特許 7159786 プロジェクションシステム及びその使用方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-17

(45)【発行日】2022-10-25

(54)【発明の名称】プロジェクションシステム及びその使用方法

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/14 20060101AFI20221018BHJP

   G03B 21/62 20140101ALI20221018BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20221018BHJP

   G02B 5/30 20060101ALI20221018BHJP

【ＦＩ】

G03B21/14 Z

G03B21/62

H04N5/74 C

G02B5/30

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018198378

(22)【出願日】2018-10-22

(65)【公開番号】P2020067497

(43)【公開日】2020-04-30

【審査請求日】2021-09-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000003193

【氏名又は名称】凸版印刷株式会社

(72)【発明者】

【氏名】吉田 哲志

【審査官】新井 重雄

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２２７５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０６６９３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０５９４３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１０７６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２３９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０２５７８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｂ ２１／１４

Ｇ０３Ｂ ２１／６２

Ｈ０４Ｎ ５／７４

Ｇ０２Ｂ ５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

投影ユニットとスクリーンからなるプロジェクションシステムであり、
前記スクリーンは、偏光分離素子を含み、前記偏光分離素子の片側に調光フィルムを備え、
前記投影ユニットは、投影機の前記スクリーン側に偏光子を備え、
前記偏光子は、前記偏光分離素子で定まるＴＭ偏光軸に一致する透過軸と、前記偏光分離素子で定まるＴＥ偏光軸に一致する透過軸とを、切替える機能を有し、
前記調光フィルムは、白濁状態と透明状態とを可逆的に変化し、かつ印加する電圧によって前記白濁状態におけるヘイズ（白濁度）を２段階以上に切替え可能な調光層を有する、
ことを特徴とするプロジェクションシステム。

【請求項2】

投影ユニットとスクリーンからなるプロジェクションシステムであり、
前記スクリーンは、偏光分離素子を含み、前記偏光分離素子の両側に調光フィルムを備え、
前記投影ユニットは、投影機の前記スクリーン側に偏光子を備え、
前記偏光子は、前記偏光分離素子で定まるＴＭ偏光軸に一致する透過軸と、前記偏光分離素子で定まるＴＥ偏光軸に一致する透過軸とを、切替える機能を有し、
前記調光フィルムは、白濁状態と透明状態とを可逆的に変化し、かつ印加する電圧によって前記白濁状態におけるヘイズ（白濁度）を２段階以上に切替え可能な調光層を有する、
ことを特徴とするプロジェクションシステム。

【請求項3】

屋内と屋外、若しくは室内と室外を仕切る窓に、前記スクリーンが配設されている、
ことを特徴とする、請求項１または２に記載のプロジェクションシステムの使用方法。

【請求項4】

室内を仕切るパーテーションに、前記スクリーンが配設されている、
ことを特徴とする、請求項１または２に記載のプロジェクションシステムの使用方法。

【請求項5】

車内と車外を仕切る窓に、前記スクリーンが配設されている、
ことを特徴とする、請求項１または２に記載のプロジェクションシステムの使用方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、投影機によりスクリーン上に映像光を投射して映像を表示するプロジェクションシステムに係り、特に、投射された映像光を反射及び透過してその両側の面に映像を表示することが可能なプロジェクションシステム及びその使用方法に関する。

【背景技術】

【0002】

映像を投射するプロジェクターは、フロントプロジェクターと、リアプロジェクターとに分類される。フロントプロジェクターは反射型スクリーンを部屋の壁際に配置し、液晶表示素子や投射レンズ等を含むプロジェクターユニットを部屋内に配置して、投射レンズからスクリーンへ向かって映像光を投射し、スクリーンに映像を表示する。観視者はスクリーンで反射した映像を見る。一方、リアプロジェクターは、プロジェクターユニットが部屋などのボックス型の空間の内部に配置され、さらに透過型スクリーンが設けられているものである。観視者は空間の外側からスクリーンを透過した映像を見るようになっている。

