JP6170164B2 - 投写型映像表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、投写型映像表示装置に関する。
投写型映像表示装置は、大型のプロジェクションテレビに適用されると共に、例えば、以下の特許文献1にも既に知られるように、外部からの映像信号を入力してその映像を拡大してパネルや壁面等に投写するための手段としても広く利用されてきている。更に、近年においては、PC(パーソナルコンピュータ)からの映像信号の表示に留まらず、iPhoneやiPad mini等の携帯端末により得られた映像などを、室内の壁面や机の表面などに簡易に投写するための可搬性も期待されている。そのため、当該装置を、例えば、机上において、その本体を構成する筺体の底面が机表面上に対して平行になるように配置する、所謂、横置き、又は、当該筺体の一の側面を机表面上に平行に配置する、所謂、縦置きなど、様々な形態での配置が可能であることが必要となっている。
また、以下の特許文献2によれば、液晶プロジェクタ本体部を回動自在に支持するための支持部材を備えることにより、投射角度の調整を容易にするプロジェクタ装置も既に知られている。
特開2013−8044号公報 特許第3057778号
しかしながら、特許文献1によれば、特に、縦置きに配置した場合には、その安定性に課題があり、そのため、所望の投射性能を得ることが出来ない事態などが生じる可能性があった。また、特許文献2によれば、その図1には、プロジェクタ本体部を回動自在に支持するための支持部材を備えることが記載されてはいるが、当該支持部材は、上記本体部の底面に装着される構造であるため、当該プロジェクタ装置を搬送する場合には、当該支持部材をも一緒に搬送する必要があり、小型化が強く要求される投写型映像表示装置には不好な構造であった。
そこで、本発明は、上述した従来技術における問題点に鑑みて達成されたものであり、特に、可搬性が要求される投写型映像表示装置であって、その使用状態(例えば、画像表示状況等)に応じて適切にその配置状態を設定可能であり、かつ、実用的にも優れた投写型映像表示装置を提供することをその目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明によれば、請求の範囲に記載の構成を採用するものであり、その一例を挙げるならば、下側ケースと上側ケースからなる筺体の内部に、少なくとも、投写レンズを含む、拡大投写される映像光を出射するための光学系を収納し、前記筺体の上側ケースの一部に、前記光学系から射出される映像光を被表示面に向かって拡大投写する拡大投写手段が、開閉可能に取り付けられ、当該装置は、前記下側ケースの底面又はその一側面により設置可能である投写型映像表示装置であって、前記下側ケースの前記一側面には、スタンド脚が、当該ケースと一体に、かつ、取り出し可能に収納されており、前記スタンド脚は、取り出した状態で、当該装置の前記一側面を底面とした直立配置における設置条件を満たす形態を備える投写型映像表示装置が提供される。
上述した本発明によれば、可搬性を備えた投写型映像表示装置であって、簡単な操作で、使用状況に応じて配置状態を適切に変更可能であり、かつ、実用的にも優れた投写型映像表示装置を提供することが可能となるという優れた効果を発揮する。
反射型の投写型映像表示装置の外観を示す斜視図。 反射型投写型映像表示装置の外観を示す他の角度からの斜視図。 反射型投写型映像表示装置における光学系の一例を示す一部拡大断面図。 反射型投写型映像表示装置の横置きの使用形態を示す断面図。 反射型投写型映像表示装置から一対のスタンド脚を取り出した状態を示す斜視図。 反射型投写型映像表示装置から一対のスタンド脚を取り出して縦置きした状態を示す斜視図。 反射型投写型映像表示装置を縦置きした状態で使用する場合の動作を説明する断面図。 スタンド脚の反射型投写型映像表示装置の本体部への取付構造を説明する一部拡大展開斜視図。 スタンド脚の取付構造の完成後の断面を示す一部拡大断面図。 スタンド脚の取付構造の完成後の機能/動作を説明するための一部拡大平面図。
以下、投写型映像表示装置について、添付の図面を参照しながら、詳細に説明する。なお、ここでは、その一実施形態として、投写すべき映像光を投写光学系の一部を構成する反射ミラーにより拡大投写する、特に、反射型の投写型映像表示装置を中心として説明を行う。
