专利名称：屏幕、背投投影机、投影系统以及图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及屏幕、背投投影机、投影系统以及图像显示装置。
背景技术：
近年来，投影机正在迅速普及开来。除了主要在商业演示用途中使用的前投影型投影机外，最近背投投影机作为大型电视(PTV投影电视)越来越被人们所认识。投影方式与液晶电视、PDP等的直视型显示器相比其最大优点是能够以低廉的价格提供相同画面尺寸的商品。但是，在直视型中也出现低价格化的趋势，在投影机显示装置中也要求更高画质性能。
投影机是通过把从弧光灯等的光源射出的光照射在液晶光阀的光调制元件上，把用光调制元件调制过的投射光投射在屏幕上而把图像显示在屏幕上。此时，在屏幕上不仅显示图像，而且屏幕整体看起来刺眼。这是与光线的干涉伴随的亮度不均匀产生的，称之为斑点噪音即所谓闪烁。
在此，说明闪烁的发生原理。
如图29A、29B所示，从光源70照射的光透过液晶光阀投射到屏幕74。投射到屏幕74上的投射光通过由包含于屏幕74的各散射材料72衍射，并且它们像二次波源那样进行动作从而被扩散。如图29B所示，二次波源产生的2个球面波根据相互的相位关系引起光的强或弱，由此在屏幕74和观看者之间出现明暗的条纹形(干涉条纹)。如果观看者的焦点对准发生该干涉条纹的像面S，则观看者认为该干涉条纹是使屏幕刺眼的闪烁。
闪烁对于不同的要看成像在屏幕面上的图像的观察者来说，给予在屏幕面和观察者之间仿佛撑开有面纱(veil)、带网眼的(lace)布、蜘蛛网那样的不舒服感。此外，观看者看到屏幕上的图像和闪烁的2重像，因为要分别调整视点所以引起大的疲劳。因而，该闪烁给于观看者很大的压力，达到没法看的地步。
最近，代替以往的高压水银灯的新的光源的开发取得进展，特别是激光光源在能量效率、颜色重现性、长寿命、瞬时点亮等方面作为下一代投影机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为相邻的区域的光线的相位一致，所以干涉性非常高。由于激光光源的相干长度达到数十米，所以如果分割同一光源进行再合成，则经过比相干长度短的光程差合成的光引起强烈的干涉，出现比高压水银灯还清楚的闪烁(干涉条纹)。
因而，特别是在使用了激光光源的投影机的产品化中，闪烁的降低成为必须的技术。
作为这种闪烁的降低对策已知有以下的技术。
特开平11-038512号公报就是把屏幕的扩散性最佳化的技术，记载了有扩散层、透明层(双凸透镜)、扩散层的3层结构的屏幕。这样，由于散射层复杂化，因而干涉斑点的随机性变大。因此，如果斑点中细小的成分(空间频率小的干涉条纹)增多，则在发生一些视线移动时，由于人眼睛的残像特性而能够产生对光积分平均化这种效果。特别是在观看运动图像时，因为频繁地移动视线，所以能够期待闪烁的降低。
特开2001-100316号公报是在光散射层上施加光、电场、磁场、热、应力等，使包含在该光扩散层中的光散射体的形状、相对位置关系、折射率等随时间变化的屏幕。这样，通过使由光扩散层产生的散射波的散射分布和相位随时间变化，能够期待防止发生闪烁。
但是，在特开平11-038512号公报中，因为最终散射面的散射状态固定，所以从散射面上的各点发出的光线间的干涉所形成的在屏幕和观看者之间的空间的相位分布也固定，干涉斑点也作为固定的像被看到。因而，干涉斑点不会完全被消除，特别是在具备干涉性高的激光光源的投影机中几乎不能取得效果。此外，在采用这种高散射化的构成中，因为有一并发生图像模糊的可能，所以不能解决原本的课题即实现高画质化。
此外，在特开2001-100316号公报中，为了使光散射体的形状、相对位置关系、折射率等变化，需要很大的驱动能量。此外，当使用这些驱动单元的情况下，对散射层的能量传递效率也低，出现振动、声音、不需要的电磁波、排热，从而有可能妨碍舒适地进行观看。进而，在散射层在聚焦方向上移动那样的构成中，图像的大小变化。由此，在水平方向上的图像的轮廓线的位置也改变，成为产生图像模糊的原因。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种通过可靠地防止由投射光引起的闪烁，并且避免显示不均匀、刺眼等的发生，能够实现高画质化的屏幕、背投投影机、投影系统以及图像显示装置。
本发明的屏幕为了解决上述问题，是通过接受投射光显示图像的屏幕，具有具有光透过性并且相互隔开配置的多个板材；配置在形成于上述多个板材间的光散射空间内，在气体或者液体的分散媒体中分散光散射材料形成的散射体；该散射体在上述光散射空间内流动的流路；在上述光散射空间内使上述散射体流动的流动单元。
如果采用这种构成，因为在气体或者液体的分散媒体中具有光散射材料的散射体沿着流路在形成于多个板材间的光散射空间内流动，所以能够使光散射材料的位置随时移动。于是，由于移动的光散射材料的作用，投射光的散射状态随时间不断变化，被看到的投射光的干涉条纹移动，干涉条纹的图案复杂地变化。其结果，投射光因人眼睛的残像特性而积分平均化，干涉条纹(闪烁)不被看到。人的眼睛因为处于因残像的作用而把图像保持一定时间的状态，所以具有看到图像均匀显示的特性。由此，在屏幕和观看者之间产生的干涉条纹消除，没有了显示不均匀、刺眼感等，能够看到良好的投射光产生的图像。因而，也不会有由闪烁产生的不快感，还能够减轻观看者的疲劳。
虽然如果像以往那样光散射材料固定，则由于基于光散射材料之间的配置间隔使它们重合而产生干涉，但通过使光散射材料移动，衍射光栅的角度，即光散射材料的相对位置关系变化，能够使干涉条纹的间距和位置变化。此外，也不会一并发生伴随光散射化的图像模糊。
此外，因为能够以低能量、低噪音移动光散射材料，所以也不需要移动屏幕自身，就能够谋求成本降低和产品性能的提高。
由此能够得到高亮度、高清晰度、高品质的图像。
此外，理想的还有上述散射体在上述板材的面方向上流动。
如果采用这种构成，因为能够使散射体遍及散射空间内的各处，所以能够毫无遗漏地表现投射光所表现的图像。进而，在以往有由于散射体在聚焦方向上移动，图像的大小变化的现象，但在本发明中，因为是使散射体在光透过性板材的面方向上流动，所以能够防止图像的大小变化。因而，因为不会一并发生图像模糊能够降低闪烁，所以能够可靠地得到明亮且没有不均匀的高清晰度的图像。
此外，理想的还有上述散射体一边在上述板材的相对的端部位置折返一边在面方向上往复流动。
如果采用这样的构成，则散射体能够在屏幕整个面上没有不均匀地一样并且均匀地流动，所以能够可靠地降低闪烁。
此外，理想的还有在上述板材的相对的端部上，通过沿着上述散射体的流动方向交替设置与第1端部接触地延伸而不与第2端部接触的隔壁和与第2端部接触地延伸而不与第1端部接触的隔壁，在上述光散射空间内形成上述流路。
通过采用这样的构成，因为散射体一边顺序通过相邻的隔壁之间一边向一个方向流动，所以可以在屏幕整个面上没有间隙地一样并且均匀地流动。因而，能够可靠地降低闪烁。
此外，理想的还有上述流路具有在上述散射体上附加在与其前进方向交叉的方向上的流动的隔壁。
如果采用该构成，因为能够把流路设置得更精细，所以即使散射体的流速慢，也能够提高光散射体的位置变化。由此，能够以低能量降低干涉条纹。
此外，理想的还有散射体沿着上述流路在上述光散射空间和设置在该光散射空间的外部上的上述流动单元之间循环。
如果采用这种构成，因为成为封闭的流路，所以能够使散射体续地循环。这样通过确保散射体(光散射材料)的连续的移动，干涉抑制的效果连续并且长期地持续。
此外，理想的还有多个板材中配置在最靠观看侧上的板材是双凸透镜板。
通过采用这样的构成，因为能够使用现有的双凸透镜板，所以能够以简单并且低的成本制造。通过代替板材使用双凸透镜，不需要另外单独叠层一个双凸透镜板。因此，除了通过消减零件数量来提高作业效率以及能够消减成本外，还能够期待屏幕的薄型化。
此外，例如通过设置在双凸透镜板中的双凸透镜的长度方向相对水平方向垂直那样的屏幕，能够实现对水平方向的扩散作用高且宽的视野。
此外，理想的还有在多个板材中配置在最靠观看侧上的板材在具有多个相互形成平行的剖面半圆形状的沟部的同时，由具有和散射体不同的折射率的材料构成。
