(57)【要約】  プロジェクションシステムが提供される。前記プロジェクションシステムは、映像を投影するための偏光を生成させるプロジェクターと、前記プロジェクターによって投影される画像を視認できる投影スクリーンとを有する。前記偏光の偏光面と偏光手段の偏光面は平行である。偏光手段は、共役π系を有する少なくとも一つの多環式有機化合物を含む棒状超分子によって形成されたフィルムを有し、それにより、前記偏光手段の４０％視野角透過率の等値線が２以上のアスペクト比を有する。
2007534975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を投影するための第一の偏光面を有する偏光を生成させるためのプロジェクター、および
前記プロジェクターによって投影される画像を視認でき、第二の偏光面を有する偏光手段を有する投影スクリーンを有するプロジェクションシステムであって、
前記偏光の前記第一の偏光面と前記偏光手段の前記第二の偏光面は平行であり、かつ
前記偏光手段は、共役π系を有する少なくとも一つの多環式有機化合物を含む棒状超分子によって形成されたフィルムを有し、それにより、前記スクリーンの前記偏光手段の４０％視野角透過率の等値線が２以上のアスペクト比を有する、プロジェクションシステム。
【請求項２】
前記アスペクト比は３．６以上である、請求項１に記載のプロジェクションシステム。
【請求項３】
前記第一の偏光面と前記第二の偏光面は垂直である、請求項１または２に記載のプロジェクションシステム。
【請求項４】
前記投影スクリーンは正面投影型スクリーンである、請求項１〜３のいずれかに記載のプロジェクションシステム。
【請求項５】
前記投影スクリーンは背面投影型スクリーンである、請求項１〜３のいずれかに記載のプロジェクションシステム。
【請求項６】
前記投影スクリーンは半透過型投影スクリーンである、請求項１〜３のいずれかに記載のプロジェクションシステム。
【請求項７】
少なくとも一つの偏光された周囲光の光源をさらに備え、前記周囲光は、前記偏光手段の前記第二の偏光面に直交な偏光面を有する、請求項１〜６のいずれかに記載のプロジェクションシステム。
【請求項８】
少なくとも一つの周囲光を偏光する手段をさらに備え、前記周囲光を偏光する手段は、前記偏光手段の前記第二の偏光面に直交な透過軸を有する、請求項１〜７のいずれかに記載のプロジェクションシステム。
【請求項９】
光散乱素子をさらに備え、前記偏光手段は、前記光散乱素子上に形成されている、請求項１〜８のいずれかに記載のプロジェクションシステム。
【請求項１０】
前記投影スクリーンの視認側に配置された反射防止コーティングまたは防眩コーティングをさらに有する、請求項１〜９のいずれかに記載のプロジェクションシステム。
【請求項１１】
前記フィルムは結晶構造を有する、請求項１〜１０のいずれかに記載のプロジェクションシステム。
【請求項１２】
前記フィルムは、透過軸に沿った格子面間隔が３．４±０．３Åである構造を有する、請求項１１に記載のプロジェクションシステム。
【請求項１３】
前記有機化合物は複素環を含む、請求項１〜１２のいずれかに記載のプロジェクションシステム。
【請求項１４】
前記フィルムはリオトロピック液晶から形成されている、請求項１〜１３のいずれかに記載のプロジェクションシステム。
【請求項１５】
前記偏光手段は無彩色のものである、請求項１〜１４のいずれかに記載のプロジェクションシステム。
【請求項１６】
前記偏光手段は、前記偏光面における偏光の８０％超を透過させる、請求項１〜１５のいずれかに記載のプロジェクションシステム。
【請求項１７】
前記偏光手段は、前記偏光面における偏光の９０％超を透過させる、請求項１６に記載のプロジェクションシステム。
【請求項１８】
前記偏光手段は、二色比が２０を超える、請求項１〜１７のいずれかに記載のプロジェクションシステム。
【請求項１９】
片側フレネル層をさらに有する、請求項５に記載のプロジェクションシステム。
【請求項２０】
前記片側フレネル層は、
マトリックス、
前記マトリックス内に埋め込まれた複数の粒子を有し、
前記粒子は前記マトリックスの屈折率とは異なる屈折率を有し、かつフレネル構造は前記フレネル層の片側に形成されている、請求項１９に記載のプロジェクションシステム。
【請求項２１】
垂直配向性を有する少なくとも一つのレンチキュラーレンズシートをさらに有する、請求項１〜２０のいずれかに記載のプロジェクションシステム。
【請求項２２】
前記投影スクリーンは、ブラックストライプをさらに有する、請求項２１に記載のプロジェクションシステム。
