JPH061295B2 - 光投射装置 - Google Patents

光投射装置

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JPH061295B2 JP59214762A JP21476284A JPH061295B2 JP H061295 B2 JPH061295 B2 JP H061295B2 JP 59214762 A JP59214762 A JP 59214762A JP 21476284 A JP21476284 A JP 21476284A JP H061295 B2 JPH061295 B2 JP H061295B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、スライド映写機、オーバーヘッドプロジェク
ター、動画映写機、その他に用いることのできる光投射
装置に関する。
（従来の技術） 従来のスライド映写機、動画映写機等は、いずれも光源
からの投射光の経路にレンズ用いている。したがって、
画像映写スクリーンにピントの合つた画像を形成するに
は、原稿とレンズの位置の調節が必要であり、原稿とレ
ンズの相対位置の如何にかかわらず、ピントが合うとい
うわけにはいかない。また、レンズには必ず周辺光量不
足が伴い、映写スクリーンに映し出される像は周辺部が
幾分暗いものとなる。さらにまた、レンズは色分散、色
収差、画像面湾曲等の問題を完全に除くことができな
い。しかもレンズを用いた映写機等では、映写スクリー
ンに対し映写機を設置する位置に制限がある。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、以上のような現状に鑑みてなされたもので、
その目的は、上述の問題点をすべて解決することができ
るのはもとより、さらに後述のような優れた効果のある
光投射装置を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、光投射装置は、点光源と、点光源から
の光束を受けて反射させる光反射装置とよりなり、光反
射装置は、反射される光束を均一に分布させる分布制御
手段と、反射される光束がほぼ一点で集束するように反
射光束の向きを定める光束整形手段とを有し、光反射装
置により得られる一点集束後に発散する均一光束分光の
経路に、投射すべき原稿を設置する手段を設けたことを
特徴とする。
（実施例） 第１図および第２図は本発明の原理を施した投射器を示
す。同図において、１はケースで、その内部の一側に光
源Ｌが固定状態で設けられている。光源Ｌは実質的に点
光源と考えられる大きさを有している。この場合、大き
な体積を有する光源でも、例えばレンズで収束し光点を
もって点光源とみなすことができる。この光源Ｌは仮想
軸線Ｏ−Ｏ上に位置している。図示の例では仮想軸線
（以下、単に軸線という）Ｏ−Ｏは水平方向にある。
ケース１の内部には、支持部材２，３によって第１の反
射鏡Ｍ1が下向きに固定されている。この第１の反射鏡
Ｍ1は光源Ｌの上方に位置している。一方、ケース１の
底壁上には、第１の反射鏡Ｍ1と水平方向に位置がずれ
た第２の反射鏡Ｍ2が上向きに固定されている。第２の
反射鏡Ｍ2は支持部材４，５により支持されている。
光源Ｌの下側には球面又は楕円面反射鏡６が固定されて
おり、光源Ｌからの光は第１反射鏡Ｍ1に向けて放射さ
れ、それにより反射されて第２の反射鏡Ｍ2に向かい、
さらにそれにより斜め上方へ反射される。これらの第１
および第２の反射鏡M1，Ｍ2は光反射装置を構成する。
第２の反射鏡Ｍ2により反射された光束を受ける位置に
は平面反射鏡Ｍ3が支持部材７により固定されており、
平面反射鏡Ｍ3による反射光をケース１外に出すために
開口８がケース上壁に形成されている。
ケース１の上壁には原稿支持部材１０が形成され、これ
に画像を有する透光板等の原稿１１を支承すると、開口
８から出た反射光束１２は原稿を透過して進み、図示し
ないスクリーン上に原稿１１の像を形成する。
なお、平面反射鏡Ｍ3も反射鏡６も本発明には必須のも
のではなく、省略することができる。平面反射鏡Ｍ3を
省略する場合には第２の反射鏡Ｍ2からの反射光束が直
接外部に投射されて使用される。勿論、この場合、原稿
１１の設置位置は異なってくる。
反射鏡６を省略する場合には、光源の有効利用光束は約
半分になり、明るさが半減することは明らかである。
つぎに、第１および第２の反射鏡がどのように構成され
ているかについて説明する。
第３図に示すように、第１の反射鏡Ｍ1は軸細Ｏ−Ｏま
わりでの回転めの一部により形成される。したがって、
