JPH05113576A

JPH05113576A - オーバーヘツドプロジエクタ

Info

Publication number: JPH05113576A
Application number: JP3323761A
Authority: JP
Inventors: Toshio Konno; 俊男昆野; Shintaro Nakagaki; 新太郎中垣; Ichiro Negishi; 一郎根岸; Tetsuji Suzuki; 鉄二鈴木; Fujiko Tatsumi; 扶二子辰巳; Riyuusaku Takahashi; 竜作高橋
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1991-08-28
Filing date: 1991-11-12
Publication date: 1993-05-07
Anticipated expiration: 2013-05-18
Also published as: KR930004800A; KR950008351B1; JP2751697B2

Abstract

(57)【要約】【目的】空間光変調素子を用いたオーバーヘッドプロ
ジェクタにおける普通紙原稿，透過原稿，書籍，立体物
など種々の対象に対する投影画像のコントラスト比，解
像度，輝度などの向上を図り、更には利便性の向上を図
る。【構成】原稿１６による反射光は、ミラー２２，光学
系２４の作用によって、帯域制限された誘電体ミラーと
ホメオトロピック配向の液晶を有する空間光変調素子２
６に入射し、その画像情報が書き込まれる。空間光変調
素子２６には、読出し光源３０，帯域制限フィルタ３
２，光学系３４，偏光ビームスプリッタ２８の作用によ
って帯域制限された読出し光が入射し、良好に誘電体ミ
ラーで反射されて画像情報の読出しが行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オーバーヘッドプロジ
ェクタ（以下、「ＯＨＰ」と略称する）にかかり、特
に、空間光変調素子あるいは光−光変換素子を利用した
ＯＨＰの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】空間光変調素子を用いたＯＨＰとして
は、たとえば特開平３−１７６１５号公報に開示された
「普通紙用ＯＨＰ」がある。このＯＨＰは、従来のＯＨ
Ｐがフィルム透過原稿紙しか使用できない点に着目した
もので、原稿の内容は、適宜の書込光の照射，反射によ
って液晶ライトバルブに書き込まれる。液晶ライトバル
ブは、光書込み型のもので光導電層，液晶層の他に反射
層，遮光層を各々有する構成となっている。この液晶ラ
イトバルブに読出光が照射されると、書込み内容に応じ
た光変調を受ける。変調後の読出光は、その反射層で反
射されるとともに、ミラー手段を介してスクリーンに投
影される。この従来例によれば、普通紙原稿画像のスク
リーンへの拡大投影が可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、原稿からの
書込み光が与えられる空間光変調素子の光導電層側に、
その書込み情報を読み出すための読出し光が漏れた場合
には、その漏れ読出し光により光導電層が反応して書込
み画像のコントラスト比の低下をきたす。この漏れ読出
し光は、前記従来例のように反射層を設けても絶無とす
ることはできない。まして、スクリーン上に明るく良好
な表示画像を得ようとして可視域の強い読出し光を空間
光変調素子に与えるようにすると、ますます光導電層側
に漏れる読出し光が増大することになり、表示画像のコ
ントラストは更に低下することになる。

【０００４】なお、前記従来例では、別に遮光層も設け
ているが、遮光膜厚により解像度の劣化を招くととも
に、漏れ読出し光の影響を避けるためにその遮光性能を
上げるとインピーダンスが小さくなって、解像度の劣化
を招くことになる。

【０００５】更に、ライトバルブの液晶として、低電圧
で駆動できて扱いやすいホモジニアス配向のものを用い
た場合には、読出し光に対する波長依存性が大きくな
り、極端にその周波数帯域を制限しないと、コントラス
ト比が低下してしまう。そして、読出し光の帯域を制限
すると、今度はスクリーン上における画像の輝度が低下
することになる。特にフルカラー表示時に色再現性を保
ちながら高輝度の画像を実現することは、非常に困難と
なる。

【０００６】加えて、上述した従来例は、光書込型液晶
ライトバルブを単にＯＨＰに適用したのみで、利便性に
対する配慮が何らなされておらず、必ずしも使い勝手が
よくないという不都合がある。

【０００７】本発明は、これらの点に着目したもので、
その第１の目的は、コントラスト比や解像度の良好な画
像投影を行うことである。第２の目的は、普通紙原稿，
透過原稿，書籍，立体物など種々の対象についても良好
に投影を行うことである。第３の目的は、高輝度で良好
な色再現性のフルカラー投影を行うことである。第４の
目的は、ＯＨＰの利便性の向上を図ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】主要な発明の一つは、空
間光変調素子に投影対象の情報を書き込むとともに、書
き込まれた情報を読み出して投影するオーバーヘッドプ
ロジェクタにおいて、前記誘電体ミラーは帯域制限され
た読出し光を反射する波長選択性を有しており、前記光
変調層はホメオトロピック配向の液晶を用いており、前
記投影対象の情報を読み出す読出し光は前記誘電体ミラ
ーの波長選択性に対応する帯域を有することを特徴とす
る。

