JPH11502034A - 振動制御機能付オーバーヘッドプロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 プロジェクタのステージ上に載せられたＬＣＤパネルから画像を投影するのに用いられるオーバーヘッドプロジェクタのヘッドに発生し得る振動を減らす、改良されたオーバーヘッドプロジェクタのヘッドが提供される。この改良品では、支持アームとヘッドブラケットとの間に装着プレートが追加されている。装着プレートは、支持アームから片持ち支持されており、ヘッドブラケットは、支持アームから離れた位置にある装着プレートの端付近に設置されたスペーサによって支持されている。他の実施態様において、ヘッドブラケットをフォームまたはその他の制振材料によって分離された２つのピースに分割したり、あるいは支持アーム背後のヘッドアセンブリに釣り合い重りを追加したりしてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】 振動制御機能付オーバーヘッドプロジェクタ 技術分野 本発明は主にオーバーヘッドプロジェクタに関し、具体的には、画像を液晶デ ィスプレイパネルから転送するのに使用されるオーバーヘッドプロジェクタに関 する。特に、本発明は、投影された画像の揺れやぶれを少なくして改良されたオ ーバーヘッド投影ヘッドに関する。 発明の背景 透過型のオーバーヘッドプロジェクタには、光源からの光をうまく集束させる ための光源および複数のレンズを収容するベースユニットと、離れたところにあ るスクリーンに投影される内容が書かれたスライドまたはその他のフィルムが設 置される透明ステージとが備えられている。ベースの上には、ミラーと複数のレ ンズとを有する投影ヘッドが設けられている。このミラーとレンズは、プロジェ クタのベースからの光を集め、この光をスクリーンに入射させる機能を果たす。 投影ヘッドはベースから上方向に延在しているポストすなわちアームによって支 持されている。 一般的な従来技術のオーバーヘッドプロジェクタでは、図１に示されるように 、投影ヘッドアセンブリの主な構造部材すなわちヘッドブラケットは、ヘッドブ ラケットの後端付近に配置されたねじによってアームに片持ち状態で直接取り付 けられている。ヘッドブラケットは、投影レンズとミラー、ヘッドカバーを支持 している。 本発明が解決しようとしている技術的な問題は、例えば液晶ディスプレイ（Ｌ ＣＤ）パネルと一緒にプロジェクタを利用するような場合に、オーバーヘッドプ ロジェクタのヘッドに不要な振動が生じることである。ＬＣＤパネルは、コンピ ュータによって生成された画像をオーバーヘッドプロジェクタで投影できるよう にするためのものである。オーバーヘッドプロジェクタによっては、ＬＣＤパネ ルの冷却ファンが原因でオーバーヘッドプロジェクタの投影ヘッドに許容できな いほどの共振振動が発生するものもある。このようなヘッドの振動や、ヘッドの ミラーの振動は、特に投影された画像が許容できないほどにかすんだりぶれたり する原因となる。 発明の開示 本発明によれば、オーバーヘッドプロジェクタ用、特にＬＣＤパネルから画像 を投影するのに用いられるオーバーヘッドプロジェクタ用のの改良されたプロジ ェクタヘッドが得られる。プロジェクタヘッドに改良を施すことによって、ヘッ ドの共振モードが変化し、プロジェクタおよびＬＣＤパネルのファンによって発 生する駆動周波からこれらの共振モードを取り除くことができる。 現段階で好ましい実施態様において、かかる改良品は、ヘッドブラケットとヘ ッド支持アームとの間に位置決めされた新たな装着プレートを備える。装着プレ ートは、この装着プレートの後端付近に位置しているねじなどによって片持ち状 態でアームに取り付けられている。ヘッドブラケットは、装着プレートの後端か ら離れた位置で装着プレートに取り付けられている。装着プレートとヘッドブラ ケットとを取り付ける位置は、装着プレートの前端付近やヘッドブラケットの中 心線付近であってもよい。また、装 着プレートとヘッドブラケットとを取り付ける位置は、各構成要素上の他の位置 であってもよい。 他の実施態様では、ヘッドブラケットを分割してレンズブラケットと別のミラ ーブラケットとにし、これら２つのブラケットを半堅固な形で互いに結合するこ とによって、本発明の利点が実現される。