同図に示す反射鏡Ｍ1の断面は回転面の断面であり、そ
の平面形状はその下に示すようになっている。同様に第
２の反射鏡Ｍ2も軸線Ｏ−Ｏまわりでの回転面の一部に
より形成されている。
この実施例では、第１の反射鏡Ｍ1は、それにより反射
される光束の分布の制御手段を構成している。反射光束
は均一に分布する光束である。
一方、第２の反射鏡Ｍ2は、それによって反射される光
束が軸線Ｏ−Ｏ上の一点１３で集束するように設計さ
れ、光束整形手段を構成する。
以上のような第１および第２の反射鏡Ｍ1,Ｍ2は幾何学
な解析によりコンピューターを用いて設計することがで
きる。
かくして、第２の反射鏡Ｍ2から反射される光束は、そ
の分布が均一で、しかも一点１３から発する一定の指向
性をもった光束となる。この光束の性質は、それぞれ第
１図に示すように平面反射板Ｍ3により反射されても変
わることがない。
このように一点から発し一定の指向性をもった均一光束
分布の光束の途中に原稿１１を置いた場合には、第４図
に示すように、原稿１１が集束点１３に対しどのような
距離にあってもスクリーンＳ上にピントの合った像が均
一の翌るさで形成される。また集束点が１３′で示すよ
うにスクリーンＳの真正面になくて斜めに光束が投射さ
れる設計も可能であり、原稿１１の位置および向きに関
係なく、スクリーンＳの面にはピントの合った像が形成
される。ただし、原稿１１がスクリーンに対し斜めにな
っていれば、原稿１１を斜め方向に見た投影像がスクリ
ーンＳ上に投射されることになる。
これは投射時の原稿の位置に制限がまったくなく、スク
リーン上の投射像の拡大率は原稿の位置により、無段階
に自由に変えられ、また投射器本体の位置も、スクリー
ンへの遠近方向および左右上下方向に関して自由に定め
ることができ、常にピントの合った像をスクリーン上に
形成できることを意味する。
このように、原稿がどのような位置にあってもスクリー
ン上にピントの合った像が形成されることにより、２枚
以上の原稿を重ねて用いても、その合成像がピントの合
った状態でスクリーン上に映し出される。この性質の応
用例として、液体中の小片の軌跡が複数のスクリーン上
に平面像としてとらえ、これを合成すれば、従来、困難
とされていた液体の完全解析をすることができる。この
他にシュリーレン法と同様の効果があり、透明体の屈折
率のムラ、キズ等の検査に紙，布，金属，板のロール等
の反射体の検査にも用いることができる。さらにまた、
レンズの不使用により、色分散、色収差、像面湾曲等が
生じることがなく、周辺光量不足が解決する。また、無
駄な漏光がまったくないように、例えばスクリーン面以
外には光が投射されないように設計することも容易であ
る。
原稿１１は画像を有する透光板、フィルム等に限らず、
液晶表示板等の動画を形成できるものでもよい。また、
Ｒ，Ｇ，Ｂ等の原色の光源を複数用い、それぞれの光投
射装置および原稿を用いて同時に同画面に投射すること
により加色混合型のカラー投映を行うことも可能であ
る。
第５図ないし第１４図は本発明の原理による種々の変形
例を示す。
第５図の例は第３図の場合と原理的に同じで、光源Ｌか
らの光束は途中で交差しながら第１の反射鏡Ｍ1に達
し、さらにその反射光束も第２の反射鏡Ｍ2に達する途
中で交差し、次いで軸線Ｏ−Ｏ上の一点１３で集束した
後スクリーンＳに達する。ただし、この例では両反射鏡
M1,Ｍ2は軸線Ｏ−Ｏをはさんで、殆んど対向している。
第６図の例は、第１の反射鏡Ｍ1から第２の反射鏡Ｍ2へ
向かう光束は交差していない。以上の２つの例では立体
角の関係で光源Ｌからの光束は最も有効に利用される。
第７図および第８図の例では両反射鏡M1,Ｍ2は軸線Ｏ−
Ｏ方向に離れており、第７図の例では第１の反射鏡Ｍ1
から第２の反射鏡Ｍ2へ向かう光束は交差しておらず、
第８図の例では交差している。
第９図の例では、第２の反射鏡Ｍ2により反射される光
束は現実には集束せず、軸線Ｏ−Ｏ上の仮想の一点で交
差している、第１０図の例では、第１の反射鏡Ｍ1から
第２の反射鏡Ｍ2へ到る光束は第９図では交差している
のに対し、交差していない。
以上の例では、第１および第２の反射鏡M1,Ｍ2は軸線Ｏ
−Ｏに関して反対側にあったが、第１１図以下の例では
両反射版M1,Ｍ2は軸線Ｏ−Ｏに関して同じ側にある。
第１１図の例では、第１の反射鏡M1からＭ2の反射鏡Ｍ
２に至る光束は交差しておらず、第１２図の例では交差
している。これらのいずれの例でも集束点１３は仮想の
点である。
第１３図および第１４図の例は、前者では第１の反射鏡
Ｍ1から第２の反射鏡Ｍ2に至る光束が交差していないの