如果采用这样的构成，例如通过把散射体的折射率设定得比板材的折射率还高，能够得到和双凸透镜一样的作用。
此外，理想的还有流动单元是泵。
通过采用这样的构成，除了能够以一定流量连续地送出散射体外，还能够以规定间隔送出散射体等，能够根据散射体的诸条件、干涉条纹的图案变化的情况适宜地改变散射体的流动状态。
如果采用本发明的背投投影机，因为配备上述那样的屏幕，所以能够提供一种在可靠地降低闪烁的同时，能够得到抑制了图像模糊和叠影等的发生以及刺眼感的发生的高画质的投影图像的背投投影机。
此外本发明的图像显示装置可以配备射出光的光源；上述屏幕；在上述屏幕上进行从上述光源射出的光的扫描的扫描部。
如果采用本发明，因为具备上述屏幕，所以能够提供降低了闪烁的图像显示装置。
为了实现上述目的，本发明的屏幕是投射图像光的屏幕，具备把光散射材料分散到气体或者液体的分散媒体中形成的散射体；在内部具有使上述散射体流动的流路的散射板；使上述散射体在上述流路内流动的流动单元，上述散射板由具有光透过性的材料组成，用排列使上述散射体能够在内部流通的管体的板构成。
如果采用本发明的构成，因为靠流动单元的作用散射体在散射板的流路内流动，所以伴随散射体的流动，在散射板内的光散射材料的位置时刻变化。此时，照射在散射板上的规定的区域上的投射光的散射状态随时间而不断变化。随着该变化，看到的干涉条纹移动，干涉条纹的图案复杂地变化。其结果，在人的眼睛的残像时间内干涉条纹的图案被积分平均化，干涉条纹(闪烁)难以看出。由此，能够除去在屏幕和观看者之间产生的干涉条纹，没有刺眼感，能够良好地看到由投射光产生的图像，还减轻观看者的疲劳。此外，因为不使散射板在聚焦方向上移动就能够除去干涉条纹，所以也不会产生图像模糊。
在本发明中，因为使用包含光散射材料的气体状或者液体状的散射体(胶体状流体)的流动，所以能够抑制发生令人不快的噪音，构筑静音的投影系统。此外，因为用于使散射体流动的流动单元的功率不需要那么大，不需要投入很多能量，所以还具有优异的节能性。此外，在本发明的构成的情况下，例如因为与使散射板自身移动的构成相比耗能部位少，所以成为耐久性优异，可靠性高的投影机。进而，在本发明中，在制作在内部具有流路的散射板时，因为通过适宜地排列由具有光透过性的材料而成的管体能够容易地形成流路，所以制造变得简单，能够降低制造成本。
上述散射板的构成可以是，在和上述图像光的光轴垂直的面内相互平行地排列多根上述管体。
如果采用该构成，因为例如通过准备同一尺寸的多个管体，排列任意的根数，就能够制作在纵横上具有规定尺寸的散射板，所以生产性高。此外，当把管体配置成平行的情况下，因为能够在平面内没有间隙地配置多个多个管体，所以散射体能够遍及散射板的各个角落，能够在屏幕整个面上除去闪烁。
或者，上述散射板的构成可以是，折弯1根上述管体，把在和上述图像光的光轴垂直的面内折弯的各部分相互平行地排列。
如果采用该构成，因为准备1根管体，通过只改变弯曲该管体的位置和排列的列数就能够制成在纵横上具有规定尺寸的散射板，所以设计的自由度高。此外，当平行地配置管体的情况下，因为在平面内没有间隙地配置管体的各部，所以，能够把散射体送到散射板的各处，在整个屏幕上除去闪烁。
此外，上述散射板的构成可以是，把由在和上述图像光的光轴垂直的面内相互平行排列的上述管体组成的管体列在沿着上述图像光的光轴的方向上叠层多个层形成。即，可以代替只设置1层由相互平行排列的管体组成的管体列的构成，可以设置成在沿着图像光的光轴的方向叠层多个层的构成。
如果采用该构成，因为在各层的管体上的散射状态的变化以层数量叠加，所以作为整体的光的扩散状态的变化的程度比单层时还大。其结果，能够更可靠地除去闪烁。例如，如果假设在单层的情况和多层的情况下在给予流动单元同样大小的能量时散射体的流速相同，则多层比单层其光的扩散状态的变化变大。因而，这种情况下，通过设置成多层，相对投入能量的闪烁除去效果的效率高。
或者，上述散射板的构成也可以是在交叉的方向上延伸的上述管体之间具有织网结构。在此所谓的“织网结构”是指以用纵线和横线编织的织物的方式，一边相互错开在不同的方向上延伸的管体之间，一边构成平面的结构。
如果采用该构成，则例如准备具有挠性的柔软的管体(管)，通过使用现有的织机等编织管体能够制作散射板。此外，和叠层多个层上述管体的构成一样，还能够得到更可靠地除去闪烁的效果。
上述管体的形状可以是任意的，例如剖面形状可以是矩形环状、多角形环状，但希望是圆环形。
管体和填充在其内部的散射体的折射率因为和外部的空气的折射率不同，所以如果管体的剖面形状是圆环形，则在弯曲侧方向上产生凸透镜效应。由于该凸透镜效应，图像光集中或者分散扩散到适度的扩展角，该扩展角决定屏幕增益。即，该扩展角起到双凸透镜阵列的作用。此外，该扩展角可以通过改变剖面形状(圆的直径、扁平度等)来调整。即，通过控制管体的剖面形状，能够得到所希望的屏幕增益。
此外，也可以设置成在相互邻接的管体和管体之间设置光吸收体的构成。
如果采用该构成，则从观看者一方照射到屏幕上的室内照明等的外光的几乎全部被光吸收体吸收。由此，用图像光形成的像以高对比度投射到屏幕上。进而，当把本构成和产生上述凸透镜效应的管体的形状组合的情况下，透过了管体的光因为基于凸透镜效应聚光，所以能够通过相邻的光吸收体之间的区域。因而，成为光的利用效率高的构成。
此外，能够设置成上述散射体在上述散射板和配置在上述散射板的外部上的上述流动单元之间循环的构成。
如果采用该构成，因为构成封闭的流路，所以能够使散射体连续地循环。这样，通过确保散射体(光散射材料)连续的流动，闪烁抑制效果连续并且长期地持续。
此外，作为上述流动单元能够使用泵。
如果采用该构成，除了能够以一定流量连续地送出散射体外，能够以规定间隔送出散射体等，能够根据散射体的诸条件、干涉条纹的图案的变化情况适宜改变散射体的流动状态。
本发明的背投投影机也可以具备射出光的光源；调制从上述光源射出的光的光调制单元；投射用上述光调制元件调制过的光的上述本发明的屏幕；把用上述光调制元件调制的光投射到上述屏幕上的投射单元。
如果采用本发明的背投投影机，则因为具备上述本发明的屏幕，所以不会产生图像模糊，能够可靠地除去闪烁，视听者可以舒服地欣赏图像。
本发明的投影系统可以具备上述本发明的屏幕；对上述屏幕投射图像光的投射引擎。
如果采用本发明的投影系统，因为具备上述本发明的屏幕，所以不会产生图像模糊，能够可靠地除去闪烁，视听者可以舒服地欣赏图像。
本发明的图像显示装置可以具备射出光的光源；上述本发明的屏幕；在上述屏幕上进行从上述光源射出的光的扫描的扫描单元。
如果采用本发明的图像显示装置，因为具备上述本发明的屏幕，所以不会产生图像模糊，能够可靠地除去闪烁，视听者可以舒服地欣赏图像。
图1A、1B是本发明的实施方式的背投投影机的概略构成图。
图2是本发明的实施方式的背投投影机的投影光学系统的概略构成图。
图3是表示实施方式1中的屏幕的概略构成的剖面图。
图4是实施方式1的屏幕主体的概略构成图。
图5A、5B是实施方式1的屏幕主体的分解图。
图6是表示实施方式2的屏幕主体的概略构成的剖面图。
图7A、7B是实施方式2的屏幕主体的分解图。
图8是实施方式3的屏幕主体的概略构成图。
图9A、9B是实施方式3的屏幕主体的分解图。
图10是实施方式4的屏幕主体的概略构成图。
图11是图10的A-A剖面图。
图12是实施方式5的屏幕主体的概略构成图。
图13是图12的B-B剖面图。
图14A、14B是实施方式5的屏幕主体的分解图。
图15是实施方式6的背投投影机的概略构成图。
图16是表示本发明的实施方式7的背投投影机的构成的立体图。
图17是同一实施方式的背投投影机的侧剖面图。
图18是同一实施方式的背投投影机的投影引擎的光学系统的概略构成图。
图19是表示分解了同一实施方式的背投投影机的屏幕的状态的立体图。
图20A、20B是同一实施方式的构成屏幕的散射板的剖面图。
图21是用于说明同一实施方式的散射板的作用的图。
图22是包含泵(流动单元)的屏幕的整体的概略构成图。
