CN105474091B - 投射型影像显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种能够进行反射镜开闭的投射型影像显示装置，不会导致装置的大型化，并且易于进行反射镜的开闭。因此，将图像显示单元的图像放大并投射的投射型影像显示装置具备：框体(10)，在内部具有电源部、光源部和将来自光源部的光导向所述图像显示单元后进行放大的透镜单元；开闭式反射镜(30)，覆盖形成于框体(10)的上表面的投射光用的开口部(26)，并以能够相对于框体(10)转动的方式设置，在内表面侧具有凸面镜(110)。在通过开闭式反射镜(30)覆盖框体(10)的上表面时，投射型影像显示装置的上表面成为在开闭式反射镜(30)的端部和开口部(26)的前边缘之间在上下方向上没有台阶的平滑地连接的平滑的凸曲面，并且在开闭式反射镜(30)的转动轴的方向上的至少一侧的侧面上形成有半研钵状的凹陷(45)。

Description

投射型影像显示装置
技术领域
本发明涉及一种将来自图像显示单元的影像放大并投射显示的投射型影像显示装置，尤其涉及具备开闭式反射镜的短焦点的投射型影像显示装置。
背景技术
在专利文献1至3中记载了现有的投射型影像显示装置(投影机装置)。在这些专利文献所记载的投影机装置中，在装置上表面以能够开闭的方式设有背面侧为大致平板状的反射镜。并且，在使用投影机装置时打开反射镜，向与反射镜面不同的角度方向投射图像。在不使用投影机装置时关闭反射镜，在投影机装置的上表面形成大致平坦的面。在专利文献2和3所记载的投影机中还利用驱动马达自动地进行反射镜的开闭。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-119343号公报
专利文献2：日本特开2009-42371号公报
专利文献3：日本特开2011-150064号公报
发明内容
发明要解决的课题
在短焦点的投影机装置中，在横向放置使用的情况下，通过使投射镜的位置从垂直进一步倾斜，能够提供在投影机装置附近的水平面放大的影像。
然而，在上述专利文献1所记载的液晶投影机装置中，设有在反射镜关闭的状态下使装置上表面成为大致非常平的能够开闭的反射镜单元。由此，能够防止液晶投影机的反射镜意外地打开。但是，通过使投影机装置的上表面成为大致非常平，从与由各种光学透镜和反射镜构成的光学系统的关系来看，高度方向上的距离相对地变大，在轻便性和小型化方面要求进一步的改善。另外，在该上述专利文献1所记载的液晶投影机中存在反射镜部上没有手指的把持部而难以手动进行开闭的课题。
在专利文献2和3所记载的投影机装置中，通过纵向放置使用而能够从投射反射镜向水平面毫无畸变地提供放大图像。并且，为了开闭反射镜部，具备反射镜开闭用的驱动马达和控制系统。其结果是，虽然能够防止反射镜意外地打开，但是由于具备反射镜驱动系统，不可避免地存在投影机装置大型化的课题。
本发明鉴于上述现有技术的课题而完成，其目的在于提供一种能够进行反射镜开闭的投射型影像显示装置(投影机装置)，不会导致装置的大型化，并且易于进行反射镜的开闭。并且，目的还在于防止不使用投射型影像显示装置时开闭反射镜意外地开闭。
用于解决课题的方案
达成上述目的的本发明的特征在于一种投射型影像显示装置，将图像显示单元的图像放大并投射，该投射型影像显示装置具备：框体，所述框体在内部具有电源部、光源部和将来自所述光源部的光导向所述图像显示单元后进行放大的透镜单元；开闭式反射镜，覆盖形成于所述框体的上表面的投射光用的开口部，并以能够相对于所述框体转动的方式设置，在内表面侧具有凸面镜，在通过所述开闭式反射镜覆盖所述框体上表面时，所述投射型影像显示装置的上表面成为在所述开闭式反射镜的端部和所述开口部的前边缘之间在上下方向上没有台阶的平滑地连接的凸曲面，并且在所述开闭式反射镜的转动轴的方向上的至少一侧的侧面上形成有半研钵状的凹陷。
发明效果
根据本发明，在投射型影像显示装置的开闭式反射镜的轴方向的至少一个侧面，在与框体之间形成有凹陷，因此不会导致能够开闭反射镜的投射型影像显示装置(投影机装置)的大型化，易于进行反射镜的开闭。
附图说明
图1是本发明涉及的投射型影像显示装置的一个实施例的立体图。
