CN104822037A - 具有内置式电动悬臂的嵌套式投影仪 - Google Patents

Abstract

一种嵌套式投影仪包括：主机体；副机体，其包括光学引擎系统；以及可伸缩的电动悬臂，其第一端固定在主机体中，第二端连接着副机体；其中，当电动悬臂缩回时，所述投影仪处在关闭位置，其中副机体和电动悬臂均内置于主机体中；当电动悬臂伸出时，所述投影仪处在开启位置，副机体由主机体中移出。

Description

具有内置式电动悬臂的嵌套式投影仪

技术领域

本发明涉及一种嵌套式投影仪，其副机体可与电动悬臂一起完全收藏在主机体中。

背景技术

投影仪作为一种数码影像放映设备，被广泛应用于教育、商业、家庭娱乐等方面作为如电视机般的播放设备。投影仪与电视机工作特性不同之处在于，需要单独的荧幕配合才能显示影像。

投影仪把影像光束透过光学系统的镜头，隔空投射到处于一段距离外的荧幕以显示影像。影像投射的大小，随镜头和荧幕的距离成正比。而影像光束的水平、垂直和方位角度都要求与荧幕的平正精确无误，否则会令影像有梯形变形等问题。

虽然投影仪一般有数码梯形校正功能来解决这一问题，但这会对影像造成失真。所以这就要求投影仪在安装时其水平、垂直和方位角度都要求与荧幕平正精确无误，以得到最佳的影像显示效果。因此，投影仪的安装一般需要本领域专门的技术人员才能完成。

人们在使用投影仪时一般采用的安装方式为挂墙、直接桌面支撑或天花板悬吊。

挂墙方式一般用于短焦投影仪，采用专用挂墙吊架，能水平地固定投影仪，在短距离投射出大画面。挂墙方式一般用于互动教育，会议等场合。挂墙吊架悬臂的长短会影响到投射影像的大小，一般采用有足够长的悬臂以产生足够大的画面。但因为水平吊架的杠杆效应，如果悬臂承重太重会使悬臂承受很大的弯曲力。所以一般的解决方法是，使用更短焦或更轻的投影仪，以减小悬臂的长度或悬臂所承受的弯曲力。

采用桌面支撑方式一般是需要经常移动投影仪的放置地点、不方便采用吊架固定投影仪的情况下，这种方式最简单。但为使投射影像能平正精确无误地投射到适合的高度，需要把投影仪放置在适合高度的桌面，这样带来了投影仪使用上的不便。

至于天花板悬吊的方式，是用专用吊架把投影仪倒挂固定于天花板之下，调整吊架悬臂的长度能相应调整投射影像的高低，是大部分人采用的方式。尤其被广泛应用于家庭娱乐，作为播放大荧幕高清电影之用。由于投影仪作为一种家居设备，人们对它在美观和空间占用上自然有比较高的要求。人们一般认为吊架吊挂于天花会破坏家居的美感，所以就有电动吊架的设计。

电动吊架能把投影仪在不使用时收藏于假天花，用时才放下来，籍此解决家居美观和空间占用技术问题。但是电动吊架需要大功率电机驱动整个投影仪升降系统，有重量大、占用空间大、成本高、需要牺牲家居的高度空间和承建假天花的问题。

另外，由于电动吊架的安装涉及专业技术和复杂工序，需要专业技术人员才能完成，因此产生了可观的人工成本。由于吊架和投影仪的连接介面并没有标准性和规范，且每部投影仪的形状、重量、安装孔等参数都不一定相同，这导致需要专用吊架（一些投影仪厂家也因此提供了能匹配自家投影仪的专用吊架，也有为了解决这个技术问题而符合大部分投影仪安装的万用吊架设计，就是在吊架附加特制的部件例如可以移动的不规则的铰件和配备较多／较宽孔位，以符合投影仪不同形状、位置、距离和数量的安装孔位，和采用大小能适合投影仪不同形状、重量的吊架。

但万用吊架的移动关节较多且较容易松动，需透过调教才能和投影仪连接，且附加这些附件，牺牲了投影仪安装系统的整体美观和空间，增加了附加工序，也令投影仪的固定和安装比较不稳固。

