JP2017090865A

JP2017090865A - 映写機用投光装置

Info

Publication number: JP2017090865A
Application number: JP2015227084A
Authority: JP
Inventors: 竹内　裕之; Hiroyuki Takeuchi; 裕之竹内
Original assignee: KOKUSAI DISPLAY KOGYO; Kokusai Display Kogyo Co Ltd
Current assignee: KOKUSAI DISPLAY KOGYO; Kokusai Display Kogyo Co Ltd
Priority date: 2015-11-04
Filing date: 2015-11-04
Publication date: 2017-05-25

Abstract

【課題】外部電源を必要としない映写機用の投光装置、及び投影に使われる電力の利用効率を向上させ、かつ簡素化及び小型化された映写機用の投光装置を提供する。【解決手段】映写機用投光装置６０は、光源である発光ダイオード７１を主体とした光源部７０と、永久磁石群８３を搭載した発電機ロータ８１、及び発電機ステータとしてのコイル８４から成る発電機構８０とを備え、コイル８４にて発生するパルス状の電力を直接発光ダイオード７１の発光に利用する構成とした。一方、発電ロータ８１の中央に設けた歯車８２と、歯車８２と噛み合う歯車４６と、歯車４６の周囲に圧入されたゼネバピン５１と、ゼネバ従動車５３との位置関係のみにより、スプロケット５４の停止期間に合わせて光源部７０から投光する構成とした。【選択図】図４

Description

本発明は、映写機における投光装置に関するものである。

従来、映写機を様々な場所で利用するために、光源の電源として、例えば特許文献１及び特許文献２に記載されているように、乾電池が用いられる場合がある。

一方、映写フィルムの送りに合わせて光源からの光の遮断と通過を制御する方法として、例えば特許文献３に記載されているように、常時点灯する光源からの光に対し切欠き形成されたシャッタを回転させる方法や、例えば特許文献４に記載されているように、無電極ランプを光源としてパルス化された電力を供給することにより光源自体を点滅させる方法がある。

実公平７−３１２３２号公報実登３１２２８９５号公報特開平１０−１０４７４５号公報特表２００９−５０８１６６号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２の方法では、乾電池の容量が終わると新しい乾電池と入れ替えなければならない不便さがある。

一方、特許文献３の方法では、シャッタの機構が必要になるため、装置の構成が複雑化及び大型化してしまう。さらに、シャッタにより光を遮断している間も光源が常時点灯したままになるため、直接投影に使われない電力が発生してしまう。

また、特許文献４の方法では、光源自体を点滅させるために無電極ランプへ供給される外部からの電力をパルス化する必要があり、映写フィルムの送りに合わせてこのパルスを制御する機構も必要になる。これらを実現するためには、映写フィルムの投影のために制御されたパルスを発生させる装置を別途備えなければならなくなり、装置全体の構成が複雑化及び大型化してしまう。さらに、パルス変換すること自体に電力が消費されるため、直接投影に使われない電力が発生してしまう。

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、外部電源を必要としない映写機用の投光装置、及び投影に使われる電力の利用効率を向上し、かつ簡素化及び小型化した映写機用の投光装置の提案を課題とする。

請求項１の発明は、映写フィルムと、前記映写フィルムの送りと停止とを周期的に繰り返す間欠送り機構と、前記間欠送り機構を駆動させる手回し機構と、を具備した映写機において、前記映写フィルムの画像の投影に用いられる投光装置であって、光源と、前記手回し機構に従動し前記光源に電力を供給する発電機構と、を備えることを特徴とする映写機用投光装置である。

請求項２の発明は、前記発電機構における発電は電磁誘導によるものであって、前記光源に接続された発電機ステータとしてのコイルと、前記手回し機構に従動し永久磁石を搭載する発電機ロータとを有し、前記永久磁石は、前記発電機ロータの回転に伴い、かつ前記間欠送り機構の停止期間においてのみ前記コイルに起電力を生じさせる位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の映写機用投光装置ある。

請求項３の発明は、前記発電機構における発電は圧電効果によるものであって、前記光源に接続された圧電ステータとしての板状の圧電素子と、前記手回し機構に従動しハンマーを搭載する圧電ロータとを有し、前記ハンマーは、前記圧電ロータの回転に伴い、かつ前記間欠送り機構の停止期間においてのみ前記圧電素子を打撃し起電力を生じさせる位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の映写機用投光装置である。

