專利名稱：屏幕、背投投影機、投影系統以及圖像顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及屏幕、背投投影機、投影系統以及圖像顯示裝置。
背景技術：
近年來，投影機正在迅速普及開來。除了主要在商業演示用途中使用的前投影型投影機外，最近背投投影機作為大型電視(PTV投影電視)越來越被人們所認識。投影方式與液晶電視、PDP等的直視型顯示器相比其最大優點是能夠以低廉的價格提供相同畫面尺寸的商品。但是，在直視型中也出現低價格化的趨勢，在投影機顯示裝置中也要求更高畫質性能。
投影機是通過把從弧光燈等的光源射出的光照射在液晶光閥的光調制元件上，把用光調制元件調制過的投射光投射在屏幕上而把圖像顯示在屏幕上。此時，在屏幕上不僅顯示圖像，而且屏幕整體看起來刺眼。這是與光線的干涉伴隨的亮度不均勻產生的，稱之為斑點噪音即所謂閃爍。
在此，說明閃爍的發生原理。
如圖29A、29B所示，從光源70照射的光透過液晶光閥投射到屏幕74。投射到屏幕74上的投射光通過由包含于屏幕74的各散射材料72衍射，并且它們像二次波源那樣進行動作從而被擴散。如圖29B所示，二次波源產生的2個球面波根據相互的相位關系引起光的強或弱，由此在屏幕74和觀看者之間出現明暗的條紋形(干涉條紋)。如果觀看者的焦點對準發生該干涉條紋的像面S，則觀看者認為該干涉條紋是使屏幕刺眼的閃爍。
閃爍對于不同的要看成像在屏幕面上的圖像的觀察者來說，給予在屏幕面和觀察者之間仿佛撐開有面紗(veil)、帶網眼的(lace)布、蜘蛛網那樣的不舒服感。此外，觀看者看到屏幕上的圖像和閃爍的2重像，因為要分別調整視點所以引起大的疲勞。因而，該閃爍給于觀看者很大的壓力，達到沒法看的地步。
最近，代替以往的高壓水銀燈的新的光源的開發取得進展，特別是激光光源在能量效率、顏色重現性、長壽命、瞬時點亮等方面作為下一代投影機用光源被寄予很高的期望。但是，采用激光光源的屏幕上的投射光因為相鄰的區域的光線的相位一致，所以干涉性非常高。由于激光光源的相干長度達到數十米，所以如果分割同一光源進行再合成，則經過比相干長度短的光程差合成的光引起強烈的干涉，出現比高壓水銀燈還清楚的閃爍(干涉條紋)。
因而，特別是在使用了激光光源的投影機的產品化中，閃爍的降低成為必須的技術。
作為這種閃爍的降低對策已知有以下的技術。
特開平11-038512號公報就是把屏幕的擴散性最佳化的技術，記載了有擴散層、透明層(雙凸透鏡)、擴散層的3層結構的屏幕。這樣，由于散射層復雜化，因而干涉斑點的隨機性變大。因此，如果斑點中細小的成分(空間頻率小的干涉條紋)增多，則在發生一些視線移動時，由于人眼睛的殘像特性而能夠產生對光積分平均化這種效果。特別是在觀看運動圖像時，因為頻繁地移動視線，所以能夠期待閃爍的降低。
特開2001-100316號公報是在光散射層上施加光、電場、磁場、熱、應力等，使包含在該光擴散層中的光散射體的形狀、相對位置關系、折射率等隨時間變化的屏幕。這樣，通過使由光擴散層產生的散射波的散射分布和相位隨時間變化，能夠期待防止發生閃爍。
但是，在特開平11-038512號公報中，因為最終散射面的散射狀態固定，所以從散射面上的各點發出的光線間的干涉所形成的在屏幕和觀看者之間的空間的相位分布也固定，干涉斑點也作為固定的像被看到。因而，干涉斑點不會完全被消除，特別是在具備干涉性高的激光光源的投影機中幾乎不能取得效果。此外，在采用這種高散射化的構成中，因為有一并發生圖像模糊的可能，所以不能解決原本的課題即實現高畫質化。
此外，在特開2001-100316號公報中，為了使光散射體的形狀、相對位置關系、折射率等變化，需要很大的驅動能量。此外，當使用這些驅動單元的情況下，對散射層的能量傳遞效率也低，出現振動、聲音、不需要的電磁波、排熱，從而有可能妨礙舒適地進行觀看。進而，在散射層在聚焦方向上移動那樣的構成中，圖像的大小變化。由此，在水平方向上的圖像的輪廓線的位置也改變，成為產生圖像模糊的原因。
發明內容
本發明就是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種通過可靠地防止由投射光引起的閃爍，并且避免顯示不均勻、刺眼等的發生，能夠實現高畫質化的屏幕、背投投影機、投影系統以及圖像顯示裝置。
本發明的屏幕為了解決上述問題，是通過接受投射光顯示圖像的屏幕，具有具有光透過性并且相互隔開配置的多個板材；配置在形成于上述多個板材間的光散射空間內，在氣體或者液體的分散媒體中分散光散射材料形成的散射體；該散射體在上述光散射空間內流動的流路；在上述光散射空間內使上述散射體流動的流動單元。
如果采用這種構成，因為在氣體或者液體的分散媒體中具有光散射材料的散射體沿著流路在形成于多個板材間的光散射空間內流動，所以能夠使光散射材料的位置隨時移動。于是，由于移動的光散射材料的作用，投射光的散射狀態隨時間不斷變化，被看到的投射光的干涉條紋移動，干涉條紋的圖案復雜地變化。其結果，投射光因人眼睛的殘像特性而積分平均化，干涉條紋(閃爍)不被看到。人的眼睛因為處于因殘像的作用而把圖像保持一定時間的狀態，所以具有看到圖像均勻顯示的特性。由此，在屏幕和觀看者之間產生的干涉條紋消除，沒有了顯示不均勻、刺眼感等，能夠看到良好的投射光產生的圖像。因而，也不會有由閃爍產生的不快感，還能夠減輕觀看者的疲勞。
雖然如果像以往那樣光散射材料固定，則由于基于光散射材料之間的配置間隔使它們重合而產生干涉，但通過使光散射材料移動，衍射光柵的角度，即光散射材料的相對位置關系變化，能夠使干涉條紋的間距和位置變化。此外，也不會一并發生伴隨光散射化的圖像模糊。
此外，因為能夠以低能量、低噪音移動光散射材料，所以也不需要移動屏幕自身，就能夠謀求成本降低和產品性能的提高。
由此能夠得到高亮度、高清晰度、高品質的圖像。
此外，理想的還有上述散射體在上述板材的面方向上流動。
如果采用這種構成，因為能夠使散射體遍及散射空間內的各處，所以能夠毫無遺漏地表現投射光所表現的圖像。進而，在以往有由于散射體在聚焦方向上移動，圖像的大小變化的現象，但在本發明中，因為是使散射體在光透過性板材的面方向上流動，所以能夠防止圖像的大小變化。因而，因為不會一并發生圖像模糊能夠降低閃爍，所以能夠可靠地得到明亮且沒有不均勻的高清晰度的圖像。
此外，理想的還有上述散射體一邊在上述板材的相對的端部位置折返一邊在面方向上往復流動。
如果采用這樣的構成，則散射體能夠在屏幕整個面上沒有不均勻地一樣并且均勻地流動，所以能夠可靠地降低閃爍。
此外，理想的還有在上述板材的相對的端部上，通過沿著上述散射體的流動方向交替設置與第1端部接觸地延伸而不與第2端部接觸的隔壁和與第2端部接觸地延伸而不與第1端部接觸的隔壁，在上述光散射空間內形成上述流路。
通過采用這樣的構成，因為散射體一邊順序通過相鄰的隔壁之間一邊向一個方向流動，所以可以在屏幕整個面上沒有間隙地一樣并且均勻地流動。因而，能夠可靠地降低閃爍。
此外，理想的還有上述流路具有在上述散射體上附加在與其前進方向交叉的方向上的流動的隔壁。
如果采用該構成，因為能夠把流路設置得更精細，所以即使散射體的流速慢，也能夠提高光散射體的位置變化。由此，能夠以低能量降低干涉條紋。
此外，理想的還有散射體沿著上述流路在上述光散射空間和設置在該光散射空間的外部上的上述流動單元之間循環。
如果采用這種構成，因為成為封閉的流路，所以能夠使散射體續地循環。這樣通過確保散射體(光散射材料)的連續的移動，干涉抑制的效果連續并且長期地持續。
此外，理想的還有多個板材中配置在最靠觀看側上的板材是雙凸透鏡板。
通過采用這樣的構成，因為能夠使用現有的雙凸透鏡板，所以能夠以簡單并且低的成本制造。通過代替板材使用雙凸透鏡，不需要另外單獨疊層一個雙凸透鏡板。因此，除了通過消減零件數量來提高作業效率以及能夠消減成本外，還能夠期待屏幕的薄型化。
此外，例如通過設置在雙凸透鏡板中的雙凸透鏡的長度方向相對水平方向垂直那樣的屏幕，能夠實現對水平方向的擴散作用高且寬的視野。
此外，理想的還有在多個板材中配置在最靠觀看側上的板材在具有多個相互形成平行的剖面半圓形狀的溝部的同時，由具有和散射體不同的折射率的材料構成。