【０００９】他の主要な発明は、前記オーバーヘッドプ
ロジェクタにおいて、前記投影対象の情報を含む書込み
光を原色光に各々分解する色分解手段と、これによって
得られた各色毎の情報が書き込まれる空間光変調素子
と、これに書き込まれた各色毎の情報を各々該当する原
色光で読み出すとともに、それらを合成してカラー情報
を得る色合成手段とを備え、前記各空間変調素子の誘電
体ミラーは該当する原色光に対する波長選択性を有して
おり、前記光変調層はホメオトロピック配向の液晶を用
いていることを特徴とする。

【００１０】他の主要な発明は、投影対象に書込み光を
照射して空間光変調素子に情報を書き込むとともに、読
出し光源から出力された読出し光を偏光ビームスプリッ
タにより照射して空間光変調素子に書き込まれた情報を
読み出して投影するオーバーヘッドプロジェクタにおい
て、前記偏光ビームスプリッタから出力される光のう
ち、前記空間光変調素子に照射されないものを前記書込
み光として投影対象に照射する投射手段を備えたことを
特徴とする。

【００１１】更に他の発明によれば、書込み光照射にお
けるフォーカス設定手段，投影対象を反射及び透過で照
明する第１及び第２の光源，原稿台近傍の書込み光反射
手段，空間光変調素子の感度調節手段，反射原稿による
反射書込み光を反射して空間光変調素子に入射させる光
学手段，原稿台近傍の集光光学手段，書込み手段の調光
手段が必要に応じて設けられる。また、空間光変調素子
からの画像情報の読出し手段は原稿台下部に配置され
る。他の主要な発明によれば、書込み手段と読出し手段
には、各々同期して動作する波長選択手段が各々設けら
れる。

【００１２】

【作用】本発明によれば、空間光変調素子の誘電体ミラ
ーは波長選択性を有しており、帯域制限された読出し光
が利用される。このため、読出し光の光導電層側への漏
れは非常に少なく、また遮光層が必要とされないので、
コントラスト比や解像度が向上する。また、ホメオトロ
ピック配向の液晶が用いられているので、波長依存性が
小さく、特にカラー表示の場合には各色の帯域を広くと
ることができるようになて投影画像の輝度が向上する。
また、読出し手段の偏向ビームスプリッタの作用によっ
て空間光変調素子に入射しない光が書込み光として利用
される。

【００１３】投影対象が立体物の場合には、フォーカス
設定手段によってその所望の位置にフォーカス位置のセ
ットが行われ、２つの光源によって原稿の情報が反射，
透過のいずれによっても読み出される。また、空間光変
調素子に設けられた感度調節手段によって、コントラス
ト比などが良好になるようにその駆動状態が設定され、
透過型の原稿の場合には透過光が書込み光反射手段によ
って反射されてコントラスト比の向上が図られる。更に
他の発明によれば、読出し手段が原稿台下部に配置され
て投影ヘッドがコンパクト化される。また、波長選択手
段によって、たとえばＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の
面順次で投影対象の画像が空間光変調素子に書き込まれ
るとともに、対応するＲ，Ｇ，Ｂの読出し光でそれらの
読出しが高速で行われる。これを肉眼で観察すると、結
果的にカラー画像が表示されることになる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明によるＯＨＰの実施例につい
て、添付図面を参照しながら説明する。＜第１実施例＞最初に、図１乃至図３を参照しながら、
本発明の第１実施例について説明する。図１には第１実
施例の主要構成が斜視図として示されており、図２には
側面図として示されている。

【００１５】これらの図において、全体が箱型に形成さ
れたボディ１０の上面には、原稿台１２が設けられてい
る。この原稿台１２にはカバー１４が設けられており、
これによって原稿台１２上の原稿１６が押さえられるよ
うになっている。

【００１６】次に、原稿台１２は、ボディ１０の底側に
設けられている書込み光源１８から出力される書込み光
が光学系２０によってボディ１０内から照明されるよう
になっている。書込み光源１８には、調光装置１８Ａが
設けられている。また、原稿台１２からの反射光は、ボ
ディ１０の低部に設けられたミラー２２及び光学系２４
の作用によって、空間光変調素子２６の画像書込み側に
入射するようになっている。この空間光変調素子２６に
は、感度調節装置２６Ｒが設けられている。

【００１７】次に、空間光変調素子２６の画像読出し側
には、偏光ビームスプリッタ２８が設けられている。読
出し光源３０は、偏光ビームスプリッタ２８の上部に配
置されており、これから出力された読出し光は、帯域制
限フィルタ３２，光学系３４を介して偏光ビームスプリ
ッタ２８に入射するようになっている。偏光ビームスプ
リッタ２８の読出し光出力側であって、ボディ１０の側
部には、投影光学系３６が設けられており、これによる
投射方向にはスクリーン３８が配置されている。

【００１８】以上の各部のうち、カバー１４の裏側，す
なわち原稿台１２との対面側１４Ａは、光反射性を有す
る構成となっている。書込み光源１８としては、たとえ
ば、ハロゲンランプ，ＬＥＤなど種々のものを用いてよ
いが、後述する空間光変調素子２６の光導電層の感度に
合わせて必要なものが選ばれる。また、調光装置１８Ａ
は、書込み光源１８の明るさや色などを所望に応じて調
整するためのものである。

