JPH08271982A - オーバーヘッドプロジェクタ装置及びその光学アタッチメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オーバーヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）にお
いて、光源から投影レンズまでの光路長の短縮化により
装置の小型化を図る。 【構成】 ＯＨＰ１を、本体部２と、該本体部２に対し
て着脱自在に取り付けられる光学アタッチメント３とか
ら構成する。投影ヘッド部７内の光源部１２から発した
光は、傾斜ミラー１３での反射後にフィルタ板１４を通
ってからコンデンサレンズ１７によって集光された後、
一対のミラー１８ｂ及び１８ａでの反射によって折り返
され、フィルタ板１９、偏光板２２、液晶表示パネル２
３を順次に透過する。そして、液晶表示パネル２３によ
る表示情報がコンバージョンレンズ２１、投影レンズ１
５を経た後、投写ミラー１６によってスクリーン等に投
影される。尚、ミラー１８ｂは、その位置及び傾斜角を
調整機構２４によって調整することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光源と投影レンズとの
間の光路上に配置される画像表示手段による表示情報を
投影するにあたって、光源から投影レンズまでの光路長
の短縮化により装置の小型化を図ることができる新規な
オーバーヘッドプロジェクタ装置及びその光学アタッチ
メントを提供しようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】近年における半導体技術の進歩に伴い、
液晶表示手段を用いたプロジェクタの小型や高性能化が
進んでおり、表示画像の大型化への要求と相まって液晶
式のプロジェクタが注目されている。

【０００３】例えば、映像表示を簡易な方式で行うこと
ができ、会議でのプレゼンテーション等に用いられるオ
ーバーヘッドプロジェクタ（以下、「ＯＨＰ」と略記す
る。）では、透明シートの情報が所定の光学系を介して
スクリーン上に投影される。

【０００４】ところで、情報処理機器の利用によって文
章等の文字情報は勿論、図形、グラフ等を容易に作成す
ることができ、これらのデータのファイル化が可能であ
るにもかかわらず、作成データをＯＨＰで利用するため
にプリンタ等によって印刷し、さらにこれを透明シート
に複写するといったことを行っていたのでは作業が煩雑
である。

【０００５】そこで、情報処理機器によって作成された
データの有効活用を図るべく液晶表示パネルを用いるこ
とができるようにした各種のＯＨＰが提案されている。

【０００６】例えば、特開平３−２００１３４号公報に
は、図９に示すように、ＯＨＰ用シートの載置部と等価
な位置に該シートと略同サイズの液晶表示パネルを配置
したものが示されている。

【０００７】ＯＨＰａの光源ｂから発した光はポラロイ
ド板ｃ、液晶セルｄをこの順で透過した後、反射型の集
光フレネルレンズｅによって反射され、さらに投影レン
ズｆを通して反射鏡ｇに到達し、ここでの反射後にスク
リーンｈに向かって照射される。

【０００８】また、実開昭６３−１０７４３３号公報に
示されるＯＨＰでは、反射部材と投影レンズとの間の光
路上に液晶表示パネルが配置されている。

【０００９】即ち、図１０に示すＯＨＰｉでは、光源ｊ
から発した光が、レンズｋを介して反射鏡ｌにより光路
変更を受けてから、ミラーフレネル板ｍによって反射さ
れ、液晶表示板ｎ、コンバージョンレンズｏ、投影レン
ズｐをこの順序で通った後、反射鏡ｑによって投影方向
に光路が変更される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した装
置にあっては、光源から投影レンズに至るまでの光路長
が長いため、光量の低下を招いたり装置の小型化を阻む
原因になるという問題がある。

