(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投射対象面に対して投射光を投射可能とされた投射装置の投射方向を切り替え可能とされた投射方向可変装置であって、
投射光を反射する反射面を備えた反射体と、
前記反射体と連結される旋回体と、
第一の軸線周りに回動する駆動源を備えた支持体と、
前記旋回体に対する前記反射体の姿勢を変化させる作用部とを有し、
前記旋回体が、前記駆動源に連結されて前記第一の軸線周りに旋回可能とされ、
前記反射体が、前記第一の軸線とは異なる第二の軸線周りに揺動可能とされ、
前記作用部が、前記第一の軸線周りに旋回する前記旋回体の回転トルクの一部を前記反射体の前記第二の軸線周りの揺動運動として作用させるものであることを特徴とする投射方向可変装置。
【請求項２】
前記作用部が、
前記反射体に対して設けられるアーム部と、
前記支持体に対して設けられる接触部とを備え、
前記旋回体の旋回角度が所定の角度に到達すると、前記アーム部が前記接触部に接触するものであり、
前記アーム部が移動に伴って前記接触部に相対的に押圧されることにより姿勢を変化させ、
前記反射体が前記アーム部の姿勢の変化に伴って前記第二の軸線周りに揺動するものであることを特徴とする請求項１に記載の投射方向可変装置。
【請求項３】
前記作用部が、
前記反射体に対して設けられるアーム部と、
前記支持体の所定の位置に設けられた取付部と前記アーム部とを連結する連結体とを備え、
前記旋回体の旋回角度が所定の角度に到達すると、前記連結体が前記アーム部と前記取付部との離間距離を制限し、前記連結体が前記取付部に向けて前記アーム部を牽引するように作用することにより前記アーム部が姿勢を変化させ、
前記反射体が前記アーム部の姿勢の変化に伴って前記第二の軸線周りに揺動するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の投射方向可変装置。
【請求項４】
前記作用部が、前記反射体に対して設けられるアーム部を備え、
前記アーム部が、前記反射体に対して所定の角度をなすように設けられるものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の投射方向可変装置。
【請求項５】
前記駆動源の回転操作を行う操作部を備えるものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の投射方向可変装置。
【請求項６】
前記作用部が、前記反射体に対して設けられる一対のアーム部を備え、
前記一対のアーム部は、前記第一の軸線に対して対象位置となるように配置され、
前記旋回体が、正方向及び逆方向の双方に旋回可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の投射方向可変装置。
【請求項７】
前記旋回体、及び前記反射体が、板状の外観を有し、
前記支持体が、前記旋回体が取り付けられる側面を備え、
前記反射体が、前記旋回体に対して沿うような姿勢とされた非展開状態と、前記旋回体に対して傾斜した姿勢とされた展開状態とに姿勢を変化させるものであり、
前記旋回体及び前記反射体が、前記非展開状態において前記側面に対して沿うような姿勢であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の投射方向可変装置。
【請求項８】
前記支持体が、前記旋回体が取り付けられる側面を備え、
前記旋回体が、前記側面に面接触してガイドされつつ旋回するものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の投射方向可変装置。
【請求項９】
前記旋回体と前記反射体との連結部分に付勢部材が設けられたものであり、
前記付勢部材が、前記反射体を前記旋回体に近接する方向に付勢するよう設けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の投射方向可変装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の投射方向可変装置を備えた投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタ等の投射装置の投射方向を切り替える装置、及び投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクタ等、投射光を投射して画像を投射対象面に投影するための投射装置について、様々な機能を有するものが提供されている。また、近年では、投射装置は様々な状況での使用が想定され、このような状況に対応するための様々な装置が提供されている。例えば、下記特許文献１には、天井に取り付けられたプロジェクタから投射される投射光を、壁面の所望の位置に投射させるプロジェクタ用方向調整具が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１９９３１５号公報
【特許文献２】特開２００１−３０５６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のプロジェクタ用方向調整具は、使用者が床面に立ったままの状態で把手部を操作することにより、プロジェクタの向きを変更し、プロジェクタの投射方向を変更可能とされている。【０００５】