图2是图1所示的投射型影像显示装置的立体图，是表示反射镜打开状态的图。
图3A是图1所示的投射型影像显示装置的俯视图。
图3B是图1所示的投射型影像显示装置的主视图。
图3C是图1所示的投射型影像显示装置的后视图。
图4A是图3的A-A剖面的轮廓图。
图4B是图3的B-B剖面的轮廓图。
图4C是图3的A-A剖面中的反射镜打开状态的轮廓图。
图5是表示图1所示的投射型影像显示装置的反射镜开闭机构的图，是投射型影像显示装置的正面剖视图。
图6是图1所示的投射型影像显示装置的立体图，是说明打开反射镜的动作(打开前的动作)的图。
图7是图1所示的投射型影像显示装置的立体图，是说明打开反射镜的动作(打开后的动作)的图。
具体实施方式
以下利用附图说明本发明涉及的投射型影像显示装置(投影机装置)的一个实施例。
图1和图2是本发明涉及的具备开闭式反射镜30的投射型影像显示装置100的立体图。并且，图1是关闭开闭式反射镜30而使框体10的上表面成为平滑的曲面的图，图2是打开开闭式反射镜30以供投射型影像显示装置100使用的图。
本实施例的投射型影像显示装置100例如为A4尺寸以下，能够在毫无变形的状态下提供大至30～50英寸的放大影像。该投射型影像显示装置100为A4尺寸以下，因此轻便性得到提高，也能够应对会议或出差。另外，通过手动进行投射镜部的开闭，省略了驱动机构，从而实现小型化。具体地说，为了能够收纳于A4盒体中，形成为比A4尺寸小一圈的大小，是长边方向(开闭式反射镜30的转动轴方向)上的长度约为270mm，短边方向上约为200mm，厚度方向约为70mm左右的箱型，为了便于携带而形成为没有角部的带圆角的形状。另外，该投射型影像显示装置100既可以如图1、图2所示那样横向放置，也可以使支脚部11位于下侧而纵向放置使用。在横向放置使用的情况下，影像面可以利用壁面等垂直面，在纵向放置使用的情况下，可以利用桌子上表面等水平面。
在将投射型影像显示装置100横向放置并关闭开闭式反射镜30的状态下，投射型影像显示装置100的框体10的上表面几乎没有突起，整体形成为中央部隆起的形状。在框体10的隆起的中央部设有用于调整详细内容后述的透镜组83的焦距的调焦旋钮23和位于调焦旋钮23的前侧的人感传感器22。调焦旋钮23是拨盘型，通过用手指在左右方向拨动来调整焦距。人感传感器22用于该投射型影像显示装置100的操作者通过手势进行翻页操作等情况。另外，人感传感器22并不是必须具备的。
在覆盖框体10的开口部26配置的开闭式反射镜30的后侧设有遥控受光部24，从未图示的遥控器入射有输入信号。由此能够控制所投射的影像。在框体10的上表面且开闭式反射镜30的一侧设有多个触摸板式操作部21。触摸板式操作部21用于电源的接通/断开、投射图像的位置校正等。
在投射型影像显示装置100的左侧面设有在将来自商用电源的交流电提供到该投射型影像显示装置100的情况等下供电源线缆插入的电源输入口部，在右侧面设有用于将对框体10内部进行冷却的空气从外部吸入、排气的吸入/排气口、及用于从外部输入由投射型影像显示装置100投射显示的图像的端子部12等。另外，虽然未图示，在底面或背面也设有冷却空气的吸入/排气口，在底面上安装有能够调整投射型影像显示装置100的设置角度的支脚用调节器15(参照图4A)等。
在此，框体10和开闭式反射镜30在框体10的开口部26的前边缘和开闭式反射镜30的上端部42形成连接部。在包括连接部在内的框体10的中央部，框体10整体在上侧为平滑的凸状，在连接部上，上下方向的台阶消失。开闭式反射镜30的开闭端部的横向长度是由后述的凸面镜110的大小决定的长度，在其横向端部形成为以大致直角向下方弯曲的形状。
即，在开闭式反射镜30的两端部形成有侧面31，在该侧面31和与框体上表面的开口部26相连的面之间形成有凹陷45。该凹陷45为半研钵状，如后所述用作操作者对开闭式反射镜30进行开闭时的把持空间。凹陷45由框体10和大的两个曲线划分出来。是形成凹陷45的前侧的前边缘部41和形成后侧的后边缘部46。关于它们的形成在下文中详细叙述。
操作者利用未图示的转动机构将开闭式反射镜30向外侧打开时，凸面镜110从垂直方向向后倾斜预定角度并保持。为了保持该凸面镜，在框体10内部的开闭式反射镜30的下边附近设有镜固定用铰接部112(参照图5)。
