JP5401338B2 - 投写型映像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、映像表示素子の画像を拡大してスクリーンなどの投写面上に投写して画像表示を行う投写型映像表示装置に係り、スクリーンと装置の投射距離が短い投写型映像表示装置に関する。

映像表示素子の画像を、複数のレンズから構成される投写光学ユニットを介してスクリーン（投写面）上に拡大して表示する投写型映像表示装置は、既に、各種の方式のものが知られ、実用化されている。

この投写型映像表示装置は、映像をスクリーンに光投写して表示をおこなうため、大画面の映像表示に適している。また、映像表示装置とスクリーンをケーブルで接続する必要がないので、映像表示装置の設置自由度が高いという特徴がある。しかし設置自由度が高い反面、投写光の方向を調整する必要があり、一般的には、その調整は、映像表示装置の底部に設けられたネジ式の脚によりおこなわれている。

例えば、特許文献１には、脚部の突出量を段階的に調整する第１の調整手段と脚部の突出量を任意に微調整する第２の調整手段を設けた脚により、装置の傾きや高さを調整する投写型映像表示装置が開示されている。また、特許文献２には、投写レンズの先端に設けられたレンズカバーをプロジェクタの脚およびチルト機構とする技術が開示されている。

特開2006-330757号公報 特開2006-227050号公報

投写型映像表示装置とスクリーンの間の距離（投写距離）が短くなると、スクリーンの前方を表示装置が塞ぐことになるので、投写型映像表示装置の使い勝手が悪くなる問題がある。このため、映像投写光をスクリーンの斜め方向から投写するようにして、スクリーンの前方領域を空ける方法が考えられる。しかし、スクリーンに対する映像投写光の入射角度を大きくすると、スクリーン上の投写映像には台形歪が生じ、この台形歪を解消するために投写型映像表示装置の投写光学ユニットのコストが上昇する問題がある。

本発明の目的は、上記課題を解決し、投写型映像表示装置の投写光学ユニットの大きなコスト上昇のない投写距離の短い投写型映像表示装置を提供することにある。

また、本発明のほかの目的は、投写距離の調整幅の大きな投写型映像表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本願発明の光源からの光束を投影面に投写して映像を表示する投写型映像表示装置は、当該投写型映像表示装置の前方に投写光を投写する直投モードと当該投写型映像表示装置の後方に投写光を投写する反射モードをもち、前記反射モード時に、前記直投モード時の投写光の光路を遮るように配置され、投写光を当該投写型映像表示装置の後方に反射する反射ミラーを備えるとともに、当該投写型映像表示装置は前記反射モード時に後方に傾斜するようにした。

さらに、本願発明の投写型映像表示装置は、前記投写型映像表示装置の底面前部に配置され、所定の脚長に伸張する調整脚を備え、前記調整脚の伸張により当該投写型映像表示装置は後方に傾斜するようにした。

本発明によれば、大きなコスト上昇のない投写距離の短い投写型映像表示装置を提供するとともに、投写距離の調整幅の大きな投写型映像表示装置を提供することができるので、低価格で設置自由度が向上した投写型映像表示装置を提供できる。

実施例１の装置概要を説明する図である。 直投モードの光路を説明する図である。 反射モードの光路を説明する図である。 装置傾きの説明図（９０度反射ミラー）である。 装置傾きの説明図（傾斜反射ミラー）である。 実施例１の収納時の脚部を説明する図である。 実施例１の伸張時の脚部を説明する図である。 実施例１の係止バネ部の拡大図である。 実施例２の収納時の脚部を説明する図である。 実施例２の伸張時の脚部を説明する図である。 実施例２の係止バネ部の拡大図である。 実施例３の直投時の装置概要を説明する図である。 実施例３のミラー収納時の装置概要を説明する図である。 実施例４の装置概要を説明する図である。 実施例４の脚リンク機構のミラー収納時を説明する図である。 実施例４の脚リンク機構のミラー可動時を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例１に説明する投写型映像表示装置の装置概要を説明する図である。投写型映像表示装置1は、投写レンズ2から映像の投写光をスクリーン（図示せず）に投写する。ここで、投写型映像表示装置1の内部の照射光学系ユニットや投射光学系ユニット、光源、制御回路の構成は、いずれの方式であってもよく、特に述べない。

投写型映像表示装置1は、詳細を後述するが、投写レンズ2からの投写光を投写型映像表示装置1の後方に反射する反射ミラー3を備える。

この反射ミラー3は、投写型映像表示装置1の前方に投写光を投写する場合（直投モード）には、投写型映像表示装置1に収納され、投写型映像表示装置1の後方に投写光を投写する場合（反射モード）に、直投モードの光路を遮るように起立して、投写レンズ2からの投写光を反射して投写型映像表示装置1の後方に投写光を投写するようにする。