图23是同一实施方式的屏幕整体的概略构成图的变形例子。
图24A、24B是表示本发明的实施方式8的散射板的立体图。
图25是用于说明同一实施方式的散射板的作用的图。
图26A、26B是表示本发明的实施方式9的散射板的立体图。
图27是用于说明同一实施方式的散射板的作用的图。
图28是表示本发明的实施方式10的图像显示装置的剖面图。
图29是用于说明闪烁的发生原理的图。
具体实施例方式
以下，参照
本发明的实施方式。而且，在以下的附图中，为了容易看图面，使各构成要素的膜厚度、尺寸等的比率等适宜地不同。而且，在各部件的说明中，以作为屏幕被产品化时设置的规定的方向为基准。此外，在以下的说明中，设定x y z正交坐标系，参照该x y z正交坐标系说明各部件的位置关系。并且，把屏幕的水平方向(视听者看的左右方向)设置为x，把屏幕的垂直方向(视听者看的上下方向)设置为y方向，把屏幕的深度方向设置为z方向。
(实施方式1)图1A是表示本实施方式的背投投影机120的概略构成的立体图，图1B是图1A所示的背投投影机120的侧剖面图。本实施方式的背投投影机120用光调制元件调制从光源射出的光，是把该经过调制的光放大投影在屏幕20上的背投射型投影机。
如图1A所示，背投投影机120具备投影图像的屏幕20；安装在屏幕20的背面上的箱体90。在屏幕20的下方的箱体90上设置有前端蒙板88，在前端蒙板88的左右侧上设置输出来自扬声器的声音的开口部38。
以下，说明背投投影机120的箱体90的内部结构。
如图1B所示，在背投投影机120的箱体90内部的下方配置有投影光学系统150。在投影光学系统150和屏幕20之间设置有反射镜92、94，从投影光学系统150射出的光用反射镜92、94反射，放大投影在屏幕20上。
以下，说明背投投影机120的投影光学系统150的概略构成。
图2是表示背投投影机120的投影光学系统150的构成的概略图。而且，在同一图中，为了简化，省略构成背投投影机120的箱体90。
投影光学系统150具备光源102；调制从光源102射出的光的光调制元件100；投射用光调制元件100调制的光的投影透镜114。在本实施方式中，作为光调制元件100使用液晶光阀100R、100G、100B。
如图2所示，投影光学系统150设置由卤素灯等的白色光源组成的光源102。从该光源102射出的光经过配置在内部的3块反射镜106用2块分色镜108分离为RGB的3原色，并分别导入到与各原色对应的液晶光阀100R(红色)、100G(绿色)以及100B(蓝色)。在此，液晶光阀100R、100G和100B用从图像信号处理电路(图示省略)提供的R、G、B的原色信号分别驱动。
此外，在B(蓝)色光和其他的R(红)色和G(绿)色比较时，因为光路长，所以为了防止其损失，经由由入射透镜122、中继透镜123以及输出透镜124组成的中继透镜系统121导入。
用液晶光阀100R、100G、100B分别调制的光从3个方向(液晶光阀100R、100G、100B)入射到分色棱镜112。分色棱镜112在把R色以及G色光折射90度的同时，使G色光直线前进，合成来自各液晶光阀100R、100G、100B的各光射出部的光。而后，经由投影透镜114把合成后的各光射出部的光投射到屏幕20上。
以下，说明背投投影机120的屏幕20的概略构成。
图3是表示在聚焦方向(z方向)上的屏幕20的概略构成的在xz平面的剖面图，图4是屏幕主体21的概略构成图，进而，图5A、5B是屏幕主体21的分解图。
如图3所示，屏幕20构成为具有屏幕主体21；具有多个菲涅耳透镜的菲涅耳透镜板22；具有多个双凸透镜58的双凸透镜板57；从观看者一方按照双凸透镜板57、屏幕主体21、菲涅耳透镜板22的顺序在投射的光路上叠层。
而且，在双凸透镜板57的观看者一方也可以把黑掩模(未图示)设置成格子形。进而，也可以在双凸透镜板57的光射出面侧上设置保护层。由此，能够防止附着灰尘和伤痕。
如图3、4所示，屏幕主体21的构成是，以规定的间隔配置具有确保规定的图像区域的大小的平面看矩形的一对光透过性板材23、24。光透过性板材23、24在相互间隔着沿着各边配置的未图示的填料的状态下，安装在框状的框架12上。用框架12，填料以夹持在光透过性板材23、24上的姿态被定位并固定。由此，在光透过性板材23、24之间形成光透过性板材23、24以及用填料封闭的空间(光散射空间)。填料也兼具有作为限制光透过性板材23、24之间的间隔的间隔物的功能。而且，光透过性板材23、24中使用由玻璃和透过性树脂等组成的板材，其厚度与所适用的产品尺寸对应。
屏幕主体21的构成是，在上述光散射空间25内具有流路26，沿着流路26散射体34沿着屏幕20的面(x-y平面)流动。以下，详细说明流路的构成。
如图5A所示，在光透过性板材23的内面上连续设置有多个相对内面垂直矗立的细长的隔壁27、28。在本实施方式中以沿着屏幕20的上下方向(y方向)的方式配置隔壁27、28的长度方向，相互以规定间隔交替设置与光透过性板材23的上端部(第1端部)接触延伸的隔壁27(第1隔壁)，和与下端部(第2端部)接触延伸的隔壁28(第2隔壁)。把这些隔壁27、28的长度设置成比光透过性板材23的上下方向(y方向)的长度还短并且相互的长度相同。因此，通过把相邻的隔壁27的设置位置和隔壁28的设置位置在上下方向上错开，在光透过性板材23的左右方向(x方向)上交替出现间隙29、30。于是，如图5B所示通过在光透过性板材23上粘合另一张光透过性板材24，构成以波浪形连结形成在光透过性板材23、24的下端部两侧上的流入口31以及流出口32(参照图4)的流路26。这样，在图4所示那样的屏幕主体21的上端部21a或者下端部21b的位置上一边折返一边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内可以流动地填充有散射体34。散射体34例如在水等的分散媒体中均匀地分散球形的光散射粒子35(光散射材料)设置成胶状，伴随分散媒体的移动，光散射粒子35可以移动。作为光散射粒子35，能够使用以往的粒子，适宜使用氧化硅、氧化铝、碳酸钙、玻璃珠、丙烯树脂类等的共聚物，或者硅酮树脂类等的非晶质的有机类材料。假设这些微粒子的粒子直径、分散密度、质量，以及分散媒体的粘性等与所希望的产品特性一致地被适宜地进行了设定。散射体34用配备在把从流路26的流出口32流出的散射体34再次导入到流入口31的路径上的泵36(流动单元)送出，在光散射空间25内沿着流路26流动。理想的是泵36是静音性良好的回转泵。
这样，屏幕主体21的构成成为散射体34在形成于相对的光透过性板材23、24之间的光散射空间25内沿着流路26向一个方向流动。散射体34一边沿着流路26在屏幕20的上下方向往复，一边如图4所示，从屏幕主体21的左侧向着右侧经过屏幕整个面没有波动地同样并且均匀地流动。由此，因为能够使散射体34遍及光散射空间25内的各个角落，所以能够毫无遗漏地在屏幕20上表现投射光表现的图像。进而，因为成为封闭的流路26，所以靠泵36散射体34(光扩散粒子)可以连续的流动。
上述构成形成的屏幕20组装成双面透镜58的长度方向相对水平方向垂直。如果将光投射到该屏幕20上，则靠伴随散射体34的流动而移动的光散射粒子35的作用，投射光的散射状态随着时间不断变化。于是，看到的投射光的干涉条纹移动或干涉条纹的图案复杂地变化，其结果，由于观看者的残像效应(残像特性)而积分平均化，能有效地降低闪烁。
人的眼睛的残像特性、其条件因人而异，但认为在通常的室内的亮度下的残像时间一般是20ms。因此，通过用泵36促使散射粒子34流动，使得光散射粒子35的位置变化速度大于等于人眼睛的残像时间，可以使散射粒子35比其布朗分子运动更快并且连续地移动。随之，投射的光基于流动的散射体34的光散射粒子35的作用而散射、衍射，由此生成的干涉条纹的图案不断地变化。于是，在视觉的反应时间内看时干涉条纹平均化，其结果，观看者看起来图像的亮度是均匀的。即，通过人眼睛的残像特性的作用，成为图像保持规定时间的状态，整个画面被看成均匀显示。
