JPS6382408A - オ−バ−ヘッド・プロジェクタ−用照明装置 - Google Patents

オ−バ−ヘッド・プロジェクタ−用照明装置

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JPS6382408A
JPS6382408A JP62208041A JP20804187A JPS6382408A JP S6382408 A JPS6382408 A JP S6382408A JP 62208041 A JP62208041 A JP 62208041A JP 20804187 A JP20804187 A JP 20804187A JP S6382408 A JPS6382408 A JP S6382408A
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reflector
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    • G03B21/132Overhead projectors, i.e. capable of projecting hand-writing or drawing during action

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はオーバーヘッド・プロジェクターそして、特に
、その様な、プロジェクタ−に用いられる照明装置に関
する。
技術的背景 典型的なオーバーヘッド・プロジェクターはフレネル・
レンズの下に照明装置を含有する箱状ケースと、トラベ
ンを支承するための隣接合と、そして談合の上方に調節
可能に装着されている投影ヘッドであって投影された像
を指向させそしてはっきりと結ばせる投影ヘッドとを含
有している。
該照明装置は光学装置とそして光源、普通はタングステ
ン・フィラメント・ランプとを含有している。該光学装
置は光源から出来るだけ多くの光を集めそしてこの光を
フレネル・レンズ上に分散している。
光源の後側から放射される光を利用する為に、凹面状反
射鏡がランプ・フィラメントの後ろにしばしば設置され
る。最も普通の形状においては、反射鏡は球状でそして
ランプ・フィラメントが反射鏡の曲率の中心の所にあり
、それゆえに単一倍率でそしてランプ・フィラメントと
同じ焦点面にランプ・フィラメントの倒立像を生じる。
タングステン・フィラメントが比較的大きなすきまのあ
る即ち離れて巻かれた方式で構成されているときには、
反射された像の位置はフィラメント構造の中の間隙の中
に占めるように普通は横に調節される。もしもタングス
テン・フィラメントが間隔を詰められて即ちぎっしり詰
まって巻かれた構成のものであるなら、フィラメント像
は実際のフィラメントによる反射されたフィラメント像
の妨害を再び除去するために、実際のフィラメントの一
方の側に横に位置を変えられる。双方の場合に、スクリ
ーン照度は凹面反射鏡の利用により増大させられる。
本発明の被譲渡人にlitされている米国特許第3.9
79,160号は改良された照明装置であってだ内体の
反射鏡と焦点から離隔された光源により改良された照明
効率を達成している照明装置を記述している。フィラメ
ント像は実際のフィラメントからフィラメント像がただ
一つだけの効果的な光源になる程に迄縦に離隔されてい
る。この照明装置で2000スクリーン・ルーメンが3
60ワツト・ランプで達成させられると云うことが特許
請求されている。
発明の開示 本発明は照明装置であって275ワツト・ランプで20
00スクリーン・ルーメンを越えて目的を達成すること
が可能であるような効率増大を達成している照明装置を
提供している。照明はスクリーンの端部と隅部近くで更
に顕著に増大し、従来のオーバーヘッド・プロジェクタ
ーを越えた改良された隅一対一中心比を生じている。
効率と均一性におけるそのような増加はガラス集光レン
ズと、間隔を詰められて巻かれたタングステン・フィラ
メント光源と、そして球面状凹面反射鏡とを提供するこ
とにより達成される。反射鏡は光源フィラメントに関し
て該フィラメントが実際のフィラメントと集光レンズと
の間の領域に軸上に像を結ぶように位置を定められてい
る。このtA”された縦の離隔であって反射鏡焦点平面
からの離隔がフィラメントとその像の間に生ずるバラッ
クス状態を生ぜしめている。このバラックス状態が軸を
離れた角度の放射が増大させられるにつれて増大する横
の分離であってフィラメントとその像の間の分離を提供
している。このバラックスの制禦によって、フィラメン
ト像は軸上の近あいまいさから装置の最大放射角度の所
での完全な鮮明さへと至るのである。最大放射角度の所
で、フィラメントとその像は、単一光源であって、より
多くの光をスクリーンの外側に与え、改良された効率と
均一性であって前述された効率と均一性に帰着している
単一光源のように見える。
本発明は添付図面であって、該図面においては同様な番
号がいつくかの図の中の同様な部分を指示している添付
図面を参照して更に徹底的に記述されるであろう。
11巳口旺A 本発明を具体化しているオーバーヘッド・プロジェクタ
ーが第1図及びに第2図に図解されそして一般的に数字
10によって示されている。プロジェクタ−10は!!
