JPH06118363A - 画像投影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡易かつ小型な画像投影装置。 【構成】 回転板６ａによって選択された特定の原色光
は、回転板６ｂで反射され、ステージ１８上の被投影パ
ターンに照射される。この被投影パターンの色彩に応じ
て反射された書き込み光は光変調器２２に書き込まれ
る。次に、同一の原色光を回転板６ｂでそのまま通過さ
せる。偏光ビームスプリッタ２８で反射された一偏光成
分のみの原色光は、光変調器２２に読み出し光として入
射する。光変調器２２で反射される読み出し光中の一偏
向成分の光のみが偏光ビームスプリッタ２８を通過する
ので、投影レンズ４０にてスクリーンに拡大投影された
画像は、被投影パターンの特定原色の像となっている。
これを各原色ごとに繰り返して行うと、被投影パターン
の３原色の画像が繰り返し投影され、被投影パターンの
カラー拡大画像を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、文書、図面等の被投影
パターンのカラー画像をスクリーンに投影するための装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の画像投影装置として、光導電層
と液晶からなる光変調器を用いたものが、例えば特願平
２−２６３４６５号に開示されている。この装置では、
光入力カラー画像を拡大投影するため、被投影パターン
の画像をシーケンシャルに色分解し、これに同期してモ
ノクロ光の輝度情報を光導電層側に順次書き込み、書き
込み光と同期して同じ色でシーケンシャルに液晶側から
輝度情報に対応する画像を読み出すことで拡大投影が行
われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
画像投影装置では、読み出しと書き込みに２台の同一構
造の色分解装置を必要としていた。そのため、両色分解
装置の動作タイミングを調整するコントローラ等を必要
とし、また、画像投影装置の小型軽量化を図ることがで
きなかった。

【０００４】そこで本発明は、簡易かつ小型な画像投影
装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る画像投影装置は、（ａ）光源からの光
を時分割された３原色光に変換する回転フィルタと、
（ｂ）回転フィルタと同期して回転するとともに、画像
記録時に回転フィルタからの各原色光を第１の光路に導
き、画像投影時に回転フィルタからの各原色光を第２の
光路に導く光スイッチング手段と、（ｃ）第１の光路に
導かれた各原色光を被投影パターンに照射する第１の光
学系と、（ｄ）被投影パターンで反射された各原色光に
対応する各光入力画像を結像する第２の光学系と、
（ｅ）強誘電性液晶から形成された光変調層を備えると
ともに、書き込み光の入射時に所望のタイミングで書き
込み光の画像を記録可能で読み出し光の入射時に前記画
像に応じて読み出し光を変調可能な光変調器であって、
画像記録時に第２の光学系によって結像された各光入力
画像を順次書き込む光変調器と、（ｆ）画像投影時に第
２の光路に導かれた各原色光を読み出し光として光変調
器に照射するとともに、光変調器で変調された読み出し
光をスクリーンに投影する第３の光学系とを備えること
としている。

【０００６】

【作用】上記画像投影装置によれば、回転フィルタが、
光源からの光を時分割された３原色光に変換し、光スイ
ッチング手段が、回転フィルタと同期して回転するとと
もに、画像記録時に回転フィルタからの各原色光を第１
の光路に導き、画像投影時に回転フィルタからの各原色
光を第２の光路に導く。すなわち、画像記録用の３原色
光と画像投影用の３原色光とを、単一の回転フィルタに
よって得ることができる。したがって、複数の色分解装
置の動作タイミングを調整する必要がなく、また画像投
影装置の小型軽量化が容易となる。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の具体的実施
例について説明する。

【０００８】図１に、実施例の画像投影装置である液晶
プロジェクターの構成を示す。光源のメタルハライドラ
ンプ２を出射した光線は、集光レンズ４によって一旦集
光され、回転板６に入射する。回転板６は、入射した光
線を３原色に分解する色分解回転板６ａと、分解された
光線を画像記録用の光路及び画像投影用の光路に交互に
分岐する光スイッチング回転板６ｂとから構成される。
色分解回転板６ａと光スイッチング回転板６ｂは互いに
連結され、モータ８によって回転駆動される。

