは、レンズシートを２枚も使用しているため厚みがあって重く、例えばガラス窓等の比較的強度の弱い部分に貼り付けるといった配置を採用することができず、利便性に乏しいという問題がある。また、特許文献１のスクリーンは、前面板で拡散した光のうち、レンチキュラーレンズシート方向（すなわち、背面側）に拡散した光を表示として利用することができないため、光の利用効率が悪いという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７７９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、光の利用効率を高めることによって明るい画像を表示することができるとともに、軽量で利便性の高い透過型スクリーンおよび当該透過型スクリーンを備えた背面投射型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の透過型スクリーンは、背面側から光を投写して表示面に画像を表示する透過型スクリーンであって、
前記背面側に設けられ、一方向に振動する直線偏光を透過し、前記直線偏光と振動方向が異なる直線偏光を反射する反射型偏光層と、
前記反射型偏光層よりも前記表示面側に設けられ、前記反射型偏光層を透過した直線偏光を散乱させる光散乱層とを有することを特徴とする。
【０００７】
これにより、プロジェクターからの投射光が直線偏光であっても反射型偏光層へ１００％入射することができ、従って無駄なく反射型偏光層を透過でき、光散乱層によって散乱して無偏光となった光のうち、表示面側へ散乱する光を画像表示に利用することができるとともに、反射型偏光層側へ散乱し反射型偏光層で反射された光も画像表示に利用することができる。そのため、光の利用効率が向上し、明るい画像を表示することができる。また、このような構成によれば、軽量化を図ることができ利便性の高い透過型スクリーンとなる。
【０００８】
本発明の透過型スクリーンは、背面側から光を投写して表示面に画像を表示する透過型スクリーンであって、
前記背面側に設けられ、所定の方向に回転する円偏光を一方向に振動する直線偏光に補正する波長補正層と、
前記波長補正層よりも前記表示面側に設けられ、前記波長補正層によって補正された前記直線偏光を透過し、前記波長補正層によって補正された前記直線偏光と振動方向が異なる直線偏光を反射する反射型偏光層と、
前記反射型偏光層よりも前記表示面側に設けられ、前記反射型偏光層を透過した直線偏光を散乱させる光散乱層とを有することを特徴とする。
【０００９】
これにより、プロジェクターからの投射光が円偏光であっても反射型偏光層へ入射する前に直線偏光にすることができ、無駄なく反射型偏光層を透過でき、光散乱層によって散乱して無偏光となった光のうち、表示面側へ散乱する光を画像表示に利用することができるとともに、反射型偏光層側へ散乱し反射型偏光層で反射された光も画像表示に利用することができる。そのため、光の利用効率が向上し、明るい画像を表示することができる。また、このような構成によれば、軽量化を図ることができ利便性の高い透過型スクリーンとなる。
【００１０】
本発明の透過型スクリーンでは、前記反射型偏光層は、複数の線材が並設されてなるワイヤーグリッドにより構成されていることが好ましい。
これにより、反射型偏光層の構成を実現できる。
本発明の透過型スクリーンでは、前記反射型偏光層は、光学的異方性を有する少なくとも１つの第１の層と、前記第１の層と屈折率の異なる少なくとも１つの第２の層とが積層することにより構成されていることが好ましい。
これにより、反射型偏光層の構成を実現できる。
本発明の透過型スクリーンでは、コレステリック規則性を有する樹脂層を有し、該樹脂層が前記波長補正層および前記反射型偏光層を兼ねていることが好ましい。
これにより、透過型スクリーンの部品点数を削減でき、構成の簡易化を図ることができる。
【００１１】
本発明の透過型スクリーンでは、前記光散乱層の厚さは、前記表示面に設定された画素の最大幅の１／２以下であることが好ましい。
これにより、より鮮明な画像を表示することができる。
本発明の透過型スクリーンでは、前記光散乱層の前記表示面側に、前記光散乱層への外光の侵入を防止する外光遮蔽部が設けられていることが好ましい。
これにより、表示された画像の視認性が向上する。
【００１２】
本発明の透過型スクリーンでは、前記光散乱層のヘイズ値は、９９％以上であることが好ましい。
これにより、透過型スクリーンを介して、透過型スクリーンの背後に位置する光投射装置（特にホットスポット（光が出射される部位））が観察者に視認されてしまうのを防止することができる。また、背後の物体が表示画像と重なり合ってしまうのを防止できるため、優れた画像表示特性が得られる。
【００１３】
本発明の背面投射型表示装置は、筐体と、前記筐体内に設けられ、一方向に振動する直線偏光である映像光を出射するプロジェクターと、前記筐体に支持され、背面側から前記映像光が投写されることにより表示面に画像を表示する透過型スクリーンとを有し、
前記透過型スクリーンは、前記背面側に設けられ、前記直線偏光を透過し、前記直線偏光と振動方向が異なる直線偏光を反射する反射型偏光層と、前記反射型偏光層よりも前記表示面側に設けられ、前記反射型偏光層を透過した直線偏光を散乱させる光散乱層とを有することを特徴とする。
これにより、光利用効率の優れた背面投射型表示装置を提供することができる。
【００１４】
本発明の背面投射型表示装置は、筐体と、前記筐体内に設けられ、所定方向に回転する円偏光である映像光を出射するプロジェクターと、前記筐体に支持され、背面側から前記映像光が投写されることにより表示面に画像を表示する透過型スクリーンとを有し、
前記透過型スクリーンは、前記背面側に設けられ、前記円偏光を一方向に振動する直線偏光に補正する波長補正層と、前記波長補正層よりも前記表示面側に設けられ、前記波長補正層によって補正された前記直線偏光を透過し、前記波長補正層によって補正された前記直線偏光と振動方向が異なる直線偏光を反射する反射型偏光層と、前記反射型偏光層よりも前記表示面側に設けられ、前記反射型偏光層を透過した直線偏光を散乱させる光散乱層とを有することを特徴とする。
