JP2008186005A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 表示機器を視聴者の頭部軸からほぼ一定距離を保ち、つねに視聴者側に表示面を向けながら、軽微な力で回転させることが可能な表示装置の技術が開示されているが、この表示装置では回転軸に対して表示機器の反対側に表示機器の重力回転モーメントを打ち消すためのバランサーを用いる必要があり、かつ表示装置を小型化するためにはバランサーの質量を大きくする必要もあり、結果として表示装置としての質量が増加し、装置の搬送や設置が困難であった。
さらに画面サイズの大きな表示機器を用いる場合、表示機器ばかりでなくバランサーの質量も増加する問題があった。
【解決手段】 シャーシ保持手段がシャーシを保持し、シャーシが回転軸保持手段AとモータAを保持し、回転軸保持手段Aが回転軸Aを保持し、回転軸Aがアームを保持し、アームがプロジェクタ及びスクリーンを保持し、かつ回転軸AとモータAとの間に伝達トルク制限機能を有する回転力伝達手段Aを有する表示装置。
【選択図】図1

Description

本発明は仰臥もしくは横臥した時に、見やすい表示装置に関する技術分野である。
仰臥もしくは横臥したときに表示装置を見やすくする装置としては、視聴者の好みに応じて表示装置の位置を容易に変更することができる技術が開示されている。(特許文献1及び2参照)
特開2005−084671号公報 特開2005−195711号公報
しかしながら従来から知られている技術には以下のような課題があった。
すなわち、特許文献1および2においては、表示装置の回転軸と視聴者の頭部軸をほぼ一致させることにより、表示機器を視聴者の頭部軸からほぼ一定距離を保ち、つねに視聴者側に表示面を向けながら、軽微な力で回転させることが可能な表示装置の技術が開示されているが、この表示装置では回転軸に対して表示機器の反対側に表示機器のトルクを打ち消すためのバランサーを用いる必要があり、かつ表示装置を小型化するためにはバランサーの質量を大きくする必要もあり、結果として表示装置としての質量が増加し、装置の搬送や設置が困難であった。
さらに画面サイズの大きな表示機器を用いる場合、表示機器ばかりでなくバランサーの質量も増加する問題があった。
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みてなされ、仰臥もしくは左右いずれの横臥状態でも、表示機器を視聴者の頭部軸からほぼ一定距離を保ちながら、つねに視聴者側に表示面を向けながら、軽微な力で回転させることが可能でかつ大画面及び軽量な表示装置を実現するものである。
上述した従来技術の問題点を解決し、上述した目的を達成するために、本発明のうち請求項1に記載した発明の表示装置は、シャーシ保持手段がシャーシを保持し、シャーシが回転軸保持手段AとモータAを保持し、回転軸保持手段Aが回転軸Aを保持し、回転軸Aがアームを保持し、アームがプロジェクタ及びスクリーンを保持し、かつ回転軸AとモータAとの間に伝達トルク制限機能を有する回転力伝達手段Aを有することを特徴とする。
また前述した従来技術の問題点を解決し、前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項2に記載した発明の表示装置は、請求項1で述べた特徴に加え、シャーシ保持手段がさらに回転軸Bを保持し、またシャーシがさらに回転軸保持手段BとモータBを保持することで、シャーシがシャーシ保持手段に保持されるとともに回転軸B周りに回転可能とし、かつ回転軸BとモータBの間に伝達トルク制限機能を有する回転力伝達手段Bを有することを特徴とする。
さらに、前述した従来技術の問題点を解決し、前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項3に記載した発明の表示装置は、請求項1で述べた特徴に加え、シャーシ保持手段がさらに回転軸保持手段BとモータBを保持し、またシャーシがさらに回転軸Bを保持することで、シャーシがシャーシ保持手段に保持されるとともに回転軸B周りに回転可能とし、かつ回転軸BとモータBの間に伝達トルク制限機能を有する回転力伝達手段Bを有することを特徴とする。
