(57)【要約】一実施形態において、投影スクリーンは、第１の方向に偏光される光を拡散反射し、第２の方向に偏光される光を透過する拡散反射偏光子を具備する。投影スクリーンはまた、拡散反射偏光子の後側に隣接する第２の偏光子を具備してもよく、第２の偏光子は、第２の方向に偏光される光を透過するように向けられる。投影スクリーンは、前側から見たときに実質的に拡散し、後側から見たときに実質的に光透過性であるように見えてもよい。
2005526283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に偏光される光を拡散反射し、第２の方向に偏光される光を透過する拡散反射偏光子と、
前記拡散反射偏光子の後側に隣接する第２の偏光子であり、前記第２の方向に偏光される光を透過するように向けられる前記第２の偏光子と、を具備する装置。
【請求項２】
前記第２の偏光子は、前記第１の方向に偏光される光を反射する反射偏光子を具備する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２の偏光子は、前記第１の方向に偏光される光を吸収する吸収偏光子を具備する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第２の偏光子は、非拡散偏光子を具備する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の方向が、実質的に前記第２の方向に垂直である、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第２の偏光子の光入射側に対応する装置の後側から見たときに、実質的に光透過性であるように見え、前記拡散反射偏光子の光入射側に対応する装置の前側から見たときに、実質的に拡散するように見える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記装置の前側に入射するランダム偏光の少なくとも２０％を透過する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記装置の前側に入射するランダム偏光の少なくとも３５％を透過する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記装置の前側に入射するランダム偏光の約５０％を透過する、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記装置の前側に入射するランダム偏光の約２０％を超える偏光を拡散反射する、請求項６に記載の装置。
【請求項１１】
前記装置の前側に入射するランダム偏光の約３５％を超える偏光を拡散反射する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記装置の前側に入射するランダム偏光の約５０％を拡散反射する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記拡散反射偏光子に入射する前記第１の方向に偏光される光の約７０％を超える偏光を反射する、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記拡散反射偏光子に入射する前記第１の方向に偏光される光の約８０％を超える偏光を反射する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記拡散反射偏光子に入射する前記第１の方向に偏光される光の約９０％を超える偏光を反射する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
グレアを抑制するために、前記拡散反射偏光子の前側に隣接するグレア抑制素子をさらに具備する、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
すべての色が共通の方向に実質的に偏光される光を放射する多色透過型プロジェクタと、
前記プロジェクタから放射される光と同一の方向に偏光される光を反射し、前記プロジェクタから放射される光と異なる方向に偏光される光を透過する拡散反射投影スクリーンと、を具備するシステム。
【請求項１８】
前記拡散反射投影スクリーンは、第１の方向に偏光される光を拡散反射し、第２の方向に偏光される光を透過する拡散反射偏光子を具備する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記拡散反射投影スクリーンは、前記拡散反射偏光子の後側に隣接する第２の偏光子をさらに具備し、前記第２の偏光子が前記第２の方向に偏光される光を透過するように向けられる、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第２の偏光子が、以下の群、吸収偏光子および反射偏光子から選択される偏光子を具備する、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記拡散反射投影スクリーンは、
