JP2010139611A - Projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像を投影する投影装置に関するものである。 The present invention relates to a projection apparatus that projects an image.
装置の設置面に画像を投影することができる画像投影装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、特許文献1に記載の画像投影装置においては、画像の投影サイズを変更するには、投影画像を反射させるミラーの角度や当該ミラーを支持するヒンジの高さの調整を行う必要があり、また、装置内に収容された光学系のフォーカス調整を行う必要があるため操作が煩雑であった。 By the way, in the image projection device described in Patent Document 1, in order to change the projection size of the image, it is necessary to adjust the angle of the mirror that reflects the projection image and the height of the hinge that supports the mirror, Further, since it is necessary to adjust the focus of the optical system housed in the apparatus, the operation is complicated.
本発明の課題は、独立したフォーカス調整等を必要とせず、容易な操作で投影画像のサイズを変更することのできる投影装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a projection apparatus that can change the size of a projection image with an easy operation without requiring independent focus adjustment or the like.
本発明の投影装置は、投影窓を備える筐体上部と、前記筐体上部の下方に配置された筐体下部と、前記筐体上部を上下方向に移動させる移動機構と、前記筐体上部及び前記筐体下部内に収容され、前記投影窓を介して画像を投影する投影ユニットと、前記筐体上部が移動した場合に、前記投影ユニットが備える光学系を構成する光学部材の少なくとも一部を前記光学系の光軸方向に移動させてフォーカス調整を行うフォーカス調整機構とを備えることを特徴とする。 The projection apparatus according to the present invention includes an upper part of a casing provided with a projection window, a lower part of the casing disposed below the upper part of the casing, a moving mechanism that moves the upper part of the casing in the vertical direction, A projection unit that is accommodated in the lower part of the casing and projects an image through the projection window, and at least a part of an optical member that constitutes an optical system included in the projection unit when the upper part of the casing moves. And a focus adjustment mechanism that adjusts the focus by moving the optical system in the optical axis direction.
本発明の投影装置によれば、独立したフォーカス調整等を必要とせず、容易な操作で投影画像のサイズを変更することができる。 According to the projection apparatus of the present invention, the size of the projection image can be changed with an easy operation without requiring independent focus adjustment or the like.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係る投影装置について説明する。図1は、この実施の形態に係る投影装置としてのプロジェクタ2により画像の投影を行っている状態を示す斜視図である。図1に示すように、プロジェクタ2は、投影画像Pを投影面Gに対して投影する投影窓8を前面に備える筐体上部4と、この筐体上部4の下方に配置され、筐体上部4を支持する筐体下部6とを備えている。また、筐体上部4の上面には、プロジェクタ2の機能設定等を行う操作部10が設けられている。また、筐体上部4及び筐体下部6内には、投影窓8を介して投影画像Pを投影する投影ユニット20(図3参照)が収容されている。なお、図1に示す状態は、筐体上部4が最下方に位置することにより、投影窓8が最下方に位置している状態である。この状態においては、投影面Gに対して投影窓8がもっとも接近しているため、投影面G上に投影される投影画像Pのサイズは最小になる。
