JPS5854366B2 - ゾウサイセイホウホウオヨビソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液晶像再生技術に関し、特に熱光学効果を利用
して例えばテレビジョン像のような遠隔送信された活動
像を効果的に再生する像再生方法および装置に関する。

メゾモーフイック（ｍｅｓｏｍｏｒｐｈｉｃ ）物質の
薄層に熱光学効果をあたえて遠隔送信した像を再生する
装置は公知である。

一般に、これら従来の装置はセルをそなえ、このセルは
前記物質を２枚の透明板間に介在させている。

この物質か、メゾモーフイック相（スメクチック相或は
コレステリック相）から更にメゾモーフイック相に或は
等方性液相に転移する転移温度よりも摂氏で数度低い温
度に予め熱される。

この場合、薄層に接触した支持板の面を事前に処理する
ことにより或は交流電界を与えることによって薄層の配
向は均一となるので、薄層は完全に且つ均一に透明とな
る。

近赤外線領域から選択したもので、記録される偉を送信
する信号で輝度変調された光ビームが前記セルを掃引す
るが、この光ビームによってセルの一点に供給されたエ
ネルギーが充分で、液晶を等方性液相に変換する転移点
以上に液晶を局部可熱すると、最初のメゾモーフイック
相に急速に戻る間に、光学的散乱を生ずる不整列組織（
フォーカル・コニック構造として知られている）が局部
的に形成される。

一方、変調ビームによって供給された光エネルギーが充
分である場合には、対応点は最初の均一な配向を有し透
明のまま残る。

従って適切な光学装置を用いてスクリーン上にセルの像
を投影すれば、セルの非散乱スポットは輝点としてあら
れれ拡散スポットは暗点としてあられれる。

このようにしてメゾモーフイック相の物質内に形成され
たフォーカルコニック構造は安定している。

従ってこのように構成した装置は数時間乃至数日記録し
た像を保持できる記憶装置である。

この記録像を消去するためには、輝度最大にした光ビー
ムでセルを走査して次に薄層をゆｎくり再冷却するか、
或は薄層に交流電界を加えればよいが、後者の場合は光
ビーム走査をしてもしなくてもいずれでもよい。

この消去時間はかなり長い（最も速く消去できる装置で
も０．１秒かかる）。

従って、シンチレーションをさげるために投影速度は少
なくとも毎秒２０像でなげればならないことがらしても
、従来の装置を例えばテレビジョ／像のような活動像を
再生するのに用いることが不可能である。

このような従来技術の欠点を除去するために、本発明は
ネマチック状態等方相転移を示す物質にみられる新しい
熱光学効果を利用する。

この効果は、透明ネマチック相に転移する期間の最初に
透明液相の本体に散乱サイボタクチツク領域が急速にあ
られれることに特徴がある。

この効果は本質的に転移性なので、記録像は自然に消滅
し、しかもこの現象は毎秒２５像という記録速度を得る
のに充分に短い時間で発生する。

５出願人の研究所で行なわれた等方性液メゾモーフ
イック相転移に関する研究によれば、メゾモーフイック
相がネマチック相である物質において等方性液相でサイ
ボタクチツク領域が出現することを特徴とする極めて急
速なブリトランジショナル効果が見られた。

これらの領域は整然とした複屈折マイクロドメインで構
成され、このドメインは相互に方向関係がなく液内に次
第に得られるメゾモーフイック相の胚種となっている。

この物質がメゾモーフイック相の均一配向を助長するよ
うに表面処理をうけると、胚種は相互に自然に方向づけ
られ、メンモーフイック層を生ずる。

このメゾモーフイック層の方向性は均一であり従っても
との等方性液相と同等に完全に透明である。

結果として、例えば等方性液−ネマチック転移を示す物
質の層を適切に表面処理した（例えば止誘電異方性の物
質の場合はシリカでコーチイブ、これと反対の物質の場
合はシランでコーチイブする）２枚のガラス板の間に配
設し、これを冷却して等方性液状態からネマチック状態
にした場合、前述した結晶学的展開は次のような光学的
特性展開を示す。

メゾモーフイック相とイントロピック相の間の転移温度
ＴＭ−■ より低温において、２つの透明な材料のシー
トの間に設けられた液晶は、液晶の分子配列が均一にな
るような適当な表面処理がなされていれば、完全に透明
に見える。