【００１１】つまり、図９の例では、光源ｂや投影レン
ズｆと集光フレネルレンズｅとの間に液晶セルｄの表示
サイズに応じた距離Ｈを必要とし、また、図１０の例で
は、反射鏡ｌや投影レンズｐとミラーフレネル板ｍとの
間に液晶表示板ｍに応じた距離Ｉを必要とし、いづれも
場合も反射部材（ｅ、ｍ）での一回の反射を利用して光
路の折り返しをおこなっているために、反射部材の反射
面に直交する方向の長さが長くなってしまうという傾向
を有している。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、上記
した課題を解決するために、光源と投影レンズとの間の
光路上に複数の反射手段が配置され、該反射手段から見
て光源と投影レンズとが同じ側に配置されるとともに、
光源による光が複数の反射手段によって折り返されて投
影レンズに到達するようにしたものである。

【００１３】

【作用】本発明によれば、投影ヘッド部の光源と投影レ
ンズとの間の光路上に複数の反射手段を配置し、光源に
よる光を複数の反射手段による折り返し後に投影レンズ
に到達するようにしたので、光源と投影レンズとの間の
光路長を短縮することができる。

【００１４】

【実施例】以下に、本発明の詳細を図示した実施例に従
って説明する。尚、図示した実施例は画像表示手段とし
て透過型液晶表示パネルを用いた反射式ＯＨＰに本発明
を適用したものである。

【００１５】図１乃至図３は、ＯＨＰ１の全体像を示す
ものであり、本体部２と、該本体部２に対して着脱自在
に取り付けられる光学アタッチメント３とから構成され
ている。即ち、ＯＨＰ１の構成としては、本体部２と光
学アタッチメント３とを分離不可能な状態で予め設計し
ても良いが、本実施例では本体部２と光学アタッチメン
ト３とが分離可能な構成となっている。

【００１６】本体部２は、フレネルレンズ４が配置され
た基台５と、該基台５から立設された支柱６と、支柱６
の上端部に設けられた投影ヘッド部７とから構成されて
おり、光学アタッチメント３は投影ヘッド部７に吊り下
がった状態で投影ヘッド部７に取り付けることができる
ようになっている。

【００１７】つまり、ＯＨＰ１は、図示しない情報機器
から送られてくる情報の投影表示を行う場合に本体部２
の投影ヘッド部７に光学アタッチメント３を取り付けた
状態で使用され、また、透明シートの記載情報を投影す
る場合には、投影ヘッド部７から光学アタッチメント３
を取り外して透明シートを基台５のフレネルレンズ４上
に載置すれば、投影ヘッド部７とフレネルレンズ４とに
より投影光学系が形成されるようになっている。

【００１８】尚、光学アタッチメント３の投影ヘッド部
７への取り付けにあたっては、光学アタッチメント３の
側板８、８の上端寄りの部分に連結部材９、９、・・・
を介して固定された板状の取付部材１０、１０に、吊り
下げ用の金具１１、１１、・・・をネジで仮止めした
後、金具１１、１１、・・・のうちネジ止めした部分と
は反対側の端部に形成されたコ字状部１１ａ、１１ａ、
・・・を投影ヘッド部７の側面部に引掛けて位置合せを
行った後、金具１１、１１、・・・を取付部材１０、１
０に完全にネジ止めする。

【００１９】図４は、ＯＨＰ１の光学的な構成を示すも
のであり、投影ヘッド部７内の光源や投影レンズ等と、
光学アタッチメント３内の画像表示手段や複数の反射手
段等によって投影光学系が構成される。

【００２０】投影ヘッド部７には、光源部１２、傾斜ミ
ラー１３、フィルター板１４、投影レンズ１５、投写ミ
ラー１６が設けられている。

【００２１】光源部１２は、例えば、白熱電球や放電灯
等の既知の光源１２ａと反射鏡１２ｂとから構成するこ
とができる。図示するように、側方に開口した反射鏡１
２ｂ内に光源１２ａが位置されており、光源１２ａによ
る直接光や反射鏡１２ｂによる反射光が傾斜ミラー１３
によって下向きに反射された後、フィルタ板１４に照射
されようになっている。尚、フィルタ板１４は、光源部
１２によって発生する熱線を吸収するために設けられて
おり、赤外線の吸収性に富む材料によって形成されてい
る。