【請求項２３】
前記ブラックストライプは、共役π系を有する少なくとも一つの多環式有機化合物を含む棒状超分子によって形成された偏光材料を有する、請求項２２に記載のプロジェクションシステム。
【請求項２４】
前記投影スクリーンは、クロス−レンチキュラーレンズシートをさらに有する、請求項１〜２０のいずれかに記載のプロジェクションシステム。
【請求項２５】
画像を投影するための前記偏光は、少なくとも三つの基調色からなる、請求項１〜２４のいずれかに記載のプロジェクションシステム。
【請求項２６】
前記プロジェクターは、少なくとも一つの色の偏光を所定の方向に回転させるための少なくとも一つの偏光回転子をさらに有する、請求項２５に記載のプロジェクションシステム。
【請求項２７】
偏光手段を有する投影スクリーンであって、
前記偏光手段は、共役π系を有する少なくとも一つの多環式有機化合物を含む棒状超分子によって形成されたフィルムからなり、かつ、前記偏光手段の４０％視野角透過率の等値線が２以上のアスペクト比を有する、投影スクリーン。
【請求項２８】
前記アスペクト比は３．６以上である、請求項２７に記載の投影スクリーン。
【請求項２９】
光散乱素子をさらに備え、かつ前記偏光手段は前記光散乱素子上に形成されている、請求項２７または２８に記載の投影スクリーン。
【請求項３０】
反射防止コーティングまたは防眩コーティングをさらに有する、請求項２７〜２９のいずれかに記載の投影スクリーン。
【請求項３１】
前記フィルムは結晶構造を有する、請求項２７〜３０のいずれかに記載の投影スクリーン。
【請求項３２】
前記フィルムは、透過軸に沿った格子面間隔が３．４±０．３Åである構造を有する、請求項３１に記載の投影スクリーン。
【請求項３３】
前記有機化合物は複素環を含む、請求項２７〜３２のいずれかに記載の投影スクリーン。
【請求項３４】
前記フィルムはリオトロピック液晶から形成されている、請求項２７〜３３のいずれかに記載の投影スクリーン。
【請求項３５】
片側フレネル層をさらに有する、請求項２７〜３４のいずれかに記載の投影スクリーン。
【請求項３６】
前記片側フレネル層は、
マトリックス、
前記マトリックス内に埋め込まれた複数の粒子を有し、
前記粒子は前記マトリックスの屈折率とは異なる屈折率を有し、かつフレネル構造は前記フレネル層の片側に形成されている、請求項３５に記載の投影スクリーン。
【請求項３７】
垂直配向性を有する少なくとも一つのレンチキュラーレンズシートをさらに有する、請求項２７〜３６のいずれかに記載のプロジェクションシステム。
【請求項３８】
ブラックストライプをさらに有する、請求項３７に記載のプロジェクションシステム。
【請求項３９】
前記ブラックストライプは、共役π系を有する少なくとも一つの多環式有機化合物を含む棒状超分子によって形成された偏光材料を有する、請求項３８に記載のプロジェクションシステム。
【請求項４０】
クロス−レンチキュラーレンズシートをさらに有する、請求項２７〜３６のいずれかに記載のプロジェクションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、米国仮特許出願第６０／４８８,４８７号（２００３年７月１７日出願）に基づく優先権を主張するものであり、その開示内容は、この引用によりそっくり本明細書に記載されたものとする。
【０００２】
本発明は、総じて、プロジェクションシステムの分野に関する。より具体的には、本発明は、画像情報について液晶表示装置を用いる投影型スクリーンアセンブリおよびデジタルプロジェクションシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
現代の家庭用テレビジョン装置、映画館、およびプレゼンテーション装置は、しばしば、ビデオ画像または静止画像の映写のためにデジタルプロジェクションシステムを用いる。通常のプロジェクションシステムは、プロジェクターと投影型スクリーンを有する。デジタルプロジェクションのための最も有望な手段の一つは、液晶表示装置（ＬＣＤ）を画像形成装置として用いるものである。ＬＣＤは、各ピクセルについて入射光の偏光状態を選択的に調節することにより、画像をピクセルの配列として形成する。高解像度大面積ＬＣＤは、他の種類のアナログ装置よりも容易に製造することができる。加えて、薄くかつ軽量であることにより、プロジェクションシステムの一般的な携帯性および可搬性がもたらされる。特に、大面積の画像またはビデオの映写が必要なとき、ＬＣＤに基づくプロジェクションシステムは、多くの場合、製造および実際の使用がよりシンプルである。