したがって転移温度より低くてもあるいはこの温度より
低くてもこの層は入射光を散乱させない。

転移温度ＴＭ−１より上では、この層はイソトロピック
相であり、この場合、分子は自由であって分子の集まり
を形成せずにランダムな配向を持ち、不規則な配向によ
って放射を散乱させろ。

透明なイントロピック層からメゾモーフイック層であり
低い温度範囲まで液晶層を冷却すると、この液晶層の透
明さは失われ極めて短い時間の経過後に回復する。

この転移現象は入射光の瞬間的な散乱に相当する。

この散乱が生じる理由は、イソトロピック相がメゾモー
フイック相に変る転移温度における液晶中の種子の成長
に見出される。

短い寿命を持つこれらの種子は入射光の強力な散乱を生
じる不規則さを表わすものである。

表面処理はメゾ相の均一な配向を促進するから分子は再
配列される。

即ち、薄層は転移温度となるまで透明のままで残り、次
にサイボタクチツク領域があられれると一時的に強力に
拡散状態となり、更にメゾモーフイック相が得られると
再度完全透明状態となる。

測定結果によれば、薄層が分散状態となる経過時間は極
めて短かく、負誘電異方性を有するネマチック物質の場
合０．０５秒坦下である。

更に、実験によれば、薄層に数キロサイクルの交流電界
を与えてネマチック相の分子の再整列を加速すれば、散
乱期間を更に短縮できることがわかった。

本発明は上記結果から記憶効果をもたない像再生を利用
して、実際の時間経過で活動シーンを再生しようとする
ものである。

このようにするために、液晶セルは、前述したブリトラ
ンジショナル効果を示す物質が均一に配向された薄層と
したもので構成されている。

この薄層は、その物質がメゾモーフイック相にあるよう
な成る温度に維持される。

記録される像を送信する映像信号でトリガされる選択加
熱装置を用いて、拡散状態にしようとする薄層の点を、
前記物質が等方性液相である温度にまで上昇させる。

これらの点はセルを照射するか或は観測するかのモード
の差に応じて、記録せんとする像の暗点或は輝点となる
。

等方性液状態から方向づけられたメゾモーフイック状態
にもどると、これらの点はサイボタクチツク領域が形成
される短期間に光を拡散する。

従って、前記セルは、電子ビームで励起されたスポット
がほぼひとつの像を再生する期間残留光を放出するテレ
ビジョン陰極線管螢光スクリーンによる方法と同等の方
法で活動像を再生することができる。

これら２つの方法の本質的な差は、本発明、においては
、励起されたスポットは光を放出しないが外部源から得
た光を輝度変調して、例えばセル上に記録された像を大
きいスクリーンに投影するということである。

本発明による像再生装置の第１の実施例を第１図に示す
。

この実施例では、セルを選択的に加熱する手段は光ビー
ムである。

液晶セル１は等方性液相−ネマチック相転移をなす物質
でつくられた薄層で構成され、薄層の厚さは約ｌＯ〜２
０μｍである。

この物質は例えばＭＢＢＡ（パラメトキシベンシリテン
ブチルアニリン）或はＥＢＢＡ（パラエトキシベンジリ
チンブチルアニリン）或はこれらの混合である。

薄層１０は２枚の平行ガラス板１１．１２の間にある。

ガラス板１１．１２の内方面には錫酸化物或はインジュ
ーム酸化物或はこれらの混合物を耐着させて得た透明電
極１３．１４が設けられている。

薄層１０と電極１３．１４との間にはシランコーテング
１５，１６があって、ネマチック相の物質の配向性を均
一にすることを助長している。

電極１３．１４には約３０ボルトで数キロサイクルの交
流電圧発生器２かも加えられている。

この電圧発生器は更に電極１４０両端に単方向性電圧を
加える。

従って、２つの電極は加熱抵抗として動作し、前記物質
がネマチック相にあるような、ネマチック相／等方性液
相転移温度に極めて近接した温度に薄層１０を維持する
ことができる。

光源３からの光線はコンデンサ３０で集光され、変調器
３１で変調され、偏光器３２で偏光され、対物レンズ３
３で集束されるので、層１００面で収束した移動ビーム
３００が得られる。