第１の方向に偏光される光を拡散反射し、第２の方向に偏光される光を透過する第１の拡散反射偏光子と、
前記第１の方向に偏光される光を反射し、前記第２の方向に偏光される光を透過する第２の拡散反射偏光子と、
前記第１の拡散反射偏光子と前記第２の拡散反射偏光子との間の第３の偏光子と、を具備する２面スクリーンである、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２２】
前記投影スクリーンの第２の側に画像を投影するために第２のプロジェクタをさらに具備し、前記第２の側が前記第２の拡散反射偏光子の光入射側である、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記プロジェクタが、前記スクリーンの両面に画像を同時に投影するデュアル画像プロジェクタである、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記多色透過型プロジェクタが、液晶ディスプレイプロジェクタである、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２５】
前記プロジェクタは、すべての色が共通の方向に偏光されるように、前記プロジェクタから放射される光の少なくとも一部の偏光を回転させるための回転子を具備する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２６】
前記プロジェクタが、色を組合せるカラーコンバイナーを具備する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２７】
前記プロジェクタから前記投影スクリーン上に放射される光を反射するためのミラーをさらに具備する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２８】
光を放射する多色透過型プロジェクタと、
光の色のすべてが共通の方向に偏光されるように、前記プロジェクタから放射される光の少なくとも一部の偏光を回転させるための回転子と、
前記プロジェクタから放射される光が拡散反射される投影スクリーンであって、前記スクリーンの一方の側から見たときに、実質的に拡散するように見え、前記スクリーンの他方の側から見たときに実質的に光透過性であるように見える前記投影スクリーンと、を具備するシステム。
【請求項２９】
前記投影スクリーンが、
第１の方向に偏光される光を拡散反射し、第２の方向に偏光される光を透過する拡散反射偏光子と、
前記拡散反射偏光子の後側に隣接する第２の偏光子であって、前記第２の方向に偏光される光を透過するように向けられる前記第２の偏光子と、を具備する、請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
光の色のすべてが第１の方向に実質的に偏光されるように、光の多色を組合せるステップと、
前記第１の方向に偏光される光を拡散反射し、第２の方向に偏光される光を透過するディスプレイスクリーン上に組合せた色光を投影するステップと、を具備する方法。
【請求項３１】
光の色のすべてが第１の方向に実質的に偏光されるように、光の多色を組合せるステップと、
前記第１の方向に偏光される光を反射し、第２の方向に偏光される光を吸収するディスプレイスクリーン上に組合せた色光を投影するステップと、を具備する方法。
【請求項３２】
第１の方向に偏光される光を拡散反射し、第２の方向に偏光される光を透過する拡散反射偏光子と、
前記拡散反射偏光子の後側に隣接する反射偏光子であって、前記第１の方向に偏光される光を反射し、前記第２の方向に偏光される光を透過するように向けられ、装置は前記反射偏光子の光入射側に対応する装置の後側から見たときに、実質的に光透過性であるように見え、前記拡散反射偏光子の光入射側に対応する装置の前側から見たときに、実質的に拡散するように見える前記反射偏光子と、を具備する装置。
【請求項３３】
第１の方向に偏光される光を拡散反射し、第２の方向に偏光される光を透過する拡散反射偏光子と、
前記拡散反射偏光子の後側に隣接する吸収偏光子であって、前記第１の方向に偏光される光を吸収し、前記第２の方向に偏光される光を透過するように向けられ、装置は前記吸収偏光子の光入射側に対応する装置の後側から見たときに、実質的に光透過性であるように見え、前記拡散反射偏光子の光入射側に対応する装置の前側から見たときに、実質的に拡散するように見える前記吸収偏光子と、を具備する装置。
【請求項３４】
