特許 7568181 投影装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-07

(45)【発行日】2024-10-16

(54)【発明の名称】投影装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/10 20060101AFI20241008BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20241008BHJP

   G03B 21/62 20140101ALI20241008BHJP

   H04N 5/66 20060101ALI20241008BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20241008BHJP

【ＦＩ】

G03B21/10 Z

G03B21/00 D

G03B21/62

H04N5/66 D

H04N5/74 Z

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021026967

(22)【出願日】2021-02-24

(65)【公開番号】P2021135508

(43)【公開日】2021-09-13

【審査請求日】2023-07-19

(31)【優先権主張番号】202010122427.4

(32)【優先日】2020-02-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】500093133

【氏名又は名称】中強光電股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】陳 家典

(72)【発明者】

【氏名】林 世康

【審査官】川俣 郁子

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２３１６４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０８－１１４８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３１１５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３２８１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１１３５０４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－０７１０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２７４３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／１５０８５０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０７７３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－００８８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２５７５５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０３３５６５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２８４５８７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０５８４７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２０５１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２１１６１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｂ２１／００－２１／１０

２１／１２－２１／３０

２１／５６－２１／６４

３３／００－３３／１６

Ｈ０４Ｎ５／６６－５／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

殻体及び第一投影モジュールを含む投影装置であって、
前記殻体は、曲面投影領域及び開口を含み、前記曲面投影領域は、相対する内表面及び外表面を含み、
前記第一投影モジュールは、前記開口を経由して着脱可能に前記殻体の内部に配置され、且つ前記曲面投影領域に対応し、
前記第一投影モジュールは、前記曲面投影領域の前記内表面に対して投影を行い、前記曲面投影領域の前記外表面に投影画面を表示させ、
前記第一投影モジュールは、載置部と、前記載置部に配置される光学エンジン、投影レンズ、ファン及び回路板とを含み、
前記光学エンジン及び前記ファンは、前記回路板に電気接続され、
前記載置部は、湾曲輪郭を有し、前記湾曲輪郭は、前記殻体の前記開口の周囲の輪郭と合致しており、
前記第一投影モジュールが前記殻体の内部に取り付けられるときに、前記載置部は、前記殻体の前記開口を密閉し、前記ファンは、前記第一投影モジュールが生成した熱を前記殻体の内部において流せる、投影装置。

【請求項2】

請求項1に記載の投影装置であって、
前記殻体の形状は、人体型、頭部型又は動物型である、投影装置。

【請求項3】

請求項1に記載の投影装置であって、
前記殻体の前記曲面投影領域の透光度は50%よりも大きい、投影装置。

【請求項4】

請求項1に記載の投影装置であって、
前記曲面投影領域の前記内表面の粗度は、前記外表面の粗度よりも大きい、投影装置。

【請求項5】

請求項1に記載の投影装置であって、
前記第一投影モジュールは、第一スライド部を含み、
前記殻体はさらに、内部に位置し且つ前記第一スライド部に対応する第一スライドレール部を含み、
前記第一投影モジュールの前記第一スライド部は、軸線に沿って前記第一スライドレール部に着脱且つスライド可能に設けられ、
前記軸線は、重力方向に垂直である、投影装置。

【請求項6】

請求項1に記載の投影装置であって、
前記載置部は、第一プレートを含み、
前記光学エンジン、前記投影レンズ、前記ファン及び前記回路板は、軸線に沿って前記第一プレートに配置され、
前記軸線は、重力方向と同じであり又は異なる、投影装置。

【請求項7】

請求項6に記載の投影装置であって、
前記載置部はさらに、前記第一プレートから曲がって延伸する第二プレートを含み、
前記第一投影モジュールは、前記第二プレートに配置される第一スライド部を含む、投影装置。

【請求項8】

請求項6に記載の投影装置であって、
前記載置部は、前記第一プレートに設置され、且つ前記載置部の外側に露出している把持部を含む、投影装置。

【請求項9】

請求項1に記載の投影装置であって、
前記投影レンズは、前記曲面投影領域の前記内表面に面する、投影装置。

【請求項10】

請求項1に記載の投影装置であって、
前記第一投影モジュールは、前記曲面投影領域の前記内表面に対して投影を行い、
前記第一投影モジュールはさらに反射ミラーを含み、前記投影レンズは、前記反射ミラーに面し、前記反射ミラーは、前記投影レンズからの光束を前記曲面投影領域の前記内表面へ反射する、投影装置。

