JP3320219B2 - 画像投影装置 - Google Patents

画像投影装置

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JP3320219B2
JP3320219B2 JP24789394A JP24789394A JP3320219B2 JP 3320219 B2 JP3320219 B2 JP 3320219B2 JP 24789394 A JP24789394 A JP 24789394A JP 24789394 A JP24789394 A JP 24789394A JP 3320219 B2 JP3320219 B2 JP 3320219B2
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/132—Overhead projectors, i.e. capable of projecting hand-writing or drawing during action
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S353/00—Optics: image projectors
    • Y10S353/03—Transparent

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原稿画像をスクリーン
上に光学的に投影する画像投影装置に関し、特に普通紙
画像を投影するプロジェクタ（ＰＰＰ：Plain Paper Pr
ojector ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的な純光学式のＯＨＰ（Over Head
Projector ）やスライドプロジェクタでは、例えば特開
平４−１２８７３４号公報に示すように原稿としてそれ
ぞれＯＨＰシートやスライドフィルムのような透明なシ
ートが用いられ、この透明シートの透過光を投影するこ
とにより透明シート上の画像がスクリーン上に拡大投影
される。しかしながら、このような投影装置では、不透
明な普通紙原稿を投影することができず、また、厚みの
あるブック原稿も当然に投影することができないので、
透明シートに対して手書きしたり、複写機により画像を
転写しなければならず、不便である。
【０００３】そこで、例えば特開平４−１４９４１７号
公報や特開平４−２０８９３２号公報に示すように電気
的に駆動されるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）型液晶表示
装置の透過光を投影する半光学式半電気式の方法が知ら
れ、この装置では、原稿画像が光電変換されて液晶装置
に電気的に書き込まれて可視化され、この画像が光学的
に拡大投影される。また、この装置では、投影すべき画
像が予め電気信号に変換されて記憶されるので、原稿を
交換する面倒な作業を省略することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このＴ
ＦＴ型液晶表示装置を用いた投影装置では、表示装置が
電気的に駆動されるので、原稿読み取り用のスキャナや
ディジタル画像処理装置が大きくかつ高価であり、ま
た、操作が繁雑であるという問題点がある。さらに、Ｔ
ＦＴ型液晶表示装置は各画素に対してＴＦＴを形成しな
ければならないので、製造時の歩留りにより大型化が困
難である。
【０００５】ところで、本発明者は、普通紙原稿をレン
ズアレイを介して光応答性液晶膜の一例として高分子・
液晶複合膜に転写し、この高分子・液晶複合膜に転写さ
れた画像を投影するＰＰＰを提案している。しかしなが
ら、レンズアレイは焦点深度が浅いので、原稿台上の原
稿の一部が浮いていたり、原稿が立体の場合にピントず
れが発生するという問題点がある。
【０００６】本発明は上記従来の問題点に鑑み、特殊な
原稿を予め作成することがなく小型かつ安価な構成であ
って、また、簡単な操作で且つピントずれが発生するこ
となく普通紙原稿を投影することができる画像投影装置
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】第１の手段は上記目的を
達成するために、光照射により入射光を透過または散乱
する状態変化を示す光応答性フィルムと、原稿画像の反
射光を反射する１以上のミラーと、前記ミラーにより反
射された光を前記光応答性フィルム上に結像することに
より原稿画像を前記光応答性フィルムに転写する結像レ
ンズと、前記光応答性フィルムを照明する照明手段と、
前記照明手段により照明された前記光応答性フィルムの
透過光を拡大投影する投影手段とを備えたことを特徴と
する。
【０００８】第２の手段は、第１の手段において前記ミ
ラーの反射回数が奇数回であることを特徴とする。
【０００９】第３の手段は、第１または第２の手段にお
いて原稿画像をスリット照明するランプ及び原稿画像の
反射光を反射する第１ミラーを有し、原稿の走査方向に
移動する第１キャリッジと、前記第１ミラーからの光を
反射する第２ミラーを有し、前記第１キャリッジの１／
２の速度で移動する第２キャリッジと、前記第２ミラー
の光を反射する固定ミラーとを備えたことを特徴とす
る。
【００１０】第４の手段は、第３の手段において前記第
２キャリッジの第２ミラーが前記固定ミラーの光を更に
反射することを特徴とする。
【００１１】第５の手段は、第４の手段において前記第
１キャリッジが更に、前記第２ミラーの光を反射する第
３ミラーを備えていることを特徴とする。
【００１２】第６の手段は、第３ないし第５の手段にお
いて前記第２ミラーが平面ミラーにより構成されている
ことを特徴とする。
【００１３】第７の手段は、第３ないし第６の手段にお
いて前記第１のキャリッジと第２のキャリッジが同一の
駆動手段により移動することを特徴とする。
【００１４】第８の手段は、第３ないし第７の手段にお
いて前記固定ミラーが結像レンズと反射ミラーが一体化
されたインミラーレンズにより構成されていることを特