【００１９】次に、空間光変調素子２６は、図３（Ａ）
に示すような構成となっており、透明基板２６Ａ，２６
Ｂの透明電極２６Ｃ，２６Ｄ間に、光導電層２６Ｅ，誘
電体ミラー２６Ｆ，光変調層２６Ｇが各々その順で積層
された構成となっている。なお、遮光層は設けられてい
ない。書込み光は矢印ＦＡのように空間光変調素子２６
に入射し、読出し光は矢印ＦＢのように空間光変調素子
２６に入射して矢印ＦＣのように出力される。また、透
明電極２６Ｃ，２６Ｄ間には、駆動用電源２６Ｈが接続
されている。

【００２０】これらのうち、光導電層２６Ｅとしては、
たとえばａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン），ａ−Ｓｉ
Ｈ（水素化アモルファスシリコン），ＣｄＳｅ，ＣｄＳ
などが用いられる。誘電体ミラー２６Ｆは、Ｓｉ，Ｓｉ
Ｏ₂，ＴｉＯ₂などを交互にたとえば１７層程度積層する
ことによって構成されており、一定の制限された周波数
帯域（たとえば４００〜６３０ｎｍ）の読出し光に対し
てのみミラーとして作用する。そして、図３（Ｂ）に示
すように、帯域制限された入射読出し光（矢印ＦＢ）の
透過量（矢印ＦＤ）が１０^-4（以下「濃度４」という）
以下となるように、誘電体ミラー２６Ｆが設計されてい
る。

【００２１】光変調層２６Ｇとしては、たとえば波長依
存性の低いホメオトロピック配向（垂直配向）のネマチ
ック液晶が用いられている。このホメオトロピック配向
の液晶は、入射光の波長の変化による透過光強度の変化
がわずかであるとともに、その変化のしきい値電圧が比
較的高いという特長がある。以上のような空間光変調素
子２６には感度調節装置２６Ｒが接続されており、空間
光変調素子２６の駆動電圧や周波数などが書込み条件，
表示条件に応じて適宜変更されるようになっている。

【００２２】次に、帯域制限フィルタ３２は、読出し光
源３０から出力される読出し光の帯域を、空間光変調素
子２６の誘電体ミラー２６Ｆの特性に対応して、たとえ
ば４００〜６３０ｎｍに制限を行うためのものである。
また、本実施例では、図２に示すように、空間光変調素
子２６とスクリーン３８とが略平行に配置されており、
読出し光が角度を持って斜めから空間光変調素子２６に
入射する配置構成となっている。なお、各光学系は、必
要に応じて複数の光学素子で構成され、必要に応じてフ
ォーカス機構が設けられている（図示せず）。

【００２３】次に、以上のように構成された本実施例の
作用について説明する。投影対象の原稿１６は、原稿台
１２上に置かれる。このとき、原稿１６はカバー１４に
よって押さえられる。原稿１６には、書込み光源１８，
光学系２０の作用によって書込み光が照射される。そし
て、原稿１６による反射光は、ミラー２２，光学系２４
の作用によって空間光変調素子２６に入射し、原稿１６
の画像情報が書き込まれる。

【００２４】このとき、調光装置１８Ａによって、原稿
１６の濃度，コントラスト比などに対応した書込み光照
射が行われる。加えて、原稿１６の代わりに立体物の投
影を行う場合には、調光装置１８Ａによってその影のつ
き方を変化させることが可能である。また、原稿１６が
小さいときに外部から入るノイズとなる不要光は、カバ
ー１４によって良好にカットされる。また、原稿１６が
透過型である場合には、原稿１６を透過した書込み光が
良好にカバー１４で反射されるようになり、その画像の
書込み処理は良好に行われる。更に、空間光変調素子２
６の感度調整装置２６Ｒによる感度調整も必要に応じて
行われる。

【００２５】これら、カバー１４，調光装置１８Ａ，感
度調整装置２６Ｒの作用によって、空間光変調素子２６
に対する原稿１６の画像情報の書込みは良好に行われる
ことになる。次に、以上のようにして画像情報が書き込
まれた空間光変調素子２６には、読出し光源３０，帯域
制限フィルタ３２，光学系３４，偏光ビームスプリッタ
２８の作用によって帯域制限された読出し光が入射す
る。この読出し光は、空間光変調素子２６の光変調層２
６Ｇに入射して書込み画像情報に対応する強度変調を受
け、誘電体ミラー２６Ｆで反射される。

【００２６】この場合において、上述したように、光変
調層２６Ｇとしてホメオトロピック配向の液晶が用いら
れている。このため、読出し光の波長の変化による透過
光強度の変化は小さく、容易に高いコントラスト比を得
ることができる。また、その変化のしきい値電圧が比較
的高いために漏れ光に対する許容範囲も比較的大きい。

【００２７】更に、読出し光には、帯域制限フィルタ３
２によって誘電体ミラー２６Ｆの特性に見合った帯域制
限が行われる。このため、読出し光は、良好に誘電体ミ
ラー２６Ｆで反射されて出力され、読出し光の光導電層
２６Ｅ側への漏れが良好に低減される。また、波長選択
性を持たせて誘電体ミラー２６Ｆを構成することで、誘
電体ミラー２６Ｆ自体を非常に薄く形成することがで
き、解像度やコントラスト比の低下が防止されるように
なる。

