JP5407418B2 - 映像投射装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源からの光を変調して作り出された映像光を被投射面に投射する映像投射装置（画像表示装置、プロジェクタ等の概念を含む）に関し、詳しくは、被投射面（スクリーン）の近傍に配置して使用する近接投射型の映像投射装置に関する。

パソコンを用いたミーティングやホームシアター用のツールとして、プロジェクタの普及が急速に進んでいる。最近ではノートパソコンと共に携帯に便利な小型プロジェクタも開発されてきており、外出先でのプレゼンテーションやミーティングも効果的に行えるようになってきている。小型であるため、設置場所を選ばずにいつでもどこでも表示情報を多数人で見ることができる利点を有している。
この種の近接投射型の小型プロジェクタでは、光源や投射光学系等の構成要素を筐体内に収容してコンパクト性と可搬性（携帯性、持ち運び性）が図られている。

例えば、特許文献１には、図５に示すように、箱型の筐体１００内において反射ミラー１０１を光軸１０２の下方に出っ張るように配置し、映像光をスクリーン１０３に投射するフロントプロジェクションタイプのプロジェクタが記載されている。
特許文献２には、反射ミラーを含むミラー機構部をプロジェクタ本体の外部に回動可能に設け、非使用時にはミラー機構部をプロジェクタ本体に重ねるように折り畳んで全体形状の嵩張りを少なくしてコンパクト性、可搬性を得る構成が記載されている。

上述の近接投射型の小型プロジェクタでは、その利用態様を考えると、持ち運び易さ、取扱い性、省スペース化等の観点から筐体の外形サイズは小さければ小さいほどよい。
しかしながら、特許文献１記載の発明のように、反射ミラーを箱型の筐体内に完全に収納した状態で固定する方式では、図５に示すように、レンズ群の下方に無駄なスペースが生じて筐体の高さＴをより小さくしてコンパクト化を推進することはできない。
また、特許文献２記載の発明等のように、ミラー機構部をプロジェクタ本体の外部に設ける方式では、非使用時のコンパクト化、可搬性の向上は図れるものの、不慮の力が作用してミラー機構が回動し、ミラーに機械的なダメージが生じたり、回動機構の隙間を介して塵埃が侵入してミラー面が汚れる等の懸念がある。

本発明は、非使用時の更なる小型・軽量化を実現できるとともに、反射ミラーの保護性を高めることができる映像投射装置の提供を、その目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、光源と、該光源からの光を変調して映像光を作り出す映像表示素子と、該映像表示素子からの映像を拡大投影する光学系とを箱型の筐体内に収納してなる映像投射装置において、前記光学系は、レンズ群と、映像の投射方向を変調するための反射面が非球面である反射ミラー部材とを有し、前記反射ミラー部材は移動可能に構成され、装置の使用時には前記筐体外へ突出した使用位置に設定され、装置の非使用時には前記筐体内に収納可能であり、前記筐体は、該筐体の一部を開閉可能であり開位置へ移動することにより前記レンズ群から前記反射ミラー部材への光線の通過空間を形成する可動カバーを有し、該可動カバーが開位置へ移動し、且つ、前記反射ミラー部材が前記使用位置へ移動することにより、使用可能な状態となることを特徴とする。

請求項２記載の発明では、請求項１に記載の映像投射装置において、前記可動カバーの移動量は、装置の使用時において、前記筐体内で反射された映像投射光を前記筐体外へ投射できる開口部を形成可能な移動量であることを特徴とする。
請求項３記載の発明では、請求項１又は２に記載の映像投射装置において、前記反射ミラー部材が前記筐体内に収納され、且つ、前記可動カバーが閉位置にある装置の非使用時には、前記筐体の前記可動カバーを有する側面は略密閉され且つ略平坦な面となることを特徴とする。

請求項４記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１つに記載の映像投射装置において、前記可動カバーと前記反射ミラー部材は連動可能に接続され、前記反射ミラー部材は、前記可動カバーの開位置への移動に伴って前記筐体外に突出し、前記可動カバーの閉位置への移動に伴って前記筐体内に収納されることを特徴とする。
請求項５記載の発明では、請求項１〜４のいずれか１つに記載の映像投射装置において、前記可動カバーの動きは、装置本体の電源スイッチと連携しており、前記可動カバーの開位置にて電源スイッチがオンされ、前記可動カバーの開位置からの退避移動によりオフされることを特徴とする。