礎郡部12あって、照明装置14と、平面鏡16とそし
てフレネル・レンズ18とを含有している。該オーバー
ヘッド・プロジェクターの基礎部12は透明台20とそ
して支承綻24によって投影ヘッド22とを支承してい
る。
透明な台20はトラペン(図示せず)を支承する。
プロジェクタ−10はこのトラペンの拡大された像を光
であって照明装置14によって生成され、平面l1t1
6によって反射され、フレネル・レンズ18によって集
光されそして投影ヘッド22によってスクリーンへ向け
られる光によって遠方の垂直な表面即ちスクリーン(図
示せず)上に結ばせる。スクリーンの所で出来るだけ有
用な光を生産しそしてトラペンの全体の表面上にこの光
を分配する照明装置を備えつけることがそのようなオー
バーヘッド・プロジェクター10においては好ましい。
本発明の主題は第4図において非常に詳細に図式的に図
解されている照明装置14である。
照明装置14は光源26と、凹面反射&1128とそし
て集光レンズ3oとを含有している。光iI!!26は
タングステンフィラメントであって減圧排気あるいは真
空排気されているガラス球(図示せず)の中に適当にそ
して通例のように封入されているタングステンフィラメ
ントである。該フィラメントは、第3図に図解されてい
るように、密接に即ちぎっしり詰まって巻かれている構
造であってアメリカ規格協会によってFNT型フィラメ
ントとして指定されているm*であるのが好ましい。そ
のようなフィラメント26が好ましいのであるが、比較
的大きなすきまのある即ち離れて巻かれている型が用い
られてもよい。
フィラメント26は該フィラメントの少し拡大された像
34がフィラメント26と集光レンズ30との間に形成
されるように照明装置14に沿って位置を定められてい
る。該フィラメント像は影像線で第4図に図解されてい
る。最小球面収差でフィラメント像を形成するために、
凹面反射R28のわん曲はだ内体であるべきである。し
かしながら、フィラメント26とその像34の間の小さ
な長手方向の分離の故に、前記わん曲はより少ないコス
トでより容易に得られる球面反射l[28によって近似
され得る。該反射鏡28は従来の構造でありそしてフィ
ラメント26上への反射熱負荷を減少させるために可視
光線を反射しそして近赤外光線を通過させる「冷状態鏡
誘電塗層」を含有する。
集光レンズ30はフィラメント26によって生産される
熱によく耐えるために好ましくはガラスであるのがよく
、そして更に好ましくは平凸(第4図に示されているよ
うに)或いは凹凸であるのがよく、そして透明な台20
に隣接したフレネル・レンズ18をちょうどおおうため
にフィラメント26によって生産される光を向は直ずこ
とになるように設計されている。このようにしてフレネ
ル・レンズに突き当るすべての光はトラペンを照明する
ために効果的に利用されてそして投影ヘッド22を介し
てスクリーン上にあのトラペンの像を投影することがで
きる。
球面凹面反射&1128を用いるために、所望されるよ
うに、フィラメント26の位置を反射鏡28の曲率の中
心から特定の距離だけ内側に定めることが必要である。
フィラメント26のこの位ご決定を記述している数学的
関係が、文字及びに記号であって第4図に示されたそれ
らに対応する文字及びに記号と共に下に与えられている
R−2F                 (1)S
’ −FS/(S−F)          (2)M
−8’ /S−H″/ H13) D−8’ −8−(H’ +H)/ tan(θ)f4
)δ−R−8(5) ここにおいて、 E=反射鏡の焦点距離 R−反射鏡の曲率半径 S−反射鏡の頂点からのフィラメントの距離S′−反射
鏡の頂点からのフィラメント像の距離 日−フィラメントの半対角線高さ H′−フィラメント像の半対角J!高さM−フィラメン
ト像の倍率 D−フィラメントとフィラメント像の離隔距離θ=反射
鏡のヘリ角度 φ−反射饋の口径 α=光源の放射角度 δ=フィラメントと反射鏡の曲率の中心との離隔距離 d=フィラメントとガラス集光器との11隔距離反射鏡
のへり角度、θの反射で放射される放射に対しては、要
求される長手のMwA距離、δは、単に δ−H/jan(θ)(6) によって与えられる。