如果采用這樣的構成，例如通過把散射體的折射率設定得比板材的折射率還高，能夠得到和雙凸透鏡一樣的作用。
此外，理想的還有流動單元是泵。
通過采用這樣的構成，除了能夠以一定流量連續地送出散射體外，還能夠以規定間隔送出散射體等，能夠根據散射體的諸條件、干涉條紋的圖案變化的情況適宜地改變散射體的流動狀態。
如果采用本發明的背投投影機，因為配備上述那樣的屏幕，所以能夠提供一種在可靠地降低閃爍的同時，能夠得到抑制了圖像模糊和疊影等的發生以及刺眼感的發生的高畫質的投影圖像的背投投影機。
此外本發明的圖像顯示裝置可以配備射出光的光源；上述屏幕；在上述屏幕上進行從上述光源射出的光的掃描的掃描部。
如果采用本發明，因為具備上述屏幕，所以能夠提供降低了閃爍的圖像顯示裝置。
為了實現上述目的，本發明的屏幕是投射圖像光的屏幕，具備把光散射材料分散到氣體或者液體的分散媒體中形成的散射體；在內部具有使上述散射體流動的流路的散射板；使上述散射體在上述流路內流動的流動單元，上述散射板由具有光透過性的材料組成，用排列使上述散射體能夠在內部流通的管體的板構成。
如果采用本發明的構成，因為靠流動單元的作用散射體在散射板的流路內流動，所以伴隨散射體的流動，在散射板內的光散射材料的位置時刻變化。此時，照射在散射板上的規定的區域上的投射光的散射狀態隨時間而不斷變化。隨著該變化，看到的干涉條紋移動，干涉條紋的圖案復雜地變化。其結果，在人的眼睛的殘像時間內干涉條紋的圖案被積分平均化，干涉條紋(閃爍)難以看出。由此，能夠除去在屏幕和觀看者之間產生的干涉條紋，沒有刺眼感，能夠良好地看到由投射光產生的圖像，還減輕觀看者的疲勞。此外，因為不使散射板在聚焦方向上移動就能夠除去干涉條紋，所以也不會產生圖像模糊。
在本發明中，因為使用包含光散射材料的氣體狀或者液體狀的散射體(膠體狀流體)的流動，所以能夠抑制發生令人不快的噪音，構筑靜音的投影系統。此外，因為用于使散射體流動的流動單元的功率不需要那么大，不需要投入很多能量，所以還具有優異的節能性。此外，在本發明的構成的情況下，例如因為與使散射板自身移動的構成相比耗能部位少，所以成為耐久性優異，可靠性高的投影機。進而，在本發明中，在制作在內部具有流路的散射板時，因為通過適宜地排列由具有光透過性的材料而成的管體能夠容易地形成流路，所以制造變得簡單，能夠降低制造成本。
上述散射板的構成可以是，在和上述圖像光的光軸垂直的面內相互平行地排列多根上述管體。
如果采用該構成，因為例如通過準備同一尺寸的多個管體，排列任意的根數，就能夠制作在縱橫上具有規定尺寸的散射板，所以生產性高。此外，當把管體配置成平行的情況下，因為能夠在平面內沒有間隙地配置多個多個管體，所以散射體能夠遍及散射板的各個角落，能夠在屏幕整個面上除去閃爍。
或者，上述散射板的構成可以是，折彎1根上述管體，把在和上述圖像光的光軸垂直的面內折彎的各部分相互平行地排列。
如果采用該構成，因為準備1根管體，通過只改變彎曲該管體的位置和排列的列數就能夠制成在縱橫上具有規定尺寸的散射板，所以設計的自由度高。此外，當平行地配置管體的情況下，因為在平面內沒有間隙地配置管體的各部，所以，能夠把散射體送到散射板的各處，在整個屏幕上除去閃爍。
此外，上述散射板的構成可以是，把由在和上述圖像光的光軸垂直的面內相互平行排列的上述管體組成的管體列在沿著上述圖像光的光軸的方向上疊層多個層形成。即，可以代替只設置1層由相互平行排列的管體組成的管體列的構成，可以設置成在沿著圖像光的光軸的方向疊層多個層的構成。
如果采用該構成，因為在各層的管體上的散射狀態的變化以層數量疊加，所以作為整體的光的擴散狀態的變化的程度比單層時還大。其結果，能夠更可靠地除去閃爍。例如，如果假設在單層的情況和多層的情況下在給予流動單元同樣大小的能量時散射體的流速相同，則多層比單層其光的擴散狀態的變化變大。因而，這種情況下，通過設置成多層，相對投入能量的閃爍除去效果的效率高。
或者，上述散射板的構成也可以是在交叉的方向上延伸的上述管體之間具有織網結構。在此所謂的“織網結構”是指以用縱線和橫線編織的織物的方式，一邊相互錯開在不同的方向上延伸的管體之間，一邊構成平面的結構。
如果采用該構成，則例如準備具有撓性的柔軟的管體(管)，通過使用現有的織機等編織管體能夠制作散射板。此外，和疊層多個層上述管體的構成一樣，還能夠得到更可靠地除去閃爍的效果。
上述管體的形狀可以是任意的，例如剖面形狀可以是矩形環狀、多角形環狀，但希望是圓環形。
管體和填充在其內部的散射體的折射率因為和外部的空氣的折射率不同，所以如果管體的剖面形狀是圓環形，則在彎曲側方向上產生凸透鏡效應。由于該凸透鏡效應，圖像光集中或者分散擴散到適度的擴展角，該擴展角決定屏幕增益。即，該擴展角起到雙凸透鏡陣列的作用。此外，該擴展角可以通過改變剖面形狀(圓的直徑、扁平度等)來調整。即，通過控制管體的剖面形狀，能夠得到所希望的屏幕增益。
此外，也可以設置成在相互鄰接的管體和管體之間設置光吸收體的構成。
如果采用該構成，則從觀看者一方照射到屏幕上的室內照明等的外光的幾乎全部被光吸收體吸收。由此，用圖像光形成的像以高對比度投射到屏幕上。進而，當把本構成和產生上述凸透鏡效應的管體的形狀組合的情況下，透過了管體的光因為基于凸透鏡效應聚光，所以能夠通過相鄰的光吸收體之間的區域。因而，成為光的利用效率高的構成。
此外，能夠設置成上述散射體在上述散射板和配置在上述散射板的外部上的上述流動單元之間循環的構成。
如果采用該構成，因為構成封閉的流路，所以能夠使散射體連續地循環。這樣，通過確保散射體(光散射材料)連續的流動，閃爍抑制效果連續并且長期地持續。
此外，作為上述流動單元能夠使用泵。
如果采用該構成，除了能夠以一定流量連續地送出散射體外，能夠以規定間隔送出散射體等，能夠根據散射體的諸條件、干涉條紋的圖案的變化情況適宜改變散射體的流動狀態。
本發明的背投投影機也可以具備射出光的光源；調制從上述光源射出的光的光調制單元；投射用上述光調制元件調制過的光的上述本發明的屏幕；把用上述光調制元件調制的光投射到上述屏幕上的投射單元。
如果采用本發明的背投投影機，則因為具備上述本發明的屏幕，所以不會產生圖像模糊，能夠可靠地除去閃爍，視聽者可以舒服地欣賞圖像。
本發明的投影系統可以具備上述本發明的屏幕；對上述屏幕投射圖像光的投射引擎。
如果采用本發明的投影系統，因為具備上述本發明的屏幕，所以不會產生圖像模糊，能夠可靠地除去閃爍，視聽者可以舒服地欣賞圖像。
本發明的圖像顯示裝置可以具備射出光的光源；上述本發明的屏幕；在上述屏幕上進行從上述光源射出的光的掃描的掃描單元。
如果采用本發明的圖像顯示裝置，因為具備上述本發明的屏幕，所以不會產生圖像模糊，能夠可靠地除去閃爍，視聽者可以舒服地欣賞圖像。
圖1A、1B是本發明的實施方式的背投投影機的概略構成圖。
圖2是本發明的實施方式的背投投影機的投影光學系統的概略構成圖。
圖3是表示實施方式1中的屏幕的概略構成的剖面圖。
圖4是實施方式1的屏幕主體的概略構成圖。
圖5A、5B是實施方式1的屏幕主體的分解圖。
圖6是表示實施方式2的屏幕主體的概略構成的剖面圖。
圖7A、7B是實施方式2的屏幕主體的分解圖。
圖8是實施方式3的屏幕主體的概略構成圖。
圖9A、9B是實施方式3的屏幕主體的分解圖。
圖10是實施方式4的屏幕主體的概略構成圖。
圖11是圖10的A-A剖面圖。
圖12是實施方式5的屏幕主體的概略構成圖。
圖13是圖12的B-B剖面圖。
圖14A、14B是實施方式5的屏幕主體的分解圖。
圖15是實施方式6的背投投影機的概略構成圖。
圖16是表示本發明的實施方式7的背投投影機的構成的立體圖。
圖17是同一實施方式的背投投影機的側剖面圖。
圖18是同一實施方式的背投投影機的投影引擎的光學系統的概略構成圖。
圖19是表示分解了同一實施方式的背投投影機的屏幕的狀態的立體圖。
圖20A、20B是同一實施方式的構成屏幕的散射板的剖面圖。
圖21是用于說明同一實施方式的散射板的作用的圖。
圖22是包含泵(流動單元)的屏幕的整體的概略構成圖。