これにより、光利用効率の優れた背面投射型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る第１実施形態の透過型スクリーンの使用例を示す図である。
【図２】図１に示すプロジェクターの光学系の構成を示す平面図である。
【図３】図１に示すプロジェクターの変形例を示す図である。
【図４】図３に示すプロジェクターが備える光スキャナーの部分断面斜視図である。
【図５】図４に示す光スキャナーの駆動を説明する断面図である。
【図６】図１に示す透過型スクリーンの断面図である。
【図７】図１に示す透過型スクリーンが有する反射型偏光層の平面図である。
【図８】図１に示す透過型スクリーンが有する反射型偏光層の断面図である。
【図９】図１に示す透過型スクリーンが有する光散乱層の断面図である。
【図１０】図１に示す透過型スクリーンが有する光散乱層の厚さを説明するための平面図である。
【図１１】図１に示す透過型スクリーンの機能を説明するための平面図である。
【図１２】本発明に係る第２実施形態の透過型スクリーンに光を投射するプロジェクターの光学系を示す平面図である。
【図１３】本発明に係る第２実施形態の透過型スクリーンを示す断面図である。
【図１４】本発明に係る第３実施形態の透過型スクリーンを示す断面図である。
【図１５】本発明に係る第４実施形態の透過型スクリーンを示す側面図である。
【図１６】本発明の背面投射型表示装置の実施形態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の透過型スクリーンおよび背面投射型表示装置の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の透過型スクリーンの第１実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る第１実施形態の透過型スクリーンの使用例を示す図、図２は、図１に示すプロジェクターの光学系の構成を示す平面図、図３は、図１に示すプロジェクターの変形例を示す図、図４は、図３に示すプロジェクターが備える光スキャナーの部分断面斜視図、図５は、図４に示す光スキャナーの駆動を説明する断面図、図６は、図１に示す透過型スクリーンの断面図、図７は、図１に示す透過型スクリーンが有する反射型偏光層の平面図、図８は、図１に示す透過型スクリーンが有する反射型偏光層の断面図、図９は、図１に示す透過型スクリーンが有する光散乱層の断面図、図１０は、図１に示す透過型スクリーンが有する光散乱層の厚さを説明するための平面図、図１１は、図１に示す透過型スクリーンの機能を説明するための平面図である。
【００１７】
図１に示す透過型スクリーン１００は、プロジェクター（光投射装置）２００から出射された直線偏光（ｓ偏光若しくはｐ偏光）である映像光Ｌの利用効率を高めることにより、表示面１０１に明るく鮮明な画像（例えば、コマーシャルやプロモーションビデオ等の動画）を表示することができるスクリーンである。
このような透過型スクリーン１００は、例えばビル等の建物内に設置された実質的に無色透明なガラス板に貼り付けて設置するこができる。後述するように、透過型スクリーン１００は、薄くて軽量であるため、ガラス板に貼り付けても、その重さによってガラス板の破壊等を招くことがなく、また、透過型スクリーン１００がガラス板からほとんど出っ張らないので、観察者に違和感を与えることもない。
図１に示すように、透過型スクリーン１００は、表示面１０１と、表示面１０１と反対側に位置する背面１０２とを有しており、背面１０２側にプロジェクター２００が設置されている。そして、プロジェクター２００から出射された映像光Ｌが背面１０２から表示面１０１に導かれるにより、表示面１０１に所望の画像が表示される。
【００１８】
以下、透過型スクリーン１００およびプロジェクター２００について順次説明する。
（プロジェクター）
図２は、プロジェクター２００の光学系の構成を示す平面図である。図２に示すように、プロジェクター２００は、照明光学系２１０と、色分離光学系２２０と、平行化レンズ２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂと、空間光変調装置２４０Ｒ、２４０Ｇ、２４０Ｂと、光合成部であるクロスダイクロイックプリズム２５０とを備えている。
【００１９】
照明光学系２１０は、光源２１１と、リフレクタ２１２と、第１のレンズアレイ２１３と、第２のレンズアレイ２１４と、偏光変換素子２１５と、重畳レンズ２１６とを有している。
光源２１１は、超高圧水銀ランプであり、リフレクタ２１２は、放物面鏡を有して構成されている。光源２１１から射出された放射状の光束は、リフレクタ２１２で反射されて略平行光束となり、第１のレンズアレイ２１３へと射出される。なお、光源２１１としては、超高圧水銀ランプに限らず、例えばメタルハライドランプ等を採用してもよい。また、リフレクタ２１２としては、放物面鏡に限らず、楕円面鏡からなるリフレクタの射出面に平行化凹レンズを配置した構成を採用してもよい。
【００２０】
第１のレンズアレイ２１３および第２のレンズアレイ２１４は、小レンズをマトリクス状に配列して形成されている。光源２１１から射出された光束は、第１のレンズアレイ２１３によって複数の微小な部分光束に分割され、各部分光束は、第２のレンズアレイ２１４および重畳レンズ２１６によって照明対象である３つの空間光変調装置２４０Ｒ、２４０Ｇ、２４０Ｂの表面で重畳される。
【００２１】
偏光変換素子２１５は、ランダム偏光の光束を一方向に振動する直線偏光（Ｓ偏光若しくはＰ偏光）に揃える機能を有しており、本実施形態では、色分離光学系２２０での光束の損失が少ないＳ偏光に揃えている。
色分離光学系２２０は、照明光学系２１０から射出された光束（Ｓ偏光）を、赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光の３色の色光に分離する機能を有しており、Ｂ光反射ダイクロイックミラー２２１、ＲＧ光反射ダイクロイックミラー２２２、Ｇ光反射ダイクロイックミラー２２３、および反射ミラー２２４、２２５を備えている。
