JP2004522204A

JP2004522204A - 偏光方向を調整するための手段と透過散乱システムとを有する投影装置

Info

Publication number: JP2004522204A
Application number: JP2003505707A
Authority: JP
Inventors: ヴァアンアドリアヌスヨットエスエムデ
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2004-07-22
Also published as: EP1402315A1; US20020191155A1; TW587194B; DE60207076D1; US6715879B2; DE60207076T2; EP1402315B1; ATE308772T1; WO2002103452A1; CN1516824A; KR20030026338A

Abstract

【課題】多くの光が、スクリーンによって正面に直接放出される場合に、他の方向で観察出来る光量が、視覚角度に強く依存するという従来技術の欠点を、解決した投影装置を提供すること。
【解決手段】投影装置は、偏光された光で投影すべき光ビーム（３，１３）を提供するための投影機（１）を有する。偏光方向を変えるための手段（４）は、投影機（１）と透過投影スクリーン（２）との間に、構成される。透過投影スクリーン（２）は、偏光散乱層（９）を有する。偏光方向を変えるための手段（４）によって偏光方向を変える程度は、調整可能である。偏光方向を変える程度と、従って、透過投影スクリーン（２）内の散乱の程度は、偏光方向を変えるための手段（４）に結合された調整手段（１０，１１，１２）によって、調整可能である。偏光方向を変えるための手段は、調整可能な液晶素子（４）を有することが、好ましい。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏光された光で投影される光ビームを提供するための投影機と、偏光方向を変えるための手段と、透過投影スクリーンと、を有する投影装置であって、偏光方向を変えるための当該手段が、投影機と透過投影スクリーンとの間に配置されている、投影装置に関する。
【０００２】
本発明は、偏光された光で投影される光ビームを提供するための投影機と、偏光方向を変えるための手段と、透過投影スクリーンと、を有する投影装置内で、投影スクリーンの散乱を調整する方法であって、偏光方向を変えるための当該手段が、投影機と透過投影スクリーンとの間に配置されている方法にも関する。
【０００３】
【従来の技術】
このような装置と方法は、米国特許５，６９４，２４５から知られている。この特許には、偏光方向を変えるための手段によって、光ビームの投影方向が、予め定められた固定角度回転することが記載されている。
【０００４】
透過投影スクリーンは、スクリーンの後ろの位置からの映像を投影し、かつその映像を、スクリーンの正面の位置から視覚することを目的とする。このようなスクリーンは、スクリーンの後方の投影機から散乱層上に投影される光を、正面側でより多くの方向に散乱させるための散乱層を有する。スクリーン上の映像の可視性と輝度を向上させるため、黒い縞と、スクリーンの正面側のレンチキュラーレンズ素子が、従来使われてきた。このようなスクリーンの散乱、すなわち、スクリーンの垂線からそれた方向に放出される光の量は、視覚者が位置していると、投影装置の設計者が予想する場所（通常はスクリーンの真正面）に、大半が、導かれるように構成されている。従って、スクリーンは、スクリーンの真正面で最も明るい映像が視覚可能となるように、組み立てられる。逆に見れば、スクリーンを真正面からある角度離れて視覚すると、スクリーンを真正面から視覚する場合よりも、スクリーンの輝度は、低くなる。
【０００５】
多くの光が、スクリーンによって正面に直接放出される場合、これは、自ずと、他の方向で観察可能な光量が、視覚角度に強く依存するということになる。このような視覚角度依存性を容認することが出来ないので、このような装置（例えば、ワイドスクリーンのテレビ）を購入しない人々がいる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、上述の欠点を解決した投影装置を提供することである。
【０００７】
このために、本発明による投影装置は、透過投影スクリーンが、偏光散乱層を有することと、偏光方向を変えるための手段の偏光方向を変える程度が、調整可能であることと、この偏光方向を変えるための手段に結合された調整手段が、偏光方向を変える程度を調整するために設けられていることと、
を特徴とする。
【０００８】
これによって、散乱の程度と、従って、投影すべき光ビームの偏光方向と、を調整することによって、光が、各ピクセルから投影スクリーンを離れる際に、複数の方向に向かう程度を調整可能にすることが、達成される。従来技術から知られているように、散乱の程度が小さいことが望ましい場合、偏光散乱層によって、最大限妨害されない程度に光が透過するように、投影すべき光ビームの偏光方向は、選択されるであろう。しかしながら、スクリーンの広い領域において、輝度の変化が最小で、かつ、投影スクリーン上の映像を視覚する角度の関数としての変化が最小であるスクリーンが、必要である場合には、偏光散乱層で散乱が大量に発生するように、投影すべき光ビームの偏光方向は、偏光方向を変える調整手段により調整すべきである。