光源３は、ビーム３００の収束点を囲周する層１０の容
積をメゾモーフイック相から等方性液相にするのに掃引
速度を考慮にいれたうえで充分な強さをもったものでな
げればならない。

従って、光源は波長１．０６μｍのビームを連続して放
射するＹＡＧレーザで構成するのが有利である。

変調器３０は電気光学的変調器であって、掃引点をメゾ
モーフイック相にしておく必要がある時に光ビームの強
度をしゃ断するものである。

偏向器３２はビーム３００がセル１の全表面を掃引する
ようにするもので、機械的偏向器、或はテレビジョンの
掃引動作のようにスィーブ周波数が高い場合は、２つの
電気光学的或は音響光学的偏向器のアッセンブリを用い
てもよい。

変調器３１と偏向器３２は、セル上に再生される像の映
像信号特性を受信する制御発生器４によってトリガされ
る。

薄層１０を構成する物質それ自体或はこの物質が含んで
いる不純物が光源３からの放射線を充分に吸収する場合
、光ビーム３００によって選ばれるエネルギーは薄層１
０によって吸収される。

第１図の装置の場合、即ち前記物質が近赤外線範囲にあ
るＹＡＧレーザ光源が放出した放射線をわずかに吸収す
る場合、導電層１３．１４は次の３つの役割をする。

第１に、これらの層はビーム３００のエネルギのほとん
ど全部を吸収し、得た熱をこれらの層間にはさまれた薄
層１０の部分に伝える。

第２に、これらの層は薄層に交流電界を加え、前述した
ように散乱現象の出現時間を短縮する。

第３に、これも前述したように、加熱抵抗としてはたら
き、薄層を充分な温度に維持する。

ビーム３００で掃引されて等方性液相とされた点は続く
冷却で散乱現象を一時的に示す。

第２図と第３図は、本発明による像再生装置の第２の実
施例で、セルを選択的に加熱する手段が、セル自体に含
まれ、且つマルチプレツクシング装置によって附勢され
る抵抗素子のマトリクスで構成されている。

前の実施例のように、この実施例においても、液晶セル
は２枚のガラス板の間に、メゾモーフイック相（例えば
ネマチック相）を示す物質の薄層を介在させて構成され
ている。

また、このガラス板の一方は前例と同様のコーテングを
有し、他方は抵抗素子マトリクスを支持している。

第２図はこのマトリクスを支持するガラス板を示す平面
図で、第３図は第２図の支持ガラス板を含むセルを線Ｃ
Ｃにそって断面して示したものである。

第２図、第３図から明らかなように、素子１３０のよう
な棒状の抵抗素子が規則的なマトリクスをなして支持板
１１上に形成されている。

こ７６、らの素子は透明でインジューム酸化物或は錫酸
化物或はこれらの混合を電着して得る。

これらの抵抗素子の電流入力および出力は直線状導体で
構成され、例えば金の薄いフィルムであって抵抗素子の
両端をカバーしている。

同縦列（カラム）の抵抗素子はひとつの入力導体素子（
例えば直線状導体素子１３１）に並列に接続され、同様
に同一横列（ライン）の抵抗素子は全部同じ出力導体素
子（例えば素子１３２）に並列に接続されている。

縦列をなした導体素子は相互に平行で均一な間隔をあげ
て接続されて第１のアッセンブリをなし、同様にして横
列の導体素子が第２のアッセンブリをなしている。

第１のアッセンブリと第２のアッセンブリは直角をなし
ている。

端子（例えば１３３．１３４）が支持板の周辺部分に均
一に配設されていて、これらの素子とマルチプレク７ン
グ装置を容易に接続できるようにしている。

絶縁層（例えば１３５）が直線状導体素子の間即ちその
交点の所に介在している。

これら絶縁層は例えばＳｉＯ或は光抵抗性の薄層である
。

第３図は（端子１３３，１３４を除いて）素子１３０．
１３１．１３２．１３５のアッセンブリが、メゾモーフ
イック相の均一配向性を助長するシラン１５の薄層でコ
ートされた状態を示す。