等式(6)の満足は反射鏡のへり角度、θの所で、反射
鏡の曲率半径、R1の方向に放射されている光に対して
、実際のフィラメント26の頂上がフィラメント像34
の底部に接するように見えることを確実にしている。実
際上は、フィラメント像34からのランプ・フィラメン
ト26の距離は4−に近い。
球面反射鏡28に関するフィラメント26の特別の配置
によって達成される改良は2部分から成っている。第1
図に、放射角度、α、を持つ照明減少は反射鏡28の上
部及びに底部半分の両方に対象に存続する。第2に、そ
してより重要なことに、フィラメント26の焦点平面と
フィラメント像34の離隔距離が、放射角度、α、が増
大するにつれてフィラメント像34のより多くを可視に
なるようにさせる。これが、先行技術に係わる照明装置
の利用によって得られるものよりもより早く注意を向け
られた視差でありそしてフレネル・レンズ18の中央照
明レベルと比較した場合に、フレネル・レンズ18の外
側部分により多くの光が向けられるようにさせる。
理論上、投影ヘッド22の射出ひとみの中のフィラメン
ト26とフィラメント像34の視界はフィラメント像3
4が完全に可視であることと投影ヘッド22の射出ひと
みの端部の所で実際のフィラメント26にちょうど接し
ていることとを示すべきである。第5図〜第7図はフィ
ラメント26の像とそしてフレネル・レンズ18によっ
て形成されるフィラメント像34であってOoの角度の
所で(軸上、第5図)、1角度0°と反射鏡のヘリ角度
θの間の角度の所で(第6図)、そして反射鏡のへり角
度θの所で(第7図)投影ヘッド22の射出ひとみの中
において見られたときのフィラメント像34とを示して
いる。
第5図において示されているように、フィラメント像の
わずかの倍率、普通的1.2倍は、はとんどのフィラメ
ント像34光はふさがれているが、光軸に沿ったフィラ
メント像34から成る寄付光を支払う。しかしながら、
軸外し視界が増大するにつれて、フィラメント像34は
より少なく不明瞭となりより以上にスクリーン照明に貢
献する。
反射鏡のへり角度、θ、の近くで、フィラメント像はス
クリーン照明に十分に貢献すべきである。
もしもフィラメント26と反射[28の曲率の中心36
との間の離隔距離があまりにも小さく選ばれると、フィ
ラメント像34の部分的妨害が投影ヘッド22の射出ひ
とみの端部の近くにありそしてもしも該離隔距離が大き
すぎると、フィラメント像34はへり角度θの近くで投
影ヘッド22の射出ひとみを越えて通過してしまってい
るであろう、しかしそのような構造の両方とも望ましく
ない。
反射鏡28のへり角度θの近くの領域においては、実際
のフィラメント26からのあらゆる光線はフィラメント
像に貢献しなければならなく、他のMMで云えば、フィ
ラメント像は完全に可視であるべきである。もう一つの
方法で表わされるならば、反射JR28のφによって割
られている比Rは約0.56の値を越えるべきではない
実施例 本発明の中で達成できる照度基準と均一性における改良
の特別な例として、計測がスクリーン・ルーメンと全フ
ィールドの0.73及びに0.96の所でのスクリーン
端部〜中心部比率について遂行された。球面凹面反射鏡
28であって23.9mの曲率半径と、44.0IrI
IRの口径φと、そして67°のへり角度θとを持って
いる反射鏡FNTI24ボルト、275ワツトのランプ
と共に用いられた。このランプ用の基準寸法は高さ約3
.5aX幅7.0mで、約4tmの半対角a高ざHを提
供している。ガラス集光レンズ3oは44.3の焦点距
離を持っていて、そして平−非球面型であって放物線に
近い非球面を持つ型であつた。このレンズ30はランプ
・フィラメント26から95I#Iの間をあけられてい
る。焦点距離182.5amのフレネル・レンズ18ダ
ブレツトとA4形式(285x285)の台が離隔距離
をもった焦点路!1355mのダブレット投影レンズで
あって5.35倍の倍率で作動する投影レンズと共に用
いられた。
第1表はランプ・フィラメントの距離であって反射鏡曲
率中心の内側の距離δの函数として計測されたスクリー
ン・ルーメンとスクリーン均一性とを示している。括弧
内の値はδの近最適(flであって、その値の所で0.