Hereinafter, a projection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a state in which an image is projected by a
図2は、この実施の形態に係るプロジェクタ2によって投影画像Pのサイズ変更を行っている状態を示す図である。図2に示すように、プロジェクタ2の筐体上部4は、筐体下部6に対して、図2の矢印で示す上下方向、即ち、投影面Gに対して垂直な方向に自由にスライド移動できるように取り付けられている。筐体上部4が上方へスライド移動すると、投影窓8の位置が上方へ移動するため、投影窓8から投射される投影画像Pの投射位置が高くなる。このようにして画像の投射位置を高くすることにより、投影面G上に結像される投影画像Pのサイズを拡大させることができる。また、筐体上部4を下方へスライド移動させた場合には、投影窓8の位置を下方へ移動させて画像の投射位置を低くすることができるため、投影面G上に結像される投影画像Pのサイズを縮小させることができる。
FIG. 2 is a diagram showing a state in which the size of the projection image P is being changed by the
ここで、投射位置が移動したことによって投影画像Pのサイズが変更された場合には、投影画像Pのフォーカス位置も変更されるため、鮮明な画像を結像させるためには、投影ユニット20内に収容された光学系のフォーカス調整を行う必要が生じる。この実施の形態に係るプロジェクタ2においては、後述するフォーカス調整機構により、筐体上部4の移動と連動して投影画像Pのフォーカス調整が実行される。
Here, when the size of the projection image P is changed due to the movement of the projection position, the focus position of the projection image P is also changed. Therefore, in order to form a clear image, in the
次に図面を参照して、この実施の形態に係る投影装置の投影ユニットについて説明する。図3は、この実施の形態に係るプロジェクタ2が備える投影ユニット20の内部の構成を示す断面図である。なお、図3は、投影ユニット20を前方、即ちプロジェクタ2の前面側から見た断面図である。また、説明のためにプロジェクタ2の筐体上部4及び筐体下部6も図示している。なお、筐体上部4は、図1に示すような最下方に位置している状態にある。
Next, a projection unit of the projection apparatus according to this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a sectional view showing an internal configuration of the
図3に示すように、投影ユニット20は、筐体上部4内に固定して設けられたユニット筐体21を備えている。このユニット筐体21の内部には、投影ユニット20を構成する部材として、LED22、集光レンズ24、PBS(偏光ビームスプリッタ)26、ノーマリブラックタイプのLCOS(反射型液晶素子)28、投影レンズ30及びミラー32が配置されている。なお、集光レンズ24、PBS26及び投影レンズ30が、投影ユニット20の投影光学系を構成する。
As shown in FIG. 3, the
LED22から射出された投影光は、集光レンズ24によって平行光に変換された後にPBS26に入射し、入射光の進行方向に対して45°の角度で設けられた偏光分離膜26aに入射する。入射した投影光のうち、S偏光のみが偏光分離膜26aによって反射され、PBS26の下面から下方に向かって射出された後に、PBS26の下方に設置された画像表示部としてのLCOS28に入射する。一方、偏光分離膜26aを透過したP偏光は、黒色処理等の無反射処理が施されたPBS26の側面に入射して吸収される。
The projection light emitted from the
LCOS28に入射した光は、LCOS28により反射され、PBS26に再度入射する。ここで、LCOS28を構成する図示しない液晶層は、電圧が印加されると入射光に対して位相板として機能する。従って、LCOS28から射出する光のうち、液晶層により電圧が印加された画素領域を透過した光はS偏光からP偏光に変換される。一方、LCOS28から射出する光のうち、液晶層により電圧が印加されていない画素領域を透過した光はS偏光のまま進行する。