【0003】

一般に、プロジェクターは、光源から送られた光束を光変調素子で変調して光学像を形成し、この光学像を投射光学系によりスクリーンに投射する構成となっている。反射型スクリーンに投射された光束は、反射型スクリーンの表面で拡散して反射される。これにより、反射型スクリーンのフロント側にて映像を表示することができる。透過型スクリーンでは投射された光束は、透過型スクリーンを透過して拡散される。これにより、透過型スクリーンによって映像を表示することができる。

【0004】

投射された映像をスクリーンの両側から視認できるようにするため、または投射された映像とスクリーンの背後の物体とを重ね合わせて視認できるようにするために、スクリーンを従来のスクリーンに代えて、半透明とすることが提案されている。このスクリーンでは、スクリーンに光束を投射することにより、反射光と透過光とが生成されリアとフロントの両側から視認することができる（例えば、特許文献１、２）。

【0005】

特許文献１には、透過タイプのホログラムスクリーンをハーフミラーと組み合わせることにより、ホログラムスクリーンの両側から映像光を観察するスクリーンが提案されている。しかしながら、ホログラムスクリーンは偏光選択性を有しておらず、環境光と映像光とを区別できないため、明るい環境光下で映像を鮮明に表示するのは困難である。一方、ハーフミラーを用いたスクリーンでは、一部視野を遮る構造にならざるを得ず、原理上、大型化も困難である。

【0006】

特許文献２のスクリーンは、反射型スクリーンを構成するために、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶を用いている。また、透過型スクリーンを構成するために、反射型スクリーンを透過した光を回折する背面側回折層を用いている。このため、次のような不都合がある。反射型スクリーンにコレステリック液晶を用いているために、反射型スクリーンに入射する光の指向性が液晶による光の旋光性によって制約される。また、透過型スクリーンにおいて光の出射方向を制御するための回折層を必要とするため、部品点数が増加する。さらに、回折層を用いたために、スクリーン上の輝度ムラを生じやすくなる。

【0007】

また、コレステリック液晶構造を有する偏光分離フィルムは、入射角依存性が大きく、入射角によって反射強度、色再現性が異なるため、反射型スクリーンでは、プロジェクターから広角で光を入射した場合（入射角が大きい場合）に正面輝度が低下して、鮮明な画像を表示することが難しい。また、透過型スクリーンでも、画像が白っぽく見え、鮮明度が低くなる。また、円偏光板であるコレステリック液晶構造を有する偏光分離フィルムと、直線偏光板である吸収型偏光板とを組み合わせているため、位相差板を介在させる必要があり、部品点数が増加する。

【0008】

さらに、特許文献２のスクリーンでは、プロジェクターが配設されている側と配設されていない側の両側から視認可能とすることを目的としているが、外光や照明光などの環境光（非映像光）の透過性の制御については考慮されておらず、従って外景や室内の視認性を切り替えることについても記載されていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特許第３４８２９６３号公報

【文献】特開２００６－２２７５８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本開示は、上記事情に鑑みてなされたもので、フロント側とリア側の双方への投影を可能とするとともに、非映像光による透過性もユーザニーズに対応して変化させ、多様性を有することが可能なプロジェクションシステム及びその使用方法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】

【0011】

上記の課題を解決するために、本発明のプロジェクションシステムは、投影ユニットとスクリーンからなるプロジェクションシステムであり、
前記スクリーンは、偏光分離素子を含み、前記偏光分離素子の片側に調光フィルムを備え、
前記投影ユニットは、投影機の前記スクリーン側に偏光子を備え、
前記偏光子は、前記偏光分離素子で定まるＴＭ偏光軸に一致する透過軸と、前記偏光分離素子で定まるＴＥ偏光軸に一致する透過軸とを、切替える機能を有し、
前記調光フィルムは、印加する電圧によってヘイズ（白濁度）を２段階以上に切替え可能な調光層を有する、ことを特徴とする。