徴とする。
【００１５】第９の手段は、第１ないし第８の手段にお
いて前記光応答性フィルムと、１以上のミラーと、結像
レンズとが前記照明手段と投影手段に対して着脱自在で
あって、純光学式オーバヘッドプロジェクタの照明手段
と投影手段により前記光応答性フィルムの透過光が拡大
投影可能であることを特徴とする。
【００１６】第１０の手段は、第１ないし第９の手段に
おいて原稿画像が縮小されて前記光応答性フィルムに転
写されるように原稿面および前記レンズの間の光路長と
前記レンズと前記光応答性フィルムの光路長の比が設定
されていることを特徴とする。
【００１７】第１１の手段は、第１０の手段において原
稿画像の幅方向を縮小するレンズを備えるとともに、前
記１以上のミラーと前記光応答性フィルムが異なる速度
で同期して移動することにより原稿画像の長手方向を縮
小して前記光応答性フィルムに転写することを特徴とす
る。
【００１８】第１２の手段は、第１０または第１１の手
段において前記光応答性フィルムが移動して作像が完了
した位置に前記照明手段と投影手段の光路が設けられて
いることを特徴とする。
【００１９】第１３の手段は、第１０ないし第１２の手
段において原稿の面と前記光応答性フィルムの面が直交
していることを特徴とする。
【００２０】第１４の手段は、第１ないし第１３の手段
において変倍率に応じて前記レンズが光路に沿って移動
して固定され、前記１以上のミラーと前記光応答性フィ
ルムが異なる速度比で同期して移動することを特徴とす
る。
【００２１】第１５の手段は、第１４の手段において原
稿画像の全面あるいは一部が、原稿画像の大きさにかか
わらず前記光応答性フィルムの全面に作像されるように
変倍することを特徴とする。
【００２２】第１６の手段は、第１４または第１５の手
段において変倍率を入力する手段を備えたことを特徴と
する。
【００２３】第１７の手段は、第１４ないし第１６の手
段において原稿の基準位置がコーナであり、変倍率にか
かわらず原稿画像が前記光応答性フィルムの全面に一致
して作像されるようにレンズが原稿の幅方向に移動する
ことを特徴とする。
【００２４】第１８の手段は、第１ないし第１７の手段
において原稿の基準位置を合わせるためのＬ形の原稿ス
ケールを有することを特徴とする。
【００２５】第１９の手段は、原稿の基準位置が原稿の
左上のコーナであることを特徴とする。
【００２６】
【作用】第１の手段では、原稿画像の反射光が１以上の
ミラーにより反射され、ミラーにより反射された光が結
像レンズにより結像され、光応答性フィルムに転写され
る。したがって、特殊な原稿を予め作成することがなく
小型かつ安価な構成であって簡単な操作で普通紙原稿を
投影することができ、また、レンズアレイを用いた光学
系より原稿面の深度が深くなるのでピントずれを防止す
ることができる。
【００２７】第２の手段では、原稿の反射光が１以上の
ミラーにより奇数回反射されて光応答性フィルムに転写
される。これによって光応答性フィルムに転写された画
像をスクリーンに投影する場合に正像で投影することが
できる。
【００２８】第３の手段では、第２のキャリッジを第１
のキャリッジの１／２の速度で移動して原稿面を走査
し、原稿画像は等倍で光応答性フィルムに転写される。
【００２９】第４の手段では、第２キャリッジの第２ミ
ラーが固定ミラーの光を更に反射させ、これによって簡
単かつ安価な構成で光学系を構成できる。
【００３０】第５の手段では、第１キャリッジが更に第
２ミラーの光を反射する第３ミラーを備え、これにより
露光ランプ、第１ミラーおよび第３ミラーを簡単な構造
で同時に駆動することができる。
【００３１】第６の手段では、第１のミラーの光を反射
すると共に固定ミラーの光を更に反射する第２ミラーを
平面ミラーとすることで、安価に構成できる。
【００３２】第７の手段では、第１のキャリッジと第２
のキャリッジを同一の駆動手段により移動させること
で、簡単な構造で同時に駆動が可能となる。
【００３３】第８の手段では、固定ミラーを結像レンズ
と反射ミラーが一体化されたインミラーレンズにより構
成することで、光学系の小型化が可能となる。
【００３４】第９の手段では、純光学式オーバヘッドプ
ロジェクタの照明手段と投影手段により光応答性フィル
ムの透過光が拡大投影可能としたことで、光応答性フィ
ルムと、１以上のミラーと結像レンズのユニットとを分
離して持ち運び、既存の純光学式オーバヘッドプロジェ
クタにより投影することができる。
【００３５】第１０の手段では、原稿画像が縮小して光
応答性フィルムに転写され、これによって光応答性フィ
ルムを小型化することができ、したがって、装置全体を
小型、安価に構成することが可能となる。
【００３６】第１１の手段では、ミラーと光応答性フィ
ルムを異なる速度で同期して移動させることで縮小する
ので、簡単な制御で縮小が可能となる。
【００３７】第１２の手段では、光応答性フィルムが移
動して作像が完了した位置に照明手段と投影手段の光路
を設けることで、作像完了後直ぐの投影が可能となる。
【００３８】第１３の手段では、原稿の面と光応答性フ
ィルムの面を直交させることで、水平な原稿の面を走査
するミラーの光路上に光応答性フィルムを配置すること
ができ、ミラーによる走査と光応答性フィルムによる走
査を簡単な構造で実現することが可能となる。
【００３９】第１４の手段では、変倍率に応じてレンズ
が光路に沿って移動して固定され、１以上のミラーと前
記光応答性フィルムが異なる速度比で同期して移動する
ので、原稿画像を異なる変倍率で光応答性フィルムに作
像することが可能となる。
【００４０】第１５の手段では、原稿の全面あるいは一
部が原稿画像の大きさにかかわらず光応答性フィルムの
全面に作像されるように変倍するので、標準投影の倍率
より拡大された任意の倍率で投影することが可能とな
る。
【００４１】第１６の手段では、変倍率を入力する手段
を備えているので、ユーザの所望の大きさでスクリーン
上に投影することができる。
【００４２】第１７の手段では、原稿の基準位置がコー