【００２８】次に、空間光変調素子２６から出力された
読出し光は、偏光ビームスプリッタ２８を通過するとと
もに、投影光学系３６を介してスクリーン３８に投影さ
れ、これによって読み出された画像情報が表示されるこ
とになる。このとき、上述したように空間光変調素子２
６とスクリーン３８が平行に配置されており、読出し光
が斜めに空間光変調素子２６に入射しているため、投影
光学系３６のの正面より上方にスクリーン３８が配置さ
れていても、歪の少ない画像が得られるようになる。ま
た、投影ヘッドがないため、スクリーン３８上の画像が
見やすいという利点もある。

【００２９】本実施例について試作した装置によれば、
上述したように誘電体ミラー２６Ｆの濃度を４以上とす
るなどによって、スクリーン３８上のコントラスト比を
従来に対して１００：１以上とすることができた。

【００３０】＜第２実施例＞次に、本発明の第２実施例
について、図４を参照しながら説明する。なお、上述し
た第１実施例と同様又は相当する構成部分には、同一の
符号を用いることとする（以下の実施例についても同
様）。この第２実施例は、投影ヘッドを有するタイプの
例である。

【００３１】図４において、装置本体は、投影ヘッド４
０と基台４２とに大きく別れている。投影ヘッド４０内
には、図２のボディ１０内の各部が収納されている。こ
れらのうち、空間光変調素子２６の書込み側の光学系４
４には、マニュアルフォーカス機構４６が設けられてい
る。このマニュアルフォーカス機構４６は、原稿台１２
上に立体物４８や書籍を載せてその投影を行う場合など
に、フォーカスを所望位置に任意に合わせられるように
するためのものである。

【００３２】また、本実施例では、透過型の原稿のため
に、専用の書込み光源５０，ミラー５２，光学系５４，
フレネルレンズ５６が各々基台４２内に設けられてい
る。更に、投影光学系３６の出力側には、読出し画像投
影用のミラー５８が設けられている。

【００３３】このような第２実施例の作用は、基本的に
は第１実施例と同様であるが、立体物４８の投影を行う
ときは、マニュアルフォーカス機構４６によってフォー
カス位置が適宜設定される。これによって、立体物４８
の所望の位置の像がスクリーン３８に投影可能となる。
また、透過型の原稿の場合には、基台４２内の照明装置
が利用され、書込み光源５０から出力された書込み光
は、ミラー５２，光学系５４，フレネルレンズ５６の作
用によって透過型の原稿に入射する。そして、その原稿
を透過した光は、光学系４４の作用によって空間光変調
素子２６に入射し、原稿の画像情報が書き込まれること
になる。

【００３４】また、空間光変調素子２６からの読出し光
は、投影光学系３６の透過後ミラー５８で反射されてス
クリーン３８に投射され、これによって読出し画像情報
の投影が行われる。また、書込み光源１８で原稿を照明
する場合には、コンダクト棒による原稿指示の投影も可
能となる。

【００３５】＜第３実施例＞次に、図５を参照しなが
ら、本発明の第３実施例について説明する。この第３実
施例は、第１実施例に類似しているが、原稿台１２上の
原稿からの反射書込み光は、ミラー６０で反射されて空
間光変調素子２６に入射するようになっている。ミラー
６０の使用によって、装置全体を低く構成できるように
なる。また、投影ヘッドをなくした構成でも、コンタク
ト棒などによる原稿指示の投影が可能となる。

【００３６】＜第４実施例＞次に、図６を参照しなが
ら、本発明の第４実施例について説明する。この第４実
施例は、空間光変調素子２６に対する画像情報の書込み
光として、読出し用光源３０から出力された読出し光の
うち偏光ビームスプリッタ２８を直進するＰ成分光が用
いられる。このＰ成分光は、ミラー６２で反射されると
ともにフィルタ６４，光学系２０を介して原稿台１２に
投射される。なお、フィルタ６４は、Ｐ成分光の光量が
書込み光として強い場合に設けられるもので、偏光板な
どが用いられる。また、偏光板を回転させることで光量
調節を行うこともできる。

【００３７】この実施例によれば、前記実施例で無駄に
捨てられていた読出し光のＰ成分が有効に活用される。
更に、本実施例によれば、原稿台１２の原稿上近傍に凸
レンズ又はフレネルレンズカバー６６が設けられる。こ
れによって、原稿側から出力された光が画像歪みの少な
い状態で、効率的に集光されて光学系２４に取り込まれ
ることになる。また、原稿台１２の周囲には、適宜の覆
い６８が必要に応じて設けられる（矢印ＦＥ）。これに
より、スクリーン３８の観視者にとって目ざわりな不要
光がカットされる。