【００２２】
照明光学系２１０から射出された光束のうち、Ｂ光の成分は、Ｂ光反射ダイクロイックミラー２２１によって反射され、さらに反射ミラー２２４、２６１によって反射されて平行化レンズ２３０Ｂに至る。一方、照明光学系２１０から射出された光束のうち、Ｇ光、Ｒ光の成分は、ＲＧ光反射ダイクロイックミラー２２２によって反射され、さらに反射ミラー２２５によって反射されてＧ光反射ダイクロイックミラー２２３に至る。その中のＧ光の成分は、Ｇ光反射ダイクロイックミラー２２３および反射ミラー２６２に反射されて平行化レンズ２３０Ｇに至り、Ｒ光の成分は、Ｇ光反射ダイクロイックミラー２２３を透過して、反射ミラー２６３に反射されて平行化レンズ２３０Ｒに至る。
【００２３】
平行化レンズ２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂは、照明光学系２１０からの複数の部分光束を、空間光変調装置２４０Ｒ、２４０Ｇ、２４０Ｂをそれぞれ照明するように各部分光束が、それぞれ略平行な光束となるように設定されている。
平行化レンズ２３０Ｒを透過したＲ光は、空間光変調装置２４０Ｒに至り、平行化レンズ２３０Ｇを透過したＧ光は、空間光変調装置２４０Ｇに至り、平行化レンズ２３０Ｂを透過したＢ光は、空間光変調装置２４０Ｂに至る。
【００２４】
空間光変調装置２４０Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。空間光変調装置２４０Ｒに設けられた図示しない液晶パネルは、２つの透明基板の間に、光を画像信号に応じて変調するための液晶層を封入している。空間光変調装置２４０Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム２５０へ入射する。なお、空間光変調装置２４０Ｇ、２４０Ｂの構成および機能は、空間光変調装置２４０Ｒと同様である。
【００２５】
クロスダイクロイックプリズム２５０は、三角柱状の４つのプリズムを貼り合わせることにより、略正方形断面の角柱状に形成されたものであり、Ｘ字状の貼り合わせ面に沿って誘電体多層膜２５１、２５２が設けられている。誘電体多層膜２５１は、Ｇ光を透過してＲ光を反射し、誘電体多層膜２５２は、Ｇ光を透過してＢ光を反射する。そして、クロスダイクロイックプリズム２５０は、空間光変調装置２４０Ｒ、２４０Ｇ、２４０Ｂから出射された各色光の変調光をそれぞれ入射面２５０Ｒ、２５０Ｇ、２５０Ｂから入射して合成し、カラー画像を表す画像光を形成し、投写光学部２６０に射出する。
これにより、プロジェクター２００から、直線偏光である映像光Ｌが出射される。
【００２６】
（プロジェクター：変形例）
なお、プロジェクター２００に変えて次のようなプロジェクター４００を用いてもよい。図３に示すように、プロジェクター４００は、映像光Ｌとしてのレーザー光を出射するレーザー光出射装置４１０と、レーザー光出射装置４１０から出射した映像光Ｌを透過型スクリーン１００に２次元的に走査（照射）するレーザー光走査部７００と、レーザー光出射装置４１０およびレーザー光走査部７００の駆動を制御する制御部５００を有している。
【００２７】
表示用レーザー光出射装置４１０は、各色のレーザー光源４１１ｒ、４１１ｇ、４１１ｂと、各レーザー光源４１１ｒ、４１１ｇ、４１１ｂに対応して設けられたコリメータレンズ４１２ｒ、４１２ｇ、４１２ｂおよびダイクロイックミラー４１３ｒ、４１３ｇ、４１３ｂとを備えている。
各色のレーザー光源４１１ｒ、４１１ｇ、４１１ｂは、それぞれ赤色、緑色および青色のレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを出射する。レーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢは、それぞれ、制御部５００から送信される駆動信号に対応して変調された状態で出射され、コリメータレンズ４１２ｒ、４１２ｇ、４１２ｂによって平行化されて細いビームとされる。
【００２８】
ダイクロイックミラー４１３ｒ、４１３ｇ、４１３ｂは、それぞれ、赤色レーザー光ＲＲ、緑色レーザー光ＧＧ、青色レーザー光ＢＢを反射する特性を有し、各色のレーザー光ＲＲ、ＧＧ、ＢＢを結合して１つのレーザー光（直線偏光である映像光Ｌ）として出射する。レーザー光出射装置４１０から出射された映像光Ｌは、レーザー光走査部７００に至る。
【００２９】
レーザー光走査部７００は、レーザー光出射装置４１０から出射した映像光Ｌを透過型スクリーン１００の背面１０２の面内の第１の方向に走査する光スキャナー７１０と、第１の方向に直交する第２の方向に走査する光スキャナー７２０とを有している。以下、光スキャナー７１０、７２０の構成について具体的に説明するが、光スキャナー７１０、７２０は、互いに同様の構成であるため、以下では、説明の便宜上、光スキャナー７１０について代表して説明し、光スキャナー７２０については、その説明を省略する。
【００３０】
図４に示すように、光スキャナー７１０は、いわゆる１自由度振動系であり、基体７１１と、基体７１１の下面に対向するよう設けられた対向基板７１３と、基体７１１と対向基板７１３との間に設けられたスペーサー７１２とを有している。
基体７１１は、可動板７１１ａと、可動板７１１ａを回動可能に支持する支持部７１１ｂと、可動板７１１ａと支持部７１１ｂとを連結する１対の連結部７１１ｃ、７１１ｄとを有している。
【００３１】
可動板７１１ａは、その平面視にて、略長方形をなしている。このような可動板７１１ａの上面には、光反射性を有する光反射部（ミラー）７１１ｅが設けられている。光反射部７１１ｅは、例えば、Ａｌ、Ｎｉ等の金属膜で構成されている。また、可動板７１１ａの下面には、永久磁石７１４が設けられている。
支持部７１１ｂは、可動板７１１ａの平面視にて、可動板７１１ａの外周を囲むように設けられている。すなわち、支持部７１１ｂは、枠状をなしていて、その内側に可動板７１１ａが位置している。