【０００４】
通常の投影スクリーンは、典型的に、透明な媒体中に埋め込まれた透明または半透明の多孔性微粒子と、前記粒子の後ろに配置された反射材料とを含む。前記投影スクリーンは、実質的に入射光のすべてを反射する。すなわち、投影スクリーンは、画像源からの光と同様に周囲光も反射する。周囲光の一部は見る者に向かって反射されるため、特に周囲光の強度が比較的高い場所では、画像のコントラストおよび画像の見かけの輝度がしばしば下がる。
【０００５】
反射される画像の輝度を向上させるため、ガラスビーズなどの逆反射素子を含む投影スクリーンがある。前記逆反射素子は、スクリーンに入射した方向に周囲光を反射して戻すことができる。しかし、逆反射素子を導入すると、画像を見ることができる角度の範囲が狭くなる。というのも、画像形成光もまた再帰反射されるからである。さらに、周囲光の光源が見る者と同じ方向にあると、周囲光もまた画像形成光とともに見る者の方向に再帰反射され得る。
【０００６】
画像形成に使用される液晶表示装置の性質から、スクリーン上には単一の偏光状態の光が投射されるため、液晶プロジェクターによって生成される画像の輝度は、特に、相対的に低くなり得る。低い輝度の投影で投影スクリーンが周囲光を反射すると、画像のコントラストは顕著に低下し得る。従って、周囲光のコントラスト低下作用を抑えるため、液晶プロジェクターは、主に、周囲光のレベルが低い場所、例えば、カーテンで窓が遮蔽された部屋や人工照明を落とした部屋で使用される。しかし、このことは、映写の間、部屋にいる視聴者は、書いたものを見たり、ノートを取ったりすることが困難になり、望ましくない場合がある。
【０００７】
液晶プロジェクターに関する輝度とコントラストの問題を解決しようとする試みとして、反射材料と組み合わせて吸収型偏光子を用いることある。吸収型偏光材料を用いない通常のスクリーンで反射されるのと比べて、スクリーンに吸収型偏光子を組み込むことにより、周囲光の約半分が投影スクリーンに吸収され得る。
【０００８】
投影スクリーンに使用されるこの吸収型偏光材料は、第一の偏光状態を有する光を優先的に透過させ、第二の偏光状態を有する光を遮断する。次いで、その透過光は反射性材料によって逆に反射され、再度、吸収型偏光材料を透過させられる。従って、液晶プロジェクターは、単一の偏光状態の光（投影スクリーンによって優先的に反射される）を用いて画像を形成する。一方、周囲光は、通常、両方の偏光状態を有する光を含むため、投影スクリーンに入射する周囲光のかなりの部分が、反射されずに吸収される。その結果、吸収型偏光材料を用いる投影スクリーン上に液晶プロジェクターによって形成される画像のコントラストおよび見かけの輝度は、両方の偏光状態の光を反射する通常の投影スクリーンに比べて、向上し得る。
【０００９】
理想的な吸収型偏光材料は、第一の偏光状態を有する入射光すべてを透過させ、そして、第二の偏光状態の入射光すべてを吸収するものであるが、実際の吸収型偏光材料は、第二の偏光状態の光とともに、第一の偏光状態を有する入射光の少なくともある部分を吸収する。その結果、画像形成光のある部分は反射されずに吸収され、それにより、画像のコントラストおよび輝度が低下する。また、吸収型偏光材料を用いる投影スクリーンにおいて、この材料は反射板の前に配置される。この配置では、優先的に透過される第一の偏光状態を有する画像形成入射光は、見る者に達する前に、二回、吸収性材料を必ず通過する。各通過の際、吸収型偏光材料は、第一の偏光状態を有する光のかなりの部分を吸収し得、そのため、画像の輝度を低下させ得る。
【００１０】
上記問題のほか、拡散材料のような他の素子を含む吸収型偏光子を有する投影スクリーンは、そのようなさらなる素子が画像光の一部の偏光状態を変える場合、画像の輝度および／またはコントラストが低下する可能性がある。吸収型偏光材料によって吸収されるような状態に偏光状態が変わった一部の画像形成光は、視認者まで到達しなくなる。その結果、画像の輝度およびコントラストは低下する。
【００１１】
プロジェクションシステムは、通常、投影スクリーンが大きな視野角特性を有することを必要とする。この要求は、大きな部屋や屋外環境で使用される投影スクリーンに特に望まれる。投影スクリーンを視認する者の便宜から、より広い視野角は水平面において特に重要である。
【００１２】