The light incident on the LCOS 28 is reflected by the LCOS 28 and enters the PBS 26 again. Here, a liquid crystal layer (not shown) constituting the
LCOS28から射出してPBS26に再度入射した光のうち、LCOS28の電圧が印加された画素領域を透過したP偏光のみが偏光分離膜26aを透過し、S偏光と分離される。当該P偏光は、PBS26から上方へ向かって射出された後に、投影用光学像を投影するための投影レンズ30、及び投影レンズ30から射出された光学像の投影方向を偏向させるためのミラー32を介して投影ユニット20から射出され、プロジェクタ2の筐体上部4の前面に設けられた投影窓8からプロジェクタ2の前方へ投射される。なお、ミラー32は、投影面Gに結像される投影画像Pに対して台形補正を施すことができるように、所定の曲率を有する曲面ミラーから構成されている。
Of the light emitted from the
また、筐体下部6の下方には、ユニット筐体21内のLED22等に電力を供給する電源44が設けられている。このような重量物を下方に配置することで、載置面としての投影面G上に、プロジェクタ2を安定して載置することができる。
A
次に、図3及び図4を用いて、この実施の形態に係るフォーカス調整機構(以下、単に調整機構という)及び筐体上部の移動機構(以下、単に移動機構という)について説明する。なお、上述のように、図3は、筐体上部4が最下方に位置しているときの状態を示している。また、図4は、投影ユニット20を前方から見た断面図であり、筐体上部4が最上方に位置しているときの状態を示している。
Next, a focus adjustment mechanism (hereinafter simply referred to as an adjustment mechanism) and a movement mechanism (hereinafter simply referred to as a movement mechanism) according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. Note that, as described above, FIG. 3 shows a state where the housing
投影ユニット20の投影レンズ30は、レンズ室34内に設置されており、このレンズ室34の一方の側面には、上下方向に伸びるレンズ室ラック36が設置されている。この、レンズ室ラック36には、筐体上部4に対して回動自在に設置された調整ピニオン38が係合している。従って、調整ピニオン38が回動すると、レンズ室ラック36を介して、レンズ室34が上下方向、即ち投影ユニット20の光学系の光軸方向に移動される。なお、レンズ室ラック36と調整ピニオン38とが調整機構を構成している。
The
また、筐体上部4には、調整ピニオン38と係合する筐体移動ピニオン40が、筐体上部4に対して回動自在に設けられている。この筐体移動ピニオン40は、筐体下部6の一方の側面の内側に設置された筐体移動ラック42に対して係合している。ここで、例えば、プロジェクタ2の使用者が、投影画像Pのサイズを最大まで拡大すべく、筐体上部4を図4に示す最上方までスライド移動させると、筐体移動ピニオン40は、図4における時計回り(以下、回動方向はすべて同様に定義する)に回動しながら筐体移動ラック42上を最上方まで移動する。ここで、筐体上部4は、筐体移動ピニオン40が有する歯の一つが、筐体移動ラック42の最上方に位置する凹部に対して係合することによって、当該位置において固定される。なお、筐体移動ピニオン40と筐体移動ラック42とが筐体上部4の移動機構を構成している。また、筐体上部4を安定してスライド移動させるべくスライドレール等を設けてもよいし、スライド移動後の筐体上部4を確実に移動位置に固定させるべく他の固定手段等を設けてもよい。
The housing
ここで、この実施の形態に係るプロジェクタ2においては、筐体上部4の上方への移動による投影画像Pの拡大処理に連動して、拡大された投影画像Pのフォーカス調整が行われる。筐体上部4のスライド移動に伴って、筐体移動ピニオン40が時計回りに回動すると、筐体移動ピニオン40に係合している調整ピニオン38が反時計回りに回動する。回動する調整ピニオン38は、係合しているレンズ室ラック36を介してレンズ室34を所定の距離だけ下方へ移動させて、レンズ室34内に設置された投影レンズ30を、拡大された投影画像Pのフォーカスを最適化する位置に配置する。即ち、調整ピニオン38が、レンズ室34内の投影レンズ30を、投影ユニット20が備える光学系の光軸方向に所定の距離だけ移動させることによって、投影画像Pのフォーカス調整が実行される。なお、当該所定の距離は、調整ピニオン38及び筐体移動ピニオン40の直径やギア比に基づいて予め設定された距離である。
Here, in the