図１の反射ミラー3は、投写型映像表示装置の前方端部を中心に回動するように構成される。

投写型映像表示装置1の装置前面の底部には、投写光の投写方向を調整する調整脚4が設けられ、投写型映像表示装置1の装置側面には、調整脚4を脚長を調整する脚ロック解除ボタン5が設けられている。この調整脚4の詳細の構成は、実施例１にて詳細に説明する。

つぎに、投写光の光路と投写型映像表示装置1の設置状態の関係について、図２と図３により説明する。先に述べたように、投写型映像表示装置1は、投写型映像表示装置1の前方に投写光を投写する直投モードと、投写型映像表示装置1の後方に投写光を投写する反射モードの２つの投写モードをもっている。図２に直投モードの光路を示し、図３に反射モードの光路を示す。

図２の直投モードにおいては、設置面に水平に置かれた投写型映像表示装置1の投写レンズ2から投写された投写光が、光路6のように拡大投写されて、設置面に垂直に設けられた投影面（スクリーン）7に投影される。図３の直投モードにおいては、設置面に水平に置かれた投写型映像表示装置1の投写レンズ2から投写された投写光が、反射ミラー3に反射して光路6のように拡大投写されて、設置面に垂直に設けられた投影面（スクリーン）7に投影される。このとき、調整脚4が伸張されて、投写型映像表示装置1は傾き角で設置される。

図３にしめす反射モードでは、図２にしめす直投モードに比べて、略投写型映像表示装置1の奥行き寸法分の投写距離（装置とスクリーンの距離）を短くすることができる。反射ミラー3を反射方向に凸面のミラーとすれば、投写角が大きくなるので、さらに写距離を短くすることができる。

つぎに、図４と図５により、投写型映像表示装置1の反射モード時の傾き角と光路の関係について述べる。
図４は、設置面に水平に置かれた投写型映像表示装置1の反射ミラー3を、反射モード時に直角に起立させた場合の光路6を示している。図４において、直投モードでは、投写光は投写型映像表示装置1の水平方向から所定の投写角をもって投写されて、光路6を形成しているとする。この場合には、反射ミラー3を直角に起立させて投写光を反射させると、反射した投写光が投写型映像表示装置1と干渉して、投写型映像表示装置1の後方に配置された投影面（スクリーン）7に投影することができない。

そこで、図５に示すように、反射モード時に投写光が投写型映像表示装置1と干渉しないように、反射ミラー3を直角より大きく起立させると、図５にしめすように光路6が形成されて、投影面（スクリーン）7への投影をおこなうことができる。しかし、この場合には、投影面（スクリーン）7への入射角度が大きくなるため、台形歪が発生し、歪補正が必要となる。

図４や図５では、投写光は投写型映像表示装置1の水平方向から所定の投写角をもって投写されるとしたが、投写光が水平方向からではなく所定の仰角度から投写される場合でも、反射モードでは、投写型映像表示装置1との反射光の干渉を防ぐために、投影面（スクリーン）7への入射角度が直投モードに比べて大きくなるため、さらなる台形歪補正が必要となる。

このように、反射モード時には直投モード時より台形歪量が大きくなるため、投写型映像表示装置1の投写光学系ユニットの共用が困難となる場合がある。このため、本発明では、図３に示したように、投写型映像表示装置1が反射モード時には、投写型映像表示装置1を傾き角の傾きをもつようにして、投影面（スクリーン）7への入射角度を直投モードと同様となるようにした。これにより、投写型映像表示装置1の直投モードと反射モードでの投写光学系ユニットの共用が可能となる。

つぎに、反射モード時に投写型映像表示装置1の傾き角を実現する構成についてより具体的に説明する。
図６と図７と図８は、図１の調整脚4の詳細を説明する図である。調整脚4の機能は、上述のとおりであるので、説明は省略し、その構成について説明する。

調整脚4は、投写型映像表示装置1の底部の設置面に接触する脚部8と、ネジ溝をもつ軸部9と、軸部9の脚部8と反対側の端部を設けられた止めバネ10とから構成され、ケースボス部12にスライド可能に装着されている。軸部9のスライド動作は、ケースボス部12に設けられたネジ係止部11により軸部9のネジ溝と勘合して止められる。ネジ係止部11と軸部9のネジ溝と勘合は脚ロック解除ボタン5の押下により解除され、調整脚4は、脚ロック解除ボタン5の押下により、ケースボス部12をスライドする。