【００３２】
連結部７１１ｃは、可動板７１１ａの一方側にて、可動板７１１ａと支持部７１１ｂとを連結し、連結部７１１ｄは、可動板７１１ａの他方側にて、可動板７１１ａと支持部７１１ｂとを連結している。連結部７１１ｃ、７１１ｄは、それぞれ、長手形状をなしており、弾性変形可能である。このような１対の連結部７１１ｃ、７１１ｄが、互いに同軸的に設けられており、この軸（以下「回動中心軸Ｊ１」と言う）を中心として、可動板７１１ａが支持部７１１ｂに対して回動する。
このような基体７１１は、例えば、シリコンを主材料として構成されていて、可動板７１１ａと支持部７１１ｂと連結部７１１ｃ、７１１ｄとが一体的に形成されている。
【００３３】
スペーサー７１２は、枠状をなしていて、その上面が基体７１１の下面と接合している。また、スペーサー７１２は、可動板７１１ａの平面視にて、支持部７１１ｂの形状とほぼ等しくなっている。このようなスペーサー７１２は、例えば、各種ガラス、各種セラミックス、シリコン、ＳｉＯ２などで構成されている。
なお、スペーサー７１２と基体７１１との接合方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤等の別部材を介して接合してもよいし、スペーサー７１２の構成材料によっては陽極接合などを用いてもよい。
【００３４】
対向基板７１３は、スペーサー７１２と同様に、例えば、各種ガラス、シリコン、ＳｉＯ２などで構成されている。このような対向基板７１３の上面であって、可動板７１１ａと対向する部位には、コイル７１５が設けられている。
永久磁石７１４は、板棒状をなしていて、可動板７１１ａの下面に沿って設けられている。このような永久磁石７１４は、可動板７１１ａの平面視にて、回動中心軸Ｊ１に対して直交する方向に磁化（着磁）されている。すなわち、永久磁石７１４は、両極（Ｓ極、Ｎ極）を結んだ線分が、回動中心軸Ｊ１に対して直交するよう設けられている。
このような永久磁石７１４としては、特に限定されず、例えば、ネオジウム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石などを用いることができる。
【００３５】
コイル７１５は、可動板７１１ａの平面視にて、永久磁石７１４の外周を囲むように設けられている。
また、図４に示すように、第１の光スキャナー７１０は、コイル７１５に電圧を印加する電圧印加手段７１６を有している。電圧印加手段７１６は、印加する電圧の電圧値や周波数等の各条件を調整（変更）し得るように構成されている。電圧印加手段７１６、コイル７１５および永久磁石７１４により、可動板７１１ａを回動させる駆動手段７１７が構成される。
【００３６】
コイル７１５には、制御部５００の制御により、電圧印加手段７１６から所定の電圧が印加され、所定の電流が流れる。
例えば、制御部５００の制御により、電圧印加手段７１６からコイル７１５に交番電圧を印加すると、それに応じて電流が流れ、可動板７１１ａの厚さ方向の磁界が発生し、かつ、その磁界の向きが周期的に切り換わる。すなわち、コイル７１５の上側付近がＳ極、下側付近がＮ極となる状態と、コイル７１５の上側付近がＮ極、下側付近がＳ極となる状態とが交互に切り換わることとなり、これにより、連結部７１１ｃ、７１１ｄを捩り変形させながら、可動板７１１ａが回動中心軸Ｊ１まわりに回動する（図５（ａ）、（ｂ）の状態を交互に繰り返す）。
【００３７】
図３に示すように、上述のような構成の光スキャナー７１０、７２０は、互いの回動中心軸Ｊ１、Ｊ２が直交するように設けられている。そのため、光スキャナー７１０、７２０を互いに駆動させた状態で、レーザー光出射装置４１０から映像光Ｌを出射することにより、映像光Ｌが、透過型スクリーン１００の背面１０２に対し、２次元的に走査される。
【００３８】
（透過型スクリーン）
図６に示すように、透過型スクリーン１００は、反射型偏光層１１０と光散乱層１２０とが積層して構成されている。このような透過型スクリーン１００では、反射型偏光層１１０の光散乱層１２０と反対側の面が背面１０２を構成し、光散乱層１２０の反射型偏光層１１０と反対側の面が表示面１０１を構成する。
【００３９】
反射型偏光層１１０は、プロジェクター２００から出射された映像光Ｌを透過し、映像光Ｌと振動方向が異なる直線偏光を反射する機能を有している。このような反射型偏光層１１０としては、図７に示すように、透明基板１１１に、アルミニウム、銀、Ｃｒ等の金属線（線材）１１２を一定周期かつ平行に配置したワイヤーグリッド１１３を用いることができる。このようなワイヤーグリッド１１３は、金属線１１２に沿った方向に平行に振動する偏光成分を反射し、金属線１１２に沿った方向に直交する方向に振動する偏光成分を透過させる機能を有している。
【００４０】
そのため、反射型偏光層１１０としてワイヤーグリッド１１３を用いる場合には、透過型スクリーン１００は、プロジェクター２００から出射された映像光Ｌの振動方向に直交する方向に金属線１１２が延在するように配設されている。このように、反射型偏光層１１０としてワイヤーグリッド１１３を用いることにより、反射型偏光層１１０の構成を簡単なものとすることができる。さらには、反射型偏光層１１０の厚さを抑えることもできる。
また、反射型偏光層１１０としては、図８に示すように、光学的異方性を有する第１の層１１５と、第１の層１１５と屈折率の異なる第２の層１１６とを交互に積層してなる偏光フィルム１１７を用いることもできる。
【００４１】
第１の層１１５は、延伸プロセスによって延伸軸方向に振動する偏光に対する屈折率が変化して、当該変化後の屈折率と延伸軸方向に対して直交方向に振動する偏光に対する屈折率との間で複屈折を生じている。第１の層１１５の構成材料としては、延伸軸方向に振動する偏光に対する屈折率が変化して複屈折を生じる材料であれば、特に限定されず、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の結晶性ナフタレンジカルボン酸ポリエステル等が挙げられる。
【００４２】