凸面镜110在开闭式反射镜30的内侧由镜盖32保持。凸面镜110形成为中央部向外侧突出的形状，是形成为旋转非对称的反射镜(自由曲面镜)。凸面镜110的外形形状是上边侧比下边侧长的角部带圆角的梯形。
接着，利用图3A～图3C和图4A～图4C、图5说明本发明涉及的投射型影像显示装置100的框体10内部构造的概略内容。图3A是将投射型影像显示装置100横向放置的情况的俯视图，图3B是其主视图，图3C是其后视图。图4A是图3A的A-A线剖视图，图4B是B-B线剖视图。图4C是与图3A的A-A线剖面图相当的图，是表示开闭式反射镜30打开的状态的图。另外，图4A～图4C是主要记载轮廓线的图。图5是与图4B对应的图，是表示开闭式反射镜30打开的状态的图。
如图3A所示，在投射型影像显示装置100的框体10内，在长边方向的中间部，从前端侧延伸到开闭式反射镜30的中间部地配置光学系统120，在该光学系统120一侧配置有具有光源的LED照明单元130。在LED照明单元130的近前侧，即在触摸板式操作部21的下方配置有冷却单元。在光学系统的另一侧配置有电源部150(参照图5)。
开闭式反射镜30如上所述在具有弧状的上端部42的连接部，与框体10的开口部26平滑地连接。如图3A所示，开闭式反射镜30的根部由比上端部42短的底边部48和直立部47形成。在打开开闭式反射镜30使用时，开闭式反射镜30通过未图示的转动机构以图4A所示的转动中心轴90为中心转动。在此，转动中心轴90如图4A所示，在开闭式反射镜30关闭的状态下位于框体10的内部，在高度方向上位于框体10的上表面10b和镜盖32与底面10d之间。
将转动中心轴如图4A那样确定，因此如图4C所示，开闭式反射镜30的根部在形成于与框体10的后侧10a之间的空间内转动，潜入内部。其结果是，凸面镜110的下端部和投射透镜85的下端部能够位于大致相同高度。更准确地说，能够使作为经过透镜单元83的投射光中的下限侧的光的下限光71在凸面镜110的下限附近反射。
在本实施例中，在关闭开闭式反射镜30时使开闭式反射镜30的根部向上侧移动，在打开开闭式反射镜30时使根部向下侧移动，因此与在开闭式反射镜30的根部使开闭式反射镜30转动的情况相比较，能够避免投射型影像显示装置100的高度变大。
如图4B的长边方向的剖面所示，在关闭开闭式反射镜30的状态下，框体10的上表面除了凹陷45部之外在左右的框体上表面10b1、10b2成为与开闭式反射镜30的镜盖32b连接的曲面。需要说明的是，如图3B、图3C所示，框体10的上表面和开闭式反射镜30的连接变得平滑，成为能够防止在携带时等开闭式反射镜30意外地打开的形状。在开闭式反射镜30的内表面侧，镜盖32a保持凸面镜110的四边。框体10的侧面10e1、10e2与框体上表面10b1、10b2连接，形成有用于冷却单元的吸排气狭缝等。
利用图4A和图4C说明光学系统120的概要。根据来自外部的影像信号(例如来自便携终端的影像信号)，利用由液晶面板等构成的透光式光调制装置(图像显示单元)81对来自LED照明单元130具有的由半导体激光构成的光源的光进行调制。另外，图像显示单元81也可以是由微反射镜或反射型液晶面板构成的反射式的图像显示单元。在透光式图像显示装置的情况下，通常使用三片图像显示单元81，但在图4C中为了简便而仅表示了一片。图像显示单元81配置在框体10的前侧10c附近。
在图像显示单元81获得的影像在TIP棱镜82被合成，经由由多个透镜构成的透镜单元83从投射透镜85投射到凸面镜110。经过投射透镜85的投射光在凸面镜110的表面被反射并被放大投射。
需要说明的是，上述由多个透镜构成的透镜单元83构成为包括为了校正伴随着影像的放大投射而产生的各种变形例如斜向入射产生的变形或梯形变形等而必需的非旋转对称的自由曲面形状的透镜等各种透镜。另外，透镜单元83以能够移动的方式搭载于未图示的基座。通过对设置于框体10的上部的调焦旋钮23进行操作，透镜单元83的一部分透镜或透镜组在图4C的上下方向上移动，能够调整聚焦性能。
而且，从图像显示单元81经过棱镜82和透镜单元83、并从投射透镜85投射到凸面镜110的投射光，在凸面镜32上进行反射。然后，在图4C中的下限光71和上限光72的范围θc内形成影像。在凸面镜32反射的光例如投射到荧幕、壁面、书桌或桌子等的表面，形成影像光。