【００２２】投影レンズ１５は、光源部１２から支柱６
とは反対方向に離間して配置されており、その光軸が上
下方向に延びている。投影レンズ１５は、図示しない機
構によってフォーカス調整を行うことができるようにな
っており、光学アタッチメント３からの光は投影レンズ
１５を通った後、投写ミラー１６に照射される。

【００２３】投写ミラー１６は、傾斜した状態で投影レ
ンズ１５の上方に配置されており、その傾斜角を自由に
調整することができるようになっている。そして、投写
ミラー１６は、投影レンズ１５からの光を受けてこれを
前方（投影方向を前方とする。）に反射するために設け
られている。

【００２４】上記フィルタ板１４を透過した光は、光学
アタッチメント３に設けられたコンデンサレンズ１７に
よってた集光された後、反射手段１８によって折り返さ
れる。

【００２５】上記のように光源部１２と投影レンズ１５
は投影ヘッド部７内に配置されており、光学アタッチメ
ント３から見て同じ側に位置しているので、コンデンサ
レンズ１７を経た光は反射手段１８によって折り返して
投影レンズ１５に向かうように光路を変更する必要があ
るが、これを一の反射手段で行ったのでは、光路長が長
くなってしまうため、本実施例では反射手段１８を一対
のミラー１８ａ、１８ｂにより構成している。尚、逆ハ
字状に配置されたミラー１８ａ、１８ｂはいづれもミラ
ーホルダーに支持されており、投影レンズ１５に近い方
のミラー１８ａが固定ミラーとされ、また、コンデンサ
レンズ１７に近い方のミラー１８ｂが可動ミラーとされ
て後述する調整機構によってその姿勢を調整することが
できるようになっている。

【００２６】ミラー１８ａと投影ヘッド部７の投影レン
ズ１５との間の光路上には、熱線吸収用のフィルタ板１
９、画像表示手段２０、コンバージョンレンズ２１が上
方に向ってこの順序で配置されている。

【００２７】フィルタ板１９は画像表示手段２０に対し
て悪影響のある波長成分を除去するとともに温度上昇等
を防止するために設けられている。

【００２８】画像表示手段２０は、本実施例において、
偏光板２２と透過型の液晶表示パネル２３とを用いて構
成されているが、要は、透過光によって画像表示を行う
ことができる装置であれば、どのようなものを用いても
良い（例えば、光を用いて情報の記録や読み出しを行う
ことができる光メモリデバイス等）。尚、液晶表示パネ
ル２３を使用する場合には、できるだけ小型で高密度の
ものを用いようにすると、投写用に付加されるコンバー
ジョンレンズ２１の小型化を図ることができ、コストの
低減や投影画像の高画質化を図ることができる。

【００２９】コンバージョンレンズ２１は、投影レンズ
１５に対向するようにその光軸が上下方向に延びる状態
で、液晶表示パネル２３と投影レンズ１５との間に配置
されている。

【００３０】図５乃至図８は、ミラー１８ｂの位置及び
傾動角についての調整機構２４を示すものである。

【００３１】ＯＨＰ１において、投影ヘッド部７と光学
アタッチメント３との間に相対的な位置ズレが生じた場
合には、所定の光路が得られないことになるため、何等
かの補正手段が必要となる。例えば、コンデンサレンズ
１７は、図示しない機構によって、その光軸方向や光軸
に直交する面内で位置調整を行うことができるようにな
っているが、該コンデンサレンズ１７を通って光学アタ
ッチメント３内に入った光に対しては、光路上の一部の
部材の状態を変えることによって光路補正を行うのが最
も簡単である。

【００３２】本実施例では、反射手段１８を構成する一
方のミラー１８ｂを傾動させることによって光路補正を
行っており、ミラー１８ｂを保持するミラーホルダー２
５の位置及び角度調整機構とそのロック機構が設けられ
ている。