第1の請求項に記載した発明に拠れば、シャーシ保持手段がシャーシを保持し、シャーシが回転軸保持手段AとモータAを保持し、回転軸保持手段Aが回転軸Aを保持し、回転軸Aがアームを保持し、アームがプロジェクタ及びスクリーンを保持し、かつ回転軸AとモータAとの間に伝達トルク制限機能を有する回転力伝達手段Aを有するため、シャーシ保持手段を例えばベッドのヘッドボードに固定すれば、シャーシは固定され、シャーシが保持する回転軸保持手段Aが回転軸Aを保持し、回転軸Aが保持するアームがプロジェクタ及びスクリーンを保持する。
ここでアームと、アームに保持されたプロジェクタ及びスクリーンが重力によって生成する回転軸A周りのトルクよりも、回転軸伝達手段Aの伝達可能最大トルクが大きく、また回転軸伝達手段Aの伝達可能制限トルクよりもモータAの静止トルクが大きい場合、アームは外部から力を加えなければ静止する。
またプロジェクタ及びスクリーンの位置と回転軸Aの位置を適切に選ぶことにより、アームと、アームに接続されたプロジェクタ及びスクリーンが重力によって生成する回転軸A周りのトルクを0(ゼロ)に近づけることが可能である。
このようにすれば、回転軸伝達手段Aの伝達可能制限トルクも小さくすることができるため、アームに外部から軽微な力を加えればスクリーン及びプロジェクタの位置を回転軸Aの周りに回転することができるようになる。
また、モータAに電流を流すことによっても、スクリーン及びプロジェクタの位置を回転軸Aの周りに回転することができる。
なお、アームが回転してもプロジェクタとスクリーンの相対位置は変化していないため、プロジェクタから投射されたスクリーン上の画像は、アームの位置にかかわらず正常に表示される。
それゆえシャーシを、シャーシ保持手段を経由してベッドのヘッドボードに固定し、かつ回転軸Aの中心軸と視聴者の頭部軸をほぼ等しくしておくことにより、視聴者がわずかな力をアームに加えたり、あるいはモータAに流す電流を制御することで、スクリーンを回転軸Aの周りに回転させたり、停止させたりすることが可能となるため、視聴者にとっては仰臥ばかりでなく左右どちらの横臥に対してもスクリーンを容易に適視位置に置くことが可能となる。
なお特許文献1及び特許文献2と比較して、同文献に述べられているバランサーの役目をプロジェクタが担い、同文献の表示機器の役割をスクリーンが担うことで、表示装置全体の質量が軽くなり、装置の搬送や設置が容易になる効果がある。
また第2の請求項に記載した発明に拠れば、請求項1で述べた特徴に加え、シャーシ保持手段がさらに回転軸Bを保持し、またシャーシがさらに回転軸保持手段BとモータBを保持し、かつ回転軸BとモータBの間に伝達トルク制限機能を有する回転力伝達手段Bを有するため、シャーシ保持手段を例えばベッドのヘッドボードに固定すれば、シャーシはシャーシ保持手段に保持され、かつ回転軸Bを中心に回転をさせることが可能となる。
ここでシャーシ及びシャーシが保持する部品が重力によって生成する回転軸B周りのトルクよりも、回転軸伝達手段Bの伝達可能最大トルクが大きく、また回転軸伝達手段Bの伝達可能制限トルクよりもモータBの静止トルクが大きい場合、シャーシは外部から力を加えられなければ静止する。
さらに回転軸保持手段Bはベアリング等を用い、回転軸Bをほぼ垂直に保つことにより、シャーシ及びシャーシが保持する部品が重力によって生成する回転軸B周りのトルクを0(ゼロ)に近づけることが可能である。
このようにすれば、回転軸伝達手段Bの伝達可能制限トルクも小さくすることができるため、シャーシに外部から力を加えなければ静止し、軽微な力を加えればシャーシが回転し、スクリーンの位置を回転軸Bの周りに回転することができるようになる。
また、モータBに電流を流すことによってもシャーシが回転し、スクリーンの位置を回転軸Bの周りに回転することができる。
