(57)【要約】      （修正有）【課題】多人数が同時に、様々な角度から見ることができる立体映像装置、およびそれを用いた家電製品を提供する。【解決手段】（Ａ）二光子吸収化合物、（Ｂ）前記二光子吸収化合物を保持する領域、（Ｃ）前記保持領域を走査する光を発する光源を備え、前記（Ａ）の二光子吸収断面積が１×１０４ＧＭ以上である二光子吸収化合物のクロロホルム溶液をフッ化ガラスでできた容器に充填しレーザ照射を行うと、焦点で発光が確認される。この発光体に対し、ｘｙｚ軸で走査可能なレーザ光源を用いてレーザ照射し、発光による画像を表示する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）二光子吸収化合物、（Ｂ）前記二光子吸収化合物を保持する領域、（Ｃ）前記保持領域を走査する光を発する光源を備え、前記（Ａ）の二光子吸収断面積が１×１０３ＧＭ以上である立体映像装置。
【請求項２】
前記（Ａ）の二光子吸収断面積が１×１０４ＧＭ以上である請求項１に記載の立体映像装置。
【請求項３】
前記（Ｃ）が、レーザー光源である請求項１又は２に記載の立体映像装置。
【請求項４】
前記（Ｃ）が、集光レーザー光源である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の立体映像装置。
【請求項５】
前記（Ｃ）が、３種類以上のレーザー光源を有する請求項１又は２に記載の立体映像装置。
【請求項６】
前記（Ｃ）が、３種類以上の集光レーザー光源を有する請求項１又は２に記載の立体映像装置。
【請求項７】
前記（Ｂ）の領域が液体である請求項１乃至６のいずれか一項に記載の立体映像装置。
【請求項８】
前記（Ｂ）の領域が固体である請求項１乃至６のいずれか一項に記載の立体映像装置。
【請求項９】
前記（Ｂ）の領域が、重合性化合物によって重合された固体である請求項８に記載の立体映像装置。
【請求項１０】
前記（Ｂ）の領域に、発光の為のドーパントを含有する請求項１乃至９のいずれか一項に記載の立体映像装置。
【請求項１１】
前記（Ａ）が、２種類以上の二光子吸収化合物の混合物である請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の立体映像装置。
【請求項１２】
前記（Ａ）が、３種類以上の二光子吸収化合物の混合物である請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の立体映像装置。
【請求項１３】
前記（Ａ）が、芳香族複素環構造を有する二光子吸収化合物である請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の立体映像装置。
【請求項１４】
前記（Ａ）が、ポルフィリン骨格を有する二光子吸収化合物である請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の立体映像装置。
【請求項１５】
前記（Ａ）が、分子内に光子吸収部位以外に発光部位をもつ二光子吸収化合物である請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の立体映像装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の立体映像装置を有するプロジェクタ。
【請求項１７】
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の立体映像装置を有する家電製品。
【請求項１８】
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の立体映像装置を有するパーソナルコンピューター。
【請求項１９】
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の立体映像装置を有するテレビ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二光子吸収化合物を用い、立体映像を表示する装置に関する。更に詳しくは、より安全に、かつより高精細な立体映像を表示できる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、３Ｄプリンターを始めとする立体造形技術は急激な進展を遂げており、特に注目を集めいている技術の一つである。しかし、それを設計するコンピューター用の映像装置等は２Ｄであり、その特性を十分に発揮させるため３Ｄ映像技術の進展が望まれている。
【０００３】
また、液晶カラーテレビ等のディスプレイ等においては、左右の目に視差を考慮した別々の平面画像を提示する方式が提案されているが、目の疲労、特殊な眼鏡の装着が必要、視点を変化させたときに像が変化してみえてしまう等、表示方式に応じた固有の問題を抱えており、充分に普及するに至っていない。
【０００４】
立体をより忠実に表示する為に、ホログラフィが提案されている。これは光の回折、干渉を用い、物体光を記録、再生する技術であり、理想的な３Ｄ画像表示装置として注目されている。しかし、物体光を再現する為の情報量は膨大であり、リアルタイム動画像表示が困難、フルカラー化が困難といった課題を有している。また、ホログラフィは映像の裏側を見ることはできず、同時に多人数が３６０°異なる角度から映像をみることはできない。