【0012】

あるいは、本発明のプロジェクションシステムは、投影ユニットとスクリーンからなるプロジェクションシステムであり、
前記スクリーンは、偏光分離素子を含み、前記偏光分離素子の両側に調光フィルムを備え、
前記投影ユニットは、投影機の前記スクリーン側に偏光子を備え、
前記偏光子は、前記偏光分離素子で定まるＴＭ偏光軸に一致する透過軸と、前記偏光分離素子で定まるＴＥ偏光軸に一致する透過軸とを、切替える機能を有し、
前記調光フィルムは、印加する電圧によってヘイズ（白濁度）を２段階以上に切替え可能な調光層を有する、ことを特徴とする。

【0013】

本発明のプロジェクションシステム及びその使用方法は、屋内と屋外、若しくは室内と室外を仕切る窓に、前記スクリーンが配設されている、ことを特徴とする。

【0014】

あるいは、本発明のプロジェクションシステム及びその使用方法は、室内を仕切るパーテーションに、前記スクリーンが配設されている、ことを特徴とする。

【0015】

あるいは、本発明のプロジェクションシステム及びその使用方法は、車内と車外を仕切
る窓に、前記スクリーンが配設されている、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本開示によれば、フロント側とリア側の双方への選択投影を可能なプロジェクションシステムが提供される。また、該プロジェクションシステムにより、非映像光による内景、外景の透過性もユーザニーズに対応して変化させることが可能な、多様性を有する使用方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本開示の第１実施形態に係る、プロジェクションシステムの（ａ）全体的な構成と機能を示す概念図、（ｂ）（ａ）のうちの偏光切替え板を示す概念図である。

【図2】本開示の第１実施形態に係るプロジェクションシステムをリアプロジェクションとして使用する様態を示す概略図である。

【図3】本開示の第１実施形態に係るプロジェクションシステムをフロントプロジェクションとして使用する様態を示す概略図である。

【図4】本開示の第２実施形態に係るプロジェクションシステムをリアプロジェクションとして使用する様態を示す概略図である。

【図5】本開示の第２実施形態に係るプロジェクションシステムをフロントプロジェクションとして使用する様態を示す概略図である。

【図6】本開示の第２実施形態に係るプロジェクションシステムを、リアプロジェクションとフロントプロジェクションの両用として同時に使用する様態を示す概略図である。

【図7】ＰＮＬＣ型調光層を備えるノーマルモードの調光フィルムの構造と挙動を示す模式断面図である。（ａ）電源オンで透明時、（ｂ）電源オンで半透明時。

【図8】ＰＮＬＣ型調光層を備えるノーマルモードの調光フィルムの構造と挙動を示す模式断面図である。電源オフで遮光時。

【図9】ワイヤグリッド偏光子の構造と偏光特性を説明するための模式斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本開示のプロジェクションシステム及びその使用方法に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、同一の構成要素については便宜上の理由がない限り同一の符号を付ける。また、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じではない。

【0019】

図１は、本開示の第１実施形態に係る、プロジェクションシステムの、（ａ）は全体的な構成と機能を示す概念図であり、（ｂ）は（ａ）のうちの偏光切替え板を示す概念図である。第１実施形態に係るプロジェクションシステム１００は、投影ユニット６０とスクリーン４０からなり、スクリーン４０は、偏光分離素子３０を含み、偏光分離素子３０の片側（図１では投影ユニット６０に対向する側）に調光フィルム１０を備えている。また、投影ユニット６０は、投影機６１のスクリーン４０に対向する側に偏光子６２を備えている。図示しないが、調光フィルム１０の入射側には反射防止膜を設けてもよい。

【0020】

偏光子６２は、偏光分離素子３０で定まるＴＭ偏光軸に一致する透過軸と、偏光分離素子で定まるＴＥ偏光軸に一致する透過軸とを、切替える機能を有する直線偏光切替え可能な偏光子であり、リアプロジェクションとする場合（図２）は、図１（ｂ）のＴＭ部を映像光が通過するようにし、フロントプロジェクションとする場合（図３）は、図１（ｂ）のＴＥ部を映像光が通過するようにする。切替える方法は、図１（ｂ）のように回転方式（矢印で示す）でもよく、専用の偏光子に入れ替える方式、または切替え時に１／２波長板を挿入する方式でもよい。また、図１（ｂ）のＯ部で示すように、偏光子を通さない選択を可能としてもよい。調光フィルム１０は、印加する電圧によってヘイズ（白濁度）を
２段階以上に切替えることが可能な調光層１３を有している。

