オーバーヘッドプロジェクター

オーバーヘッドプロジェクター（OHP と略されることが多い）は、フィルムプロジェクターやスライドプロジェクターと同様に、光を使用してスクリーン上に拡大された画像を投影し、小さな文書や画像を大勢の観客と共有できるようにします。

オーバーヘッドプロジェクターでは、画像のソースは、印刷または手書き/描画された画像が投影されるページサイズの透明なプラスチックフィルムシート（「ビューフォイル」、「フォイル」、または「透明フィルム」とも呼ばれます）です。これらの透明シートはプロジェクターのガラスプラテン上に配置され、その下には光源があり、その上には投影ミラーとレンズアセンブリがあります（したがって、「オーバーヘッド」と呼ばれます）。ビデオプロジェクターが登場する前は、教育やビジネスで広く使用されていました。

オーバーヘッドプロジェクターはスライドプロジェクターと同じ原理で動作し、フォーカスレンズが照明されたスライドからの光を投影スクリーンに投影し、そこで実像が形成される。しかし、使用される透明フィルムのサイズがはるかに大きいこと(通常、印刷されたページのサイズ) と、透明フィルムを表向き (発表者が読める状態) に置く必要があることから、いくつかの違いが生じる。後者の目的のために、プロジェクターには、光学系を水平方向に折りたたむためのミラーがフォーカスレンズの直前または直後に備わっている。このミラーは、スクリーンに投影される画像がスライドの鏡像ではなく、発表者が見下ろしたスライドの像と一致するように、像の反転も行う。したがって、透明フィルムは表向き (ミラーとフォーカスレンズに向かって) に置かれ、35mm スライドプロジェクターやフィルムプロジェクター(このようなミラーがない) では、フォーカスレンズの反対側ではスライドの画像が反転しない。

透明な画像を拡大する関連発明として、ソーラーカメラがあります。不透明プロジェクター、またはエピスコープは、明るいランプを上から対象物に当てて不透明な素材を表示する装置です。エピスコープは、透明な対象物 (フィルムやスライドなど) の画像を投影するプロジェクターであるディアスコープや、不透明と透明な両方の対象物の画像を投影できる エピディアスコープとは区別する必要があります。

集束レンズ（通常、直径10cm [3.9インチ]未満）は透明フィルムよりもはるかに小さいため、透明フィルムを照らす光学コンデンサーが重要な役割を果たします。 ^[1]これには大きな光学レンズ（少なくとも透明フィルムのサイズ）が必要ですが、光学品質が低い可能性があります（画像の鮮明さは光学品質に依存しないため）ので、フレネルレンズが使用されます。フレネルレンズは、透明フィルムが置かれているガラス板に配置され（またはその一部であり）、透明フィルムに当たる光のほとんどを集束レンズに向かって収束する円錐に向け直す役割を果たします。^[2]その時点でこのようなコンデンサーがなければ、ほとんどの光が集束レンズを通りません（そうでなければ、集束レンズは非常に大きくて法外に高価でなければなりません）。さらに、フレネルレンズの下にあるミラーまたはその他の集光要素は、そもそもフレネルレンズに到達する電球の出力の割合を増やすのに役立ちます。画面に十分な光を提供するために、高輝度電球が使用され、多くの場合ファンによる冷却が必要になります。

オーバーヘッドプロジェクターには通常、フォーカスレンズ（折りたたみミラーを含む）の位置を上げ下げして物体距離（スライドとレンズ間の光学距離）を調整し、フォーカスレンズの固定焦点距離に基づいて選択した画像距離（投影スクリーンまでの距離）に焦点を合わせる手動フォーカス機構が含まれています。これにより、さまざまな投影距離が可能になります。

投影距離を長くする (または短くする) と、使用中の投影スクリーンに合わせるために (または単に部屋のセットアップに合わせるために) フォーカス システムの倍率が高くなります (または低くなります)。投影距離を長くするということは、同じ量の光がより大きなスクリーンに広がることを意味し、その結果、画像が暗くなります。投影距離が変わると、鮮明な画像を得るためにフォーカスを再調整する必要があります。ただし、集光光学系 (フレネル レンズ) は、1 つの投影距離に対応するレンズの特定の垂直位置に対して最適化されています。したがって、大きく異なる投影距離にフォーカスすると、フレネル レンズによってフォーカス レンズに向かって投影された光円錐の一部がそのレンズを通り過ぎます。これは投影された画像の外側の端に向かって最も大きな影響を及ぼし、フォーカスが極端に近づくと、通常、画面の端に青または茶色のフリンジが見られます。プロジェクターを推奨投影距離の近くで使用すると、これが回避され、画面全体の強度がほぼ均一になるフォーカス位置が可能になります。