从图4C可以明确得知，投射型影像显示装置100不会给从投射透镜85出射的投射光及在凸面透镜110反射的反射光的上限侧即上限光72的光路带来任何影响。另一方面，为了将投射型影像显示装置100小型化，在凸面透镜110反射的下限光71通过开口部26的前边缘部27附近。换言之，开口部26的前边缘27形成为避免与下限光71干涉的大小。
以上是关于投射影像的上下方向的，关于投射影像的横向也需要确保光路。利用图5说明在凸面透镜110反射的反射光的光路的横向的宽度。表示从构成透镜单元83的透镜121出射的光的宽度。为了获得没有变形的影像，下限光需要将从左边界的光71b到右边界的光71a之间的角度为θb的空间作为光路。另一方面，上限光需要将从左边界的光72b到右边界的光72a之间的角度为θa的空间作为光路。
在该横向也与上下方向同样地，上限光72a、72b的光路不被投射型影像显示装置100遮蔽。另一方面，下限光71a、71b在开闭式反射镜30的侧部与框体10的上表面干涉。通过切掉该干涉部分而形成凹陷45，下限光71a、71b能够将没有干涉的完整的影像再现到荧幕等上。
因此，凹陷45的形状是与开闭式反射镜30的侧面31、框体10的上表面10b1、10b2的曲面和下限光71(71a、71b)的光路形状对应的研钵状。另外，凹陷45的后边缘部46与光路形状没有直接关系，但从将凹陷45用作开闭式反射镜30操作时的把持部空间这一点出发，使其形成为与手指的大小相应的形状。
如上所述，采用由凸面镜110和包括自由曲面透镜的透镜单元83构成的光学系统，因此即使从投射型影像显示装置100到影像投射面为止的距离短，也能够确保将毫无变形并充分放大的影像进行显示的投射性能。例如，在将投射型影像显示装置100在配置成其前端部抵接到要投射影像的面的状态下投射影像的情况下，能够获得29.7英寸×18.5英寸(对角35英寸的画面尺寸16:10)的画面。
接着，利用图6和图7对开闭式反射镜30的开闭动作进行说明。图6是表示打开开闭式反射镜30之前的动作状态的立体图，图7是表示将开闭式反射镜30打开到预定角度的动作状态的立体图。在这些图中表示右手的操作，但也可以左手进行操作，这一点自不待言。
操作者200利用一方的凹陷45用大拇指201从开闭式反射镜30的镜盖31侧把持盖侧面部21，利用另一方的凹陷45用食指202、中指203、无名指等把持开闭式反射镜30的另一方的盖侧面部31。之后，利用未图示的转动机构，使开闭式反射镜30转动到使镜固定用铰接部112停止的位置。在关闭开闭式反射镜30的情况下，进行与此相反的动作。由此，虽然是手动的，但能够切实地固定保持凸面镜110的位置，能够获得稳定的投射影像。
根据本实施例，投射型影像显示装置具备能够开闭的开闭式反射镜，能够手动操作该开闭式反射镜，并且将开闭式反射镜的转动中心轴置于投射型影像显示装置内，因此不需要转动用的驱动单元，能够将投射型影像显示装置小型化。并且，在开闭式反射镜和框体上表面之间形成有凹陷，并且框体和开闭式反射镜之间的连接部形成为平滑的曲面，因此能够防止开闭式反射镜意外地打开。由此，在携带投射型影像显示装置的过程中，能够完全避免文具等从框体和开闭式反射镜之间进入而损坏凸面镜等问题的产生。
另外，在上述结构中，也可以在作为开闭式反射镜30的把持部的左右的盖侧面部31设置小的凹陷等，使手指能够切实地把持住。另外，也可以使得在关闭开闭式反射镜的状态下，凸面镜的上端部和作为透镜单元的最终段的投射透镜的上端部位于大致相同的高度。由此，能够实现投射型影像显示装置的小型化。进而，优选开闭式反射镜的转动轴方向的最大长度是操作者能够单手把持的长度左右。开闭式反射镜的转动轴方向长度通过由凸面镜反射的反射光的光路确定，其长度如果是例如10cm左右，则既能够充分地实现影像，又是操作者能够把持的长度。
另外，在上述实施例中，光学系统位于框体的长边方向的大致中央部，在其两侧分别配置有电源和LED照明单元，但也可以将光学系统配置于长边方向一端侧，将电源和LED照明单元配置于空的空间。在这种情况下，在框体上表面上仅形成有一个凹陷，但利用该一个凹陷、用大拇指或其他手指把持开闭式反射镜即可。然后，同样地将开闭式反射镜的另一个侧面作为把持单元使用，则能够获得与上述实施例相同的效果。