圖23是同一實施方式的屏幕整體的概略構成圖的變形例子。
圖24A、24B是表示本發明的實施方式8的散射板的立體圖。
圖25是用于說明同一實施方式的散射板的作用的圖。
圖26A、26B是表示本發明的實施方式9的散射板的立體圖。
圖27是用于說明同一實施方式的散射板的作用的圖。
圖28是表示本發明的實施方式10的圖像顯示裝置的剖面圖。
圖29是用于說明閃爍的發生原理的圖。
具體實施例方式
以下，參照
本發明的實施方式。而且，在以下的附圖中，為了容易看圖面，使各構成要素的膜厚度、尺寸等的比率等適宜地不同。而且，在各部件的說明中，以作為屏幕被產品化時設置的規定的方向為基準。此外，在以下的說明中，設定x y z正交坐標系，參照該x y z正交坐標系說明各部件的位置關系。并且，把屏幕的水平方向(視聽者看的左右方向)設置為x，把屏幕的垂直方向(視聽者看的上下方向)設置為y方向，把屏幕的深度方向設置為z方向。
(實施方式1)圖1A是表示本實施方式的背投投影機120的概略構成的立體圖，圖1B是圖1A所示的背投投影機120的側剖面圖。本實施方式的背投投影機120用光調制元件調制從光源射出的光，是把該經過調制的光放大投影在屏幕20上的背投射型投影機。
如圖1A所示，背投投影機120具備投影圖像的屏幕20；安裝在屏幕20的背面上的箱體90。在屏幕20的下方的箱體90上設置有前端蒙板88，在前端蒙板88的左右側上設置輸出來自揚聲器的聲音的開口部38。
以下，說明背投投影機120的箱體90的內部結構。
如圖1B所示，在背投投影機120的箱體90內部的下方配置有投影光學系統150。在投影光學系統150和屏幕20之間設置有反射鏡92、94，從投影光學系統150射出的光用反射鏡92、94反射，放大投影在屏幕20上。
以下，說明背投投影機120的投影光學系統150的概略構成。
圖2是表示背投投影機120的投影光學系統150的構成的概略圖。而且，在同一圖中，為了簡化，省略構成背投投影機120的箱體90。
投影光學系統150具備光源102；調制從光源102射出的光的光調制元件100；投射用光調制元件100調制的光的投影透鏡114。在本實施方式中，作為光調制元件100使用液晶光閥100R、100G、100B。
如圖2所示，投影光學系統150設置由鹵素燈等的白色光源組成的光源102。從該光源102射出的光經過配置在內部的3塊反射鏡106用2塊分色鏡108分離為RGB的3原色，并分別導入到與各原色對應的液晶光閥100R(紅色)、100G(綠色)以及100B(藍色)。在此，液晶光閥100R、100G和100B用從圖像信號處理電路(圖示省略)提供的R、G、B的原色信號分別驅動。
此外，在B(藍)色光和其他的R(紅)色和G(綠)色比較時，因為光路長，所以為了防止其損失，經由由入射透鏡122、中繼透鏡123以及輸出透鏡124組成的中繼透鏡系統121導入。
用液晶光閥100R、100G、100B分別調制的光從3個方向(液晶光閥100R、100G、100B)入射到分色棱鏡112。分色棱鏡112在把R色以及G色光折射90度的同時，使G色光直線前進，合成來自各液晶光閥100R、100G、100B的各光射出部的光。而后，經由投影透鏡114把合成后的各光射出部的光投射到屏幕20上。
以下，說明背投投影機120的屏幕20的概略構成。
圖3是表示在聚焦方向(z方向)上的屏幕20的概略構成的在xz平面的剖面圖，圖4是屏幕主體21的概略構成圖，進而，圖5A、5B是屏幕主體21的分解圖。
如圖3所示，屏幕20構成為具有屏幕主體21；具有多個菲涅耳透鏡的菲涅耳透鏡板22；具有多個雙凸透鏡58的雙凸透鏡板57；從觀看者一方按照雙凸透鏡板57、屏幕主體21、菲涅耳透鏡板22的順序在投射的光路上疊層。
而且，在雙凸透鏡板57的觀看者一方也可以把黑掩模(未圖示)設置成格子形。進而，也可以在雙凸透鏡板57的光射出面側上設置保護層。由此，能夠防止附著灰塵和傷痕。
如圖3、4所示，屏幕主體21的構成是，以規定的間隔配置具有確保規定的圖像區域的大小的平面看矩形的一對光透過性板材23、24。光透過性板材23、24在相互間隔著沿著各邊配置的未圖示的填料的狀態下，安裝在框狀的框架12上。用框架12，填料以夾持在光透過性板材23、24上的姿態被定位并固定。由此，在光透過性板材23、24之間形成光透過性板材23、24以及用填料封閉的空間(光散射空間)。填料也兼具有作為限制光透過性板材23、24之間的間隔的間隔物的功能。而且，光透過性板材23、24中使用由玻璃和透過性樹脂等組成的板材，其厚度與所適用的產品尺寸對應。
屏幕主體21的構成是，在上述光散射空間25內具有流路26，沿著流路26散射體34沿著屏幕20的面(x-y平面)流動。以下，詳細說明流路的構成。
如圖5A所示，在光透過性板材23的內面上連續設置有多個相對內面垂直矗立的細長的隔壁27、28。在本實施方式中以沿著屏幕20的上下方向(y方向)的方式配置隔壁27、28的長度方向，相互以規定間隔交替設置與光透過性板材23的上端部(第1端部)接觸延伸的隔壁27(第1隔壁)，和與下端部(第2端部)接觸延伸的隔壁28(第2隔壁)。把這些隔壁27、28的長度設置成比光透過性板材23的上下方向(y方向)的長度還短并且相互的長度相同。因此，通過把相鄰的隔壁27的設置位置和隔壁28的設置位置在上下方向上錯開，在光透過性板材23的左右方向(x方向)上交替出現間隙29、30。于是，如圖5B所示通過在光透過性板材23上粘合另一張光透過性板材24，構成以波浪形連結形成在光透過性板材23、24的下端部兩側上的流入口31以及流出口32(參照圖4)的流路26。這樣，在圖4所示那樣的屏幕主體21的上端部21a或者下端部21b的位置上一邊折返一邊在左右方向上延伸的流路26形成在屏幕20的一面上。
在流路26內可以流動地填充有散射體34。散射體34例如在水等的分散媒體中均勻地分散球形的光散射粒子35(光散射材料)設置成膠狀，伴隨分散媒體的移動，光散射粒子35可以移動。作為光散射粒子35，能夠使用以往的粒子，適宜使用氧化硅、氧化鋁、碳酸鈣、玻璃珠、丙烯樹脂類等的共聚物，或者硅酮樹脂類等的非晶質的有機類材料。假設這些微粒子的粒子直徑、分散密度、質量，以及分散媒體的粘性等與所希望的產品特性一致地被適宜地進行了設定。散射體34用配備在把從流路26的流出口32流出的散射體34再次導入到流入口31的路徑上的泵36(流動單元)送出，在光散射空間25內沿著流路26流動。理想的是泵36是靜音性良好的回轉泵。
這樣，屏幕主體21的構成成為散射體34在形成于相對的光透過性板材23、24之間的光散射空間25內沿著流路26向一個方向流動。散射體34一邊沿著流路26在屏幕20的上下方向往復，一邊如圖4所示，從屏幕主體21的左側向著右側經過屏幕整個面沒有波動地同樣并且均勻地流動。由此，因為能夠使散射體34遍及光散射空間25內的各個角落，所以能夠毫無遺漏地在屏幕20上表現投射光表現的圖像。進而，因為成為封閉的流路26，所以靠泵36散射體34(光擴散粒子)可以連續的流動。
上述構成形成的屏幕20組裝成雙面透鏡58的長度方向相對水平方向垂直。如果將光投射到該屏幕20上，則靠伴隨散射體34的流動而移動的光散射粒子35的作用，投射光的散射狀態隨著時間不斷變化。于是，看到的投射光的干涉條紋移動或干涉條紋的圖案復雜地變化，其結果，由于觀看者的殘像效應(殘像特性)而積分平均化，能有效地降低閃爍。
人的眼睛的殘像特性、其條件因人而異，但認為在通常的室內的亮度下的殘像時間一般是20ms。因此，通過用泵36促使散射粒子34流動，使得光散射粒子35的位置變化速度大于等于人眼睛的殘像時間，可以使散射粒子35比其布朗分子運動更快并且連續地移動。隨之，投射的光基于流動的散射體34的光散射粒子35的作用而散射、衍射，由此生成的干涉條紋的圖案不斷地變化。于是，在視覺的反應時間內看時干涉條紋平均化，其結果，觀看者看起來圖像的亮度是均勻的。即，通過人眼睛的殘像特性的作用，成為圖像保持規定時間的狀態，整個畫面被看成均勻顯示。