ここで、プロジェクタが使用される状況によっては、使用者が立ち上がる動作を要さずにプロジェクタの投射方向を切り替え可能とされることが望ましい。例えば、使用者がベッド等に横になって画像を鑑賞しようとする場合では、使用者が横たわったまま行える動作により気軽に投射方向を切り替え可能であることが望ましい。しかしながら、特許文献１のプロジェクタ用方向調整具では、使用者が立ち上がって把手部を操作してプロジェクタ自体の向きを変更する必要がある。そのため、特許文献１のプロジェクタ用方向調整具では、プロジェクタの投射方向を変更する作業が面倒であり、気軽に投射方向を変更したい場合には対応できない。【０００６】
ここで、投射方向を水平方向に移動させる場合にはプロジェクタの姿勢を変えずに向きを変える動作により投射方向を水平方向に移動することができる。一方で、例えば、天井に投射レンズが向くように配置されたプロジェクタの投射方向を、壁面を投射対象面として変更しようとする場合には、プロジェクタを設置させる面を変えて姿勢を変更する必要がある。このような場合には、プロジェクタの設置場所やプロジェクタの安定した姿勢を保つために、さらに面倒な動作が必要となる。【０００７】
さらに、特許文献２には、プロジェクタからの画像をミラーに反射させて対象面に投影する投影装置が開示されている。特許文献２の投影装置は、ミラーの傾斜角度を制御する傾斜角度制御機構と、ミラーを旋回させる旋回角度制御機構とを備え、これらの二つの機構によりミラーを傾斜する姿勢とし、プロジェクタからの画像をミラーに反射させて所望の対象面に画像を投影可能とされている。しかしながら、特許文献２の投影装置では、傾斜角度制御機構及び旋回角度制御機構の２つの機構に対して、それぞれの動力源や制御系統設ける必要があり、構造や制御が複雑になりかねない。【０００８】
そこで本発明は、単一の動力源から出力される動力により、投射装置の姿勢を変更することなく投射方向を切り替えることができる投射方向可変装置、及び投射方向可変装置を備える投射装置の提供を目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するため提供される本発明の投射方向可変装置は、投射対象面に対して投射光を投射可能とされた投射装置の投射方向を切り替え可能とされた投射方向可変装置であって、投射光を反射する反射面を備えた反射体と、前記反射体と連結される旋回体と、第一の軸線周りに回動する駆動源を備えた支持体と、前記旋回体に対する前記反射体の姿勢を変化させる作用部とを有し、前記旋回体が、前記駆動源に連結されて前記第一の軸線周りに旋回可能とされ、前記反射体が、前記第一の軸線とは異なる第二の軸線周りに揺動可能とされ、前記作用部が、前記第一の軸線周りに旋回する前記旋回体の回転トルクの一部を前記反射体の前記第二の軸線周りの揺動運動として作用させるものであることを特徴とするものである。【００１０】
本発明の投射方向可変装置によれば、投射装置の姿勢を変化させたり動かしたりすることなく、投射方向を変化させることができる。また、本発明の投射方向可変装置によれば、単一の駆動源により旋回体を旋回させ、旋回体の旋回運動に連動して反射体の姿勢を変化させることができる。すなわち、本発明の投射装置可変装置は、単一の動力源による動きと、構造による機械的な作用とにより、旋回体を旋回させつつ反射体を傾斜させることができる。これにより、本発明は、複数の動力源を設ける必要や複数の機構の制御を行う必要がなく、シンプルな構造の投射方向可変装置を提供することができる。【００１１】
本発明の投射方向可変装置は、前記作用部が、前記反射体に対して設けられるアーム部と、前記支持体に対して設けられる接触部とを備え、前記旋回体の旋回角度が所定の角度に到達すると、前記アーム部が前記接触部に接触するものであり、前記アーム部が移動に伴って前記接触部に相対的に押圧されることにより姿勢を変化させ、前記反射体が前記アーム部の姿勢の変化に伴って前記第二の軸線周りに揺動するよう構成することができる。【００１２】
上述の構成によれば、反射体側に設けられたアーム部が、支持体側に設けられた接触部により押圧されて梃子の作用により揺動して姿勢を変化させ、これに伴って反射体の姿勢が変化する。これにより、反射体及び旋回体に対してそれぞれ制御を行う必要がなく、機械的な作用により反射体の姿勢を変化させることができる。また、上述の構成によれば、旋回体の旋回角度やアーム部及び接触部の構造の調整により、反射体の傾斜角度を設定することができる。このように、本発明の投射方向可変装置は、各構造に対してそれぞれ制御を行う構成を設ける必要がなく、シンプルな構造とすることができる。【００１３】
本発明の投射方向可変装置は、前記作用部が、前記反射体に対して設けられるアーム部と、前記支持体の所定の位置に設けられた取付部と前記アーム部とを連結する連結体とを備え、前記旋回体の旋回角度が所定の角度に到達すると、前記連結体が前記アーム部と前記取付部との離間距離を制限し、前記連結体が前記取付部に向けて前記アーム部を牽引するように作用することにより前記アーム部が姿勢を変化させ、前記反射体が前記アーム部の姿勢の変化に伴って前記第二の軸線周りに揺動する構成とすることができる。【００１４】
上述の構成によれば、反射体に設けられたアーム部が、連結体により牽引されて梃子の作用により揺動して姿勢を変化させ、これに伴って反射体の姿勢が変化する。また、上述の構成によれば、旋回体の旋回角度やアーム部及び連結体の構造の調整により、反射体の傾斜角度の設定を行うことができる。このように、本発明の投射方向可変装置は、各構造に対してそれぞれ制御を行う構成を設ける必要がなく、シンプルな構造とすることができる。【００１５】