发明内容

本发明旨在提供一种改进的投影仪，其能够解决现有技术的投影仪存在的上述问题中的一项或多项。

为此，根据本发明的一个方面，提供了一种嵌套式投影仪，其包括：主机体；副机体，其包括光学引擎系统；以及可伸缩的电动悬臂，其第一端固定在主机体中，第二端连接着副机体；其中，当电动悬臂缩回时，所述投影仪处在关闭位置，其中副机体和电动悬臂均内置于主机体中；当电动悬臂伸出时，所述投影仪处在开启位置，副机体由主机体中移出。

根据一种可行实施方式，所述主机体具有主机壳，所述主机壳中限定出凹腔；所述副机体具有副机壳；在所述关闭位置，所述副机体位于所述凹腔中，并且主机壳和副机壳形成连续的投影仪外轮廓。

根据一种可行实施方式，所述主机壳包括彼此相反的主机壳第一主表面和主机壳第二主表面，以及连接在主机壳第一主表面和主机壳第二主表面之间的主机壳前表面；所述主机壳第一主表面为投影仪的安装或支撑表面，所述凹腔开口于所述主机壳第二主表面和主机壳前表面；所述副机壳包括彼此相反的副机壳第一主表面和副机壳第二主表面，以及连接在副机壳第一主表面和副机壳第二主表面之间的副机壳前表面；在所述关闭位置，所述副机壳前表面与主机壳前表面平齐，所述副机壳第二主表面与主机壳第二主表面平齐。

根据一种可行实施方式，所述凹腔在主机壳第二主表面上限定的开口具有与副机壳第二主表面的形状和尺寸一致的形状和尺寸，所述凹腔在主机壳前表面上限定的开口具有与副机壳前表面的形状和尺寸一致的形状和尺寸、并且构造成使得副机壳前表面能够无阻碍地插入其中。

根据一种可行实施方式，所述嵌套式投影仪通过所述主机壳第一主表面安装于天花板或由桌面支撑，所述电动悬臂的伸缩方向垂直于所述主机壳第一主表面。

根据一种可行实施方式，所述主机体包括安置在所述主机壳中的主电路板、电源单元和输入输出界面，所述电源单元和输入输出界面与主电路板连接。

根据一种可行实施方式，所述主机体还包括安置在所述主机壳中的电机和齿轮组，所述电机与所述电源单元相连并且受所述主电路板控制，所述齿轮组将所述电机的输出旋转运动减速并且传递到所述电动悬臂。

根据一种可行实施方式，所述输入输出界面包括操作者控制界面，用以控制嵌套式投影仪的综合操作，其中包括副机体的升降操作和投影操作。

根据一种可行实施方式，所述副机体包括安置在所述副机壳中的光学引擎系统，所述光学引擎系统包括光源、镜片组、影像处理晶片、镜头。

根据一种可行实施方式，所述副机体还包括安置在所述副机壳中的副电路板，所述副电路板与所述主电路板电连接，并且控制所述光学引擎系统的操作。

根据一种可行实施方式，其中所述副机体还包括安置在所述副机壳中的用于光学引擎系统的散热单元。

根据一种可行实施方式，所述嵌套式投影仪还包括遥控器，用于遥控嵌套式投影仪的综合操作，其中包括副机体的升降操作和投影操作。

根据本发明，投影仪包括可嵌套在主机体中的副机体，并且电动悬臂也内置于主机体中。因此，可以提供整洁的外观，减小占用空间，简化安装，降低成本。

附图说明

本发明的前述和其它方面将通过下面参照附图所做的详细介绍而被更完整地理解和了解，其中：

图1是根据本发明的一种可行实施方式的投影仪处在天花板悬吊安装方式时的关闭状态的立体图；

图2是图1中的投影仪处在天花板悬吊安装方式时的开启状态的立体图；

图3是图1中的投影仪处在桌面支撑安装方式时的关闭状态的立体图；

图4是图1中的投影仪处在桌面支撑安装方式时的开启状态的立体图；

图5是显示图1中的投影仪的内部结构的示意性透视图。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的可行实施方式。

首先参看图1-4，根据本发明的一种投影仪主要包括：主机体1；副机体2，其具有镜头3，并且适于在投影仪的关闭位置（图1、3）收藏在主机体1中限定的凹腔4中；以及电动悬臂5，其将副机体2可移动地连接于主机体1，并且在投影仪的关闭位置与副机体2一起嵌套在凹腔4中，在投影仪的开启位置（图2、4）伸长而使得副机体2从主机体1中移出。