請求項６記載の発明では、請求項４に記載の映像投射装置において、前記可動カバーを駆動する駆動手段を有し、装置本体の電源スイッチオンにより前記可動カバーが開位置に移動するとともに前記反射ミラー部材が前記筐体外に突出し、オフにより前記可動カバーが閉位置に移動するとともに前記反射ミラー部材が前記筐体内に収納されることを特徴とする。
請求項７記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１つに記載の映像投射装置において、前記反射ミラー部材が前記筐体外に突出した使用状態において、前記反射ミラー部材に収納方向の外力が加えられたときは、前記反射ミラー部材だけが前記筐体内へ退避移動し、前記可動カバーの移動は伴わないことを特徴とする。

本発明によれば、非使用時の更なる小型・軽量化を実現できるとともに、反射ミラー等の光学系の保護性を高めることができる。

本発明の一実施形態に係る映像投射装置の非使用状態での要部概略断面図である。 使用状態での要部概略断面図である。 非使用状態での要部詳細断面図である。 使用状態での要部詳細断面図である。 従来のプロジェクタの一例を示す概要構成図である。

以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１は本実施形態に係る映像投射装置としてのプロジェクタの要部縦断面図である。プロジェクタ１は、全体として直方体状の箱型形状を有する筐体２を備えており、筐体２内には図示しない光源と、該光源からの光を変調して映像光を作り出す図示しない映像表示素子と、該映像表示素子からの映像を拡大投影する光学系３とが収納されている。
光学系３は、レンズ群（レンズユニット）４と、映像の投射方向を変調するための反射面が非球面である反射ミラーを有する反射ミラー部材５と、反射面が平面である反射ミラー６とから構成されている。符号７は光軸を示している。

筐体２の上面２−１には、開口８が形成されており、開口８はその上面に設けられた、図中左右方向（矢印Ｍ方向）にスライド可能な可動カバー９により開閉可能となっている。可動カバー９は上面２−１に形成された段差部を移動し、その先端が段差面２−１ａに当接した位置が可動カバー９の開位置である。図１では可動カバー９は開口８を塞ぐ閉位置に位置している。
反射ミラー部材５は、筐体２の両側板間に支持された軸１０と、該軸１０を介して回動自在に支持された取付部材１１と、該取付部材１１の内面に固定された反射ミラー１２とから構成されている。
筐体２の上面の一部を形成し、反射ミラー部材５の外方を覆う面は、反射ミラー部材５と共に回動するミラーカバー２−２としてなる。
可動カバー９が開口８を覆っている状態でミラーカバー２−２の先端は可動カバー９の端面に当接又は近接した状態となっており、これにより筐体２の上面全体は略密閉されている。図１は、反射ミラー部材５が筐体２内に収納されたプロジェクタ１の非使用状態を示している。

プロジェクタ１を使用する場合には、図２に示すように、可動カバー９を図中左側に移動（スライド）させて開位置に設定する。可動カバー９を開放する動作に連動して反射ミラー部材５が上方に回動して筐体２の外方に突出し、規定の光学位置（使用位置）に設定される。連動機構については後述する。
可動カバー９を移動させると、レンズ群４から反射ミラー１２への光線の通過空間が形成される。可動カバー９の移動量（スライド量）は、筐体２内で反射された映像投射光（単に「映像光」ともいう）を筐体２の外へ投射できる開口部を反射ミラー部材５との間で形成可能な移動量である。
レンズ群４を通過した映像光は非球面反射ミラーである反射ミラー１２、次に反射ミラー６と反射され、ａ−ｂ−ｃ、ａ’−ｂ’−ｃ’の経路で機器外に投射され、スクリーン１５に至る。
図２から明らかなように、プロジェクタ１の使用時には反射ミラー部材５が筐体２の外方に突出するため、外形上の嵩張りが生じる。

図３及び図４に基づいて、可動カバー９と反射ミラー部材５との連動機構（図１、２では省略）を詳細に説明する。
図３は、プロジェクタ１の非使用時の略図である。連動機構１６は、筐体２の一側面に支持されたピン１７（Ｂ点）を介して回動自在に支持されたミラーレバー１８と、軸１０（Ａ点）を中心に回動する取付部材１１に設けられミラーレバー１８の突縁１８ａに当接・係合するピン１９（Ｅ点）と、取付部材１１を筐体２の外方に突出する方向に付勢するミラーバネ２０と、ピン１７と同様に筐体２の一側面に支持されたピン２１を介して回動自在に支持されたカバーレバー２２と、可動カバー９に設けられカバーレバー２２の先端部２２ａに当接・係合するピン２３（Ｄ点）と、カバーレバー２２を可動カバー９が閉じる方向に付勢するカバーレバーバネ２４と、ミラーレバー１８に設けられたピン２５（Ｇ点）とカバーレバー２２に設けられたピン２６（Ｆ点）とを介してミラーレバー１８とカバーレバー２２とを連結する中継レバー２７等から構成されている。
筐体２内には、プロジェクタ１の電源をＯＮ、ＯＦＦするスイッチＳＷが設けられており、スイッチＳＷはカバーレバー２２に形成された凸部２２ｂ（Ｈ点）がスイッチ端子ＳＷ−１を押圧することにより作動（ＯＮ）する。