这样不会看到干涉条纹，能够抑制图像的刺眼感。这表示闪烁降低的意思，能够得到高亮度、高清晰度、高品质的图像。进而，因为靠泵36的作用，散射体34始终循环，所以能够可靠并且长期地降低闪烁。因而，屏幕20整体具有均匀的亮度，能够得到没有明暗不均匀的高品质的图像。因此，观看者的压力减轻，即使长时间欣赏也不会疲劳。
此外，即使假设干涉条纹以一定的图案而未变化，如果最大的间距的干涉条纹移动的速度超过视觉的反应时间，则能够得到充分降低闪烁的效果。
在本实施方式中，因为只用泵36使散射体34流动就能够使光散射粒子35移动，所以也不需要屏幕自身移动，能够以低能量、低噪音有效地降低闪烁。由此，可以实现消减成本以及产品的高性能化。
此外，因为屏幕主体21的侧面用框形的框体、填料等覆盖，所以不会漏液，可以长期密封确保性能稳定。
此外，能够通过设置成格子形的黑掩模谋求图像的高对比度化。当在屏幕主体21上堆积双凸透镜板57时，配置成在相当于双凸透镜58的非聚光部的位置上黑掩模一致。在此，例如如果把双凸透镜58的顶点间距设置在130～160μm的范围内，则成为黑掩模的配置间距与之对应。
而后，被散射体34散射的光用双凸透镜板57聚光后从黑掩模的间隙透过。因为黑掩模起到使影像光透过只截断干扰光的功能，所以能够提高图像的对比度。
而且，虽然把光散射粒子35的形状设置成球形，但并不限于此也可以设置成不规则形状。
以下表示的各实施方式的背投投影机的基本构成和实施方式1一样，只是实施方式1的屏幕的构成不同。因而，在以下中，只说明屏幕的构成，省略共用处的说明。此外，在图6～图15中，在和图1A～5B相同的构成要素上附加相同的符号。
而且，实施方式2、3的屏幕因为在屏幕整体上叠层和实施方式1一样的双凸透镜板57以及菲涅耳透镜板22，所以在这些实施方式中只说明屏幕主体的构成。
(实施方式2)以下，参照图6说明本发明的实施方式2。图6是本实施方式中的屏幕主体的概略构成图，图7A、7B是屏幕主体的分解图。
如图6所示，屏幕主体40构成为相对在流路41内流动的散射体34，附加与其流动方向正交的方向的流动。如图6～7B所示，分别具备多个与隔壁27正交的壁部42(第3隔壁)、与隔壁28正交的壁部43(第3隔壁)。壁部42、43从各隔壁27、28的正面和背面向左右方向(x方向)垂直地延伸，具有绝不与相对的隔壁27、28接触的长度，即，具有比相邻的隔壁27、28之间的间隔短的长度。壁部42、43在上下方向(y方向)上使其设置位置不同，例如在平面看，在设置于隔壁27上的壁部42之间存在设置在隔壁28上的壁部43。而且，由于相对的隔壁27、28的壁部42、43之间的前端在上下方向上适量重叠，因而形成比实施方式1的流路26更微细的流路41。这样因为在屏幕主体40的上下方向上交替存在壁部42、43，所以在散射体34一边在屏幕主体40的上下方向上往复一边向着左右方向流动时，被附加与其前进方向交叉的流动。
因而，即使散射体34的流速是低速，也能够使散射粒子35的位置剧烈变化。
如果采用本实施方式，因为即使是流出量少的泵36，光散射粒子35的移动也成为随机的，所以能够以低的消耗能量有效地降低闪烁。由此，在能够利用便宜的小型泵、微型泵的同时，可以实现泵的长寿命，从而谋求消减经费。
此外，在各壁部42、43的正面和背面上也可以设置反射膜。这种情况下，例如在图6所示的屏幕主体40中，如果把用相邻的隔壁27、28以及壁部42、43围成的空间称为“小区”(cell)，则通过把小区45的大小设定成小于等于像素的大小，由此在壁部42、43之间，即在各小区45内频繁地进行光的反射，能够得到可视性更好的高对比度的图像。
(实施方式3)以下，参照图8～9B说明本发明的实施方式3。图8是屏幕主体的聚焦方向(z方向)上的剖面图，图9A、9B是屏幕主体的分解图。
上述实施方式的屏幕主体40是散射体34一边在屏幕主体40的上下方向往复一边向着左右方向流动的屏幕主体，但本实施方式的屏幕主体50的构成如图8所示，是散射体34一边在相对的光透过性板材23之间在聚焦方向(z方向)往复，一边向着屏幕主体50的左右方向(x方向)流动。
如图9A所示，本实施方式的隔壁51、52都具有相同的长度，其长度方向长度和光透过性板材23、24的上下方向长度一致。在光透过性板材23上设置隔壁51的同时在光透过性板材24上设置隔壁52，各隔壁51的设置间隔和各隔壁52的设置间隔都相同。但是，隔壁51、52在屏幕主体50的左右方向上因为使相互的设置位置不同，所以如图9B所示，在组装光透过性板材23、24时，在屏幕主体50的左右方向上交替出现隔壁51以及隔壁52。
详细地说，在光透过性板材23中相邻的隔壁51之间存在相对的光通过性板材24的隔壁52。光透过性板材23、24组装成隔壁51、52的前端与分别相对的光透过性板材23、24的内面不接触，而此时使隔壁51、52的前端在配置方向(x方向)上适量重叠。该重叠的程度理想的是适宜设定成均匀的流路宽度，使得散射体34以一定速度流动。这样，形成在相对的光透过性板材23、24的内面上一边折返一边在左右方向上延伸的流路53，填充到该流路53内的散射体34沿着流路53一边在聚焦方向上往返一边向着左右方向(x方向)流动。在这样的本实施方式中，因为也能够起到和上述实施方式一样的作用，所以能够有效地降低闪烁。
在上述实施方式中，对在屏幕主体上叠层了双凸透镜的屏幕进行了说明。在以下所示的实施方式中，说明并不是在屏幕主体上叠层双凸透镜而是如使屏幕主体具有双凸透镜功能那样构成的屏幕。而且，菲涅耳透镜板22假设和上述实施方式一样地叠层。此外，也可以不使用填料而用隔壁连结光透过性板材23、24之间，形成光散射空间。
(实施方式4)以下，参照图10、11说明本发明的实施方式。
图10是本实施方式中的屏幕主体的概略构成图，图11是图10的A-A剖面图。
本实施方式和上述实施方式不同之处在于代替一方的光透过性板材适用了双凸透镜板。
如图10所示，在本实施方式的屏幕主体63中，作为双凸透镜板57，采用在透明基材56的单面上排列设置多个双凸透镜58的现有的板。这些双凸透镜58在相互并排方向上没有间隙地配置。而后，为了使相邻的双凸透镜58的两端部的高度位置在上下方向上不同，各自调整各双凸透镜58的上下方向长度，由此在双凸透镜板57的左右方向上交替出现间隙59、60。详细地说，处于第1双凸透镜58a与双凸透镜板57的上端部57a接触地延伸，第2双凸透镜58b与双凸透镜板57的下端部57b接触地延伸的状态。
如图11所示，通过从双凸透镜板57的双凸透镜58侧粘贴光透过性板材24，形成利用形成在双凸透镜板57和光透过性板材24之间的空隙55的流路61。
即，如图10、11所示，通过粘合光透过性板材24和双凸透镜板57，经由形成在双凸透镜板57的上下方向上的间隙59、60连通形成在相邻的双凸透镜58和光透过性板材24之间的各空隙55。由此，形成一边在屏幕主体63的上端部63a或者下端部63b上折返一边向左右方向延伸的流路61，填充到该流路61中的散射体34一边按照该流路在屏幕主体63的上下方向(y方向)往复，一边向着左右方向(x方向)流动。而且，因为以把光透过性板材24通过连结双凸透镜58的各顶点的方式固定相互的接点，所以固定部54被抑制在最小限度，不会对图像的显示有影响。
这样，通过代替一方的光透过性板材适用双凸透镜板57，不需要在屏幕主体63上另外叠层双凸透镜板57。其结果，因为能够把屏幕整体的厚度减薄，所以可以实现产品的小型化以及轻量化。此外，通过在双凸透镜板57中采用现有的板，在消减零件数量谋求消减成本的同时，因为不需要另外设置双凸透镜板57，所以作业步骤减少，制造效率提高。
而且，在上述中，通过调整双凸透镜58的长度方向的长度，连结形成在相邻的双凸透镜58和光透过性板材24之间的空隙55，但只要是能够在一个方向上连通这些空隙55，则也可以使用其他的方法。此外，不在双凸透镜板57上粘合光透过性板材24，只压紧紧密贴合双方也可。
进而，也可以采用在内部分散设置光散射粒子形成的双凸透镜。由此，在因在流路61中流动的散射体34和包含在双凸透镜板中的光散射粒子的作用而散射的散射光复杂地偏转，干涉条纹图案不断地变化，因而能够得到降低闪烁的效果。此外，代替双凸透镜板57还可以使用蝇眼(fly eye)透镜。