【０００５】
以上のように、３Ｄ技術の進展に伴い、立体映像装置の進展も期待を集めているが、充分に要求を満たすものは実現していないのが現状である。
【０００６】
これらの課題を解決する為に、特許文献１において、２光子吸収物質を含む発光領域を有する３次元ディスプレイが開示されている。しかし、特許文献１においては、二光子吸収化合物に関する具体的な記載はない。また例示されている化合物（４，７−ビス（４−Ｎ，Ｎ−ジアリルアミノフェニル）−２，１，３−ベンゾチアゾール類、２，５−ビス（４’−ジメチルアミノシンナミリデン）シクロペンタノン）を用いた場合には、非常に高強度の光源が必要になり、家電等に使用することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１６３８９７号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０００，１２２，９５００−９５１０
【０００９】
【非特許文献２】Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  Ｏｐｔｉｃｓ，Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｏｐｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．３４，ｐｐ．１７９−１８２
【００１０】
【非特許文献３】Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００３，１２５，１３３５６−１３３５７
【００１１】
【非特許文献４】Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．２００１，４０，Ｎｏ．１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記事情に鑑み、本願ではより高精細であり、同時に多人数が３６０°異なる角度から映像を見ることができる立体映像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、鋭意検討の結果、（Ａ）二光子吸収化合物、（Ｂ）前記二光子吸収化合物を保持する領域、（Ｃ）前記保持領域を走査する光を発する発光源を備え、前記（Ａ）の二光子吸収断面積が１×１０３ＧＭ以上である立体映像装置が上記課題を解決するものであることを見出し本発明に至ったものである。
【００１４】
すなわち本発明は、下記の１）〜１８）に関するものである。
１）
（Ａ）二光子吸収化合物、（Ｂ）前記二光子吸収化合物を保持する領域、（Ｃ）前記保持領域を走査する光を発する光源を備え、前記（Ａ）の二光子吸収断面積が１×１０３ＧＭ以上である立体映像装置。
２）
上記（Ａ）の二光子吸収断面積が１×１０４ＧＭ以上である上記１）に記載の立体映像装置。
３）
上記（Ｃ）が、レーザー光源である上記１）又は２）に記載の立体映像装置。
４）
上記（Ｃ）が、集光レーザー光源である上記１）乃至３）のいずれか一項に記載の立体映像装置。
５）
上記（Ｃ）が、３種類以上のレーザー光源を有する上記１）又は２）に記載の立体映像装置。
６）
上記（Ｃ）が、３種類以上の集光レーザー光源を有する上記１）又は２）に記載の立体映像装置。
７）
上記（Ｂ）の領域が液体である上記１）乃至６）のいずれか一項に記載の立体映像装置。
８）
上記（Ｂ）の領域が固体である上記１）乃至６）のいずれか一項に記載の立体映像装置。
９）
上記（Ｂ）の領域が、重合性化合物によって重合された固体である上記８）に記載の立体映像装置。
１０）
上記（Ｂ）の領域に、発光の為のドーパントを含有する上記１）乃至９）のいずれか一項に記載の立体映像装置。
１１）
上記（Ａ）が、２種類以上の二光子吸収化合物の混合物である上記１）乃至１０）のいずれか一項に記載の立体映像装置。
１２）
上記（Ａ）が、３種類以上の二光子吸収化合物の混合物である上記１）乃至１０）のいずれか一項に記載の立体映像装置。
１３）
上記（Ａ）が、芳香族複素環構造を有する二光子吸収化合物である上記１）乃至１２）のいずれか一項に記載の立体映像装置。
１４）
上記（Ａ）が、ポルフィリン骨格を有する二光子吸収化合物である上記１）乃至１３）のいずれか一項に記載の立体映像装置。
１５）
上記（Ａ）が、分子内に光子吸収部位以外に発光部位をもつ二光子吸収化合物である上記１）乃至１４）のいずれか一項に記載の立体映像装置。
１６）
上記１）乃至１５）のいずれか一項に記載の立体映像装置を有するプロジェクタ。
１７）
上記１）乃至１５）のいずれか一項に記載の立体映像装置を有する家電製品。
１８）
上記１）乃至１５）のいずれか一項に記載の立体映像装置を有するパーソナルコンピューター。
１９）
上記１）乃至１５）のいずれか一項に記載の立体映像装置を有するテレビ。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、見る方向に制限が無い為、多人数が同時に、様々な角度から見ることができる立体映像装置が提供される。これによって、３Ｄプリンターを始めとする立体造形技術等の更なる発展に寄与するものと考えられる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
