JPH0618986A - オーバーヘッドプロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子オーバーヘッドプロジェクタで使われる
液晶ディスプレイパネルの温度上昇を簡単な構成で抑え
ること。 【構成】 光源２と、透明原稿を載置するための原稿載
置部３と、この原稿載置部３に載置された透明原稿をス
クリーンに投影するための投影レンズ８と、光源２から
発せられた光を投影レンズ８に集光するためのフレネル
レンズ２４と、光源２を冷却するための冷却ファン２７
とを備えたオーバーヘッドプロジェクタにおいて、光源
２の直上に赤外線吸収ガラス２２を配置し、赤外線吸収
ガラス２２とフレネルレンズ２４との間に偏光板２３を
配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、透明原稿をスクリー
ンに拡大投影するオーバーヘッドプロジェクタに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】会議などのプレゼンテーションの場にお
いて、文書や図形を提示する場合にオーバーヘッドプロ
ジェクタが広く使用されている。このオーバーヘッドプ
ロジェクタは、透明シート上に文書や図形が印刷された
透明原稿をスクリーン上に拡大投影するものである。一
方、パーソナルコンピュータやワークステーションの普
及により、会議などで提示する文書等をコンピュータで
作成することが多くなってきている。そこでコンピュー
タ等で作成した文書等を透明原稿に作り直すのではな
く、コンピュータで作成したプレゼンテーション用の文
書等を直接スクリーン上に投影表示できるようにするこ
とが望ましい。そこで、最近、透明原稿に代えて使用す
ることができる透過型液晶ディスプレイパネルを用いた
電子オーバーヘッドプロジェクタが近年急速に普及して
いる。

【０００３】図９を用いて電子オーバーヘッドプロジェ
クタの動作原理を説明する。なお、図９においては、オ
ーバーヘッドプロジェクタ自体は、従来型のオーバーヘ
ッドプロジェクタが使用され、従来の透明原稿に代えて
電子原稿装置が使用される例を示している。電子原稿装
置の詳細については後述する。

【０００４】箱状のオーバーヘッドプロジェクタ本体１
内には光源２が配置され、光源２からの光はオーバーヘ
ッドプロジェクタ本体１上部の原稿載置部３上に載置さ
れた電子原稿装置４に照射される。電子原稿装置４に
は、透過型液晶ディスプレイパネル５が内蔵されてお
り、この透過型液晶ディスプレイパネル５にコンピュー
タ６からの画像表示信号が供給され、透過型液晶ディス
プレイパネル５に投影表示すべき原稿画像が形成され
る。電子原稿装置４を通過した光は、オーバーヘッドプ
ロジェクタ本体１の側面から上方に伸延したアーム７の
先端に取り付けられた投影レンズ８で収束され反射ミラ
ー９で光路を折り曲げられてスクリーン１０上に拡大投
影される。

【０００５】透過型液晶ディスプレイパネル５は、図１
０にその断面を示すように、液晶層１１を一対のガラス
基板１２，１３で挟持し、液晶層１１の外周をシール１
４で密閉し、ガラス基板１２，１３の外側側面に密着し
て偏光板１５，１６を配置した構成となっている。一対
のガラス基板１２，１３の内面には透明電極 (図示せ
ず) がマトリクス状に形成されており、所望箇所に電圧
を印加することにより電圧印加部分の液晶層１１の偏光
特性を制御して目的とする画像を表示するようにしてい
る。

【０００６】上述したオーバーヘッドプロジェクタにお
いて明るい表示を行うために光源２を強力にすると、透
過型液晶ディスプレイパネル５が光を吸収し発熱する。
液晶ディスプレイパネル５が発熱する原因を図１０を使
って説明する。オーバーヘッドプロジェクタの光源２か
らの光は矢印の方向から入射する。光源側偏光板１６、
液晶層１１、投影レンズ側偏光板１５の光透過率はそれ
ぞれ、４０％、８０％、５０％である。従って全入射光
量１００％のうち、光源側偏光板１６で６０％が吸収さ
れ、液晶層１１で８％が吸収され、投影レンズ側偏光板
１５で１６％が吸収され、液晶ディスプレイパネル５を
透過する光は１６％となる。光源側の偏光板１６で吸収
された光は熱に変換され、ガラス基板１３を伝導して液
晶層１１を熱する。同様に、量は少ないが、投影レンズ
側偏光板１５で発生した熱も液晶層１１に伝わる。液晶
は一般的に熱に弱いため、スクリーン１０に投影された
画像のコントラストが低くなったり、明るさのむらを生
じたりする。