主机体1具有由主机壳限定的外轮廓，例如图中所示的大致长方体形状。主机壳具有第一主表面1a，其为大致平坦的表面，并且用作投影仪的安装或支撑面，用于被安装于天花板或支撑在桌面上；与第一主表面1a相反的第二主表面1b；连接在第一主表面1a与第二主表面1b的前边缘之间的前表面1c；与前表面1c相反的后表面；连接在第一主表面1a与第二主表面1b的两侧边缘之间的两个侧表面。

副机体2具有由副机壳限定的外轮廓，例如图中所示的大致长方体形状。副机壳具有第一主表面2a；第二主表面2b；连接在第一主表面2a与第二主表面2b的前边缘之间的前表面2c，镜头3从所述前表面2c伸出并且指向前方；与前表面2c相反的后表面；连接在第一主表面2a与第二主表面2b的两侧边缘之间的两个侧表面。

凹腔4开通于主机壳的第二主表面1b和前表面1c，并且向主机壳内部凹入。凹腔4的尺寸和形状适于在关闭位置容纳副机体2，并且在关闭位置使得主机壳和副机壳形成连续的投影仪外轮廓。具体地讲，凹腔4在主机壳第二主表面1b上限定的开口的形状和尺寸与副机壳第二主表面2b一致，凹腔4在主机壳前表面1c上限定的开口的形状和尺寸与副机壳前表面2c一致、并且构造成使得副机壳前表面2c能够无阻碍地插入其中。在关闭位置，副机壳前表面2c与主机壳前表面1c平齐，副机壳第二主表面2b与主机壳第二主表面1b平齐，参看图1、3。

可以理解，只要能够在关闭位置使得主机体1和副机体2形成连续的投影仪外轮廓即可，因此，对于副机壳而言，只有第二主表面2b和前表面2c是必需的，其它表面可以取消或者是不完全的（例如有利于结构布置和散热等）。

所述电动悬臂5的第一端固定于主机体1，第二端连接于副机体2。副机壳的第一主表面2a中形成有供电动悬臂5穿过的通孔。

在图示的例子中，一对电动悬臂5左右并列分布。可以理解，电动悬臂5的数量和分布并不局限于此。例如，在副机体2重量较小的情况下，可能仅采用一个电动悬臂5就够了。在副机体2重量较大的情况下，可能需要采用三个甚至更多个电动悬臂5。

电动悬臂5垂直于主机壳的第一主表面1a安装，并且可电动伸缩，以使得副机体2沿着垂直于主机壳的第一主表面1a的方向从凹腔4中伸出。电动悬臂5的伸出长度可自由调节并且可以锁定，从而可将副机体2带到距离主机体1适宜的距离处并且锁定于此。

图1、2中显示了投影仪处在天花板悬吊安装方位，其中主机壳的第一主表面1a水平放置且朝向上方。处在该方位的第一主表面1a被固定在天花板上，例如通过螺钉、膨胀螺栓等。

在图1所示的关闭位置，副机体2以及电动悬臂5完全位于主机体1限定的外轮廓内，因而不占用额外的空间。

在图2所示的开启位置，电动悬臂5向下伸出，以将副机体2带到位于主机体1竖直下方一段适宜的距离，投影仪即可投入使用。在使用之后，电动悬臂5缩回，以将副机体2带回到主机体1内。

图3、4中显示了投影仪处在桌面支撑方位，其中主机壳的第一主表面1a水平放置且朝向下方。处在该方位的第一主表面1a可直接放置在水平桌面上。

在图4所示的开启位置，电动悬臂5向上伸出，以将副机体2带到位于主机体1竖直上方一段适宜的距离，投影仪即可投入使用。在使用之后，电动悬臂5缩回，以将副机体2带回到主机体1内。

图5中示出了投影仪的内部结构。为了清楚，主机壳和副机壳以虚线表示。

主机体1的主机壳中安置着主电路板11，其为整个投影仪的综合电路控制系统。考虑到其面积较大，其优选靠近且平行于主机壳的第一主表面1a安置。靠近主机壳的后表面，在主机壳中安置着电源单元及输入输出界面，二者总体上用标记12表示。电源单元及输入输出界面与主电路板11连接，并且从主机壳后表面露出，以便于接线和操作。此外，在主机壳中布置着电机和齿轮组，二者总体上用标记13表示。电机与电源单元相连并且受主电路板11控制，齿轮组将电机的输出旋转运动减速并且传递到电动悬臂5。可以如图所示为每个电动悬臂5配备各自的电机和齿轮组，也可以用单一的电机通过相应的齿轮组驱动全部电动悬臂5。