ナであるので、ユーザが原稿を簡単な操作でセットして
スクリーン上に投影することができる。
【００４３】第１８の手段では、原稿の基準位置を合わ
せるためのＬ形の原稿スケールを有するので、ユーザが
特にブック原稿を簡単な操作でセットしてスクリーン上
に投影することができる。
【００４４】第１９の手段では、原稿の基準位置が原稿
の左上のコーナであるので、横書き原稿を簡単な操作で
セットしてスクリーン上に投影することができる。
【００４５】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明に係る画像投影装置の一実施例の走
査開始時を示す側面図、図２は図１の画像投影装置の走
査終了時を示す側面図、図３は図２の走査終了時を示す
上面図、図４は図１の第１及び第２キャリッジの駆動機
構を示す側面図、図５は図１の高分子・液晶複合膜の動
作を示す説明図、図６は図１の画像投影装置の投影時を
示す側面図、図７は光応答性液晶膜の他の例の動作原理
を示す説明図である。
【００４６】図１は等倍型インミラーレンズ光学式ＰＰ
Ｐ（普通紙プロジェクタ）１００を示し、原稿１０１は
透明なコンタクトガラス１０２上に画像面が下向きにな
るように、また、原稿スケール１０３により位置合わせ
されるように載置される。第１キャリッジ１０４はコン
タクトガラス１０２上の原稿１０１を幅方向にスリット
照明する露光ランプ１０５と、原稿の反射光を反射する
第１ミラー１０６と、下方の高分子・液晶複合膜１１１
に原稿像を反射する第３ミラー１０７を有する。高分子
・液晶複合膜１１１はコンタクトガラス１０２すなわち
その上の原稿１０１と平行に配置され、また、高分子・
液晶複合膜１１１上には色フィルタ１１２が設けられて
いる。
【００４７】第２キャリッジ１０８は第２ミラー１０９
を有し、この第２ミラー１０９は第１ミラー１０６によ
り反射された光をインミラーレンズ１１０の方向に反射
すると共に、インミラーレンズ１１０により結像、反射
された光を第３ミラー１０７の方向に導く。インミラー
レンズ１１０は半球状の結像レンズと反射ミラーが一体
化されて構成されている。
【００４８】このような構成において、第２キャリッジ
１０８が第１キャリッジ１０４の１／２の速度で移動す
ると、図２及び図３に示すようにコンタクトガラス１０
２上の原稿１０１が長手方向に走査され、原稿像が第１
ミラー１０６→第２ミラー１０９→インミラーレンズ１
１０→第２ミラー１０９→第３ミラー１０７の順で反射
され、等倍の原稿像が色フィルタ１１２を介して高分子
・液晶複合膜１１１に作像される。
【００４９】第１キャリッジ１０４と第２キャリッジ１
０８は、図４に示すように１つのステッピングモータ１
２１により駆動される。モータ１２１の軸には外ギヤ１
２２と内ギヤ１２３が連結され、内ギヤ１２３の歯数は
外ギヤ１２２の半分である。外ギヤ１２２とギヤ１２４
にはタイミングベルト１２５が懸架され、また、内ギヤ
１２３とギヤ１２６にはタイミングベルト１２７が懸架
されている。
【００５０】タイミングベルト１２５、１２７にはそれ
ぞれ第１キャリッジ１０４と第２キャリッジ１０８がク
ランプされ（図示１０４ａ、１０８ａ）、モータ１２１
の軸が反時計回り方向に回転すると、例えば第１キャリ
ッジ１０４が約１００ｍｍ／ｓｅｃ、第２キャリッジ１
０８が約５０ｍｍ／ｓｅｃの速度で移動する。このよう
な走査により、図３に示すようにコンタクトガラス１０
２と高分子・液晶複合膜１１１の全面を走査することが
でき、例えばＡ４サイズの原稿を約３秒で走査して作像
することができる。
【００５１】次に、図５を参照して高分子・液晶複合膜
１１１の動作原理を説明する。先ず、この高分子・液晶
複合膜１１１は光重合により形成された材料が電界の有
無により光を透過または拡散する状態変化を示し、光重
合の組成としては例えばシアノビフェニル系液晶と、２
官能ウレタンアクリラートオリゴマー（分子量：２００
０）とモノマー（２−ヒドロキシエチルアクリラート）
が知られている。
【００５２】このような構成の高分子・液晶複合膜１１
１を予めマトリクスの屈折率と液晶の常光屈折率が一致
するように設定し、図５（ａ）に示すように電界を印加
しながら光を照射すると、照射部では液晶が相分離して
重合が進み、相全体が透明になる。また、配光が固定さ
れるのでこの透明状態は電界が印加されなくなっても維
持される。
【００５３】また、この組成物を単に光重合させると、
同様に液晶相がマトリクスから徐々に相分離するが、液
晶相の配向がランダムであるので空間的な屈折率の差が
発生し、図５（ｂ）に示すように光を散乱して不透明な
状態となる。さらに、この膜５に電圧を印加すると液晶
が電界方向に配列して液晶部とマトリクス部の屈折率が
一致し、図５（ｃ）に示すように透明な状態となる。し
たがって、電界のオン、オフにより光の透過率が大きく
変化するが、普通紙の原稿画像を光電変換することなく
光学的に転写することができる。
【００５４】したがって、上記実施例によれば、ミラー
１０６、１０７、１０９とインミラーレンズ１１０によ
り光路長を長くしているので、従来例のようにレンズア
レイを用いた光学系より原稿面の深度が深くなり、した
がって、コンタクトガラス１０２上の原稿１０１が多少
浮いていたり、立体の原稿であってもピントずれが発生
することなく原稿像を高分子・液晶複合膜１１１に作像
することができる。
【００５５】次に、図６を参照して高分子・液晶複合膜
１１１に作像された画像を投影する場合について説明す
る。この投影装置は図１に示すＰＰＰ本体１００とＯＨ
Ｐ装置１３０により構成されている。ＯＨＰ１３０は透
明なＯＨＰシートを載置するためのガラス１３１ａ及び
照明ランプ１３１ｂを有する本体１３１と、ガラス１３
１ａ上の透明な原稿を不図示のスクリーン上に投影する
投影レンズ１３２及び投影ミラー１３３により構成され
ている。投影レンズ１３２及び投影ミラー１３３は本体
１３１に対して不図示の指示部材により支持されてい
る。
【００５６】そこで、高分子・液晶複合膜１１１に作像
された画像を投影する場合には、ＰＰＰ本体１００をＯ
