オーバーヘッドプロジェクター

集光レンズ（通常、直径10cm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と同じサイズ）が必要ですが、光学品質は劣っていても構いません（画像の鮮明さはレンズの品質に依存しないため）。そこで、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上（またはその一部）にあり、透明フィルムに当たった光の大部分を集光レンズに向かって収束円錐状に方向転換する役割を果たします。^{[ 2 ]}その場所にこのようなコンデンサーがないと、光の大部分は集光レンズに届かなくなります（そうでなければ、集光レンズは非常に大きく、法外に高価になってしまいます）。さらに、フレネルレンズの下にあるミラーやその他の集光要素は、電球の出力のうちフレネルレンズに到達する部分を増やす役割を果たします。画面に十分な光量を与えるために、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となる。   

オーバーヘッドプロジェクターには通常、手動フォーカス機構が備わっており、フォーカスレンズ（折り返しミラーを含む）の位置を上下させることで、焦点距離が固定されたフォーカスレンズの焦点距離に基づいて、被写体距離（スライドとレンズ間の光学的距離）を調整し、選択した画像距離（投影スクリーンまでの距離）に焦点を合わせることができます。これにより、様々な投影距離に対応できます。

投影距離を長く（または短く）すると、使用する投影スクリーンに合わせるため（あるいは部屋のレイアウトに合わせて）フォーカスシステムの倍率が増減します。投影距離を長くすると、同じ量の光がより大きなスクリーンに広がるため、画像が暗くなります。投影距離を変更すると、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。しかし、集光光学系（フレネルレンズ）は、特定の投影距離に対応するレンズの特定の垂直位置に合わせて最適化されています。そのため、大きく異なる投影距離にフォーカスを合わせると、フレネルレンズからフォーカスレンズに向かって投影される光円錐の一部がそのレンズを外れてしまいます。これは投影画像の端で最も顕著に現れるため、フォーカスが極端にずれている場合、スクリーンの端に青または茶色のフリンジが見られるのが一般的です。プロジェクターを推奨投影距離付近で使用すると、このフリンジを回避し、スクリーン全体の輝度がほぼ均一になるフォーカス位置が得られます。

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て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 ]}発生する熱で電球が溶けないように、高流量のブロワーが必要で、このブロワーは多くの場合、ライトが消えた後も一定時間作動し続けるタイマーで制御されています。

さらに、激しい熱は高輝度ランプの故障を早め、多くの場合100時間未満で切れてしまい、交換が必要になります。これはプロジェクターを所有する上で最も費用のかかる部分であることが多いです。^{[ 4 ]}対照的に、最新のLCDまたはDLPプロジェクターは、発光効率が高く、数千時間持続する超高性能ランプを使用することがよくあります。 ^{[ 5 ]}この技術の欠点は、このようなランプに必要なウォームアップ時間です。

旧式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管状の石英ランプを取り付けていました。しかし、ランプが反射板の上方かつ外側に吊り下げられていたため、プロジェクター本体内部で光の大部分が側面に散乱し、無駄になっていました。そのため、スクリーンを十分に照らすには、より高出力のランプが必要でした。より現代的な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構造を採用しており、ランプを反射板の奥深くに配置して、より多くの光をフレネルレンズに照射することができます。これにより、同じスクリーン照度を得るために、より低出力のランプを使用することが可能になりました。

ランプと反射板が一体化したオーバーヘッドプロジェクターにとって便利な革新技術の一つが、クイックスワップ式のデュアルランプ制御です。これにより、可動式のソケットに2つのランプをプロジェクターに取り付けることができます。プレゼンテーション中にランプが1つ故障した場合でも、プレゼンターはレバーを動かすだけで予備のランプを所定の位置にスライドさせ、プロジェクター本体を開けたり、故障したランプが冷えるのを待ったりすることなく、プレゼンテーションを続けることができます。

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、教育やビジネスで広く使用されていました。^{[ 26 ] [ 27 ]}

オーバーヘッドプロジェクターは、教育者にとって手軽で低コストなインタラクティブな学習環境を実現します。教材はプラスチックシートに事前に印刷しておき、教師はそこに水で消せるカラーマーカーペンで直接書き込むことができます。透明シートに事前に印刷して繰り返し使用できるため、毎回授業前に手書きで教材を作成する手間が省け、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、教師が快適に書き込める高さに設置され、教師が生徒の方を向いて授業を行えるため、生徒と教師間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、教師は黒板に大きすぎる文字で書くのではなく、自然な姿勢で快適な小さな文字で書くことができ、黒板に書くために常に腕を空中に伸ばす必要もありません。

透明シートに文字や絵がいっぱいになったら、あらかじめ印刷された新しいシートと交換するだけで済みます。黒板を消して教材を書き直す手間が省けるため、授業時間を節約できます。授業が終わったら、石鹸と水で洗い流すだけで、透明シートは簡単に元の未使用の状態に戻すことができます。

1980年代初頭から1990年代にかけて、教室のコンピュータディスプレイ／投影システムの一部として、オーバーヘッドプロジェクターが使用されていました。プラスチック製の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設置され、コンピュータのビデオ出力に接続されていました。多くの場合、通常のモニター出力から分岐して接続されていました。液晶パネルのフレームに内蔵された冷却ファンが冷却空気を液晶パネルに送り込み、過熱による画像の曇りを防いでいました。

これらのLCDパネルの初期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ビデオ出力を表示することができました。1980年代後半には、カラーMacintoshや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登場しました。これらのディスプレイはリフレッシュや更新速度が特に速くなく、動きの速い画像では残像が生じましたが、他に選択肢がなかった時代には許容範囲でした。

DIY愛好家たちは、このアイデアを応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。一般的な液晶モニターの筐体とバックライトユニットを取り外すことで、露出した液晶画面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、標準的な液晶プロジェクターよりもはるかに低コストで画面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内で画像がミラーリングされるため、壁に投影される画像は、通常の液晶画面を見ているときと同じ向きに「反転」されます。

オーバーヘッドプロジェクターは、かつて米国とカナダ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年代には徐々にドキュメントカメラ、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取って代わられました。^{[ 28 ] [ 22 ]}これらのシステムでは、プレゼンターはMicrosoft PowerPointやLibreOfficeなどのアプリケーションから直接投影でき、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。カラー透明シートを印刷またはコピーする必要がなくなります。