光の色のすべてが実質的に共通の方向に偏光されるように、光の多色を組合せる手段と、
光の組合せ色を投影するための手段と、
光の投影される組合せ色を拡散反射するための手段であって、共通の方向に偏光されない光を実質的に透過する拡散反射のための手段と、を具備する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影ディスプレイシステムおよびＬＣＤプロジェクタ用のディスプレイスクリーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
投影ディスプレイシステムは一般に、プロジェクタおよび投影ディスプレイスクリーンを具備している。プロジェクタは、異なる液晶ディスプレイからの偏光を組合せて、組合せ光を放射して画像を形成する３色液晶ディスプレイプロジェクタであってもよい。プロジェクタは、見ている人に提示するためのディスプレイスクリーン上の画像を投影することができる。ディスプレイスクリーンは、見ている人によって見られる画質を向上させるために、拡散面を設けてもよい。
【０００３】
組合される種々の色の光に対して偏光の方向が変化するとき、偏光を放射することができるプロジェクタが最も効率的であるかもしれない。たとえば、ある方向に偏光される光が反射に対してより効率的であるのに対し、他の方向に偏光される光は透過に対してより効率的であってもよい。したがって、プロジェクタからの光出力は、プロジェクタ内で反射され、ある方向に偏光されるある色の光を含んでもよく、プロジェクタによって透過されるだけであり、他の方向に偏光される他の色の光を含んでもよい。
【０００４】
投影スクリーンは一般に、光透過性媒体に保持される粒子および粒子の背後に位置する反射材料を含む。従来の投影スクリーンは、画像源および周辺光の両方からの光を含めて、入射光の実質的にすべてを反射してもよい。見ている人への周辺光の反射は、特に比較的高いレベルの周辺光を受光する領域では、画像のコントラストの減少を生じる可能性がある。しかし、コントラストのこのような減少は一般に、望ましくない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
投影スクリーンおよび／またはプロジェクタを改良することにより、見ている人に提示される画質を向上させることができる。さらに、スクリーンおよび／またはプロジェクタの改良により、従来とは異なる配置でシステムを利用することができる可能性がある。このような種々の理由から、プロジェクタおよび投影スクリーンを改良することはきわめて望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一般に、本発明は、プロジェクタ、投影スクリーンおよび投影スクリーン上に画像を投影するプロジェクタを具備する投影システムに関する。以下にさらに詳細に述べるように、光の偏光を操作して利用し、見ている人への画像の表示を向上させることができる。さらに、以下に記載される技術および構造により、従来とは異なる配置で投影システムを利用することができる可能性がある。一実施例において、投影スクリーンは、画像が投影される側、すなわち前側から見ている人に向上した画質を見せることができることを示している。さらに、反対側、すなわちスクリーンの後側から見ている人が、投影スクリーンを通して見ることができてもよい。特に、スクリーンの前側から見たときには、スクリーンは実質的に拡散しているように見え、スクリーンの後側から見たときには、スクリーンは実質的に光透過性であり、拡散していないように見える。
【０００７】
他の実施形態において、本発明は、すべての色が共通の方向に偏光される光を放射する多色透過型プロジェクタを具備するシステムに関していてもよい。システムは、プロジェクタから放射された光と同一の偏光の光を反射し、プロジェクタから放射された光と異なる偏光の光を透過する拡散投影スクリーンをさらに具備していてもよい。拡散投影スクリーンは、第１の方向に偏光される光を拡散反射し、第２の方向に偏光される光を透過する拡散反射偏光子を具備してもよい。投影スクリーンはまた、拡散反射偏光子の後側に隣接する第２の偏光子を具備してもよい。拡散反射偏光子と同様に、第２の偏光子は、第２の方向に偏光される光を透過するように向けられてもよい。たとえば、第２の偏光子は、反射偏光子または吸収偏光子を具備していてもよい。拡散反射偏光子および第２の偏光子の組合せは、後側から見たときには実質的に光透過性であり、前側から見たときには実質的に拡散するように見える投影スクリーンになりうる。
【０００８】