【０００９】
偏光散乱層自体は、とりわけ、米国特許５，９００，９７７と日本の公開特許出願０７／３３３４２８から知られているので、本明細書においては、更なる説明は、全く不要であろう。
【００１０】
本発明による投影装置の好ましい実施例は、前記透過投影スクリーンが、偏光散乱層を有することと、前記偏光方向を変えるための前記手段の、前記偏光方向を変える前記程度が、調整可能であることと、前記偏光方向を変えるための前記手段に結合された調整手段が、前記偏光方向を変える程度を調整するために設けられていることと、を特徴とする。
【００１１】
液晶は、偏光方向を変えることに適しており、偏光方向を変える程度は、液晶素子全体の電界の強度によって、液晶内でも容易に調整可能である。
【００１２】
このために、本発明による方法は、偏光散乱層を有する透過投影スクリーンが、使用されることと、前記偏光方向を変えるための調整可能な手段が、使用されることと、投影される前記光ビームの前記偏光方向が、前記偏光方向を変えるための前記調整可能な手段によって調整されることと、を特徴とする。
【００１３】
これによって、輝度を大幅に低下させることなく、簡単な方法、すなわち、偏光方向を変えるための手段を調整することによって、投影スクリーンを視覚出来る視覚角度を調整可能にすることが、達成される。
【００１４】
本発明のこれらの態様と他の態様は、以下に説明する実施例を参照することによって明らかとなり、かつ解明されるであろう。
【００１５】
【発明を実施するための形態】
図において、参照番号１は、参照番号１３と３が付されている投影される光ビームにより、投影スクリーン２上に映像を投影するための公知の投影機を示す。調整可能な液晶４は、投影スクリーン２と投影機１との間に配置されている。投影スクリーン２上の映像は、視覚者によって視覚可能であり、視覚者の１方の目が、参照番号５によって示されている。投影スクリーン２は、公知のレンチキュラーレンズ６と、散乱スクリーン７と、フレネルレンズ（Ｆｒｅｓｎｅｌｌｅｎｓ）８とを有する。本発明によると、偏光散乱層９が、フレネルレンズ８と散乱スクリーン７との間に設けられている。偏光散乱層自体は、例えば、米国特許５，９００，９７７と日本の公開特許出願０７／３３３４２８から知られている。
【００１６】
液晶素子４は、個別には図示されていない電極を、公知の態様で有する。これらの電極は、線１０により、公知の調整手段１２によって所望の電圧に調整することが出来る電圧源１１に接続されている。
【００１７】
投影機１と液晶素子４との間の光ビーム１３からの光は、公知の方法で偏光される。矢印１４によって線図的に示されているように、ビーム３の偏光方向は、液晶素子４全体に電圧源１１によって線１０を介して印可される電圧に応じて、ビーム１３の偏光方向に対する所定の角度、回転する。
【００１８】
電圧源１１によって線１０を介して液晶素子４に印加される電圧は、ノブ、スライダ、プログラム可能な装置の出力信号などのような公知の調整手段１２によって、調整可能である。
【００１９】
投影スクリーン２に偏光散乱層９が存在しない場合、スクリーン７とレンチキュラーレンズ６を通る大半の光は、投影スクリーン２を離れる際、多かれ少なかれ前方に向かう。この結果、視覚角度、すなわち、スクリーン上の映像を充分な輝度を保って視覚することが出来る角度は、相対的に小さくなる。
【００２０】
視覚角度を増やすためには、より大きな程度の散乱を、投影スクリーン２で発生させるべきである。この散乱は、調整可能であることが好ましい。これは、投影機１と投影スクリーン２との間に配置された、偏光方向を変えるための手段４と共に、投影スクリーン２に偏光散乱層９を使用することによって、達成される。
【００２１】
偏光散乱層９は、実質上変化しない第一偏光方向を有する光を通過させ、かつ、第一偏光方向に対して垂直な第二偏光方向の光を、非常に大きな程度散乱させる。
【００２２】
液晶素子４全体の電圧を調整することによって、ビーム３の偏光方向を、偏光散乱層９が透明になる偏光方向、または、偏光散乱層９が可能な限り光を散乱させる偏光方向、または、これらの方向の中間にある偏光方向に、対応させることが可能である。
【００２３】
前述の説明においては、液晶素子４全体の電圧の調整手段は、手段１２として示されている。液晶素子４全体の電圧は、電圧源１１に応じて、連続的または段階的に調整可能である。
【００２４】
前述の説明においては、液晶素子４は、偏光方向を変えるための手段の例として説明されている。しかしながら、本発明の範囲内では、ビーム１３の偏光方向を、ビーム３の偏光方向に変えるための他の手段、例えば、クォータ・ラムダ・プレート（ｑｕａｒｔｅｒ−ｌａｍｂｄａｐｌａｔｅｓ）などと組み合わせ、または組み合わせていない何れかの回転可能な鏡表面が、当業者に知られている。
【００２５】
上述の説明の後、当業者は、多くの変更態様と実施例を考えることが可能となるであろう。これらの変更態様と実施例は、全て、本発明の範囲内にあると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による投影装置を示す。
【符号の説明】
１…投影機
２…投影スクリーン
３…光ビーム
４…液晶素子
５…視覚者の目
６…レンズ
７…散乱スクリーン
８…フレネルレンズ
９…散乱層
１０…線
１１…電圧源
１２…調整手段
１３…光ビーム
１４…矢印