ＨＰ装置１３０のガラス３１ａ上に載置することによ
り、照明ランプ１３１ｂによりガラス１３１ａを介して
高分子・液晶複合膜１１１が照明され、その透過光がコ
ンタクトガラス１０２を透過し、投影レンズ１３２によ
り拡大され、投影ミラー１３３によりスクリーンの方向
に反射される。
【００５７】ところで、図１に示すようにＰＰＰ本体１
００では、原稿像が第１ミラー１０６→第２ミラー１０
９→インミラーレンズ１１０→第２ミラー１０９→第３
ミラー１０７の順で５回すなわち奇数回だけ反射される
ので、高分子・液晶複合膜１１１に作像された画像は上
から見ると正像である。また、通常の純光学式ＯＨＰで
は通常、ガラス上には原稿面が上向きすなわち正像にな
るように載置し、奇数個のミラーにより反射することに
より正像をスクリーン上に投影するようにしている。し
たがって、この実施例によれば、既存のＯＨＰを用いて
も正像をスクリーン上に投影することができる。
【００５８】ここで、上記実施例では、光応答性液晶膜
の一例として高分子・液晶複合膜１１１を用いたが、代
わりに強誘電性液晶（ＦＬＣ：Ferroelectric Liquid C
rystal）に対して光に反応する例えばアゾベンゼン誘導
体を混合した液晶を用いることができる。この液晶は
「NATURE VOL 361 4 FEBRUARY 1993」に発表され、ＦＬ
Ｃにアゾベンゼン誘導体を混合した液晶が透明電導膜と
して２μｍのギャップで配置されたＩＴＯ（酸化インジ
ウム）膜の間に封入されている。
【００５９】図７を参照してこの液晶の動作原理を説明
すると、先ず、図７（ａ）に示すようにＩＴＯ膜２１
ａ、２１ｂ間に始め数Ｖの電圧を印加し、次いで図７
（ｂ）に示すように印加電圧の極性を反転するとともに
画像を投影（またはレーザ光を照射）すると、図７
（ｃ）に示すようにＩＴＯ膜２１ａ、２１ｂ間の液晶２
２の相が照射光に応じて変化し、したがって、液晶２２
に画像が形成される。また、この状態で印加電圧の極性
を反転しなければ液晶２２に形成された画像が保持され
る。
【００６０】次に、図８ないし図１２を参照して第２の
実施例を説明する。図８は第２の実施例の走査開始時を
示す側面図、図９は図８の変形例の走査開始時を示す側
面図、図１０は図９の変形例の走査終了時を示す側面
図、図１１は図９の変形例の拡大作像時を示す側面図、
図１２は図９の変形例の投影時を示す側面図である。
【００６１】上記第１の実施例ではインミラーレンズ１
１０が用いられているが、この第２の実施例ではスルー
レンズ１５６が用いられ、原稿１０１からスルーレンズ
１５６までの光路長とスルーレンズ１５６から高分子・
液晶複合膜１１１までの光路長を同一にして等倍で作像
するように構成されている。また、図８に示す変形例で
は、スルーレンズ１７４が光路に沿って移動して等倍又
は拡大で選択的に作像可能に構成されている。
【００６２】図８において、コンタクトガラス１０２上
の原稿１０１は露光ランプ１０５によりスリット照明さ
れ、その反射光が第１ミラー１５１、第２ミラー１５
２、第３ミラー１５３、第４ミラー１５４、第５ミラー
１５５により共に９０°の角度で反射され、スルーレン
ズ１５６により結像され、第６ミラー１５７、第７ミラ
ー１５８により共に９０°の角度で反射され、第８ミラ
ー１５９、第９ミラー１６０により下向きに反射され、
色フィルタ１１２を介して高分子・液晶複合膜１１１に
作像される。この場合にもミラーの数が９枚（＝奇数）
であるので、高分子・液晶複合膜１１１に作像された画
像は上から見ると正像である。
【００６３】第１キャリッジ１６１には露光ランプ１０
５、第１ミラー１５１、第８ミラー１５９及び第９ミラ
ー１６０が搭載され、第２キャリッジ１６２には第２ミ
ラー１５２、第３ミラー１５３、第６ミラー１５７及び
第７ミラー１５８が搭載されている。第４ミラー１５
４、第５ミラー１５５及びスルーレンズ１５６は固定さ
れ、走査時に第２キャリッジ１６２が第１キャリッジ１
６１の１／２倍の速度で移動して等倍で作像する。
【００６４】したがって、この実施例においても同様
に、９枚のミラーとスルーレンズ１５６により光路長を
長くしているので、従来例のようにレンズアレイを用い
た光学系より原稿面の深度が深くなり、したがって、コ
ンタクトガラス１０２上の原稿１０１が多少浮いていた
り、立体原稿であってもピントずれが発生することなく
原稿像を高分子・液晶複合膜１１１に作像することがで
きる。
【００６５】図９に示す変形例では、コンタクトガラス
１０２上の原稿１０１は露光ランプ１０５によりスリッ
ト照明され、その反射光が第１ミラー１７１、第２ミラ
ー１７２、第３ミラー１７３により共に９０°の角度で
反射され、スルーレンズ１７４により結像され、第４ミ
ラー１７５、第５ミラー１７６、第６ミラー１７７、第
７ミラー１７８により下向きに反射され、色フィルタ１
１２を介して高分子・液晶複合膜１１１に作像される。
【００６６】ここで、第１キャリッジ１７９には露光ラ
ンプ１０５、第１ミラー１７１及び第７ミラー１７８が
搭載され、第２キャリッジ１８０には第２ミラー１７
２、第３ミラー１７３及び第６ミラー１７７が搭載さ
れ、更に、第４ミラー１７５及び第５ミラー１７６は第
３キャリッジ１８１に搭載されている。そして、図１０
に示すように走査時には第３キャリッジ１８１を固定
し、第２キャリッジ１８０が第１キャリッジ１７９の１
／２倍の速度で移動すると等倍画像が作像される。
【００６７】これに対し、図１１に示すようにスルーレ
ンズ１７４を原稿１０１の方向に近づけ、第３キャリッ
ジ１８１における第４ミラー１７５及び第５ミラー１７
６を高分子・液晶複合膜１１１の方向に近づけ、この状
態で第２キャリッジ１８０が第１キャリッジ１７９の１
／２倍の速度で移動すると拡大画像が作像される。な
お、この拡大時にはスルーレンズ１７４は原稿１０１と
高分子・液晶複合膜１１１が左右端に一致するように図
面と直交する方向にも移動させ、また、図１０に示すよ
うに走査時に近づいてくる第１キャリッジ１７９が衝突