本発明の種々の実施形態のさらなる詳細が、添付図面および以下の詳細に記載される。本発明の他の特徴、目的および利点は、詳細、図面および特許請求の範囲から明白であると思われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明の原理による具体的な投影システム１０を示す断面側面図である。投影システム１０は、プロジェクタ１２および投影スクリーン１４を具備する。投影スクリーン１４は、第１の方向に偏光される光を拡散反射し、第２の方向に偏光される光を透過する拡散反射偏光子１６を具備する。偏光の第１の方向および第２の方向は互いに直角を成していてもよいが、本発明はその点に必ずしも限定されるわけではない。
【００１０】
投影スクリーン１４はまた、拡散反射偏光子１６の後側に隣接する第２の偏光子１８を具備する。拡散反射偏光子１６に対する偏光子１８の向きは、偏光子１８が第２の方向に偏光される光を透過するようになっている。言い換えれば、拡散反射偏光子１６および第２の偏光子１８は、両方の偏光子が第２の方向に偏光される光を透過するように整列される。一例として、偏光子１８は反射偏光子または吸収偏光子であってもよい。あるいは、偏光子１８は、別の拡散反射偏光子であってもよい。
【００１１】
偏光子１８が反射偏光子または吸収偏光子である場合に、利点を実現することができる。そのような場合において、投影スクリーン１４は、前側、すなわち、プロジェクタ１２によって照射される側から見た場合には、実質的に拡散しているように見えうる。同時に、投影スクリーン１４は、後側、すなわち、プロジェクタ１２によって照射されない側から見たとき、実質的に光透過性に見えうる。言い換えれば、後側は第２の偏光子１８の光入射側に対応し、前側は拡散反射偏光子１６の光入射側に対応する。
【００１２】
投影スクリーン１４は、前側から見たとき実質的に拡散し、後側から見たとき実質的に光透過性であるように見えるため、従来とは異なる配置で特に有用であると考えられる。たとえば、投影スクリーン１４は窓に用いられてもよく、外にいる人々が画像を見ることができ、同時に内にいる人々が窓を通して外を見ることができるようになっていてもよい。このような用途は、たとえば、店頭を通過する人に宣伝を表示する営利事業の配置およびレストランをはじめとして、種々の窓の用途に使い道を見つけることができると思われる。そのような場合には、店内の客はスクリーン１４を通して外を見ることができ、店外の見込み客は表示された広告によって店内に誘い込まれる可能性がある。
【００１３】
上述したように、スクリーン１４の前側は実質的に拡散するように見え、スクリーン１４の後側は実質的に光透過性であるように見えうる。同時に、スクリーン１４は、着色ガラスと同様に、スクリーンを通して、許容される直射日光などの外部の光の量を低減するのに役立つ可能性がある。したがって、後側から見たとき、スクリーン１４は着色しているように見え、一部の光を遮断するが、スクリーン１４を通して物体を見ることができるように依然として実質的に光透過性であってもよい。
【００１４】
投影スクリーン１４は、グレア抑制素子１９をさらに具備し、投影スクリーン１４の前面からのグレアを抑制してもよい。投影スクリーン１４の前面からのグレアは、拡散反射偏光子１６と空気との境界のために生じる可能性がある。グレア抑制素子１９は、空気と拡散反射偏光子１６との間の屈折率の差を制御することによって、グレアの強さを低減する反射防止材料のコーティングであってもよい。あるいは、グレア抑制素子１９は、空気と拡散反射偏光子１６との間の境界から反射される光をさまざまな角度に分散する光学的粗面であってもよい。グレア抑制素子１９による反射光の拡散は、ランダムであってもよく、規則正しくてもよく、または部分的に規則正しくてもよい。光学的粗面は、艶消し仕上げ、構造面、微小構造面、擦過面などを含んでもよい。さらに、グレア抑制素子１９は、反射防止材料および光学的粗面の組合せであってもよい。
【００１５】
プロジェクタ１２は、投影スクリーン１４に向かって偏光を透過し、その上に反射画像を形成することができる。たとえば、プロジェクタ１２は、見ている人への提示のために、投影スクリーン１４上に画像を投影してもよい。プロジェクタ１２は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）プロジェクタなどの偏光を用いて画像を生成する任意のプロジェクタであってもよい。プロジェクタ１２からの光は、スクリーン１４によって反射される光と同一の方向に偏光されることができる。したがって、投影スクリーン１４は、プロジェクタ１２によって透過される偏光の大部分を反射してもよい。しかし、より小さな割合の周辺光は、スクリーン１４から反射され、コントラストに関して画質を向上させうる。投影スクリーン１４は、偏光２０の入射波の大部分を反射波２２および２４によって示されるように種々の方向に反射してもよい。プロジェクタ１２からの偏光は、図１の実施形態に示されているように、投影スクリーン１４の前側に直接入射してもよい。
【００１６】