【００３８】＜第５実施例＞次に、図７を参照しなが
ら、本発明の第５実施例について説明する。この第５実
施例は、読出し光源３０，帯域制限フィルタ３２，光学
系３４を、投影ヘッド４０から基台４２内に収めるよう
にしたものである。読出し光は、ミラー７０，７２に反
射されて偏光ビームスプリッタ２８に入射する。また、
基台４２内には、駆動回路７４も納められており、原稿
台１２の下部には、液晶ディスプレイ装置などで使用さ
れている蛍光管やＥＬなどによるフラット光源７６がそ
の調光装置７８とともに透過型原稿用として設けられて
いる。

【００３９】上述した実施例では、投影ヘッド４０中に
読出し光源３０などが設けられていたが、一般に光源は
大きく重量もある。このため、ミラー７０，７２を利用
することにより、読出し光源３０などを駆動回路７４な
どと合わせて基台４２内に収納して、投影ヘッド４０の
小型，軽量化が実現できる。

【００４０】更に、本実施例によれば、立体物や小さい
原稿などの投影時に、調光装置７８による適宜の調光の
もとにフラット光源７６による原稿台１２下部からの照
明を行うようにすると、立体物などの背景の明るさが変
化するようになり、趣向性ある画像投影が可能となる。

【００４１】＜第６実施例＞次に、図８を参照しなが
ら、本発明の第６実施例について説明する。この実施例
は、原稿のカラー投影を行うようにしたものである。同
図において、書込み光源１８から出力され原稿によって
反射された書込み光は、光学系２４を介して３色分解光
学系８０に入射するようになっている。そして、３色分
解光学系８０のＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各出力
側には、空間光変調素子８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂが各々
配置されている。これらの空間光変調素子８２Ｒ，８２
Ｇ，８２Ｂの画像読出し側には、３色分解合成光学系８
４が設けられており、その合成読出し光の入出力側に
は、偏光ビームスプリッタ２８が配置されている。

【００４２】以上のうち、書込み光，読出し光が、白色
光又はＲ，Ｇ，Ｂの各帯域の光を含むように各光源１
８，３０は構成されている。３色分解光学系８０は、入
射する書込み光を、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色に分解して出力
する機能を有している。また、３色分解合成光学系８４
は、偏光ビームスプリッタ２８から入射するＳ偏光成分
をＲ，Ｇ，Ｂの３原色に分解して空間光変調素子８２
Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂに各々出力するとともに、それらか
ら入力されたＲ，Ｇ，Ｂの光を合成して偏光ビームスプ
リッタ２８側に出力する機能を有している。

【００４３】次に、空間光変調素子８２Ｒ，８２Ｇ，８
２Ｂの基本的な構成は上述した通りであるが、それらの
光導電層はＲ，Ｇ，Ｂの書込み光の帯域に各々感度を有
するように形成してもよい。例えば、ａ−Ｓｉ，ＣｄＳ
ｅ，ＣｄＳなどが用いられる。また、光変調層としては
同様にホメオトロピック配向のものが用いられる。更
に、各誘電体ミラーは、入射する読出し光波長（たとえ
ば、Ｒ＝５９０〜６４０ｎｍ，Ｇ＝４９０〜６００ｎ
ｍ，Ｂ＝４００〜５００ｎｍ）に対して波長選択性を有
しており、それらの波長に光に対して濃度がいずれも４
以上となるように設計されている。

【００４４】次に、以上のような第６実施例の作用につ
いて説明する。原稿台１２上の原稿は、書込み光源１８
による書込み光によって照明される。原稿１２によって
反射された書込み光は、光学系２４を介して３色分解光
学系８０に入射し、ここでＲ，Ｇ，Ｂの各原色光に分解
されて空間光変調素子８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂに各々入
射する。これによって、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画像の書込みが
行われたことになる。

【００４５】次に、読出し光源３０から出力された読出
し光のうち、偏光ビームスプリッタ２８で反射されたＳ
偏光成分は、３色分解合成光学系８４に入射してＲ，
Ｇ，Ｂの各原色光に分解されて空間光変調素子８２Ｒ，
８２Ｇ，８２Ｂに各々入射する。これによって、Ｒ，
Ｇ，Ｂの各画像の読出しが行われ、光変調後のＲ，Ｇ，
Ｂの各光は、３色分解合成光学系８４に再び入射して合
成されることになる。合成後の読出し光は、偏光ビーム
スプリッタ２８，投影光学系３６，ミラー５８の作用に
よってスクリーン３８に投射され、これによって読出画
像の投影が行われることになる。

【００４６】本実施例によれば、空間光変調素子８２
Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂの光変調層としてホメオトロピック
配向の液晶が用いられている。このため、波長依存性が
大幅に低減されるので、Ｒ，Ｇ，Ｂの各光の波長帯域を
広くとることができ、明るいカラー像を得ることができ
る。また、各誘電体ミラーの濃度は４以上となっている
ので高いコントラスト比を得ることができるとともに、
遮光層が不要で膜厚を薄く構成できるため高解像度の投
射像を得ることができる。なお、前記実施例では空間光
変調素子をＲ，Ｇ，Ｂ毎に独立して３つ設けたが、１つ
の素子を領域分割して各色ごとに光導電層，誘電体ミラ
ーを最適設計して駆動するようにしてもよい。