オーバーヘッドプロジェクターのランプ技術は、現代のLCDやDLPビデオプロジェクターに比べると、一般的に非常にシンプルです。ほとんどのオーバーヘッドプロジェクターは、最大750ワットまたは1000ワットを消費する非常に高出力のハロゲンランプを使用しています。^[3]発生した熱で電球が溶けないようにするためには、高流量の送風機が必要です。この送風機は、消灯後も一定時間作動し続けるタイマーが付いていることがよくあります。

さらに、高熱により高輝度ランプの故障が早まり、100時間未満で切れて交換が必要になることが多く、プロジェクターを所有する上で最もコストがかかる部分となることがよくあります。^[4]対照的に、現代のLCDまたはDLPプロジェクターでは、発光効率が高く、数千時間持続する超高性能ランプが使用されることがよくあります。^[5]この技術の欠点は、そのようなランプに必要なウォームアップ時間です。

昔のオーバーヘッドプロジェクターは、ボウル型の研磨された反射板の上に取り付けられた管状の石英電球を使用していました。しかし、ランプが反射板の上と外側に吊り下げられていたため、プロジェクター本体の内側の側面に大量の光が投射され、無駄になっていました。そのため、十分なスクリーン照明のためには、より高出力のランプが必要でした。最近のオーバーヘッドプロジェクターは、ランプと円錐形の反射板を一体化したアセンブリを使用しており、ランプを反射板の奥深くに配置して、フレネルレンズに向かってより多くの光を送ることができます。これにより、同じスクリーン照明に対してより低出力のランプを使用できます。

ランプ/リフレクタが一体化されたオーバーヘッド プロジェクターの便利な革新技術は、クイック スワップ デュアル ランプ コントロールです。これにより、プロジェクターの可動ソケットに 2 つのランプを取り付けることができます。プレゼンテーション中に 1 つのランプが故障した場合、プレゼンターはレバーを動かして予備のランプを所定の位置にスライドさせるだけで、プレゼンテーションを続行できます。プロジェクター ユニットを開いたり、故障した電球が冷えるのを待ってから交換したりする必要はありません。

マジック ランタンなどの古代のプロジェクターは、オーバーヘッド プロジェクターの前身と見なすことができます。ステガノグラフィー ミラーは、オーバーヘッド プロジェクターの使用方法に最も近いものだったと考えられます。

ドイツのイエズス会学者アタナシウス・キルヒャーの1645年の著書『光と陰の技法』には、彼の発明である「ステガノグラフィーミラー」の説明が含まれています。これは、焦点合わせレンズと、太陽光を反射する凹面鏡に描かれた文字や絵を備えた原始的な投影システムで、主に遠距離通信を目的としていました。^[6] 1654年にベルギーのイエズス会の数学者アンドレ・タケは、キルヒャーの技術を使用して、イタリアのイエズス会宣教師マルティーノ・マルティーニの中国からベルギーへの旅を示しました。^[7]タケがキルヒャーのシステムを正確にどのように使用したかは不明ですが、旅の詳細を説明しながら投影鏡に絵を描いたと 想像されています^{[誰によって？ ] 。}

「太陽顕微鏡」は、トーマス・ウェッジウッドとハンフリー・デイビーによる感光性硝酸銀を用いた初期の写真実験で使用され、微小な物体を初めて、しかし一時的ながら拡大した。^{[8] [9]}

フランスの物理学者エドモン・ベクレルは1853年に世界初のオーバーヘッドプロジェクション装​​置を開発しました。これは1866年にフランスの機器製作者で発明家のジュール・デュボスクによって実演されました。 ^{[10] [11]}