ヨウ素含有有機偏光子から作られる従来の偏光投影スクリーンの共通する欠点は、視野角が小さいことである。この欠点は、ヨウ素含有有機偏光子の分子の棒状の形状に起因する。棒状分子の軸と一致する単一の方向に沿う偏光は、吸収される。前記方向から、光の偏光がずれれば、偏光吸収は急激に減少するようになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、相対的に高いレベルの周囲光の下、高いコントラストおよび広い視野角で画像を投影できる投影スクリーンを提供し、さらに、前記スクリーンを用いたプロジェクションシステムを提供する。本開示の投影スクリーンは、スクリーン上に形成された偏光手段を用いることにより望ましい組み合わせの効果をもたらすものであり、前記偏光手段は、共役π系を有する少なくとも一つの多環式有機化合物を含む棒状超分子によって形成されたフィルムをベースとするものであり、それにより、前記偏光手段の４０％視野角透過率の等値線は２以上のアスペクト比を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の図面は、本発明の概念および原理を例示することを目的としている。本発明は、以下に説明する添付の図面とともに本明細書を参照することにより、よりよく理解することができる。
【００１５】
光反射型の通常のプロジェクションシステムを図１に模式的に示す。前記システムは、デジタルプロジェクション装置１１および投影スクリーン１２を含む。投影スクリーン１２は、シート材料１３および前記シート材料の表面を覆う反射シート１４を有する。プロジェクター１１によってスクリーン１２上に投影される画像は、反射シート１４によって反射され、その結果、視聴者１５は画像を見ることができる。
【００１６】
上記通常のプロジェクションシステムは、暗室内のように、周囲光がスクリーン上に入射しないとき、高いコントラストの画像をスクリーン１２上に作ることができる。しかし、部屋において、周囲光源１６および／または室内灯１７のいずれかからの照明があるとき、スクリーン１２上の画像のコントラストは顕著に低下する。プロジェクション装置１１がカラー表示機能を有するとき、周囲光の影響は、画像のＲ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の色に対して特に顕著である。
【００１７】
特別な偏光手段をスクリーン上に付与することにより、そして、前記投影スクリーンと前記プロジェクションシステムにおけるプロジェクターとの相互の特別な配向により、コントラストおよび視野角の増加をもたらすことができる。
【００１８】
本発明の一態様を図２に示す。投影スクリーンは、基材２１（ポリマーフィルム）、拡散反射層２２、平坦化層２３、および偏光手段２４を含む。偏光手段２４は、共役π系を有する少なくとも一つの多環式有機化合物を含む棒状超分子によって形成されたフィルムをベースとするものであり、それにより、前記偏光手段の視野角透過率の等値線は２以上のアスペクト比を有する。一態様において、投影スクリーンは、フィルム２４上に配置される保護層２５および防眩（または反射防止）コーティング２６をさらに含む。他の態様において、投影スクリーンは、他のさらなる機能層および機能素子を含む。
【００１９】
棒状超分子は、前記偏光手段の透過軸にそって配列されている。超分子の形成条件としては、分子の共役芳香環同士の間にπ共役結合の発達した系が存在すること、および、前記分子の平面内に存在しかつ前記芳香系の結合に関係する基（例えば、アミン、フェノール、ケトンなど）が存在することである。前記分子および／またはそれら分子のフラグメントは、平面構造を有しており、かつ、溶液中で超分子を形成することができる。もう一つの条件は、超分子の積み重ねにおいて、π軌道が最大限重なっていることである。偏光手段を製造するための原料は、それらの物質のスペクトル特性を考慮して選ばれる。そのようなフィルム（結晶薄膜（thin crystal film（ＴＣＦ））とも呼ばれる）は、通常、透過軸に沿って３．４±０．３Åの典型的な格子面間隔を有する結晶構造を保持する。
【００２０】
ＴＣＦを得るために適当な芳香族多環式化合物は、一般式｛Ｒ｝｛Ｆ｝（式中、Ｒは、π電子系を特徴とする多環式フラグメントであり、Ｆは、非極性溶媒または極性溶媒（水性媒体を含む）に対する所定の化合物の溶解性を確保できる修飾官能基であり、かつｎは、官能基の数である）で表される。
【００２１】