第２の層１１６は、延伸前において第１の層１１５の構成材料と同じ屈折率を有し、かつ延伸プロセスによっても屈折率が変化せずに第１の層１１５のような複屈折が生じていない。第２の層１１６の構成材料としては、延伸軸方向に振動する偏光に対する屈折率が変化せずに複屈折を生じない材料であれば、特に限定されず、例えば、ナフタレンジカルボン酸とテレフタル酸又はイソフタル酸のコポリエステル（ｃｏＰＥＮ）等が挙げられる。
【００４３】
このような偏光フィルム１１７では、隣り合う第１の層１１５および第２の層１１６の層間においては、延伸軸方向の屈折率に差が生じ、延伸軸方向に対して直交方向の屈折率には差が生じない。そのため、偏光フィルム１１７では、延伸軸方向に振動する偏光は、層界面において反射され、延伸軸方向に対して直交方向に振動する偏光は、層界面で反射されずに透過する。
【００４４】
そのため、反射型偏光層１１０として偏光フィルム１１７を用いる場合には、透過型スクリーン１００は、プロジェクター２００から出射された映像光Ｌの振動方向に直交する方向と、偏光フィルム１１７の延伸軸方向が一致するように配設される。このように、反射型偏光層１１０として偏光フィルム１１７を用いることにより、反射型偏光層１１０の構成を簡単なものとすることができる。さらには、反射型偏光層１１０の厚さを抑えることもできる。
光散乱層１２０は、反射型偏光層１１０のプロジェクター２００と反対側に位置している。光散乱層１２０は、反射型偏光層１１０を透過した映像光Ｌを散乱させる機能を有している。
【００４５】
このような光散乱層１２０は、例えば、図９に示すように、基材１２１中に光散乱機能（光拡散機能）を有する粒状体１２２を分散させたものからなる。このような光散乱層１２０は、例えば、基材１２１の構成材料と粒状体１２２とを適当な有機溶剤若しくは水に溶解又は分散させた分散液をシート状に塗布し、乾燥することにより製造することができる。
【００４６】
基材１２１としては、透光性の樹脂を好適に用いることができる。透光性の樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、トリアセチルセルロース、ブチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂等が挙げられる。
粒状体１２２としては、基材１２１との間に所定の屈折率差を有し、透明で、基材１２１への分散性に優れたものを好適に用いることができる。例えば、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂等からなる有機高分子化合物の微粒子や、シリカ等の無機化合物の微粒子などが挙げられる。
【００４７】
このような光散乱層１２０の厚さとしては、特に限定されないが、図１０に示すように、透過型スクリーン１００の表示面１０１に設定された画素の最大幅Ｗの１／２以下であることが好ましい。光散乱層１２０の厚さを上記数値範囲とすることにより、ぼけ（ぼやけ）の無い鮮明な画像を表示面１０１に表示することができる。具体的には、図１０に示すように、反射型偏光層１１０を透過し、光散乱層１２０へ侵入した映像光Ｌは、光散乱層１２０で等方法に散乱する。すなわち、光散乱層１２０の厚さ方向に散乱する映像光Ｌ（Ｌ１）があれば、光散乱層１２０の面方向に散乱する映像光Ｌ（Ｌ２）もある。そのため、光散乱層１２０の厚さが前記画素の最大幅Ｗの１／２より大きいと、映像光Ｌ２等が隣の画素に侵入し、隣り合う画素の色が干渉し合うことにより、鮮明な画像が表示できなくなるおそれがある。
【００４８】
また、光散乱層１２０の散乱性能としては、本発明の効果を損なわない限り、特に限定されないが、例えば、光散乱層１２０のヘイズ値は、９９％以上であるのが好ましい。これにより、透過型スクリーン１００を介して、透過型スクリーン１００の背後にある物体（特にプロジェクター２００）が観察者に観察されるのを防止することができる。より具体的には、例えば、透過型スクリーン１００の表示面１０１に画像を表示している最中に、透過型スクリーン１００を介してプロジェクター２００（特にプロジェクター２００のホットスポット）が観察者に視認されてしまうのを防止することができる。すなわち、透過型スクリーン１００の背後にある物体が表示面１０１に表示された画像と重なり合ってしまうのを防止できるため、優れた画像表示特性が得られる。なお、本明細書における「ヘイズ値」は、ＪＩＳ Ｋ７１０５ ６．４に準拠し、ヘイズメーターを用いて測定した値である。
【００４９】
以上、透過型スクリーン１００の構成について説明した。
このような透過型スクリーンでは、図１１に示すように、光散乱層１２０によって散乱して無偏光となった映像光Ｌのうち、表示面１０１側へ散乱する映像光Ｌ１を画像表示に利用することができるとともに、一旦、反射型偏光層１１０側へ散乱し反射型偏光層１１０で反射されて表示面１０１側へ散乱する映像光Ｌ３も画像表示に利用することができる。そのため、映像光Ｌの利用効率が向上し、表示面１０１に明るい画像を表示することができる。また、このような構成によれば、軽量化を図ることができ利便性の高い透過型スクリーン１００となる。
【００５０】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の透過型スクリーンの第２実施形態について説明する。
図１２は、本発明に係る第２実施形態の透過型スクリーンに光を投射するプロジェクターの光学系を示す平面図、図１３は、本発明に係る第２実施形態の透過型スクリーンを示す断面図である。
【００５１】
以下、第２実施形態の透過型スクリーン１００Ａについて、前述した第１実施形態の透過型スクリーン１００との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態の透過型スクリーン１００Ａは、プロジェクター２００Ａから出射された円偏光である映像光Ｌを直線偏光に補正する波長補正層１３０を有する以外は、前述した第１実施形態の透過型スクリーン１００とほぼ同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００５２】