【0021】

偏光分離素子３０は、無偏光の光の電場の振動方向を２方向に分離し、それぞれ透過光、反射光とする素子であり、ワイヤグリッド（ＷＧ）偏光子、及びアメリカ３Ｍ社のＤＢＥＦ（Ｄｕａｌ Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ）を例示することができる。

【0022】

図９は、ワイヤグリッド偏光子の構造と偏光特性を説明するための模式斜視図である。ワイヤグリッド偏光子９０は、使用波長域に対して透明なフィルムやガラスなどの透明性基材９１上にアルミニウムなどの金属膜のグリッドパターン９２を形成した構造からなり、グリッド周期を波長よりも十分小さくすることで、電場の振動方向がグリッドの周期方向（図９でＺ方向）であるＴＭ偏光９４を透過し、グリッドの長手方向（図９でＸ方向）であるＴＥ偏光９５を反射する偏光素子となる。尚、図９で入射光９３はグリッドパターン９２側から入射しているが、透明性基材側９１から入射しても偏光特性は同じである。特開２００６－２０１７８２号公報には、プラスチック基板上の大面積ワイヤグリッド偏光子とその製造方法が提案されている。

【0023】

ＤＢＥＦは、屈折率の異なる樹脂薄膜層を多層積層し、複屈折原理と薄膜干渉原理を利用する偏光素子である。ワイヤグリッド偏光子と同様にＴＭ偏光を透過し、ＴＥ偏光を反射させるため、表示装置のバックライトユニットに搭載され、光利用効率を向上させて輝度を増加させることに使用されている。
以下、本願では、偏光分離素子３０として、ワイヤグリッド偏光子を例示して説明する。

【0024】

偏光子６２としては、一般に用いられる、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系フィルムのような親水性高分子フィルムにヨウ素または二色性染料を吸着させて延伸させ、一方向に引き延ばして形成される偏光子を用いることができる。図１（ｂ）の形態では、該偏光子により、延伸方向が異なる２つの領域を有する円形状の偏光子６２として構成され、上記のように回転させることによって、偏光子６２を透過する直線偏光の偏光軸が、前記のワイヤグリッド偏光子によるＴＭ偏光、またはＴＥ偏光の偏光軸と一致するように切替える機能を有する。

【0025】

調光フィルム１０としては、液晶型、エレクトロクロミック型、ＳＰＤ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｄｅｖｉｃｅ＝懸濁粒子デバイス）型を例示することができる。これらの素子は、電圧により光透過性が変化し、かつ該変化が可逆的であるという共通の特徴を有する。

【0026】

例えば、液晶型の調光フィルムは、液晶分子に印加される電圧の大きさに応じて液晶分子の配向状態を変え、光を散乱する白濁状態と、光を透過する透明状態とを可逆的に変化させることができる。調光フィルムの白濁度は通常ヘイズ（Ｈａｚｅ）と呼ばれ、本開示のプロジェクションシステムで用いる調光フィルム１０は、印加する電圧によってヘイズを２段階以上に切替えることができる調光層１３を有する。

【0027】

従って、本開示のプロジェクションシステムは、スクリーン４０を構成する調光層１３に電圧を印加可能な交流電源１６と、交流電源１６からの電圧を印加するか否かを切り替えるスイッチ１７を備える。尚、交流電源は、その実効電圧を変化させうる可変電源であることが好ましい。これは、後述のように、光の透過・散乱の程度を制御し、ヘイズを多様に変化させることができるからである。

【0028】

液晶型調光フィルムの調光層に用いられる高分子液晶にはいくつかの種類があるが、代
表的なものとして高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）と呼ばれるタイプと、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）と呼ばれるタイプが提案されている。