レンズブラケットとミラーブラケット との間にエネルギ吸収材料を取り付け、ミラーアセンブリをオーバーヘッドプロ ジェクタの残りの部分から取り外してもよい。このような分割ヘッドアセンブリ はそのままでも利用できるが、上記のパラグラフにおいて述べた装着プレートと 一緒に利用してもよい。 したがって、本発明によれば、投影ミラーの許容できないほどの振動をなくす あるいは低減することによって、投影画像のぶれを防止する、改良されたオーバ ーヘッドプロジェクタヘッドアセンブリが得られる。本発明の上述した利点およ びその他の利点は、添付の図面および後述する詳細な説明からより一層明らかに なろう。図面の簡単な説明 本願明細書において説明する本発明の利点および特長ならびにその他の利点お よび特長は、後述する説明から明らかになるものであり、より詳細に理解される ものである。先に簡単に説明した本発明についての具体的な説明は、添付の図面 に示される実施態様を参照してなされる。これらの図面は本発明の一部を形成す るものである。 しかしながら、添付の図面は本発明の一例としての実施態様を示しているのに すぎないため、本発明の範囲を限定するものでは なく、本発明はその他の等価な実施態様に対しても適用可能である。 図１は、従来技術において周知の一般的な透過型オーバーヘッドプロジェクタ の斜視図である。 図２は、一般的なオーバーヘッドプロジェクタの投影ヘッドを側面から見た図 であり、従来技術におけるアームと、ヘッドブラケットと、ミラーと、投影レン ズとの関係を示す図である。 図３は、本発明の好ましい実施態様を含む投影ヘッドを側面から見た図である 。 図４は、本発明によって提供される改良点を含む投影ヘッドの分解斜視図であ る。 図５は、本発明による改良の他の実施態様を示す側面図である。 図６は、本発明の他の実施態様を示す正面図である。 図７は、本発明のさらに他の実施態様を示す正面図である。 図８は、ヘッド構造上に釣り合い重りを用いてヘッドの重心を支持アームに近 づけた、さらに他の実施態様を示す側面図である。 好ましい実施態様の説明 図１は、全体として１０で示される一般的な透過型オーバーヘッドプロジェク タを示す。このオーバーヘッドプロジェクタは、主要な要素として、ベース１２ と、ベース１２から延在している垂直支柱１４と、支柱１４に取り付けられた調 節機構１６と、調節機構１６から延在し、投影ヘッド２０を支持する焦点アーム １８とを含む。投影ヘッド２０は、１個または複数のレンズ２２とミラー２４と を有し、レンズ２２が透明ステージ２６の上にくるように支持されている。 プロジェクタ１０のベース１２は、ステージ２６およびその上にのせられたス ライドなどの画像形成用フィルムを介して光を投射し、この光線を投影ヘッド２ ０のレンズ２２の位置に集束させるするミラーおよびレンズと光源とを収納して いる。投影ヘッドレンズ２２を通過する光をミラー２４によって離れたところに ある垂直面（投影画像を映し出すためのスクリーンであるか、あるいはスクリー ンとして機能する）に再照射する。 画像形成用のフィルムやスライドではなく、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネ ルなどのコンピュータ駆動式画像用ディスプレイ装置を使用して、投影対象とな る画像を得るようにすることができる。ＬＣＤパネルをスライドの代わりにステ ージ２６上において使用する。このような用途に適したＬＣＤパネルは一般に、 オーバーヘッドプロジェクタシステムの振動の原因となり得る冷却ファンを含む 。オーバーヘッドプロジェクタとＬＣＤパネルとを組み合わせたものの中には、 投影された画像が許容できないほどにかすんだりぶれたりしているものがある。 この問題は、投影ヘッドに一般的なＬＣＤディスプレイファンによって発生する 振動周波数に対応する共振モードが存在することによって引き起こされるものと されている。 振動周波数は、オーバーヘッドプロジェクタのファンや、オーバーヘッドプロ ジェクタのファンとＬＣＤパネルファンとの間の相互作用などの原因によっても 発生する。 図２は、従来技術の投影ヘッド構造を示す。この図面は、構成要素の一般的な 構成を示すことを目的としたものであるが、従来技術において周知な一般的な投 影ヘッドの代表例でもある。