(实施方式5)以下，参照图12～14B说明本发明的实施方式5。
图12是本实施方式中的屏幕主体的概略构成图，图13是图12的B-B剖面图，图14A、14B是屏幕主体的剖面图。本实施方式和上述实施方式4不同之处在于代替双凸透镜板适用了光散射聚光板材66。
如图13、14A所示，光散射聚光板66在左右方向(x方向)上连着设置多个在从一面向厚度方向凹陷的同时在板材的上下方向(y方向)上延伸的剖面看半圆形的沟部67。沟部67的凹形状与在上述实施方式中使用的双凸透镜58的凸形状对应。如图12所示，沟部67的两端部和相邻的不同的沟部67的一方的端部各自连通，在屏幕主体65的左右方向上相互不同地连结。详细地说，在图中位于左侧，端部67A’成为流入口31的沟部67a的端部67A和邻接的沟部67b的端部67B连通。此外，沟部67b的端部67B’和位于与沟部67a相反侧的邻接的沟部67c的端部67C’连通。在后续的各沟部67d、e、f…的两端部中也同样地交替连结，位于图中右侧的沟部67t的下端部67T’成为流出口32。
如图14A、14B所示，通过在光散射聚光板材66上粘合光透过性板材24，形成波形连结流入口31和流出口32的流路69。流路69因为利用形成在光透过性板材24和沟部67之间的间隙62，所以一边在屏幕主体65的上端部65a或者下端部65b上折返一边在左右方向延伸。
如果上述构成的流路69用散射体34充满，则能够构成兼具和双凸透镜58同样的功能的屏幕。这可以通过把散射体34的折射率改变为光散射聚光板材66的折射率来实现。屏幕主体65因为把光透过性板材24侧向着观看者一方配置，所以，例如通过把散射体34的折射率设定的比光散射聚光板材66的折射率还高，和双凸透镜板57一样，能够在特定的范围中使光扩散，能够有效地降低闪烁。
在从上述实施方式1到4中，为了得到任意的屏幕增益在屏幕的构成中采用了双凸透镜板57。所谓屏幕增益(Gs)是把在标准白板上照射光时的亮度设置为增益1(基准值)，表示亮度相对于它的比，屏幕增益为1的屏幕能够在任何方向看到同样的亮度。但是，因为在这种完全散射型的屏幕中难以适用外光除去结构，所以有产生图像模糊，成为低对比度的危险。
因此，在上述实施方式中的构成是，在通过使用双凸透镜板57在特定的角度范围中进行光的扩散谋求高对比度的同时，用流动的散射体34降低由此容易发生的干涉条纹。通过这种构成，屏幕的增益变得比1大，实现高增益化(高对比度化)。屏幕增益的控制可以通过改变双凸透镜57的厚度来进行。更具体地说，通过改变双凸透镜58的半径能够把透镜的折射率设置为所希望的值，因而，可以任意地设定光扩散角。在此所说的光扩散角的值相当于屏幕增益值。
在上述实施方式5中，在屏幕主体65中附加双凸透镜功能，在该构成中的屏幕增益的控制可以通过流路69的形状设计实现。因为流路69的剖面形状成为半圆形，所以通过改变在流路69的剖面看时的半径可以得到任意增益的屏幕。此外，除了改变流路69的形状设计外，通过改变散射体34的折射率(平均折射率)的设定，也可以进行增益调整。因而，能够更简单并且有效地进行屏幕增益的控制。
如果采用以上那样的屏幕主体的构成，则能够实现提高屏幕增益确保了所希望的亮度的屏幕。此外，即使是这样的高增益屏幕，因为其构成是一边聚光投射光一边急剧改变干涉条纹，所以能够大幅度消减闪烁。因而，能够实现消除干涉条纹降低闪烁，能够得到不发生显示不均匀、刺眼等的可视性良好的图像。
(实施方式6)以下，参照
本实施方式。
本实施方式是不使用光调整元件而使用扫描部的图像显示装置。而且，其他的屏幕的构成因为和上述实施方式1相同，所以在共同的构成要素上标注相同的符号，省略详细的说明。
图15是表示背投投影机120(图像显示装置)的概略构成的剖面图。
本实施方式的背投投影机120如图15所示，具备射出激光光的光源102；包含准直光学系统104和光束整形光学系统105的透镜光学系统103；在2维方向上扫描入射的激光光的扫描器82；对经过扫描的光进行放大投影的投影透镜114；把投射的光向着屏幕20反射的反射镜109。光源102具有射出红色激光光的红色激光二极管102R；射出绿色激光光的绿色激光二极管102G；射出蓝色激光光的蓝色激光二极管102B。
从激光二极管102R、102G、102B射出的激光光经由透镜光学系统103入射到扫描器82。入射的激光光用激光扫描器82在2维方向上扫描，经由投影透镜114、反射镜109投射到屏幕20上。这样，本实施方式的背投投影机120通过用扫描器82把从光源102射出的激光光在屏幕20上进行扫描而形成图像。
如本实施方式所示，即使在使用了激光光源的扫描型的背投投影机120中，因为也是包含光散射粒子35的散射体34在屏幕20内流动，所以可以得到和上述的实施方式同样的作用效果，能够有效地降低闪烁。
以上参照
了本发明的适宜的实施方式，但本发明并不限定在这些例子中。在上述例子中所示的各构成部件的诸形状和组合等是一例，在不脱离本发明的主旨的范围中可以根据设计请求等进行各种各样的改变。
在上述实施方式中，在背投投影机120中采用了具有上述构成的屏幕20，但也可以被前投影型投影机的屏幕所采用。
进而，在上述实施方式中，表示作为光调制元件使用了透过型液晶光阀的例子，但可以把反射型的液晶光阀以及微小镜阵列器件作为光调制元件使用。此时，适宜地改变投影光学系统的构成。
此外，作为流路的形成方法除了上述的构成外，还可以通过粘合具有用蚀刻、冲压、注塑成型或者切削加工等形成的沟的光透过性板材来形成。
此外，虽然以散射体34的流动方向一边在屏幕的上下方向上往复一边向着左右方向流动的方式构成流路，但也可以以一边在屏幕的左右方向上往复一边向着上下方向流那样的方式构成流路。无论哪种方法，只要以散射体34沿着屏幕的面(x-y平面)流动的方式构成流路，就能够有效地降低闪烁。
在上述中，设置了在一对光透过性板材之间散射体可以流动的流路，但也可以叠层多个光透过性板材在各个基材之间形成流路。
进而，通过对光散射粒子35的直径、折射率、配置密度等可以被适宜地调整，作为分散媒体例如利用水，能够实现既环保又低成本化。
(实施方式7)以下，参照图16～图23说明本发明的实施方式7。
图16是表示本实施方式的背投投影机的概略构成的立体图。图17是同一实施方式的背投投影机的侧剖面图。图18是同一实施方式的背投投影机的投影光学系统的构成的概略图。图19是同一实施方式的背投投影机的屏幕的立体图。图20A、20B是构成同一实施方式的屏幕的散射板的剖面图。图21是用于说明散射板的作用的图。图22是包含泵(流动单元)的屏幕整体的概略构成图。图23是屏幕整体的概略构成图的变形例子。
在以下参照的附图中，为了容易看图面，使各构成要素的膜厚度、尺寸等的比率等有适宜的差异。
本实施方式的背投投影机是用光调制元件调制从光源射出的光，把该经过调制的光放大投影到屏幕上的背投影型投影机。背投投影机201如图16所示，具备箱体202；屏幕203。屏幕203安装在箱体202的前面侧上，从屏幕203的后面侧投射图像光，位于屏幕203的前面侧的视听者观赏图像。在箱体202的前面的屏幕203的下方设置前端蒙板204，在前端蒙板204的左右侧上设置输出来自扬声器(未图示)的声音的开口部205。
以下，说明箱体202内部的结构。
如图17所示，在箱体202内部的下方配置投影引擎207。在投影引擎207和屏幕203之间的光路上，设置有反射镜208、反射镜209。通过该构成，从投影引擎207射出的光被这些202块的反射镜208、209反射，对着屏幕203上的投影区域T放大投影。
以下，用图18说明投影引擎207的概略构成。
但是，在图18中，为了图面的简化，省略构成背投投影机201的外观的箱体202的图示。
投影引擎207具备光源211；调制从光源211射出的光的光调制元件212；投射用光调制元件212调制过的光的投影透镜213。在本实施方式中，作为光调制元件212使用液晶光阀212R、212G、212B。即，本实施方式的背投投影机201是所谓的液晶投影机。