【0029】

液晶型調光フィルムにはノーマルモードとリバースモードの２型式がある。図７は、ＰＮＬＣ型調光層を備えるノーマルモードの調光フィルム１０ａ、１０ｂの構造と挙動を示す模式断面図である。ＰＮＬＣ型では、液晶分子１５は高分子ネットワーク１４と呼ばれる３次元網目構造の内部に形成された空隙内に配置されている。尚、図示しないが、ＰＤＬＣ型では、液晶分子を含む液晶材料は高分子マトリックスの中に分散配置されている。

【0030】

図７に示すように、ノーマルモードの調光フィルム１０ａ、１０ｂは、調光層１３を両側から透明導電膜による透明電極１２ａ、１２ｂを介して第一透明性フィルム基材１１ａ、第二透明性フィルム基材１１ｂで鋏持した構造となっている。尚、図示しないが、リバースモードの調光フィルムは、調光層と透明電極との層間にさらに配向膜を備え、電源のオン／オフに対する応答がノーマルモードの調光フィルムとは逆になる。

【0031】

以下、本願では、調光フィルム１０として、液晶型で、ＰＮＬＣ型調光層を備えるノーマルモードの調光フィルムを例示して説明する。ＰＤＬＣ型調光層であっても同様の説明となる。

【0032】

図７（ａ）は交流電源１６オンで透明時、（ｂ）は交流電源１６オンで半透明時の状態を示している。図７（ａ）の調光フィルム１０ａでは交流電源１６の実効電圧が高く、液晶分子１５は電界に沿って配列し、光散乱がなくなって低ヘイズ状態となり、入射光８０はほぼそのまま透過光８１となっている。

【0033】

図７（ｂ）の調光フィルム１０ｂでは交流電源１６の実効電圧が図７（ａ）よりも低く、液晶分子１５はややランダムに配列し、入射光８０は高分子と液晶の界面で散乱され、反射散乱光８２と透過散乱光８３が生じ、調光フィルム１０ｂは半透明状態となっている。尚、図７（ｂ）では、便宜上、透過光８１を調光フィルム１０ｂの中央付近、反射散乱光８２と透過散乱光８３を調光フィルム１０ｂの周辺領域にまとめて図示しているが、これらは位置的に区分できるものではなく、透過成分と散乱成分、反射成分と散乱成分は均等に分布し、それぞれ拡散透過光、拡散反射光となる。

【0034】

図８は、ＰＮＬＣ型調光層を備えるノーマルモードの調光フィルムの構造と、図７とは別の挙動を示す模式断面図であり、電源オフで遮光時の状態を示している。図８の調光フィルム１０ｃには電圧が印加されないため、液晶分子はもっともランダムに配列し、入射光は高分子と液晶の界面で散乱され、ほぼすべて反射散乱光８２となり、調光フィルム１０ｃは遮光状態となっている。尚、本願で「遮光状態」とは可視光域でスクリーンの反対側が観視できない状態を意味する。

【0035】

図２は、本開示の第１実施形態に係るプロジェクションシステムをリアプロジェクション１００－（Ｒ）として使用する様態を示す概略図である。本形態におけるリアプロジェクション１００－（Ｒ）では、偏光分離素子３０で定まるＴＭ偏光軸（図２でＺ方向）と一致するように偏光切替え板６２－（ＴＭ）の透過軸が設定される。これにより、ＬＥＤ等を光源とし投影機６１から出射される無偏光の光は、偏光切替え板６２－（ＴＭ）を透過後、偏光分離素子３０を透過できるＴＭ偏光となる。この際、偏光分離素子３０に入射する前に、半透明の調光フィルム１０ｂを通過するため、調光フィルム１０ｂを通過後はＹ－Ｚ平面内で散乱する成分を多く含む拡散光となって偏光分離素子３０を出射し、調光フィルム１０ｂと偏光分離素子３０をスクリーンとするリアプロジェクションが実現する
。

【0036】

前記のリアプロジェクションにおいて、交流電源１６の電圧が低すぎると、半透明の調光フィルム１０ｂの透明性が不足する。逆に交流電源１６の電圧が高すぎると、半透明の調光フィルム１０ｂの散乱性が不足し、スクリーンとして必要な広角な観視性が不足する。