投影ヘッドの構成要素は、前端３２と後端３１とを 有するヘッドブラケット３０にアセンブルされている。ヘッドブラケット３０は 、 後端３１付近において片持ち状態で支持アーム１８に取り付けられている。ヘッ ドブラケット３０は一般に、投影レンズ２２および投影ミラー２４の他、ヘッド カバー（図示せず）を支持している。 図２に示す構成のものを使用する場合、これはオーバーヘッドプロジェクタの ステージの上に懸架される。ＬＣＤディスプレイパネルを通過した後の場合もあ るステージからの光は、投影レンズ２２を介して受光され、ミラー２４によって 前方向に反射し、画像が表示されるスクリーンの方に送られる。当業者であれば 、ミラー２４が振動することで投影される画像の解像度や鮮明さに悪影響がおよ ぶことは理解できよう。 図３を参照すると、本発明の好ましい実施態様が示されている。同図において 、図２に示されるもののようなヘッドブラケット３０が、装着プレート３４およ びスペーサ３６を介してアーム１８に接続されている。この好ましい実施態様で は、装着プレート３４は片持ち状態でアーム１８に取り付けられている。装着プ レート３４は一般に、水平に配置されている。ヘッドブラケット３０は、装着プ レート３４に取り付けられて装着プレートによって支持されている。装着プレー ト３４とヘッドブラケット３０とが接続されている点は、アーム１８からは離れ ている。好ましい実施態様では、装着プレート３４およびヘッドブラケット３２ が２カ所すなわち投影レンズ２２の両側面で取り付けられている。これら２カ所 の取り付け点を結ぶ線は、ヘッドブラケット３０と、投影レンズ２２と、ミラー ２４とを含む投影ヘッドアセンブリのバランス中心とほぼ一致する。この中心線 は、レンズ上でセンタリングするか、あるいはヘッドブラケットの前端と後端と のほぼ真ん中にある中心線を選択することによって近似できる。スペーサ ３６は、アルミニウムやその他の金属またはプラスチックなどの固い材料で作製 してもよく、あるいはゴムや軟質プラスチックまたはフォーム材料などの弾性材 料で作製してもよい。 図４は、本発明の現段階で好ましい実施態様の分解図である。装着プレート３ ４は、ねじ４２によってアーム１８に取り付けられている。ヘッドブラケット３ ０は、アーム１８からは離れた位置で装着プレート３４に取り付けられている。 ねじやリベット、またはこれと等価なものであってもよい固定具２３が、ヘッド ブラケット３０と、スペーサ３６と、装着プレート３４とに設けられた穴を貫通 している。本実施態様において、レンズの両側にスペーサ３６と固定具２３とが ある。 装着プレート３４に、移動制限タブ３８を形成してヘッドブラケット３０に形 成されたスロット４４と係合させるようにしてもよい。制振パッド４０を移動制 限タブ３８の近くで装着プレート３４ヘッドブラケット３０との間に配置しても よい。移動制限タブ３８と制振パッド４０は協動して装着プレート３４に対する ヘッドブラケット３０の相対運動を制限および限定し、特にプロジェクタがユー ザと衝突した場合などに、衝撃によって生じる一過性の振動が継続する時間を短 くする。 投影レンズ（図示せず）がヘッドブラケット３０のオリフィス４８内に懸架さ れており、投影ミラー（図示せず）がヘッドブラケット３０の垂直パネル部分５ ０によって支持されている。ヘッドカバー４６もヘッドブラケット３０に取り付 けられている。 現段階で好ましい実施態様において、スペーサ３６はアルミニウムで作られて おり、制振パッド４０は、E-A-R ISOLOSS(R)「LS」高密度気泡ウレタンフォーム などでよい制振材料またはショック吸収材料の小さなブロックからなる。 図５は、本発明の他の実施態様を示す。図５は、装着プレート３４が実質的に 長く、ヘッドブラケットの前端３２から前方に延在していること以外は、ほとん どが図３と同様である。装着プレート３４とヘッドブラケット３０との取付点は 、これらの構成要素の前端付近であり、装着プレート３４とヘッドブラケット３ ０との間にスペーサが位置決めされてこれらの構成要素間に距離をもたせている 。したがって、ヘッドブラケット３０は、スペーサ３６から後ろ方向に片持ちさ れていることになる。