<投写型映像表示装置の全体構成>
まず、図1及び図2は、投写型映像表示装置のそれぞれ異なる角度からの外観を示す斜視図である。これらの図において、当該投写型映像表示装置は、その本体1を、底面と周囲の4側面を一体に形成した、外形が略矩形状の下側ケース2と、その上面に配置されて固定される上側ケース3により構成している。
また、投写型映像表示装置の上面である上側ケース3の略中央部が、所謂、丘陵状に盛り上がって形成されており(凸状部)、その一部、即ち、開閉式ミラーカバー31が、他の部分から切り離されると共に、外側に向かって所定の角度だけ回動可能に取り付けられている。そして、この開閉式ミラーカバー31の内側には、光学系の一部である、凸面形状で回転非対称に形成された反射ミラー(自由曲面ミラー)32が取り付けられる(図2を参照)と共に、上述したカバー部3の凸状部の内部には、主として、ここでは図示しないレンズ光学系が配置されており、投写光を外部に導くための開口部35(図1を参照)が形成されている(図1では、レンズ光学系の最後の一部だけが当該開口部35を介して示されている)。また、上側ケース3の表面には、フォーカス調整用の回転ツマミ33や、各種入力用のプッシュボタンからなるタッチパネル式操作部34などが、それぞれ、取り付けられている。
また、投写型映像表示装置は、その外形略矩形状の下側ケース2の一側面(上記開閉式ミラーカバー31が設けられた側とは反対側の側面)には、投写型映像表示装置の使用形態に対応して設置可能な構造を備えた、本体と一体に形成された一対のスタンド脚5、5が取り付けられている。また、この下側ケース2の他の側面には、商用電源からの交流電力を当該装置に供給する場合など電源ケーブルが差し込まれる電源インレット部6、内部の冷却を行うための空気を外部に吸入・排気するための開口部である吸入・排気口7、更には、ここでは図示しないが、当該投写型映像表示装置により投写表示される映像を外部から入力するための端子板などが取り付けられている。また、下側ケース2の底面にも、図示しないが、冷却空気の吸入・排気口や、当該装置の設置角度を調整するための傾斜調整脚8などが取り付けられている。
加えて、上述した投写型映像表示装置の外形寸法は、その一例として、図1において矢印で示す幅=W、奥行き=D、高さ=Hが、それぞれ、W=265mm、D=200mm、H=70mmに設定されており、所謂、A4サイズに対応する寸法となっている。また、その重量は、装置全体として約1kgに設定されている。即ち、当該投写型映像表示装置は、携帯端末などと共に、鞄やバッグ等に収容して可搬が可能であり、搬送先において、机上に配置して壁面や机の表面などに簡易に設置して、投写することが可能となるように設計されている。
<光学系、その他>
ここで、図3は、上述した光学系の構成の一例を示した断面図である。例えば、ここでは図示しない半導体レーザ等からなる光源からの光を、外部からの映像信号(例えば、携帯端末からの映像信号)に応じて、例えば、DLP(デジタルライトプロセッシング)(登録商標)など、マイクロミラーや反射型液晶パネル(LCOS(登録商標):Liquid crystal on silicon)からなる反射式や、液晶パネル等からなる透過式の光変調装置100により変調する。それによって得られた映像は、TIPプリズム101で合成され、複数のレンズからなる投写レンズ系102を介して反射ミラー32に投写され、その表面で反射されて拡大投写される。なお、投写レンズ系102は、映像の拡大投写に伴う各種の歪、例えば、斜め入射による歪や台形歪などを補正するために必要な、回転対称でない自由曲面形状のレンズ等を含めて、各種のレンズを含んでいる。また、投写レンズ系102は、投写レンズベース103上に移動可能に搭載されており、レンズ調整機構104の働きにより、図の上下方向に投写レンズ系102の一部のレンズ又はレンズ群を移動させることでフォーカス性能の調整が可能となる。
また、この図では、上述した光学系により拡大されて反射ミラー32上に投写され(図中の光線を参照)、その表面で反射されて、例えば、スクリーンや壁面や天井、又は、机やテーブルなどの被投射表面上に投写される。当該映像光の上限光LUと下限光LDは、図中に矢印で示されている。