図２はシステム１０Ｂの別の構成を示しており、プロジェクタ１２からの偏光が、投影スクリーン１４の前側に投影入射する前に、１つ以上のミラー２６から反射される。特に、プロジェクタ１２によって生成される画像を投影スクリーン１４に反射するために、１つ以上のミラー２６を使用することにより、システム１０をよりコンパクトな構成にすることが可能になると思われる。
【００１７】
図３は、システム１０またはシステム１０Ｂと類似のシステムにおいて用いられうる投影スクリーン３３の具体的な実施形態を示す断面側面図である。投影スクリーン３３は、第１の方向に偏光される光を拡散反射し、第２の偏光に偏光される光を透過する拡散反射偏光子１６を具備する。投影スクリーン３３はまた、拡散反射偏光子１６の後側に隣接する反射偏光子３４を具備する。拡散反射偏光子１６に対する反射偏光子３４の向きは、反射偏光子３４が第１の偏光の光を反射し、第２の偏光の光を透過するようになっている。言い換えれば、拡散反射偏光子１６および反射偏光子３４に関連する透過特性および反射特性は、実質的に整合される。したがって、拡散反射偏光子１６を通過することができる光はまた、反射偏光子３４を通過することができる。
【００１８】
拡散反射偏光子１６は、拡散反射偏光子１６によって反射される光と同一の方向に偏光される入射偏光の大部分を反射する。入射偏光の大部分は、入射偏光の約７０％を超えると解釈し、約８０％を超えると好ましく、約９０％を超えるとさらに一層好ましい。その場合には、拡散反射偏光子１６は、非効率的であるために、入射偏光の約１０〜３０％を透過する。たとえば、拡散反射偏光子１６は、反射光波３８および４０によって示されているように、入射偏光波３６が拡散反射偏光子１６によって反射される光と同一の方向に偏光されるとき、入射偏光波３６の大部分を拡散反射してもよい。拡散反射偏光子１６が「完全」拡散反射偏光子でないとき、拡散反射偏光子１６は、透過光波４２によって示される反射されない偏光波３６の一部を透過してもよい。理論的には、完全拡散反射偏光子は、完全拡散反射偏光子によって反射される光と同一の方向に偏光される入射光のすべてを拡散反射してもよい。
【００１９】
反射偏光子３４は、反射波４４によって示されているように、透過光波４２の大部分を反射してもよい。したがって、拡散反射偏光子１６の後側に隣接する反射偏光子３４は、スクリーン３３の前側から見ている観察者４７に対して投影画像の明るさを増大させてもよい。さらに、反射偏光子３４は、観察者４６が投影スクリーン３３の後側で不鮮明な画像を見ることがないようにするのに役立ちうる。しかし、非効率であるために、偏光波３６のごく一部は、拡散反射偏光子１６および反射偏光子３４の両方を依然として透過してもよい。
【００２０】
周辺光もまた、投影スクリーン３３に入射してもよい。周辺光は一般に、ランダム偏光を有する。したがって、拡散反射偏光子３４は、周辺光の約半分を反射し、残りを透過してもよい。しかし、拡散反射偏光子３４に関連する品質および効率に応じて、反射される周辺光の量は変化してもよい。周辺光は、室内の人工照明、太陽などの源から来てもよい。たとえば、周辺光波４８は、投影スクリーン１４、さらに詳細には拡散反射偏光子１６に入射してもよい。周辺光波４８がランダムな態様で偏光されるため、反射光波４９および５０によって示されるように、拡散反射偏光子１６は周辺光波４８の約半分を拡散反射する。拡散反射偏光子１６は、観察者４７の観点から見て周辺光波４８の約半分を拡散反射するため、ディスプレイスクリーン３３は実質的に拡散するように見える、すなわち白色に見える可能性がある。本願明細書で用いられるとき、「実質的に拡散する」なる表現は、ランダム偏光の２０％を超え、さらに好ましくは３５％を超え、さらに一層好ましくは約５０％を超える偏光を拡散反射するディスプレイスクリーンを指す。
【００２１】
拡散反射偏光子１６は、透過光波５２によって示されているように、反射されない周辺光波４８の部分を透過する。反射偏光子３４はまた、透過光波５２を透過してもよい。拡散反射偏光子１６が入射する周辺光波４８の約半分を透過し、反射偏光子３４は透過光波５２の実質的にすべてを透過するため、観察者４６によって見られるとき、ディスプレイスクリーン３３は実質的に光透過性であってもよい。本願明細書で用いられるとき、「実質的に光透過性」なる表現は、ランダム偏光の２０％を超え、さらに好ましくは３５％を超え、さらに一層好ましくは約５０％を超える偏光を透過するディスプレイスクリーンを指す。さらに、ディスプレイスクリーン３３が周辺光波４８の約半分を透過するため、見ている人４７によって周辺光の干渉を少なくして、投影画像のコントラストを増大し、見ている人４７によって見られる画像の画質を向上させてもよい。図３に示されるディスプレイスクリーン３３は、周辺光の量がディスプレイスクリーン３３の前側の周辺光に対して、ディスプレイスクリーン３３の後側では比較的少ない環境に特に有用であると思われる。