电动悬臂5可以是图中所示的竹节式的，也可以是折叠式或其它形式的。在图中所示的竹节式电动悬臂5的情况下，电动悬臂5包括彼此可伸缩地嵌套的多段，例如以标记5a、5b、5c、5d表示的各段。沿着从主机体1朝向副机体2的方向，各段的直径逐渐减小。各段之间通过螺纹式运动传递机构实现运动学耦合，从而在来自电机的旋转运动的作用下，实现各段之间的相对直线伸缩运动。

所述输入输出界面可包括操作者控制界面，操作者通过所述控制界面输入操作指令，并通过主电路板11控制电机的操作，由此使得电动悬臂5伸缩，以实现副机体2的升降操作。在投影仪的关闭状态，电动悬臂5内置于主机体1的主机壳中，因而被隐蔽。

副机体2的副机壳中安置着副电路板21，其优选靠近且平行于副机壳的第二主表面2b安置。此外，在副机壳中沿着从后向前的方向，依次布置着散热单元22、光源23、镜片组和影像处理晶片24、镜头3，这些部件的操作受副电路板21的控制。副电路板21通过连接线路与主电路板11电连接和/或与电源单元及输入输出界面电连接，该连接线路可以内置于电动悬臂5之一中。光源23、镜片组和影像处理晶片24、镜头3构成投影仪的光学引擎系统。操作者通过控制界面输入操作指令，可控制光学引擎系统的投影操作。

可以理解，可以配备遥控器，以便遥控副机体（光学引擎系统）的升降操作和投影操作。

散热单元22专门为光学引擎系统而配备，以使得散热单元22本身的散热更高效。

可以看到，投影仪具有由主机壳和嵌套在主机壳中的副机壳限定的外轮廓。可以理解，虽然在图示的例子中，投影仪具有大致长方体形状的轮廓，但根据可选的方案，投影仪可以具有其它形状的外轮廓，例如圆柱形、椭圆柱形、棱柱形、椭球形、组合形状等，外轮廓具有与电动悬臂平行的大致竖直的中心轴线。

相对于背景技术中所介绍的现有技术，本发明带来了诸多有益效果。

具体地讲，对于挂墙式安装的投影仪，一般用于短焦投影仪在互动教育、会议等场合应用，在短距离投射出大画面。对悬臂长短的调整可以得到相应大小的投射影像，但不能调整影像的高低。此外，在挂墙式安装的投影仪中，可以采用各种措施来减轻悬臂的负重，避免在水平吊架产生杠杆效应而使悬臂承受很大的弯曲力。

本发明的副机体通过竖直的电动悬臂连接于主机体，因而电动悬臂中不存在弯曲力和变形的问题。

对于具有电动吊架的投影仪，电动吊架用来固定投影仪于天花板，提供升降和隐藏投影仪的功能。

本发明采用了内置式电动悬臂和可移动的光学引擎系统，以实现投影仪投射影像高低的调整。并且，电动悬臂和光学引擎系统可被隐蔽于主机壳中，因而投影仪的关闭位置外观美观。此外，只需要将主机壳的第一主表面1a安装于天花板即可，因此可减低复杂安装工序和成本。

进一步讲，在本发明之前，本领域技术人员如果要实施投影仪系统的升降功能，心中的概念一般都是外加电动吊架，认为这是最便利、最通用的解决方案。

自1968年出现第一台LCD投影仪以来，各种教科书、技术刊物、技术人员、以至于投影仪厂家的安装手册，一直都是采用这样的技术手段为唯一方案，形成了本领域的一种惯性和普遍的认知。对投影仪电动吊架系统的性能和外观的改善所产生的大量期刊、专利文献和产品都没有偏离此认知。人们另外认为外加吊架有好的通用性，可以匹配不同的投影仪，是最便利的投影仪安装方案，因而排除考虑其他方面的可能性和解决方案。

但申请人认为，这种认知偏离了客观事实，因为吊架和投影仪的连接介面并没有标准性和规范，且每部投影仪的形状、重量、安装孔等参数都不一定相同，这导致需要专用吊架。如背景技术中所述，专用吊架存在诸多问题。

本发明采用和现有技术不同的技术方案，利用内置的电动悬臂，驱动可移动的光学引擎系统，除了能达到现有技术的投影仪升降功能之外，更带来了更好的效果，免除了吊架和投影仪之间的连接的不规范和不标准所带来的技术问题。