この非使用状態において、開口８を含む筐体２の上記開口部を開閉する可動カバー９、ミラーカバー２−２は閉じられており、この状態においては反射ミラー１２（図示を省略）は、ミラーレバー１８の規制によりＥ点で規制された取付部材１１とともに本体内に収納された状態になっている。
この筐体２の略密閉された状態により、反射ミラー６、１２、レンズ群４、その他機構部は外部の塵埃等から遮蔽されている。

次にプロジェクタ１の使用時の動作を図４により説明する。
使用者が可動カバー９を開位置にスライドさせると、連動機構１６を介して反射ミラー部材５が筐体２の外方へ突出し、使用位置に設定される。すなわち、可動カバー９のスライド動作により自動的に映像光を筐体２の外へ投射できる開口部が形成される。
可動カバー９の左方向への作動（スライド）はＤ点にて係合し時計回り方向に付勢されたカバーレバー２２をＣ点を中心として反時計回り方向に回転させ、そのカバーレバー２２上にＦ点で回転可能に取り付けられた中継レバー２７を介し、Ｇ点にて回転可能に取り付けられたミラーレバー１８をＢ点を中心に反時計回り方向に回転させる。
反時計回り方向に回るミラーレバー１８とＥ点で係合した取付部材１１はＡ点で軸支されミラーバネ２０により時計回り方向に付勢されており、ミラーレバー１８の反時計回り方向の回転により時計回り方向に回転し、反射ミラー１２（反射ミラー部材５）の突出を行う。
図示しないが、反射ミラー１２の開放側ストップ位置（使用位置での規制）は取付部材１１と本体（筐体）側の位置関係で決める構造になっている。

可動カバー９が開位置に設定されると、その凸部２２ｂがスイッチ端子ＳＷ−１を押圧し、プロジェクタ１の電源がＯＮとなる。
かかる状態で図示しない操作パネルを操作することにより、プロジェクタ１の使用が可能となる。
使用が終了して可動カバー９を閉位置に戻すと、連動機構１６の上記と逆の動作により反射ミラー部材５が自動的に収納方向に移動し、図３に示す非使用状態となり、プロジェクタ１の電源も自動的にＯＦＦとなる。

本実施形態では、反射ミラー部材５を使用時のみ筐体外方へ突出させ、非使用時には折り畳んだ状態で筐体内に完全に収納する構成としたので、図５で示した、反射ミラーを使用状態のまま筐体内に収納する特許文献１等の従来技術に比べて、反射ミラーが筐体内で出っ張ることによる無駄なスペースを排除することができる。
これにより、筐体２の高さ（図５におけるＴ）を一層小さくすることができ、非使用時におけるコンパクト化、持ち運びやすさ、取扱い性等の向上を図ることができる。特許文献１等のように光軸が筐体の上方に位置することによる設置不安定さも解消することができる。
また、小型・軽量化を維持しながら筐体２の外側面全てを平坦面（直方体状）とすることができるので、可搬性、バッグ等への収納性を一段と高めることができる。
また、非使用時には反射ミラー部材５を筐体２内に完全に収納した状態で筐体２の略密閉性を確保できるので、特許文献２等の外部設置方式に比べて反射ミラー等の光学系の保護性を一層高めることができる。
可動カバー９の操作のみで反射ミラー部材５を自動開閉するとともに、電源のＯＮ・ＯＦＦを行う構成としたので、特許文献２等のように外部に設けられた大きな部材であるミラー機構部を操作するのに比べて操作性を向上させることができる。

上記実施形態では、可動カバー９を手動で操作することにより反射ミラー部材５を自動的に開閉するとともに、プロジェクタ１の電源を自動的にＯＮ・ＯＦＦする構成としたが、これに限定される趣旨ではない。
例えば、使用者がプロジェクタ１を使用することについての何らかの意思表示（操作パネルのキーの押下）をした時に、図示しない駆動原（小型モータ等）により可動カバー９が自動的に開位置、閉位置に設定されるようにしてもよい。この場合のキーは電源ＯＮ・ＯＦＦキーとしてもよい。
上述した可動カバー９の移動に基づく電源のＯＮ・ＯＦＦ方式では、カバーレバー２２の回転を利用して機械的に行う構成としたが、可動カバー９の開位置への変位を光学的に検知してＯＮ・ＯＦＦするようにしてもよい。