なお、図4に示すような、筐体上部4が最上方まで移動された場合だけでなく、筐体上部4が段階的に移動された場合にも、プロジェクタ2が備える移動機構及び調整機構によって投影画像Pのフォーカス調整が行われる。即ち、例えば、プロジェクタ2の使用者が、筐体上部4を、最下方に位置する状態から1段階だけ上方へ移動させた場合には、筐体移動ラック42の最下方の凹部に係合している筐体移動ピニオン40は、所定の角度だけ時計回りに回動して当該凹部の一つ上の凹部に係合する。このとき、筐体移動ピニオン40の回動に応じて、調整ピニオン38が所定の角度だけ反時計回りに回動し、レンズ室ラック36を介してレンズ室34を所定の距離だけ下方へ移動させる。このようにしてレンズ室34が移動されることにより、レンズ室34内の投影レンズ30が、拡大された投影画像Pのフォーカスを最適化する位置に配置される。
As shown in FIG. 4, not only when the housing
以上のように、筐体上部4の移動操作に応じて、筐体移動ピニオン40の歯が、筐体移動ラック42の各凹部に係合することにより、筐体上部4の上下方向への段階的なスライド移動に基づく投影画像Pの段階的なサイズ調整が実現すると共に、投影画像Pの各サイズにおけるフォーカス調整が可能となる。
As described above, the teeth of the
なお、このようにして段階的に変更される投影画像Pのサイズは、JIS規格等によって定められたサイズであることが望ましい。即ち、例えば、筐体上部4が、図1に示す最下方の位置にある場合には、投影面G上に投影される投影画像PのサイズはA6サイズであり、筐体上部4が上方へ段階的に移動される毎に、投影画像PのサイズがB6、A5、B5、A4サイズへと段階的に変更されるのが好ましい。なお、このようにして画像サイズが段階的に変更される場合にも、調整ピニオン38や筐体移動ピニオン40の直径やギア比を適切に設定することによって、各サイズにおける投影画像Pのフォーカス調整を的確に行うことができる。
Note that the size of the projection image P that is changed in stages in this way is preferably a size determined by the JIS standard or the like. That is, for example, when the housing
この実施の形態に係るプロジェクタ2によれば、筐体上部を上下方向に段階的に移動させると、投影される画像のサイズが段階的に変更されると共に、各サイズにおけるフォーカス調整がサイズ変更と連動して行われる。従って、フォーカス調整のための個別の操作を必要としないため、容易な操作で投影画像のサイズを変更することができる。
According to the
次に、図面を参照して本発明の実施の形態に係る第2の投影装置について説明する。図5は、この実施の形態に係るプロジェクタ102が備える投影ユニット120の内部の構成を示す断面図である。なお、図5は、投影ユニット120を前方、即ちプロジェクタ102の前面側から見た断面図である。また、説明のためにプロジェクタ102の筐体上部104及び筐体下部106も図示している。また、投影ユニット120内に配置された光学部材や、フォーカス調整機構及び筐体上部104を上下方向へスライド移動させる移動機構は、第1の実施の形態に係るプロジェクタ2の投影ユニット20が備えるものと同一であるため、同一の構成については説明を省略すると共に同一の符号を用いている。
Next, a second projection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the internal configuration of the
プロジェクタ102は、投影画像Pを投影面G上に投影する投影窓(不図示)を前面に備える筐体上部104と、この筐体上部104の下方に配置され、筐体上部104を支持する筐体下部106とを備えている。筐体上部104と筐体下部106とによって形成される空間内には、投影画像Pを投影する投影ユニット120が設けられている。この投影ユニット120は、筐体上部104に対して固定されたユニット筐体上部121と、筐体下部106に対して固定されたユニット筐体下部122とから構成されている。ユニット筐体上部121には、投影ユニット120を構成する投影レンズ30及びミラー32が配置されており、ユニット筐体下部122には、投影ユニット120を構成するLED22、集光レンズ24、PBS26及びLCOS28が配置されている。従って、筐体上部104が上下方向、即ち投影面に対して垂直な方向へ移動すると、筐体上部4に固定されたユニット筐体上部121のみが同方向へ移動する。なお、ユニット筐体上部121は下方に十分に長く、ユニット筐体下部122は上方に十分に長いため、ユニット筐体上部121が図5に示す状態から上方へ移動した場合であっても投影ユニット120内を進行する投影光が外部へ洩れることはない。
The
プロジェクタ102の使用者が筐体上部104を上下にスライド移動させると、上述のプロジェクタ2における筐体上部4が移動した場合と同様に、筐体上部104の前面に設けられた投影窓の位置が上下に移動することにより、投影面G上に投影される投影画像Pのサイズが変更される。このとき、筐体上部104と共に移動するのはユニット筐体上部121だけであるので、筐体上部104のスライド操作の負荷が軽減される。なお、上述のプロジェクタ2における移動機構と同様に、筐体上部104は、筐体下部106の一方の側面の内側に設けられた筐体移動ラック42及び筐体上部104に対して回動自在に設置された筐体移動ピニオン40によって、段階的に移動されると共に、移動した位置において固定される。また、筐体上部104に対して回動自在に設けられた調整ピニオン38及びレンズ室34の一方の側面に設けられたレンズ室ラック36によって、サイズ変更された投影画像Pのフォーカス調整が行われる。