この場合も、プロジェクタとスクリーンの相対位置は変化していないため、プロジェクタから投射されたスクリーン上の画像はシャーシの位置にかかわらず正常に表示される。
それゆえ視聴者がわずかな力をシャーシに加えたり、モータBに流す電流を制御することで、スクリーンを回転軸Bの周りに回転させたり、停止させたりすることが可能となるため、視聴者にとっては請求項1の発明に加え、スクリーンをさらに容易に適視位置に置くことができる効果がある。
加えてアームを垂直にし、シャーシを通常仰臥視聴位置から回転軸B周りに90度回転させることにより、視聴者の起床・着床動作を妨げない効果も得られる。
さらに、第3の請求項に記載した発明に拠れば、第1の請求項に記載した発明に加え、シャーシ保持手段がさらに回転軸保持手段BとモータBを保持し、またシャーシがさらに回転軸Bを保持することで、シャーシがシャーシ保持手段に保持されるとともに回転軸B周りに回転可能とし、かつ回転軸BとモータBの間に伝達トルク制限機能を有する回転力伝達手段Bを有するため、第2の請求項に記載した発明と同様に、シャーシ保持手段を例えばベッドのヘッドボードに固定すれば、シャーシはシャーシ保持手段に保持され、かつ回転軸Bを中心に回転をさせることが可能となる。
この発明においても、回転軸保持手段Bはベアリング等を用い、回転軸Bをほぼ垂直に保つことにより、回転軸B周りのトルクを0に近づけることが可能であり、請求項2に記載した発明と同等の効果が得られる。
以下本発明の実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。
第1の実施形態
当該実施形態は請求項1に記載の発明に対応した実施形態であり、図1、図2及び図3は本実施形態における表示装置を説明するための図である。
図1は視聴者10がベッド20上に仰臥し、プロジェクタ30から投射される光がスクリーン40上に形成する画像を視聴している図である。
本実施形態の表示装置100は、シャーシ保持手段80、シャーシ60、回転軸保持手段A61、モータA70、回転軸A54、アーム50、スクリーン40、プロジェクタ30、伝達トルク制限機能を有する回転力伝達手段A90等で構成される。
なお本実施形態にはモータAに駆動電流を流す駆動回路、同駆動回路を制御するためのワイヤードもしくはワイヤレスリモコンなどがあるが、説明の簡略化のために図示していない。
表示装置100においては、シャーシ保持手段80はシャーシ60を保持し、シャーシ60は回転軸保持手段A61とモータA70を保持している。
また回転軸保持手段A61は回転軸A54を保持し、回転軸Aはアーム50をアームのC点52で保持し、アーム50はアームの端部A51でスクリーン40を保持し、アーム端部B53でプロジェクタ30を保持している。
さらに、モータA70と回転軸A54の間には伝達トルク制限機能を有する回転力伝達手段A90がある。
ここでシャーシ保持手段80をベッドのヘッドボード23に取り付けることにより、表示装置100を固定する。
なお、回転軸Aの中心軸と視聴者の頭部軸はできるだけ近接させることが望ましい。
図2はシャーシ近傍を拡大した図である。
ここで伝達トルク制限機能を有する回転力伝達手段A90は回転軸Aプーリ91、モータAプーリ92及びウレタン丸ベルトA93で構成されており、モータAと回転軸Aとの間の伝達トルクがTsを超える場合ウレタン丸ベルトAがスリップし、Ts以上のトルクを伝達しないようになっている。
本実施形態においては、伝達トルク制限機能を有する回転力伝達手段Aにプーリとウレタン丸ベルトを用いたが、本発明はそれに限定するものでなく、例えば回転軸Aに金属ローラを取り付け、モータA回転軸にウレタンローラを取り付け、両ローラを圧接触させ回転力を伝達し、かつ伝達トルク制限機能を持たせる構造なども、本発明に含まれると考えられる。
なお、回転軸保持手段A61は図2においてはコの字状の板金に、回転軸Aの直径よりわずかに大きな直径の丸穴を穿った形状であるが、ベアリングなどを用いることも可能であり、回転軸Aが回転軸保持手段Aに保持され、かつ滑らかに回転する機構であることが望ましい。