図６は、調整脚4が投写型映像表示装置1の内部に収納された状態をしめす図である。この状態で脚ロック解除ボタン5を押下すると、軸部9とネジ係止部11の勘合が解除され、調整脚4の自重により、調整脚4が投写型映像表示装置1の外部に伸張する。この調整脚4の伸張により、投写型映像表示装置1は傾き角を実現する。

図７は、調整脚4が伸張したときをしめす図であり、調整脚4は、Ｕ字形状の止めバネ10とケースボス部12がぶつかって、調整脚4の自重によるスライドが止まる。このように、脚ロック解除ボタン5の押下により、調整脚4は自重により一気に伸張することができるので、容易に投写型映像表示装置1を傾き角に傾けることができる。

さらに、調整脚4の軸部9にはネジ溝が形成されてネジ係止部11に勘合しているので、軸部9の回転により、調整脚4の伸張の微調整が可能となり、軸部9の傾き角の調整が可能となる。さらに、調整脚4が伸張した図７の状態でも、止めバネ10がＵ字形状としているので、図８にしめすように、止めバネ10のＵ字形状の開放端がケースボス部12の内側に変形して入り込み、調整脚4の伸張の微調整が可能となる。

反射モード時に投射型映像表示装置1の傾き角を実現する構成について、図9、図10により、他の実施例を説明する。図9と図10と図11は、図1の調整脚4の詳細を説明する図である。調整脚4の機能は、上述のとおりであるので、説明は省略し、その構成について説明する。

尚、本実施例は実施例1に対して止めバネ10が違った場合について示すものである。

調整脚4は、投射型映像表示装置1の底部の設置面に接触する脚部8と、ネジ溝をもつ軸部9と、軸部9の脚部8と反対側の端部に設けられた止めバネ10ちから構成され、ケースボス部12にスライド可能に装着されている。軸部9のスライド動作は、ケースボス部12に設けられたネジ係止部11により軸部9のネジ溝と勘合して止められる。ネジ係止部11と軸部9のネジ溝と勘合は脚ロック解除ボタン5の押下により解除され、調整脚4は、脚ロック解除ボタン5の押下により、ケースボス部12をスライドする。

図9は、調整脚4が投射型映像表示装置1の内部に収納された状態を示す図である。この状態で脚ロック解除ボタン5を押下すると、軸部9とネジ係止部11の勘合が解除され、調整脚4の自重により、調整脚4が投射型映像表示装置1の外部に伸張する。この調整脚4の伸張により、投射型映像表示装置1は傾き角を実現する。

図10は、調整脚4が伸張したときをしめす図であり、調整脚4は、止めバネ10とケースボス部12がぶつかって、調整脚4の自重によるスライドが止まる。このように、脚ロック解除ボタン5の押下により、調整脚4は自重により一気に伸張することができる。調整脚4の軸部9にはネジ溝が形成されてネジ係止部11に嵌合しているので、軸部9の回転により、調整脚4の伸張の微調整が可能となっている。このようにして、投射型映像表示装置1の傾き角の調整が可能となる。

つぎに、図11により、調整脚4が伸張した図10の状態で、微調整をおこなう様子を説明する。図11に示すように、止めバネ10は、軸方向に対して垂直方向にＣ字型をしており、軸部9の端部に形成された止めバネ溝に嵌合している。詳しくは、図11の左図にしめすように、止めバネ10は、Ｃ字型の軸部9に軸対称な２点が、軸部9の直径より大きな距離になるように形成され、この止めバネ10の２点とケースボス部12がぶつかって、調整脚4の自重によるスライドが止まる。この止めバネ10の他の部分は、軸部9の直径より小さくして、止めバネ溝に埋没するように嵌合している。

図11の右図に、調整脚4が止めバネ10まで伸張した後、微調整する際の止めバネ10の様子をしめしている。図11の左図に示すように、止めバネ10の大部分は、軸部9の端部に形成された止めバネ溝に埋没しているので、軸部9の回転によるネジ推力は、前記の軸部9の直径より大きな距離になるように形成された止めバネ10の２点に加重される。止めバネ10は、Ｃ字型をしているので、開放端が閉じるように変形して、ケースボス部12の筒内に入り込むことができる。このように、ケースボス12によって止めバネ10が係止されていた部分が内側に変形して入り込むことで、調整脚4の伸張の微調整が可能となる。