しないように構成されている。図１２は図９に示す変形
例による投影動作を示しているが、第１の実施例と同様
であるので、同様の各部には同一の参照符号を付し、そ
れらについての説明は省略する。
【００６８】次に、図１３ないし図２０を参照して第３
の実施例を説明する。図１３は第３の実施例の走査開始
時を示す側面図、図１４は第３の実施例においてズーム
レンズが移動する状態を示す側面図、図１５は第３の実
施例を示す上面図、図１６は第３の実施例の駆動機構を
示す側面図、図１７は第３の実施例の投影状態を示す側
面図、図１８は第３の実施例の投影状態を示す上面図、
図１９は第１ないし第３の実施例の原稿スケールを示す
上面図、図２０は第３の実施例の倍率表示部と倍率指定
キーを示す説明図である。
【００６９】この第３の実施例では、高分子・液晶複合
膜１１１が水平なコンタクトガラス１０２に対して直角
に配置され、また、垂直方向に移動可能に構成されてい
る。走査時にはコンタクトガラス１０２上で圧板１０１
ａにより押さえつけられた原稿１０１が露光ランプ１０
５によりスリット照明され、その反射光が第１ミラー２
０１、第２ミラー２０２、第３ミラー２０３により反射
され、ズームレンズ２０４により原稿１０１の幅方向
（光路と直交する方向）が変倍され、高分子・液晶複合
膜１１１に作像される。
【００７０】また、投影用として高分子・液晶複合膜１
１１を照明する投影ランプ２０５と、高分子・液晶複合
膜１１１の透過光をスクリーン上に拡大投影する投影レ
ンズ２０６が設けられている。ズームレンズ２０４は図
１４に示すように縮小率に応じて光路に沿って移動可能
である。ミラー２０１〜２０３は図１５に示すように移
動方向と直交する方向に長手状に形成されている。
【００７１】第１キャリッジ２０７には露光ランプ１０
５及び第１ミラー２０１が搭載され、第２キャリッジ２
０８には第２ミラー２０２及び第３ミラー２０３が搭載
され、更に、第３キャリッジ（不図示）には高分子・液
晶複合膜１１１が搭載されている。また、図１６に示す
ように第１キャリッジ２０７、第２キャリッジ２０８及
び第３キャリッジは１つのステッピングモータ２１１に
より駆動される。
【００７２】モータ２１１の軸には外ギヤ２１２と内ギ
ヤ２１３が連結され、内ギヤ２１３の歯数は外ギヤ２１
２の半分である。外ギヤ２１２とギヤ２１４にはタイミ
ングベルト２１５が水平方向に懸架され、また、内ギヤ
２１３とギヤ２１６にはタイミングベルト２１７が水平
方向に懸架されている。更に、ギヤ２１４と同軸にタイ
ミングベルト２１８が垂直方向に懸架されている。
【００７３】タイミングベルト２１５、２１７、２１８
にはそれぞれ第１キャリッジ２０７、第２キャリッジ２
０８及び第３キャリッジがクランプされ（図示２０７
ａ、２０８ａ、２０９ａ）、モータ２１１の軸が反時計
回り方向に回転すると、標準倍率では例えば第１キャリ
ッジ２０７が約１５０ｍｍ／ｓｅｃ、第２キャリッジ２
０８が約７５ｍｍ／ｓｅｃ、第３キャリッジが約１５ｍ
ｍ／ｓｅｃの速度で移動し、原稿１０１の長手方向が１
／１０に縮小される。
【００７４】ズームレンズ２０４は標準倍率時には高分
子・液晶複合膜１１１までの光路長が原稿１０１までの
光路長の１／１０になる場所に位置し、原稿１０１の幅
方向を１／１０に縮小して高分子・液晶複合膜１１１に
作像する。したがって、原稿１０１の最大読み取りサイ
ズがＡ４の場合には高分子・液晶複合膜１１１及び色フ
ィルタ１１２の大きさは縦約３０ｍｍ、横約２２ｍｍで
よいので第１、第２の実施例より安価に構成することが
でき、また、Ａ４サイズの原稿を約２秒で走査して作像
することができる。
【００７５】ズームレンズ２０４はまた、図１４に示す
ように指定倍率に応じた場所に例えばステッピングモー
タにより光路に沿って移動し、例えば２００％の拡大時
（原稿１０１を１／５に縮小する時）には高分子・液晶
複合膜１１１までの光路長が原稿１０１までの光路長の
１／５になる場所に移動し、幅方向を標準サイズの２倍
で作像する。ここで、原稿スケール１０３は図１９に示
すように、Ｘ方向スケール１０３ＸとＹ方向スケール１
０３Ｙにより構成され、原稿１０１はＸ方向スケール１
０３ＸとＹ方向スケール１０３Ｙの交点１０３Ｏを基準
としてコンタクトガラス１０２上に載置される。また、
原稿１０１の大きさに応じて図２０に示すように標準キ
ー１０３ｂとズームアップキー１０３ｃにより１％刻み
で作像倍率が指定されるとその指定倍率が７セグメント
３桁表示器１０３ａに表示される。
【００７６】この変倍時にはズームレンズ２０４は光路
方向のみならず、図１５に示すように原稿１０１の幅方
向にも移動して原稿１０１と高分子・液晶複合膜１１１
の像の幅を一致させる。また、ミラー２０１〜２０３の
走査速度を変更し、第３キャリッジすなわち高分子・液
晶複合膜１１１は標準速度で移動することにより長手方
向が変倍される。なお、図１６に示す駆動機構において
高分子・液晶複合膜１１１を標準倍率時の速度で移動す
る場合には、第３キャリッジの駆動機構を別にするか、
または同一の駆動機構を用いてギヤ機構を切り換えるよ
うにしてもよい。
【００７７】このように高分子・液晶複合膜１１１に作
像された画像を投影する場合には、図１７及び図１８に
示すように第１キャリッジ２０７、第２キャリッジ２０
８及び第３キャリッジは走査終了位置に停止し、高分子
・液晶複合膜１１１が投影ランプ２０５と投影レンズ２
０６の間に停止する。したがって、高分子・液晶複合膜
１１１が投影ランプ２０５により照明され、高分子・液
晶複合膜１１１の透過光がスクリーン上に拡大投影され
る。
【００７８】したがって、この第３の実施例によれば、
原稿１０１を縮小して高分子・液晶複合膜１１１に作像
するので、第１、第２の実施例の等倍作像に比べてレン
ズを小型化することができ、また、露光ランプ１０５と
して小さな光量のものを用いることができる。また、第
１、第２の実施例と同様に、従来例のようにレンズアレ
イを用いた光学系より原稿面の深度が深くなり、したが
って、コンタクトガラス１０２上の原稿１０１が多少浮