投影引擎207如图18所示，由以下部分构成光源211；分色镜214、215；反射镜216、217、218；入射透镜219；中继透镜220；射出透镜221；液晶光阀212R、212G、212B；交叉分色棱镜222；投影透镜213。此外，还可以具备用于对从光源211射出的光的照度分布进行均匀化的积分光学系统；使从光源211射出的光的偏振状态与在液晶光阀212R、212G、212B中使用的偏振光一致的偏振光变换光学系统。
光源211含有高压水银灯、金属卤化物灯等的灯224；对灯224的光进行反射的反射器225。分色镜214具有在使包含在来自光源211的白色光中的红色光透过的同时，反射蓝色光和绿色光的功能。分色镜215具有在使蓝色光透过的同时，反射绿色光的功能。由此，透过了分色镜215的红色光在反射镜216上反射，入射到红色光用液晶光阀212R。此外，在分色镜214上反射的绿色光被分色镜215反射，入射到绿色光用液晶光阀212G。
进而，在分色镜214上反射的蓝色光透过分色镜215。相对蓝色光，为了防止由于长的光路产生的光损失，设置具有包含入射透镜219、中继透镜220以及射出透镜221的中继透镜系统的导光光学系统226。经由该导光光学系统226使蓝色光入射到蓝色光用液晶光阀212B。
用各液晶光阀212R、212G、212B调制过的3种颜色的光入射到交叉分色棱镜222。该交叉分色棱镜222是粘贴4个直角棱镜形成的，在其界面上反射红光的电介体多层膜和反射蓝光的电介体多层膜形成X字形状。用这些电介质多层膜合成3种颜色光，形成表示彩色图像的光。经过合成的光用作为投影光学系统的投影透镜213投影在屏幕203上，放大显示图像。
以下，说明屏幕203的构成。
本实施方式的屏幕203如图19所示，通过叠层菲涅耳透镜板229、散射板230构成。把这些部件以菲涅耳透镜板229侧位于箱体202的内部侧，散射板203侧位于箱体202的外部侧(视听者侧)的方式叠层在投射光的光路上。菲涅耳透镜板229可以使用以往一般的板。该屏幕是透过型屏幕。
散射板230在水平面(x z平面)中的剖面结构中，如图20A所示，用具有1根1根独立的管231(管体)的管阵列232(管体列)构成。散射板230具体地说是把透明树脂制的多个管231相互平行排列固定。全部的管231具有同一直径和同一长度，端部的位置一致。各管231是两端开放的中空的圆柱形的形状，在内部空间(流路)中填充有以后说明的散射体233，成为可以流通。把散射板230配置成管231的长度方向向着屏幕230的垂直方向(视听者看上下方向，y方向)。此外，相邻的管231之间配置成侧面相互接触，在这些管231之间的间隙中埋入光吸收体234。埋入光吸收体234的地方是散射板230的一面，在另一面中不埋入光吸收体234。光吸收体234由光吸收性高的材料例如黑色树脂构成。
散射板230配置成设置有光吸收体234的一侧的面向着光射出侧，未设置有光吸收体234的侧的面向着光入射侧。此外，在散射板230的光射出侧的面上，光吸收体234并不是埋入到通过在剖面形状中的多个圆的顶部的平面，圆的顶部成为不存在光吸收体234的开口部234a。这是因为如果假设把光吸收体234埋满直到通过上述的圆的顶部的平面，则没有了光射出侧的开口部234a，光不能射出的缘故。因而，在本实施方式的情况下，开口部234a成为向着屏幕的上下方向的纵向长的带型。
该光吸收体234用于通过降低室内照明光等的外光的反射来谋求高对比度。
上述管阵列232的上端和下端如图22所示，用上盖236和下盖237封闭。上盖236和下盖237在内部具有散射体的流通空间，从外部密闭上述管阵列232的上下的开放端。此外，上盖236以从图22中的左侧开始第2根和第3根管231之间，从左侧起第4根和第5根管231之间……的方式，每隔一根管具有隔板238。另一方面，下盖237以从图22中的左侧开始第1根和第2根管231之间，从左侧起第3根和第4根管231之间……的方式，每隔一根管并且在和上盖236相互不同的位置上具有隔板239。而且，在管阵列232和上盖236、下盖237之间为了防止散射体233的漏出还可以装入填料(未图示)。
在下盖237的两端部上分别设置有散射体233的流入口237a、排出口237b，导管240、241分别与流入口237a、排出口237b连接成为散射体233的流路，与此同时在流路的途中设置泵242(流动单元)。泵242是用于使散射体233流动的设备，由泵242产生的流动可以单向循环，也可以是往复循环。因而，泵242可以是回旋泵，也可以是具有活塞和气缸的进行加减压动作的往复泵。特别是回旋泵在静音性方面优异。
通过以上的构成，从图22的左端的流入口237a流入到散射板230的内部的散射体233在以流动到上方，在左端的管231的上端折返后向着下方流动，从左侧第2根管的下端折返，向着上方流动这一方式，整体上重复从左向右的曲折的一笔写出式的流动后，从右侧的排出口237b排出。这样，因为能够使散射体遍及屏幕内的各个角落，所以能够在屏幕上的整个面上得到闪烁的降低效果。进而，因为成为封闭的流路，所以可以用泵242实现散射体233(光扩散粒子)连续的流动。
散射体233例如是在水等的分散媒体中使球形的光散射粒子(光散射材料)均匀分散形成的胶状流体，伴随分散媒体的移动光散射粒子可以移动。作为光散射粒子，适宜使用氧化硅、氧化铝、碳酸钙、玻璃珠、丙烯树脂类等的共聚物，或者硅酮树脂类等的非晶质的有机类材料。或者，也可以是对油脂进行乳化分散在水中(乳状液)的材料等，可以考虑分散相以及分散媒体分别是气体、液态、固体时的各种情况。此外，这些微粒子的粒子直径、分散密度、质量以及分散媒体的粘性等只要与所希望的特性一致地适宜设定即可。
在制造上述的散射板230时，例如能够使用以下的方法。首先最初在把透明树脂制的多个管231用任意的方法排列成相互平行后，粘接或者熔接管231来制作大尺寸的板形的管阵列232。其后，作为1个屏幕切成适宜大小，形成具有规定尺寸的管阵列232。其后，在管阵列232的两开放端上分别固定另外制作的上盖236、下盖237。接着，在制成的管阵列232的一面上涂敷未固化状态的黑色树脂，用抹刀状的用具进行涂抹。通过控制在涂抹时施加的按压力，黑色树脂进入到相邻的管231的间隙的里侧，而管231的顶部的规定的区域不被黑色树脂覆盖。这样，能够形成光吸收体234。或者，可以在暂且把黑色树脂涂抹到管阵列232的整个面上后，用研磨等的方法除去黑色树脂的一部分，只让管231的顶部的规定的区域露出。
上述构成的屏幕203如上所示，组装成散射板230的管231的长度方向向着垂直方向(y方向)。而后，如图20B所示，在散射板230的管231的内部填充散射体233，进而使其流动。此时，散射体233中的光散射粒子各自成为散射中心成为2次波源。因而，如图21所示，如果从投影引擎207向该屏幕203投射光，则靠伴随散射体233的流动移动的光散射粒子的作用，在屏幕203的规定的位置上的投射光的散射状态随着时间不断地变化。于是，投射光产生的干涉条纹运动或干涉条纹的图案复杂地变化，其结果，由于视听者的眼睛的残像效应(残像特性)对干涉条纹被进行积分平均化，闪烁被有效地降低。
进而，因为散射板230内部的散射体233的折射率和空气的折射率不同，所以由于散射板230的剖面是圆形，相对于具有曲率的方向(屏幕的左右方向，x方向)产生凸透镜作用。如图20B所示，在散射板230的光射出侧的管231的顶部上形成没有光吸收体的开口部234a，而通过上述凸透镜作用投射光L聚光并能够通过开口部234a。此外，通过凸透镜作用，投射光L在适度的扩散角的范围内集中或者分散地扩散。该扩散角决定屏幕增益。此外，该扩散角能够用管231的剖面形状(直径、圆的扁平度等)调整。即，通过控制散射板230的管231的剖面形状，能够得到所希望的屏幕增益。通过以上说明，在本实施方式的屏幕203中，散射板230具有和双凸透镜相同的作用，不需要双凸透镜。这样，本实施方式的散射板230因为和屏幕控制一起还具备外光除去功能，所以是实用性高的散射板。