[（Ａ）二光子吸収化合物]
本発明の立体映像装置は、（Ａ）二光子吸収化合物を備える。
この化合物は、２つの光子を吸収して基底状態から励起状態へ遷移する化合物である。この二光子吸収化合物は、一光子励起波長よりも低エネルギーの波長の光を用いて、２つの光子を１つの分子に当てることにより励起させることができる。一般的には、一光子励起波長の２倍程度の波長が用いられるが、それに限定されることはない。
２つの光子が１個の分子に同時に当たる確率は、光子密度の２乗に比例する。従って、３次元空間においては、光をレンズで集光した焦点の光子密度の高い領域でのみ２光子吸収が起こり、焦点から外れた領域では光子密度が弱い為に２光子吸収が起こらない。この特性を利用することにより、空間内部の１点のみで励起を起こし、発光を得ることが可能である。
また同様に、２種類の光源から発した光子を１点で衝突させる方式（ダブルビーム方式）を用いても、正確に空間座標を特定することができ、本技術に有効に用いられる。
但し、技術的難易度の高さから前者の方が好ましい。すなわち集光レンズ等を用いて光を集光して座標を特定する方式である。
【００１７】
上記（Ａ）二光子吸収化合物は、二光子吸収断面積が１×１０３ＧＭ以上である。
ここで二光子吸収断面積は、二光子励起効率を表すもので１ＧＭ＝１０−５０ｃｍ  ｓ  ｐｈｏｔｏｎ−１  ｍｏｌｅｃｕｌｅ−１として定義されている。
この二光子吸収断面積は、二光子誘起蛍光法やＺスキャン法で測定することができるが、本明細書においては二光子吸収断面積は、Ｚスキャン法で測定するものとする。なおレーザーはフェムト秒レーザーを用いる。
また二光子吸収断面積は、測定する波長によって異なる数値を示す。しかし、二光子吸収化合物を使用する場合、化合物毎に効果的に二光子励起を起こす波長を選択して用いる為、測定する波長も化合物毎に異なり、効率的に二光子吸収を起こす波長、すなわち最も吸収の大きい波長を用いる。ただし、映像表示装置用に用いる為、エネルギーの大きい短波長の光はあまり好ましくない。従って、例えば７８０ｎｍでの測定によって、１×１０３ＧＭ以上を示す化合物が最適である。
（Ａ）の二光子吸収断面積は、更に好ましくは１×１０４ＧＭ以上であり、特に好ましくは５×１０４ＧＭである。
二光子吸収断面積が１×１０３ＧＭ以上である二光子吸収化合物としては、π共役拡張化合物、複素環化合物、大環状π共役化合物等が挙げられる。
例えば一般的な化合物例を挙げると、
フタロシアニン、ポルフィラジンなどのポルフィリン系化合物（Ｊ．Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｏｔｏｂｉｏｌｏｇｙ Ａ：Ｃｈｅｍ，  １７８（２００６）  １４０−１４９；Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．，  ２００４，６，７−１０；  Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２００３，  １２５，  １３３５６−１３３５７；  Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ａ  ２００５，１０９，２９９６−２９９９）、スチルベン（Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，  ２９８  （１９９８）  １−６；Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，  ３５６（２００２）４６２−４６８；Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．２００１，４０，Ｎｏ．１１；Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２０００，  １２２， ９５００−９５１０）、ポリメチン（Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  Ｏｐｔｉｃｓ，Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｏｐｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．３４，ｐｐ．１７９−１８２）、シアニン、イソシアニン（Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ，３２０（２００６）１１８−１２４）、メロシアニン、ジアリールエテン、オキソノール等のメチン系化合物、ジフェニルメタン系化合物、トリフェニルメタン系化合物、キサンテン系化合物、チオキサンテン系化合物、アゾ系化合物（Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ａ  ２００７，１１１，６２２２−６２２４）、アゾメチン系化合物、アザメチン系化合物、テトラチアペンタレン・テトラチアフルバレン系化合物（Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，  ３２１（２０００）４９１−４９７）、アクリジン系化合物、キノキサリ・フェナジン、ナフタジンなどアジン系化合物、チアジン系化合物、キノリン系化合物などが挙げられる。