このような構成において、スクリーンの質量Ms、スクリーンの重心とC点との距離をLs、プロジェクタの質量Mp、プロジェクタの量心とC点との距離をLp、アームの質量Ma、アームの重心とC点との距離をLaとして、かつアームの重心の位置がC点に対してスクリーン側にあるとすると、アームとプロジェクタとスクリーンのそれぞれが持つC点周りのトルクの合計Ttは
Figure 2008186005
となる。
従って、C点を適度に選択することにより、回転軸A周りのトルクの合計Ttはほぼゼロにすることが可能である。
また、必要であればプロジェクタに軽度なバランサーを付加し、Ttをほぼ0にすることも可能である。
ここで、モータAの静止トルクをTmsとしたとき、
Figure 2008186005
が成り立てば、アームは外部から力を加えられなければ静止する。
またTtをほぼゼロとすれば、Tsも小さくでき、回転軸保持手段Aは回転軸Aを滑らかに回転させつつ保持できることから、アームを非常に軽微な力でシャーシに対して回転させることができる。
従って図3に示すように視聴者が左横臥した場合は、アームに軽く力を加えることで、アームを視聴者から見て左側に適度に傾け、スクリーンを視聴者のほぼ正面に持ってくることが可能となる。
また、図示していないワイヤードもしくはワイヤレスのリモコンを操作することにより、モータAを正回転もしくは逆回転させるための電流を流すことが可能である。
この場合、視聴者がリモコンボタンを操作して、スクリーンを視聴者のほぼ正面に持ってくることも可能となる。
加えて、例えば視聴者が頭部軸の傾きを検出するようなセンサーを装着し、そのセンサーの出力に応じてモータAに電流を流すことにより、自動的にスクリーンを視聴者のほぼ正面に持ってくることも可能となる。
いずれの場合も、プロジェクタ30とスクリーン40との相対位置は変らないため、スクリーン上に投射された映像は不変である。
なおモータAについては本実施形態ではDCギヤードモータを用いているが、これに限定するものではなく、ACモータやステッピングモータなども使用可能である。
さらに、本発明はベッドに付随して使用されるように限定されるものでなく、図9に示したように床用保持手段24を用いて、シャーシ保持手段80を固定すれば、視聴者は床もしくはたたみ21の上の寝具22の上に仰臥もしくは横臥して、本表示装置を利用できることは当然である。
また本実施形態のプロジェクタとしては、例えば2007年1月現在株式会社東芝より発売されているTDP−FF1Aを用いることが可能である。
このプロジェクタは質量が電池込みで740グラムであり、プロジェクタからスクリーンまでの距離を80cmとすると、スクリーンはおおよそ22インチとなる。
さらに本実施形態1の設計例では、回転軸Aからの距離46.7cmに重心がある質量68グラムの22インチのスクリーンと、回転軸Aからの距離7.4cmにある上記質量740グラムのプロジェクタを、回転軸Aからの距離18.5cm(スクリーン側)に重心のある質量294グラムのアームに装着した場合、Ttはおよそ20g・cmとなり、Tsは100g・cmあれば十分で、非常に軽い力で回転が可能となる。
また、モータAに必要とされるトルクも小さく、小型・安価なモータの使用が可能である。
第1の実施形態の効果
本実施形態の表示装置を利用する視聴者は、仰臥した場合はアームを垂直に、左側に横臥した場合はアームを左方向に、また右側に横臥した場合はアームを右方向に軽微な力もしくはリモコンボタンを操作して回転させることが可能である。
またアームの回転軸Aと、視聴者の頭部軸をほぼ一致させれば、常にスクリーンが視聴者の正面に来るように調整することが可能となる。
本実施形態の動作については特許文献1および2に開示されている表示装置と同様であるが、特許文献1および2で必要とされた重量の大きなバランサーが不要であり、かつプロジェクタを用いているため、表示画面サイズが大きいにもかかわらず、特許文献1および2に比べて表示装置の質量を軽減することが可能となり、装置の搬送や設置が容易になる効果がある。
