JP2012155203A - 映像投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学系の広角化を図ることが可能な映像撮影装置を提供する。
【解決手段】レンズユニット４と反射面が非球面である反射ミラー５とを有する光学系により投射光をスクリーン７に投影する投影部を筐体２内に収容してなる映像投影装置において、筐体２はレンズの光軸に対して略平行に延びる天面部と両側面部とにかけて略コの字状に開口し投射光を外部に投射するための開口部２ａと、開口部２ａをカバーする位置と投射光を遮らないように該開口部２ａを開口させる位置との間で移動可能な可動カバー８とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、少なくともレンズと反射面が非球面である反射ミラー部材とを有する光学系により投射光を被投射面に投影する投影部を筐体内に収容してなる映像投影装置に関するものである。

近年、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、スクリーン等の被投射面に向けて投射光を投影する投影部を箱形の筐体内に収容しコンパクト性と可搬性が図られた小型プロジェクタ等の至近投射型映像投影装置の普及が進んでいる。例えば、特許文献１には、投影部を構成する反射ミラーを、装置の使用時には筐体外へ突出した位置に移動させ、非使用時には筐体内に収容させることで、非使用時の更なる小型化、反射ミラーの保護を図ったプロジェクタが記載されている。

上述した至近投射型映像投影装置においては、投影部を構成する反射ミラー等の光学系の広角化が進んでいる。被投射面がワイド対応となり左右方向に広がる傾向があり、また、より近くから投射光を投射することが要求されているからである。しかしながら、特許文献１に記載されるプロジェクタにおいては、投射光の光路を形成するための空間を形成する開口部が筐体の天面部のみに形成されていると考えられる。そのため、光学系がより広角化されると(例えば特許文献１記載の図２中奥行き方向に投射光が広がると)、投射光の光路が筐体の側面部に遮られてしまう虞がある。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、より光学系の広角化を図ることが可能な映像撮影装置を提供することである。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、少なくともレンズと反射面が非球面である反射ミラー部材とを有する光学系により投射光を被投射面に投影する投影部を筐体内に収容してなる映像投影装置において、上記筐体はレンズの光軸に対して略平行に延びる天面部と両側面部とにかけて略コの字状に開口し投射光を外部に投射するための開口部と、該開口部をカバーする位置と投射光を遮らないように該開口部を開口させる位置との間で移動可能な可動カバー部材とを有することを特徴とするものである。
請求項２の発明は、請求項１の映像投影装置において、上記可動カバー部材は、上記反射ミラー部材を覆う形状で上記レンズの光軸と略直交する方向に延びる回転軸を中心に回転移動することを特徴とするものである。
請求項３の発明は、請求項１の映像投影装置において、上記可動カバー部材は、上記レンズの光軸と略平行方向に直線移動することを特徴とするものである。
請求項４の発明は、請求項１の映像投影装置において、上記可動カバー部材は、上記反射ミラー部材を覆う形状で上記レンズの光軸と略直交する方向に延びる回転軸を中心に回転移動するミラーカバー部材と、該ミラーカバー部材に連動して該レンズの光軸と略平行方向に直線移動する側面カバー部材とから構成されることを特徴とするものである。
請求項５の発明は、請求項２、３又は４の映像投影装置において、上記反射ミラー部材は、上記可動カバー部材に連動しながら付勢部材によって開く方向に付勢されて回転移動し、その移動の最終時で該付勢部材による付勢力から外れることを特徴とするものである。
請求項６の発明は、請求項２又は４の映像投影装置において、上記反射ミラー部材は、上記可動カバー部材又は上記ミラーカバー部材と同一方向に回転移動可能で、該反射ミラー部材の移動量を規制するストッパー部材と、該ストッパー部材の規制位置の調整を行うストッパー調整機構を備えることを特徴とするものである。
請求項７の発明は、請求項６の映像投影装置において、上記反射ミラー部材は付勢部材によって開く方向に常時付勢され、その開く方向の移動は上記可動カバー部材又は上記ミラーカバー部材によって規制されていることを特徴とするものである。
請求項８の発明は、請求項２、３又は４の映像投影装置において、上記反射ミラー部材又は上記ミラーカバー部材は、開く方向の移動の最終時に受ける衝撃を弱めるダンパー機能部材を備えることを特徴とするものである。
本発明において、光学系から投射される投射光は、映像投影装置の筐体の天面部と側面部とにかけて略コの字状に形成された開口部から外部に投射される。そのため、光学系が広角化されても、筐体の天面部のみに開口部が設けられている場合に比べ投射光が筐体の側面部によって遮られることを抑制することが可能である。