そして、反射ミラー32として、自由曲面レンズを含む投写レンズ系102からなる光学系を採用することにより、当該装置から映像投写面までの距離が小さくても十分に拡大された映像を投射して表示可能な優れた投写性能を確保している。例えば、当該投写型映像表示装置を、映像投写面にその先端部を当接した状態で配置し、その状態で映像の投写を行った場合、30.5インチ×17.2インチ(対角35インチの画面サイズ16:9)の画面を得ることが出来た。
上記に加え、投写型映像表示装置の筺体である下側ケース2と上側ケース3の内部には、ここでは図示はしないが、例えば、装置の各部に必要な電力を供給するための電源ユニット、発熱を伴う各部の冷却を行うための軸流ファンやシロッコファン等の、所謂、冷却装置、緑色(G)光、赤色(R)光青色(B)光発光用のLED等を含むLED照明ユニット、更には、各部の動作を制御するCPU等を含む制御部、映像処理等を行うプロセッサなどが、適宜、配置されて収納されている。
続いて、投写型映像表示装置の使用形態について、以下に説明する。即ち、当該投写型映像表示装置は、基本的には、(A)平板状の外形を有する装置本体を、机やデーブル、或いは、床の表面に横置きに配置し、それに垂直となる面(例えば、設置したスクリーンや壁面など)に映像を投写する横置きの使用形態、(B)投写型映像表示装置を垂直方向に立てた状態で使用する使用形態であり、装置本体を、机やデーブル、或いは、床の表面に縦置きに配置し、当該机やデーブル、床の表面に映像を投写する縦置きの使用形態で使用される。
<A:横置きの使用形態>
この使用形態では、上記の図1や図2に示したように、装置本体1を、例えば、テーブルTの表面に、その底面を下にして横置きに設置し、開閉式ミラーカバー31を開く。そして、図4にも示すように、当該開閉式ミラーカバー31の内側に取り付けられた反射ミラー32が、映像が投写されるスクリーンSや壁面に対向するように位置を調整する。なお、その際、上述した自由曲面レンズを含む投写レンズ系からなる光学系の採用により、スクリーンSまでの距離が小さくても(例えば、スクリーンSまでの距離d=0〜数十cm)、即ち、スクリーンに隣接して配置されても、十分な大きさの投写映像が得られる。なお、スクリーンSまでの投射距離dの変化により所望のフォーカスが得られなくなる場合には、上述したフォーカス調整用のツマミ33を、適宜、回転することにより、再度、調整すればよい。
加えて、図4からも明らかなように、装置本体1は、傾斜調整脚8の働き(実際には、他の固定脚部8’を含む)により、スクリーンS側に向かって僅かな角度θ(例えば、θ=1.3度)だけ倒れ込んで配置されるように、予め設定されている。なお、これは、上述した反射型の投写型映像表示装置、特に、その投写光学系の設計において設定される条件であり、場合によっては、かかる傾斜角度は伴わなくともよい(即ち、θ=0度)。
<B:縦置きの使用形態>
この使用形態では、上記図2の状態の装置本体1から、下側ケース2の一側面(上記開閉式ミラーカバー31が設けられた側とは反対側)に本体と一体に取り付けた一対のスタンド脚5、5を、それぞれ、所定の方向(図の矢印を参照)に回転することにより取り出し、図5のような状態とする。その後、図6に示すように、取り出した一対のスタンド脚5、5の面を、例えば、机の表面上に当接するように配置することにより、装置本体1を縦置きの形態とする。なお、この図6には、下側ケース2の側面に取り付けられた端子板65の一例が、詳細に示されている。即ち、ここでは、端子板65は、USB端子である「USB A」と「USB A」、コンピュータからの映像信号を入力するためのVGA端子「COMPUTER IN」、HMDI端子を備えている。