本発明の投射方向可変装置は、前記作用部が、前記反射体に対して設けられるアーム部を備え、前記アーム部が、前記反射体に対して所定の角度をなすように設けられるものであることが望ましい。【００１６】
上述の構成によれば、アーム部を反射体と沿うような姿勢で設けた場合と比較して、アーム部をスムーズに揺動させることができる。【００１７】
本発明の投射方向可変装置は、前記駆動源の回転操作を行う操作部を備えるものであることが望ましい。【００１８】
上述の構成によれば、手軽に投射方向可変装置を作動させ、投射方向の切り替えを行うことができる。【００１９】
本発明の投射方向可変装置は、前記作用部が、前記反射体に対して設けられる一対のアーム部を備え、前記一対のアーム部は、前記第一の軸線に対して対象位置となるように配置され、前記旋回体が、正方向及び逆方向の双方に旋回可能であることが望ましい。【００２０】
上述の構成によれば、投射方向を、投射レンズが向けられた方向以外に、旋回体を正方向に回転させた場合の投射方向と、回転部材を逆方向に回転させた場合の投射方向との２つの方向に切り替えることができる。【００２１】
ここで、本発明の投射方向可変装置は、非展開状態では投射光を反射体により反射させることなく投射対象面に画像を投射させ、展開状態において投射光を反射体により反射させて投射方向を切り替え可能とされる。一般的に、投射装置は、画像を拡大してスクリーン等の投射対象面に投射させる。そのため、投射光を所定の方向に反射させようとする場合、光源と反射面との離間距離が大きければ反射面に向けて入射される入射光（入射画像）の大きさも離間距離に従って拡大される。従って、投射すべき画像を欠けなく反射可能とするためには、反射体も相応の大きさとする必要がある。特に、反射体が展開状態において投射光の投射方向に対して傾斜した姿勢（例えば、投射方向に対して約４５°傾斜した姿勢）とされた際には、反射面に向けて入射される入射光（入射画像）も傾斜方向に拡大されるため、反射体はさらに傾斜方向に拡大された大きさを備える必要がある。【００２２】
このような事情から、反射体は入射光（入射画像）の大きさに相応する大きさとされることが想定される。そのため、本発明の投射方向可変装置は、非展開状態において場所を取らずに反射体を収めることができるような構成とされることが望ましい。【００２３】
本発明の投射方向可変装置は、前記旋回体、及び前記反射体が、板状の外観を有し、前記支持体が、前記旋回体が取り付けられる側面を備え、前記反射体が、前記旋回体に対して沿うような姿勢とされた非展開状態と、前記旋回体に対して傾斜した姿勢とされた展開状態とに姿勢を変化させるものであり、前記旋回体及び前記反射体が、前記非展開状態において前記側面に対して沿うような姿勢であることが望ましい。【００２４】
上述の構成によれば、反射体が閉じた状態（非展開状態）において、投射方向可変装置をコンパクトな形状とすることができる。そのため、投射方向可変装置を、場所を取らずに利用することができる。例えば、上述の構成によれば、ベッドと壁面の間等、僅かなスペースに投射装置を設置しつつ投射方向可変装置を配置させることができる。また、例えば、本発明の投射方向可変装置は、非展開状態において反射体及び支持体が室内等の壁面に沿うように配置された場合に、入射光（入射画像）に相応した大きさとされた反射体を室内等の壁面に馴染むように収めることができる。【００２５】
本発明の投射方向可変装置は、前記支持体が、前記旋回体が取り付けられる側面を備え、前記旋回体が、前記側面に面接触してガイドされつつ旋回するものであってもよい。【００２６】
上述の構成によれば、旋回体の姿勢を面接触により精度よく保持して旋回させつつ、旋回体に対する反射体の姿勢を変化させることができる。これにより、本発明の投射方向可変装置は、反射体の傾斜角度を精度良く変化させることができる。【００２７】
ここで、本発明の投射方向可変装置は、反射体が旋回体に対して揺動可能に連結される構成とされている。反射体は旋回体に対して容易に揺動するよう取り付けられることが望ましい。その一方で、旋回体の姿勢によっては反射体が意図しない姿勢となる場合が想定される。例えば、投射方向可変装置が設置される姿勢により旋回体及び反射体の連結部分が下方に位置する場合、反射体の他端が自由落下して揺動し、反射体が意図しない姿勢となる場合がある。このような場合を想定し、反射体の旋回体に対する姿勢は、作用部による作用による揺動を許容されつつ一定の姿勢が維持されるよう対策が講じられることが望ましい。【００２８】
本発明の投射方向可変装置は、前記旋回体と前記反射体との連結部分に付勢部材が設けられたものであり、前記付勢部材が、前記反射体を前記旋回体に近接する方向に付勢するよう設けられることが望ましい。【００２９】
上述の構成によれば、反射体が意図する揺動方向と異なる方向へ揺動することを抑制し、反射体を精度良く揺動させることができる。【００３０】
本発明の投射装置は、上述した投射方向可変装置を備えることを特徴とするものである。【００３１】
本発明によれば、使用者の所望に応じて投射方向を切り替えることができる投射装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、単一の動力源から出力される動力により、投射装置の姿勢を変更することなく投射方向を切り替えることができる投射方向可変装置、及び投射方向可変装置を備える投射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第一実施形態に係る投射方向可変装置の斜視図である。
