JPH0792566A - 偏光スクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い映像コントラストと高い映像光の利用効
率とを有し、比較的明るい環境でも、多数の観視者が横
並びでスクリーンに対面して液晶映像を鮮明に観視でき
る偏光スクリーンを提供すること。 【構成】 偏光繊維１と非偏光繊維２とをそれぞれ経糸
および緯糸または緯糸および経糸として製織された偏光
織布からなり、該偏光織布における該偏光繊維１がその
長手方向が水平面に対して略鉛直になるように配列され
ていることにより水平視野角が拡大され、主に偏光繊維
１が露出した面が映像観視者に対向するように偏光繊維
１を経朱子または緯朱子として製織されていることによ
り、偏光織布の「偏光フィルター」としての機能を高め
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は液晶表示器を備えた映
像システム等に利用されるスクリーンであって、偏光方
向に応じて選択的に反射（透過）する偏光機能を有する
偏光スクリーンに関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶映像システムは、ブラウン管映像シ
ステムと比較して、「小型であるため比較的狭い空間に
設置できる」、「軽量であるため移動し易い」、「ディ
ジタル映像であるため画像処理に馴染む」などの利点を
有しているが、光の利用効率が低いことから、照明光が
スクリーン上で強く反射する環境下では映像のコントラ
ストが不足し、特に大画面の液晶投写映像については低
コントラストの影響が大きく、暗室で映像を観視するこ
とを余儀無くされている。

【０００３】通常の液晶映像システムでは、ハロゲン化
金属製の光源で発生した非偏光性の白色光を２色性プリ
ズムで３原色に分割した後、光吸収型の直線偏光子で直
線偏光に変換して液晶ライトバルブに入射させ、映像信
号で変調された電圧を印加して直線偏光の偏波（電界振
動）面を回転させた後、検光（直線偏光）子を介して所
定の偏波面回転角成分を出射する方法で映像が作られる
ため、光の損失量が大きい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、スクリーン上
において、映像光を損なわずに照明光の反射量を軽減す
ることにより映像のコントラストを増強するため、偏光
スクリーンに関する技術が種々開発されており、例え
ば、偏光子と1/4-波長板とを積層し、スクリーンに入射
した照明光の出射を防ぐ技術（米国特許 2,362,573号参
照）、照明光源を偏光子で覆うと共に、透過偏光の電界
振動面をこれと直交させた偏光子でスクリーンを覆う技
術（米国特許 2,793,361号参照）、映像光源を偏光子で
覆うと共に、透過偏光の電界振動面をこれと一致させた
偏光子でスクリーンを覆う技術（米国特許 3,319,519号
参照）、映像光源を偏光子で覆うと共に、透過偏光の電
界振動面をこれと一致させた偏光子でスクリーンを覆
い、更に透過偏光の電界振動面を前記偏光子と直交させ
た偏光子で照明光を覆う技術（特開昭50-98831号公報参
照）、液晶映像の検光子をスクリーンの表面に配設する
技術（特開昭51-71697号公報参照）、透過偏光の電界振
動面を液晶映像の直線偏光と一致させた偏光子でスクリ
ーンを覆うと共に、この電界振動面を鉛直に配向させ、
映写室の天井部から照射される照明光を効率良く除く技
術（特開昭61-38976号公報参照）、透過偏光の電界振動
面を液晶映像の直線偏光と一致させた偏光ビームスプリ
ッタアレイをスクリーンに配設する技術（特開平3-2872
44号公報参照）、液晶パネルで生成する３原色の波長分
散に適応した光吸収特性を有する偏光子をスクリーンの
表面に配設する技術（特開平 4-63333号公報参照）、微
細偏光子と微細吸光体の交互アレイをスクリーンに配設
する技術（特開平 4-29127号公報参照）などが知られて
いる。これらの膜系の偏光スクリーンでは、概して水平
方向の視野角が小さく、多数の人々が横並びでスクリー
ンに対面すると映像を観視し難くなるという問題が存在
する。

【０００５】一方、明るい環境下で液晶映像を鮮明に観
視できるスクリーンを実用化するには、映像のコントラ
ストを増強するばかりでなく、スクリーンの大画面化が
容易であること、高い巻取性を有することなども要求さ
れる。これらの諸条件を総合的に実現する手段として、
偏光レンズアレイの機能を有する偏光織布でスクリーン
を形成する技術（特開平5-197026号公報参照）が開発さ
れている。かかる織布系の偏光スクリーンでは、照明光
の除去効率をより増強し、所定の視野角内における映像
の輝度を極力高くかつ均一化して映像光の利用効率を高
める必要がある。