請求項１の発明によれば、手動による発電で光源の電力をまかなうことができ、外部電源を必要としない映写機用投光装置を実現することができる。

請求項２の発明によれば、光源へはパルス状の電力が供給され、光源の発光は点滅となり、映写フィルムの送りに合わせてこの発光は行われる。また、光源へ送られるパルス状の電力は、発電機構において生じたパルス状の起電力を直接用いたものである。これらによって、シャッタ機構やパルス発生制御装置を用いる必要がなくなると共に、得られる電力を無駄なく画像の投影に利用することが可能となる。そのため、電力の利用効率を向上し、かつ簡素化及び小型化した映写機用投光装置を実現することができる。

請求項３の発明により、請求項２と同様の効果が得られる。

実施例の映写機用投光装置を用いた映写機の分解斜視図である。実施例の映写機用投光装置を用いた映写機の投影装置の分解斜視図である。実施例の映写機用投光装置を用いた映写機における手回し機構の分解斜視図である。実施例の映写機用投光装置を用いた映写機における間欠送り機構と映写機用投光装置との分解斜視図である。実施例の映写機用投光装置を用いた映写機における間欠送り機構と発電機構との位置関係を示す上面図である。（Ａ）〜（Ｄ）は、実施例の映写機用投光装置を用いた映写機における間欠送り機構と発電機構との作動状況を示す上面図である。実施例の映写機用投光装置を用いた映写機における発電機構の変形例を示す分解斜視図である。実施例の映写機用投光装置を用いた映写機における映写フィルムの変形例を示す分解斜視図である。実施例の映写機用投光装置を用いた映写機において投光レンズと集光レンズとを加えた場合の側面図である。

本発明を実施するための形態に関する実施例を以下に説明する。

（構造説明）
図１は本実施例の後述する映写機用投光装置６０を用いた映写機１を示す図である。この映写機１はケース３、ケース４、及びケース５を筺体として成り立っており、これらは圧入にてそれぞれ結合される。また、投影装置２、透過型スクリーン６、及びスクリーン保護板７はケース３とケース４とに挟まれる形でケース内部に固定される。一方、手回しハンドル４５に関しては後述する。

図２に示すように、投影装置２は内部構造体１０、内部構造体２０、及びエンドレス状の映写フィルム３０を含んで構成され、内部構造体１０と内部構造体２０とはこれらの間に映写フィルム３０を摺動可能に挟んだ状態でネジにて固定される。また、映写フィルム３０の両側端に形成されたパーフォレーション３０ａは、スプロケット５４の歯部５４ａに係合している。

図３に示すように、内部構造体１０は歯車ケース１１、歯車ケース１２から成り立っており、手回し機構４０を有する。歯車ケース１１と歯車ケース１２とは、歯車ケース１２に設けられた爪部１２ａによって結合される。また、手回し機構４０は、歯車ケース１１と歯車ケース１２とに回動可能に支持され、互いに噛み合う歯車４１と歯車４２、さらに、歯車４２に形成された歯車４３と噛み合う状態で歯車ケース１１と後述する歯車ケース２１とに回動可能に支持された歯車４４、及びケース３に設けられた貫通穴３ａと歯車ケース１１に設けられた貫通支持穴１１ａとを介して、歯車４１の軸４１ａに圧入固定される圧入穴４５ａを有する手回しハンドル４５により構成されている。一方、歯車４４の軸４４ａには後述する歯車４６が固定される。また、これらの歯車４１、歯車４２、歯車４３、歯車４４から成る歯車列４７は、特に限定はされないが、手回しハンドル４５の１回転に付き歯車４６が２０回転する歯車比となっている。