【００３３】図１に示すように、光学アタッチメント３
の側板８、８のうち後部寄りの下端縁は、後方にいくに
つれて斜め上方に変位するように傾斜しており、その最
下端部から稍上方に寄った位置には、図６乃至図８に示
すように、前方にいくにつれて斜め上方に延びるガイド
溝２６、２６（図ではその一方のみを示す。）が形成さ
れている。

【００３４】そして、図５に示すように、側板８、８の
間の間隔に略等しい長さを有する支軸部２７の両端部に
スライド部材２８、２８が固定されている。即ち、スラ
イド部材２８は、ガイド溝２６に挿通される被ガイド部
２８ａと、角板状をした板状部２８ｂとが一体に形成さ
れており、被ガイド部２８ａがガイド溝２６に沿って摺
動されようになっている。そして、ロックネジ２９、２
９をスライド部材２８に形成された挿通孔２８ｃ、２８
ｃに挿通してから支軸部２７の端面に形成された螺穴２
７ａ、２７ａに螺合させることによって、スライド部材
２８が支軸部２７に取り付けられ、ロックネジ２９、２
９を締め込んで板状部２８ｂを側板８に圧接させること
で、ガイド溝２６に沿ってスライド部材２８が摺動しな
いようにロックされる。

【００３５】スライド部材２８、２８は、その板状部２
８ｂ、２８ｂの長手方向における一端寄りの側面に、断
面形状が長方形状をした被ガイド部２８ａ、２８ａがそ
れぞれ突設されており、長手方向における他端部の側面
には被ガイド部２８ａ、２８ａの突出方向と同じ方向に
支持軸３０、３０がそれぞれ突設されている（図６乃至
図８では、その一方だけを示す。）。支持軸３０、３０
は、ミラーホルダー２５を側方から挟み込むようにし
て、ミラーホルダー２５の側面部の略中央に形成された
孔２５ａ、２５ａにそれぞれ挿通されている。これによ
って、ミラーホルダー２５は、支持軸３０、３０に回転
自在な状態で支持されるとともに、スライド部材２８、
２８をガイド溝２６、２６に沿って摺動させたときに、
図６に矢印Ｍで示すように、ガイド溝２６、２６に沿う
方向に移動されてミラー１８ｂの位置調整が可能とな
る。

【００３６】ミラー１８ｂの傾斜角の調整については、
図５及び図６に示すように、支軸部２７の中程の位置に
固定されたネジ受け部材３１に取り付けらた角度調整ネ
ジ３２の端部をミラーホルダー２５の底板部２５ｂに突
き当てることによって行う。

【００３７】ネジ受け部材３１は、図６に示すように側
面から見て、後ろ斜め上方に突出した状態で支軸部２７
に取り付けられており、ミラーホルダー２５の底板部２
５ｂに面した部分に螺孔３１ａが形成され、該螺孔３１
ａに角度調整ネジ３２が螺合されている。

【００３８】そして、ネジ受け部材３１の一端寄りの部
分にはバネ掛け片３３が形成されており、これとミラー
ホルダー２５の底板部２５ｂに形成されたバネ掛け片３
４との間に引張バネ３５が張設されている。つまり、引
張バネ３５によってミラーホルダー２５はネジ受け部材
３１側に付勢されており、角度調整ネジ３２を締め込ん
でいくと、その端部が引張バネ３５の弾性力に抗してミ
ラーホルダー２５の底板部２５ｂを押し上げることにな
り、逆に、角度調整ネジ３２を緩めていくと、バネ力に
よってミラーホルダー２５の底板部２５ｂが角度調整ネ
ジ３２に押しつけられるため、図６に矢印Ｎで示すよう
に、支持軸３０、３０を回動支点としてミラーホルダー
２５の傾斜角を、角度調整ネジ３２の締め込み具合に応
じて調整することができる。