第３図は更にメゾモーフイック物質の薄層１０ζ、支持
板１２と、この支持板１２上に次々に形成した透明な或
は反射性の電極１４と、７ラン薄層１６とを示している
。

支持板１１の内方面を被覆している種々の素子は適切な
マスクを用いて真空蒸着によって形成する。

マトリクス抵抗素子は公知のマルチプレクシングプロセ
スに従って附勢される。

即ち、マルチプレクシングによって動作するトリガ発生
器は記録される像の情報を含んだ映像信号を受信する。

同一行（ライン）の連続した点に対応する信号が記憶さ
れる。

即ち１つの行に関する全情報が受信された時に、装置は
、記憶した信号に従って、適切なライン端子のチャンネ
ルを介して受信した行と同じ桁の直線導体を、励起され
るべき行の点に対応する端子全部に接続する。

従って、電圧は例（カラム）端子のチャンネルで選択さ
れた同一行の抵抗素子の端子間にだけ加えられる。

桁Ｎの行の抵抗素子に電圧が加えられる間に、桁Ｎ−１
−１の行の情報を発生器が記憶する。

この情報が全部受信されると直ちに、桁Ｎの行が接続を
とかれ、桁Ｎ＋１の行がこれにとってかわり、同様な行
程が再開始される。

電圧が加えられた抵抗素子は、受入れた熱を層１０の下
の素子に伝えるので、層１０はメゾモーフイック相から
等方性液相に移り、続く冷却によって一時的に散乱状態
となる。

マルチプレツクシランパルスの他に、制御或はトリガ発
生器は、一定のピーク値を有する交流電圧を、一方では
支持板１１上に配した行端子アッセンブリおよび列端子
アッセンブリ間に加え、他方では支持板１２に配設した
電極１４に加える。

前述したように、この電圧は層１０の励起点が拡散状態
となっている期間を短縮する。

電極１４を透明性とするか反射性とするかによって、前
述したセルをエネルギーを伝達させるものとして利用す
るか或はエネルギーを反射するものとして用いる。

第４図は、トリガ発生器７で附勢される液晶セル１００
を示す。

この発生器Ｉは映像信号を受信して電圧を抵抗素子マト
リクスに分配する。

光源５はコンデンサ５０を介してセル表面全体を平行光
線で煕射する。

セルから送られた光は、メゾモーフイック物質の薄層１
０の面をスクリーン５２０面にもってくる対物レンズ５
１で集光される。

中央に円形孔５３１をそなえたダイヤフラム５３がこの
対物レンズ５１の焦点に配設されている。

ダイヤフラム５３には、見かけ上、直角にセルから出た
ビームだけをスクリーンに通過させる。

従って層１０において拡散している点はスクリーン５２
上には暗点として投影される。

この投影装置を第１図の装置に適用させるには、装置の
光軸に４５°をなして配設されしかも第４図の対物レン
ズ５０から発した平行光線をセル１０に反射する半透明
鏡或はダイクロイックミラーを、第１図のビーム３００
０通路に介在させればよい。

この場合、対物レンズの光軸は液晶セルの面に平行であ
り且つ半透明鏡或はダイクロイックミラーに対し４５°
をなしている。

本発明の実施の態様を要約すれば下記の通りである。

（］） 前記メゾモーフイック状態がネマチック状態
である特許請求の範囲第１項記載の方法。

（２）交流電気的状態が踊記層に加えられる特許請求の
範囲第１項記載の方法。

（３）前記層を前記第１の温度に維持するための非選択
加熱装置を更にそなえた特許請求の範囲第２項記載の装
置。

（４）前記板体各々に配設された２つの電極を更にそな
えた特許請求の範囲第２項記載の装置。

（５） 前記電極間に交流電圧を加える装置を更にそ
なえた特許請求の範囲第２項記載の装置。

（６）前記均一自己向を助長するように前記層に直接接
触して前記板体にそれぞれ配した２つの配向コーテング
を更にそなえた特許請求の範囲第２項記載の装置。

（７） 前記選択加熱装置が、放射線源と、この放射
線の輝度を変調するための光学的変調装置と、前記放射
線によって前記層に在る点誓頗射するための光学的集束
装置と、前記点を用いて前記層を走査するための光学的
偏向装置と、前記映像信号を受は前記光学的変調装置お
よび光学的偏向装置を制御する制御装置とを含む特許請
求の範囲第２項記載の装置。