図４に示すように、内部構造体２０は歯車ケース２１、歯車ケース２２から成り立っており、間欠送り機構５０、映写機用投光装置６０を有する。歯車ケース２１と歯車ケース２２とは、歯車ケース２２に設けられた爪部２２ａによって結合される。また、間欠送り機構５０は、歯車４６の周囲に形成された圧入穴４６ａに圧入固定されたゼネバピン５１、さらに、歯車４６の中央に形成された一部に切り欠きのある円筒状突起５２、そして、これらにゼネバ機構として噛み合う状態で歯車ケース２１と歯車ケース１２とに回動可能に支持されたゼネバ従動車５３、及びゼネバ従動車５３の軸５３ａに圧入固定されたスプロケット５４により構成されている。

一方、映写機用投光装置６０は光源部７０、発電機構８０から構成されている。光源部７０は、特に限定はされないが、発光ダイオード７１を光源としており、発光ダイオード７１は電子回路基板７２上に配置されている。電子回路基板７２は、特に限定はされないが、整流回路（図示せず）を備え、平滑回路（図示せず）は備えないものとし、ゲート部７３にネジで固定される。ゲート部７３は映写フィルム３０の内側に接する状態で歯車ケース２２と歯車ケース１２とに挟まれることで固定されている。また、発電機構８０は、電磁誘導を用いた発電を行い、発電機ロータ８１は歯車ケース２１と歯車ケース２２とに回動可能に支持され、発電機ロータ８１の中央には歯車４６と噛み合う歯車８２が形成されている。この際、歯車４６の１回転に付き歯車８２が２回転する歯車比となっている。この歯車比は、歯車４６の１回転に付き歯車８２が正の整数倍の回転数となっていれば特に限定されない。また、発電機ロータ８１の周囲には１箇所に片寄らせて配置された永久磁石群８３が接着固定され、永久磁石群８３は２個の永久磁石８３ａから成る。永久磁石８３ａの個数は特に限定されないが、１つの場合は磁極の句きに決まりはなく、２つ以上の場合は隣り合う磁極の向きが互い違いになるよう配置される。そして、発電機ステータとして作用するコイル８４は永久磁石８３ａとわずかな間隔を保った状態で歯車ケース２２に接着固定されると共に、電子回路基板７２へ電気的に接続される。また、ヨーク８５は永久磁石８３ａ上であって、コイル８４とは反対側に接着固定されている。

図５に示すように、歯車４６の回転中心４６ａとゼネバ従動車５３の回転中心５３ｂとを結んだ直線上であって、かつ回転中心４６ａと回転中心５３ｂとの間にゼバネピン５１が位置する際、永久磁石群８３がコイル８４から最も離れて位置する状態で、歯車４６と歯車８２とは噛み合っている。

（動作説明）
手動にて手回しハンドル４５を回転させると、歯車列４７により１：２０の歯車比で歯車４６が回転する。ゼネバピン５１、円筒状突起５２、及びゼネバ従動車５３から成るゼネバ機構により、歯車４６の連続回転運動が間欠回転運動へと変換され、スプロケット５４は間欠回転を行う。これに伴い、スプロケット５４の爪部５４ａに係合したパーフォレーション３０ａを有する映写フィルム３０は間欠的に送られる。

一方、歯車４６の回転に伴い、歯車８２を有する発電機ロータ８１は１：２の歯車比で回転し、発電機ロータ８１の周囲に固定された永久磁石８３ａはコイル８４上を旋回通過する。これにより電磁誘導の原理でコイル８４には起電力がパルス状に発生し、発光ダイオード７１が点滅発光する。また、ここで発生した光により映写フィルム３０へ投光され、映写フィルム３０の像が透過型スクリーン６に投影される。