ＴＣＦは、オプティバ社（Optive, Inc.）によって開発されたカスケード結晶化プロセス（Cascade Crystallization Process）と呼ばれる方法により得ることができる（P. Lazarev and M. Paukshto, Proceedings of the 7th International Workshop "Displays, Materials and Components" (Kobe, Japan, November 29-December 1,2000２), pp. 1159-1160）。ＷＯ０３／００７０２５（代理人事件番号７１２９６）、ＵＳ２００３-１５４９０９（代理人事件番号７１２９６）およびＵＳ２００４-０６７３２４（代理人事件番号７１９８３）は、カスケード結晶化プロセスを記載しており、それらの開示内容は、この引用によりそっくり本明細書に記載されたものとする。この方法によれば、適当な溶媒中に溶解されたそのような有機化合物は、コロイド系（リオトロピック液晶溶液）を形成し、そこにおいて分子は、前記系の動力学的単位を構成する超分子にまとめられている。この液晶相は、本質的に、前記系の秩序づけられた状態の前駆体であり、それから、結晶薄膜またはＴＣＦとも呼ばれる固体の異方性結晶フィルムが、その後の前記超分子の配向および溶媒の除去の工程を経て形成される。
【００２２】
得られる異方性ＴＣＦにおいて、分子平面は互いに平行であり、かつ、分子は、層の少なくとも一部において三次元結晶構造を形成する。製造技術の最適化により、単結晶フィルムの形成が可能になり得る。
【００２３】
ＴＣＦの厚みは、通常、約１μｍを超えない。フィルムの厚みは、塗布する溶液中の固体物質の含有量を変えることにより、そして、塗布する層の厚みを変えることにより、調節することができる。
【００２４】
適当なＴＣＦを製造するための原料は、前記偏光手段が主に無彩色を有しかつ前記偏光手段の４０％視野角透過率の等値線が２以上のアスペクト比を有するように、選ばれる。
【００２５】
種々の混合コロイド系であって、そのような混合物が共同で超分子を形成できるような混合コロイド系を用いることができる。溶液中でそのような複数の有機化合物を混合することにより、種々の組成の混合集合体が形成される。染料混合物についてのＸ線回折パターンの解析によれば、３．１〜３．７Åの範囲にある格子面間隔に対応する特徴的な回折ピークの存在により、超分子中の分子の充填状態について判断することができる。
【００２６】
上記偏光手段は、任意の種類の投影スクリーンに用いることができ、すなわち、正面投影型スクリーン（反射型スクリーン）、背面投影型スクリーン（透過型スクリーン）、および半透過型投影スクリーンに用いることができる。
【００２７】
一態様において、本発明による投影スクリーンは、異なる追加の層および素子を含む。例えば、図３に示す背面投影型スクリーンは、片側フレネル層３５をさらに含む。図３は、片側フレネル層を有する投影スクリーンの一態様を示しており、具体的な態様として、この示されたデザインは、基材３１（ポリマーフィルム）、拡散散乱層３２、平坦化層３３、および共役π系を有する少なくとも一つの多環式有機化合物を含む棒状超分子によって形成されたフィルムをベースとする偏光手段３４を含み、それにより、前記偏光手段の視野角透過率の等値線が２以上のアスペクト比を有する。このプロジェクションシステムは、高い安定性を示し、かつゴーストが補償されているかまたは解消されている。
【００２８】
片側フレネル層は、マトリックスおよび前記マトリックス中に埋め込まれた複数の粒子を含み、それらの粒子はマトリックスと異なる屈折率を有し、フレネル構造は前記フレネル層の片側に設けられている。
【００２９】
一態様において、背面投影型スクリーンは、レンチキュラーレンズシートを含むことができる。図４に示す具体的態様における背面投影型スクリーンは、フレネルレンズ４２、基材４１（散乱粒子を含むポリマーフィルム）、レンチキュラーレンズシート４３、ブラックストライプ４４（これは、交互に配置された透明領域と吸収領域とからなるフィルムである）、平坦化層４５、共役π系を有する少なくとも一つの多環式有機化合物を含む棒状超分子によって形成されるフィルムをベースとする偏光手段４６、および保護層４７からなる。
【００３０】
この系において散乱周囲光および多重反射光は、ブラックストライプ（ＢＳ）により遮断することができる。好ましくは、前記ブラックストライプは、図５に示すように、共役π系を有する少なくとも一つの多環式有機化合物を含む棒状超分子によって形成された偏光材料から製造される。この場合、ブラックストライプの透明領域は偏光手段として機能し、そして、ブラックストライプの吸収領域は光ノイズを遮断する。この背面投影型スクリーンの具体例は、フレネルレンズ５２、基材５１、レンチキュラーレンズシート５３、共役π系を有する少なくとも一つの多環式有機化合物を含む棒状超分子によって形成された異方性材料からなるブラックストライプ５４、および保護層５５からなる。