這樣不會看到干涉條紋，能夠抑制圖像的刺眼感。這表示閃爍降低的意思，能夠得到高亮度、高清晰度、高品質的圖像。進而，因為靠泵36的作用，散射體34始終循環，所以能夠可靠并且長期地降低閃爍。因而，屏幕20整體具有均勻的亮度，能夠得到沒有明暗不均勻的高品質的圖像。因此，觀看者的壓力減輕，即使長時間欣賞也不會疲勞。
此外，即使假設干涉條紋以一定的圖案而未變化，如果最大的間距的干涉條紋移動的速度超過視覺的反應時間，則能夠得到充分降低閃爍的效果。
在本實施方式中，因為只用泵36使散射體34流動就能夠使光散射粒子35移動，所以也不需要屏幕自身移動，能夠以低能量、低噪音有效地降低閃爍。由此，可以實現消減成本以及產品的高性能化。
此外，因為屏幕主體21的側面用框形的框體、填料等覆蓋，所以不會漏液，可以長期密封確保性能穩定。
此外，能夠通過設置成格子形的黑掩模謀求圖像的高對比度化。當在屏幕主體21上堆積雙凸透鏡板57時，配置成在相當于雙凸透鏡58的非聚光部的位置上黑掩模一致。在此，例如如果把雙凸透鏡58的頂點間距設置在130～160μm的范圍內，則成為黑掩模的配置間距與之對應。
而后，被散射體34散射的光用雙凸透鏡板57聚光后從黑掩模的間隙透過。因為黑掩模起到使影像光透過只截斷干擾光的功能，所以能夠提高圖像的對比度。
而且，雖然把光散射粒子35的形狀設置成球形，但并不限于此也可以設置成不規則形狀。
以下表示的各實施方式的背投投影機的基本構成和實施方式1一樣，只是實施方式1的屏幕的構成不同。因而，在以下中，只說明屏幕的構成，省略共用處的說明。此外，在圖6～圖15中，在和圖1A～5B相同的構成要素上附加相同的符號。
而且，實施方式2、3的屏幕因為在屏幕整體上疊層和實施方式1一樣的雙凸透鏡板57以及菲涅耳透鏡板22，所以在這些實施方式中只說明屏幕主體的構成。
(實施方式2)以下，參照圖6說明本發明的實施方式2。圖6是本實施方式中的屏幕主體的概略構成圖，圖7A、7B是屏幕主體的分解圖。
如圖6所示，屏幕主體40構成為相對在流路41內流動的散射體34，附加與其流動方向正交的方向的流動。如圖6～7B所示，分別具備多個與隔壁27正交的壁部42(第3隔壁)、與隔壁28正交的壁部43(第3隔壁)。壁部42、43從各隔壁27、28的正面和背面向左右方向(x方向)垂直地延伸，具有絕不與相對的隔壁27、28接觸的長度，即，具有比相鄰的隔壁27、28之間的間隔短的長度。壁部42、43在上下方向(y方向)上使其設置位置不同，例如在平面看，在設置于隔壁27上的壁部42之間存在設置在隔壁28上的壁部43。而且，由于相對的隔壁27、28的壁部42、43之間的前端在上下方向上適量重疊，因而形成比實施方式1的流路26更微細的流路41。這樣因為在屏幕主體40的上下方向上交替存在壁部42、43，所以在散射體34一邊在屏幕主體40的上下方向上往復一邊向著左右方向流動時，被附加與其前進方向交叉的流動。
因而，即使散射體34的流速是低速，也能夠使散射粒子35的位置劇烈變化。
如果采用本實施方式，因為即使是流出量少的泵36，光散射粒子35的移動也成為隨機的，所以能夠以低的消耗能量有效地降低閃爍。由此，在能夠利用便宜的小型泵、微型泵的同時，可以實現泵的長壽命，從而謀求消減經費。
此外，在各壁部42、43的正面和背面上也可以設置反射膜。這種情況下，例如在圖6所示的屏幕主體40中，如果把用相鄰的隔壁27、28以及壁部42、43圍成的空間稱為“小區”(cell)，則通過把小區45的大小設定成小于等于像素的大小，由此在壁部42、43之間，即在各小區45內頻繁地進行光的反射，能夠得到可視性更好的高對比度的圖像。
(實施方式3)以下，參照圖8～9B說明本發明的實施方式3。圖8是屏幕主體的聚焦方向(z方向)上的剖面圖，圖9A、9B是屏幕主體的分解圖。
上述實施方式的屏幕主體40是散射體34一邊在屏幕主體40的上下方向往復一邊向著左右方向流動的屏幕主體，但本實施方式的屏幕主體50的構成如圖8所示，是散射體34一邊在相對的光透過性板材23之間在聚焦方向(z方向)往復，一邊向著屏幕主體50的左右方向(x方向)流動。
如圖9A所示，本實施方式的隔壁51、52都具有相同的長度，其長度方向長度和光透過性板材23、24的上下方向長度一致。在光透過性板材23上設置隔壁51的同時在光透過性板材24上設置隔壁52，各隔壁51的設置間隔和各隔壁52的設置間隔都相同。但是，隔壁51、52在屏幕主體50的左右方向上因為使相互的設置位置不同，所以如圖9B所示，在組裝光透過性板材23、24時，在屏幕主體50的左右方向上交替出現隔壁51以及隔壁52。
詳細地說，在光透過性板材23中相鄰的隔壁51之間存在相對的光通過性板材24的隔壁52。光透過性板材23、24組裝成隔壁51、52的前端與分別相對的光透過性板材23、24的內面不接觸，而此時使隔壁51、52的前端在配置方向(x方向)上適量重疊。該重疊的程度理想的是適宜設定成均勻的流路寬度，使得散射體34以一定速度流動。這樣，形成在相對的光透過性板材23、24的內面上一邊折返一邊在左右方向上延伸的流路53，填充到該流路53內的散射體34沿著流路53一邊在聚焦方向上往返一邊向著左右方向(x方向)流動。在這樣的本實施方式中，因為也能夠起到和上述實施方式一樣的作用，所以能夠有效地降低閃爍。
在上述實施方式中，對在屏幕主體上疊層了雙凸透鏡的屏幕進行了說明。在以下所示的實施方式中，說明并不是在屏幕主體上疊層雙凸透鏡而是如使屏幕主體具有雙凸透鏡功能那樣構成的屏幕。而且，菲涅耳透鏡板22假設和上述實施方式一樣地疊層。此外，也可以不使用填料而用隔壁連結光透過性板材23、24之間，形成光散射空間。
(實施方式4)以下，參照圖10、11說明本發明的實施方式。
圖10是本實施方式中的屏幕主體的概略構成圖，圖11是圖10的A-A剖面圖。
本實施方式和上述實施方式不同之處在于代替一方的光透過性板材適用了雙凸透鏡板。
如圖10所示，在本實施方式的屏幕主體63中，作為雙凸透鏡板57，采用在透明基材56的單面上排列設置多個雙凸透鏡58的現有的板。這些雙凸透鏡58在相互并排方向上沒有間隙地配置。而后，為了使相鄰的雙凸透鏡58的兩端部的高度位置在上下方向上不同，各自調整各雙凸透鏡58的上下方向長度，由此在雙凸透鏡板57的左右方向上交替出現間隙59、60。詳細地說，處于第1雙凸透鏡58a與雙凸透鏡板57的上端部57a接觸地延伸，第2雙凸透鏡58b與雙凸透鏡板57的下端部57b接觸地延伸的狀態。
如圖11所示，通過從雙凸透鏡板57的雙凸透鏡58側粘貼光透過性板材24，形成利用形成在雙凸透鏡板57和光透過性板材24之間的空隙55的流路61。
即，如圖10、11所示，通過粘合光透過性板材24和雙凸透鏡板57，經由形成在雙凸透鏡板57的上下方向上的間隙59、60連通形成在相鄰的雙凸透鏡58和光透過性板材24之間的各空隙55。由此，形成一邊在屏幕主體63的上端部63a或者下端部63b上折返一邊向左右方向延伸的流路61，填充到該流路61中的散射體34一邊按照該流路在屏幕主體63的上下方向(y方向)往復，一邊向著左右方向(x方向)流動。而且，因為以把光透過性板材24通過連結雙凸透鏡58的各頂點的方式固定相互的接點，所以固定部54被抑制在最小限度，不會對圖像的顯示有影響。
這樣，通過代替一方的光透過性板材適用雙凸透鏡板57，不需要在屏幕主體63上另外疊層雙凸透鏡板57。其結果，因為能夠把屏幕整體的厚度減薄，所以可以實現產品的小型化以及輕量化。此外，通過在雙凸透鏡板57中采用現有的板，在消減零件數量謀求消減成本的同時，因為不需要另外設置雙凸透鏡板57，所以作業步驟減少，制造效率提高。
而且，在上述中，通過調整雙凸透鏡58的長度方向的長度，連結形成在相鄰的雙凸透鏡58和光透過性板材24之間的空隙55，但只要是能夠在一個方向上連通這些空隙55，則也可以使用其他的方法。此外，不在雙凸透鏡板57上粘合光透過性板材24，只壓緊緊密貼合雙方也可。