【００４７】＜第７実施例＞次に、図９を参照しなが
ら、本発明の第７実施例について説明する。この実施例
は、前記実施例と同様に原稿のカラー投影を行うように
したもので、前記図４の第２実施例を改良したものであ
る。同図において、反射用の書込み光源１８と光学系２
０との間，及び透過用の書込み光源５０とミラー５２と
の間には、各々波長選択フィルタ１００，１０２が設け
られている。また、読出し光源３０と光学系３４との間
にも、波長選択フィルタ１０４が設けられている。

【００４８】これらの波長選択フィルタ１００，１０
２，１０４は、たとえば同図（Ｂ）に示すような構成と
なっており、いずれも矢印ＦＦ方向に同期して回転する
ように構成されている。これによって、投影対象に照射
される書込み光の色に対応して読出し光の色が選択され
るようになっている。たとえば、波長選択フィルタ１０
０，１０２により書込み光としてＲの光が立体物４８に
照射されているときは、読出し光源３０の波長選択フィ
ルタ１０４においても同様にＲの光が読出し光として選
択されるようになっている。Ｇ，Ｂについても同様であ
る。

【００４９】次に、このような第７実施例の動作につい
て説明すると、投影対象である立体物４８には、波長選
択フィルタ１００又は１０２の作用によってＲ，Ｇ，Ｂ
の各光が面順次で照射される。このため、空間光変調素
子２６には、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像が順に書き込まれること
になる。他方、これらの画像は、読出し光源３０から出
力される読出し光によって読み出されるが、このとき波
長選択フィルタ１０４によって選択された波長の光が空
間光変調素子２６に入射することになる。

【００５０】この場合に、書込み光側における波長選択
フィルタ１００又は１０２におけるフィルタの選択は、
読出し光側における波長選択フィルタ１０４におけるフ
ィルタの選択と同期して同色となるように行われてい
る。このため、たとえばＲの画像が空間光変調素子２６
に書き込まれたときはＲの光で読出しが行われることに
なる。Ｇ，Ｂについても同様である。このような動作が
Ｒ，Ｇ，Ｂの順に高速で行われると、スクリーン３８上
の画像は肉眼にはカラー画像として観察されるようにな
る。以上のように、本実施例によれば、色毎に面順次と
して画像の書込み，読出しを行うことにより、容易にカ
ラー画像の表示を行うことができる。

【００５１】＜他の実施例＞なお、本発明は、何ら上記
実施例に限定されるものではなく、たとえば次のような
ものも含まれる。（１）いずれの実施例においても、各光学系は種々の光
学素子を用いて構成してよく、フォーカス，特にオート
フォーカス機構は必要に応じて適宜設けてよい。

【００５２】（２）空間光変調素子の光変調層としてメ
モリ性を有する変調材料を用いてもよい。メモリ性を有
す光変調材料としては、電気光学結晶，ＰＬＺＴ，強誘
電性液晶などがある。このようにすると、一度書き込ま
れた画像情報が書き換えられるまで保存され、その投影
の続行が可能となる。空間光変調素子に対する画像情報
の書込みが終了した時点で書込み光の照明を切るように
すれば、消費電力の低減を図ることができる。また、書
込み光が原稿面にその上方から照射される場合には、そ
の光がスクリーン観視者にとって目ざわりとなる。しか
し、画像情報の書込み後にその書込み光の照明を切るよ
うにすれば、スクリーンの画像が一層見やすくなる。

【００５３】（３）また、上記実施例を組み合わせるこ
とも任意である。たとえば、図８の第６実施例に、図６
に示した偏光ビームスプリッタのＰ偏光成分を書込み光
として利用する発明や、図７に示した透過型原稿用の書
込み照明手段による背景照明を行う発明を適用してよ
い。（４）次に、前記第７実施例において、各光源１８，３
０，５０がＲ，Ｇ，Ｂの各単色光源を１つにまとめたよ
うな構成（たとえばＲＧＢ白色レーザなど）となってお
り、切換えによって各単色光源毎の発光を行うことが可
能な場合には、上述した波長選択フィルタ１００，１０
２，１０４は不要となる。このときは、各光源における
単色光源の切換えを同期して行うようにすれば、Ｒ，
Ｇ，Ｂの面順次とすることができる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるオー
バーヘッドプロジェクタによれば、次のような効果があ
る。（１）帯域制限を行って空間光変調素子の誘電体ミラー
を設計するとともに、その光変調層としてホメオトロピ
ック配向の液晶を用い、また読出し光のの波長帯域を前
記誘電体ミラーの帯域特性に対応させることとしたの
で、普通原稿，透過原稿，書籍，立体物など種々の対象
の投影画像のコントラスト比，輝度，更には解像度の向
上を図ることができる。

【００５５】（２）特に、色分解，色合成によってカラ
ー表示を行う場合にホメオトロピック配向の液晶を光変
調層として用いると、その波長依存性の関係から各原色
光の波長帯域を広くとることができ、投影画像の高輝度
化を図ることができる。（３）また、読出し光を空間光変調素子に導く偏光ビー
ムスプリッタによる分離光を書込み光として利用するこ
ととしたので、装置構成が簡略化されるとともに、光の
有効利用，ひいては消費電力の低減を図ることができる
という効果がある。