【0037】

一方、外光や照明光などの非映像光も調光フィルム１０ｂで散乱され、偏光分離素子３０を透過するが、非映像光はもともと無偏光であるため、偏光切替え板を通過したＴＭ偏光のみが散乱され透過する映像光に比べて散乱光の比率が高くなる。従って、調光フィルム１０ｂのヘイズ度による影響は映像光とは異なり、視認性も異なる。この事情は、後述のフロントプロジェクションで、非視認側の外景が透視される場合においても同様である。

【0038】

以上のことから、光源の特性、リアプロジェクションの使用目的に応じて、交流電源の実効電圧を好適に選択し、映像光及び非映像光の透過・散乱の程度を制御し、最適なヘイズ度として、映像光及び非映像光のコントラストが最良となるようにする。尚、偏光切替え板６２－（ＴＭ）を通過後はＴＭ偏光成分のみとなっているので、調光フィルム１０ｂで散乱してもＴＥ偏光成分は僅かであり、偏光分離素子３０によるＴＥ反射光は無視できるレベルとなる。

【0039】

尚、図２では映像光は調光フィルム１０ｂに入射後、偏光分離素子３０に入射する形態としたが、調光フィルム１０ｂは偏光分離素子３０の片側にあればよく、偏光分離素子３０に入射後、調光フィルム１０ｂに入射する形態であってもよい。後述のように、各種の窓等にスクリーンを配設する場合、窓に固定しない限り、前記の入れ換えは、単にスクリーンの表裏を反転するだけでよい。

【0040】

図３は、本開示の第１実施形態に係るプロジェクションシステムをフロントプロジェクション１００－（Ｆ）として使用する様態を示す概略図である。本形態におけるフロントプロジェクション１００－（Ｆ）では、偏光分離素子３０で定まるＴＥ偏光軸（図２でＸ方向）と一致するように偏光切替え板６２－（ＴＥ）の透過軸が設定される。これにより、ＬＥＤ等を光源とし投影機６１から出射される無偏光の光は、偏光切替え板６２－（ＴＥ）を透過後、偏光分離素子３０で反射されるＴＥ偏光となる。この際、偏光分離素子３０に入射する前に、半透明の調光フィルム１０ｂを通過するため、調光フィルム１０ｂを通過後はＸ－Ｙ平面内で散乱する成分を多く含む拡散光となって偏光分離素子３０で反射され、調光フィルム１０ｂと偏光分離素子３０をスクリーンとするフロントプロジェクションが実現する。

【0041】

前記のフロントプロジェクションにおいて、交流電源１６の電圧が高すぎると、半透明の調光フィルム１０ｂの透明性が不足する。逆に交流電源１６の電圧が低すぎると、半透明の調光フィルム１０ｂの散乱性が不足し、スクリーンとして必要な広角な観視性が不足する。従って、光源の特性、フロントプロジェクションの使用目的に応じて、交流電源の実効電圧を好適に選択し、光の透過・散乱の程度を制御し、最適なヘイズ度となるようにする。尚、偏光切替え板６２－（ＴＥ）を通過後はＴＥ偏光成分のみとなっているので、調光フィルム１０ｂで散乱してもＴＭ偏光成分は僅かであり、偏光分離素子３０によるＴＭ透過光は僅かである。

【0042】

また、図３の形態で、外光や照明光などの非映像光も偏光分離素子３０で反射され、調光フィルムで散乱されるが、非映像光はもともと無偏光であるため、偏光切替え板を通過したＴＥ偏光のみが反射され散乱される映像光に比べて、散乱光の比率が高くなる。この
ため、本開示のプロジェクションシステムで用いるスクリーンは鏡面性が低くなり、従来のリアプロジェクションでしばしば問題となる視認側の背景の映り込みを軽減することができる。