【００３１】
図６は、光束を示すレンチキュラーシートの斜視図である。レンチキュラーレンズを通過した光は、収束され、かつ水平に発散される。この発散した角度は、散乱角度に相当し、視野角として作用する。
【００３２】
前記レンチキュラーレンズシートおよびフレネルレンズを含む背面投影型スクリーンは、広い水平視野角、細かなピッチおよび高いコントラストを示す。しかし、背面投影型スクリーンの垂直視野角は、従来のスクリーンと同様、比較的狭い。垂直視野角を広げるための簡単な構成は、図７に模式的に示す、二つのレンチキュラーレンズシートは、一つのシート上において直角の配置で組み合わされているクロス−レンチキュラーレンズシートである。一つのシートのクロス−レンチキュラーレンズを用いれば、光学デザインによる制御の下、任意の方向の光束を得ることができる。クロス−レンチキュラーレンズシートは、上述した構造の任意のものにおいて使用することができる。
【００３３】
図８は、画像プロジェクター８２と組み合わせて正面投影型（反射型）スクリーン８１を用いるプロジェクションシステムを示す。図８には周囲光の光源８３も示されている。正面投影型スクリーン８１は、偏光手段８４および他の機能層（本図には示さず）を含む。偏光手段８４は、ある（第一の）偏光状態８５を有する光を優先的に透過させ、そして、異なる（第二の）偏光状態を有する光を吸収する。プロジェクター８２は、スクリーン８１に向けて偏光を投射することができ、スクリーン上に反射画像を形成する。いずれのＬＣＤ画像プロジェクターも、一つの偏光状態の光を用いて画像を生成させるが、他の種類のプロジェクターに対し、さらなる偏光手段を用いてもよい。
【００３４】
プロジェクター８２によって生成された偏光８５は、投影スクリーン８１から反射される。
【００３５】
図８に示す光源８３からの周囲光８６も、プロジェクター８２からの光８５に加えて、投影スクリーン８１上に入射する。周囲光源８３は太陽であり得、その場合、周囲光８６は、特定の偏光状態を有しておらず、ランダムに偏光されている。正面投影型スクリーン８１は、第一の偏光状態の光（周囲光の強度の約半分）を反射し、そして、第二の偏光状態を有する光を吸収する。
【００３６】
図９は、画像プロジェクター９２と組み合わせた、背面（透過）投影型スクリーン９１を用いるプロジェクションシステムを示す。周囲光の光源９３は、視聴者が投影スクリーン９１を観察する側に存在する。背面投影型スクリーン９１は、偏光手段９５を含む。偏光手段９５は、ある（第一の）偏光状態９６を有する光を優先的に透過させ、そして、異なる（第二の）偏光状態を有する光を吸収する。周囲光源９３は、偏光手段９５の透過軸に直交する、前記第二の偏光状態を有する光９７を発することが好ましい。プロジェクター９２は、スクリーン９１に向けて偏光を投射することができ、スクリーン上に透過画像を形成する。光源９３から投影スクリーン９１に入射する偏光された周囲光９７は、偏光手段９５に十分に吸収される。その画像は、フラッシュはないものとなる。
【００３７】
本発明によるプロジェクションシステムは、立体画像や他の特別な光学効果をもたらすために使用することができる。前記システムの動作原理を図１０および１１に示す。
【００３８】
図１０に示すプロジェクションシステムは、投影スクリーン１０１ならびに二つのプロジェクター１０２´および１０２´´を含む。投影スクリーン１０１は、偏光手段１０５および半透過性層１０４を含む。画像は、それぞれ同じ偏光状態を有する光１０６´および１０６´´を発するプロジェクター１０２´および１０２´´の両方によって作り出される。投影スクリーン１０１およびプロジェクター１０２´は、正面投影型システムとして機能している。投影スクリーン１０１およびプロジェクター１０２´´は、背面投影型システムとして機能している。プロジェクター１０２´および１０２´´の一方または両方は、色、強度などについて区別された画像を形成してもよい。
【００３９】
図１０には、プロジェクター１０２´と同じ投影スクリーン１０１の側に、周囲光の光源１０３も示されている。周囲光源１０３は、偏光手段１０５の透過軸に直交する、第二の偏光状態を有する光１０７を発することが好ましい。
【００４０】