【０００７】これを解決するために、特公昭６３−５０
３４０８号公報に開示されているような冷却構造を採用
することが提案されている。図１１に同公報に記載の液
晶ディスプレイパネルの冷却構造を示す。

【０００８】図１１に示す液晶ディスプレイパネルで
は、光源側偏光板１６と投影レンズ側偏光板１５が共に
液晶ディスプレイパネルのガラス基板１２，１３から分
離され、筐体１７のカバーガラス１８に密着されてい
る。そして、液晶ディスプレイパネルのガラス基板１
２，１３と、光源側偏光板１６および投影レンズ側偏光
板１５の間隙に、通気孔１９，２０を介して空気が流通
するように冷却ファン２１が設けられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図１１に示される構成
では、偏光板１５，１６と液晶ディスプレイパネルのガ
ラス基板１２，１３が分離されているため、偏光板１
５，１６で発生する熱が直接液晶ディスプレイパネルに
伝導することはないが、筐体１７内に、熱の発生源とな
る偏光板１５，１６が存在するため、強力な冷却ファン
２１が必要となり、コストアップを招いていた。

【００１０】本発明はこのような従来の欠点に鑑みなさ
れたもので、電子オーバーヘッドプロジェクタで使われ
る液晶ディスプレイパネルの温度上昇を簡単な構成で抑
えることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、光源と、透明原稿を載置するための原稿
載置部と、該原稿載置部に載置された透明原稿をスクリ
ーンに投影するための投影レンズと、前記光源から発せ
られた光を前記投影レンズに集光するためのフレネルレ
ンズと、前記光源を冷却するための冷却ファンとを備え
たオーバーヘッドプロジェクタにおいて、前記光源の直
上に赤外線吸収ガラスを配置し、該赤外線吸収ガラスと
前記フレネルレンズとの間に偏光板を配置したことを特
徴とする。

【００１２】

【作用】透明原稿として、液晶層の両側面に偏光板が配
置される透過型液晶ディスプレイパネルを使用した場
合、この液晶ディスプレイパネルが光を吸収する。この
とき、発生する熱の約７０％が光源側偏光板で発生す
る。

【００１３】本発明のように、液晶ディスプレイパネル
の光源側の偏光板をオーバーヘッドプロジェクタの光源
の直上に設置すれば、液晶ディスプレイパネルの筐体内
で発生する熱は従来の３０％になり、液晶ディスプレイ
パネルの温度上昇は大幅に抑えられる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例に基づいて
本発明の特徴を具体的に説明する。

【００１５】図１は本発明の一実施例を示すオーバーヘ
ッドプロジェクタの断面図である。なお、図９，図１０
に示す従来例と対応する部材には同一符号を付してい
る。

【００１６】オーバーヘッドプロジェクタ本体１内の中
央底部には光源２が配置され、この光源２の直上には赤
外線吸収ガラス２２が設置され、更にその上に偏光板２
３が配置されている。光源２は、通気用の透孔が多数形
成された光源ハウジング２ａにより覆われており、この
光源ハウジング２ａに連結した状態で上記赤外線吸収ガ
ラス２２及び偏光板２３が取り付けられている。また、
オーバーヘッドプロジェクタ本体１の原稿載置部３の下
面に沿ってフレネルレンズ２４が配置されている。

【００１７】オーバーヘッドプロジェクタ本体１の筐体
の一方の側面には通気スリット２５が形成され、筐体の
内部にはこの通気スリット２５に近接して整流板２６が
設けられている。この整流板２６の上部は偏光板２３の
方向に、すなわち上向きに傾斜し、下部は光源２の方
向、すなわち下向きに傾斜している。筐体１の他方の側
面には冷却ファン２７が設けられている。

【００１８】一方、オーバーヘッドプロジェクタ本体１
の原稿載置部３上に載置された電子原稿装置２８には、
液晶層１１をガラス基板１２，１３で密封状態で挟持し
た透過型液晶ディスプレイパネル本体２９が内蔵されて
おり、電子原稿装置２８の上面には投影レンズ側偏光板
１５が配置されている。

