(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を投影する画像投影用の光源である単一の投影ランプと，前記投影ランプからの光をフレネルミラー方向に反射させる反射ミラーと，プラテンガラス上に載置された原稿を投影するための投影レンズと，スクリーンの方向に光を反射させる投影ミラーとをヘッド部分の内部に収納した反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターにおいて，
前記反射ミラーを回動させて，前記反射ミラーの反射面を前記投影ランプの点灯中の光路上から外すと共に，前記反射ミラーの背面で前記投影ランプの点灯中の光路を閉じる反射ミラー回動手段を備え，
前記反射ミラー回動手段は，前記反射ミラーを前記投影ランプの点灯中の光路上に配置するときには前記反射ミラーを付勢してストッパーに当接させることで位置決めして画像を投影する一方で，前記反射ミラーの背面で前記投影ランプの点灯中の光路を閉じるときにはモータ駆動力により動作するアクチュエータが前記付勢する力に抗して前記反射ミラーを押すことで前記反射ミラーを回動させて前記点灯中の光路を遮蔽することによって画像の投影を停止することを特徴とする反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクター。
【請求項２】
前記投影ランプが，メタルハライドランプの放電ランプからなることを特徴とする請求項１記載の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクター。
【請求項３】
前記反射ミラーの背面に，前記投影ランプの光量を測定する受光センサを設置したことを特徴とする請求項１または２記載の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターに関し，より詳細には，ヘッド部分にシャッター機構を設けた反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近来，オーバーヘッドプロジェクターは高輝度化の方向に進み，光源としてメタルハライドランプのような放電ランプを使用したものが増えている。ところが，このような放電ランプはその特性上ランプの点灯・消灯動作が容易に行えないという欠点があった。
【０００３】
具体的には，放電ランプの点灯制御では，所定のギャップを有した電極間に数１０Ｖの電圧を印加すると共に，さらに１０〜３０ＫＶ程度のパルス電圧をかけ，初期のアークを飛ばし，その後はランプの管内温度の上昇と共にアークが安定して飛ぶように電極間電圧を下げていくという制御を行っている。このような制御によって，数分後にハロゲンサイクルが安定するまで光量は増加していき，その後定常状態になるが，このハロゲンサイクルが安定するまでに消灯してしまうと管内の蒸発している含有金属類が戻りきらず，管壁内面に付着してしまい，いわゆる失透状態になる。失透状態になると，封入ガスの組成も変化してしまうので，再点灯が非常に困難になる。
【０００４】
一方，消灯直後は管内温度が数１００度の高温になっており，その結果初期アークを飛ばすためのパルスの必要電圧が高くなるため，イグナイター側で温度等を検知して，より高い電圧をかけるような構成となっていない限り，消灯後にすぐには再点灯ができない。点灯しないまま点灯動作を繰り返すと高電圧によって管内の金属が徐々に蒸発し，やはり失透に繋がる。このようにメタルハライド等の放電ランプを光源に使用するときには操作の面でかなりの制限が加わる。
【０００５】
このため操作性を改善するために，最近の機種では，使用中はランプの点灯・消灯を直接行わずに，点灯させたままでシャッターで光路を遮り，消灯の役割を果たすようにしたものが多く商品化されている。例えば，図５に示すように，機内にシャッター機構５０１を配置し，オーバーヘッドプロジェクターの使用中は放電ランプ５０２の消灯動作に代えてシャッター機構５０１を開閉することにより，放電ランプ５０２からの光を遮蔽するようにしている。
【０００６】
なお，オーバーヘッドプロジェクターは，その投影の方法によって，図５に示したように，ランプ（放電ランプ５０２）を機内に配置し，フレネルレンズを透過して投影する透過式タイプと，図示を省略するが，投影レンズの横にランプを配置し，フレネルミラーを使って反射させて投影する反射式タイプとがある。当初，メタルハライドランプは，その外形が大きかったためランプを機内に配置する透過式タイプにのみ使用されていたが，最近は小型化によって反射式タイプにも搭載されるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，透過式タイプのオーバーヘッドプロジェクターにメタルハライドランプを搭載した場合には，機内の比較的大きな空間に前述したシャッター機構を設置することができたが，反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターにメタルハライドランプを搭載した場合には，投影レンズや，ランプ，冷却ファン，投影ミラー等が納められたヘッドの部分に，前述したシャッター機構を配置することになるため，ヘッド部分が大型化するという問題点があった。
【０００８】
また，シャッター機構の搭載によって構成の複雑化や，価格が上昇するという不都合もあった。