【図２】図１の投射方向可変装置を作動させた状態を示す斜視図である。
【図３】図１の投射方向可変装置の背面図である。
【図４】図１の投射方向可変装置の要部を示す断面図である。
【図５】図１の投射方向可変装置の旋回体及びミラーの連結部分を示す斜視図である。
【図６】図１の投射方向可変装置の作用部の配置とミラーの一連の動きを示す図である。
【図７】図１の投射方向可変装置の旋回体の旋回角度とミラーの姿勢を示す一連の図である。
【図８】図１の投射方向可変装置のミラーの姿勢と投射方向を示す図である。（ａ）は投射方向を第一方向とした状態、（ｂ）は投射方向を第二方向とした状態、（ｃ）は投射方向を第三方向とした状態を示している。
【図９】図１の投射方向可変装置を用いて屋内の投射対象面に画像を投射させた場合を示すイメージ図である。
【図１０】本発明の第二実施形態に係る投射方向可変装置を示す斜視図である。
【図１１】図１０の投射方向可変装置の作用部の配置とミラーの一連の動きを示す図である。
【図１２】本発明の投射装置を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の第一実施形態に係る投射方向可変装置１０について、図面を参照しつつ説明する。図１及び図２は、投射方向可変装置１０の外観を示す斜視図である。本発明の投射方向可変装置１０は、プロジェクタ２の投射方向Ｘを切り替え可能とされている。本実施形態の投射方向可変装置１０は、プロジェクタ２に対して取り付けられて用いられる。
【００３５】
図９に示すように、プロジェクタ（投射装置）２は、投射レンズ２ａから発せられた投射光を投射して、スクリーンや壁面等の投射対象面Ｆに対して、静止画や動画などの画像４を投射することができる。また、プロジェクタ２は、投射レンズ２ａが向けられた第一方向ｘ１に向けて投射光を発することができる。なお、プロジェクタ２は、静止画とされた画像４を主に投射することを目的としたものであってもよいし、映像等の動画とされた画像４を主に投射することを目的としたものであってもよい。
【００３６】
投射方向可変装置１０は、投射光の進行方向を屈曲させることにより、プロジェクタ２の投射方向Ｘを切り替えることができる。具体的には、投射方向可変装置１０は、投射方向Ｘを、プロジェクタ２の姿勢や向きを変更させることなく第一方向ｘ１とは異なる第二方向ｘ２及び第三方向ｘ３に切り替えることができる（図２及び図９参照）。
【００３７】
以下、投射方向可変装置１０の具体的な構成について、図面を参照しつつ説明する。図１に示すとおり、投射方向可変装置１０は、支持体２０、旋回体３０、ミラー（反射体）４０、及び作用部５０を有する。投射方向可変装置１０は、支持体２０に対して旋回体３０を取り付け、さらに旋回体３０に対してミラー４０を揺動可能に連結した構成とされている。
【００３８】
投射方向可変装置１０は、取付部材８を介してプロジェクタ２に対して所定の姿勢で取り付けられる。図１に示すとおり、投射方向可変装置１０は、支持体２０の長手方向が第一方向ｘ１に沿うような姿勢でプロジェクタ２に対して取り付けられる。なお、投射方向可変装置１０は、本実施形態のように取付部材８等を介してプロジェクタ２に対して取り付けられるものであってもよいし、支持体２０を自立可能な構造として、プロジェクタ２に近接する位置に設置されるものであってもよい。また、投射方向可変装置１０は、プロジェクタ２に対する取り付け構造を有するものであってもよい。投射方向可変装置１０は、プロジェクタ２に対して直接取り付けられるもの、プロジェクタ２の一部として組み込まれたもの、あるいは所定の位置に配置されるもの等、種々選択可能である。また、支持体２０は、投射方向可変装置１０の使用、不使用に応じて適宜伸縮可能なものや、折り畳み可能なものなどとすることも可能である。
【００３９】
支持体２０は、図１等に示すとおり、側面視において略矩形の外観とされ、所定の厚みを有する。図１や図３、図４等に示すとおり、支持体２０は、本体部２２、駆動源２４、及び操作部２６を有する。
【００４０】
本体部２２は、駆動源２４等を収容するケーシングである。図４に示すとおり、本体部２２は、本体部２２の表裏を構成する２つの面として、側面２２ａ，２２ｂを有する。側面２２ａは旋回体３０が取り付けられる側の面であり、側面２２ｂは側面２２ａとは反対側の面である。側面２２ｂには、操作部２６が設けられる。操作部２６は、使用者による操作により駆動源２４を所定の角度に回動させるために設けられている。操作部２６は、例えば操作用のスイッチやボタンなどを備えたものや、操作者の動作を検出するためのセンサ等を備えたもの等とされている。
【００４１】
駆動源２４は、回転運動するアクチュエータである。本実施形態の駆動源２４は、モータが用いられる。図４に示すとおり、駆動源２４は、本体部２２の内側に収容されつつ、出力軸２４ａが本体部２２の外側に突出するように設置されている。また、駆動源２４は、出力軸２４ａが本体部２２の長手方向と交差する方向に延びる第一軸線Ａ（第一の軸線）に向くように設置されている。また、図４に示すとおり、出力軸２４ａには、旋回体３０が取り付けられる。出力軸２４ａは、操作部２６の操作に伴い、第一軸線Ａ周りに正方向及び逆方向へ回動可能とされている。
【００４２】