【００１９】次に、上述した本実施例の作用を説明す
る。

【００２０】光源２からの光は、赤外線吸収ガラス２２
を通過して偏光板２３に供給され所定方向に偏光され
る。偏光板２３は光源２の近傍に設けられているので、
光源２からの熱を多量に受ける恐れがあるが、光源２と
偏光板２３との間には赤外線吸収ガラス２２が配置され
ているので、発熱の一因となる赤外線が除去され偏光板
２３の過度の温度上昇が防止される。また、冷却ファン
２７によりスリット２５から吸い込まれた空気が、整流
板２６により、一方は光源２に、もう一方は偏光板２３
に吹きつけられるため、偏光板２３の温度は５０〜７０
°Ｃに抑えられる。この温度では、偏光板２３に高耐熱
性の染料系偏光板を用いれば、偏光特性が劣化すること
はない。もし、偏光板２３に冷却用の空気が送られない
場合は、偏光板２３の温度は１２０°Ｃ程度まで上昇す
る。

【００２１】偏光板２３により偏光された光は、フレネ
ルレンズ２４により集光されて電子原稿装置２８の液晶
ディスプレイパネル本体２９に入射する。液晶ディスプ
レイパネル本体２９の液晶層１１の両面に形成された透
明電極 (図示せず) には、コンピュータ等からの画像表
示信号が供給され、液晶層１１を通過する光の偏光方向
が制御される。いま、液晶層１１がネマチック液晶から
成っているとすると、電圧を印加した部分の液晶は入射
光の偏光方向を変えることなく通過させるが、電圧を印
加しない部分の液晶は入射光の偏光方向を９０°変えて
通過させる。

【００２２】液晶層１１を通過した光は投影レンズ側偏
光板１５を通過する。このとき画像が形成され、投影レ
ンズ８および反射ミラー９によりスクリーン (図示せ
ず) に投影される。たとえば、光源側偏光板２３と投影
レンズ側偏光板１５の偏光方向が直交している場合に
は、液晶層１１の電圧を印加した部分を通過した光の偏
光方向と投影レンズ側偏光板１５の偏光方向とが直交す
るため光が通過せず、液晶層１１の電圧を印加しない部
分を通過した光の偏光方向と投影レンズ側偏光板１５の
偏光方向とが一致するため光が通過する。したがって、
光の通過状態に応じた画像がスクリーンに投影されるこ
とになる。

【００２３】図１に示す実施例では、電子原稿装置２８
の筐体２８ａ内には光源側偏光板２３が設けられておら
ず、また、投影レンズ側偏光板１５が液晶ディスプレイ
パネル本体２９のガラス基板１２，１３から分離され、
電子原稿装置２８の上面に設けられたカバーガラスに密
着されているため、電子原稿装置２８の筐体２８ａ内で
の熱の発生はほとんどなく、冷却ファンで強制空冷する
必要がない。実験では、この状態で液晶ディスプレイパ
ネル本体２９の表面温度は、室温２５°Ｃのとき平均３
５°Ｃであった。

【００２４】本実施例の構造を持つオーバーヘッドプロ
ジェクタには、図１に示した構造の電子原稿装置２８だ
けではなく、図２に示すような、投影レンズ側偏光板１
５を液晶ディスプレイパネル本体２９の投影レンズ側ガ
ラス基板１２に密着した構造の電子原稿装置も使用でき
る。ただし、この場合は電子原稿装置の筐体内に冷却用
のファン３０が必要である。

【００２５】また、図３に示すような、投影レンズ側偏
光板１５と光源側偏光板２３ａをともに液晶ディスプレ
イパネル本体２８のガラス基板１２，１３に密着させた
一般的な構造の、すなわち、市販されている電子原稿装
置も使用できる。但しこの場合は２枚の光源側偏光板２
３，２３ａが重なることになるので、両者の干渉が生じ
るおそれがあるが、オーバーヘッドプロジェクタの光源
２の直上に設置された偏光板２３の偏光軸と、電子原稿
装置内の液晶ディスプレイパネルの光源側偏光板２３ａ
の偏光軸を平行にすれば、スクリーンに投影された画像
の明るさは、従来の偏光板を内蔵しないオーバーヘッド
プロジェクタを使用した場合の明るさより数％暗くなる
だけである。

【００２６】また、図４（ａ），（ｂ）に示すように、
オーバーヘッドプロジェクタ本体１側の光源側偏光板２
３を、光路に対して出し入れ可能とすることにより、光
源側偏光板と投影レンズ側偏光板の双方を内蔵している
市販されている電子原稿装置と、光源側偏光板が除かれ
ている図１及び図２に示す電子原稿装置の双方を使用可
能となる。