【０００９】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって，反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターにおいて，ヘッド部分の大型化を招来することなく，簡単かつ安価な構成のシャッター機構を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために，請求項１に係る反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターは，光を投影する画像投影用の光源である単一の投影ランプと，前記投影ランプからの光をフレネルミラー方向に反射させる反射ミラーと，プラテンガラス上に載置された原稿を投影するための投影レンズと，スクリーンの方向に光を反射させる投影ミラーとをヘッド部分の内部に収納した反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターにおいて，前記反射ミラーを回動させて，前記反射ミラーの反射面を前記投影ランプの点灯中の光路上から外すと共に，前記反射ミラーの背面で前記投影ランプの点灯中の光路を閉じる反射ミラー回動手段を備え，前記反射ミラー回動手段は，前記反射ミラーを前記投影ランプの点灯中の光路上に配置するときには前記反射ミラーを付勢してストッパーに当接させることで位置決めして画像を投影する一方で，前記反射ミラーの背面で前記投影ランプの点灯中の光路を閉じるときにはモータ駆動力により動作するアクチュエータが前記付勢する力に抗して前記反射ミラーを押すことで前記反射ミラーを回動させて前記点灯中の光路を遮蔽することによって画像の投影を停止するものである。
【００１１】
また，請求項２に係る反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターは，請求項１記載の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターにおいて，前記投影ランプが，メタルハライドランプの放電ランプからなるものである。
【００１２】
また，請求項３に係る反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターは，請求項１または２記載の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターにおいて，前記反射ミラーの背面に，前記投影ランプの光量を測定する受光センサを設置したものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターの一実施の形態について，添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１および図２を参照して，本実施の形態の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターの概略構成を説明する。ここで，図１は，本実施の形態の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターのヘッド部分の構造を示し，図２は，本実施の形態の反射ミラー回動手段である回動機構の構造を示す。
【００１５】
図において，反射ミラー１０１は，ブラケット１０２に固定されており，ブラケット１０２は水平方向の軸１０３によって軸受１０４を介してブラケット１０５に対して回動自在に取り付けられている。なお，このブラケット１０５はヘッドを構成する側板に固定されている。
【００１６】
ねじりコイルばね１０６（請求項１記載の反射ミラー回動手段に該当する）は，軸１０３に通されており，ブラケット１０２をブラケット１０５に対して付勢し，反射ミラー１０１をメタルハライドランプ等の放電ランプからなるランプ１０７に対して常に４５°の角度で正対させている。
【００１７】
ビス１１６は，ブラケット１０５に設けられ，ブラケット１０２の位置決めのために用いられると共に，ブラケット１０２を回動させた際のストッパーとして用いられる。すなわち，ビス１１６を出し入れすることにより，反射ミラー１０１の角度，即ちランプ１０７の光の反射角度を調整することができる。
【００１８】
アクチェータ１０８および半月型歯車１０９（請求項１記載の反射ミラー回動手段に該当する）は，互いに固定されており，軸１０３を支点にして回動できるように構成されている。半月型歯車１０９を回動させることにより，アクチェータ１０８が回動し，上記ブラケット１０２および反射ミラー１０１を回動させることができる。
【００１９】
ピニオンギヤ１１０（請求項１記載の反射ミラー回動手段に該当する）は，半月型歯車１０９にかみ合うように取り付けられており，シャッタモータ１１１（請求項１記載の反射ミラー回動手段に該当する）によって駆動され，半月型歯車１０９を所定の角度回動させる。
【００２０】
受光センサ１１２は，ｃｄｓ等からなり，ブラケット１０２の裏側に設けられて，ランプ１０７の光量を測定するものである。すなわち，受光センサ１１２を用いてランプ１０７の光量を測定し，初期の値と比較することによってその寿命を計算し，ユーザにランプ１０７の寿命を告知することを可能にする。
【００２１】
次に，本実施の形態の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターの動作について，▲１▼投影中の動作，▲２▼反射ミラー１０１を閉じる場合の動作，▲３▼反射ミラー１０１を開く場合の動作の順で説明する。
【００２２】
▲１▼  投影中の動作
まず，本実施の形態の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターにおいて，投影中の動作を説明する。ここで，図３は，本実施の形態の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターにおいて，投影中の様子を示す説明図である。投影中においては，ランプ１０７からの光が反射ミラー１０１で反射され，フレネルミラー１１５へ向かう。フレネルミラー１１５に到達した光は，フレネルミラー１１５で反射され，投影レンズ１１３で集光され，プラテンガラス上に載置された原稿を投影する。さらに，プラテンガラスを通過した光は，投影ミラー１１４で反射されてスクリーン上に投影される。