進而，也可以采用在內部分散設置光散射粒子形成的雙凸透鏡。由此，在因在流路61中流動的散射體34和包含在雙凸透鏡板中的光散射粒子的作用而散射的散射光復雜地偏轉，干涉條紋圖案不斷地變化，因而能夠得到降低閃爍的效果。此外，代替雙凸透鏡板57還可以使用蠅眼(fly eye)透鏡。
(實施方式5)以下，參照圖12～14B說明本發明的實施方式5。
圖12是本實施方式中的屏幕主體的概略構成圖，圖13是圖12的B-B剖面圖，圖14A、14B是屏幕主體的剖面圖。本實施方式和上述實施方式4不同之處在于代替雙凸透鏡板適用了光散射聚光板材66。
如圖13、14A所示，光散射聚光板66在左右方向(x方向)上連著設置多個在從一面向厚度方向凹陷的同時在板材的上下方向(y方向)上延伸的剖面看半圓形的溝部67。溝部67的凹形狀與在上述實施方式中使用的雙凸透鏡58的凸形狀對應。如圖12所示，溝部67的兩端部和相鄰的不同的溝部67的一方的端部各自連通，在屏幕主體65的左右方向上相互不同地連結。詳細地說，在圖中位于左側，端部67A’成為流入口31的溝部67a的端部67A和鄰接的溝部67b的端部67B連通。此外，溝部67b的端部67B’和位于與溝部67a相反側的鄰接的溝部67c的端部67C’連通。在后續的各溝部67d、e、f…的兩端部中也同樣地交替連結，位于圖中右側的溝部67t的下端部67T’成為流出口32。
如圖14A、14B所示，通過在光散射聚光板材66上粘合光透過性板材24，形成波形連結流入口31和流出口32的流路69。流路69因為利用形成在光透過性板材24和溝部67之間的間隙62，所以一邊在屏幕主體65的上端部65a或者下端部65b上折返一邊在左右方向延伸。
如果上述構成的流路69用散射體34充滿，則能夠構成兼具和雙凸透鏡58同樣的功能的屏幕。這可以通過把散射體34的折射率改變為光散射聚光板材66的折射率來實現。屏幕主體65因為把光透過性板材24側向著觀看者一方配置，所以，例如通過把散射體34的折射率設定的比光散射聚光板材66的折射率還高，和雙凸透鏡板57一樣，能夠在特定的范圍中使光擴散，能夠有效地降低閃爍。
在從上述實施方式1到4中，為了得到任意的屏幕增益在屏幕的構成中采用了雙凸透鏡板57。所謂屏幕增益(Gs)是把在標準白板上照射光時的亮度設置為增益1(基準值)，表示亮度相對于它的比，屏幕增益為1的屏幕能夠在任何方向看到同樣的亮度。但是，因為在這種完全散射型的屏幕中難以適用外光除去結構，所以有產生圖像模糊，成為低對比度的危險。
因此，在上述實施方式中的構成是，在通過使用雙凸透鏡板57在特定的角度范圍中進行光的擴散謀求高對比度的同時，用流動的散射體34降低由此容易發生的干涉條紋。通過這種構成，屏幕的增益變得比1大，實現高增益化(高對比度化)。屏幕增益的控制可以通過改變雙凸透鏡57的厚度來進行。更具體地說，通過改變雙凸透鏡58的半徑能夠把透鏡的折射率設置為所希望的值，因而，可以任意地設定光擴散角。在此所說的光擴散角的值相當于屏幕增益值。
在上述實施方式5中，在屏幕主體65中附加雙凸透鏡功能，在該構成中的屏幕增益的控制可以通過流路69的形狀設計實現。因為流路69的剖面形狀成為半圓形，所以通過改變在流路69的剖面看時的半徑可以得到任意增益的屏幕。此外，除了改變流路69的形狀設計外，通過改變散射體34的折射率(平均折射率)的設定，也可以進行增益調整。因而，能夠更簡單并且有效地進行屏幕增益的控制。
如果采用以上那樣的屏幕主體的構成，則能夠實現提高屏幕增益確保了所希望的亮度的屏幕。此外，即使是這樣的高增益屏幕，因為其構成是一邊聚光投射光一邊急劇改變干涉條紋，所以能夠大幅度消減閃爍。因而，能夠實現消除干涉條紋降低閃爍，能夠得到不發生顯示不均勻、刺眼等的可視性良好的圖像。
(實施方式6)以下，參照
本實施方式。
本實施方式是不使用光調整元件而使用掃描部的圖像顯示裝置。而且，其他的屏幕的構成因為和上述實施方式1相同，所以在共同的構成要素上標注相同的符號，省略詳細的說明。
圖15是表示背投投影機120(圖像顯示裝置)的概略構成的剖面圖。
本實施方式的背投投影機120如圖15所示，具備射出激光光的光源102；包含準直光學系統104和光束整形光學系統105的透鏡光學系統103；在2維方向上掃描入射的激光光的掃描器82；對經過掃描的光進行放大投影的投影透鏡114；把投射的光向著屏幕20反射的反射鏡109。光源102具有射出紅色激光光的紅色激光二極管102R；射出綠色激光光的綠色激光二極管102G；射出藍色激光光的藍色激光二極管102B。
從激光二極管102R、102G、102B射出的激光光經由透鏡光學系統103入射到掃描器82。入射的激光光用激光掃描器82在2維方向上掃描，經由投影透鏡114、反射鏡109投射到屏幕20上。這樣，本實施方式的背投投影機120通過用掃描器82把從光源102射出的激光光在屏幕20上進行掃描而形成圖像。
如本實施方式所示，即使在使用了激光光源的掃描型的背投投影機120中，因為也是包含光散射粒子35的散射體34在屏幕20內流動，所以可以得到和上述的實施方式同樣的作用效果，能夠有效地降低閃爍。
以上參照
了本發明的適宜的實施方式，但本發明并不限定在這些例子中。在上述例子中所示的各構成部件的諸形狀和組合等是一例，在不脫離本發明的主旨的范圍中可以根據設計請求等進行各種各樣的改變。
在上述實施方式中，在背投投影機120中采用了具有上述構成的屏幕20，但也可以被前投影型投影機的屏幕所采用。
進而，在上述實施方式中，表示作為光調制元件使用了透過型液晶光閥的例子，但可以把反射型的液晶光閥以及微小鏡陣列器件作為光調制元件使用。此時，適宜地改變投影光學系統的構成。
此外，作為流路的形成方法除了上述的構成外，還可以通過粘合具有用蝕刻、沖壓、注塑成型或者切削加工等形成的溝的光透過性板材來形成。
此外，雖然以散射體34的流動方向一邊在屏幕的上下方向上往復一邊向著左右方向流動的方式構成流路，但也可以以一邊在屏幕的左右方向上往復一邊向著上下方向流那樣的方式構成流路。無論哪種方法，只要以散射體34沿著屏幕的面(x-y平面)流動的方式構成流路，就能夠有效地降低閃爍。
在上述中，設置了在一對光透過性板材之間散射體可以流動的流路，但也可以疊層多個光透過性板材在各個基材之間形成流路。
進而，通過對光散射粒子35的直徑、折射率、配置密度等可以被適宜地調整，作為分散媒體例如利用水，能夠實現既環保又低成本化。
(實施方式7)以下，參照圖16～圖23說明本發明的實施方式7。
圖16是表示本實施方式的背投投影機的概略構成的立體圖。圖17是同一實施方式的背投投影機的側剖面圖。圖18是同一實施方式的背投投影機的投影光學系統的構成的概略圖。圖19是同一實施方式的背投投影機的屏幕的立體圖。圖20A、20B是構成同一實施方式的屏幕的散射板的剖面圖。圖21是用于說明散射板的作用的圖。圖22是包含泵(流動單元)的屏幕整體的概略構成圖。圖23是屏幕整體的概略構成圖的變形例子。
在以下參照的附圖中，為了容易看圖面，使各構成要素的膜厚度、尺寸等的比率等有適宜的差異。
本實施方式的背投投影機是用光調制元件調制從光源射出的光，把該經過調制的光放大投影到屏幕上的背投影型投影機。背投投影機201如圖16所示，具備箱體202；屏幕203。屏幕203安裝在箱體202的前面側上，從屏幕203的后面側投射圖像光，位于屏幕203的前面側的視聽者觀賞圖像。在箱體202的前面的屏幕203的下方設置前端蒙板204，在前端蒙板204的左右側上設置輸出來自揚聲器(未圖示)的聲音的開口部205。
以下，說明箱體202內部的結構。
如圖17所示，在箱體202內部的下方配置投影引擎207。在投影引擎207和屏幕203之間的光路上，設置有反射鏡208、反射鏡209。通過該構成，從投影引擎207射出的光被這些202塊的反射鏡208、209反射，對著屏幕203上的投影區域T放大投影。
以下，用圖18說明投影引擎207的概略構成。
但是，在圖18中，為了圖面的簡化，省略構成背投投影機201的外觀的箱體202的圖示。
投影引擎207具備光源211；調制從光源211射出的光的光調制元件212；投射用光調制元件212調制過的光的投影透鏡213。在本實施方式中，作為光調制元件212使用液晶光閥212R、212G、212B。即，本實施方式的背投投影機201是所謂的液晶投影機。