図7には、縦置きの使用形態での投写型映像表示装置の側面が示されている。この使用形態では、装置本体1が一対のスタンド脚5、5により保持され、映像を投写するスクリーンS(ここでは、配置場所であるテーブルTの表面と一致)に対して所望の位置関係が確保されていることが分かる。より具体的には、一対のスタンド脚5、5は、各々、一方の端(図7の左側)から他方の端において、徐々にその厚さが減少して、即ち、傾斜して形成されている。これにより、装置本体1は、横置きの使用形態においても、上述したと同様に、映像を投写するスクリーンS(=テーブルTの表面)からの垂線に対し、スクリーンS側に僅かな角度θ(例えば、θ=1.3度)だけ倒れて配置されるようになっている。換言すれば、上述した本体と一体に形成された一対のスタンド脚5、5の働きにより、投写型映像表示装置は、横置きの使用形態だけでなく、縦置きの使用形態をも含めて、常に、その使用状況を応じて適切な条件で設置可能であり、そのための機構等をも備えており、もって、実用的にも優れた投写型映像表示装置を提供できる。
即ち、上述した投写型映像表示装置では、装置の一部に形成された上述の一対のスタンド脚5、5の働きにより、横置きの使用形態だけでなく、縦置きの使用形態をも含め、装置を、映像の被投写面に対して僅かな角度θだけ傾斜して配置することを可能とし、これにより、装置の優れた映像投写表示性能を確保している(例えば、当該傾斜角度θが維持できない場合には、スクリーン等の被投写面に投写される画面が台形状に歪んでしまう等の問題が生じる)。そのため、当該一対のスタンド脚5、5を取り出して使用する場合は、容易、かつ、確実に、所定の方向(図7を参照)に所望の角度(例えば、90度)だけ移動させる機構などが必要となる。
そこで、以下には、投写型映像表示装置における、上記一対のスタンド脚5、5のより具体的な構造について、更に、添付の図8〜図10を参照しながら、詳細に説明する。
<スタンド脚の取り付け構造>
まず、図8は、上述した一対のスタンド脚5、5、特に、その一方の、上記下側ケース2の側面への取り付け構造を示している。スタンド脚5は、例えば、樹脂等の射出成型により形成され、下側ケース2の側面に適合する外観形状を有すると共に、厚み方向において上述した所望の傾斜角度(θ)を備えた脚本体部51と、当該脚本体部の下側ケース2の側面への当接面の一部に形成された、二重円筒状の外形を備えた突起部52と、当該本体部の外側の面に取り付けられるワッシャ付ナット53と、意匠シート54(具体的には、ワッシャ付ナットを隠す為の一方の面に接着材が塗布されたシート状部材)などを備えている。
上述したスタンド脚5は、その脚本体部51の突起部52が、下側ケース2の高さ方向の略中央部(=H/2)に形成した貫通穴21を介して、下側ケースの内部に達するように挿入される。なお、その際、スタンド脚5と下側ケース2との接触面の摩擦抵抗等を低減するための部材として、例えば、摺動シート55等を介在させることが好ましい。
一方、下側ケース2の内部には、ブロック状の摺動ストッパ/ロック部品56が配置されている。この摺動ストッパ/ロック部品56の中央部には、上述したスタンド脚5側の突起部52が挿入される開口部や、以下にも説明するラチェット機構等が、一体に形成されている。そして、当該摺動ストッパ/ロック部品56は、ワッシャ57、ウェーブワッシャ(ワッシャばね)58、更には、他のワッシャ59(このワッシャはスタンド脚5に追従して回転する)を介して、貫通するネジ60により、上述した脚本体部51に対して取り付けられ、具体的には、上述したワッシャ付ナット53に螺合される。
上述した構成からなるスタンド脚の取り付け構造の完成後の断面を、図9に示す。また、図10は、スタンド脚の取り付け構造の完成後における機能/動作を説明するため、特に、上記脚本体部51の一部から伸びた突起部52と、当該突起部52がその中央に形成した開口部に挿入される摺動ストッパ/ロック部品56を中心として示した一部拡大図である。
特に、図10から明らかなように、上記脚本体部51の一部から伸びた円筒状の突起部52の外周には、凸部521と、一対の半円状の凹部522、522とが形成されている。他方、当該突起部52が挿入される摺動ストッパ/ロック部品56は、その矩形形状の本体の中央部に円盤状の部材を備えており、そして、当該円盤状部材の略中央部には、上記脚本体部51の円筒状の突起部52が円周方向に摺動可能に挿入される開口部561が形成されている。なお、この開口部561は、突起部52の凸部521が所定の角度(本例では、0度〜90度)の範囲内で回動可能とするため、所定の角度(本例では、90度)で広がる扇形の開口となっている。また、円盤状部材は、上記の開口と共に、更に、所定の角度(本例では、0度と90度)において突起部52(即ち、スタンド脚5)を安定的に保持するための、所謂、ラチェット機構562を備えている。