本発明によれば、より光学系の広角化を図ることが可能な映像撮影装置を提供することができるという優れた効果がある。

本実施形態に係るプロジェクタの要部構成を説明する斜視図。 第一の実施形態に係るプロジェクタの外観構成を説明する斜視図。 （ａ）は非使用時における第一の実施形態に係るプロジェクタの構成を示す側面図、（ｂ）は使用時における第一の実施形態に係るプロジェクタの構成を示す側面図。 （ａ）は非使用時における第二の実施形態に係るプロジェクタの構成を示す側面図、（ｂ）は使用時における第二の実施形態に係るプロジェクタの構成を示す側面図。 （ａ）は非使用時における第三の実施形態に係るプロジェクタの構成を示す側面図、（ｂ）は使用時における第三の実施形態に係るプロジェクタの構成を示す側面図。 （ａ）は非使用時における第三の実施形態に係るプロジェクタの構成を示す上面図、（ｂ）は使用時における第三の実施形態に係るプロジェクタの構成を示す上面図。 第三の実施形態に係るプロジェクタにおいて、投射光線軌跡を説明する概略構成図。

以下、本発明が適用される映像投影装置としてのプロジェクタの実施形態について説明する。まず、第一の実施形態に係るプロジェクタの構成について説明する。図１は、本実施形態に係るプロジェクタの要部構成を説明する斜視図である。図２は、第一の実施形態に係るプロジェクタの外観構成を説明する斜視図である。図３（ａ）は非使用時における第一の実施形態に係るプロジェクタの構成を示す側面図、図３（ｂ）は使用時における第一の実施形態に係るプロジェクタの構成を示す側面図である。このプロジェクタ１は、図１乃至図３に示すように、全体として略直方体状の箱形状を有する筐体２を備えており、筐体２内には光源と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３と、映像表示素子３からの映像を拡大投影する光学系とが収納されている。この光学系は、複数のレンズからなるレンズユニット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第一反射ミラー５と、反射面が平面である第二反射ミラー６とから構成されている。

そして、このプロジェクタ１の筐体２は、図１に示すように、上記レンズユニット４の光軸が被投影面であるスクリーン７に対して略直交する方向となるように設置される。そして、この筐体２のスクリーン７に対向する端部とは反対側の端部には、レンズユニット４の光軸と略水平方向となる天面部と両側面部とにかけて略コの字状に形成される開口部２ａが形成される。この開口部２ａからは第一反射ミラー５や第二反射ミラー６が臨める。また、この開口部２ａは、図２乃至図３に示すように、筐体２の両側面板間に支持された回転軸を中心に回転移動可能な可動カバー部材たるカバー８によって開閉可能となっている。カバー８は、カバー８を所定の位置（閉口位置）に係止する図示しない係止レバーや、カバー８を常時筐体２から突出させる（開く）方向に付勢する図示しないバネ部材を備えている。また、このカバー８の内側には第一反射ミラー５が配設されている。第一反射ミラー５は、筐体２の両側面板間に支持された回転軸を中心にカバー８の移動に連動して回転移動可能に構成されている。そして第一反射ミラー５は、カバー８と同様に第一反射ミラー５を筐体２から突出させる（開く）方向に付勢するバネ部材を備えている。