いていてもピントずれが発生することなく原稿像を高分
子・液晶複合膜１１１に作像することができる。
【００７９】次に、色フィルタ１１２について説明す
る。図２１はＲ、Ｇ、Ｂの各フィルタ部が帯状に分布し
たストライプ状フィルタを示し、図２２は上記ＲＧＢ色
分解フィルタの波長透過特性を示し、４００ｎｍから７
００ｎｍまでの可視光波長帯の光がＲ、Ｇ、Ｂの各フィ
ルタ部により分割して透過する。ここで、原稿画像の
Ｒ、Ｇ、Ｂの各成分も同様にフィルタにより色領域に分
離して各色成分の高分子・液晶複合膜１１１の光透過状
態を制御し、また、その透過光をフィルタを介して投影
するので、Ｒ、Ｇ、Ｂの各成分が投影されるが、Ｒ、
Ｇ、Ｂの単色のみならずＲ、Ｇ、Ｂの各成分の濃淡の組
み合わせにより中間色が投影されるので、フルカラーで
投影することができる。
【００８０】ここで、図２１に示すようにＲＧＢが帯状
に分布したフィルタでは、読み取り時には原稿の反射光
の各色成分が各色のフィルタを透過してストライプ状に
色分解された画像が高分子・液晶複合膜１１１に形成さ
れ、また、投影時には高分子・液晶複合膜１１１の画像
の各色のフィルタの透過光が投影されるので、ＲＧＢの
フィルタのストライプ方向に色分解および色投影されて
カラー画像が投影されるが、ストライプ方向と垂直方向
にはフィルタによる制限がないので、高分子・液晶複合
膜１１１の解像度に応じた高い解像度で投影される。
【００８１】また、カラーフィルタのピッチは、第１お
よび第２の実施例の等倍読み取り方式では０．１ｍｍで
あり、第３の実施例の縮小読み取り方式では０．０２ｍ
ｍであり、原稿位置換算で同様になる。なお、フィルタ
の色ピッチは、投影される原稿画像に依るところが大き
いが、この程度であれば文字原稿に対しても十分な解像
度を得ることができ、また、写真原稿や大きな文字の原
稿の場合であっても少なくとも空間の色周期を５ｍｍ／
周期以内にすることにより、実用的に拡大投影すること
ができる。
【００８２】図２３は他のフィルタ例として透明余白フ
ィルタを示し、一例としてＲＧＢにより構成されるカラ
ーフィルタの画素（色部）の間に透明部３３Ｔが形成さ
れている。このような透明余白フィルタを用いた場合に
は、透過率が図２１に示すフィルタより増加するので明
るい投影画像を得ることができ、また、原稿の淡色部が
より明るくなり、コントラストが大きな投影画像を得る
ことができる。さらに、透明部３３Ｔを空間上で周期的
に分布するように形成して透過率を増加させることによ
り、画像空間上に均一に明るい投影画像を得ることがで
き、また、原稿の淡色ベタ画像部は、画像の階調に似た
ドット的な分布の投影画像となり、印刷と同様に濃度が
視覚的に滑らかに分布して見える。
【００８３】ここで、上記第１〜第３の実施例では原稿
画像を純光学的にそのまま高分子・液晶複合膜１１１に
形成し、また、高分子・液晶複合膜１１１自体の解像度
は十分高いので投影装置自体の解像度は色フィルタ１１
２により決定される。したがって、このストライプ状フ
ィルタを用いた場合には、横方向はフィルタによりその
空間が色分解されてカラー画像が投影され、フィルタに
よる解像度に制限がない縦方向は、透明部３３Ｔにより
横方向の解像度を更に悪化することなく透過率が増加
し、明るい画像が得られる。
【００８４】最後に、露光ランプと投影ランプについて
説明する。上記第１〜第３の実施例では、原稿画像を高
分子・液晶複合膜１１１に形成するための照明手段とし
ては露光ランプ１０５が用いられ、高分子・液晶複合膜
１１１の画像を投影するための照明手段としてはランプ
１３１ｂ、２０５が用いられているが、本実施例ではこ
れらのランプとして白色蛍光灯を共に用いることができ
る。したがって、この場合には、読み取り光学系と投影
光学系の光源の発光波長特性が同一であるので、原稿の
色特性に左右されないで良好な階調性を得ることができ
る。
【００８５】なお、図２４に示すように白色蛍光灯では
可視光領域で幾つかのピークを有するので、このピーク
を除去するためのフィルタをランプ近傍またはその光路
中に配置することにより原稿の色を忠実に色分解して結
像し、また、忠実に再現して投影することができる。し
たがって、原稿の色を欠落することなくフルカラー画像
を投影することができる。
【００８６】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
は、原稿画像の反射光が１以上のミラーにより反射さ
れ、ミラーにより反射された光が結像レンズにより結像
され、光応答性フィルムに転写されるので、特殊な原稿
を予め作成することがなく小型かつ安価な構成であって
簡単な操作で普通紙原稿を投影することができ、また、
レンズアレイを用いた光学系より原稿面の深度が深くな
るのでピントずれを防止することができる。
【００８７】請求項２記載の発明は、原稿の反射光が１
以上のミラーにより奇数回反射されて光応答性フィルム
に転写されるので、光応答性フィルムに転写された画像
をスクリーンに投影する場合に正像で投影され、したが
って、純光学式ＯＨＰと同様な手順で投影することがで
きる。
【００８８】請求項３記載の発明は、第２のキャリッジ
を第１のキャリッジの１／２の速度で移動して原稿面を
走査するので、原稿画像が等倍で光応答性フィルムに転
写され、したがって、特殊な原稿を予め作成することが
なく小型かつ安価な構成であって、また、簡単な操作で
且つピントずれが発生することなく普通紙原稿を投影す
ることができる。
【００８９】請求項４記載の発明は、第２キャリッジの
第２ミラーが固定ミラーの光を更に反射するので、簡単
かつ安価な構成で光学系を構成することができる。
【００９０】請求項５記載の発明は、第１キャリッジが
更に第２ミラーの光を反射する第３ミラーを備えている
ので、露光ランプ、第１ミラーおよび第３ミラーを簡単
な構造で同時に駆動することができる。
【００９１】請求項６記載の発明は、第１のミラーの光
を反射すると共に固定ミラーの光を更に反射する第２ミ
ラーが平面ミラーであるので、安価に構成することがで