その後、1857年にボルチモアの画家デイヴィッド・アチソン・ウッドワードが、屋外で操作する大型の装置である太陽光拡大カメラの特許を取得しました。太陽光と複写レンズを使用して、小さなネガから大きな写真感光紙またはキャンバスに拡大しました。 ^[11]肖像画家たちは、拡大した画像の上に油彩、水彩、またはパステルで正確な肖像を描くためのガイドを提供してくれるこの装置を重宝しました。多くの場合、実物大で作られました。^[12]

アメリカの科学者ヘンリー・モートンが設計したオーバーヘッドプロジェクターは、1880年頃に「垂直ランタン」として販売されました。^[13]

ビューフォイルまたはビューグラフと呼ばれるオーバーヘッド投影用の透明シートの使用は、主に米国で開発されました。オーバーヘッドプロジェクターは、 1940年という早い時期に第二次世界大戦中の米国軍の訓練に導入され、すぐに高等教育機関に採用され、^[14] 10年以内に企業で使用されるようになりました。^[15]戦後は、米国陸軍士官学校などの学校で使用されました。^{[13] 1952年4月の}高等教育誌は次のように述べています。

最近、コンデンサー レンズの製造にプラスチックが使用されるようになったため、講義や実演用のプロジェクター (現在ではオーバーヘッド プロジェクターと一般に呼ばれる) の革新的な再設計が可能になりました。平らで軽量なプラスチック レンズにより、大きな水平ステージ開口部の使用が可能になりました。これに広角レンズとオーバーヘッド リフレクターを組み合わせると、光が垂直に上向きにステージを通過します。次に、光は水平に反射されてスクリーンに向かいます。この光学配置により、講師は次のような多くの利点を得ることができます。プロジェクターをクラスの前に配置できる。明るい光により、部屋を暗くすることなくスクリーンを非常によく見ることができる。講師は、クラスから目をそらすことなく、水平ステージに透明な画像を配置したり、即興で図表を描いたりできます。科学現象の実演に「垂直」投影を使用することへの初期の関心は、1940 年にこのテーマに関する記事が発表されたことから明らかです。重量と開口部のサイズに関する以前の制限は、重いガラス コンデンサーをプラスチックに置き換えることで克服されました。したがって、10 x 10 インチまでのサイズのスライドを使用できます。オーバーヘッド プロジェクターは、講義やデモンストレーションの機器として、大学の講師の間で人気が高まっています。これは、講師やクラス リーダーとしてのアイデンティティを犠牲にすることなく、視覚的なプレゼンテーションの心理的利点を講師が理解できるようにするためです。この視覚媒体のさらなる利点は、現地で準備された透明な図表の使用に適応できることです... ^[16]

アメリカ海軍が軽量オーバーヘッドプロジェクターを改良したのと並行して、1923年にドイツで開発されたオザリッド乾式印刷法を採用し、訓練用の文書やイラストを投影用透明フィルムにコピーした。この方法は現場で実行できるほど簡単で、使用する教材の統一性も確保できた。^{[17] [18] [19] [20]}

オーバーヘッドプロジェクターは、警察の仕事で初期に使用され、9インチのステージ上にセロハンロールを置き、顔の特徴をステージ上に映し出すことができました。^{[引用が必要]}

プロジェクターの需要が高まるにつれ、1953 年に Buhl Industries が設立され、オーバーヘッド プロジェクターとその投影レンズの光学改良における米国の主要企業となりました。^{[出典が必要]}

オーバーヘッドプロジェクターは、1950年代後半から1960年代初頭にかけて、学校や企業で広く使われるようになりました。^[21]コダック社が製造した水平トレイを備えたカルーセルスライドプロジェクターも同時期に開発されました。^[22]

1950 年代後半、ロジャー・アペルドーンは3M社の上司から、カラーコピーの過程で廃棄される透明フィルムの使い道を見つけるよう課題を与えられました。アペルドーンは透明シートの投影方法を開発し、これが 3M 社初の市販用透明フィルムにつながりました。オマハの戦略空軍基地は最初の大口顧客の 1 つで、毎月約 20,000 枚のシートを使用していました。そこで 3M 社は、それまで販売していた外部メーカー製のオーバーヘッド プロジェクターではなく、独自のオーバーヘッド プロジェクターを開発することにしました。コスト効率に優れた小型で折りたたみ可能なバージョンが 1962 年 1 月 15 日に発表されるまでに、いくつかの試作品が必要でした。このプロジェクターには、構造化表面プラスチック製の新しいフレネル レンズが搭載されており、他のプラスチック レンズよりもはるかに優れ、ガラスよりもはるかに安価でした。^[23] 1957年、米国初の連邦教育援助プログラムにより間接費の売上が刺激され、1990年代後半から21世紀にかけて高水準を維持した。^[24]