このように構成されるプロジェクタ１において、装置の非使用時（反射ミラー収容時）には、図３（ａ）に示すように、上記カバー８は係止レバーによって所定の位置に係止され、カバー８が筐体２の開口部２ａをカバーして略密閉状態とし、筐体２内への外部からの粉塵等の進入を阻止している。一方、装置の使用時には、図３（ｂ）に示すように、カバー８は、使用者の操作により係止レバーが解除され、バネ部材からの付勢力を受けて回転軸を中心に所定の回転角度（使用位置）まで回転移動して筐体２の外方に突出する。このカバー８の回転移動に連動して、第一反射ミラー５もカバー８による規制を受けながら、回転軸を中心に所定の回転角度（スクリーンに映像を投射反射出来うる位置）まで回転移動して筐体２の外方に突出する。これにより、レンズユニット４から第一反射ミラー５への光線の通過空間が形成される。第一反射ミラー５の回転角度は、図示しないストッパー部材及びストッパー調整機構によって調整され、移動の最終部でバネ部材による付勢力から外される構成となっている。また、これらカバー８や第一反射ミラー５には、回転移動時（開く方向）の最終時に働く衝撃を弱めるためのダンパー機能部材を備えていることが好ましい。ここで、カバー８の回転角度は、第一反射ミラー５の回転角度よりも大きく設定され、装置使用時における第一反射ミラー５の反射光線の軌跡より逃げていなければならない。特に、第一反射ミラー５後の投射光線軌跡が広角になる場合には、カバー８は、第一反射ミラー５の保護以上に大きいスペースを覆うことになる。

そして、第一反射ミラー５が所定の回転角度まで移動した後、映像表示素子３により投射された投射光（映像光）は、レンズユニット４を通過し、第一反射ミラー５、次に第二反射ミラー６で反射されて開口部２ａから装置外に投射されスクリーン７に至る。ここで、筐体２に形成される開口部２ａの光軸方向の長さ及び光軸方向と直交する方向の長さ（深さ）は、プロジェクタ１の使用時において投射光を遮らないように決められているため、投射光が筐体２による干渉を受けることがない。図１には、筐体２の側面部に影響する代表的な投射光の軌跡（特に、スクリーンの下に至る投射光の軌跡）を一点鎖線で示している。

次に、第二の実施形態に係るプロジェクタの構成について説明する。図４（ａ）は非使用時における第二の実施形態に係るプロジェクタの構成を示す側面図、図４（ｂ）は使用時における第二の実施形態に係るプロジェクタの構成を示す側面図である。なお、第一の実施形態に係るプロジェクタにおける構成部材と同一部材には図中同一符号を付し説明を省略する。

図４に示すように、このプロジェクタ１０の筐体１１の端部には、レンズユニット４の光軸と略水平方向となる天面部と両側面部とにかけて略コの字状に形成される開口部１１ａが形成される。この開口部１１ａからは第一反射ミラー５及び第二反射ミラー６が臨める。また、この開口部１１ａは、図４に示すように、レンズユニット４の光軸に略平行にスライド可能な可動カバー部材たるカバー１２によって開閉可能になっている。第一反射ミラー５は、カバー１２のスライドに連動して筐体１１の両側面板間に支持された回転軸を中心に回転移動可能に構成され、第一反射ミラー５を筐体から突出させる（開く）方向に付勢するバネ部材を備えている。