【００２３】
▲２▼  反射ミラー１０１を閉じる場合の動作
次に，本実施の形態の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターにおいて，反射ミラー１０１を閉じる場合の動作を説明する。ここで，反射ミラー１０１を閉じる場合の動作とは，ランプ１０７を消灯することに代えて，ランプ１０７からの光を反射ミラー１０１で遮蔽する動作のことである。
【００２４】
上述したように，ランプ１０７としてメタルハライドランプ等の放電ランプを使用した場合には，その特性上，容易に点灯・消灯を行うことができないという問題があった。そこで，本実施の形態の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクタにおいては，ランプ１０７の消灯動作に代えて，反射ミラー１０１を所定の角度回動させることによってランプ１０７からの光を遮蔽し，擬似的にランプ１０７を消灯させる。
【００２５】
反射ミラー１０１を回動させてランプ１０７からの光を遮蔽する際には，まず，シャッタモータ１１１を回転させる。そして，シャッタモータ１１１の回転による駆動力がピニオンギヤ１１０から半月型歯車１０９に伝達され，半月型歯車１０９に固定されたアクチェータ１０８がブラケット１０２および反射ミラー１０１を押し下げるようにして回動させる。ブラケット１０２および反射ミラー１０１は，アクチェータ１０８によって所定の角度回動され，シャッタモータ１１１の回転が停止されることによって停止する。
【００２６】
なお，ブラケット１０２および反射ミラー１０１を停止させる位置は，マイクロスイッチ等のリミッタで決定することにしても良く，また，予め設定された角度だけ回動させることにしても良い。また，ビス１１６を有するブラケット１０５は，ヘッドを構成する側板に固定されたままであって回動しない。
【００２７】
このようにしてブラケット１０２および反射ミラー１０１を回動させた結果，図１中に一点鎖線で示すように，反射ミラー１０１の背面がランプ１０７側に向けられることになる。ここで，図４は，本実施の形態の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターにおいて，ランプからの光を遮蔽した状態を示す説明図である。
【００２８】
図４に示すように，反射ミラー１０１を所定の角度回動させると，反射ミラー１０１の背面がランプ１０７側に向けられるため，ランプ１０７からの光がフレネルミラー１１５へ到達することなく遮蔽され，ランプ１０７を点灯したまま投影光を消すことができる。なお，図４中の点線は，反射ミラー１０１でランプ１０７からの光を遮蔽しない場合の光路を示している。
【００２９】
また，反射ミラー１０１を閉じて，その背面がランプ１０７側に向けられると，図１に示すように，受光センサ１１２がランプ１０７からの光を受光することができる状態になる。通常メタルハライドランプの有効光束は経時的に減少し，初期の３０〜５０％程度まで低下することが知られている。そこで，この受光センサ１１２でランプ１０７の光量を測定し，初期の値と比較することによって寿命を計算し，ユーザにランプ１０７の寿命を告知する。その結果，ユーザは，ランプ１０７の交換時期を知ることができる。なお，受光センサ１１２をブラケット１０２の背面に設けたのは，ランプ１０７からの光の光路を遮って，投影画面に受光センサ１１２の影が現れてしまうことを防止するためである。
【００３０】
▲３▼  反射ミラー１０１を開く場合の動作
次に，本実施の形態の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターにおいて，反射ミラー１０１を開く場合の動作を説明する。ここで，反射ミラー１０１を開く動作とは，反射ミラー１０１をランプ１０７の光を遮蔽した状態から正規の状態に戻すことにより，擬似的に消灯されていたランプ１０７を擬似的に点灯させる動作のことである。
【００３１】
反射ミラー１０１を正規の状態に戻すには，シャッタモータ１１１を逆回転させることになる。ところが，本実施の形態の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターにおいては，アクチェータ１０８が反射ミラー１０１を閉じる方向にのみ働くよう構成されているため，シャッタモータ１１１の回転による駆動力ではなく，ねじりコイルばね１０６の弾性力を利用して反射ミラー１０１を正規の位置まで回動させるようにしている。このように構成した理由としては，反射ミラー１０１をギヤに直結させ，シャッタモータ１１１の回転による駆動力で反射ミラー１０１を回動させて正規の位置に戻すことにすると，シャッタモータ１１１のイナーシャ等によって反射ミラー１０１の位置決めが不安定になるからである。
【００３２】
具体的に反射ミラー１０１を正規の状態に戻すには，まず，シャッタモータ１１１を逆回転させる。すると，ブラケット１０２をブラケット１０５に対して付勢するねじりコイルばね１０６の弾性力でブラケット１０２および反射ミラー１０１が回動され，固定されたブラケット１０５に設けられたビス１１６にブラケット１０２が当接することによって，これらの回動が停止される。その後，シャッタモータ１１１が停止され，シャッタモータ１１１等のイナーシャは，ブラケット１０２からアクチェータ１０８が離れることによって吸収される。
【００３３】
このように，本実施の形態の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターによれば，ランプ１０７からの光をフレネルミラー１１５側へ反射する反射ミラー１０１を回動させ，反射ミラー１０１の背面をランプ１０７側へ向けることによってランプ１０７からの光を遮蔽することにしたため，ランプ１０７を直接点灯または消灯しなくても，擬似的に同様の効果を得ることができると共に，反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターにおいて，ヘッド部分の大型化を招来することなく，簡単かつ安価な構成のシャッター機構を得ることができる。