本说明书所记载的实施例仅是示例，并不是限定性的。本发明的范围由权利要求的范围表示，归入该范围的所有变型例都包含在本发明中。
符号说明
10…框体、10a…后侧、10b～10b2…前侧盖、10c…前侧、10d…底面、10e1、10e2…侧面、11…支脚部、12…端子部、15…支脚用调节器、21…触摸板式操作部、22…人感传感器、23…调焦旋钮、24…遥控受光部、26…开口部、27…前边缘部、30…开闭式反射镜、31…盖侧面部、32～32b…镜盖、41…凹陷前边缘部、42…镜上端部、45…凹陷(避免干涉部)、46…凹陷后边缘部、47…直立部、48…底边部、71～71b…下限光、72～72b…上限光、81…图像显示单元、82…棱镜、83…透镜单元、85…投射透镜、90…镜旋转中心、100…投射型影像显示装置、110…凸面镜、112…镜固定用铰接部、120…光学系统、121…透镜、130…LED照明单元、150…电源部、160…冷却单元、200…操作者的手、201…大拇指、202…食指、203…中指、θa…上限光左右影像范围、θb…下限光左右影像范围、θc…上下方向影像范围。

Claims (8)

1.一种投射型影像显示装置，将图像显示单元的图像放大并投射，其特征在于，
该投射型影像显示装置具备：框体，所述框体在内部具有电源部、光源部和将来自所述光源部的光导向所述图像显示单元后进行放大的透镜单元；及开闭式反射镜，覆盖形成于所述框体的上表面的投射光用的开口部，并以能够相对于所述框体转动的方式设置，在内表面侧具有凸面镜，
在通过所述开闭式反射镜覆盖所述框体的上表面时，所述投射型影像显示装置的上表面成为在所述开闭式反射镜的端部和所述开口部的前边缘之间在上下方向上没有台阶的平滑地连接的凸曲面，并且在所述开闭式反射镜的转动轴的方向上的至少一侧的侧面上形成有半研钵状的凹陷，
所述凹陷是通过将所述框体的上表面之中会在所述开闭式反射镜的侧部与所述凸面镜的下限光干涉的干涉部分切掉而形成的，所述凹陷的形状与所述开闭式反射镜的侧面、所述框体的上表面的曲面以及所述凸面镜的下限光的光路形状相对应。
2.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置，其特征在于，
所述开闭式反射镜的转动轴方向的两侧面部形成有沿上下方向延伸的面，所述凹陷利用所述开闭式反射镜的所述两侧面部和框体的上表面部形成，所述两侧面部能够用作手动转动所述开闭式反射镜时的把持部。
3.根据权利要求2所述的投射型影像显示装置，其特征在于，
在所述两侧面部形成有供该投射型影像显示装置的操作者的手指把持的凹陷。
4.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置，其特征在于，
形成于所述框体的上表面的开口部的前边缘部，在打开所述开闭式反射镜时相比经过所述透镜单元由所述开闭式反射镜的凸面镜反射的反射光的下限光的光路靠影像范围的外侧形成在下限光附近。
5.根据权利要求4所述的投射型影像显示装置，其特征在于，
形成于所述开闭式反射镜的侧面侧的所述凹陷的前边缘侧，在相比所述下限光的光路靠影像范围的外侧形成于下限光附近。
6.根据权利要求4所述的投射型影像显示装置，其特征在于，
形成于所述开闭式反射镜的侧面侧的所述凹陷的底面形状，在相比由所述开闭式反射镜的凸面镜反射的反射光的下限光的光路靠影像范围的下侧形成于下限光附近。
7.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置，其特征在于，
所述开闭式反射镜的转动中心位置被定于所述框体内，以使得在关闭所述开闭式反射镜的状态下所述凸面镜的上端部和作为所述透镜单元的最终段的投射透镜的上端部位于大致相同的高度。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的投射型影像显示装置，其特征在于，
所述开闭式反射镜的转动轴方向的最大长度是操作者能够单手把持的长度。
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