Claims

偏光された光で投影される光ビームを提供するための投影機と、
偏光方向を変えるための手段と、
透過投影スクリーンと、
を有する投影装置であって、
前記偏光方向を変えるための当該手段が、前記投影機と前記透過投影スクリーンとの間に配置されている投影装置において、
前記透過投影スクリーンが、偏光散乱層を有することと、
前記偏光方向を変えるための前記手段の、前記偏光方向を変える前記程度が、調整可能であることと、
前記偏光方向を変えるための前記手段に結合された調整手段が、前記偏光方向を変える程度を調整するために設けられていることと、
を特徴とする、投影装置。
前記偏光方向を変えるための前記手段が、調整可能な液晶素子を有することと、
前記液晶素子によって前記偏光方向を変える前記程度が、電気的に調整可能であることと、
前記調整手段が、調整可能な電界を前記液晶素子全体に印加するように構成されていることと、
を特徴とする、請求項１に記載の投影装置。
請求項１または２に記載の装置で使用することを目的とする偏光散乱層を有する、透過投影スクリーン。
請求項１または２に記載の前記偏光方向を変えるための調整可能な手段を有する投影機。
偏光された光で投影される光ビームを提供するための投影機と、
前記偏光方向を変えるための手段と、
透過投影スクリーンと、
を有する投影装置内で投影スクリーンの前記散乱を調整する方法であって
前記偏光方向を変えるための当該手段が、前記投影機と前記透過投影スクリーンとの間に配置されている方法において、
偏光散乱層を有する透過投影スクリーンが、使用されることと、
前記偏光方向を変えるための調整可能な手段が、使用されることと、
投影される前記光ビームの前記偏光方向が、前記偏光方向を変えるための前記調整可能な手段によって調整されることと、
を特徴とする方法。