このように構成されるプロジェクタ１０において、装置の非使用時には、図４（ａ）に示すように、上記カバー１２及び第一反射ミラー５は図示しない係止レバーによって所定の位置に係止され筐体１１の開口部１１ａをカバーして略密閉状態とし、筐体１１内への外部からの粉塵等の進入を阻止している。一方、図４（ｂ）に示すように、装置の使用時には、カバー１２は使用者の操作によって係止レバーが解除されることにより、光軸と平行にスライドし開口部１１ａを解放する。このカバー１２のスライドに連動して、第一反射ミラー５も回転軸を中心に所定の回転角度（スクリーンに映像を投射反射出来うる位置）まで回転移動して筐体１１の外方に突出する。これにより、レンズユニット４から第一反射ミラー５への光線の通過空間が形成される。第一反射ミラー５の回転角度は、図示しないストッパー部材及びストッパー調整機構によって調整され、移動の最終部でバネ部材による付勢力から外される構成となっている。また、これらカバー１２や第一反射ミラー５には、回転移動時（開く方向）の最終時に働く衝撃を弱めるためのダンパー機能部材を備えていることが好ましい。

そして、第一反射ミラー５が所定の回転角度に移動した後、映像表示素子３により投射された投射光（映像光）は、レンズユニット４を通過し、第一反射ミラー５、次に第二反射ミラー６で反射されて開口部１１ａから装置外に投射されスクリーン７に至る。ここで、開口部１１ａの光軸方向の長さ、光軸方向と直交する方向の長さ（深さ）、及びカバー１２の光軸方向の移動距離は、プロジェクタ１０の使用時において投射光を遮らないように決められているため、投射光が筐体による干渉を受けることがない。

次に、第三の実施形態に係るプロジェクタの構成について説明する。図５（ａ）は非使用時における第三の実施形態に係るプロジェクタの構成を示す側面図、図５（ｂ）は使用時における第三の実施形態に係るプロジェクタの構成を示す側面図である。図６（ａ）は非使用時における第三の実施形態に係るプロジェクタの構成を示す上面図、図６（ｂ）は使用時における第三の実施形態に係るプロジェクタの構成を示す上面図である。第一の実施形態に係るプロジェクタの構成部材と同一部材には図中同一符号を付し、説明を省略する。

このプロジェクタ１３の筐体１４は、図５及び図６に示すように、レンズユニット４の光軸と略水平方向となる天面部と両側面部とにかけて略コの字状に形成される開口部１４ａがレンズユニット４と第二反射ミラー６との間に形成される。この開口部１４ａは、レンズユニット４の光軸に略平行にスライド可能な可動カバー部材たる側面カバー１５と、筐体１４の両側面板間に支持された回転軸を中心に側面カバー１５のスライドに連動して回転移動可能なミラーカバー１６によって開閉可能になっている。側面カバー１５は、側面カバー１５を所定の位置（閉口位置）に係止する図示しない係止レバーを備えている。ミラーカバー１６は、側面カバー１５のスライドに連動して回転移動可能となる連動機構や、ミラーカバー１６を常時開く方向に付勢する図示しないバネ部材を備えている。また、ミラーカバー１６の内側には、第一反射ミラー５が配設されている。第一反射ミラー５は、筐体１４の両側面板間に支持された軸を中心にミラーカバー１６の移動に連動して回転移動可能に構成され、第一反射ミラー５を筐体１４から突出させる（開く）方向に付勢するバネ部材を備えている。

このように構成されるプロジェクタ１３において、装置の使用時には、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、上記側面カバー１５及びミラーカバー１６は係止レバーによって所定の位置に係止され筐体１４の開口部１４ａをカバーして略密閉状態とし、筐体１４内への外部からの粉塵等の進入を阻止している。一方、装置の使用時には、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、側面カバー１５は、使用者の操作によって係止レバーが解除されることにより、光軸と平行にスライドし開口部１４ａを一部解放する。この側面カバー１５のスライドに連動して、ミラーカバー１６も回転軸を中心に所定の回転角度（使用位置）まで回転移動する。また、ミラーカバー１６の移動に連動して、第一反射ミラー５も回転軸を中心に所定の回転角度（スクリーンに映像を投射反射出来うる位置）まで回転移動し筐体１４の外方に突出する。これにより、レンズユニット３から第一反射ミラー５への光線の通過空間が形成される。第一反射ミラー５の回転角度は、図示しないストッパー部材及びストッパー調整機構によって調整され、移動の最終部でバネ部材による付勢力から外される構成となっている。これらミラーカバー１６や第一反射ミラー５には、回転移動時（開く方向）の最終時に働く衝撃を弱めるためのダンパー機能部材を備えていることが好ましい。ここで、カバー部材の回転角度は、第一反射ミラーの回転角度よりも大きく設定され、装置使用時における第一反射ミラーの反射光線の軌跡より逃げていなければならない。