（プロジェクター）
本実施形態の透過型スクリーン１００Ａに映像光Ｌを投射するプロジェクター２００Ａは、クロスダイクロイックプリズム２５０と投写光学部２６０との間に設けられた１／４λ板２７０をさらに有している。これにより、クロスダイクロイックプリズム２５０で合成された映像光Ｌは、１／４λ板２７０によって直線偏光から円偏光（左偏光若しくは右偏光）に変更された後に、投写光学部２６０から出射されることとなる。
【００５３】
（透過型スクリーン）
図１３に示すように、本実施形態の透過型スクリーン１００Ａは、波長補正層１３０、反射型偏光層１１０および光散乱層１２０がこの順で積層することにより構成されている。そして、透過型スクリーン１００Ａは、波長補正層１３０がプロジェクター２００Ａ側に位置するように設置されている。なお、反射型偏光層１１０および光散乱層１２０については、前述した第１実施形態と同様の構成であるため、以下では、波長補正層１３０について説明する。
【００５４】
波長補正層１３０は、プロジェクター２００Ａから出射された円偏光である映像光Ｌを、反射型偏光層１１０の透過軸に沿った方向に振動する直線偏光に変更（補正）する機能を有している。すなわち、波長補正層１３０は、そのままでは反射型偏光層１１０を透過することのできない映像光Ｌを、反射型偏光層１１０を透過することのできる映像光Ｌに変更する機能を有している。このような波長補正層１３０としては、その機能を発揮することができれば特に限定されないが、例えば、１／４λ板を用いることができる。これにより、波長補正層１３０の構成が簡単なものとなる。
このような第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００５５】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の透過型スクリーンの第３実施形態について説明する。
図１４は、本発明に係る第３実施形態の透過型スクリーンを示す断面図である。
以下、第３実施形態の透過型スクリーン１００Ｂについて、前述した第２実施形態の透過型スクリーン１００Ａとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第３実施形態の透過型スクリーン１００Ｂは、コレステリック樹脂層１４０が波長補正層１３０および反射型偏光層１１０を兼ねている以外は、前述した第２実施形態の透過型スクリーン１００Ａとほぼ同様である。なお、前述した第１、第２実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００５６】
図１４に示すように、本実施形態の透過型スクリーン１００Ｂは、コレステリック樹脂層（樹脂層）１４０および光散乱層１２０が積層して構成されている。また、透過型スクリーン１００Ｂは、コレステリック樹脂層１４０がプロジェクター２００Ａ側に位置するように配置されている。なお、光散乱層１２０については、前述した第１実施形態と同様の構成であるため、以下では、コレステリック樹脂層１４０について説明する。
【００５７】
コレステリック樹脂層１４０は、コレステリック規則性を有する層である。ここで、コレステリック規則性とは、一平面上では分子軸が一定の方向に並んでいるが、次の平面では分子軸の方向が少し角度をなしてずれ、さらに次の平面ではさらに角度がずれるという具合に、分子が一定方向に配列している平面を進むに従って分子軸の角度がずれて（ねじれて）いく構造である。
【００５８】
そのため、コレステリック樹脂層１４０は、右円偏光（右回転の円偏光）および左円偏光（左回転の円偏光）のいずれか一方のみを透過し、他方を反射する性質（円偏光分離機能）を有している。さらに、コレステリック樹脂層１４０は、コレステリック樹脂層１４０を透過した円偏光を直線偏光に変更する性質も有している。すなわち、コレステリック樹脂層１４０は、前述した第２実施形態の透過型スクリーン１００Ａの波長補正層１３０および反射型偏光層１１０を兼ねている。これにより、透過型スクリーン１００Ｂの構成を、より簡単なものとすることができる。
【００５９】
本発明においては、円偏光分離機能を可視光の全波長領域にわたって発揮するコレステリック樹脂層１４０を備えることが好ましい。すなわち、青色（波長４１０〜４７０ｎｍ）、緑色（波長５２０〜５８０ｎｍ）、赤色（波長６００〜６６０）ｎｍのいずれの波長域の光についても円偏光分離機能を有するコレステリック樹脂層１４０であることが好ましい。
【００６０】
コレステリック樹脂層１４０は、重合性液晶性化合物を含むコレステリック液晶組成物を重合してなる層である。かかる層は、液晶性化合物の分子配向を呈したまま硬化した非液晶性の樹脂層である。
このような第３実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００６１】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の透過型スクリーンの第４実施形態について説明する。
図１５は、本発明に係る第４実施形態の透過型スクリーンを示す側面図である。
以下、第４実施形態の透過型スクリーン１００Ｃについて、前述した第１実施形態の透過型スクリーン１００との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第４実施形態の透過型スクリーン１００Ｃは、表示面１０１からの外光の侵入を抑制する複数の外光遮蔽部１６０が設けられている以外は、前述した第１実施形態の透過型スクリーン１００とほぼ同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００６２】
図１５に示すように、本実施形態の透過型スクリーン１００Ｃは、表示面１０１上に設けられ、表示面１０１からの外光の侵入を抑制する複数の外光遮蔽部１６０を有している。各外光遮蔽部１６０は、光不透過性の樹脂製又は金属製のプレート状ルーバであり、本実施形態では、水平方向に延在するよう設けられている。これにより、例えば、天井等に設置された照明からの光（外光）が表示面１０１に侵入するのを効果的に防止することができ、映り込みの無い鮮明な画像を表示面１０１に表示することができる。