【００３４】
なお，本実施の形態の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターにおいては，ランプ１０７としてメタルハライドランプ等の放電ランプが使用されている。そして，図１に示すように，このランプ１０７の周囲には，光の利用率を向上させるためのリフレクタが設けられている。ここで，リフレクタをメタルハライドランプに設けた場合，メタルハライドランプの設置方向が制限される。すなわち，水平方向から上方に光を放射することのみが許され，下方のフレネルミラー１１５に向けて直接光を放射することはできない。これは，熱がバルブの封止部を破壊してしまうからである。このような理由により，水平方向より上側に放射された光を下方に位置するフレネルミラー１１５の方向に曲げてやる必要があるため，反射ミラー１０１が必要となるのである。
【００３５】
このように，本実施の形態の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターは，ランプ１０７としてメタルハライドランプ等の放電ランプを用いた場合に必要な構成要素からなるものであって，既存の構成を変化させることなく，ヘッド部分の大型化を招来することがない，簡単かつ安価な構成のシャッター機構を備えるものである。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクター（請求項１）によれば，反射ミラーを回動させて，反射ミラーの反射面を投影ランプの光路上から外すと共に，反射ミラーの背面で投影ランプの光路を閉じる反射ミラー回動手段を備えたため，投影ランプを直接点灯または消灯しなくても，擬似的に同様の効果を得ることができると共に，反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターにおいて，ヘッド部分の大型化を招来することなく，簡単かつ安価な構成のシャッター機構を得ることができる。
【００３７】
また，本発明の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクター（請求項２）によれば，請求項１記載の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターにおいて，投影ランプが，メタルハライドランプ等の放電ランプからなるため，上記請求項１の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターによる効果を十分享受することができる。すなわち，上記請求項１の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターは，投影ランプを直接点灯または消灯しなくても，擬似的に同様の効果を得ることができる構成を有している。したがって，その特性上ランプの点灯・消灯を頻繁に行うことができないメタルハライドランプ等の放電ランプを投影ランプに使用した反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターに上記請求項１の構成を適用することは非常に効果的である。その結果，メタルハライドランプ等の放電ランプの負担を著しく軽減でき，結果的にランプの寿命を長くすることができる。
【００３８】
また，本発明の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクター（請求項３）によれば，請求項１または２記載の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターにおいて，反射ミラーの背面に，投影ランプの光量を測定する受光センサを設置したため，受光センサで投影ランプの光量を測定し，初期の値と比較することによってその寿命を計算し，ユーザに投影ランプの寿命を告知することができる。その結果，ユーザは，投影ランプの交換時期を知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターのヘッド部分の構造を示す説明図である。
【図２】本実施の形態の反射ミラー回動手段である回動機構の構造を示す説明図である。
【図３】本実施の形態の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターにおいて，投影中の様子を示す説明図である。
【図４】本実施の形態の反射式タイプのオーバーヘッドプロジェクターにおいて，ランプからの光を遮蔽した状態を示す説明図である。
【図５】従来のシャッター機構を有したオーバーヘッドプロジェクターの構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１０１      反射ミラー
１０２      ブラケット
１０３      軸
１０４      軸受
１０５      ブラケット
１０６      ねじりコイルばね
１０７      ランプ
１０８      アクチェータ
１０９      半月型歯車
１１０      ピニオンギヤ
１１１      シャッタモータ
１１２      受光センサ
１１３      投影レンズ
１１４      投影ミラー
１１５      フレネルミラー
１１６      ビス
５０１      シャッター機構
５０２      放電ランプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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