またアントラセン、ナフタセン、アントラキノン、インダンスレン、キナクリドン、ジケトピロロピロール、インジゴ、ペリレン、ペリノン、ナフタルイミドオキサジン、キノフタロン、インドリノン等の縮合多環化合物が挙げられる。これらのうち、好ましくは、ポルフィリン系、メチン系、縮合多環化合物が挙げられる。また上記に挙げた化合物の会合体（例えばＪ会合体、Ｈ会合体など）、金属錯体、ダイマー、トリマーなどのオリゴマー系やポリマー系化合物であっても良い。
好適な例を具体的に示すと、例えば以下の一般式（１）〜（４）で表される化合物等である。
【化１】
2016075779.tif 000002
（上記式（１）中、Ｒ１〜Ｒ１０はそれぞれ独立して、Ｃ１〜Ｃ２０の直鎖、分岐、環状のアルキル基を表す）
【化２】
2016075779.tif 000003
（上記式（２）中、Ｒ１１〜Ｒ１４はそれぞれ独立して、Ｃ１〜Ｃ５の直鎖、分岐、環状のアルキル基を表す）
【化３】
2016075779.tif 000004
（上記式（３）中、Ｒ１５〜Ｒ１８はそれぞれ独立して、Ｃ１〜Ｃ２０の直鎖、分岐、環状のアルキル基を表す）
【化４】
2016075779.tif 000005
（上記式（４）中、Ｒ１９〜Ｒ２６はそれぞれ独立して、Ｃ１〜Ｃ２０の直鎖、分岐、環状のアルキル基を表す）
【００１８】
また、上記（Ａ）二光子吸収化合物とし、好ましい例は、芳香族複素環構造を有する二光子吸収化合物である。π共役と窒素の存在が二光子吸収断面積の向上に貢献する上、ドーパント等による発光も可能になる為である。
含窒素芳香族環構造を有する二光子吸収化合物のうち、特に好ましくはポルフィルン骨格、又はチオフェン骨格を有する場合である。
【００１９】
二光子吸収化合物はそれ自体発光するものもあり、本願発明においては好ましく用いられるが、そうでない二光子吸収化合物を用いる場合や、より効率的に発光を起こす為に、例えば、二光子吸収化合物を化学修飾する方法や、ドーパントを利用する方法がある。
【００２０】
ドーパントを利用する方法とは、二光子吸収化合物の周囲にドーパントを配置し、ドーパントから光を取り出す方法である。この方法も、ドーパントに対してエネルギーを移動する点で上記発光部位の方法と似ているが、分子外、すなわち化学的に結合していない別化合物から発光を得る点において異なる。ドーパントとしては、例えば有機ＥＬ素子の発光用ドーパントに用いられている化合物等を用いることができる。これらドーパントの具体例としては、先の二光子吸収材料のメチン系化合物や縮合多環化合物、有機金属錯体化合物またイリジウム錯体を中心とした燐光材料などが挙げられる。
【００２１】
[（Ｂ）前記二光子吸収化合物を保持する領域]
本発明の立体映像装置は、（Ｂ）前記二光子吸収化合物を保持する領域を備える。
この領域は気体であっても、液体であっても、固体であっても良い。
この領域が気体の場合、密封された領域に上記（Ａ）二光子吸収化合物を気体として、又は微粉体として浮遊させて製造する。この場合、例えば窒素のような他の気体を一緒に封入しても良い。また上記ドーパントを用いる場合には、同様にして浮遊させることもできる。
この領域が液体の場合、必須ではないが、媒体を用いるのが好ましい。例えば水、アルコール、その他有機溶剤や樹脂等である。この場合、これらの中に上記（Ａ）二光子吸収化合物を溶解させ、又は分散して製造する。
この領域が固体の場合、硬化性樹脂等を硬化させたものが好ましい。この場合には、硬化性樹脂中に上記（Ａ）二光子吸収化合物を溶解させ、又は分散させ、その後熱又は光によって硬化性樹脂を硬化して製造される。硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂組成物、アクリル樹脂組成物、メタクリル樹脂組成物やそれらの混合物があげられる。
上記のうち、（Ｂ）としては、液体又は固体である場合が好ましく、液体である場合が更に好ましい。
またこの領域に、３原色の画素を配置しても良い。この方式は、前記二光子吸収化合物を含有す液体（周辺は透明材料で囲まれている）や固体（周辺が透明材料で囲まれていても良い）を１ピクセルとして積み上げ、（Ｂ）領域とする方式である。
【００２２】
[（Ｃ）前記保持領域を走査する光を発する光源]
本発明の立体映像装置は、（Ｃ）前記保持領域を走査する光を発する光源を備える。この光源としては、以下の２つの方式が可能である。なお、高い空間コヒーレンス性をもつことから、この光源としてはレーザーを使用するのが好ましい。
[１．１つの光源からの光で１つの点を発光させる方式]
光源から発した光を集光レンズで集光することによって、任意の空間にエネルギーを集中させることができる。この方式では１つの光源から発した光によって１つの点を発光させ、走査によって数万〜数千万の画素を形成することができる。
[２．２つの光源からの光で１つの点を発光させる方式]