【0043】

図４は、本開示の第２実施形態に係るプロジェクションシステムをリアプロジェクション２００－（Ｒ）として使用する様態を示す概略図である。第２実施形態のプロジェクションシステムに係るスクリーン５０は、第１実施形態のプロジェクションシステムに係るスクリーン４０（図１）の構造と異なり、偏光分離素子３０の両側に第一調光フィルム１０と第二調光フィルム２０とを備えている。また、それぞれに交流電源１６ａ、１６ｂとスイッチ１７ａ、１７ｂを備えている。

【0044】

従って、第２実施形態に係るプロジェクションシステムを使用するリアプロジェクション２００－（Ｒ）では、図２において第１実施形態に係るプロジェクションシステムをリアプロジェクション１００－（Ｒ）として使用する場合の偏光分離素子３０を出射したＴＭ偏光成分を多く含む拡散光は、さらに第二調光フィルム２０によって透過・散乱を受ける。この際、第二調光フィルム２０への印加電圧を高くして図７（ａ）の調光フィルム１０ａのような透明状態にすれば、視認される拡散透過光７３は、第１実施形態に係るプロジェクションシステムを使用するリアプロジェクション１００－（Ｒ）における拡散透過光６３とほぼ同じものが得られる。

【0045】

逆に、第一調光フィルム１０への印加電圧を高くして図７（ａ）の調光フィルム１０ａのような透明状態にすれば、第１実施形態に係るプロジェクションシステムを使用するリアプロジェクション１００－（Ｒ）と異なり、ＴＭ偏光は偏光分離素子３０に入射・透過後、第二調光フィルム２０で透過・散乱を受けることになる。上記のように、第一調光フィルム１０、第二調光フィルム２０に印加する電圧を種々変化させることによって、使用目的に応じた多様なリアプロジェクションとすることができる。

【0046】

また、図４の第２実施形態のリアプロジェクションでは、偏光分離素子３０の両側に調光フィルムを備えるため視認側の鏡面性も低くなり、視認側の外景の映り込みが軽減され、映像のコントラストを高めることができる。

【0047】

図５は、本開示の第２実施形態に係るプロジェクションシステムをフロントプロジェクション２００－（Ｆ）として使用する様態を示す概略図である。本例では、第二調光フィルム２０のスイッチ１７ｂを切り、電源オフ状態とし、第二調光フィルム２０を図８の調光フィルム１０ｃのような遮光状態としている。従って、映像光の視認側から外景が見えることはなく、外景側から映像光が見えることもないので、秘匿性を必要とする使用目的に適したフロントプロジェクションとなる。

【0048】

図５の形態で第二調光フィルム２０を遮光状態とすることにより、第二調光フィルム２０に赤外線カット機能による冷房効率改善や、紫外線カット機能を付与することができる。

【0049】

さらに、図５のフロントプロジェクション２００－（Ｆ）では、第二調光フィルム２０を遮光状態とするので、偏光分離素子３０をＴＭ偏光が透過しても第二調光フィルム２０により遮断されるため、投影ユニットには偏光切替え板（図４では６２－（ＴＭ））を必要としない（あるいは投影機からの出射光が図１（ｂ）のＯ部を通るように偏光切替え板を回転させてもよい）。偏光子を通さないことは光量を高くする意味で有利である。

【0050】

図６は、本開示の第２実施形態に係るプロジェクションシステムを、リアプロジェクションとフロントプロジェクション２００－（ＲＦ）の両用として同時に使用する様態を示す概略図である。本例では、投影ユニットに偏光切替え板（図４では６２－（ＴＭ））を使用しない（あるいは投影機からの出射光が図１（ｂ）のＯ部を通るように偏光切替え板を回転させてもよい）。従って、偏光分離素子３０を透過したＴＭ偏光は拡散透過光７３となり、また偏光分離素子３０によって反射したＴＥ偏光は拡散反射光７４となる。これにより、リアプロジェクションとフロントプロジェクションとの両用として同時に使用することが可能となる。

【0051】

以上の説明において、調光フィルムと偏光分離素子は、いずれも透明性の接着剤等で積層したものとしてきたが、必ずしも積層した形態である必要はなく、上記の組み合わせであれば、分離して配置したものであってもよい。