さらに伝達トルク制限機能を有する回転力伝達手段Aの働きにより、アームやスクリーンが視聴者もしくは寝具などに触れた場合、その位置で静止し、視聴者もしくは寝具を傷つけにくい効果もある。
第2の実施形態
当該実施形態は請求項2に記載の発明に対応した実施形態であり、図4、図5、図6及び図7は本実施形態における表示装置を説明するための図である。
図4では視聴者10、がベッド20、プロジェクタ30、スクリーン40、アーム50、回転軸A54、モータA70、回転力伝達手段A90等は第1の実施形態と同じであり説明を省略する。
本実施形態においては、表示装置100は第1の実施形態の構成要素に加え、回転軸B55、回転軸保持手段B62、モータB71及び伝達トルク制限機能を有する回転力伝達手段B94で構成されている。
ここでシャーシ保持手段80が回転軸B55を保持しており、またシャーシ60は図示しない回転軸保持手段B62を保持している。
加えてシャーシ60はモータB71を保持し、回転軸B55とモータB71の間に伝達トルク制限機能を有する回転力伝達手段B94を持っている。
図5は、当該実施形態のシャーシ60近傍を拡大した図である。
ここで、回転力伝達手段B94は回転軸Bプーリ96、モータBプーリ97及びウレタン丸ベルトB98で構成されている。
本実施形態にはモータBに駆動電流を流す駆動回路、同駆動回路を制御するためのワイヤードもしくはワイヤレスリモコンなどがあるが、説明の簡略化のために図示していない。
図6は本実施形態の回転軸B周辺を明示するための分解図である。
ここで回転軸B55は表示装置保持手段80に保持されており、回転軸保持手段B62はベアリングでありシャーシ60の一部であるシャーシ底部63に保持されている。
また回転軸B55はベアリング内に圧入・貫通した後回転軸Bプーリ96が装着されている。
このように構成することで、シャーシ60は回転軸Bとベアリングに支えられ、回転軸B周りに回転することが可能となる。
さらに、モータB71はシャーシ60に保持され、モータBの回転軸にはモータBプーリ97が装着されており、回転軸Bプーリ96とモータBプーリ97の間にはウレタン丸ベルトB98があり、モータBと回転軸Bとの間の伝達トルクがTslを超える場合ウレタン丸ベルトBがスリップし、Tsl以上のトルクを伝達しないようになっている。
従って、たとえば本実施形態の表示装置を、シャーシ保持装置80を用いてヘッドボードに固定したときに回転軸Bをほぼ垂直に保った場合、シャーシ60及びシャーシが保持する部品が重力によって生成する回転軸B55周りのトルクTtlを0に近づけることが可能である。
ここでモータBの静止トルクをTmslとしたとき、
Figure 2008186005
が成り立てば、シャーシ60は外部から力を加えられなければ静止する。
またTtlをほぼゼロとすれば、Tslも小さくでき、シャーシ60を非常に軽微な力でシャーシ保持手段80に対して回転させることができる。
さらに、本表示装置は図示していないワイヤードもしくはワイヤレスのリモコンのボタンを操作することにより、モータBに正回転もしくは逆回転させるための電流を流すことも可能である。
本実施形態においても、モータBに必要とされるトルクも小さく、小型・安価なモータの使用が可能である。
この場合、視聴者がリモコンボタンを操作して、シャーシをシャーシ保持手段に対して回転させることができる。
いずれの場合も、プロジェクタ30とスクリーン40との相対位置は変らないため、スクリーン上に投射された映像は不変である。
第2の実施形態の効果
本実施形態の表示装置を利用する視聴者は、第1の実施形態による効果に加え、シャーシを軽微な力もしくはリモコンボタンの操作により回転することが容易であり、スクリーンを更に見やすい位置に置くことが可能となる効果がある。
また図7に示すように、この表示装置を使用しない場合は、アームを垂直にし、かつシャーシを通常仰臥視聴位置から回転軸B周りに90度回転させることにより、スクリーンを視聴者の起床・着床動作を妨げない位置に置くことも可能となる効果がある。