図１等に示すとおり、旋回体３０は、略矩形の板状の外観を有する。旋回体３０は、長手方向の略中央において駆動源２４の出力軸２４ａに対して取り付けられる。旋回体３０は、出力軸２４ａの回動に従って、第一軸線Ａ周りに旋回する。図４に示すとおり、旋回体３０は、表裏をなす第一面３０ａ及び第二面３０ｂを有する。旋回体３０は、第一面３０ａが支持体２０と向かい合うように配置される。また、旋回体３０は、第二面３０ｂ側にミラー４０が配置される。旋回体３０は、第一面３０ａが支持体２０の側面２２ａに面した姿勢で旋回できる。
【００４３】
図３に示すとおり、旋回体３０は、旋回していない状態（初期状態）において、長手方向の軸線Ｃが略水平の姿勢で維持される。また、旋回体３０は、初期状態から正方向（図３において反時計回り）に角度θ２の範囲内で旋回可能とされている。また、旋回体３０は、初期状態から逆方向（図３において時計回り）に角度θ２の範囲で旋回可能とされている。
【００４４】
図１等に示すとおり、ミラー（反射体）４０は、略矩形の板状の外観を有する。図１及び図４に示すとおり、ミラー４０は、投射光を反射可能とされた反射面４０ａを有する。ミラー４０は、反射面４０ａが旋回体３０の第二面３０ｂと向き合うように配置される。
【００４５】
ミラー４０は、旋回体３０に対して揺動可能に連結される。旋回体３０とミラー４０との連結構造は、ミラー４０が旋回体３０に対して揺動可能とされるものであれば、いかなるものであってもよい。本実施形態では、ミラー４０と旋回体３０とは、ヒンジ４４を介して連結される。
【００４６】
図５に示すとおり、ミラー４０は、４つの縁の一つを連結縁４２ａとし、連結縁４２ａ側を基端として旋回体３０に対して連結される。また、図５に示すとおり、ミラー４０は、連結縁４２ａと旋回体３０の長辺縁３２ａとが略一致するように２つのヒンジ４４を介して旋回体３０と連結される。ミラー４０は、旋回体３０との連結部分である第二軸線（第二の軸線）Ｂを揺動軸として揺動可能とされている。ミラー４０は、連結縁４２ａとは反対側の端部を開閉端４２ｂとして、開閉端４２ｂが第二軸線Ｂを中心に回転するように揺動する。
【００４７】
また、ヒンジ４４あるいはこの近傍には、ばね（付勢部材）４６が設けられている。ばね４６は、ミラー４０の反射面４０ａと旋回体３０の第二面３０ｂとが近接する方向に付勢するように取り付けられる。そのため、ミラー４０と旋回体３０とは、相互に近接するように閉じた状態（非展開状態）で姿勢が維持される。
【００４８】
作用部５０は、旋回体３０の回転トルクの一部をミラー４０の揺動運動として作用させるために設けられている。図１に示すとおり、本実施形態の作用部５０は、アーム部５２と、接触部５４とを有する。アーム部５２は、ミラー４０に対して設けられる。また、接触部５４は、支持体２０に対して設けられる。アーム部５２と接触部５４とは、旋回体３０の旋回角度が所定の角度に到達すると接触するよう配置される。
【００４９】
アーム部５２は、ミラー４０を揺動させるアームとして機能する。図４及び図５に示すとおり、アーム部５２は、ミラー４０の連結縁４２ａからミラー４０の外側に向けて延びる突起状の部材として設けられる。本実施形態では、アーム部５２は、棒状の部材として設けられる。アーム部５２は、ミラー４０に対して所定角度をなすように傾斜した姿勢で設けられる。図４に示すとおり、アーム部５２は、両端部のうち、基端５２ａがミラー４０に対して接続され、他端５２ｂが解放端（自由端）とされている。なお、本実施形態のアーム部５２は、ミラー４０に対して角度θ１をなすように傾斜した姿勢で設けられる。
【００５０】
図３に示すとおり、本実施形態の作用部５０は、第一軸線Ａに対して対称の位置関係となるように配置された２つのアーム部５２，５２（一対のアーム部）を有する。一対のアーム部５２，５２のうち、一方は旋回体３０が正方向に旋回する際に、他方は旋回体３０が逆方向に旋回する際に、それぞれ接触部５４と接触する。
【００５１】
接触部５４は、旋回体３０の旋回運動に従動したアーム部５２の移動を所定位置において制限し、アーム部５２の姿勢を変化させるために設けられている。接触部５４は、旋回体３０の旋回運動に従動して移動するアーム部５２の移動を制限するものであれば、いかなる形状のものであってもよい。例えば、接触部５４は、アーム部５２の移動軌道上に設けられるものであれば、板状のものであってもよいし棒状のものであってもよい。本実施形態の接触部５４は、略三角形の外観を有する板状の部材として設けられる。
【００５２】
図１及び図２に示すとおり、接触部５４は、アーム部５２の移動軌道上に位置するように、支持体２０の上方に取り付けられる。また、接触部５４は、旋回体３０がなす平面と略平行の姿勢で支持体２０に対して取り付けられる。接触部５４は、旋回体３０の旋回に従ってアーム部５２が移動した際に、アーム部５２と接触する接触点Ｐを形成する（図６等参照）。
【００５３】
アーム部５２が移動に伴って接触部５４により相対的に押圧されると、アーム部５２は接触点Ｐにおいて接触部５４に押圧されて姿勢を変化させ、さらにミラー４０がアーム部５２の姿勢の変化に伴って第二軸線Ｂ周りに揺動して姿勢を変化させる。以下において、図６を参照しつつ、アーム部５２の位置とミラー４０の姿勢の変化について詳細に説明する。なお、図６において、上方に示す図は投射方向可変装置１０の背面側の図、下方に示す図は上方に示す図に対応する側面概念図である。
【００５４】
図６（ａ）は、旋回体３０の初期状態である。図６（ａ）に示すとおり、初期状態ではアーム部５２と接触部５４とが離間した状態とされる。