２つの光源から発した２種類の光を１点で交差させることによって、任意の空間に発光点を形成することができる。
本発明において上記１．又は２の方式はいずれであっても良いが、１．１つの光源からの光で１つの点を発光させる方式である場合が好ましい。
本発明の立体映像装置をフルカラー立体映像装置として使用する為に、少なくとも３種類の光源を用いる方式が好ましい。
【００２３】
本発明の、立体映像装置は、立体画像を簡便に得ることができる。特に左右の目に視差を考慮した別々の平面画像を提示する方式等に比べ自然な立体感を再現することができる。また、二光子吸収材料と光源を複数使用することにより、フルカラー化も可能である。従って、臨場感のある３Ｄテレビのみならず、医師の問診や遠方で暮らす家族の対話の場になりうるテレビ電話にも有用である。また、インターネットショッピング用等に用いられるモニターや立体構造体の設計に用いるモニター等パーソナルコンピューター用モニターとしても非常に有用である。また、スクリーンを必要としないプロジェクタとしても使用できる。
【実施例】
【００２４】
以下、合成例、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。なお、特別の記載のない限り、本文中「部」及び「％」とあるのは質量基準である。
また二光子吸収発光の評価は、下記式（５）〜（８）で表される化合物をクロロホルムに溶解させ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーの１０６４ｎｍのレーザーパルスを照射して行った。
【００２５】
[実施例１]
下記式（５）で表される二光子吸収化合物のクロロホルム溶液（１×１０−２Ｍ）をフッ化物ガラスでできた容器に充填し、上記の方法でレーザー照射を行うと、焦点で発光が確認される。
なお下記式（５）で表される化合物は、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０００，１２２，９５００−９５１０のＳＵＰＰＯＲＴＩＮＧ  ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ  を追試することで得た。
【化５】
2016075779.tif 000006
【００２６】
[実施例２]
下記式（６）で表される二光子吸収化合物のクロロホルム溶液（１×１０−２Ｍ）をフッ化物ガラスでできた容器に充填し、上記の方法でレーザー照射を行うと、焦点で発光が確認される。
なお下記式（６）で表される化合物は、Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  Ｏｐｔｉｃｓ，Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｏｐｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．３４，ｐｐ．１７９−１８２を追試することで得た。
【化６】
2016075779.tif 000007
【００２７】
[実施例３]
下記式（７）で表される二光子吸収化合物のクロロホルム溶液（１×１０−２Ｍ）をフッ化物ガラスでできた容器に充填し、上記の方法でレーザー照射を行うと、焦点で発光が確認される。
なお下記式（７）で表される化合物は、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．２００１，４０，Ｎｏ１１  を追試することで得た。
【化７】
2016075779.tif 000008
【００２８】
[実施例４]
下記式（８）で表される二光子吸収化合物のクロロホルム溶液（１×１０−２Ｍ）をフッ化物ガラスでできた容器に充填し、上記の方法でレーザー照射を行うと、焦点で発光が確認される。
なお下記式（８）で表される化合物は、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００３，１２５，１３３５６−１３３５７を追試することで得た。
【化８】
2016075779.tif 000009
【００２９】
[実施例５]
上記式（８）で表される二光子吸収化合物のクロロホルム溶液（１×１０−２Ｍ）に、１ｗ％のドーパント剤を添加して、フッ化物ガラスでできた容器に充填し、上記の方法でレーザー照射を行うと、焦点で発光が確認される。
【００３０】
[実施例６]
上記式（８）で表される二光子吸収化合物を１０ｗ％の濃度で透明エポキシ樹脂組成物（ＴＩＡＢＲＩＧＨＴ  日本化薬製）に溶解させる。この混合物を１２０℃２時間で硬化する。これに対し上記の方法でレーザー照射を行うと、焦点で発光が確認される。
【００３１】
[実施例７]
上記実施例１で得られる発光体に対し、ｘｙｚ軸で走査可能なレーザー光源を用いて、レーザーを走査して照射する。これにより、発光による画像を表示することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明によれば、見る方向に制限が無い為、多人数が同時に、様々な角度から見ることができる立体映像装置が提供される。これによって、３Ｄプリンターを始めとする立体造形技術等の更なる発展に寄与するものと考えられる。