（８）前記板体のうちの少くともひとつの板体が、その
内方面に前記放射線を吸収するための吸収コーテングを
ほどこした上記第（７）項記載の装置。

（９）前記選択加熱装置が前記板体の内方面に配され、
且つＭ行Ｎ列の抵抗素子の規則的配列と、それぞれＭ個
、Ｎ個の均一離隔した平行直線素子でなる第１のセット
および第２のセットとを有し、前記素子各々が前記板体
の周辺部に配設した接点端子を有し、前記第１のセット
が前記第２のセットと直角をなし、前記第１のセットお
よび第２のセットの前記導体素子各々が同じ行のＮ個の
前記抵抗素子の入力と、同じ列のＭ個の前記抵抗素子の
出力にそれぞれ接続された特許請求の範囲第２項記載の
装置。

（１０）前記映像信号を受信し前記抵抗素子の配列をマ
ルチプレクシングによって制御する制御装置を更にそな
えた上記第（９）項記載の装置。

０１）薄層にこの薄層の散乱力の変化の形で描いた像を
、輝度の変化の形でスクリーンに投影する光学装置であ
って、前記層を平行光線で照射するコリメータ装置と、
前記層から発した光を受は前記像を前記スクリーンに投
影する斑点投影装置と、前記像を受けるスクリーンと、
前記斑点投影装置の集点に中心を有するダイヤフラムと
をそなえたことを特徴とする光学装置。

【図面の簡単な説明】

第１図は薄層が光ビームの移動によって局部的に加熱さ
れる本発明による像再生装置の第１の実施例を示す説明
図、第２図は本発明の第２の実施例を示すもので、薄層
を局部的に加熱する抵抗素子マトリクスを附勢するため
の導体がセルの支持板に配された状態を示す説明図、第
３図は第２図に示した構成部分をいくつか含んだ、セル
の断面図、第４図は前記像再生装置を利用した本発明に
よるスクリーン投影装置の説明図である。 １．１００・・・・・・液晶セル、２・・・・・・電圧
発生器、３．５・・・・・・光源、４・・・・・・制御
発生器、７・・・・・・トリガ発生器、１０・・・・・
・薄層、１１．１２・・・・・・ガラス板、１３．１４
・・・・・・透明電極、１５．１６・・・・・・シラン
コーテング、３０．５０・・・・・・コンデンサ、３１
・・・・・・変調器、３２・・・・二・偏向器、３３．
５１・・・・・・対物レンズ、５２・・・・・・スクリ
ーン、５３・・・・・・ダイヤフラム、１３０・・・・
・・抵抗素子、１３１゜１３２・・・・・・導体素子、
１３３，１３４・・・・・・端子、１３５・・−・・・
絶縁層、３００・・・・・・移動ビーム、５３１・・・
・・・円形孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱光学効果を用い予め定められた転移温度より高温
   でメゾモーフイック相からイソトロピック相に切換わる
   液晶材料の薄い層中で散乱点状に順次続く像を実時間表
   示する方法において、前記薄い層は前記転移温度より低
   温で透明であるように第１の温度で均一に配向され、 前記散乱点は前記イントロピック相に対応して透明状態
   を示すように前記転移温度より高い第２の温度で一時的
   に加熱され、 前記散乱点は前記イソトロピック相から前記メゾモーフ
   イック相への転移の結果として冷却されている間生じる
   サイボタクチツク領域により構成されることを特徴とす
   る像再生方法。 ２ 熱光学効果を用い、薄い層中の散乱点状に順次続く
   像を実時間表示する装置において、前記層およびこの層
   を包み込む２つの板を有し、前記板は平行で少くとも一
   方が透明であり、前記層は所定の転移温度より高温でメ
   ゾモーフイック相からイントロピック相に変る液晶材料
   で構成され、且つ前記層は前記転移温度より低温の第１
   の温°度に保たれて前記層中の均一な配向により形成さ
   れる透明状態を生じるようにしたセルと、前記像を伝送
   するビデオ信号の制御の下に前記層の順次続く点を一時
   的に前記転移温度より高温の第２の温度にして前記イン
   トロピック液相に対応する透明状態を生じるように選択
   加熱装置とをそなえ、 前記転移散乱点は、前記イソトロピック相から前記メゾ
   モーフイック相への相転移の結果としての冷却の間前記
   散乱点に生じるサイボタクチツク領域に相当するように
   したことを特徴とする像再生装置。