【００２２】
１つの適切な拡散反射偏光子１６は、ミネソタ州セントポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング・カンパニー（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ））（以下３Ｍ）から市販されている拡散反射偏光子フィルム（ＤＲＰＦTMフィルム）である。１つの適切な反射偏光子３４は、３Ｍから市販されている輝度上昇フィルム（ＤＢＥＦTMフィルム）である。これらの光学フィルムまたは類似の光学フィルムを用いて、ディスプレイスクリーン３３を実現してもよい。
【００２３】
図４は、投影スクリーン５４の別の具体的な実施形態を示す断面側面図である。投影スクリーン５４は、実質的に、図３に示される投影スクリーン３３と一致するが、反射偏光子３４の代わりに吸収偏光子５６を組込んでいる。図３の構成と同様に、吸収偏光子５６および拡散反射偏光子１６は、拡散反射偏光子１６によって透過することができる偏光がまた、吸収偏光子５６によって透過することができるように整列される。吸収偏光子５６は、非効率であるために、拡散反射偏光子１６を通過しうる透過光波４２の大部分を吸収してもよい。さらに、吸収偏光子５６は、観察者４６が投影スクリーン５４の後側における反射を見ることがないようにしてもよい。
【００２４】
投影スクリーン５４は、スクリーン５４の前側から後側にランダム偏光の約半分を透過することができる。これは、入射光４８の拡散反射される部分４９および５０および透過される部分５２によって概念的には示されている。類似の態様では、吸収偏光子５６はまた投影スクリーン５４の後側から入射する周辺光を吸収または透過する。一例として、吸収偏光子５６は、スクリーン５４の後側に入射する周辺光の約半分を吸収し、残りを透過してもよい。したがって、スクリーン５４の後側に入射する周辺光のごくわずかが反射されるか、または全く反射されない。さらに、周辺光のごくわずかが観察者４６に向かって反射されるか、または全く反射されないため、観察者４６はスクリーン５４の後側付近に位置する物体のコントラストの低い画像を見なくてもよい。特に、観察者４６は、スクリーン５４の後側における反射を見ることができなくてもよい。
【００２５】
スクリーン５４は、ディスプレイスクリーン５４の後側における周辺光の量は、ディスプレイスクリーン５４の前側における周辺光の量に比べて比較的高いような環境では、特に適していると考えられる。たとえば、スクリーン５４は、内部の照明がディスプレイスクリーン５４の後側に大量の周辺光を生じうるため、夕方に照明される窓のディスプレイの場合には好ましいと考えられる。コントラストにおいて、スクリーン３３（図３）は、日中、特に窓のディスプレイが太陽に面しているとき、プロジェクタによって照明される窓のディスプレイの場合には好ましいと考えられる。
【００２６】
１つの適切な吸収偏光子５６は、日本の住友化学工業株式会社（Ｓｕｍｉｔｏｍｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ  Ｌｔｄ．）から市販されている製品番号ＳＧ−１８５２Ａである。別の適切な吸収偏光子５６は、日本の株式会社サンリッツ（Ｓａｎｒｉｔｚ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から市販されている製品番号ＬＬＣ２−８２１８である。これらの光学フィルムまたは類似の光学フィルムを用いて、ディスプレイスクリーン５４を実現してもよい。
【００２７】
図５は、すべての色が共通の方向に偏光される光を放射する多色透過型ＬＣＤプロジェクタ６０を具備する投影システム５８の具体的な実施形態を示す断面平面図である。システム５８はまた、ある方向に偏光される光を拡散反射し、別の方向に偏光される光を透過する投影スクリーン６９を具備する。スクリーン６９の拡散特性とプロジェクタ６０から放射される光の偏光を整合することによって、向上した画質を実現することができる。特に、プロジェクタ６０から放射される光のより高い割合が、ランダムに向けられる周辺光に対してスクリーン６９によって拡散反射されてもよい。したがって、特に、大量の周辺光がスクリーン６９の投影面に入射するような配置でシステム５８が用いられるときには、コントラストに関して、画質を著しく向上させうる。
【００２８】
プロジェクタ６０は３色プロジェクタであるが、同様の原理は別のＬＣＤおよび別の色を組込んだ正確性の高いディスプレイに拡張されてもよい。ＬＣＤプロジェクタ６０は、光源６２Ａ〜６２Ｃを具備してもよく、まとめて光源６２と呼ぶ。光源６２は、たとえば、青色光源６２Ａ、緑色光源６２Ｂ、赤色光源６２Ｃであってもよい。しかし、上述したように、光源の数は、３に限定されていない。たとえば、ＬＣＤプロジェクタ６０は、３色未満または４色以上を備えていてもよい。