【０００９】図２に、回転板６の構造を示す。色分解回
転板６ａは、３原色に対応する赤フィルタ６ｆ_R 、緑フ
ィルタ６ｆ_G 及び青フィルタ６ｆ_B からなる。光スイッ
チング回転板６ｂは、３原色の各フィルタ６ｆ_R 、６ｆ
_G 、６ｆ_B に対応してミラー部６ｍ_R 、６ｍ_G 、６ｍ_B
と、通過部６ｐ_R 、６ｐ_G 、６ｐ_B とをそれぞれ備え
る。例えば、図２（ａ）に示す青画像記録時には、入射
光線中の青色光線のみがフィルタ６ｆ_B を通過し、ミラ
ー部６ｍ_B で反射されて光スイッチング回転板６ｂの中
心軸方向に進む。図２（ｂ）に示す青画像投影時には、
フィルタ６ｆ_B を通過した青色光線が通過部６ｐ_B を直
進することとなる。このようにして、青色光線は２光路
に分岐される。なお、緑画像及び赤画像の記録・投影も
青画像の場合と同様にして行われる。

【００１０】図１の装置にもどって説明を続ける。光ス
イッチング回転板６ｂで下方に反射された各原色光は、
ミラー１０で水平方向に光路を偏向された後、レンズ１
２でコリメートされる。次に、各原色光は、ミラー１４
で下方向に光路を偏向され、レンズ１６で集光、拡散さ
れてステージ１８上に照明光として一様に投影される。
このステージ１８上には、被投影パターンとなるべき文
書、図面等が配置される。

【００１１】ステージ１８上の文書等のパターンを反映
した反射光は、書き込みレンズ２０によって各原色光ご
とに順次光変調器２２の書き込み側に投影される。この
光変調器２２に投影される光入力画像は、ステージ１８
上の文書等のパターンを３原色に対応する３画像に分解
したものとなっている。分解された３画像は、色分解回
転板６ａの回転周期の３倍の周期で繰り返し間欠的に光
変調器２２に投影されることとなる。

【００１２】光変調器２２は、ＦＬＣ−ＳＬＭから構成
される。この光変調器２２の書き込み側には光導電層が
設けられ、その読み出し側には強誘電性液晶層が設けら
れている。変調用に強誘電性液晶層を使用することによ
り、画像の記録・投影を高速で実行することができ、か
つ、十分な明度を確保することができる。光変調器２２
の書き込み、消去等のタイミングは、色分解回転板６ａ
及び光スイッチング回転板６ｂの回転と同期して設定さ
れる。

【００１３】一方、光スイッチング回転板６ｂを通過し
た各原色光は、レンズ２６でコリメートされた後、偏光
ビームスプリッタ２８に入射する。偏光ビームスプリッ
タ２８を下方向に出射したＳ−偏光光は、レンズ３０、
３２、３４を通過して光変調器２２の読み出し側に投影
される。光変調器２２で反射されるととともに、楕円偏
光に変調された読み出し光は、レンズ３０、３２、３３
を逆行した後、偏光ビームスプリッタ２８に入射する。
偏光ビームスプリッタ２８で偏光成分を制限され、文書
等のパターンを３原色に対応する３画像に対応する光強
度分布を生じた読み出し光は、レンズ３６、投影レンズ
３８を通過した後、投影ミラー４０によって図示してい
ないスクリーンの方向に偏向される。この結果、スクリ
ーン上には、光変調器２２に記録された３画像に対応す
る像が順次投影される。

【００１４】図３に、実施例の液晶プロジェクターの外
観を示す。スタンド５０上に支持部材５２を介して本体
部分５４が固定されている。本体部分５４内には、図１
に示した光学系とこれを制御するための回路等が収容さ
れている。本体部分５４から出射した光は、投影ミラー
４０で反射され、スクリーン６０上に拡大投影される。
スクリーン６０上に拡大投影された画像は、スタンド５
０上のステージ部分に載置された書籍等の３原色の画像
を繰り返したものとなっている。したがって、３原色の
画像の繰り返し速度が十分に速ければ、この書籍中の文
字、図形等のカラー表示が可能になる。