上述したような１つ以上の移動制限タブおよび／または制 振パッドを、本実施態様の装着プレート３４とヘッドブラケット３０との間に用 いてもよい。 図６および図７は、本発明のさらに他の実施態様を示す。これらの図面はいず れも、ミラーとレンズとを分離する構造によって支持されたレンズ２２およびミ ラー２４のプロジェクタの前面からみた図である。ヘッドブラケット５２はレン ズ２２を支持し、直接的または間接的にプロジェクタのアーム（図示せず）に取 り付けられている。ミラーブラケット５４はミラー２４を支持する。ミラーブラ ケット５４は、制振材料を介してヘッドブラケット５２に取り付けられている。 この制振材料は、振動エネルギがオーバーヘッドプロジェクタからミラー２４に 伝わるのを抑制する。ミラーブラケット５４およびヘッドブラケット５２を一緒 にして、ねじやリベット、あるいは同様の固定具でワッシャーまたは同様のイン サート状の制振材料５６と結合してもよい。あるいは、ミラーブラケット５４と ヘッドブラケット５２を接着剤やその他の手段によって別々に制振材料５６に取 り付けてもよい。図７の実施態様は、制振５８が水平位置ではなく傾斜した位置 に配置されていること以外は、図６に示す実施態様と同様である。ミラーブ ラケット５４およびヘッドブラケット５２は、図面に示したように変更されてい る。 図８を参照すると、特にＬＣＤパネルをプロジェクタ上で利用する場合にオー バーヘッドプロジェクタの画像の振動を制限するための他の方法として、ヘッド ブラケット３０に後方延在部分６０を追加して後方延在部分に釣り合い重り６２ をのせることが挙げられる。釣り合い重り６２は支持アーム１８の後ろに配置さ れているため、レンズ２２および支持アーム１８の前にあるその他の構成要素の 重量と釣り合いをとりやすく、ヘッドアセンブリの重心が支持アーム１８の方に 向かって後方に移動する。重心を移動させることで、ヘッドアセンブリの慣性モ ーメントおよび振動モードが変化する。本願明細書の記載内容から利益を得られ る当業者であれば、適当な釣り合い重りを選択して配置し、プロジェクタヘッド の共振振動の問題をなくすかあるいは少なくすることができることは理解できよ う。 実施例 従来技術において周知の一般的なオーバーヘッドプロジェクタと本発明による 改良を取り入れたプロジェクタの性能とを比較するための試験を実施した。客観 試験において、加速度計を用いて投影ミラーの振動を測定した。３ＭのＭ９８０ ０プロジェクタをＭ６１５０ ＬＣＤ投影パネルと共に用いた。加速度計試験に ついては、標準的な投影ヘッド（図１に示すようなもの）と２分割ヘッドアセン ブリ（図３および図４に示すようなもの）を用いて実施した。これらの試験の結 果を以下の表に示す。 本発明の分割ヘッドデザインにすることで、投影ミラーの計測振動量は実質的 に少なくなることが分かる。投影画像の振動を観察する試験をさらに追加して行 ったところ、これらの客観的な結果と一致し、ＬＣＤパネルをオーバーヘッドプ ロジェクタと一緒に用いた場合にパネルから生じる許容できないほどの振動を新 規な分割ヘッドデザインによって解決できることが分かる。 本願明細書の記載内容を検討することで、当業者であればさらに修正および変 更を施した本発明の実施態様が明らかであろう。したがって、本願明細書の記載 は例示にすぎず、当業者に本発明を実施するための方法を教示する目的でなされ たものであると理解されたい。本願明細書に記載して示した本発明の形態は、現 段階において好ましい実施態様として取られるべきものである。形状、大きさ、 部品の配置などに様々な変更を施すことができる。例えば、等価な要素または材 料を本願明細書において図面を参照して説明したものと入れ替え、本発明の特長 をいくつか他の特長とは別に利用することもできる。これらはいずれも本発明の 記載から利益の得られる当業者であれば明らかなものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダーランド，マイケル・イー アメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス33427 (72)発明者 ロドリゲス，エルネスト・エム アメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス33427