きる。
【００９２】請求項７記載の発明は、第１のキャリッジ
と第２のキャリッジが同一の駆動手段により移動するの
で、簡単な構造で同時に駆動することができる。
【００９３】請求項８記載の発明は、固定ミラーが結像
レンズと反射ミラーが一体化されたインミラーレンズに
より構成されているので、光学系を小型化することがで
きる。
【００９４】請求項９記載の発明は、純光学式オーバヘ
ッドプロジェクタの照明手段と投影手段により光応答性
フィルムの透過光が拡大投影可能であるので、光応答性
フィルムと、１以上のミラーと結像レンズのユニットを
分離して持ち運び、既存の純光学式オーバヘッドプロジ
ェクタにより投影することができる。
【００９５】請求項１０記載の発明は、原稿画像が縮小
して光応答性フィルムに転写されるので、光応答性フィ
ルムを小型化することができ、したがって、装置全体を
小型、安価に構成することができる。
【００９６】請求項１１記載の発明は、ミラーと光応答
性フィルムが異なる速度で同期して移動することにより
縮小するので、簡単な制御で縮小することができる。
【００９７】請求項１２記載の発明は、光応答性フィル
ムが移動して作像が完了した位置に照明手段と投影手段
の光路が設けられているので、作像完了後直ぐに投影す
ることができる。
【００９８】請求項１３記載の発明は、原稿の面と光応
答性フィルムの面が直交しているので、水平な原稿の面
を走査するミラーの光路上に光応答性フィルムを配置す
ることができ、したがって、ミラーによる走査と光応答
性フィルムによる走査を簡単な構造で実現することがで
き、また、装置を薄型化することができる。
【００９９】請求項１４記載の発明は、変倍率に応じて
レンズが光路に沿って移動して固定され、前記１以上の
ミラーと光応答性フィルムが異なる速度比で同期して移
動するので、原稿画像を異なる変倍率で光応答性フィル
ムに作像することができる。
【０１００】請求項１５記載の発明は、原稿の全面ある
いは一部が原稿の大きさにかかわらず光応答性フィルム
の全面に作像されるように変倍するので、標準投影の倍
率より拡大された任意の倍率でより大きく原稿画像を投
影することができる。
【０１０１】請求項１６記載の発明は、変倍率を入力す
る手段を備えているので、ユーザの所望の大きさでスク
リーン上に投影することができる。
【０１０２】請求項１７記載の発明は、原稿の基準位置
が原稿載置台の基準位置、すなわちコーナ部分となって
いるので、ユーザが原稿を簡単な操作でセットしてスク
リーン上に投影することができる。
【０１０３】請求項１８記載の発明は、原稿の基準位置
を合わせるためのＬ形の原稿スケールを有するので、ユ
ーザが特にブック原稿を簡単な操作でセットしてスクリ
ーン上に投影することができる。
【０１０４】請求項１９記載の発明は、原稿の基準位置
が原稿の左上のコーナであるので、横書き原稿を簡単な
操作でセットしてスクリーン上に投影することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像投影装置の一実施例の走査開
始時を示す側面図である。
【図２】図１の画像投影装置の走査終了時を示す側面図
である。
【図３】図２の走査終了時を示す上面図である。
【図４】図１の第１及び第２キャリッジの駆動機構を示
す側面図である。
【図５】図１の高分子・液晶複合膜の動作を示す説明図
である。
【図６】図１の画像投影装置の投影時を示す側面図であ
る。
【図７】光応答性液晶膜の他の例の動作原理を示す説明
図である。
【図８】第２の実施例の走査開始時を示す側面図であ
る。
【図９】図８の変形例の走査開始時を示す側面図であ
る。
【図１０】図９の変形例の走査終了時を示す側面図であ
る。
【図１１】図９の変形例の拡大作像時を示す側面図であ
る。
【図１２】図９の変形例の投影時を示す側面図である。
【図１３】第３の実施例の走査開始時を示す側面図であ
る。
【図１４】第３の実施例においてズームレンズが移動す
る状態を示す側面図である。
【図１５】第３の実施例を示す上面図である。
【図１６】第３の実施例の駆動機構を示す側面図であ
る。
【図１７】第３の実施例の投影状態を示す側面図であ
る。
【図１８】第３の実施例の投影状態を示す上面図であ
る。
【図１９】第１ないし第３の実施例の原稿スケールを示
す上面図である。
【図２０】第３の実施例の倍率表示部と倍率指定キーを
示す説明図である。
【図２１】ＲＧＢカラーフィルタを示す説明図である。
【図２２】ＲＧＢカラーフィルタの波長透過特性を説明
図である。
【図２３】透明余白フィルタを示す説明図である。
【図２４】白色蛍光灯の分光分布を示す説明図である。
【符号の説明】
１００ 普通紙プロジェクタ（ＰＰＰ） １０１ 原稿 １０２ コンタクトガラス １０３，１０３Ｘ，１０３Ｙ 原稿スケール １０３ａ 標準倍率キー １０３ｂ ズームアップキー １０４，１６１，１７９，２０７ 第１キャリッジ １０５ 露光ランプ １０６，１０７，１０９，１５１〜１５５，１５７〜１
６０，１７１〜１７３，１７５〜１７８．２０１〜２０
３ ミラー １０８，１６２，１８０，２０８ 第２キャリッジ １１０ インミラーレンズ １１１ 高分子・液晶複合膜 １２１ ステッピングモータ １３１ｂ，２０５ 照明（投影）ランプ １３２，２０６ 投影レンズ １３３ 投影ミラー １５６，１７４ スルーレンズ ２０４ ズームレンズ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−337391（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−207271（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−237486（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−55391（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−113577（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−17615（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−209423（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−107433（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03B 21/06 G02F 1/13 505 G02F 1/1333 G03B 21/28