【００５５】
図６（ｂ）は、アーム部５２と接触部５４とが接触する位置まで旋回体３０が正方向に旋回した状態である。図６（ｂ）に示すとおり、旋回体３０が正方向に回転してアーム部５２と接触部５４とが接触する位置まで到達すると、接触点Ｐが形成される。
【００５６】
図６（ｃ）は、アーム部５２が接触部５４と接触しながら正方向に移動する状態である。図６（ｃ）に示すとおり、旋回体３０が正方向に回転してアーム部５２と接触部５４とが接触する位置まで到達し、さらに旋回体３０が正方向に旋回すると、アーム部５２の中間部は、接触部５４からの反力により相対的に押圧される。より具体的には、アーム部５２は、正方向への移動を接触部５４により制限され、接触部５４と接触して移動による反力により押圧される。アーム部５２の中間部が相対的に押圧されると、アーム部５２が姿勢を変化させ、これに伴ってミラー４０が旋回体３０に対する姿勢を変化させる。
【００５７】
図６（ｄ）は、旋回体３０の旋回角度が角度θ２に到達するまで旋回した状態である。図６（ｄ）に示すとおり、旋回体３０の旋回角度が角度θ２に到達すると、ミラー４０は、旋回体３０に対する角度が略直角をなす姿勢となる。
【００５８】
このように、作用部５０は、旋回体３０の旋回に伴って移動するアーム部５２の移動を制限し、旋回体３０の回転トルクをミラー４０の揺動運動として作用させる。これにより、投射方向可変装置１０は、機械的な作用により旋回体３０を旋回させつつミラー４０を揺動可能としている。
【００５９】
図７は、旋回体３０の旋回角度と、支持体２０、旋回体３０、及びミラー４０の姿勢を示す概念図である。なお、図７では作用部５０の図示を省略している。図７（ａ）に示す初期状態から旋回体３０が第一軸線Ａ周りに正方向に旋回すると、上述のとおりアーム部５２と接触部５４とが接触する位置に到達する。また、図７（ｂ）に示すとおり、旋回体３０及びミラー４０は、ばね４６（図７において図示を省略）の付勢力により相互に近接する方向に付勢され、相互に略平行の姿勢が維持される。
【００６０】
図７（ｃ）は、図７（ｂ）の状態からさらに旋回体３０が正方向に旋回した状態を示す。この状態において、ミラー４０は作用部５０（図７において図示を省略）の作用により第二軸線Ｂを揺動軸として揺動して、旋回体３０に対する傾斜を変化させる。また、ミラー４０は、ばね４６の付勢力に逆らいながら姿勢を変化させる。
【００６１】
図７（ｄ）は、旋回体３０が角度θ２に到達するまで旋回した状態である。図７（ｄ）に示すとおり、ミラー４０は、旋回体３０に対して姿勢を変化させ、旋回体３０がなす平面に対して略直角の姿勢となる。すなわち、旋回体３０が角度θ２まで旋回する際に、ミラー４０は支持体２０に対して三次元的に姿勢を変化させる。
【００６２】
なお、図６及び図７等では説明を省略したが、旋回体３０は、上述のとおり、正方向及び逆方向の双方に旋回可能とされている。そのため、旋回体３０を逆方向に角度θ２に到達するまで回転させると、図６等で説明したミラー４０の反射面４０ａの向きとは異なる向きとなるよう、ミラー４０の姿勢が変化する。すなわち、投射方向可変装置１０は、旋回体３０を正方向に角度θ２まで旋回させると、ミラー４０の反射面４０ａが正面視において斜め左向きの姿勢となり、旋回体３０を逆方向に角度θ２まで旋回させると、ミラー４０の反射面４０ａが正面視において斜め右向きの姿勢となる。
【００６３】
図８は、ミラー４０の姿勢と、プロジェクタ２の投射方向Ｘを示す概念図である。図８（ａ）に示す状態において、プロジェクタ２の投射レンズ２ａは第一方向ｘ１に向けられ、投射方向Ｘが第一方向ｘ１に向くように設置されている。また、図８（ａ）に示すとおり、投射方向可変装置１０の初期状態では、ミラー４０が旋回体３０に対して折り畳まれた状態（非展開状態）で維持される。そのため、ミラー４０は、投射光を遮らない姿勢で維持される。
【００６４】
図８（ｂ）は、旋回体３０を正方向に旋回させてミラー４０の姿勢を変化させた状態である。図８（ｂ）に示すとおり、ミラー４０は、投射光の進行方向を遮るような姿勢となり、投射光を反射させて投射方向Ｘを第二方向ｘ２に変化させる。
【００６５】
図８（ｃ）は、旋回体３０を逆方向に旋回させてミラー４０の姿勢を変化させた状態である。図８（ｃ）に示すとおり、ミラー４０は、投射光の進行方向を遮るような姿勢となり、投射光を反射させて投射方向Ｘを第三方向ｘ３に変化させる。
【００６６】
このように、投射方向可変装置１０は、非展開状態では投射光をミラー４０により反射させることなく投射対象面Ｆに画像４を投射させ、展開状態において投射光をミラー４０により反射させて投射方向Ｘを切り替え可能とされる。
【００６７】
ところで、プロジェクタ２（投射装置）は、画像４を拡大してスクリーンや天井等の投射対象面Ｆに投射させる。そのため、投射光を第二方向ｘ２等の所定の方向に反射させようとする場合、光源と反射面４０ａとの離間距離が大きければ反射面に入射される入射光（入射画像）の大きさも離間距離に従って拡大され、反射体４０ａもこれに従って相応の大きさとする必要がある。また、ミラー４０が展開状態において投射光の投射方向Ｘに対して傾斜した姿勢（例えば、投射方向に対して約４５°傾斜した姿勢）とされた際には、反射面４０ａに、反射面に入射される投射画像も拡大される。そのため、本実施形態のミラー４０は、プロジェクタ２の光源と所定距離を離間させた状態において、反射面４０ａに反射面に入射される投射画像の大きさに相応する大きさとされている。