可是，人的眼睛的残像特性因人而异，而认为在通常室内亮度中的残像时间大致是20ms。因此，通过用泵242促进散射体233的流动，使得光散射粒子的位置变化速度大于等于人的眼睛的残像时间，可以使光散射粒子比其布朗分子运动更高速并且连续地移动。随之，投射光因流动的散射体233中的光散射粒子的作用而散射、衍射，由此生成的干涉条纹的图案不断地变化。于是，在视觉的反应时间内对干涉条纹进行平均化，其结果，视听者看到衍射光的亮度均匀，宛如未发生光的干涉似的。
这样，视听者看不到干涉条纹，从而图像的刺眼感被抑制。这意味着闪烁降低了，能够得到高亮度、高清晰度、高品质的图像。进而，因为散射体233靠泵242作用始终循环，所以能够可靠并且长期地维持闪烁除去效应。因而，屏幕整体具有均匀的亮度，能够得到没有明暗不均匀的高品质的图像。因此，视听者的压力减轻，即使长时间观赏也不会疲劳。而且，即使假设干涉条纹是一定的图案没有变化，只要成为最大间距的干涉条纹超过视觉的反应时间移动的速度，就能够得到充分降低闪烁的效果。此外，因为散射板230没有聚焦方向(z方向)的移动，所以也不产生图像模糊。
在本实施方式中，在制作内部具有流路的散射板230时，因为通过排列由具有光透过性的材料形成的管231能够容易形成细的流路结构，所以制造变得简单，能够降低制造成本。特别是在本实施方式中使用的树脂制管因为供应商多容易得到，所以还具有便宜的优点。此外，即使用小输出的泵242使散射体233流动也能够比较高速地使光散射粒子移动。在本实施方式的情况下，特别是因为其构成是在散射板230内散射体233以一笔写出式连续地流动，所以上述的效果显著。因此，也不需要移动屏幕203自身，能够以低能量、低噪音有效地降低闪烁。因而，可以实现成本性、节能性、静音性优异的背投投影机。
而且，在本实施方式中，表示具备排列了多个管231的管阵列232，构成散射体233以一笔写出方式流动的散射板230的例子，但代替该构成也可以使用同样的管阵列构成流动形态不同的散射板。图23表示的散射板245也和图22的散射板230一样，具备排列有多个管231的管阵列232，用上盖246和下盖247封闭其上下的开口端。可是，本例子的上盖246、下盖247和图22的上盖236、下盖237不同，不具有隔板238、239，只是在内部具有一体的空间。而后，在图23中的上盖246的左侧面上设置有散射体233的流入口246a，在下盖247的右侧设置有散射体233的排出口247b，在这些流入口246a、排出口247b上分别连接导管240、241，在流路的途中设置泵242(流动单元)。
在图23的构成中，从散射板245的左上的流入口246a流入的散射体233从左向右流过上盖246的内部，同时从各管231的上端流入到管231内，在向着管231的下端流动后，从下端流出到下盖247的内部，在下盖247的内部从左向右流动从散射板245的右下的排出口247b排出。即，相对于图22的散射板230是多根管231串联连接的形态而言，本构成的散射板245是多根管231并联连接的形态。即使在本构成的散射板245中也能够起到和图22的散射板230同样的效果，具备该散射板245的屏幕203能够有效地抑制闪烁。
此外，除了使用了上述那样的管阵列232的散射板外，也可以用1根管构成散射板。这种散射板例如能够通过折弯或者弯曲具有柔软性的1条长的透明树脂的管配置成平面形并固定相邻的部分来构成。作为具体的制造方法一例，例如通过一边从线轴中抽出绕在线轴上的状态的柔软的树脂管，一边移动到往复运动的夹板形的模型的空隙中，把树脂管设置成弯曲为连续的S字形的状态。其后，在粘接或者熔接相邻的树脂管设置成板形后，只要把管的端部处理成可以连结导管的状态即可。
即使在上述构成的散射板中，也能够使散射体以一笔写成式流动，能够起到和图22的散射板同样的效果，能够有效地抑制闪烁。此外，在制造时，虽然折弯长尺寸的管，弯曲并保持的作业需要花些时间，但不需要图22、图23的散射板那样的上盖、下盖，可以用少的零件数制造。
(实施方式8)以下，用图24A～图25说明本发明的实施方式8。
本实施方式的背投投影机的基本构成和实施方式7相同，只是屏幕的散射板的构成和实施方式7不同。因而，以下用图24A-25只说明屏幕的构成。
图24A、24B是表示本实施方式的散射板的立体图，图24A是从入射侧看的图，图24B是从光射出侧(视听者侧)看的图。
本实施方式的散射板和实施方式7一样，具有排列多根各自独立的管的管阵列。但是，相对于实施方式7的散射板230只使用1组管阵列232来说，如图24A所示，本实施方式的散射板250在把2组管阵列232a、232b叠层在光的透过方向(屏幕朝里的方向，z方向)上这一点不同。
此外，光入射侧的管阵列232a以各管231的长度方向与屏幕203的左右方向一致的方式配置，光射出侧的管阵列232b以各管231的长度方向与屏幕203的上下方向一致的方式配置。即，这些2组的管阵列232a、232b以各组的管231的延长度方向相互正交的方式配置。图24A中的箭头表示散射体流动的方向。通过该构成，本实施方式的散射板250起到以后说明的2重透镜作用。而且，为了在图24A～图25中容易看附图，隔开间隔表示在各组的管阵列232a、232b中相邻的管231，但不需要必须隔开间隔，和实施方式7一样，也可以设置成邻接的管231紧贴在一起的构成。
此外，在相邻的管231之间配置起到外光除去功能的光吸收体234。相对于在实施方式7中光吸收体234沿着管231的形状细长地填充，设置有细长的带状的开口部234a来说，在本实施方式中，如图24B所示，在平面看管231和管231交叉的格子点上设置圆形的针孔形的开口部234b。因而，本实施方式的散射板250把光吸收体234的多个开口部234b配置成格子型。
在制造上述构成的散射板250时，例如能够通过单纯地重叠2层在实施方式7中使用的管阵列来制造。或者，也能够把具有2倍大小的管阵列对半折弯制造。后者的制造方法特别在散射板的流动的形态是一笔形成式的情况下有效。其后，在光吸收体234的形成中，在管阵列的一面上涂敷未固化状态的黑色树脂，并进行涂抹。只要在涂抹时通过控制施加的按压力，使黑色树脂进入到在邻接的管的间隙的里侧，管的格子点的圆形的区域不被黑色树脂覆盖即可。或者，也可以在暂且在管阵列的整个面上涂抹了黑色树脂后，用研磨等的方法除去黑色树脂的一部分，形成开口部。或者，也可以采用这样的方法使用具有感光性(或者伴随光吸收产生的化学变化)的黑色树脂，使用被管的透镜功能聚光的光的能量，仅除去格子点上的黑色树脂。
即使在本实施方式的屏幕203中，也如图25所示，如果从投影引擎207向该屏幕203投射光，则通过伴随散射体233的流动而移动的光散射粒子的作用，在屏幕203的规定的位置上的投射光L的散射状态随着时间不断地变化。由此，投射光L产生的干涉条纹移动，干涉条纹的图案复杂地变化，其结果，由视听者的眼睛的残像效应(残像特性)的作用，干涉条纹得到积分平均化，闪烁被有效地降低。特别是在本实施方式的情况下，因为管阵列232a、232b是2层，所以散射状态的变化更大，能够更可靠地除去闪烁。
此外，因为散射板250的折射率和空气的折射率不同，所以由于构成散射板250的管231的圆形的剖面的效应，相对于具有曲率的方向起到凸透镜作用。在此，在本实施方式中，因为在相互正交的方向(屏幕203的左右方向以及上下方向)具有曲率的2根管231成为在格子点上叠层的状态，所以起到在屏幕203的左右方向、上下方向的双方上聚光的所谓的双重透镜的作用。因而，如果有适当的折射，则投射光L被聚光，能够通过在格子点上位置一致的光吸收体234的针孔形的开口部234b。
此外，由于凸透镜作用，投射光L在适度的扩展角的范围中集中或分散并且扩散。该扩展角决定屏幕增益。此外，该扩展角可以用管231的剖面形状(直径、圆的扁平度等)来调整。即，通过2组管阵列232a、232b之间的按压力、成型时的加工等来控制各管231的剖面形状，能够综合得到规定的屏幕增益。由此，在本实施方式的屏幕203中，进行屏幕增益控制的同时还具备外光除去功能，实用性高。