【請求項11】

請求項1に記載の投影装置であって、
前記載置部は、少なくとも1つのコネクタスロットを含み、
前記回路板は、前記載置部の内側に配置され、前記少なくとも1つのコネクタスロットは、前記回路板に接続され、且つ前記載置部の外側に露出している、投影装置。

【請求項12】

請求項1に記載の投影装置であって、
第二投影モジュールをさらに含み、
前記殻体は、前記第二投影モジュールに対応する開口を含み、
前記第二投影モジュールは、対応する前記開口を経由して前記殻体の内部に着脱可能に配置され、
前記第二投影モジュールは、載置部と、前記載置部に設置される光学エンジン、投影レンズ、ファン及び回路板とを含む、投影装置。

【請求項13】

請求項12に記載の投影装置であって、
前記殻体は、前記第二投影モジュールに対応する曲面投影領域を含み、
前記第二投影モジュールに対応する前記曲面投影領域は、相対する内表面及び外表面を含み、
前記第二投影モジュールは、対応する前記曲面投影領域の前記内表面に対して投影を行う、投影装置。

【請求項14】

請求項12に記載の投影装置であって、
前記殻体の外部に位置する投影スクリーンをさらに含み、
前記殻体の前記第二投影モジュールの前記投影レンズからの光束の光路に光透過領域が含まれ、
前記第二投影モジュールが前記殻体の内部に取り付けられるときに、前記第二投影モジュールは、前記投影スクリーンに対して投影を行い、前記第二投影モジュールからの光束は、前記光透過領域を通過して前記投影スクリーンの第一面に投影し、前記投影スクリーンの第二面に前記投影画面を表示させる、投影装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、投影装置に関し、特に、曲面投影領域を有する投影装置に関する。

【背景技術】

【0002】

今のところ、人体モデルが通常固定したダミーであるため、体内の臓器などの情報を学生に紹介しようとするときに、動的効果で表示したり、自由に置き換えしたりすることはできない。ダイナミック表示が可能な装置について言えば、現在、フラットディスプレイを頭部又は腹部とするロボットしかない。しかし、このようなものは、平面映像しか表示することができず、実際の状況とは異なる。

【0003】

なお、この「背景技術」の部分は、本発明の内容への理解を助けるためだけのものであるため、この「背景技術」の部分に開示されている内容は、当業者に知られていない技術を含む可能性がある。よって、この「背景技術」の部分に開示されている内容は、該内容、又は、本発明の１つ又は複数の実施例が解決しようとする課題が本発明の出願前に既に当業者に周知されていることを意味しない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、曲面投影領域を有することで曲面映像を動的に表示し得る投影装置を提供することにある。

【0005】

本発明の他の目的及び利点は、本発明に開示される技術的特徴からさらに理解することができる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述の１つ又は一部又はすべての目的或いは他の目的を達成するために、本発明の一実施例による投影装置は、殻体及び第一投影モジュールを含む。殻体は、曲面投影領域及び開口を含み、そのうち、曲面投影領域は、相対する内表面及び外表面を含む。第一投影モジュールは、開口を経由して殻体の内部に着脱可能に配置され、且つ曲面投影領域に対応する。そのうち、第一投影モジュールは、曲面投影領域の内表面に対して投影を行うことにより、曲面投影領域の外表面に投影画面を表示させる。

【0007】

上述によれば、本発明の一実施例による投影装置の殻体は、曲面投影領域を含み、第一投影モジュールは、曲面投影領域の内表面に対して投影を行うことで、曲面投影領域の外表面に投影画面を表示させることができる。これにより、動的又は静的な曲面映像を表示し得るため、良好な顕示効果を提供することができる。

【0008】

本発明の上述の特徴及び利点をより明らかにするために、以下、実施例を挙げて添付した図面を参照することにより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施例における投影装置を示す図である。