このように、実施例1に対しバネの形状に違いがある実施例2でも、実施例1と同じように一旦係止された調整脚4を更に伸張することができることで微調整を行うことができる。特に、実施例2では、止めバネ10が止めバネ溝に埋没するようにしているので、軸部9による耐スラスト力を実施例１より大きくすることができる。

反射モード時に投写型映像表示装置1の傾き角を実現する構成について、図12と図13により、他の実施例を説明する。
実施例２は、実施例１の調整脚4の代わりに反射ミラー3に設けられたチルト脚部13により、投写型映像表示装置1の傾き角を実現する。

図12は、投写型映像表示装置1が直投モードのときの概観をしめす図であり、図13は投写型映像表示装置1が反射モードのときの概観をしめす図である。反射ミラー3には投写型映像表示装置1の傾き角を実現するためのチルト脚部13を設けている。反射ミラー3にチルト脚部13を設けることにより、反射ミラー3の起立に連動して、投写型映像表示装置1を傾けることができるので、投写型映像表示装置1の操作性が向上する。ここで、チルト脚部13の形状は、傾き角を実現するために適宜決定すればよい。

反射モード時に投写型映像表示装置1の傾き角を実現する構成について、図14と図15と図16により、他の実施例を説明する。
実施例３は、実施例２のチルト脚部13に変えて、反射ミラー3の開閉に連動する収納チルト脚14にした。収納チルト脚14は、図14にしめすように、反射ミラー3が起立しているときに、可動して投写型映像表示装置1を傾き角にする。図15は収納チルト脚14の収納時に断面図であり、図16は収納チルト脚14の可動時の断面図である。収納チルト脚14は、図15や図１４にしめすリンク機構により、反射ミラー3の開閉に連動して、収納と可動をおこなう。

１…投写型映像表示装置
２…投写レンズ
３…反射ミラー
４…調整脚
５…脚ロック解除ボタン
６…光路
７…投影面（スクリーン）
８…脚部
９…軸部
１０…止めバネ
１１…ネジ係止部
１２…ケースボス部
１３…チルト脚部
１４…収納チルト脚

Claims (5)

1. 光源からの光束を投影面に投写して映像を表示する投写型映像表示装置において、
   前記投写型映像表示装置は当該投写型映像表示装置の前方に投写光を投写する直投モードと当該投写型映像表示装置の後方に投写光を投写する反射モードをもち、
   前記反射モード時に、前記直投モード時の投写光の光路を遮るように配置され、投写光を当該投写型映像表示装置の後方に反射する反射ミラーを備えるとともに、
   当該投写型映像表示装置は前記反射モード時に後方に傾斜し、更に、
   前記投写型映像表示装置の底面前部に配置され、所定の脚長に伸張する調整脚を備え、
   前記調整脚の伸張により当該投写型映像表示装置は後方に傾斜し、
   前記調整脚はネジ溝をもつ軸部の一方の端部に止めバネを有し、
   前記止めバネは前記軸部のネジ回転により前記軸部のラジアル方向に変形する係止部をもち、
   前記調整脚は前記止めバネの係止部がストッパーとなって当該調整脚の自重によりスライド伸張し、
   前記止めバネの係止部が突き当たった後は、前記軸部のネジ回転により前記係止部が前記軸部のラジアル方向に変形してストッパーが解除され、ネジ回転によりスライド微調整を行う、投写型映像表示装置。
2. 前記止めバネは、Ｕ字形状であって、Ｕ字の脚部が前記調整脚の軸方向に設置され、
   Ｕ字形状の止めバネの開放端部が係止部である、請求項１記載の投写型映像表示装置。
3. 前記止めバネは、Ｃ字形状であって、軸対称の位置の２つの係止点が軸部の直径より大きな距離になるように形成され、前記調整脚の軸周方向に設けられたネジ溝に、前記係止点以外が前記ネジ溝に埋没するように嵌合し、
   Ｃ字形状の前記２点が係止部であって、前記係止点が前記軸部のラジアル方向に変形する際に、Ｃ字の開放端が閉じるように変形する、請求項１記載の投写型映像表示装置。
4. 前記反射ミラーはチルト脚部を有し、
   前記反射モード時に前記反射ミラーが可動して、当該投写型映像表示装置は前記チルト脚部により後方に傾斜する、請求項１記載の投写型映像表示装置。
5. 前記反射モード時に可動して当該投写型映像表示装置を後方に傾斜させ、前記直投モード時には収納される収納チルト脚と、
   前記反射ミラーの可動に連動して前記収納チルト脚を可動するリンク機構と、を備える、請求項１記載の投写型映像表示装置。

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