【００５６】（４）更に、フォーカス手段を設けること
によって書籍や立体物などの投影にも対応可能となる，
読出し手段を原稿台下部に設けることによって投影ヘッ
ドがコンパクト化される，読出し用光源を２つ設けるな
どによって反射，透過のいずれの原稿にも対応できる，
感度調節手段によって空間光変調素子の感度を最適な状
態に調整できるなど、利便性の向上を図ることができ
る。（５）同期して動作する波長選択手段を書込み手段と読
出し手段に各々設けて、光投影対象を原色光で照射して
各原色の画像を面順次で空間光変調素子に書き込むとと
もに、対応する色の読出し光で読み出して表示すること
としたので、カラー画像も良好に表示することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＯＨＰの第１実施例を示す主要部
の斜視図である。

【図２】本発明によるＯＨＰの第１実施例を示す主要部
の構成図である。

【図３】前記実施例における空間光変調素子を示す説明
図である。

【図４】本発明の第２実施例を示す構成図である。

【図５】本発明の第３実施例を示す構成図である。

【図６】本発明の第４実施例を示す構成図である。

【図７】本発明の第５実施例を示す構成図である。

【図８】本発明の第６実施例を示す構成図である。

【図９】本発明の第７実施例を示す構成図である。

【符号の説明】

１０…ボディ、１２…原稿台、１４…カバー、１４Ａ…
対面（書込み光反射手段）、１６…原稿、１８…書込み
光源（書込み手段，第１の光源），５０…書込み光源
（書込み手段，第２の光源）、１８Ａ…調光装置、２
０，２４，３４，４４，５４…光学系、２２，５２，５
８，６０，７０，７２…ミラー、２６，８２Ｒ，８２
Ｇ，８２Ｂ…空間光変調素子、２６Ｅ…光導電層、２６
Ｆ…誘電体ミラー、２６Ｇ…光変調層、２６Ｈ…駆動用
電源、２６Ｒ…感度調節装置（感度調節手段）、２８…
偏光ビームスプリッタ、３０…読出し光源（読出し手
段）、３２，６４…帯域制限フィルタ、３６…投影光学
系、３８…スクリーン、４０…投影ヘッド、４２…基
台、４６…マニュアルフォーカス機構（フォーカス設定
手段）、４８…立体物、５６…フレネルレンズ、６２…
ミラー（投射手段）、６６…フレネルレンズカバー、６
８…覆い、７４…駆動回路、７６…フラット光源（第２
の光源）、７８…調光装置、８０…３色分解光学系（色
分解手段）、８４…３色分解合成光学系（色合成手
段）、１００，１０２…波長選択フィルタ（第１の波長
選択手段）、１０４…波長選択フィルタ（第２の波長選
択手段）、ＦＡ，ＦＢ，ＦＣ，ＦＤ，ＦＥ，ＦＦ…矢
印。

【手続補正書】

【提出日】平成４年３月３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】他の主要な発明は、前記オーバーヘッドプ
ロジェクタにおいて、前記投影対象の情報を含む書込み
光を原色光に各々分解する色分解手段と、これによって
得られた各色毎の情報が書き込まれる空間光変調素子
と、これに書き込まれた各色毎の情報を各々該当する原
色光で読み出すとともに、それらを合成してカラー情報
を得る色合成手段とを備え、前記各空間光変調素子の誘
電体ミラーは該当する原色光に対する波長選択性を有し
ており、前記光変調層はホメオトロピック配向の液晶を
用いていることを特徴とする。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】