投影引擎207如圖18所示，由以下部分構成光源211；分色鏡214、215；反射鏡216、217、218；入射透鏡219；中繼透鏡220；射出透鏡221；液晶光閥212R、212G、212B；交叉分色棱鏡222；投影透鏡213。此外，還可以具備用于對從光源211射出的光的照度分布進行均勻化的積分光學系統；使從光源211射出的光的偏振狀態與在液晶光閥212R、212G、212B中使用的偏振光一致的偏振光變換光學系統。
光源211含有高壓水銀燈、金屬鹵化物燈等的燈224；對燈224的光進行反射的反射器225。分色鏡214具有在使包含在來自光源211的白色光中的紅色光透過的同時，反射藍色光和綠色光的功能。分色鏡215具有在使藍色光透過的同時，反射綠色光的功能。由此，透過了分色鏡215的紅色光在反射鏡216上反射，入射到紅色光用液晶光閥212R。此外，在分色鏡214上反射的綠色光被分色鏡215反射，入射到綠色光用液晶光閥212G。
進而，在分色鏡214上反射的藍色光透過分色鏡215。相對藍色光，為了防止由于長的光路產生的光損失，設置具有包含入射透鏡219、中繼透鏡220以及射出透鏡221的中繼透鏡系統的導光光學系統226。經由該導光光學系統226使藍色光入射到藍色光用液晶光閥212B。
用各液晶光閥212R、212G、212B調制過的3種顏色的光入射到交叉分色棱鏡222。該交叉分色棱鏡222是粘貼4個直角棱鏡形成的，在其界面上反射紅光的電介體多層膜和反射藍光的電介體多層膜形成X字形狀。用這些電介質多層膜合成3種顏色光，形成表示彩色圖像的光。經過合成的光用作為投影光學系統的投影透鏡213投影在屏幕203上，放大顯示圖像。
以下，說明屏幕203的構成。
本實施方式的屏幕203如圖19所示，通過疊層菲涅耳透鏡板229、散射板230構成。把這些部件以菲涅耳透鏡板229側位于箱體202的內部側，散射板203側位于箱體202的外部側(視聽者側)的方式疊層在投射光的光路上。菲涅耳透鏡板229可以使用以往一般的板。該屏幕是透過型屏幕。
散射板230在水平面(x z平面)中的剖面結構中，如圖20A所示，用具有1根1根獨立的管231(管體)的管陣列232(管體列)構成。散射板230具體地說是把透明樹脂制的多個管231相互平行排列固定。全部的管231具有同一直徑和同一長度，端部的位置一致。各管231是兩端開放的中空的圓柱形的形狀，在內部空間(流路)中填充有以后說明的散射體233，成為可以流通。把散射板230配置成管231的長度方向向著屏幕230的垂直方向(視聽者看上下方向，y方向)。此外，相鄰的管231之間配置成側面相互接觸，在這些管231之間的間隙中埋入光吸收體234。埋入光吸收體234的地方是散射板230的一面，在另一面中不埋入光吸收體234。光吸收體234由光吸收性高的材料例如黑色樹脂構成。
散射板230配置成設置有光吸收體234的一側的面向著光射出側，未設置有光吸收體234的側的面向著光入射側。此外，在散射板230的光射出側的面上，光吸收體234并不是埋入到通過在剖面形狀中的多個圓的頂部的平面，圓的頂部成為不存在光吸收體234的開口部234a。這是因為如果假設把光吸收體234埋滿直到通過上述的圓的頂部的平面，則沒有了光射出側的開口部234a，光不能射出的緣故。因而，在本實施方式的情況下，開口部234a成為向著屏幕的上下方向的縱向長的帶型。
該光吸收體234用于通過降低室內照明光等的外光的反射來謀求高對比度。
上述管陣列232的上端和下端如圖22所示，用上蓋236和下蓋237封閉。上蓋236和下蓋237在內部具有散射體的流通空間，從外部密閉上述管陣列232的上下的開放端。此外，上蓋236以從圖22中的左側開始第2根和第3根管231之間，從左側起第4根和第5根管231之間……的方式，每隔一根管具有隔板238。另一方面，下蓋237以從圖22中的左側開始第1根和第2根管231之間，從左側起第3根和第4根管231之間……的方式，每隔一根管并且在和上蓋236相互不同的位置上具有隔板239。而且，在管陣列232和上蓋236、下蓋237之間為了防止散射體233的漏出還可以裝入填料(未圖示)。
在下蓋237的兩端部上分別設置有散射體233的流入口237a、排出口237b，導管240、241分別與流入口237a、排出口237b連接成為散射體233的流路，與此同時在流路的途中設置泵242(流動單元)。泵242是用于使散射體233流動的設備，由泵242產生的流動可以單向循環，也可以是往復循環。因而，泵242可以是回旋泵，也可以是具有活塞和氣缸的進行加減壓動作的往復泵。特別是回旋泵在靜音性方面優異。
通過以上的構成，從圖22的左端的流入口237a流入到散射板230的內部的散射體233在以流動到上方，在左端的管231的上端折返后向著下方流動，從左側第2根管的下端折返，向著上方流動這一方式，整體上重復從左向右的曲折的一筆寫出式的流動后，從右側的排出口237b排出。這樣，因為能夠使散射體遍及屏幕內的各個角落，所以能夠在屏幕上的整個面上得到閃爍的降低效果。進而，因為成為封閉的流路，所以可以用泵242實現散射體233(光擴散粒子)連續的流動。
散射體233例如是在水等的分散媒體中使球形的光散射粒子(光散射材料)均勻分散形成的膠狀流體，伴隨分散媒體的移動光散射粒子可以移動。作為光散射粒子，適宜使用氧化硅、氧化鋁、碳酸鈣、玻璃珠、丙烯樹脂類等的共聚物，或者硅酮樹脂類等的非晶質的有機類材料。或者，也可以是對油脂進行乳化分散在水中(乳狀液)的材料等，可以考慮分散相以及分散媒體分別是氣體、液態、固體時的各種情況。此外，這些微粒子的粒子直徑、分散密度、質量以及分散媒體的粘性等只要與所希望的特性一致地適宜設定即可。
在制造上述的散射板230時，例如能夠使用以下的方法。首先最初在把透明樹脂制的多個管231用任意的方法排列成相互平行后，粘接或者熔接管231來制作大尺寸的板形的管陣列232。其后，作為1個屏幕切成適宜大小，形成具有規定尺寸的管陣列232。其后，在管陣列232的兩開放端上分別固定另外制作的上蓋236、下蓋237。接著，在制成的管陣列232的一面上涂敷未固化狀態的黑色樹脂，用抹刀狀的用具進行涂抹。通過控制在涂抹時施加的按壓力，黑色樹脂進入到相鄰的管231的間隙的里側，而管231的頂部的規定的區域不被黑色樹脂覆蓋。這樣，能夠形成光吸收體234。或者，可以在暫且把黑色樹脂涂抹到管陣列232的整個面上后，用研磨等的方法除去黑色樹脂的一部分，只讓管231的頂部的規定的區域露出。
上述構成的屏幕203如上所示，組裝成散射板230的管231的長度方向向著垂直方向(y方向)。而后，如圖20B所示，在散射板230的管231的內部填充散射體233，進而使其流動。此時，散射體233中的光散射粒子各自成為散射中心成為2次波源。因而，如圖21所示，如果從投影引擎207向該屏幕203投射光，則靠伴隨散射體233的流動移動的光散射粒子的作用，在屏幕203的規定的位置上的投射光的散射狀態隨著時間不斷地變化。于是，投射光產生的干涉條紋運動或干涉條紋的圖案復雜地變化，其結果，由于視聽者的眼睛的殘像效應(殘像特性)對干涉條紋被進行積分平均化，閃爍被有效地降低。
進而，因為散射板230內部的散射體233的折射率和空氣的折射率不同，所以由于散射板230的剖面是圓形，相對于具有曲率的方向(屏幕的左右方向，x方向)產生凸透鏡作用。如圖20B所示，在散射板230的光射出側的管231的頂部上形成沒有光吸收體的開口部234a，而通過上述凸透鏡作用投射光L聚光并能夠通過開口部234a。此外，通過凸透鏡作用，投射光L在適度的擴散角的范圍內集中或者分散地擴散。該擴散角決定屏幕增益。此外，該擴散角能夠用管231的剖面形狀(直徑、圓的扁平度等)調整。即，通過控制散射板230的管231的剖面形狀，能夠得到所希望的屏幕增益。通過以上說明，在本實施方式的屏幕203中，散射板230具有和雙凸透鏡相同的作用，不需要雙凸透鏡。這樣，本實施方式的散射板230因為和屏幕控制一起還具備外光除去功能，所以是實用性高的散射板。