【０００６】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
で、高い映像コントラストと高い映像光の利用効率とを
有し、比較的明るい環境でも、多数の観視者が横並びで
スクリーンに対面して液晶映像を鮮明に観視できる偏光
スクリーンを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の偏光スクリーンは、偏光繊維と非偏光繊維とをそれ
ぞれ経糸および緯糸または緯糸および経糸として製織さ
れた偏光織布からなり、該偏光織布における該偏光繊維
がその長手方向が水平面に対して略鉛直になるように配
列されており、かつ、主に偏光繊維が露出した面が映像
観視者に対向するように偏光繊維を経朱子または緯朱子
として製織されていることを特徴とする。

【０００８】

【作用】通常の映写環境では、垂直視野角の半値幅は10
゜前後で十分であるが、水平視野角は極力大きいこと
（半値幅30゜以上）が望まれる。朱子織構造で偏光繊維
の織密度を高めた偏光織布製のスクリーンを構成する偏
光繊維に関し、断面構造は微小な円状・楕円状であるの
に対して、繊維軸方向（長手方向）のうねりは比較的緩
かであるため、この繊維に入射した光は、繊維軸面内よ
り繊維断面内の方で広角で出射し易い。したがって、偏
光織布の偏光繊維の軸を水平面に対して鉛直に配列させ
ると、映像光の垂直視野角は相対的に小さくなり、水平
視野角はかなり大きくなる。また、主に偏光繊維が露出
した面が映像観視者に対向するように偏光繊維を経朱子
または緯朱子として朱子織することにより偏光織布を製
織してあるので、偏光織布が高いフィルター効果を発揮
し、照明光のスクリーン表面における反射を抑制するこ
とができる。

【０００９】本発明によれば、映写室の側壁に設けた窓
からほぼ水平に入射する光を特に効率的に除去すること
ができる。なお、通常の映写状態における電灯などによ
るスクリーンへの照明光の入射角はBrewster偏光角（例
えば、屈折率1.52を有する反射面における偏光角は56゜
40′）より小さい場合が多いので、かかる照明光による
実用上の支障は無視できる。

【００１０】

【実施例】偏光性を有しない透明単繊維（非偏光繊維）
を経糸、偏光単繊維を緯糸として、緯朱子織した偏光織
布を図１に示す。図１に示すように、この織布の構造は
主に偏光繊維１が露出した面（以下、この面を「表面」
と定義する。）と主に透明繊維２が露出した面（以下、
この面を「裏面」と定義する。）とによって異なる。こ
の偏光織布にカレンダー加工を施して繊維の断面を楕円
状に整形した後、図２に示すように、透明樹脂３を用い
て偏光織布の両面を被覆し、裏面の樹脂層上に可視光反
射層４を形成した。次いで、接着剤５を用いて可視光反
射層４に樹脂シート６を貼り合わせた。以上の加工を施
した偏光織布を裁断し、巻取治具７を装着することによ
って、反射型偏光スクリーン８を作製した。この反射型
偏光スクリーン８を映写空間に配置した例を図４に示
す。ここで、偏光織布における偏光繊維１はその長手方
向が水平面に対して略鉛直になるように配列されてお
り、かつ、表面が映像観視者に対向するように配置され
ている。本実施例の反射型偏光スクリーン８によれば、
液晶映像投写器10から投写される偏光繊維１の長手方向
と直交する偏光方向（電解振動面）を持つ映像光12と照
明光13の大半は映像観視者側にある偏光繊維１を通過し
た後に透明繊維２に入射し、照明光13のうち偏光繊維１
の長手方向と同じ偏光方向（電解振動面）を持つ光が偏
光繊維１で吸収されるので、照明光の表面反射を効果的
に抑制できる。なお、透過光の電界振動面を偏光スクリ
ーンと直交させた偏光子（例えば、本発明に用いた偏光
織布から成る偏光カーテン、偏光ブラインド、偏光ルー
バなど）で照明光源を覆い、照明光を直線偏光に変換す
ることによって、照明光の表面反射をより一層抑制する
ことができる。