【００６８】
ここで、投射方向可変装置１０は、非展開状態において、板状の形状とされたミラー４０が支持体２０の側面２２ａ，２２ｂと沿うような姿勢とされる（図４参照）。これにより、投射方向可変装置１０は、ミラー４０が閉じた状態（非展開状態）において、コンパクトな形状として、場所を取らずに利用することができる。例えば、投射方向可変装置１０を、ベッドと壁面の間等、僅かなスペースに設置することができる。また、投射方向可変装置１０は、非展開状態においてミラー４０及び支持体２０が室内等の壁面に沿うように配置された場合に、反射面に入射される投射画像の大きさに相応する大きさのミラー４０を室内等の壁面に馴染むように収めることができる。
【００６９】
図９は、本発明の投射方向可変装置１０が用いられる場面を示す概念図である。本発明の投射方向可変装置１０は、例えば、図９に示すように使用者がベッド等に横たわった状態でプロジェクタ２から投射される画像４を鑑賞しようとする場合に、使用者の横たわる姿勢に応じて投射方向Ｘを変化させ、使用者が無理のない姿勢で画像４を鑑賞することができる。
【００７０】
例えば、投射方向可変装置１０は、投射対象面Ｆを天井６ａとして、投射方向Ｘが第一方向ｘ１に向くように設置されたプロジェクタ２の投射方向Ｘを、左壁面６ｂに向くように第二方向ｘ２に切り替え、あるいは投射方向Ｘを右壁面６ｃに向くように第三方向ｘ３に切り替えることができる。
【００７１】
例えば、使用者が仰向けの姿勢でベッドに横たわり画像４を鑑賞しようとする場合では、投射方向可変装置１０のミラー４０を閉じた状態として、画像４を天井６ａに投射させることができる。この状態において、使用者は仰向けの姿勢のまま天井６ａに投射された画像４を鑑賞することができる。
【００７２】
また、使用者が仰向けの姿勢から左壁面６ｂに向くように姿勢を変化させた場合には、投射方向可変装置１０の投射方向Ｘを第二方向ｘ２に切り替えて、左壁面６ｂに画像４を投射させることができる。さらに、使用者が右壁面６ｃに向くように姿勢を変化させた場合には、投射方向可変装置１０の投射方向Ｘを第三方向ｘ３に向くように変化させて、右壁面６ｃに画像４を投射させることができる。投射方向可変装置１０は、操作部２６に対する操作により、投射方向Ｘの切り替えを行うことができる。
【００７３】
すなわち、投射方向可変装置１０は、プロジェクタ２の姿勢や位置を変えることなく、操作部２６の操作により投射方向Ｘを切り替えることができる。そのため、使用者が頻繁に姿勢を変えた場合であっても、プロジェクタ２の位置や向きを都度調整する場合と比較して、手間をかけずに使用者の姿勢に応じた位置の投射対象面Ｆに対して画像４を投射することができる。
【００７４】
≪第二実施形態≫
続いて、本発明の第二実施形態に係る投射方向可変装置８０について説明する。投射方向可変装置８０は、投射方向可変装置１０と同様に、プロジェクタ２の投射方向Ｘを切り替えることができる。図１０に示すとおり、投射方向可変装置８０は、支持体２０、旋回体３０、ミラー４０、及び作用部９０を有する。
【００７５】
なお、投射方向可変装置８０の支持体２０、旋回体３０、及びミラー４０の構成は、投射方向可変装置１０のこれらの構成と同様とされているため、投射方向可変装置１０の説明において用いた符号と同様の符合を用いて説明し、詳細な説明を省略する。また、投射方向可変装置８０の作用部９０は、投射方向可変装置１０の作用部５０と異なる構成を有する。そのため、以下の説明において、作用部９０について主に説明する。
【００７６】
作用部９０は、アーム部５２及び連結体９４を有する。アーム部５２は、第一実施形態におけるアーム部５２と同様の構成とされているため、詳細な説明を省略する。
【００７７】
連結体９４は、アーム部５２と支持体２０の所定の位置との離間距離を制限する部材として設けられる。本実施形態における連結体９４は、所定の長さを有する紐状の部材である。連結体９４は、距離Ｌ１の長さを有する。連結体９４は、両端のうちの双方が旋回体３０の第一軸線Ａから外れた位置に配置される。より具体的には、本実施形態の連結体９４は、両端のうち一端をアーム部５２の他端５２ｂに対して取り付けられ、他方を支持体２０の取付部９６に対して取り付けられる。連結体９４は、アーム部５２の他端５２ｂと、取付部９６との離間距離を距離Ｌ１の範囲に制限する。
【００７８】
作用部９０は、旋回体３０の旋回角度が所定の角度に到達すると、連結体９４がアーム部５２と取付部９６との離間距離を距離Ｌ１に制限し、連結体９４が取付部９６に向けてアーム部５２を牽引するように作用する。本実施形態の作用部９０は、これによりアーム部５２の姿勢を変化させ、ミラー４０をアーム部５２の姿勢の変化に伴って第二軸線Ｂ周りに揺動させる。
【００７９】
具体的には、図１１（ａ）に示す初期状態から旋回体３０が正方向に旋回すると、旋回体３０の動きに従ってミラー４０及びアーム部５２が移動する。さらに旋回体３０が正方向に旋回すると、図１１（ｂ）に示すとおり、アーム部５２の他端５２ｂと取付部９６との離間距離が距離Ｌ１に到達する。さらに、旋回体３０が正方向に旋回すると、図１１（ｃ）に示すとおり、アーム部５２の他端５２ｂと取付部９６との離間距離が距離Ｌ１分保持されながらアーム部５２の基端５２ａが上方に相対的に移動して、アーム部５２の姿勢が変化する。言いかえれば、アーム部５２は、他端５２ｂが取付部９６に向けて牽引されつつ、基端５２ａが旋回体３０の旋回に伴って取付部９６から離間するように牽引され、姿勢を変化させる。また、ミラー４０は、アーム部５２の姿勢の変化に伴い、旋回体３０に対する姿勢を変化させる。その結果、ミラー４０の開閉端４２ｂが旋回体３０から離間するように揺動して、ミラー４０が開いた状態となる。