なお、各外光遮蔽部１６０の表面には、光吸収処理が施されていてもよい。また、例えば外光の発生源の位置によって、外光遮蔽部１６０の延在方向や形状を適宜変更してもよい。
【００６３】
このような第４実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
以上説明したような透過型スクリーンは、例えば、背面投射型表示装置（リア型プロジェクター）に好適に適用することができる。その結果、優れた表示特性を有するリア型プロジェクターを提供することができる。
【００６４】
図１６は、本発明の背面投射型表示装置の実施形態を示す側面図である。図１６に示すように、背面投射型表示装置（リア型プロジェクター）３００は、プロジェクター３１０と、導光ミラー３２０と、スクリーン３３０とが筐体３４０に配置された構成を有している。プロジェクター３１０から直線偏光の映像光が出射される場合（すなわちプロジェクター３１０として前述したプロジェクター２００または４００を用いる場合）には、スクリーン３３０として、前述した透過型スクリーン１００または１００Ｃを用い、プロジェクター３１０から円偏光の映像光が出射される場合（すなわちプロジェクター３１０として前述したプロジェクター２００Ａを用いる場合）には、スクリーン３３０として、前述した透過型スクリーン１００Ａまたは１００Ｂを用いる。
このようなリア型プロジェクター３００は、プロジェクター３１０から出射された映像光Ｌを導光ミラー３２０によって反射して、スクリーン３３０に投射することにより、表示面に所望の画像を表示するように構成されている。これにより、表示特性の優れたリア型プロジェクター３００が得られる。
【００６５】
以上、本発明の透過型スクリーンおよび背面投射型表示装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ‥‥透過型スクリーン １０１‥‥表示面 １０２‥‥背面 １１０‥‥反射型偏光層 １１１‥‥透明基板 １１２‥‥金属線 １１３‥‥ワイヤーグリッド １１５‥‥第１の層 １１６‥‥第２の層 １１７‥‥偏光フィルム １２０‥‥光散乱層 １２１‥‥基材 １２２‥‥粒状体 １３０‥‥波長補正層 １４０‥‥コレステリック樹脂層 １６０‥‥外光遮蔽部 ２００、２００Ａ‥‥プロジェクター ２１０‥‥照明光学系 ２１１‥‥光源 ２１２‥‥リフレクタ ２１３、２１４‥‥レンズアレイ ２１５‥‥偏光変換素子 ２１６‥‥重畳レンズ ２２０‥‥色分離光学系 ２２１‥‥Ｂ光反射ダイクロイックミラー ２２２‥‥ＲＧ光反射ダイクロイックミラー ２２３‥‥Ｇ光反射ダイクロイックミラー ２２４、２２５‥‥反射ミラー ２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ‥‥平行化レンズ ２４０Ｒ、２４０Ｇ、２４０Ｂ‥‥空間光変調装置 ２５０‥‥クロスダイクロイックプリズム ２５０Ｒ、２５０Ｇ、２５０Ｂ‥‥入射面 ２５１、２５２‥‥誘電体多層膜 ２６０‥‥投射光学部 ２６１、２６２、２６３‥‥反射ミラー ２７０‥‥１／４λ板 ３００‥‥リア型プロジェクター ３１０‥‥プロジェクター ３２０‥‥導光ミラー ３３０‥‥スクリーン ３４０‥‥筐体 ４００‥‥プロジェクター ４１０‥‥レーザー光出射装置 ４１１ｒ、４１１ｇ、４１１ｂ‥‥レーザー光源 ４１２ｒ、４１２ｇ、４１２ｂ‥‥コリメータレンズ ４１３ｒ、４１３ｇ、４１３ｂ‥‥ダイクロイックミラー ５００‥‥制御部 ７００‥‥レーザー光走査部 ７１０、７２０‥‥光スキャナー ７１１‥‥基体 ７１１ａ‥‥可動板 ７１１ｂ‥‥支持部 ７１１ｃ、７１１ｄ‥‥連結部 ７１１ｅ‥‥光反射部 ７１２‥‥スペーサー ７１３‥‥対向基板 ７１４‥‥永久磁石 ７１５‥‥コイル ７１６‥‥電圧印加手段 ７１７‥‥駆動手段 Ｊ１、Ｊ２‥‥回動中心軸 Ｌ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３‥‥映像光 ＲＲ、ＧＧ、ＢＢ‥‥レーザー光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
背面側から光を投写して表示面に画像を表示する透過型スクリーンであって、
前記背面側に設けられ、一方向に振動する直線偏光を透過し、前記直線偏光と振動方向が異なる直線偏光を反射する反射型偏光層と、
前記反射型偏光層よりも前記表示面側に設けられ、前記反射型偏光層を透過した直線偏光を散乱させる光散乱層とを有することを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項２】
背面側から光を投写して表示面に画像を表示する透過型スクリーンであって、
前記背面側に設けられ、所定の方向に回転する円偏光を一方向に振動する直線偏光に補正する波長補正層と、
前記波長補正層よりも前記表示面側に設けられ、前記波長補正層によって補正された前記直線偏光を透過し、前記波長補正層によって補正された前記直線偏光と振動方向が異なる直線偏光を反射する反射型偏光層と、
前記反射型偏光層よりも前記表示面側に設けられ、前記反射型偏光層を透過した直線偏光を散乱させる光散乱層とを有することを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項３】
前記反射型偏光層は、複数の線材が並設されてなるワイヤーグリッドにより構成されている請求項１または２に記載の透過型スクリーン。
【請求項４】
前記反射型偏光層は、光学的異方性を有する少なくとも１つの第１の層と、前記第１の層と屈折率の異なる少なくとも１つの第２の層とが積層することにより構成されている請求項１または２に記載の透過型スクリーン。
【請求項５】
コレステリック規則性を有する樹脂層を有し、該樹脂層が前記波長補正層および前記反射型偏光層を兼ねている請求項２に記載の透過型スクリーン。
【請求項６】