即ち、上述したワッシャばねによる緩み止め機構やラチェット機構を含んだスタンド脚の取り付け構造によれば、スタンド脚を別体とした場合のような不具合(例えば、搬送忘れによる利用不能)はなく、また、投写型映像表示装置の一部に形成された一対のスタンド脚5、5を取り出す際にも、その取り出す方向を間違えることなく、かつ、例えば、上述したラチェット機構によるクリック音により、最適な位置への設定を確認することにより、所望の取り出し角度(即ち、90度)において、安定的に固定することが容易に可能となる。
また、上記の例では、貫通するネジ60が内側から取り付けられる構造となっているが、当該ネジを外側に配置することも可能であり、その場合には、装置の筺体を開けずに、保守や故障部品の交換が可能となる。また、その際、上述した他のワッシャ59に加えて、ここでは図示しないが、更に、蓋部品が必要であり、当該蓋部品は、脚やネジが外れた状態でもワッシャ類の部品を保持すると共に、破損時をも含め、部品が装置の内部に散乱しないように保持する機能をも有する。また、脚部は、ユーザの用途に応じて、適宜、その着脱が選択可能な構造とすることも可能であろう。
<スタンド脚の長さなど>
加えて、投写型映像表示装置の一部に形成された上記一対のスタンド脚5、5は、例えば、装置の重心位置を中心に均等(5:5)になるように設計することも考えられるが、本例では、上記図7にも示すように、取り出した際に装置の前後に延びる長さがそれぞれ異なるように設定されている。即ち、縦置きの使用形態をも含め、装置の映像投写表示性能を確保することを目的として、映像の被投写面に対して僅かな角度θだけ傾斜して配置することを可能とするため、一対のスタンド脚5、5の各々の厚み方向に傾斜角度(θ)を持たせると共に、本実施例では、装置配置時の安定性を確保するため、装置本体が傾く側とは反対側(図の左側)に延びるスタンド脚5の長さ(L1)に比較して、装置本体が傾く側に延びるスタンド脚5の長さ(L2)がより長くなるように設定されている(L1<L2)。また、特に、映像の被投写面側に延びるスタンド脚5の長さ(L2)は、映像の被投写面Sにまでは達しない範囲で、適宜、設定することが出来る(即ち、投写映像を乱すことなく優れた映像投写表示性能の確保することが出来る)。
なお、より具体的には、本例では、一例として、L1:L2=5:7とした例を示したが、本発明は、これに限定されることなく、例えば、傾斜角度(θ)に応じて、適宜、設定することが考えられる。
また、上述して本例の構造では、投写型映像表示装置の一側面に一体に取り付けられる上一対のスタンド脚5の長さ(L=L1+L2)としては、その取り付け位置や構造を考慮すると(特に、収納時に、スタンド脚が飛び出さない)、上記図1に示した装置の幅Wの半分(=W/2)程度とすることを最大とし、他方、その高さ=Hを最小として、適宜、設定することが可能であること(即ち、H<L<W/2)は、当業者であれば明らかであろう。しかしながら、これに限定されることなく、例えば、上記一対のスタンド脚5を装置の一側面に沿って、互いに配列に配置する構造では、装置の幅を最大とすることも可能であろう。又は、伸縮自在な構成とし、収納時には、L=L1+L2、使用時には、延長して使用するようにしてもよい。
<その他>
当該投写型映像表示装置では、上述したスタンド脚等に加え、特に、USB端子、VGA端子、HMDI端子など、当該装置の外部(例えば、PC、又は、iPhoneやiPad mini等の携帯端末)からの映像信号を入力するための端子を備えた端子板65が、更には、電源ケーブルが差し込まれる電源インレット部6が、本体1を形成する下側ケース2の側面に取り付けられている。
そのため、実際の使用の際には、複数のケーブルが投写型映像表示装置の側面に接続された状態となる。特に、一対のスタンド脚5、5を取り出して装置本体1を机の上に立てた状態で使用する「縦置きの使用形態」においては、これらのケーブルに操作者の指が引っ掛かる等の場合には、上記の電源インレット部6や端子板65に力が掛かり、そのため、投写型映像表示装置が移動したり(投写画像が乱れる)、或いは、転倒してしまう(投写画像が消える)などの不都合が考えられる。