【図2】図1の投影装置の第一投影モジュール及び第二投影モジュールが殻体から離れた様子を示す図である。

【図3】図1の投影装置の第一投影モジュールを示す図である。

【図4】図3の別の視角からの概略図である。

【図5】本発明の他の実施例における第一投影モジュールを示す図である。

【図6】本発明の他の実施例における投影装置を示す図である。

【図7】本発明の他の実施例における投影装置を示す図である。

【図8】本発明の他の実施例における投影装置を示す図である。

【図9】図1の殻体の曲面投影領域を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の上述及び他の技術的内容、特徴、機能及び効果は、添付した図面に基づく以下のような好ましい実施例における詳細な説明により明確になる。なお、以下の実施例に言及びされる方向についての用語、例えば、上、下、左、右、前、後などは、添付した図面の方向に過ぎない。よって、使用される方向の用語は、本発明を説明するためだけのものであり、本発明を限定するためのものではない。

【0011】

図1は、本発明の一実施例における投影装置を示す図である。図2は、図1の投影装置の第一投影モジュール及び第二投影モジュールが殻体から離れた様子を示す図である。図1及び図2を参照するに、本実施例の投影装置100は、殻体110及び第一投影モジュール120を含む。図1及び図2では、殻体110の内部の素子を明確にするために、点線で殻体110を示す。本実施例では、殻体110の形状は、人体型であり、頭部及び胴体を含む。他の実施例において、殻体110の形状は、頭部型又は胴体型のみであっても良く、或いは、殻体110の形状は、動物型であっても良い。なお、殻体110の形状は、これに限定されない。

【0012】

図2に示すように、殻体110は、曲面投影領域111及び開口114を含む。第一投影モジュール120は、開口114を経由して殻体110の内部に着脱可能に配置され得る。これにより、第一投影モジュール120を容易に交換する又はメンテナンスすることができる。第一投影モジュール120は、殻体110の内部に組み立てられるときに、殻体110の曲面投影領域111に対応することができる。殻体110の曲面投影領域111における部分は、例えば、投影膜であり、その透光度（transmittance）は、50%よりも大きい。殻体110の曲面投影領域111以外の領域は、不透光である。

【0013】

曲面投影領域111は、相対する内表面112及び外表面113を含む。殻体110の内部に位置する第一投影モジュール120は、曲面投影領域111の内表面112に対して投影を行うことで、曲面投影領域111の外表面113に投影画面を表示させることができる。即ち、ユーザは、曲面投影曲111の外表面113から投影画面を見ることができる。本実施例では、曲面投影領域111が殻体の頭部又は胴体にある場合、投影装置100は、曲面投影領域111の外表面113に各種の顔表情又はリアルな臓器の映像を表示させることで、リアルな状況をいきいきと表示させることができる。これにより、臓器の各種の異なる状態における動的、静的状態及び病理学的解析を教学や紹介のために示すことができる。他の実施例において、殻体110の頭部に対応する曲面投影領域111は、交換可能な投影膜であっても良く、例えば、男性顔又は女性顔の輪郭を有する投影膜であっても良い。交換可能な投影膜は、例えば、その内表面に磁石が配置されることにより、殻体の内部の対応する磁石又は金属部品に引き付けて固定することができる。また、交換可能な投影膜は、例えば、フック(バックル)構造、ロック又は吊り下げの方式で殻体に固定することもできるが、固定の方式は、これに限定されない。

【0014】

本実施例では、殻体110の曲面投影領域111の内表面112の粗度（粗さ）が外表面113の粗度よりも大きい。例えば、曲面投影領域111の内表面112に例えば微細構造(例えば、テクスチャ又は粗い透光塗層)を設けることができる。このような設計は、投影画面をよりクリアにすることができる。例えば、図9に示す実施例において、殻体110の曲面投影領域111は、平滑な外表面113を有するが、内表面112には、微細構造又は粒子状構造がある。他の実施例において、殻体の曲面投影領域に使用する材質（材料）に対応して、曲面投影領域は、平滑な内表面を有し、外表面には、微細構造又は粒子状構造を有することもできる。なお、本発明は、これに限定されない。