なお伝達トルク制限機能を有する回転力伝達手段Bの働きにより、アームやスクリーンが視聴者もしくは寝具などに触れた場合、その位置で静止し、視聴者もしくは寝具を傷つけにくい効果もある。
第3の実施形態
当該実施形態は請求項3に記載の発明に対応した実施形態であり、図8は本実施形態における表示装置に用いられる回転軸B周辺を明示するための分解図である
当該実施形態では、表示装置100の構成要素は第2の実施形態と同じであるが、図8に示したようにシャーシ保持手段80が回転軸保持手段B62とモータB71を保持している。
またシャーシ60は、シャーシ底部63が回転軸Bプーリ96を保持しており、回転軸Bプーリに回転軸B55が装着されている。
さらに回転軸保持手段B62はベアリングであり、回転軸B55が圧入されている。
加えてモータB71の回転軸にモータBプーリ97が装着され、回転軸Bプーリ96とモータBプーリ97の間にウレタン丸ベルトB98がかけられ、回転力伝達手段B94を構成している。
従って本実施形態の表示装置を、シャーシ保持装置80を用いてヘッドボードに固定したときに回転軸Bをほぼ垂直に保った場合、第2の実施形態と同様に、数3が成り立てば外部から力を加えなければシャーシは静止する。
またシャーシ60に非常に軽微な力を加えたり、リモコンを操作したりすることによりシャーシ60をシャーシ保持手段80に対して回転させることができる
ゆえに、本実施形態の表示装置は、第2の実施形態と同等の効果が得られる。
第1の実施形態における表示装置の説明図 第1の実施形態におけるシャーシ近傍の拡大図 第1の実施形態において視聴者が左横臥した場合の説明図 第2の実施形態における表示装置の説明図 第2の実施形態におけるシャーシ近傍の拡大図 第2の実施形態の回転軸B周辺を明示するための分解図 第2の実施形態において表示装置を使用しない場合の説明図 第3の実施形態の回転軸B周辺を明示するための分解図 第1の実施形態における床もしくはたたみ上での応用例
符号の説明
10・・・視聴者
20・・・ベッド
21・・・床もしくはたたみ
22・・・寝具
23・・・ヘッドボード
24・・・床用保持手段
30・・・プロジェクタ
40・・・スクリーン
50・・・アーム
51・・・アーム端部A
52・・・アームC点
53・・・アーム端部B
54・・・回転軸A
55・・・回転軸B
60・・・シャーシ
61・・・回転軸保持手段A
62・・・回転軸保持手段B
63・・・シャーシ底部
70・・・モータA
71・・・モータB
80・・・シャーシ保持手段
90・・・回転力伝達手段A
91・・・回転軸Aプーリ
92・・・モータAプーリ
93・・・ウレタン丸ベルトA
94・・・回転力伝達手段B
96・・・回転軸8プーリ
97・・・モータBプーリ
98・・・ウレタン丸ベルトB
100・・・表示装置

Claims (3)

  1. シャーシ保持手段がシャーシを保持し、シャーシが回転軸保持手段AとモータAを保持し、回転軸保持手段Aが回転軸Aを保持し、回転軸Aがアームを保持し、アームがプロジェクタ及びスクリーンを保持し、かつ回転軸AとモータAとの間に伝達トルク制限機能を有する回転力伝達手段Aを有する表示装置
  2. 請求項1において、シャーシ保持手段がさらに回転軸Bを保持し、またシャーシがさらに回転軸保持手段BとモータBを保持することで、シャーシがシャーシ保持手段に保持されるとともに回転軸B周りに回転可能とし、かつ回転軸BとモータBの間に伝達トルク制限機能を有する回転力伝達手段Bを有する表示装置
  3. 請求項1において、シャーシ保持手段がさらに回転軸保持手段BとモータBを保持し、またシャーシがさらに回転軸Bを保持することで、シャーシがシャーシ保持手段に保持されるとともに回転軸B周りに回転可能とし、かつ回転軸BとモータBの間に伝達トルク制限機能を有する回転力伝達手段Bを有する表示装置
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