可動カバー９は筐体２の外面に沿ってスライドさせる構成としたが、上下方向に回動させる構成（自動又は手動）としてもよい。
可動カバー９はフレキシブル性を持たせて筐体２の周方向に移動させるようにしてもよい。この場合、反射ミラー部材５の開閉は手動で行うようにしてもよい。
上記実施形態では、筐体２の外面の一部をなすミラーカバー２−２を反射ミラー部材５と共に回動させる構成としたが、反射ミラー部材５がミラーカバー２−２を兼ねる構成としてもよい。この場合、取付部材１１と反射ミラー１２を別々の部材とせずに一体構造とし、一体構造体の内面にミラー面を形成するようにしてもよい。
上記した連動機構１６を設けずに、可動カバー９と反射ミラー部材５を個々に開閉する構成としてもよい。このようにすれば、プロジェクタ１の使用中に反射ミラー部材５に対して収納する方向に不意に外力が作用した場合でも、自動的に電源がＯＦＦして映像投射が終了する不具合を回避することができる。
また、上記実施形態ではプロジェクタ１を卓上等の平面上に置いて使用する使用形態を例示したが、垂直壁面又は天井面に磁力等により仮止めして使用することもできる。

２ 筐体
３ 光学系
４ レンズ群
５ 反射ミラー部材
９ 可動カバー
１２ 反射ミラー
ＳＷ 電源スイッチ

特開２００６−２３５５１６号公報 特開２００６−２５９２５２号公報 特開２００８−１３４３５０号公報

Claims (7)

1. 光源と、該光源からの光を変調して映像光を作り出す映像表示素子と、該映像表示素子からの映像を拡大投影する光学系とを箱型の筐体内に収納してなる映像投射装置において、
   前記光学系は、レンズ群と、映像の投射方向を変調するための反射面が非球面である反射ミラー部材とを有し、前記反射ミラー部材は移動可能に構成され、装置の使用時には前記筐体外へ突出した使用位置に設定され、装置の非使用時には前記筐体内に収納可能であり、
   前記筐体は、該筐体の一部を開閉可能であり開位置へ移動することにより前記レンズ群から前記反射ミラー部材への光線の通過空間を形成する可動カバーを有し、該可動カバーが開位置へ移動し、且つ、前記反射ミラー部材が前記使用位置へ移動することにより、使用可能な状態となることを特徴とする映像投射装置。
2. 請求項１に記載の映像投射装置において、
   前記可動カバーの移動量は、装置の使用時において、前記筐体内で反射された映像投射光を前記筐体外へ投射できる開口部を形成可能な移動量であることを特徴とする映像投射装置。
3. 請求項１又は２に記載の映像投射装置において、
   前記反射ミラー部材が前記筐体内に収納され、且つ、前記可動カバーが閉位置にある装置の非使用時には、前記筐体の前記可動カバーを有する側面は略密閉され且つ略平坦な面となることを特徴とする映像投射装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の映像投射装置において、
   前記可動カバーと前記反射ミラー部材は連動可能に接続され、前記反射ミラー部材は、前記可動カバーの開位置への移動に伴って前記筐体外に突出し、前記可動カバーの閉位置への移動に伴って前記筐体内に収納されることを特徴とする映像投射装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の映像投射装置において、
   前記可動カバーの動きは、装置本体の電源スイッチと連携しており、前記可動カバーの開位置にて電源スイッチがオンされ、前記可動カバーの開位置からの退避移動によりオフされることを特徴とする映像投射装置。
6. 請求項４に記載の映像投射装置において、
   前記可動カバーを駆動する駆動手段を有し、装置本体の電源スイッチオンにより前記可動カバーが開位置に移動するとともに前記反射ミラー部材が前記筐体外に突出し、オフにより前記可動カバーが閉位置に移動するとともに前記反射ミラー部材が前記筐体内に収納されることを特徴とする映像投射装置。
7. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の映像投射装置において、
   前記反射ミラー部材が前記筐体外に突出した使用状態において、前記反射ミラー部材に収納方向の外力が加えられたときは、前記反射ミラー部材だけが前記筐体内へ退避移動し、前記可動カバーの移動は伴わないことを特徴とする映像投射装置。

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