【００１５】以下、実施例の画像投影装置の動作につい
て説明する。まず、画像記録の工程について述べる。色
分解回転板６ａによって選択された原色光は、光スイッ
チング回転板６ｂで反射され、ミラー１０等の光学系を
へた後、ステージ１８上の被投影パターンに照射され
る。この被投影パターンの色彩に応じて反射された書き
込み光は、書き込みレンズ２０を通して光変調器２２の
光導電層側に書き込まれる。なお、光変調器２２の書き
込みには、１ｍＳ間隔のバイポーラの矩形波を用いる。
この矩形波は、０．５ｍＳの負の矩形パルスと０．５ｍ
Ｓの正の矩形パルスとをつないだものとなっている。

【００１６】次に、画像投影の工程について述べる。先
に述べた画像記録の工程において色分解回転板６ａによ
って選択されたと同一の原色光を光スイッチング回転板
６ｂでそのまま通過させる。偏光ビームスプリッタ２８
で反射されたＳ−偏光成分の原色光は、光変調器２２の
液晶層側から読み出し光として入射する。光変調器２２
の書き込みがあった部分から反射される読み出し光は、
Ｐ−偏光成分を有するようになり、偏光ビームスプリッ
タ２８を通過して投影レンズ４０にてスクリーン６０に
拡大投影される。光変調器２２の書き込みがなかった部
分から反射される読み出し光は、Ｓ−偏光成分のままで
あるので、偏光ビームスプリッタ２８によって反射さ
れ、スクリーン６０上に投影されない。この結果、スク
リーン６０上には、光変調器２２に記録された被投影パ
ターンの特定原色の画像が形成される。なお、光変調器
２２の読み出しには、その駆動電圧を１０ｍＳの間０Ｖ
に保つ。

【００１７】次に、光変調器２２に書き込んだ情報を消
去する。この場合、書き込み時と正負反転したバイポー
ラの矩形波を用いる。

【００１８】以上の工程を各原色ごとに繰り返して行う
と、被投影パターンの３原色の画像が繰り返しスクリー
ン６０上に投影されることとなる。この周期は１２ｍＳ
であるので、被投影パターンのカラー拡大画像をスクリ
ーン６０上に認識することができる。

【００１９】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はない。例えば、光スイッチング回転板６ｂを原色光が
通過する時に画像記録を行い、原色光が反射される時に
画像投影を行うこともできる。また、画像記録及び画像
投影を、ともに光スイッチング回転板６ｂで原色光を反
射させることによって行うこともできる。この場合、反
射角度を調節して光路を２分する。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像投影
装置によれば、回転フィルタが、光源からの光を時分割
された３原色光に変換し、光スイッチング手段が、回転
フィルタと同期して回転するとともに、画像記録時に回
転フィルタからの各原色光を第１の光路に導き、画像投
影時に回転フィルタからの各原色光を第２の光路に導
く。すなわち、画像記録用の３原色光と画像投影用の３
原色光とを、単一の回転フィルタによって得ることがで
きる。したがって、複数の色分解装置の動作タイミング
を調整する必要がなく、また画像投影装置の小型軽量化
が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の画像投影装置の構成を示した図。

【図２】回転板６の構造を示した図。

【図３】実施例の画像投影装置の外観を示した図。

【符号の説明】

６ａ…回転フィルタ、６ｂ…光スイッチング手段、１
０、１２、１４、１６…第１の光学系、２０…第２の光
学系、２４…光変調器、２６、２８、３０、３２、３
４、３６、３８、４０…第３の光学系。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光を時分割された３原色光に
   変換する回転フィルタと、 前記回転フィルタと同期して回転するとともに、画像記
   録時に前記回転フィルタからの各原色光を第１の光路に
   導き、画像投影時に前記回転フィルタからの各原色光を
   第２の光路に導く光スイッチング手段と、 前記第１の光路に導かれた各原色光を被投影パターンに
   照射する第１の光学系と、 被投影パターンで反射された各原色光に対応する各光入
   力画像を結像する第２の光学系と、 強誘電性液晶から形成された光変調層を備えるととも
   に、書き込み光の入射時に所望のタイミングで書き込み
   光の画像を記録可能で読み出し光の入射時に前記画像に
   応じて読み出し光を変調可能な光変調器であって、前記
   画像記録時に前記第２の光学系によって結像された各光
   入力画像を順次書き込む光変調器と、 前記画像投影時に前記第２の光路に導かれた各原色光を
   読み出し光として前記光変調器に照射するとともに、前
   記光変調器で変調された読み出し光をスクリーンに投影
   する第３の光学系と、 を備える画像投影装置。