そして、第一反射ミラーが所定の回転角度に移動した後、映像表示素子３により投射された投射光（映像光）は、レンズユニット４を通過し、第一反射ミラー５、次に第二反射ミラー６で反射されて開口部１４ａから装置外に投射されスクリーン７に至る。ここで、筐体１４に形成される開口部１４ａの光軸方向の長さ、及び光軸方向と直交する方向の長さ（深さ）、及び側面カバー１５の光軸方向の移動距離は、プロジェクタ１３の使用時において投射光を遮らないように決められているため、投射光が筐体１４による干渉を受けることがない。図７には、筐体１４の側面部に影響する代表的な投射光の軌跡（特に、スクリーンの下に至る投射光の軌跡）を一点鎖線で示している。

なお、第３の実施形態に係るカバー部材は、第一反射ミラー５後の投射光線軌跡を通過させるために移動する側面カバー１５、第一反射ミラー５を保護するためのミラーカバー１６というように、２枚のカバー部材で構成している。第一及び第二の実施形態のように、一枚のカバー８又はカバー１２で開口部２ａ又は開口部１１ａを閉口、第一反射ミラー５の保護を行うようにすると、カバー部材自体が大きくなってしまうか、いびつなカバー形状になってしまう。これに対し、第３の実施形態では、側面カバー１５、ミラーカバー１６とで機能を分けてカバー部材を構成することにより、カバー部材の簡素化を図ることができる。

また、ここでは、第一反射ミラー５を開く装置の使用にあたっては、側面カバー１５をスライド移動させることによりミラーカバー１６を開くようにする連動機構を構成したが、ミラーカバー１６を開くことにより側面カバー１５をスライド移動させる連動機構であってもよい。また、第一反射ミラー５の収納にあたっては、側面カバー１５又はミラーカバー１６どちらかの戻し操作により第一反射ミラー５の収納、開口部１４が閉口されればよい。

以上、第一の実施形態に係るプロジェクタ１によれば、光学系から投射される投射光は、映像投影装置の筐体２の天面部と側面部にかけて略コの字状に形成された開口部２ａから外部に投射される。そのため、光学系が広角化されても、筐体の天面部のみに開口部が設けられている場合に比べ投射光が筐体２の側面部によって遮られることを抑制することが可能である。
同様に、第二の実施形態に係るプロジェクタ１０によれば、光学系から投射される投射光は、映像投影装置の筐体１１の天面部と側面部にかけて略コの字状に形成された開口部１１ａから外部に投射される。そのため、光学系が広角化されても、筐体の天面部のみに開口部が設けられている場合に比べ投射光が筐体１１の側面部によって遮られることを抑制することが可能である。
また、第三の実施形態に係るプロジェクタ１３によれば、光学系から投射される投射光は、映像投影装置の筐体１４の天面部と側面部にかけて略コの字状に形成された開口部１４ａから外部に投射される。そのため、光学系が広角化されても、筐体の天面部のみに開口部が設けられている場合に比べ投射光が筐体１４の側面部によって遮られることを抑制することが可能である。また、筐体１４の開口部１４ａの開閉を行うカバー部材として、機能を分けて側面カバー１５とミラーカバー１６との２枚のカバー部材で構成しているため、機能を分けず１枚のカバー部材で構成する場合に比べカバー部材の簡素化を図ることが可能である。なお、側面カバー１５は直線スライドの動作、ミラーカバー１６は回転移動の動作としているが、装置の他部材の構成、反射ミラーの大きさ等の条件により、カバー部材の大きさ、形状、動作方法はこれに限定されず他の形態であってもよい。
また、第一、第二、第三の実施形態に係るプロジェクタ１、１０、１３によれば、第一反射ミラー５は付勢部材によって開く方向に付勢される構成であるため、簡易な操作で第一反射ミラー５を筐体２、１１、１４から突出させる方向に開くことができる。
また、第一及び第三の実施形態に係るプロジェクタ１、１３によれば、第一反射ミラー５の位置（回転角度）は、ストッパー部材とストッパー調整機構により適正な位置に設定することができる。
また、第一及び第三の実施形態に係るプロジェクタ１、１３によれば、第一反射ミラー５の回転角度は、カバー８又はミラーカバー１６の回転角度よりも大きくなることがないため、カバー８又はミラーカバー１６の位置が第一反射ミラー５の反射光線の軌跡を妨げることがない。
また、第一、第二、第三の実施形態に係るプロジェクタ１、１０、１３によれば、第一反射ミラー５やカバー８、ミラーカバー１６は、開く方向の回転移動の最終時に受ける衝撃を弱めるダンパー機能部材を備えているため、第一反射ミラー５のストップ寸法精度を上げることができる。