【００２７】光源側偏光板２３はアーム３１を介して回
転軸３２に取り付けられている。回転軸３２の端部に取
り付けられたツマミ３３を回すことによって、偏光板２
３はオーバーヘッドプロジェクタの光路上に出し入れ可
能となる。図１および図２に示すような筐体内に光源側
の偏光板が存在しない電子原稿装置を使用するときは、
ツマミ３３を図４（ａ）に示す位置に回して偏光板２３
をオーバーヘッドプロジェクタの光路上に設置する。ま
た、図３に示すような光源側の偏光板が存在する電子原
稿装置を使用するとき、またはオーバーヘッドプロジェ
クタ用フィルムを使用するときは、ツマミ３３を図４
（ｂ）に示す位置に回して偏光板２３をオーバーヘッド
プロジェクタの光路外に設置する。

【００２８】図５（ａ），（ｂ）は、偏光板をオーバー
ヘッドプロジェクタに設置するときの偏光板の出し入れ
構造の他の例を示す斜視図である。偏光板２３は支持板
体３４に取り付けられており、この支持板体３４の側端
部にラック３５が形成或いは取り付けられている。一
方、光源ハウジング２ａ側のフレーム３６にモータ３７
が取り付けられており、このモータ３７の回転軸に固着
されたピニオン３８が前記ラック３５と噛合する。そし
て、モータ３７を回転させることにより、偏光板２３が
矢印方向に往復運動する。

【００２９】モータ３６の回転は、図６に示す回路によ
り制御される。制御回路３９は、オーバーヘッドプロジ
ェクタの筐体の所望箇所に設けられた偏光板スイッチ４
０のオン・オフ状態を検出している。そして、制御回路
３９は、偏光板スイッチ４０のオン・オフ状態が変化し
たときに、それまでの偏光板２３の位置に応じて、駆動
回路４１を介してモータ３７の回転を制御する。

【００３０】たとえば、いま偏光板２３が図５（ａ）に
示すように光路から外れた位置にあり制御回路３９には
この位置情報、すなわち、オフ位置情報が記憶されてお
り、偏光板スイッチ４０がオフであったとする。ここ
で、偏光板スイッチ４０がオンされると、このとき位置
情報はオフであるので、制御回路３９は駆動回路４１を
介してモータ３７をオン位置方向に回転させる。偏光板
２３が図５（ｂ）に示すように光路を遮る位置、すなわ
ちオン位置に達すると、モータ３７の駆動が停止される
とともに、制御回路３９にはオン位置情報が記憶され
る。次に、偏光板スイッチ４０がオフされると、このと
き位置情報はオンであるので、制御回路３９は駆動回路
４１を介してモータ３７をオフ位置方向に回転させる。
偏光板２３が図５（ａ）に示すように光路から外れた位
置、すなわちオフ位置に達すると、モータ３７の駆動が
停止されるとともに、制御回路３９にはオフ位置情報が
記憶される。

【００３１】すなわち、偏光板スイッチ４０のオンオフ
により、偏光板２３はオーバーヘッドプロジェクタの光
路上に出し入れ可能となる。図１および図２に示すよう
な光源側の偏光板が存在しない電子原稿装置を使用する
ときは、偏光板スイッチ４０をオン側へ倒し、偏光板２
３を図５（ａ）のように、オーバーヘッドプロジェクタ
の光路上に設置する。また、図３に示すような光源側の
偏光板が存在する電子原稿装置を使用するとき、または
オーバーヘッドプロジェクタ用フィルムを使用するとき
は、偏光板スイッチ４０をオフ側へ倒し、偏光板２３を
図５（ｂ）のように、オーバーヘッドプロジェクタの光
路外に設置する。

【００３２】なお、モータ３７としてパルスモータを使
用した場合には、移動方向及び移動量は駆動パルスの位
相及び個数により制御される。またモータ３７として通
常の可逆のＡＣモータ或いはＤＣモータを使用した場合
は、位置制御のために周知のリミットスイッチ等を利用
すればよい。

【００３３】図７は、偏光板をオーバーヘッドプロジェ
クタに設置するときの更に他の構造例を示す斜視図であ
る。同図に示されるように、偏光板２３はウォームホイ
ール４２に組み込まれ、このウォームホイール４２と噛
合するウォームギア４３はモータ４４で駆動される。