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ベースと、前記ベースに取り付けられたヘッド支持アームと、前記ヘッド 支持アームに取り付けられた、改良された投影ヘッドとを含むオーバーヘッドプ ロジェクタであって、前記投影ヘッドは、 前端と後端とを有し、前記後端付近において片持ち状態でヘッド支持アームに 取り付けられた略水平の装着プレートと、 投影レンズおよび投影ミラーを支持するためのヘッドブラケットであって、前 端と、後端と、前記前端と前記後端との間のほぼ中間に位置する横方向の中心線 と、を有するヘッドブラケットと、を備え、 前記ヘッドブラケットは固定具によって前記装着プレートに取り付けられ、堅 固なスペーサが前記ヘッドブラケットと前記装着プレートとの間でそれぞれの前 記固定具の近くに配置され、 前記固定具は前記装着プレートの前記前端付近および前記ヘッドブラケットの 前記中心線付近に配置されているオーバーヘッドプロジェクタ。 ２． オーバーヘッドプロジェクタのヘッド支持アームに取り付けるための改良 された投影ヘッドであって、前記ヘッド支持アームに片持ち状態でしっかりと取 り付けられた略水平の装着プレートと、支持プレートに取り付けられ、投影レン ズおよび投影ミラーを支持するためのヘッドブラケットとを備え、前記装着プレ ートと前記ヘッドブラケットとの取り付け点は前記アームから離れており、ヘッ ドカバーが前記ヘッドブラケットに取り付けられている改良された投影ヘッド。 ３． 前記ヘッドブラケットと前記装着プレートとの間に配置されたスペーサに よって、前記ヘッドブラケットが前記装着プレートから離れた位置にあり、前記 スペーサは弾性材料または堅固な材料で作製されている請求項２記載の投影ヘッ ド。 ４． 前記ヘッドブラケットと前記装着プレートとを緩く結合するように配置さ れた移動制限タブと、前記ヘッドブラケットと前記装着プレートとの間に配置さ れた制振パッドとをさらに備える請求項２記載の投影ヘッド。 ５． ヘッド支持アームに片持ち状態で装着され、投影レンズおよびミラーを支 持するヘッドブラケットを含むヘッドアセンブリを有するオーバーヘッドプロジ ェクタであって、前記ヘッド支持アームと前記ヘッドブラケットとの間に配置さ れる装着プレートであって、該装着プレートの後端付近において片持ち状態で前 記ヘッド支持アームに取り付けられた略平面かつ水平な装着プレートを備え、前 記ヘッドブラケットは前記ヘッド支持アームから離れた位置において前記装着プ レートに取り付けられてこれに支持される、改良されたオーバーヘッドプロジェ クタ。 ６． 前記ヘッドブラケットの下面は、前記ヘッドブラケットと前記装着プレー トとの間に配置されたスペーサによって前記装着プレートの上面から離れており 、前記スペーサは堅固な材料または弾性材料で作製されている請求項５記載の改 良されたオーバーヘッドプロジェクタ。 ７． 前記ヘッドブラケットと前記装着プレートとを緩く結合するように配置さ れた移動制限タブと、前記ヘッドブラケットと前記装着プレートとの間に配置さ れた制振パッドとさらに備える請求項５記載の投影ヘッド。 ８． 投影ヘッドを支持するための支持アームを有するオーバーヘッドプロジェ クタ用の投影ヘッドであって、 前記支持アームに結合され、投影レンズを保持するためのレンズブラケットと 、 前記レンズブラケットと弾性結合され、投影ミラーを保持するためのミラーブ ラケットと、 前記レンズブラケットと前記ミラーブラケットとの間に配置され、当該プロジ ェクタのその他の部分における振動をミラーブラケットから分離するための制振 材料と、を備える投影ヘッド。 ９． 装着プレートをさらに備え、前記装着プレートは前記支持アームに取り付 けられ、前記レンズブラケットは前記装着プレートに取り付けられている請求項 ８記載の投影ヘッド。 １０． オーバーヘッドプロジェクタのヘッド支持アームに取り付けるための改 良された投影ヘッドであって、前記支持アームの前方に位置する投影レンズおよ び投影ミラーを支持するためのヘッドブラケットと、前記支持アームの背後に位 置する前記ヘッドブラケットの後方延在部分と、前記ヘッドブラケットの前記後 方延在部分に取り付けられた釣り合い重りと、を備える改良された投影ヘッド。