本发明与相近的现有技术相比至少具有下面列举的技术效果。

（1）节省了需要在天花上安装电动吊架所涉及的外置吊架、外加组件、复杂工序、额外操控系统和成本。

（2）减少了投影仪升降系统的整体重量和体积。

（3）减少了需要隐藏投影仪系统的假天花深度和空间，在没有假天花的情况下也能隐藏电动吊架，起到更美观的作用。

（4）更方便投影仪桌面支撑操作时的投射影像高度调整。

（5）增加光学引擎系统的散热效果而减少了投影仪工作时的散热风扇噪音。

（6）投影仪的安装更稳固安全。

（7）投影仪的升降系统更精确。

（8）减少现有技术需要单独操控投影仪和升降系统的步骤。

（9）相比于电动吊架而言减少了电力功耗和操作噪音。

这些技术效果将有助于带来投影仪的商业上的成功。

虽然这里参考具体的实施方式描述了本发明，但是本发明的范围并不局限于所示的细节。在不偏离本发明的基本原理的情况下，可针对这些细节做出各种修改。

Claims (12)

1.一种嵌套式投影仪，包括：

主机体；

副机体，其包括光学引擎系统；以及

可伸缩的电动悬臂，其第一端固定在主机体中，第二端连接着副机体；

其中，当电动悬臂缩回时，所述投影仪处在关闭位置，其中副机体和电动悬臂均内置于主机体中；当电动悬臂伸出时，所述投影仪处在开启位置，副机体由主机体中移出。

2.如权利要求1所述的嵌套式投影仪，其中，所述主机体具有主机壳，所述主机壳中限定出凹腔；所述副机体具有副机壳；在所述关闭位置，所述副机体位于所述凹腔中，并且主机壳和副机壳形成连续的投影仪外轮廓。

3.如权利要求2所述的嵌套式投影仪，其中，所述主机壳包括彼此相反的主机壳第一主表面和主机壳第二主表面，以及连接在主机壳第一主表面和主机壳第二主表面之间的主机壳前表面；

所述主机壳第一主表面为投影仪的安装或支撑表面，所述凹腔开口于所述主机壳第二主表面和主机壳前表面；

所述副机壳包括彼此相反的副机壳第一主表面和副机壳第二主表面，以及连接在副机壳第一主表面和副机壳第二主表面之间的副机壳前表面；

在所述关闭位置，所述副机壳前表面与主机壳前表面平齐，所述副机壳第二主表面与主机壳第二主表面平齐。

4.如权利要求3所述的嵌套式投影仪，其中，所述凹腔在主机壳第二主表面上限定的开口具有与副机壳第二主表面的形状和尺寸一致的形状和尺寸，所述凹腔在主机壳前表面上限定的开口具有与副机壳前表面的形状和尺寸一致的形状和尺寸、并且构造成使得副机壳前表面能够无阻碍地插入其中。

5.如权利要求3或4所述的嵌套式投影仪，其中，所述嵌套式投影仪通过所述主机壳第一主表面安装于天花板或由桌面支撑，所述电动悬臂的伸缩方向垂直于所述主机壳第一主表面。

6.如权利要求2至5中任一项所述的嵌套式投影仪，所述主机体包括安置在所述主机壳中的主电路板、电源单元和输入输出界面，所述电源单元和输入输出界面与主电路板连接。

7.如权利要求6所述的嵌套式投影仪，所述主机体还包括安置在所述主机壳中的电机和齿轮组，所述电机与所述电源单元相连并且受所述主电路板控制，所述齿轮组将所述电机的输出旋转运动减速并且传递到所述电动悬臂。

8.如权利要求6或7所述的嵌套式投影仪，所述输入输出界面包括操作者控制界面，用以控制嵌套式投影仪的综合操作，其中包括副机体的升降操作和投影操作。

9.如权利要求6至8中任一项所述的嵌套式投影仪，所述副机体包括安置在所述副机壳中的光学引擎系统，所述光学引擎系统包括光源、镜片组、影像处理晶片、镜头。

10.如权利要求9所述的嵌套式投影仪，所述副机体还包括安置在所述副机壳中的副电路板，所述副电路板与所述主电路板电连接，并且控制所述光学引擎系统的操作。

11.如权利要求9或10所述的嵌套式投影仪，其中所述副机体还包括安置在所述副机壳中的用于光学引擎系统的散热单元。

12.如权利要求1至7中任一项所述的嵌套式投影仪，还包括遥控器，用于遥控嵌套式投影仪的综合操作，其中包括副机体的升降操作和投影操作。