に対し、後者では交差している点で異なる。
以上のいずれの例においても、光束が一点１３で交差す
るのは、幾何学的に厳密である必要はない。光束が点１
３の近傍でほぼ集束する場合でも、スクリーン上でピン
トの合う像を得ることと、比較的歪の少ない画像を得る
ことは実用上可能である。以上の例では、第１の反射鏡
Ｍ1により光束分布制御手段を構成し、第２の反射鏡Ｍ2
により光束整形手段を構成したが両手段の機能を第１お
よび第２の反射鏡M1,Ｍ2の両方に分担させるように設計
することも可能である。
また、反射鏡を２つ設ける代りに１つだけ設け、それに
光束分布制御と光束整形の両機能をもたせることもでき
る。厳密さを要しない投射器の場合にはこれで十分であ
る。
なお、両反射鏡M1,Ｍ2は回転体により形成しなくても上
記両機能が備わっていればよい。
また、前記の例では、スクリーンＳはその表面で像を形
成するものとしたが、スクリーンはその裏側から像を見
る透過型にしてもよい。
（発明の効果） 以上のように本発明では、原稿をとのような位置におい
ても、均一な明るさのピント合った像を形成でき、拡大
率が自由で原稿の重ね合せによる投映もでき、立体形状
の平面化投映も可能であり、レンズを用いた光学系の種
々な欠点を解消でき、動画の投映、カラー映写も可能な
光投射装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を施した光投射装置の一例の縦断面図、
第２図は同斜視図、第３図は第１図の光投射装置の光学
系の説明図、第４図は本発明の効果の説明図、第５図な
いし第１４図は本発明の種々の異なる変形例を示す光学
的原理図である。 １…ケース、 Ｍ1…第１の反射鏡、 Ｍ2…第２の反射鏡、 Ｍ3…平面反射鏡、 Ｏ−Ｏ…仮想軸線、 Ｌ…光源、 ６…球面反射鏡、 １０…原稿支持部、 １１…原稿、 １３…集束点。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】点光源と点光源からの光を受けて反射させ
    る光反射装置とよりなり、光反射装置は、反射される光
    束を均一に分布させる分布制御手段と、反射される光束
    をほぼ一点で集束するように反射光束の向きを定める光
    束整形手段とを有し、光反射装置により得られる一点集
    束後に発散する均一光束分布の経路に、投射すべき原稿
    を設置する手段を設けたことを特徴とする光投射装置。
  2. 【請求項２】点光源を仮想軸線上に設け、光反射装置
    は、光束を仮想軸線方向の成分をもつ方向へ反射させる
    ように形成するとともに、仮想軸線まわりの回転面の一
    部により構成し、光束を集束する点は仮想軸線上にある
    ようにした特許請求の範囲第１項記載の光投射装置。
  3. 【請求項３】光反射装置を、仮想軸線まわりの回転面か
    らなる第１の反射鏡と、仮想軸線まわりの回転面からな
    る第２の反射鏡とにより構成してなる特許請求の範囲第
    ２項記載の光投射装置。
  4. 【請求項４】第１の反射鏡を光束分布制御手段とし、第
    ２の反射鏡を光束整形手段としてなる特許請求の範囲第
    ３項記載の光投射装置。
  5. 【請求項５】第１および第２の反射鏡がいずれも光束分
    布制御手段および光束整形手段となるようにしてなる特
    許請求の範囲第３項記載の光投射装置。
  6. 【請求項６】光束整形手段による光の集束が、光反射方
    向に関して光束整形手段の背後にある仮想点でなされる
    ようにした特許請求の範囲第１項または第２項記載の光
    投射装置。
  7. 【請求項７】光束整形手段による光の集束が、光束の反
    射後になされるようにした特許請求の範囲第１項または
    第２項記載の光投射装置。
  8. 【請求項８】光反射装置が単一の反射鏡よりなる特許請
    求の範囲第１項または第２項記載の光投射装置。
JP59214762A 1984-10-13 1984-10-13 光投射装置 Expired - Lifetime JPH061295B2 (ja)

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WO1997001787A1 (fr) * 1995-06-26 1997-01-16 Nissho Giken Kabushiki Kaisha Appareil de projection

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