【００３４】モータ４４の回転は、図８に示す回路によ
り制御される。制御回路４５は、オーバーヘッドプロジ
ェクタの筐体の所望箇所に設けられたローテーションス
イッチ４６の接続状態を検出している。ローテーション
スイッチ４６は、中立位置を有する単極双投スイッチで
あり、使用者が操作したときに可動端子がＬ側或いはＲ
側の固定端子に接続される。そして、制御回路４５は、
ローテーションスイッチ４６の押圧方向に応じて駆動回
路４７を介してモータ４４の回転を制御する。

【００３５】ローテーションスイッチ４６をＲ側へ倒す
と偏光板２３は右向きに回転し、Ｌ側へ倒すと偏光板２
３は左向きに回転する。オーバーヘッドプロジェクタの
原稿載置部に搭載された電子原稿装置に使われている液
晶ディスプレイパネルの偏光板の偏光方向に合わせてロ
ーテーションスイッチ４６を操作し、最もコントラスト
の良いところで止める。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
源側偏光板を光源の真上に設けたので、電子原稿装置で
使われる液晶ディスプレイパネルの表面温度が低く抑え
られる。このため、投影された画像のコントラストが低
下したり明るさにむらを生じたりすることがない。

【００３７】また、光源側偏光板を光路から出し入れし
たり、回転させることにより、搭載された電子原稿装置
の構造に応じて最適な偏光角を設定できるので、どんな
電子原稿装置にも適応でき、また、通常のオーバーヘッ
ドプロジェクタ用フィルムの投影も従来通り行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるオーバーヘッドプロジェクタの
一実施例を示す断面図である。

【図２】 本発明によるオーバーヘッドプロジェクタに
おいて使用される電子原稿装置の概略断面図である。

【図３】 一般の電子原稿装置の概略断面図である。

【図４】 光源側偏光板の出し入れ機構の一例を示す概
略斜視図である。

【図５】 光源側偏光板の出し入れ機構の他の例を示す
概略斜視図である。

【図６】 図５に示す光源側偏光板の出し入れ機構を制
御するための回路例を示す概略ブロック図である。

【図７】 光源側偏光板の偏光軸回転機構の一例を示す
概略斜視図である。

【図８】 図７に示す偏光軸回転機構を制御するための
回路例を示す概略ブロック図である。

【図９】 従来のオーバーヘッドプロジェクタと電子原
稿装置を説明するための構成図である。

【図１０】 一般的な液晶ディスプレイパネルの断面図
である。

【図１１】 冷却機構を備えた従来の液晶ディスプレイ
パネルの断面図である。

【符号の説明】

１：オーバーヘッドプロジェクタ本体、２：光源、２
ａ：光源ハウジング、３：原稿載置部、４：電子原稿装
置、５：透過型液晶ディスプレイパネル、６：コンピュ
ータ、７：アーム、８：投影レンズ、９：反射ミラー、
１０：スクリーン、１１：液晶層、１２，１３：ガラス
基板、１４：シール、１５：投影レンズ側偏光板、１
６：光源側偏光板、１７：筐体、１８：カバーガラス、
１９，２０：通気孔、２１：冷却ファン、２２：赤外線
吸収ガラス、２３，２３ａ：偏光板、２４：フレネルレ
ンズ、２５：通気スリット、２６：整流板、２７：冷却
ファン、２８：電子原稿装置、２８ａ：筐体、２９：透
過型液晶ディスプレイパネル本体、３０：冷却ファン、
３１：アーム、３２：回転軸、３３：ツマミ、３４：支
持板体、３５：ラック、３６：フレーム、３７：モー
タ、３８：ピニオン、３９：制御回路、４０：偏光板ス
イッチ、４１：駆動回路、４２：ウォームホイール、４
３：ウォームギア、４４：モータ、４５：制御回路、４
６：ローテーションスイッチ、４７：駆動回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、透明原稿を載置するための原稿
   載置部と、該原稿載置部に載置された透明原稿をスクリ
   ーンに投影するための投影レンズと、前記光源から発せ
   られた光を前記投影レンズに集光するためのフレネルレ
   ンズと、前記光源を冷却するための冷却ファンとを備え
   たオーバーヘッドプロジェクタにおいて、前記光源の直
   上に赤外線吸収ガラスを配置し、該赤外線吸収ガラスと
   前記フレネルレンズとの間に偏光板を配置したことを特
   徴とするオーバーヘッドプロジェクタ。