１、１０、１３ プロジェクタ
２、１１、１４ 筐体
３ 映像発光素子
４ レンズユニット
５ 第一反射ミラー
６ 第二反射ミラー
７ スクリーン
８、１２ カバー
１５ 側面カバー
１６ ミラーカバー

特開２０１０−１９７８７４号公報

Claims (8)

1. 少なくともレンズと反射面が非球面である反射ミラー部材とを有する光学系により投射光を被投射面に投影する投影部を筐体内に収容してなる映像投影装置において、
   上記筐体はレンズの光軸に対して略平行に延びる天面部と両側面部とにかけて略コの字状に開口し投射光を外部に投射するための開口部と、該開口部をカバーする位置と投射光を遮らないように該開口部を開口させる位置との間で移動可能な可動カバー部材とを有することを特徴とする映像投影装置。
2. 請求項１の映像投影装置において、
   上記可動カバー部材は、上記反射ミラー部材を覆う形状で上記レンズの光軸と略直交する方向に延びる回転軸を中心に回転移動することを特徴とする映像投影装置。
3. 請求項１の映像投影装置において、
   上記可動カバー部材は、上記レンズの光軸と略平行方向に直線移動することを特徴とする映像投影装置。
4. 請求項１の映像投影装置において、
   上記可動カバー部材は、上記反射ミラー部材を覆う形状で上記レンズの光軸と略直交する方向に延びる回転軸を中心に回転移動するミラーカバー部材と、該ミラーカバー部材に連動して該レンズの光軸と略平行方向に直線移動する側面カバー部材とから構成されることを特徴とする映像投影装置。
5. 請求項２、３又は４の映像投影装置において、
   上記反射ミラー部材は、上記可動カバー部材に連動しながら付勢部材によって開く方向に付勢されて回転移動し、その移動の最終時で該付勢部材による付勢力から外れることを特徴とする映像投影装置。
6. 請求項２又は４の映像投影装置において、
   上記反射ミラー部材は、上記可動カバー部材又は上記ミラーカバー部材と同一方向に回転移動可能で、該反射ミラー部材の移動量を規制するストッパー部材と、該ストッパー部材の規制位置の調整を行うストッパー調整機構を備えることを特徴とする映像投影装置。
7. 請求項６の映像投影装置において、
   上記反射ミラー部材は付勢部材によって開く方向に常時付勢され、その開く方向の移動は上記可動カバー部材又は上記ミラーカバー部材によって規制されていることを特徴とする映像投影装置。
8. 請求項２、３又は４の映像投影装置において、
   上記反射ミラー部材又は上記ミラーカバー部材は、開く方向の移動の最終時に受ける衝撃を弱めるダンパー機能部材を備えることを特徴とする映像投影装置。

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