可是，人的眼睛的殘像特性因人而異，而認為在通常室內亮度中的殘像時間大致是20ms。因此，通過用泵242促進散射體233的流動，使得光散射粒子的位置變化速度大于等于人的眼睛的殘像時間，可以使光散射粒子比其布朗分子運動更高速并且連續地移動。隨之，投射光因流動的散射體233中的光散射粒子的作用而散射、衍射，由此生成的干涉條紋的圖案不斷地變化。于是，在視覺的反應時間內對干涉條紋進行平均化，其結果，視聽者看到衍射光的亮度均勻，宛如未發生光的干涉似的。
這樣，視聽者看不到干涉條紋，從而圖像的刺眼感被抑制。這意味著閃爍降低了，能夠得到高亮度、高清晰度、高品質的圖像。進而，因為散射體233靠泵242作用始終循環，所以能夠可靠并且長期地維持閃爍除去效應。因而，屏幕整體具有均勻的亮度，能夠得到沒有明暗不均勻的高品質的圖像。因此，視聽者的壓力減輕，即使長時間觀賞也不會疲勞。而且，即使假設干涉條紋是一定的圖案沒有變化，只要成為最大間距的干涉條紋超過視覺的反應時間移動的速度，就能夠得到充分降低閃爍的效果。此外，因為散射板230沒有聚焦方向(z方向)的移動，所以也不產生圖像模糊。
在本實施方式中，在制作內部具有流路的散射板230時，因為通過排列由具有光透過性的材料形成的管231能夠容易形成細的流路結構，所以制造變得簡單，能夠降低制造成本。特別是在本實施方式中使用的樹脂制管因為供應商多容易得到，所以還具有便宜的優點。此外，即使用小輸出的泵242使散射體233流動也能夠比較高速地使光散射粒子移動。在本實施方式的情況下，特別是因為其構成是在散射板230內散射體233以一筆寫出式連續地流動，所以上述的效果顯著。因此，也不需要移動屏幕203自身，能夠以低能量、低噪音有效地降低閃爍。因而，可以實現成本性、節能性、靜音性優異的背投投影機。
而且，在本實施方式中，表示具備排列了多個管231的管陣列232，構成散射體233以一筆寫出方式流動的散射板230的例子，但代替該構成也可以使用同樣的管陣列構成流動形態不同的散射板。圖23表示的散射板245也和圖22的散射板230一樣，具備排列有多個管231的管陣列232，用上蓋246和下蓋247封閉其上下的開口端。可是，本例子的上蓋246、下蓋247和圖22的上蓋236、下蓋237不同，不具有隔板238、239，只是在內部具有一體的空間。而后，在圖23中的上蓋246的左側面上設置有散射體233的流入口246a，在下蓋247的右側設置有散射體233的排出口247b，在這些流入口246a、排出口247b上分別連接導管240、241，在流路的途中設置泵242(流動單元)。
在圖23的構成中，從散射板245的左上的流入口246a流入的散射體233從左向右流過上蓋246的內部，同時從各管231的上端流入到管231內，在向著管231的下端流動后，從下端流出到下蓋247的內部，在下蓋247的內部從左向右流動從散射板245的右下的排出口247b排出。即，相對于圖22的散射板230是多根管231串聯連接的形態而言，本構成的散射板245是多根管231并聯連接的形態。即使在本構成的散射板245中也能夠起到和圖22的散射板230同樣的效果，具備該散射板245的屏幕203能夠有效地抑制閃爍。
此外，除了使用了上述那樣的管陣列232的散射板外，也可以用1根管構成散射板。這種散射板例如能夠通過折彎或者彎曲具有柔軟性的1條長的透明樹脂的管配置成平面形并固定相鄰的部分來構成。作為具體的制造方法一例，例如通過一邊從線軸中抽出繞在線軸上的狀態的柔軟的樹脂管，一邊移動到往復運動的夾板形的模型的空隙中，把樹脂管設置成彎曲為連續的S字形的狀態。其后，在粘接或者熔接相鄰的樹脂管設置成板形后，只要把管的端部處理成可以連結導管的狀態即可。
即使在上述構成的散射板中，也能夠使散射體以一筆寫成式流動，能夠起到和圖22的散射板同樣的效果，能夠有效地抑制閃爍。此外，在制造時，雖然折彎長尺寸的管，彎曲并保持的作業需要花些時間，但不需要圖22、圖23的散射板那樣的上蓋、下蓋，可以用少的零件數制造。
(實施方式8)以下，用圖24A～圖25說明本發明的實施方式8。
本實施方式的背投投影機的基本構成和實施方式7相同，只是屏幕的散射板的構成和實施方式7不同。因而，以下用圖24A-25只說明屏幕的構成。
圖24A、24B是表示本實施方式的散射板的立體圖，圖24A是從入射側看的圖，圖24B是從光射出側(視聽者側)看的圖。
本實施方式的散射板和實施方式7一樣，具有排列多根各自獨立的管的管陣列。但是，相對于實施方式7的散射板230只使用1組管陣列232來說，如圖24A所示，本實施方式的散射板250在把2組管陣列232a、232b疊層在光的透過方向(屏幕朝里的方向，z方向)上這一點不同。
此外，光入射側的管陣列232a以各管231的長度方向與屏幕203的左右方向一致的方式配置，光射出側的管陣列232b以各管231的長度方向與屏幕203的上下方向一致的方式配置。即，這些2組的管陣列232a、232b以各組的管231的延長度方向相互正交的方式配置。圖24A中的箭頭表示散射體流動的方向。通過該構成，本實施方式的散射板250起到以后說明的2重透鏡作用。而且，為了在圖24A～圖25中容易看附圖，隔開間隔表示在各組的管陣列232a、232b中相鄰的管231，但不需要必須隔開間隔，和實施方式7一樣，也可以設置成鄰接的管231緊貼在一起的構成。
此外，在相鄰的管231之間配置起到外光除去功能的光吸收體234。相對于在實施方式7中光吸收體234沿著管231的形狀細長地填充，設置有細長的帶狀的開口部234a來說，在本實施方式中，如圖24B所示，在平面看管231和管231交叉的格子點上設置圓形的針孔形的開口部234b。因而，本實施方式的散射板250把光吸收體234的多個開口部234b配置成格子型。
在制造上述構成的散射板250時，例如能夠通過單純地重疊2層在實施方式7中使用的管陣列來制造。或者，也能夠把具有2倍大小的管陣列對半折彎制造。后者的制造方法特別在散射板的流動的形態是一筆形成式的情況下有效。其后，在光吸收體234的形成中，在管陣列的一面上涂敷未固化狀態的黑色樹脂，并進行涂抹。只要在涂抹時通過控制施加的按壓力，使黑色樹脂進入到在鄰接的管的間隙的里側，管的格子點的圓形的區域不被黑色樹脂覆蓋即可。或者，也可以在暫且在管陣列的整個面上涂抹了黑色樹脂后，用研磨等的方法除去黑色樹脂的一部分，形成開口部。或者，也可以采用這樣的方法使用具有感光性(或者伴隨光吸收產生的化學變化)的黑色樹脂，使用被管的透鏡功能聚光的光的能量，僅除去格子點上的黑色樹脂。
即使在本實施方式的屏幕203中，也如圖25所示，如果從投影引擎207向該屏幕203投射光，則通過伴隨散射體233的流動而移動的光散射粒子的作用，在屏幕203的規定的位置上的投射光L的散射狀態隨著時間不斷地變化。由此，投射光L產生的干涉條紋移動，干涉條紋的圖案復雜地變化，其結果，由視聽者的眼睛的殘像效應(殘像特性)的作用，干涉條紋得到積分平均化，閃爍被有效地降低。特別是在本實施方式的情況下，因為管陣列232a、232b是2層，所以散射狀態的變化更大，能夠更可靠地除去閃爍。
此外，因為散射板250的折射率和空氣的折射率不同，所以由于構成散射板250的管231的圓形的剖面的效應，相對于具有曲率的方向起到凸透鏡作用。在此，在本實施方式中，因為在相互正交的方向(屏幕203的左右方向以及上下方向)具有曲率的2根管231成為在格子點上疊層的狀態，所以起到在屏幕203的左右方向、上下方向的雙方上聚光的所謂的雙重透鏡的作用。因而，如果有適當的折射，則投射光L被聚光，能夠通過在格子點上位置一致的光吸收體234的針孔形的開口部234b。
此外，由于凸透鏡作用，投射光L在適度的擴展角的范圍中集中或分散并且擴散。該擴展角決定屏幕增益。此外，該擴展角可以用管231的剖面形狀(直徑、圓的扁平度等)來調整。即，通過2組管陣列232a、232b之間的按壓力、成型時的加工等來控制各管231的剖面形狀，能夠綜合得到規定的屏幕增益。由此，在本實施方式的屏幕203中，進行屏幕增益控制的同時還具備外光除去功能，實用性高。