オーバーヘッドプロジェクターは、コンピューターベースの投影が登場する以前は、教育やビジネスの分野で広く使用されていました。^{[25] [26]}

オーバーヘッドプロジェクターは、教育者にとって簡単で低コストのインタラクティブ環境を実現します。教材はプラスチックシートに事前に印刷しておくことができ、教育者はその上に、消えない洗えるカラーマーカーペンで直接書き込むことができます。これにより、各授業の前に教材を手書きするよりも、透明シートを事前に印刷して繰り返し使用できるため、時間の節約になります。

オーバーヘッドプロジェクターは通常、教師が書きやすい高さに設置され、教師が教室に向き合うことができるため、生徒と教師のコミュニケーションが円滑になります。プロジェクターの拡大機能により、教師は自然な書き心地で小さな文字で書くことができます。黒板に大きすぎる文字で書いたり、常に腕を空中に伸ばして黒板に書いたりする必要はありません。

透明シートが書き込んだり描いたりした資料でいっぱいになったら、印刷済みの資料が入った新しいシートに交換するだけで済みます。黒板の場合は教師が消して教材を書き直す必要があるため、授業時間を節約できます。授業終了後は、石鹸と水で洗い流すだけで、透明シートは未使用の状態に簡単に復元できます。

1980 年代初頭から 1990 年代にかけて、オーバーヘッド プロジェクターは教室のコンピューター ディスプレイ/投影システムの一部として使用されていました。プラスチック フレームに取り付けられた液晶パネルがオーバーヘッド プロジェクターの上部に配置され、コンピューターのビデオ出力に接続され、通常のモニター出力から分岐されることがよくありました。LCD パネルのフレームにある冷却ファンが LCD に冷気を送り、過熱による画像の曇りを防止していました。

これらの LCD パネルの最初のものはモノクロのみで、Apple IIコンピュータやVCRなどのNTSCビデオ出力を表示できました。1980 年代後半には、カラーMacintoshおよびVGA PC向けに、数千色 (16 ビット カラー) を表示できるカラー モデルが利用可能になりました。ディスプレイのリフレッシュや更新は特に高速ではなく、動きの速い画像がにじんでしまいましたが、他に利用できるものがない場合には許容範囲でした。

DIY コミュニティでは、このアイデアを利用して、低コストのホーム シアター プロジェクターを作り始めています。一般的な LCD モニターのケースとバックライト アセンブリを取り外すと、露出した LCD スクリーンをオーバーヘッド プロジェクターと組み合わせて使用​​し、標準的な LCD プロジェクターよりもはるかに低コストで LCD スクリーンの内容を壁に投影できます。オーバーヘッド プロジェクターのヘッドで画像がミラーリングされるため、壁の画像は、LCD スクリーンを通常どおりに見ているときと同じ位置に「再反転」されます。

オーバーヘッドプロジェクターはかつて米国のほとんどの教室やビジネス会議室で一般的な設備でしたが、2000年代には徐々に書画カメラ、専用のコンピュータ投影システム、インタラクティブホワイトボードに置き換えられました。^{[27] [21]このようなシステムでは、発表者は}Microsoft PowerPointやLibreOfficeなどのアプリケーションから直接投影することができ、プレゼンテーションにはアニメーション、インタラクティブなコンポーネント、ビデオクリップを含めることができます。これらのシステムの画像品質は、一般的にオーバーヘッドプロジェクターよりも優れています。カラーOHPフィルムを印刷またはコピーする必要がなくなります。

• 不透明プロジェクター
• スライドプロジェクター
• スライドショー
• テレストレーター
• 透明性（投影）

• グリーン、リー (1982)。オーバーヘッドプロジェクターの使い方 501 選。ABC -CLIO、Libraries Unlimited。ISBN 0-87287-339-0。

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