【００１１】ここで、偏光織布として、6-ナイロンの透
明単繊維（繊度30dr）を経糸（織密度95本／インチ）、
２色性色素を0.10％添加して紡糸および延伸したポリビ
ニルアルコールの偏光単繊維（繊度90dr）を緯糸（織密
度 220本／インチ）として、３飛８枚緯朱子織および織
幅1760mmの条件で製織したものを用い、偏光織布の両面
に被覆される透明樹脂３にポリウレタン樹脂３を用い
（15g/ｍ²）、アルミニウムを蒸着（厚さ約1000オング
ストローム）することにより、裏面の樹脂層上に形成さ
れる可視光反射層４を形成し、樹脂シート６に軟質ポリ
塩化ビニルシート（厚さ0.30mm）を用いることによって
作製した反射型偏光スクリーンについて、電界振動面が
水平な直線偏光から成る映像光に対する輝度分布を測定
した結果を図３に示す。図３に示すように、水平視野角
14の半値幅は垂直視野角15の半値幅より著しく大きかっ
た。また、映像輝度は所定の水平視野角内ではなだらか
に分布すると共に、この水平視野角外では激減してお
り、映像光の利用効率が高いことがわかる。

【００１２】なお、原料繊維としては、可視光に対する
透明性が不可欠であり、経糸には製織し得る強度、また
緯糸には高密度製織に耐える柔軟性が要請されるが、こ
れらの条件が満たされている限り、繊維材料の種類は制
約されず、前記の6-ナイロンとポリビニルアルコール以
外に、6,6-ナイロン、エチレン−ビニルアルコール共重
合体、セルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
ブチレンテレフタレートなどの繊維を用いることができ
る。なお、偏光繊維としては２色性色素の高分散性と70
％以上の偏光度とを有することが好ましい。

【００１３】なお、上記の反射型偏光スクリーンを製造
する工程において可視光反射層の形成以降の工程を省略
することによって透過型偏光スクリーンを作製すること
ができる。透過型偏光スクリーン９を映写空間に配置し
た例を図５に示す。図５においては、背面投写型の液晶
映像表示装置11のスクリーンとして透過型偏光スクリー
ン９を用いている。なお、この映像システムにおいて、
液晶パネルからスクリーンまでの距離が短いことに起因
して、偏光織布の繊維配列と投写映像の画素配列との相
互作用によるモアレ縞が映像面に発生する場合には、繊
維の最大径を映像投写面上の画素周期より極力小さくす
ることによって解決することができる。

【００１４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の偏光ス
クリーンは、偏光繊維を映像の観視者側に設置してある
ため、照明光が除かれ易い。また、この偏光スクリーン
では、偏光繊維が水平面に対して鉛直に配列してあるた
め、映像の水平視野角が大きくなると共に、映像輝度が
所定の水平視野角内では比較的なだらかに分布し、さら
に、この輝度が所定の視野角外では大幅に低下する。そ
の結果、映像のコントラストと映像光の利用効率とが著
しく向上し、比較的明るい環境でも、多数の観視者が横
並びでスクリーンに対面して液晶映像を鮮明に観視でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に採用した偏光織布の表面と裏面とを示
す図である。

【図２】本発明による反射型偏光スクリーンの層構造を
示す断面図である。

【図３】電界振動面が水平な直線偏光から成る映像光に
対する本発明による反射型偏光スクリーンの輝度分布を
例示する特性図である。

【図４】本発明による反射型偏光スクリーンの使用例を
示す斜視図である。

【図５】本発明による透過型偏光スクリーンの使用例を
示す斜視図である。

【符号の説明】

１…偏光繊維、２…透明繊維、３…透明樹脂、４…可視
光反射層、５…接着層、６…裏打シート、７…巻取治
具、８…反射型偏光スクリーン、９…透過型偏光スクリ
ーン、10…液晶映像投写器、11…背面投写型液晶映像表
示装置、12…水平な電界振動面を有する直線偏光性の映
像光、13…非偏光性または鉛直な電界振動面を有する直
線偏光性の照明光、14…水平視野角、15…垂直（鉛直）
視野角

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 偏光繊維と非偏光繊維とをそれぞれ経糸
   および緯糸または緯糸および経糸として製織された偏光
   織布からなり、該偏光織布における該偏光繊維がその長
   手方向が水平面に対して略鉛直になるように配列されて
   おり、かつ、主に偏光繊維が露出した面が映像観視者に
   対向するように偏光繊維を経朱子または緯朱子として製
   織されていることを特徴とする偏光スクリーン。