【００８０】
このように、投射方向可変装置８０は、旋回体３０の回転トルクにより、ミラー４０の姿勢を三次元的に変化させることができる。すなわち、投射方向可変装置８０は、単一の駆動源から出力される動力により、旋回体３０を旋回させつつ、旋回体３０に対するミラー４０の姿勢を変化させることができる。
【００８１】
また、投射方向可変装置８０は、アーム部５２及び連結体９４により作用部９０が構成される。そのため、支持体２０の上方に突起部のような構造物を設ける必要がなく、投射方向可変装置８０の構造をシンプル、且つ外観を小型化することができる。
【００８２】
続いて、投射方向可変装置１０を備えた投射装置１００について説明する。本発明の投射装置１００は、投射方向可変装置１０を備える。図１２に示すとおり、投射装置１００は、プロジェクタ２と、投射方向可変装置１０が収容される収容部１１０を有する。なお、プロジェクタ２及び投射方向可変装置１０は、第一実施形態において説明したプロジェクタ２及び投射方向可変装置１０と同様の構成とされているため、本実施形態の説明において第一実施形態の説明において付した符号と同様の符合を用いて説明し、詳細な説明を省略する。
【００８３】
収容部１１０は、プロジェクタ２に取り付けられる投射方向可変装置１０を収容するためのケーシングである。図１２に示すとおり、収容部１１０は、透光性を有する素材により構成される。そのため、収容部１１０は、投射方向可変装置１０により切り替えられる投射方向Ｘの各方向に、投射光を放出させることができる。なお、収容部１１０は、透光性を有しない素材により構成し、第一方向ｘ１、第二方向ｘ２、及び第三方向ｘ３に対応する位置に、それぞれ投射光を取り出すための開口を設けたものであってもよい。
【００８４】
投射装置１００は、投射レンズ２ａから投射される投射方向Ｘを、投射方向可変装置１０の動作により、第一方向ｘ１から第二方向ｘ２又は第三方向ｘ３へと切り替えることができる。これにより、投射装置１００は、使用者の所望に応じた方向に画像４を投射することができる。
【００８５】
以上、本発明の投射方向可変装置１０，８０、及び投射装置１００について説明したが、本発明の投射方向可変装置及び投射装置は、上述した実施形態に限定されない。
【００８６】
例えば、上述の実施形態では、旋回体３０を正方向及び逆方向に旋回可能とした例を示したが、旋回体は正方向及び逆方向のいずれかに旋回可能としてもよい。また、ミラー４０は、表裏の双方が反射面とされたものであってもよい。
【００８７】
また、上述の実施形態では、投射方向可変装置１０，８０の支持体２０を所定の厚みを有する板状のものとした例を示したが、支持体２０は、いかなる形状のものであってもよい。また、収容部１１０の壁面を支持体として、収容部１１０に対して駆動源２４を設けた構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明の投射方向可変装置は、投射装置との組み合わせにより、投射方向を切り替える用途全般において好適に利用することができる。また、本発明の投射装置は、投射方向を切り替えることができるプロジェクタとして、様々な用途に適用可能である。
【符号の説明】
【００８９】
２，１００    プロジェクタ（投射装置）
１０，８０    投射方向可変装置
２０          支持体
２２ａ        側面
２４          駆動源
２６          操作部
３０          旋回体
４０          ミラー（反射体）
４０ａ        反射面
５０，９０    作用部
５２          アーム部
５４          接触部
９４          連結体
Ａ            第一軸線（第一の軸線）
Ｂ            第二軸線（第二の軸線）
Ｆ            投射対象面
Ｘ            投射方向
【要約】
【課題】本発明は、単一の動力源から出力される動力により、投射装置の姿勢を変更することなく投射方向を切り替えることができる投射方向可変装置、及び投射方向可変装置を備える投射装置の提供を目的とした。
【解決手段】投射方向可変装置１０は、反射面４０ａを備えたミラー４０と、
ミラー４０と連結される旋回体３０と、駆動源２４を備えた支持体２０と、旋回体３０に対するミラー４０の姿勢を変化させる作用部５０とを有し、旋回体３０が、駆動源２４に連結されて第一軸線Ａ周りに旋回可能とされ、ミラー４０が、第一軸線Ａとは異なる第二軸線Ｂ周りに揺動可能とされ、作用部５０が、第一軸線Ａ周りに旋回する旋回体３０の回転トルクの一部をミラー４０の第二軸線Ｂ周りの揺動運動として作用させるものであることを特徴とする。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006323789.tif 000008
【図８】
0006323789.tif 000009
【図９】
0006323789.tif 000010
【図１０】
0006323789.tif 000011
【図１１】
0006323789.tif 000012
【図１２】
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