【0052】

本開示のプロジェクションシステムは、投影ユニットの偏光切替え板の偏光方向を切替えることや、１枚または２枚の調光フィルムの電圧を制御するだけで、第１実施形態ではリアプロジェクションまたはフロントプロジェクションとして、また第２実施形態ではリアプロジェクションまたはフロントプロジェクションまたは両用同時のプロジェクションとして、以下のように様々な用途に利用することができる。

【0053】

会議室の窓に、本開示の第２実施形態のプロジェクションシステムで用いるスクリーンを配設し、図５のフロントプロジェクションの形態で利用することにより秘匿性の会議とし、図６の両用プロジェクションの形態で利用することにより公開性の会議とする。

【0054】

店舗用の窓に、本開示のプロジェクションシステムで用いるスクリーンを配設し、営業時間外は第１実施形態の図２または第２実施形態の図４のリアプロジェクションとして、店舗外へ向けた公告投影を行う。また営業時間内は第１実施形態の図３または第２実施形態の図５のフロントプロジェクションとして、店舗内の顧客へのプレゼンテーションツールとして利用する。

【0055】

室内を仕切るパーテーションに、本開示のプロジェクションシステムで用いるスクリーンを配設し、第１実施形態の図２または第２実施形態の図４のリアプロジェクションとして、パーテーション内の内景とともに、パーテーション外へ向けた公告投影を行う。

【0056】

車内と車外を仕切る窓に、本開示のプロジェクションシステムで用いるスクリーンを配設し、第１実施形態の図２または第２実施形態の図４のリアプロジェクションとして、営業車では車外へ向けた公告投影を行うことや、病気などの緊急時には車外に注意喚起するような投影を行う。また、第１実施形態の図３または第２実施形態の図５のフロントプロジェクションとして、車内にバーチャルリアリティ空間をつくり、運転者の利便性や同乗者の娯楽性を高める。

【符号の説明】

【0057】

１００・・・・第１実施形態のプロジェクションシステム
１００－（Ｒ）・・・・第１実施形態のシステムによるリアプロジェクション
１００－（Ｆ）・・・・第１実施形態のシステムによるフロントプロジェクション
２００－（Ｒ）・・・・・第２実施形態のシステムによるリアプロジェクション
２００－（Ｆ）・・・・・第２実施形態のシステムによるフロントプロジェクション
２００－（ＲＦ）・・・・第２実施形態のシステムによるリア・フロント両用プロジェクション
１０・・・・・調光フィルムまたは第一調光フィルム
１０ａ・・・・調光フィルム（透明時）
１０ｂ・・・・調光フィルム（半透明時）
１０ｃ・・・・調光フィルム（遮光時）
１１ａ・・・・第一透明性フィルム基材
１１ｂ・・・・第二透明性フィルム基材
１２ａ、１２ｂ・・・・透明電極
１３・・・・・調光層（ＰＮＬＣ型）
１４・・・・・高分子ネットワーク
１５・・・・・液晶分子
１６、１６ａ、１６ｂ・・・・交流電源
１７、１７ａ、１７ｂ・・・・スイッチ
２０・・・・・第二調光フィルム
３０・・・・・偏光分離素子
４０・・・・・第１実施形態のプロジェクションシステムに係るスクリーン
５０・・・・・第２実施形態のプロジェクションシステムに係るスクリーン
６０・・・・・投影ユニット
６１・・・・・投影機
６２・・・・・偏光切替え板（直線偏光切替え可能な偏光子）
６２－（ＴＭ）・・・・ＴＭ偏光時の切替え板
６２－（ＴＥ）・・・・ＴＥ偏光時の切替え板
６３、７３・・・・・拡散透過光
６４、７４・・・・・拡散反射光
８０・・・・・入射光
８１・・・・・透過光
８２・・・・・反射散乱光
８３・・・・・透過散乱光
９０・・・・・ワイヤグリッド偏光子
９１・・・・・透明性基材
９２・・・・・金属膜のグリッドパターン
９３・・・・・入射光
９４・・・・・ＴＭ偏光
９５・・・・・ＴＥ偏光
Ｐ・・・・・・視認者

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】