【作用】本発明によれば、空間光変調素子の誘電体ミラ
ーは波長選択性を有しており、帯域制限された読出し光
が利用される。このため、読出し光の光導電層側への漏
れは非常に少なく、また遮光層が必要とされないので、
コントラスト比や解像度が向上する。また、ホメオトロ
ピック配向の液晶が用いられているので、波長依存性が
小さく、特にカラー表示の場合には各色の帯域を広くと
ることができるようになって投影画像の輝度が向上す
る。また、読出し手段の偏向ビームスプリッタの作用に
よって空間光変調素子に入射しない光が書込み光として
利用される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者根岸一郎神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番地日本ビクター株式会社内 (72)発明者鈴木鉄二神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番地日本ビクター株式会社内 (72)発明者辰巳扶二子神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番地日本ビクター株式会社内 (72)発明者高橋竜作神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番地日本ビクター株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光導電層，誘電体ミラー，光変調層が積
層された空間光変調素子に投影対象の情報を書き込むと
ともに、書き込まれた情報を読み出して投影するオーバ
ーヘッドプロジェクタにおいて、前記誘電体ミラーは帯
域制限された読出し光を反射する波長選択性を有してお
り、前記光変調層はホメオトロピック配向の液晶を用い
ており、前記投影対象の情報を読み出す読出し光は前記
誘電体ミラーの波長選択性に対応する帯域を有すること
を特徴とするオーバーヘッドプロジェクタ。
【請求項２】光導電層，誘電体ミラー，光変調層が積
層された空間光変調素子に投影対象の情報を書き込むと
ともに、書き込まれた情報を読み出して投影するオーバ
ーヘッドプロジェクタにおいて、前記投影対象の情報を
含む書込み光を原色光に各々分解する色分解手段と、こ
れによって得られた各色毎の情報が書き込まれる空間光
変調素子と、これに書き込まれた各色毎の情報を各々該
当する原色光で読み出すとともに、それらを合成してカ
ラー情報を得る色合成手段とを備え、前記各空間変調素
子の誘電体ミラーは該当する原色光に対する波長選択性
を有しており、前記光変調層はホメオトロピック配向の
液晶を用いていることを特徴とするオーバーヘッドプロ
ジェクタ。
【請求項３】投影対象に書込み光を照射して空間光変
調素子に情報を書き込むとともに、読出し光源から出力
された読出し光を偏光ビームスプリッタにより照射して
空間光変調素子に書き込まれた情報を読み出して投影す
るオーバーヘッドプロジェクタにおいて、前記偏光ビー
ムスプリッタから出力される光のうち、前記空間光変調
素子に照射されないものを前記書込み光として投影対象
に照射する投射手段を備えたことを特徴とするオーバー
ヘッドプロジェクタ。
【請求項４】書込み手段により投影対象に書込み光を
照射して空間光変調素子に情報を書き込むとともに、読
出し手段により読出し光を照射して空間光変調素子に書
き込まれた情報を読み出して投影するオーバーヘッドプ
ロジェクタにおいて、前記書込み手段は、投影対象に対
する書込み光照射におけるフォーカス設定手段を有する
ことを特徴とするオーバーヘッドプロジェクタ。
【請求項５】書込み手段により投影対象に書込み光を
照射して空間光変調素子に情報を書き込むとともに、読
出し手段により読出し光を照射して空間光変調素子に書
き込まれた情報を読み出して投影するオーバーヘッドプ
ロジェクタにおいて、前記読出し手段を原稿台下部に配
置したことを特徴とするオーバーヘッドプロジェクタ。
【請求項６】書込み手段により投影対象に書込み光を
照射して空間光変調素子に情報を書き込むとともに、読
出し手段により読出し光を照射して空間光変調素子に書
き込まれた情報を読み出して投影するオーバーヘッドプ
ロジェクタにおいて、前記書込み手段は、投射対象に対
して書込み光を反射させる第１の光源と、書込み光を透
過させる第２の光源とを備えたことを特徴とするオーバ
ーヘッドプロジェクタ。
【請求項７】書込み手段により投影対象に書込み光を
照射して空間光変調素子に情報を書き込むとともに、読
出し手段により読出し光を照射して空間光変調素子に書
き込まれた情報を読み出して投影するオーバーヘッドプ
ロジェクタにおいて、原稿台に、前記投影対象を透過し
た書込み光を反射する書込み光反射手段を設けたことを
特徴とするオーバーヘッドプロジェクタ。
【請求項８】書込み手段により投影対象に書込み光を
照射して空間光変調素子に情報を書き込むとともに、読
出し手段により読出し光を照射して空間光変調素子に書
き込まれた情報を読み出して投影するオーバーヘッドプ
ロジェクタにおいて、前記空間光変調素子に感度調節手
段を設けたことを特徴とするオーバーヘッドプロジェク
タ。
【請求項９】書込み手段により投影対象に書込み光を
照射して空間光変調素子に情報を書き込むとともに、読
出し手段により読出し光を照射して空間光変調素子に書
き込まれた情報を読み出して投影するオーバーヘッドプ
ロジェクタにおいて、前記投影対象を前記書込み手段の
書込み光が上方から投射されるように支持する原稿台
と、投影対象によって反射された書込み光を反射して前
記空間光変調素子に入射させる光学手段とを備えたこと
を特徴とするオーバーヘッドプロジェクタ。
【請求項１０】書込み手段により投影対象に書込み光
を照射して空間光変調素子に情報を書き込むとともに、
読出し手段により読出し光を照射して空間光変調素子に
書き込まれた情報を読み出して投影するオーバーヘッド
プロジェクタにおいて、投影対象によって反射された書
込み光を集光する集光光学手段を前記投影対象の近傍に
配置したことを特徴とするオーバーヘッドプロジェク
タ。
【請求項１１】書込み手段により投影対象に書込み光
を照射して空間光変調素子に情報を書き込むとともに、
読出し手段により読出し光を照射して空間光変調素子に
書き込まれた情報を読み出して投影するオーバーヘッド
プロジェクタにおいて、前記書込み手段に、前記投影対
象に応じて書込み光強度を変更する調光手段を設けたこ
とを特徴とするオーバーヘッドプロジェクタ。
【請求項１２】書込み手段により投影対象に書込み光
を照射して空間光変調素子に情報を書き込むとともに、
読出し手段により読出し光を照射して空間光変調素子に
書き込まれた情報を読み出して投影するオーバーヘッド
プロジェクタにおいて、前記書込み手段は、原色光を面
順次で書込み光として出力する第１の波長選択手段を備
え、前記読出し手段は、前記波長選択手段と同期して対
応する原色光を面順次で読出し光として出力する第２の
波長選択手段を備えたことを特徴とするオーバーヘッド
プロジェクタ。