【００２９】
光源６２は、色光波６４Ａ〜６４Ｃ（まとめて色光６４）を放射する。色光６４は、第１の方向に偏光される光を透過する偏光子６６Ａ〜６６Ｃ（まとめて偏光子６６）の１つをそれぞれ通過してもよい。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）６８Ａ〜６８Ｃ（まとめてＬＣＤ６８）は、当業界では公知であるように、光がＬＣＤ６８を通過するときに、可能であれば偏光を変化させる色光６４を選択的に透過してもよい。たとえば、ＬＣＤ６８に１つ以上の色光６４の偏光を選択的に偏光させるために、ＬＣＤ６８のいずれかに電圧を選択的に印加することができる。たとえば、ＬＣＤプロジェクタ６０は、光がＬＣＤ６８を通過するとき、色光６４の偏光を選択的に回転するために、ＬＣＤ６８にわたって適切な電圧を印加してもよい。
【００３０】
次に、色光６４は、検光子７０Ａ〜７０Ｃ（まとめて検光子７０）の１つにそれぞれ入射するようになっている。検光子７０は、偏光子６６によって透過される光と同一の方向に偏光される光を透過するように整列されてもよく、偏光子６６によって透過される光に対向する方向に偏光される光を透過するように整列されてもよい。場合によっては、検光子７０および偏光子６６は、実質的に類似の構成要素であってもよい。
【００３１】
検光子７０を透過する色光６４のそれぞれは、カラーコンバイナー７２に入射する。カラーコンバイナー７２は、ミラー７４Ａおよび７４Ｃを用いることなどによって、色光６４を反射してもよい。しかし、カラーコンバイナー７２は、色光６４のすべてを反射するのではなく、代わりに反射ではなく色光６４Ｂを投影してもよい。カラーコンバイナー７２は、フルカラー画像を形成するために、色光６４のそれぞれを組合せる。スクリーン６９上に表示するために、１つ以上のレンズ７８を用いて、結合画像を拡大してもよい。
【００３２】
ある方向に偏光される光は反射に対してより効率的であるのに対して、別の方向に偏光される光は透過に対してより効率的であってもよい。したがって、できる限り効率的にＬＣＤプロジェクタ６０を形成するために、色光の一部を反射に対してより効率的である方向に偏光させ、透過に対してより効率的である方向に別の色光を偏光させることが望ましい。たとえば、図５に示される実施形態において、色光６４Ａおよび６４Ｃが反射に対してより効率的である方向に偏光されるのに対し、色光６４Ｂは透過に対してより効率的である方向に偏光されてもよい。
【００３３】
本発明の一実施形態によれば、回転子７６を用いて、共通の方向にすべての偏光を整列するために、プロジェクタ６０から放射される１つ以上の色光６４の偏光を回転してもよい。回転子７６は、プロジェクタ６０の一部またはシステム５８に対する個別の構成要素と見なしてもよい。いずれの場合でも、投影光の色のすべてが投影スクリーン６９から拡散反射されるように、共通の方向に偏光される光を放射することがきわめて望ましいと考えられる。すべての色光６４に関して共通の偏光を実現するために、回転子７６は、緑色光６４Ｂの偏光を回転させ、青色光６４Ａおよび赤色光６４Ｃの偏光と整合してもよい。図５に示されているように、この効果を実現するために、プロジェクタ６０の外側に回転子７６を位置決めしてもよい。あるいは、レンズ７８によって屈折する前または後に、光の偏光を回転させるように可能な限り位置決めされるプロジェクタ６０内部に回転子７６を位置決めしてもよい。いずれの場合でも、放射光を１つの方向に偏光させることによって、利点を実現することができる。たとえば、拡散反射偏光子を実装するディスプレイスクリーン上に表示される画像に関連する色のコントラストを向上させることができる。
【００３４】
回転子７６はまた、種々の色光の偏光を整合するためのほか、色光のすべてをまとめて回転させるために用いられてもよい。たとえば、投影スクリーン６９上の表示のために、色光のすべてを適切に偏光することを保証するために、回転子７６を用いてもよい。
【００３５】
上述したように、投影スクリーン６９は、プロジェクタ６０から放射される偏光の共通の方向に対応する方向に、偏光される光を拡散するために整列される拡散反射偏光子を具備する。また、プロジェクタ６０から放射される光の偏光をスクリーン６９の拡散特性と整合させることによって、向上した画質を実現することができる。たとえば、約５０％のランダムに向けられた周辺光を反射してもよい。しかし、プロジェクタ６０から放射される偏光のかなり多い割合を拡散反射することができる。したがって、特に、大量の周辺光がスクリーン６９の投影面に入射するような配置でシステム５８が用いられるときには、コントラストに関して、画質を著しく向上させうる。スクリーン６９は、たとえば、拡散反射偏光子の後側に隣接する第２の偏光子および所望であればグレア抑制素子をはじめとする、上記にさらに詳細に概略を述べたような種々の他の構成要素をさらに具備してもよい。