When the user of the
この実施の形態に係るプロジェクタ102によれば、筐体上部を移動させる場合には、投影ユニットの一部のみが移動するので、筐体上部の重量が減少し、使用者による操作の負荷が軽減される。また、筐体上部が軽量化されると共に、投影ユニットのPBSやLCOSなどの重量物が筐体下部に設置されるため、プロジェクタ2を載置面上に安定して載置することができる。
According to the
次に、図面を参照してこの実施の形態に係る他の調整機構について説明する。図6は、この実施の形態に係る他の調整機構の外観を示す斜視図である。なお、当該調整機構は、レンズ室34の移動手段としてカム軸とカムを備えている点で上述の調整機構とは異なるが、この点以外は上述の調整機構が備える構成と同様の構成を備えている。従って、この実施の形態に係る他の調整機構の説明においては、上述の実施の形態と同様の構成については説明を省略すると共に、同一の符号を用いている。また、図6においては、説明のために筐体移動ピニオン40を図示すると共に、レンズ室34を点線で図示している。
Next, another adjusting mechanism according to this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a perspective view showing the appearance of another adjustment mechanism according to this embodiment. The adjustment mechanism is different from the above-described adjustment mechanism in that it includes a cam shaft and a cam as the moving means of the
筐体移動ピニオン40に係合された調整ピニオン50の中心には、カム軸52の一端が挿通されている。このカム軸52は、他端にカム54を有しており、調整ピニオン50の回動に同期して回動することによってカム54を回動させる。カム54は、カム軸52が設置された面の反対側の面に突出軸56を有しており、この突出軸56は、投影レンズ室34の一側面に設けられ、高さ(幅)が突出軸56の直径と略同一に形成された係合溝58に係合している。
One end of the
上述のように、プロジェクタ2の使用者によって筐体上部4が上方へ移動されて筐体移動ピニオン40が時計回りに回動すると、調整ピニオン50が反時計回りに回動してカム軸52を同方向に回動させる。回動したカム軸52によって、カム54がカム軸52を中心として反時計回りに回動すると、カム54に突設された突出軸56が、係合溝58の下面を押してレンズ室34を下方へ移動させる。このようにしてレンズ室34が下方へ移動されることにより、筐体上部4を上方へ移動させることによってサイズが拡大された投影画像Pのフォーカス調整が行われる。
As described above, when the casing
また、使用者によって筐体上部4が下方へ移動された場合には、筐体移動ピニオン40が反時計回りに回動することによって、カム54がカム軸52を中心として時計回りに回動するため、突出軸56が、係合溝58の上面を押してレンズ室34を上方へ移動させる。このようにしてレンズ室34が上方へ移動されることにより、サイズが縮小された投影画像Pのフォーカス調整も行われる。
When the
なお、レンズ室34の上下方向への移動を安定させるためにスライドレール等を適宜設けてもよい。また、カム軸52やカム54等に替えて、例えば、レバーやリンク機構を用いて、筐体上部の移動に連動してレンズ室を所定の位置まで移動させる機構を構成してもよい。
A slide rail or the like may be provided as appropriate in order to stabilize the movement of the
次に、図面を参照してこの実施の形態に係る第3のプロジェクタについて説明する。図7は、この実施の形態に係る第3のプロジェクタが備える調整機構及び移動機構の構成を示す部分断面図である。なお、この実施の形態に係るプロジェクタ202は、上述のプロジェクタ2が備えるものとは異なる構成の調整機構と移動機構とを備えているが、この点以外はプロジェクタ2が備える構成と同様の構成を備えている。従って、この実施の形態に係るプロジェクタ202の説明においては、上述の実施の形態と同様の構成については説明を省略すると共に、同一の符号を用いている。
Next, a third projector according to this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the adjusting mechanism and the moving mechanism provided in the third projector according to this embodiment. The