Claims (19)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光照射により入射光を透過または散乱す
    る状態変化を示す光応答性フィルムと、 原稿画像の反射光を反射する１以上のミラーと、 前記ミラーにより反射された光を前記光応答性フィルム
    上に結像することにより原稿画像を前記光応答性フィル
    ムに転写する結像レンズと、 前記光応答性フィルムを照明する照明手段と、 前記照明手段により照明された前記光応答性フィルムの
    透過光を拡大投影する投影手段と、 を備えた画像投影装置。
  2. 【請求項２】 前記ミラーの反射回数が奇数回であるこ
    とを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
  3. 【請求項３】 原稿画像をスリット照明するランプ及び
    原稿画像の反射光を反射する第１ミラーを有し、原稿の
    走査方向に移動する第１キャリッジと、 前記第１ミラーからの光を反射する第２ミラーを有し、
    前記第１キャリッジの１／２の速度で移動する第２キャ
    リッジと、 前記第２ミラーの光を反射する固定ミラーとを備えたこ
    とを特徴とする請求項１または２に記載の画像投影装
    置。
  4. 【請求項４】 前記第２キャリッジの第２ミラーは前記
    固定ミラーの光を更に反射することを特徴とする請求項
    ３に記載の画像投影装置。
  5. 【請求項５】 前記第１キャリッジは更に、前記第２ミ
    ラーの光を反射する第３ミラーを備えていることを特徴
    とする請求項３に記載の画像投影装置。
  6. 【請求項６】 前記第２ミラーは平面ミラーにより構成
    されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれ
    か１に記載の画像投影装置。
  7. 【請求項７】 前記第１のキャリッジと第２のキャリッ
    ジが同一の駆動手段により移動することを特徴とする請
    求項３に記載の画像投影装置。
  8. 【請求項８】 前記固定ミラーは結像レンズと反射ミラ
    ーが一体化されたインミラーレンズにより構成されてい
    ることを特徴とする請求項３に記載の画像投影装置。
  9. 【請求項９】 前記光応答性フィルムと、１以上のミラ
    ーと、結像レンズとが前記照明手段と投影手段に対して
    着脱自在であって、純光学式オーバヘッドプロジェクタ
    の照明手段と投影手段により前記光応答性フィルムの透
    過光が拡大投影可能であることを特徴とする請求項１に
    記載の画像投影装置。
  10. 【請求項１０】 原稿画像が縮小されて前記光応答性フ
    ィルムに転写されるように原稿面および前記レンズの間
    の光路長と前記レンズと前記光応答性フィルムの光路長
    の比が設定されていることを特徴とする請求項１に記載
    の画像投影装置。
  11. 【請求項１１】 原稿画像の幅方向を縮小するレンズを
    備えるとともに、前記１以上のミラーと前記光応答性フ
    ィルムが異なる速度で同期して移動することにより原稿
    画像の長手方向を縮小して前記光応答性フィルムに転写
    することを特徴とする請求項１０に記載の画像投影装
    置。
  12. 【請求項１２】 前記光応答性フィルムが移動して作像
    が完了した位置に前記照明手段と投影手段の光路が設け
    られていることを特徴とする請求項１０または１１に記
    載の画像投影装置。
  13. 【請求項１３】 原稿の面と前記光応答性フィルムの面
    が直交していることを特徴とする請求項１０ないし１２
    のいずれか１に記載の画像投影装置。
  14. 【請求項１４】 変倍率に応じて前記レンズが光路に沿
    って移動して固定され、前記１以上のミラーと前記光応
    答性フィルムが異なる速度比で同期して移動することを
    特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１に記載の画
    像投影装置。
  15. 【請求項１５】 原稿画像の全面あるいは一部が、原稿
    画像の大きさにかかわらず前記光応答性フィルムの全面
    に作像されるように変倍することを特徴とする請求項１
    ４に記載の画像投影装置。
  16. 【請求項１６】 変倍率を入力する手段を備えたことを
    特徴とする請求項１４または１５に記載の画像投影装
    置。
  17. 【請求項１７】 光応答性フィルムに変倍投影して画像
    を形成する原稿の基準位置が原稿載置台の載置基準位置
    であることを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれ
    か１に記載の画像投影装置。
  18. 【請求項１８】 原稿の基準位置を合わせるためのＬ形
    の原稿スケールを有することを特徴とする請求項１ない
    し１７のいずれか１に記載の画像投影装置。
  19. 【請求項１９】 原稿の基準位置が原稿の左上のコーナ
    であることを特徴とする請求項１８記載の画像投影装
    置。
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