【００３６】
図６は、具体的な投影システム７７を示す断面側面図である。投影システム７７は、プロジェクタ６０Ａおよび６０Ｂ（まとめてプロジェクタ６０）および投影スクリーン７８を具備する。投影スクリーン７８は、第１の方向に偏光される光を拡散反射し、第２の方向に偏光される光を透過する拡散反射偏光子８０を具備する。プロジェクタ６０は、同時にディスプレイスクリーン７８の両側に画像を投影してもよい。
【００３７】
投影スクリーン７８はまた、拡散反射偏光子８０と同一の偏光特性を有するように向けられた、すなわち第１の方向に偏光される光を反射し、第２の方向に偏光される光を透過するように向けられた第２の拡散反射偏光子８２を具備してもよい。偏光子８４はまた、拡散反射偏光子８０と拡散反射偏光子８２との間に配置されてもよい。拡散反射偏光子８０、８２に対する偏光子８４の向きは、偏光子８４が第２の方向に偏光される光を透過するようであってもよい。言い換えれば、拡散反射偏光子８０、拡散反射偏光子８２および偏光子８４は、３つの偏光子のすべてが同一の方向に偏光される光を透過するように整列される。あるいは、偏光子８４は、拡散反射偏光子８０および８２によって透過される光を反射または吸収するように向けられてもよい。一例として、偏光子８４は、反射偏光子または吸収偏光子であってもよい。
【００３８】
拡散反射偏光子８０、８２は、非効率であるために、それぞれのプロジェクタ６０からの偏光の部分を透過してもよい。偏光子８４がそれぞれ反射偏光子または吸収偏光子であるかに応じて、透過される偏光の大部分を反射または吸収してもよい。さらに、偏光子８４は、投影スクリーン７８によって透過される偏光の量を低減して、画像干渉の量を低減してもよい。周辺光の約半分がそれぞれ拡散反射偏光子８０、８２を透過するため、向上したコントラストを実現してもよい。しかし、偏光子８４が拡散反射偏光子８０、８２と整列される場合には、スクリーン７８によって透過される周辺光は、対向する側で表示される画像の画質に影響を及ぼしてもよい。
【００３９】
プロジェクタ６０は、投影スクリーン７８の一方の側または両側に向かって偏光を投影することができ、その上に反射画像を形成してもよい。たとえば、あるプロジェクタ６０Ａは、見ている人への提示のために、投影スクリーン７８の一方の側に画像を投影してもよい。同時に、他方のプロジェクタ６０Ｂは、投影スクリーン７８の他方の側に画像を投影してもよい。たとえば、プロジェクタ６０Ａはスクリーン７８の第１の側に画像を投影し、同時にプロジェクタ６０Ｂは他方の側に画像を投影してもよい。あるいは、プロジェクタ６０の一方が、見ている人への提示のために、投影スクリーン７８の両側に画像を投影してもよい。たとえば、プロジェクタ６０Ａはスクリーン７８の第１の側に画像を投影し、１つ以上のミラーを用いてスクリーン７８の他方の側に別の画像を投影する二面画像プロジェクタであってもよい。その場合には、別のプロジェクタ６０Ｂをシステムから排除してもよい。
【００４０】
本発明の種々の実施形態について記載されている。たとえば、光の偏光を操作して利用する種々の技術について、見ている人に対する画像の表示を向上させることができることが記載されている。さらに、上述の技術および構造は、店頭の窓ディスプレイなどの従来とは異なる配置、大量の周辺光が存在するような配置における使用に関して、投影システムを改良してもよい。投影スクリーンはまた、スクリーンの前側から見ている人に向上した画質で見せることができ、スクリーンの後側で見ている人がスクリーンを通して見ることができることが記載されている。これらの実施形態および他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の原理による具体的な投影システムを示す断面側面図である。
【図２】本発明の原理による具体的な投影システムを示す別の断面側面図である。
【図３】反射偏光子に隣接する拡散反射偏光子を組込んでいる投影スクリーンの具体的な実施形態を示す断面側面図である。
【図４】吸収偏光子に隣接する拡散反射偏光子を組込んでいる投影スクリーンの具体的な実施形態を示す断面側面図である。
【図５】多色透過型ＬＣＤプロジェクタおよび投影スクリーンを具備する具体的な投影システムを示す断面平面図である。
【図６】両面投影スクリーンを有する具体的な投影システムを示す断面側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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