図7に示すように、プロジェクタ202は、投影画像Pを投影面G上に投影する投影窓(不図示)を前面に備える筐体上部204と、この筐体上部204の下方に配置され、筐体上部204を支持する筐体下部206とを備えている。筐体上部204の内部には、投影画像Pを投影する投影ユニット20のユニット筐体21が設置されており、また、筐体下部206の一方の側面の内側には、複数の凹部を有する係合部60が設置されている。筐体上部204の一方の側面には、係合部60の各凹部に係合する係合爪62が突設されており、筐体204が上下方向へ移動された場合には、係合爪62が係合部60の凹部に係合することによって、筐体上部204が段階的に移動されると共に、移動後の位置において固定される。
As shown in FIG. 7, the
係合爪62には検出部64が接続されており、係合爪62が係合している係合部60の凹部の位置が検出される。検出された位置情報は、検出部64に接続された制御部66に対して出力される。制御部66は、受信した位置情報に基づいて、モータ68を駆動してアーム70の長さを変更し、レンズ室34を所定の位置まで移動させる。
A detecting portion 64 is connected to the engaging
使用者が、投影画像Pのサイズを変更するべく筐体上部204を所望の位置(高さ)まで移動させると、係合爪62が係合する係合部60の凹部の位置が検出されることによって、筐体上部204の位置が検出される。従って、制御部66は、検出された位置情報に基づいて、モータ68を駆動してレンズ室34を所定の位置まで移動させることにより、サイズ変更が行われた投影画像Pのフォーカスを最適化することができる。
When the user moves the housing
以上により、この実施の形態に係るプロジェクタ202によれば、筐体上部の位置を検出し、投影レンズ室を所定の位置までモータで移動させることにより、サイズ変更が行われた投影画像のフォーカス調整を電気的に制御して、高精度な調整を行うことができる。
As described above, according to the
2,102,202…プロジェクタ、4,104,204…筐体上部、6,106,206…筐体下部、8…投影窓、20,120…投影ユニット、21…ユニット筐体、30…投影レンズ、34…レンズ室、36…レンズ室ラック、38,50…調整ピニオン、40…筐体移動ピニオン、42…筐体移動ラック、52…カム軸、54…カム、62…係合爪、64…検出部、66…制御部、68…モータ、121…ユニット筐体上部、122…ユニット筐体下部、G…投影面、P…投影画像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2,102,202 ... Projector, 4,104,204 ... Upper part of housing | casing, 6,106,206 ... Lower part of housing | casing, 8 ... Projection window, 20,120 ... Projection unit, 21 ... Unit housing | casing, 30 ...
Claims (4)
前記筐体上部の下方に配置された筐体下部と、
前記筐体上部を上下方向に移動させる移動機構と、
前記筐体上部及び前記筐体下部内に収容され、前記投影窓を介して画像を投影する投影ユニットと、
前記筐体上部が移動した場合に、前記投影ユニットが備える光学系を構成する光学部材の少なくとも一部を前記光学系の光軸方向に移動させてフォーカス調整を行うフォーカス調整機構とを備えることを特徴とする投影装置。 An upper part of the housing with a projection window;
A housing lower part disposed below the upper part of the housing;
A moving mechanism for moving the upper part of the housing in the vertical direction;
A projection unit that is housed in the housing upper part and the housing lower part and projects an image through the projection window;
A focus adjustment mechanism that performs focus adjustment by moving at least a part of an optical member constituting an optical system included in the projection unit in the optical axis direction of the optical system when the upper part of the housing moves. Projection device characterized.
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JP5332574B2 (en) | 2013-11-06 |
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