(實施方式9)以下，用圖26A～圖27說明的實施方式9。
本實施方式的背投投影機的基本構成和實施方式7一樣，只是屏幕的散射板的構成和實施方式7、8不同。因而，以下使用圖26A～圖27只說明屏幕的構成。
本實施方式的散射板和實施方式7、8一樣，具有排列多根各自獨立的管的管陣列。但是，相對于實施方式8的把散射板疊成2層管陣列來說，如圖26A、26B所示，本實施方式的散射板260在交叉的方向上延伸的管231、231之間具有織網結構。即，如用縱線和橫線編織織物那樣一邊交替錯開在正交方向上延伸的管231之間一邊構成平面。此外，在本實施方式的情況下也和實施方式8一樣，其可以構成為具備具有針孔形的開口部234b的光吸收體234。由此，能夠謀求屏幕的高對比度化。
即使在本實施方式中，也能夠得到可靠地除去閃爍的效果、由凸透鏡作用產生的屏幕增益控制的效果等和實施方式8相同的效果。此外，在本實施方式的情況下，例如準備具有撓性的柔軟的管，可以通過使用織物用織機編織管制成散射板260。因而，例如能夠有效利用現有的織機等的閑置設備，能夠消減制造成本。這種情況下，能夠用織機的張力控制在格子點上的管的扁平度，得到所希望的屏幕增益。
(實施方式10)以下，參照圖28說明實施方式10。
本實施方式是不使用液晶光閥等的光調制元件，而使用掃描部的圖像顯示裝置。而且，屏幕的構成因為和上述實施方式7一樣，所以在共同的構成要素上附加相同的符號并省略詳細說明。
圖28是表示背投投影機320(圖像顯示裝置)的概略構成的剖面圖。
本實施方式的背投投影機320如圖28所示，具備射出激光光的光源302；包含準直光學系統304和光束整形光學系統305的透鏡光學系統303；在2維方向上掃描入射的激光光的掃描器282(掃描單元)；放大投影經過掃描的光的投影透鏡314；把投射的光向著屏幕203反射的反射鏡309；驅動部307。光源302具有射出紅色的激光光的紅色激光二極管302R；射出綠色的激光光的綠色激光二極管302G；射出藍色激光光的藍色激光二極管302B。
從激光二極管302R、302G、302B射出的激光光經由激光光學系統303入射到掃描器282。入射的激光光用掃描器282在2維方向上掃描，經由投影透鏡314、反射鏡309入射到屏幕203上。這樣，本實施方式的背投投影機320通過用掃描器282在屏幕203上掃描從光源302射出的激光光來形成圖像。
如本實施方式所示，即使在使用了激光光源的掃描型的背投投影機320中，因為也使用上述實施方式的屏幕203，所以能夠得到和上述實施方式一樣的作用效果，能夠有效地降低閃爍。
而且，本發明的技術范圍并不限于上述實施方式，在不脫離本發明的主旨的范圍中可以增加各種變更。例如，在上述實施方式中作為構成散射板的管使用了剖面形狀是圓環形的管，但也能夠使用雖然不能得到透鏡作用的矩形環狀、多角環形的管。這種情況下，以屏幕增益和視野角的控制為目的也可以把雙凸透鏡陣列附加在散射板的前面(視聽者側)。此外，在上述的實施方式中，設置成鄰接的管之間平行配置，沒有間隙地配置全部的管，散射體無遺漏地在散射板的整個面上流動的構成，但是不是必須平行地配置多個管，極端地講，也可以配置成管的長度方向朝向隨機的方向。
此外，對于在上述實施方式中示例的流路、泵等的使散射體流動的單元等的具體構成，并不限于上述實施方式，可以適宜地變更。此外，即使對于背投投影機整體，除了作為光調整元件使用了液晶光閥外，也可以在使用了DMD(Digital Micromirror Device數字微鏡器件)元件等的反射型光調制元件中采用本發明。
權利要求
1.一種屏幕，其通過接受投射光顯示圖像，具有具有光透過性并且相互隔開間隔配置的多個板材；配置在形成于上述多個板材間的光散射空間內，在氣體或者液體的分散媒體中分散光散射材料而成的散射體；用于該散射體在上述光散射空間內流動的流路；使上述散射體在上述光散射空間內流動的流動單元。
2.如權利要求1所述的屏幕，其中，上述散射體沿著上述板材的面流動。
3.如權利要求2所述的屏幕，其中，上述板材具有第1端部和與該第1端部相對的第2端部，上述散射體一邊在上述第1端部以及上述第2端部的位置折返一邊沿著上述板材的面往復流動。
4.如權利要求3所述的屏幕，其中，通過沿著上述散射體的流動方向交替設置與上述第1端部接觸地延伸而不與上述第2端部接觸的第1隔壁和與上述第2端部接觸地延伸而不與上述第1端部接觸的第2隔壁，而在上述光散射空間內形成上述流路。
5.如權利要求4所述的屏幕，其中，上述流路具有向上述散射體附加向與其前進方向交叉的方向流動的第3隔壁。
6.如權利要求1至5中的任意1項所述的屏幕，其中，上述散射體沿著上述流路在上述光散射空間和設置在該光散射空間的外部的上述流動單元之間循環。
7.如權利要求1所述的屏幕，其中，在上述多個板材中最靠近觀看側配置的板材是雙凸透鏡板。
8.如權利要求1所述的屏幕，其中，配置在上述多個板材中最靠近觀看側的板材具有多個相互平行的剖面看半圓形狀的溝部，并且由具有和上述散射體不同的折射率的材料構成。
9.如權利要求1至8中的任意1項所述的屏幕，其中，上述流動單元是泵。
10.一種背投投影機，具備射出光的光源；調制從上述光源射出的光的光調制元件；權利要求1至權利要求9中的任意1項所述的屏幕；把用上述光調制元件調制的光投射到上述屏幕上的投射單元。
11.一種圖像顯示裝置，具備射出光的光源；權利要求1至權利要求9中的任意1項所述的屏幕；在上述屏幕上掃描從上述光源射出的光的掃描部。
12.一種屏幕，其用于投射圖像光，具備在氣體或者液體的分散媒體中分散光散射材料而成的散射體；在內部中具有使上述散射體流動的流路的散射板；使上述散射體在上述流路內流動的流動單元；其中，上述散射板由具有具有光透過性的材料構成，并且排列上述散射體在內部能夠流通的管體而構成。
13.如權利要求12所述的屏幕，其中，上述散射板，在和上述圖像光的光軸垂直的面內相互平行地排列多根上述管體。
14.如權利要求12所述的屏幕，其中，上述散射板，折彎1根上述管體，在和上述圖像光的光軸垂直的面上相互平行地排列被折彎的各部。
15.如權利要求13或者14所述的屏幕，其中，上述散射板，把在和上述圖像光的垂直的面內由相互平行排列的上述管體組成的管體列在沿著上述圖像光的光軸的方向疊層多層。
16.如權利要求12所述的屏幕，其中，上述散射板，在交叉的方向上延伸的上述管體之間具有織網結構。
17.如權利要求12至16中的任意1項所述的屏幕，其中，上述管體的剖面形狀是圓環形。
18.如權利要求12至17中的任意1項所述的屏幕，其中，在相互鄰接的上述管體和上述管體之間設置有光吸收體。
19.如權利要求12至18中的任意1項所述的屏幕，其中，上述散射體在上述散射板和配置在上述散射板的外部上的上述流動單元之間循環。
20.如權利要求12至19中的任意1項所述的屏幕，其中，上述流動單元是泵。
21.一種背投投影機，具備射出光的光源；對從上述光源射出的光進行調制的光調制單元；投射用上述光調制元件調制的光的權利要求12至20中的任意1項所述的屏幕；把用上述光調制元件調制的光投射到上述屏幕上的投射單元。
22.一種投影系統，具備權利要求12至20中的任意1項所述的屏幕；對上述屏幕投射圖像光的投射引擎。
23.一種圖像顯示裝置，具備射出光的光源；權利要求12至20中的任意1項所述的屏幕；在上述屏幕上掃描從上述光源射出的光的掃描單元。
全文摘要
一種屏幕，通過接受投射光顯示圖像，其特征在于具有具有光透過性并且相互隔開間隔配置的多個板材；配置在形成于上述多個板材之間的光散射空間內，在氣體或者液體的分散媒體中分散光散射材料形成的散射體；用于該散射體在上述光散射空間內流動的流路；使上述散射體在上述光散射空間內流動的流動單元。
文檔編號H04N5/74GK101078869SQ20071010483
公開日2007年11月28日 申請日期2007年5月22日 優先權日2006年5月24日
發明者關秀也, 木下悟志 申請人:精工愛普生株式會社