図１１は、投影スクリーン１１１ならびに二つのプロジェクター１１２´および１１２´´を含むプロジェクションシステムを示す。投影スクリーン１１１は、二つの偏光手段１１５´および１１５´´を含み、これらは、投影スクリーン１１１と半透過性層１１４の対向する側から配置されている。偏光手段１１５´および１１５´´は、一致する透過軸を有する。
【００４１】
画像は、それぞれ同じ偏光状態を有する光１１６´および１１６´´を発するプロジェクター１１２´および１１２´´の両方によって作り出される。投影スクリーン１１１およびプロジェクター１１２´は、正面投影型システムとして機能している。投影スクリーン１１１およびプロジェクター１１２´´は、背面投影型システムとして機能している。プロジェクター１１２´および１１２´´の一方または両方は、色、強度などについて区別された画像を形成してもよい。
【００４２】
図１１にはさらに周囲光の光源１１３´および１１３´´が示され、それらは、投影スクリーン１１１の対向する側にある。これらの周囲光源は、偏光手段１１５´および１１５´´の透過軸にそれぞれに直交する、第二の偏光状態を有する光（１１６´および１１６´´）を照射することが好ましい。
【００４３】
プロジェクションシステムは、しばしば、比較的高いレベルの周囲光を有する場所で使用される。そのような場合、プロジェクションシステムは特別な部屋に設置することが好ましい（図１２）。そのプロジェクションシステムは、画像プロジェクター１２２と組み合わせた正面投影型スクリーン１２１を含む。周囲光の光源は、室内灯１２６と周囲光源１２３である。正面投影型スクリーン１２１は、偏光手段１２４を含む。偏光手段１２４は、ある（第一の）偏光状態１２５を有する光を優先的に透過させ、そして、異なる（第二の）偏光状態を有する光を吸収する。
【００４４】
プロジェクター１２２は、スクリーン１２１に向かって偏光を発射して、その上に反射画像を形成することができる。プロジェクター１２２により生じる偏光１０５は、投影スクリーン１２１から反射される。
【００４５】
室内灯１２６は、偏光手段１２４の透過軸に直行する、第二の偏光状態を有する光１２７´´を発することが好ましい。周囲光源１２３は太陽であり得、その場合、部屋の窓は、特別な周囲光を偏光する手段１２８を有する。その周囲光偏光手段は、偏光手段１２４の透過軸に直交する、第二の偏光状態を有する光１２７´を透過させるものである。さらに、この部屋の壁は、フラッシュを解消することができる特別なコーティング１２９を有することができる。
【実施例】
【００４６】
投影スクリーン上に配置される偏光手段は、共役π系を有するいくつかの多環式有機化合物を含む棒状超分子によって形成されたフィルムをベースとする。ＴＣＦ製造に使用される超分子の材料は、インダントロンならびにペリレンテトラカルボン酸およびナフタレンテトラカルボン酸のジベンゾイミダゾール誘導体をスルホン化した水溶性生成物の混合物をベースとする（名称Ｎ-０１５TM、Optiva Inc.）。
【００４７】
異方性の結晶層（ＴＣＦ）は、約１００ｎｍの厚みであり、常光および異常光に対してそれぞれｎo=１．５およびｎe=２．１の屈折率を有する。それは、Ｔ＝４０％の透過率、ＣＲ＝１６０のコントラスト比、Ｅp＝９９．４％の偏光効率、および単一偏光子についてのａ＝−２．４、ｂ＝２．８の色座標を有する。
【００４８】
ＴＣＦは、二つの吸収軸を有しており、従って、その視野角特性は、単一の吸収軸を有する通常の偏光子のそれと異なっている。さらに、Ｅ型偏光子の角度透過率の高い異方性のため、前記偏光子はスクリーンの用途に用いることが可能になっている。理想的な一軸Ｅ型偏光子によって覆われたスクリーンの視野角特性および理想的なＯ型偏光子によって覆われたスクリーンの視野角特性を図１３ａおよび１３ｂにそれぞれ示す。スクリーンの垂直方向は、偏光子の透過方向と平行である。その４０％透過率の等値線のアスペクト比は、Ｏ型偏光子に対して約１．４であり、Ｅ型偏光子に対して約４である。従って、スクリーンの上または下からくる偏光されていない周囲光は、前記Ｅ型偏光子によって十分に吸収される。垂直偏光がスクリーンに直交に入射する場合、その吸収は約２倍小さくなる。従って、そのようなスクリーンは、垂直偏光を発するプロジェクターとともに用いることができる。
【００４９】
図１４は、垂直偏光の光に対する投影スクリーンを示しており、そこにおいて、Ｚは、前記スクリーンに直交する軸であり、Ｙは、前記偏光子の透過方向に平行な垂直軸である。角度φおよびθは、垂直軸Ｚから測定されている。図１３ａは、６００ｎｍの二倍の厚みを有する一軸ＴＣＦＮ-０１５についての計算結果を示す。このスクリーンは、範囲（−４５°，＋４５°）において良好な水平視認性を有する。斜め入射について、垂直軸に対して２０°でも、周囲光の透過率は約半分に下がっている。