(实施方式9)以下，用图26A～图27说明的实施方式9。
本实施方式的背投投影机的基本构成和实施方式7一样，只是屏幕的散射板的构成和实施方式7、8不同。因而，以下使用图26A～图27只说明屏幕的构成。
本实施方式的散射板和实施方式7、8一样，具有排列多根各自独立的管的管阵列。但是，相对于实施方式8的把散射板叠成2层管阵列来说，如图26A、26B所示，本实施方式的散射板260在交叉的方向上延伸的管231、231之间具有织网结构。即，如用纵线和横线编织织物那样一边交替错开在正交方向上延伸的管231之间一边构成平面。此外，在本实施方式的情况下也和实施方式8一样，其可以构成为具备具有针孔形的开口部234b的光吸收体234。由此，能够谋求屏幕的高对比度化。
即使在本实施方式中，也能够得到可靠地除去闪烁的效果、由凸透镜作用产生的屏幕增益控制的效果等和实施方式8相同的效果。此外，在本实施方式的情况下，例如准备具有挠性的柔软的管，可以通过使用织物用织机编织管制成散射板260。因而，例如能够有效利用现有的织机等的闲置设备，能够消减制造成本。这种情况下，能够用织机的张力控制在格子点上的管的扁平度，得到所希望的屏幕增益。
(实施方式10)以下，参照图28说明实施方式10。
本实施方式是不使用液晶光阀等的光调制元件，而使用扫描部的图像显示装置。而且，屏幕的构成因为和上述实施方式7一样，所以在共同的构成要素上附加相同的符号并省略详细说明。
图28是表示背投投影机320(图像显示装置)的概略构成的剖面图。
本实施方式的背投投影机320如图28所示，具备射出激光光的光源302；包含准直光学系统304和光束整形光学系统305的透镜光学系统303；在2维方向上扫描入射的激光光的扫描器282(扫描单元)；放大投影经过扫描的光的投影透镜314；把投射的光向着屏幕203反射的反射镜309；驱动部307。光源302具有射出红色的激光光的红色激光二极管302R；射出绿色的激光光的绿色激光二极管302G；射出蓝色激光光的蓝色激光二极管302B。
从激光二极管302R、302G、302B射出的激光光经由激光光学系统303入射到扫描器282。入射的激光光用扫描器282在2维方向上扫描，经由投影透镜314、反射镜309入射到屏幕203上。这样，本实施方式的背投投影机320通过用扫描器282在屏幕203上扫描从光源302射出的激光光来形成图像。
如本实施方式所示，即使在使用了激光光源的扫描型的背投投影机320中，因为也使用上述实施方式的屏幕203，所以能够得到和上述实施方式一样的作用效果，能够有效地降低闪烁。
而且，本发明的技术范围并不限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围中可以增加各种变更。例如，在上述实施方式中作为构成散射板的管使用了剖面形状是圆环形的管，但也能够使用虽然不能得到透镜作用的矩形环状、多角环形的管。这种情况下，以屏幕增益和视野角的控制为目的也可以把双凸透镜阵列附加在散射板的前面(视听者侧)。此外，在上述的实施方式中，设置成邻接的管之间平行配置，没有间隙地配置全部的管，散射体无遗漏地在散射板的整个面上流动的构成，但是不是必须平行地配置多个管，极端地讲，也可以配置成管的长度方向朝向随机的方向。
此外，对于在上述实施方式中示例的流路、泵等的使散射体流动的单元等的具体构成，并不限于上述实施方式，可以适宜地变更。此外，即使对于背投投影机整体，除了作为光调整元件使用了液晶光阀外，也可以在使用了DMD(Digital Micromirror Device数字微镜器件)元件等的反射型光调制元件中采用本发明。
权利要求
1.一种屏幕，其通过接受投射光显示图像，具有具有光透过性并且相互隔开间隔配置的多个板材；配置在形成于上述多个板材间的光散射空间内，在气体或者液体的分散媒体中分散光散射材料而成的散射体；用于该散射体在上述光散射空间内流动的流路；使上述散射体在上述光散射空间内流动的流动单元。
2.如权利要求1所述的屏幕，其中，上述散射体沿着上述板材的面流动。
3.如权利要求2所述的屏幕，其中，上述板材具有第1端部和与该第1端部相对的第2端部，上述散射体一边在上述第1端部以及上述第2端部的位置折返一边沿着上述板材的面往复流动。
4.如权利要求3所述的屏幕，其中，通过沿着上述散射体的流动方向交替设置与上述第1端部接触地延伸而不与上述第2端部接触的第1隔壁和与上述第2端部接触地延伸而不与上述第1端部接触的第2隔壁，而在上述光散射空间内形成上述流路。
5.如权利要求4所述的屏幕，其中，上述流路具有向上述散射体附加向与其前进方向交叉的方向流动的第3隔壁。
6.如权利要求1至5中的任意1项所述的屏幕，其中，上述散射体沿着上述流路在上述光散射空间和设置在该光散射空间的外部的上述流动单元之间循环。
7.如权利要求1所述的屏幕，其中，在上述多个板材中最靠近观看侧配置的板材是双凸透镜板。
8.如权利要求1所述的屏幕，其中，配置在上述多个板材中最靠近观看侧的板材具有多个相互平行的剖面看半圆形状的沟部，并且由具有和上述散射体不同的折射率的材料构成。
9.如权利要求1至8中的任意1项所述的屏幕，其中，上述流动单元是泵。
10.一种背投投影机，具备射出光的光源；调制从上述光源射出的光的光调制元件；权利要求1至权利要求9中的任意1项所述的屏幕；把用上述光调制元件调制的光投射到上述屏幕上的投射单元。
11.一种图像显示装置，具备射出光的光源；权利要求1至权利要求9中的任意1项所述的屏幕；在上述屏幕上扫描从上述光源射出的光的扫描部。
12.一种屏幕，其用于投射图像光，具备在气体或者液体的分散媒体中分散光散射材料而成的散射体；在内部中具有使上述散射体流动的流路的散射板；使上述散射体在上述流路内流动的流动单元；其中，上述散射板由具有具有光透过性的材料构成，并且排列上述散射体在内部能够流通的管体而构成。
13.如权利要求12所述的屏幕，其中，上述散射板，在和上述图像光的光轴垂直的面内相互平行地排列多根上述管体。
14.如权利要求12所述的屏幕，其中，上述散射板，折弯1根上述管体，在和上述图像光的光轴垂直的面上相互平行地排列被折弯的各部。
15.如权利要求13或者14所述的屏幕，其中，上述散射板，把在和上述图像光的垂直的面内由相互平行排列的上述管体组成的管体列在沿着上述图像光的光轴的方向叠层多层。
16.如权利要求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体之间具有织网结构。
17.如权利要求12至16中的任意1项所述的屏幕，其中，上述管体的剖面形状是圆环形。
18.如权利要求12至17中的任意1项所述的屏幕，其中，在相互邻接的上述管体和上述管体之间设置有光吸收体。
19.如权利要求12至18中的任意1项所述的屏幕，其中，上述散射体在上述散射板和配置在上述散射板的外部上的上述流动单元之间循环。
20.如权利要求12至19中的任意1项所述的屏幕，其中，上述流动单元是泵。
21.一种背投投影机，具备射出光的光源；对从上述光源射出的光进行调制的光调制单元；投射用上述光调制元件调制的光的权利要求12至20中的任意1项所述的屏幕；把用上述光调制元件调制的光投射到上述屏幕上的投射单元。
22.一种投影系统，具备权利要求12至20中的任意1项所述的屏幕；对上述屏幕投射图像光的投射引擎。
23.一种图像显示装置，具备射出光的光源；权利要求12至20中的任意1项所述的屏幕；在上述屏幕上扫描从上述光源射出的光的扫描单元。
全文摘要
一种屏幕，通过接受投射光显示图像，其特征在于具有具有光透过性并且相互隔开间隔配置的多个板材；配置在形成于上述多个板材之间的光散射空间内，在气体或者液体的分散媒体中分散光散射材料形成的散射体；用于该散射体在上述光散射空间内流动的流路；使上述散射体在上述光散射空间内流动的流动单元。
文档编号H04N5/74GK101078869SQ20071010483
公开日2007年11月28日 申请日期2007年5月22日 优先权日2006年5月24日
发明者关秀也, 木下悟志 申请人:精工爱普生株式会社