【００３９】尚、角度調整後の傾斜角の保持について
は、ミラーホルダー２５の底板部２５ｂからネジ受け部
材３１側に切り起こし状に形成された突片３６（図５、
図７参照。）をネジ受け部材３１にネジ止めすることに
よって行う。即ち、突片３６には、図７に示すように、
上下方向に延びる長溝３６ａが形成されており、ロック
ネジ３７が長溝３６ａを通された後ネジ受け部材３１の
側面部に形成された螺孔３８（図５参照。）に螺合され
ている。上記角度調整ネジ３２によりミラーホルダー２
５の角度調整を行う際には、ロックネジ３７をネジ受け
部材３１に仮止めしておき、調整が完了したときにロッ
クネジ３７を完全に絞め込めば、これ以後、ミラーホル
ダー２５の傾斜角が不用意に変化することがない。

【００４０】以上のように、調整機構２４では、ミラー
ホルダー２５の姿勢調整を、スライダー２７及びロック
ネジ２９による位置決めと、角度調整ネジ３２及びロッ
クネジ３７による傾斜角の微調整とに分けて行うことに
より、ミラー１８ｂの状態を精度良く設定することがで
きる。

【００４１】しかして、調整機構２４によるミラー１８
ｂの調整後にその光路が確定されたＯＨＰ１において、
光源部１２から出た光は、図４に光線３９、３９、・・
・で示すように、傾斜ミラー１３での反射後にフィルタ
板１４を通ってからコンデンサレンズ１７によって集光
された後、ミラー１８ｂ及び１８ａでの反射によって方
向転換された後、フィルタ板１９、偏光板２２、液晶表
示パネル２３を順次に透過する。そして、液晶表示パネ
ル２３による表示情報がコンバージョンレンズ２１、投
影レンズ１５を経た後投写ミラー１６による光路変更を
受けて最終的にスクリーン等に投影されることになる。

【００４２】上記のように、一対のミラー１８ａ、１８
ｂによる光路の折り返しによって、コンデンサレンズ１
７から液晶表示パネル２３までの光路長を短くすること
ができ、これによってコンデンサレンズ１７による集光
効率が高まり、光量の増加又は光源部１２の小型化を図
ることができる。

【００４３】また、コンデンサレンズ１７によって集光
された光を液晶表示パネル２３に照射することは、液晶
表示パネル２３やその周辺の部材の小型化等の面で有利
である。即ち、図９や図１０の例では、光源部の光をそ
のまま反射部材に照射しているため、ＯＨＰ用シートと
同程度の液晶表示パネルが必要となるが、ＯＨＰ１では
光路長の短縮化と集光によって液晶表示パネル２３への
光の照射面積を低減することができるので、装置の小型
化やコストの低減を図ることができる。

【００４４】尚、本実施例では、反射手段１８として１
対のミラー１８ａ、１８ｂを用いた例を示したが、これ
に限らず複数のミラーを組み合せることによって光源部
１２の光を投影レンズ１５に到達させるようにしても良
いことは勿論である。

【００４５】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、請求項１、請求項２に係る発明によれば、投影ヘッ
ド部の光源と投影レンズとの間の光路上に複数の反射手
段を配置し、光源による光が反射手段による折り返し後
に投影レンズに到達するように光路を設定しているの
で、光源と投影レンズとの間の光路長を短縮すること
で、光量の低下を防ぎ、装置の小型化を図ることができ
る。

【００４６】また、請求項３、請求項４に係る発明によ
れば、光源と画像表示手段との間の光路上にコンデンサ
レンズを配置することによって光源からの光を集光し、
画像表示手段の小型化や輝度の向上を図ることができ
る。