96フイールドのスクリーン・ルーメンと隅対中心照度
比の双方が最大にされる。このδ値は等式(6)によっ
て予言された値に近い。このような次第でこの照明装置
の効率は275ワツトのランプで2000スクリーン・
ルーメンを越えて目的を達成することが可能であるその
ようなものである。照度のレベルはスクリーンの端部及
びに隅部の近くでは著しく更に増大され、そして従来の
オーバーヘッド・プロジェクター装置を越えて改良され
た隅対中心比をもたらした。
第1表 δ   スクリーン  平均 隅/中心 比   平均
 隅/中心 比1!と  ルーメン   (0,73フ
ィールド1−(0,96フイールド)0     20
24     0.36        0.241.
0   2157     0.40        
0.27(2,0)   (2388)     (0
,47)        (0,30)3.0   2
582     0.49        0.27
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係わる改良された照明装置を具体化し
ているオーバーヘッド・プロジェクターの斜視図、 第2図は第1図のオーバーヘッド・プロジェクターの横
断面の、立面図、 第3図は本発明の中において好ましく用いられているタ
ングステン・フィラメントの斜視図、第4図は前記照明
装置の横断面図、 第5図、第6図及びに第7図はフィラメントの像であっ
て第1図のオーバーヘッド・プロジェクターの一部分を
形成している投影レンズの射出蹄の中で種々の角度のと
ころで見られたフィラメント像を図解している。 図中、10・・・本発明に係わるオーバーヘッド・プロ
ジェクター114・・・本発明の主体である照明装置、
26・・・白熱電球フィラメント、28・・・切頭凹面
反I8鏡、3o・・・集光レンズ、32・・・一般的光
軸、34・・・フィラメントの像。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)オーバーヘッド・プロジェクター(10)用照明
    装置(14)であつて切頭凹面反射鏡(28)と、白熱
    球電球フィラメント(26)とそして集光レンズ(30
    )とを含有し、すべてが一般的光軸(32)に沿つて配
    列されそして前記フィラメント(26)が前記反射鏡(
    28)と前記集光レンズ(30)との間にありそして前
    記フィラメントの像(34)が前記光軸(32)の上に
    そして前記フィラメント(26)と前記集光レンズ(3
    0)との間に結ばれるように配置されているオーバーヘ
    ッド・プロジェクター(10)用照明装置(14)。
  2. (2)特許請求の範囲第1項に記載の照明装置(14)
    において、前記集光レンズ(30)が平−凸ガラスレン
    ズである照明装置(14)。
  3. (3)特許請求の範囲第1項に記載の照明装置(14)
    において、前記フィラメント(26)がぎつしり詰まつ
    て巻かれている照明装置(14)。
  4. (4)特許請求の範囲第1項に記載の照明装置(14)
    において、前記凹面反射鏡(28)が球面である照明装
    置(14)。
  5. (5)特許請求の範囲第4項に記載の照明装置(14)
    において、前記フィラメント(26)が前記球面反射鏡
    (28)の曲率の中心(36)と前記反射鏡(28)の
    間にある照明装置(14)。
  6. (6)特許請求の範囲第4項に記載の照明装置(14)
    において、前記フィラメント(26)の前記像(34)
    が前記球面反射鏡(28)の曲率の中心(36)と前記
    集光レンズ(30)との間にある照明装置。
JP62208041A 1986-09-19 1987-08-21 オ−バ−ヘッド・プロジェクタ−用照明装置 Expired - Fee Related JPH07104552B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US909510 1986-09-19
US06/909,510 US4719547A (en) 1986-09-19 1986-09-19 Illumination system for overhead projector

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Publication Number Publication Date
JPS6382408A true JPS6382408A (ja) 1988-04-13
JPH07104552B2 JPH07104552B2 (ja) 1995-11-13

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JP (1) JPH07104552B2 (ja)
DE (1) DE3723129C2 (ja)

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US4719547A (en) 1988-01-12
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