そこで、本実施形態では、上記の図6や図7にも示したように、それら端子板65や電源インレット部6は、特に、「縦置きの使用形態」において、装置の下方の位置に取り付けられている。即ち、端子板65や電源インレット部6は、一対のスタンド脚5、5を取り出して装置本体1を立てた状態で使用する場合には、当該取り出したスタンド脚5、5に近接した位置に来るように配置されている。
本実施例によれば、簡単な操作により、使用状況に応じて配置状態を適切に変更可能で、かつ、実用的にも優れた投写型映像表示装置が提供される。
なお、本発明は、上述した実施の形態にのみ限定されるものではなく、様々な変形例が含まれることは明らかであろう。例えば、上記した実施例は、本発明を分かりやすく説明するために、詳細を説明したものであり、本発明は、必ずしも、説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の構成を加えることも可能である。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
1…本体(筺体)、2…下側ケース、3…上側ケース、31…開閉式ミラーカバー、32…反射ミラー(自由曲面ミラー)、35…開口部、5、5…スタンド脚、6…電源インレット部、65…端子板、102…投写レンズ系、56…摺動ストッパ/ロック部品、562…ラチェット機構、58…ウェーブワッシャ(緩み止め機構)、S…スクリーン、T…テーブル。

Claims (7)

  1. 下側ケースと上側ケースからなる筺体の内部に、少なくとも、投写レンズを含む、拡大投写される映像光を出射するための光学系を収納し、前記筺体の上側ケースの一部に、前記光学系から射出される映像光を被表示面に向かって拡大投写する拡大投写手段が、開閉可能に取り付けられた投写型映像表示装置であって、当該装置は、前記下側ケースの底面又はその一側面により設置可能であるものにおいて、
    前記下側ケースの前記一側面には、スタンド脚が、当該ケースと一体に、かつ、取り出し可能に収納されており、
    前記スタンド脚は、取り出した状態で、当該装置の前記一側面を底面とした直立配置可能な形態を備えるものであって、
    前記スタンド脚は、予め設定された傾斜角を備えて形成された一対の面を有する外形矩形の板状部材によって形成され、前記下側ケースの前記一側面に、回動可能に取り付けられていることを特徴とする投写型映像表示装置。
  2. 請求項1に記載した投写型映像表示装置において、前記スタンド脚は、最大で、投写型映像表示装置の幅=Wに等しく、最小で、投写型映像表示装置の高さ=Hに等しい長さを有することを特徴とする投写型映像表示装置。
  3. 請求項2に記載した投写型映像表示装置において、前記スタンド脚は一対で設けられており、各スタンド脚は、最大で、投写型映像表示装置の幅の半分=W/2に等しく、最小で、投写型映像表示装置の高さ=Hに等しい長さを有することを特徴とする投写型映像表示装置。
  4. 請求項3に記載した投写型映像表示装置において、前記スタンド脚は、取り出した状態で、前記装置の前記一側面から前記被表示面に向かって延びる部分と、その反対側に向かって延びる部分とが、前記装置の重心位置からの長さ(L 、L )において異なっていることを特徴とする投写型映像表示装置。
  5. 請求項4に記載した投写型映像表示装置において、前記スタンド脚の前記装置の前記一側面から前記被表示面に向かって延びる部分の長さ(L )は、当該装置を縦置きした状態で、前記一側面から前記映像光が拡大投写される前記被表示面が始まる部分に到るまでの距離よりも、短く設定されていることを特徴とする投写型映像表示装置。
  6. 請求項3に記載した投写型映像表示装置において、前記スタンド脚は、ラチェット機構を介して前記装置の前記一側面に取り付けられていることを特徴とする投写型映像表示装置。
  7. 請求項4に記載した投写型映像表示装置において、前記スタンド脚は、緩み止め機構を介して前記装置の前記一側面に取り付けられていることを特徴とする投写型映像表示装置。
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