【００４７】そして、請求項５乃至８に係る発明によれ
ば、反射手段の位置及び／又は傾斜角を調整するための
調整機構を設けることによって、光源や投影レンズに対
する反射手段の姿勢を補正し、光源からの光を画像表示
手段に適切に照射することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２及び図３とともに本発明に係るオーバーヘ
ッドプロジェクタ装置を示すものであり、本図は側面図
である。

【図２】正面図である。

【図３】平面図である。

【図４】本発明に係る投影ヘッド部と光学アタッチメン
トとの光学的構成を示す図である。

【図５】図６乃至図８とともにミラーの姿勢調整に係る
機構を示すものであり、本図は図１の矢印Ｖの向きから
見た場合の矢視図であり、ミラーホルダー等を部分的に
省略して示す。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う拡大断面図である。

【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う拡大断面図であ
る。

【図８】図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿って切断する
とともに、側板の一部を切り欠いて示す拡大断面図であ
る。

【図９】従来のオーバーヘッドプロジェクタ装置の光学
的構成を示す概略図である。

【図１０】図９とは別の従来例の構成を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１ オーバーヘッドプロジェクタ装置 ３ 光学アタッチメント ７ 投影ヘッド部 １２ａ 光源 １５ 投影レンズ １７ コンデンサレンズ １８ 反射手段 ２０ 画像表示手段 ２４ 調整機構

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と投影レンズとの間の光路上に配置
   される画像表示手段による表示情報を投影するオーバー
   ヘッドプロジェクタ装置において、 光源と投影レンズとの間の光路上に複数の反射手段が配
   置され、該反射手段から見て光源と投影レンズとが同じ
   側に配置されるとともに、光源による光が複数の反射手
   段によって折り返されて投影レンズに到達するようにし
   たことを特徴とするオーバーヘッドプロジェクタ装置。
2. 【請求項２】 光源と投影レンズとを含む投影ヘッド部
   に対向した状態で配置され、その内部に設けられた画像
   表示手段が投影ヘッド部の光源と投影レンズとの間の光
   路上に配置されることによって画像表示手段による表示
   情報を投影するオーバーヘッドプロジェクタ装置の光学
   アタッチメントであって、 投影ヘッド部の光源と投影レンズとの間の光路上に複数
   の反射手段が配置され、光源による光が複数の反射手段
   によって折り返されて投影レンズに到達するようにした
   ことを特徴とするオーバーヘッドプロジェクタ装置の光
   学アタッチメント。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のオーバーヘッドプロジ
   ェクタ装置において、 光源と画像表示手段との間の光路上にコンデンサレンズ
   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
   タ装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載のオーバーヘッドプロジ
   ェクタ装置の光学アタッチメントにおいて、 投影ヘッド部の光源と光学アタッチメント内の画像表示
   手段との間の光路上にコンデンサレンズを配置したこと
   を特徴とするオーバーヘッドプロジェクタ装置の光学ア
   タッチメント。
5. 【請求項５】 請求項１に記載のオーバーヘッドプロジ
   ェクタ装置において、 反射手段の位置及び／又は傾斜角を調整するための調整
   機構を設けたことを特徴とするオーバーヘッドプロジェ
   クタ装置。
6. 【請求項６】 請求項３に記載されたオーバーヘッドプ
   ロジェクタ装置において、 反射手段の位置及び／又は傾斜角を調整するための調整
   機構を設けたことを特徴とするオーバーヘッドプロジェ
   クタ装置。
7. 【請求項７】 請求項２に記載されたオーバーヘッドプ
   ロジェクタ装置の光学アタッチメントにおいて、 反射手段の位置及び／又は傾斜角を調整するための調整
   機構を設けたことを特徴とするオーバーヘッドプロジェ
   クタ装置の光学アタッチメント。
8. 【請求項８】 請求項４に記載されたオーバーヘッドプ
   ロジェクタ装置の光学アタッチメントにおいて、 反射手段の位置及び／又は傾斜角を調整するための調整
   機構を設けたことを特徴とするオーバーヘッドプロジェ
   クタ装置の光学アタッチメント。