【００５０】
スクリーンの特性の測定を、Spectra-Pritchart光度計を用いて行った。それらの測定結果を表１に示す。偏光されていない周囲光において、スクリーンのコントラストは、偏光子のために増加している。暗所（弱い周囲光）において、偏光子は、スクリーンの性能について可視的欠陥のないものである。偏光スクリーンは、偏光プロジェクターとともに用いるとき、見やすくなる。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
本発明の特定の態様について以上に示してきたものは、例示と説明を目的とするものであり、本発明を完全に網羅するものでもなく、また、本発明を開示したそのものずばりの形態に限定しようとするものでもない。上述した開示に照らして多くの変更・修飾、具体例および変形例が可能であることは明らかである。本発明の技術的範囲は、添付した請求の範囲およびその均等の範囲によって規定すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】プロジェクションシステムの模式図である。
【図２】本発明の一態様による正面投影型スクリーンの断面図である。
【図３】本発明の一態様による背面投影型スクリーンの断面図である。
【図４】本発明の一態様によるレンチキュラーレンズシートを有する背面投影型スクリーンの断面図である。
【図５】本発明の一態様により棒状超分子によって形成された偏光材料から製造されたブラックストライプを有する背面投影型スクリーンの断面図である。
【図６】本発明の一態様によるレンチキュラーレンズシートを通過させられる光束を示す図である。
【図７】本発明の一態様によるクロス−レンチキュラーレンズシートを通過させられる光束を示す図である。
【図８】本発明の一態様による正面投影型スクリーンを有するプロジェクションシステムを示す図である。
【図９】本発明の一態様による背面投影型スクリーンを有するプロジェクションシステムを示す図である。
【図１０】本発明の一態様による半透過型投影スクリーンを有するステレオプロジェクションシステムを示す図である。
【図１１】本発明の一態様による半透過型投影スクリーンを有するステレオプロジェクションシステムを示す図である。
【図１２】特別なデモンストレーションルームに配置された正面投影型スクリーンを有するプロジェクションシステムを示す図である。
【図１３】超分子によって形成されたフィルムの視野角透過率の等高線図（ａ）および通常のＯ型偏光子の視野角透過率の等高線図（ｂ）を示す。
【図１４】本発明の一態様により垂直偏光の出力光を伴う投影スクリーンを示す図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年12月15日(2005.12.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３７】
垂直配向性を有する少なくとも一つのレンチキュラーレンズシートをさらに有する、請求項２７〜３６のいずれかに記載の投影スクリーン。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３８】
ブラックストライプをさらに有する、請求項３７に記載の投影スクリーン。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３９】
前記ブラックストライプは、共役π系を有する少なくとも一つの多環式有機化合物を含む棒状超分子によって形成された偏光材料を有する、請求項３８に記載の投影スクリーン。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４０】
クロス−レンチキュラーレンズシートをさらに有する、請求項２７〜３６のいずれかに記載の投影スクリーン。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
プロジェクター１２２は、スクリーン１２１に向かって偏光を発射して、その上に反射画像を形成することができる。プロジェクター１２２により生じる偏光１２５は、投影スクリーン１２１から反射される。
【国際調査報告】
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