歯車４６と歯車８２との噛み合いの関係性により、図６に示すように、（Ａ）に示した状態では、ゼネバピン５１がゼネバ従動車５３と噛み合い、歯車４６の回転に従ってゼネバ従動車５３は回転する。この際、永久磁石群８３はコイル８４から最も離れて位置する。（Ｂ）に示した状態は、歯車４６が（Ａ）に示した状態から時計回りに９０度回転した様子を表し、ゼネバ従動車５３は回転停止の状態で、歯車８２は反時計方向に１８０度回転した状態となり、永久磁石群８３はコイル８４上に位置する。（Ｃ）に示した状態は、歯車４６が（Ｂ）に示した状態から時計回りに９０度回転した様子を表し、ゼネバ従動車５３は回転停止の状態で、歯車８２は反時計方向にさらに１８０度回転した状態となり、永久磁石群８３はコイル８４から最も離れて位置する。（Ｄ）に示した状態は、歯車４６が（Ｃ）に示した状態から時計回りに９０度回転した様子を表し、ゼネバ従動車５３は回転停止の状態で、歯車８２は反時計方向にさらに１８０度回転した状態となり、永久磁石群８３はコイル８４上に位置する。これらの一連の作動状況より、永久磁石８３ａは、ゼネバ従動車５３の間欠回転の回転停止時にはコイル８４を通過するが、ゼネバ従動車５３の間欠回転の回転時には、コイル８４から最も遠い箇所に位置するため、ゼネバ従動車５３の間欠回転の回転停止時にのみコイル８４には起電力が発生する。またこの関係は、歯車４６と歯車８２との歯車比が正の整数倍であることで保たれ、周期的に繰り返される。これらにより、映写フィルム３０の送りが停止している時にのみ映写フィルム３０の像は透過型スクリーン６へ投影される。

以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明は上述の実施例に限定されず、例えば次の変形例を包含する。
（１）図７に示すように、電磁誘導により発電する発電機構８０の代わりに圧電効果により発電する発電機構１００を備える構造とし、発電機ロータ８１の代わりに圧電ロータ１０１を備え、圧電ロータ１０１の周囲にはハンマー１０２、及び圧電ロータ１０１の中央には歯車４６と噛み合う歯車１０３が形成され、歯車４６と歯車１０３との噛み合いの関係性は歯車４６と歯車８２との噛み合いの関係性と同様のものとする。一方、コイル８４の代わりに圧電ステータとして作用する板状の圧電素子１０４を備え、圧電素子１０４は、歯車ケース２２上であって、圧電ロータ１０１の回転に伴いハンマー１０２によって打撃が与えられる位置に接着固定されると共に、電子回路基板７２へ電気的に接続されるものとする。
（２）図８に示すように、ケース３に切り欠き部３ｂ、ケース４に切り欠き部４ａ、歯車ケース１２に切り欠き部１２ｂ、及び歯車ケース２２に切り欠き部２２ｂを設けた構造とし、これらの切り欠き部によってできる開口部を通して、エンドレス状ではない映写フィルム２００を利用する。
（３）図９に示すように、光軸上に投影レンズ３００と、集光レンズ３０１との両方、または、どちらか一方を備える構造とする。
（４）投光型スクリーン６を備えない構造とし、反射型スクリーンや壁面などへ投影し利用する。

本発明は、例えば小型で持ち運び可能な映写機玩具のために利用できる。

１映写機
２投影装置
６透過型スクリーン
３０映写フィルム
４０手回し機構
４５手回しハンドル
５０間欠送り機構
５１ゼネバピン
５２円筒状突起
５３ゼネバ従動車
５４スプロケット
６０映写機用投光装置
７０光源部
７１発光ダイオード
８０発電機構
８１発電機ロータ
８３ａ永久磁石
８４コイル
１０１圧電ロータ
１０２ハンマー
１０４圧電素子

Claims

映写フィルムと、前記映写フィルムの送りと停止とを周期的に繰り返す間欠送り機構と、前記間欠送り機構を駆動させる手回し機構と、を具備した映写機において、前記映写フィルムの画像の投影に用いられる投光装置であって、光源と、前記手回し機構に従動し前記光源に電力を供給する発電機構と、を備えることを特徴とする映写機用投光装置。
前記発電機構における発電は電磁誘導によるものであって、前記光源に接続された発電機ステータとしてのコイルと、前記手回し機構に従動し永久磁石を搭載する発電機ロータとを備え、前記永久磁石は、前記発電機ロータの回転に伴い、かつ前記間欠送り機構の停止期間においてのみ前記コイルに起電力を生じさせる位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の映写機用投光装置。
前記発電機構における発電は圧電効果によるものであって、前記光源に接続された圧電ステータとしての板状の圧電素子と、前記手回し機構に従動しハンマーを搭載する圧電ロータとを備え、前記ハンマーは、前記圧電ロータの回転に伴い、かつ前記間欠送り機構の停止期間においてのみ前記圧電素子を打撃し起電力を生じさせる位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の映写機用投光装置。