前記光散乱層の厚さは、前記表示面に設定された画素の最大幅の１／２以下である請求項１ないし５のいずれかに記載の透過型スクリーン。
【請求項７】
前記光散乱層の前記表示面側に、前記光散乱層への外光の侵入を防止する外光遮蔽部が設けられている請求項１ないし６のいずれかに記載の透過型スクリーン。
【請求項８】
前記光散乱層のヘイズ値は、９９％以上である請求項１ないし７のいずれかに記載の透過型スクリーン。
【請求項９】
筐体と、前記筐体内に設けられ、一方向に振動する直線偏光である映像光を出射するプロジェクターと、前記筐体に支持され、背面側から前記映像光が投写されることにより表示面に画像を表示する透過型スクリーンとを有し、
前記透過型スクリーンは、前記背面側に設けられ、前記直線偏光を透過し、前記直線偏光と振動方向が異なる直線偏光を反射する反射型偏光層と、前記反射型偏光層よりも前記表示面側に設けられ、前記反射型偏光層を透過した直線偏光を散乱させる光散乱層とを有することを特徴とする背面投射型表示装置。
【請求項１０】
筐体と、前記筐体内に設けられ、所定方向に回転する円偏光である映像光を出射するプロジェクターと、前記筐体に支持され、背面側から前記映像光が投写されることにより表示面に画像を表示する透過型スクリーンとを有し、
前記透過型スクリーンは、前記背面側に設けられ、前記円偏光を一方向に振動する直線偏光に補正する波長補正層と、前記波長補正層よりも前記表示面側に設けられ、前記波長補正層によって補正された前記直線偏光を透過し、前記波長補正層によって補正された前記直線偏光と振動方向が異なる直線偏光を反射する反射型偏光層と、前記反射型偏光層よりも前記表示面側に設けられ、前記反射型偏光層を透過した直線偏光を散乱させる光散乱層とを有することを特徴とする背面投射型表示装置。
【請求項１】
背面側から光を投写して表示面に画像を表示する透過型スクリーンであって、
前記背面側に設けられ、一方向に振動する直線偏光を透過し、前記直線偏光と振動方向が異なる直線偏光を反射する反射型偏光層と、
前記反射型偏光層よりも前記表示面側に設けられ、前記反射型偏光層を透過した直線偏光を散乱させる光散乱層とを有することを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項２】
背面側から光を投写して表示面に画像を表示する透過型スクリーンであって、
前記背面側に設けられ、所定の方向に回転する円偏光を一方向に振動する直線偏光に補正する波長補正層と、
前記波長補正層よりも前記表示面側に設けられ、前記波長補正層によって補正された前記直線偏光を透過し、前記波長補正層によって補正された前記直線偏光と振動方向が異なる直線偏光を反射する反射型偏光層と、
前記反射型偏光層よりも前記表示面側に設けられ、前記反射型偏光層を透過した直線偏光を散乱させる光散乱層とを有することを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項３】
前記反射型偏光層は、複数の線材が並設されてなるワイヤーグリッドにより構成されている請求項１または２に記載の透過型スクリーン。
【請求項４】
前記反射型偏光層は、光学的異方性を有する少なくとも１つの第１の層と、前記第１の層と屈折率の異なる少なくとも１つの第２の層とが積層することにより構成されている請求項１または２に記載の透過型スクリーン。
【請求項５】
コレステリック規則性を有する樹脂層を有し、該樹脂層が前記波長補正層および前記反射型偏光層を兼ねている請求項２に記載の透過型スクリーン。
【請求項６】
前記光散乱層の厚さは、前記表示面に設定された画素の最大幅の１／２以下である請求項１ないし５のいずれかに記載の透過型スクリーン。
【請求項７】
前記光散乱層の前記表示面側に、前記光散乱層への外光の侵入を防止する外光遮蔽部が設けられている請求項１ないし６のいずれかに記載の透過型スクリーン。
【請求項８】
前記光散乱層のヘイズ値は、９９％以上である請求項１ないし７のいずれかに記載の透過型スクリーン。
【請求項９】
筐体と、前記筐体内に設けられ、一方向に振動する直線偏光である映像光を出射するプロジェクターと、前記筐体に支持され、背面側から前記映像光が投写されることにより表示面に画像を表示する透過型スクリーンとを有し、
前記透過型スクリーンは、前記背面側に設けられ、前記直線偏光を透過し、前記直線偏光と振動方向が異なる直線偏光を反射する反射型偏光層と、前記反射型偏光層よりも前記表示面側に設けられ、前記反射型偏光層を透過した直線偏光を散乱させる光散乱層とを有することを特徴とする背面投射型表示装置。
【請求項１０】
筐体と、前記筐体内に設けられ、所定方向に回転する円偏光である映像光を出射するプロジェクターと、前記筐体に支持され、背面側から前記映像光が投写されることにより表示面に画像を表示する透過型スクリーンとを有し、
前記透過型スクリーンは、前記背面側に設けられ、前記円偏光を一方向に振動する直線偏光に補正する波長補正層と、前記波長補正層よりも前記表示面側に設けられ、前記波長補正層によって補正された前記直線偏光を透過し、前記波長補正層によって補正された前記直線偏光と振動方向が異なる直線偏光を反射する反射型偏光層と、前記反射型偏光層よりも前記表示面側に設けられ、前記反射型偏光層を透過した直線偏光を散乱させる光散乱層とを有することを特徴とする背面投射型表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−１９７０２６（Ｐ２０１１−１９７０２６Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６０３４０（Ｐ２０１０−６０３４０）
【出願日】平成２２年３月１７日（２０１０．３．１７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１７日（２０１０．３．１７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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