【0015】

また、本実施例では、第一投影モジュール120は、第一スライド部125(図2)を含み、殻体110はさらに、内部に位置し、且つ第一スライド部125に対応する第一スライドレール部115を含む。第一投影モジュール120の第一スライド部125は、軸線Aに沿って、殻体110の第一スライドレール部115に着脱且つスライド可能に設けることができる。第一スライド部125は、ローラ又はスライダーであっても良い。第一スライドレール部115は、対応するローラ又はスライダーのスライドレールであっても良く、第一投影モジュール120の重量を支え、且つその上をスライドさせるために用いられることで、第一投影モジュール120の移動安定性を向上させることができる。好ましくは、第一スライドレール部115にストッパ(図示せず)を設定することで、第一スライド部125の位置を限定し、第一投影モジュール120の位置決めを助けることができる。

【0016】

また、第一投影モジュール120を殻体110の内部に押した後に、ネジなどを用いて第一投影モジュール120を殻体110の内部に固定することができる。このようにして、分解・組立を容易にすることができる。本実施例では、軸線Aは、例えば、重力方向Gに垂直な方向であるが、軸線Aと重力方向Gとの関係は、これに限定されない。

【0017】

図3は、図1の投影装置の第一投影モジュールを示す図である。図4は、図3の別の視角からの概略図である。図3及び図4を参照するに、本実施例では、第一投影モジュール120は、載置部121と、載置部121に配置される光学エンジン130、投影レンズ132、ファン134及び回路板136とを含む。光学エンジン130及びファン134は、回路板136に電気接続される。

【0018】

図1乃至図4から分かるように、載置部121は、湾曲輪郭を有し、湾曲輪郭は、殻体110の対応する開口114の周囲の輪郭と一致している。第一投影モジュール120が殻体110の内部に組み立てられるときに、載置部121は、殻体110の開口114を密閉することができる。例えば、湾曲輪郭は、後頭部又は背中の輪郭と合致しても良いが、これに限定されない。投影レンズ132は、殻体110の曲面投影領域111の内表面112に面することで、曲面投影領域111の内表面112に対して投影を行うことができる。

【0019】

ファン134は、光学エンジン130の放熱のために用いられる。これに加えて、第一投影モジュール120が殻体110の内部に設けられ、且つ載置部121が殻体110の開口114を密閉したときに、ファン134のワーキングにより、第一投影モジュール120が生成した熱を殻体110の内部において流せることができる。このようにして、暖かい気流を殻体110の内部の他の位置に伝達することにより、殻体110は、微温状態になり、殻体110に触るときに温度が感じられる。

【0020】

図1及び図3に示すように、載置部121は、第一プレート122を含み、光学エンジン130、投影レンズ132、ファン134、及び回路板136は、例えば、重力方向G(図1)に沿って第一プレート122に配置される。本実施例では、殻体110が狭長な形状を有し、システムの体積を有効に利用するために、光学エンジン130、投影レンズ132、ファン134及び回路板136は、高度（高さ）方向(重力方向G)にスタックすることができるが、光学エンジン130、投影レンズ132、ファン134及び回路板136のスタック方向は、これに限定されない。載置部121の第一プレート122は、殻体110の開口114を密閉し、また、ロックポイントによって殻体110に固定することができる。

【0021】

また、図4に示すように、載置部121は、第一プレート122に設置され、且つ載置部121の外側に露出している把持部126をさらに含む。これにより、ユーザ又は保守要員は、把持部126を用いて第一投影モジュール120を容易に交換する及び引き抜くことができる。また、載置部121はさらに、第一プレート122から曲がって延伸する第二プレート123を含み、即ち、第一プレート122及び第二プレート123は、L型の載置部121(第一プレート122は、例えば、殻体の対応する開口の周囲の輪郭と一致している)を形成し、第一スライド部125は、第二プレート123に配置される。なお、一実施例において、第二プレート123は省略することもできる。

【0022】

図1、図2及び図4に示すように、載置部121は、少なくとも1つのコネクタスロット124を含み、回路板136は、載置部121の内側に配置され、少なくとも1つのコネクタスロット124は、回路板136に接続され、且つ載置部121の外側に露出している。第一投影モジュール120が殻体110の内部に取り組まれるときに、コネクタスロット124は、ユーザに、殻体110の外部から他の信号源(例えば、USB、HDMI（登録商標）)又は電源を接続させることができる。これは、投影内容の更新や充電に非常に便利である。

【0023】

本実施例では、投影装置100はさらに、第二投影モジュール120aを含み、それは、胴体のところでの曲面投影領域111に面することで、曲面投影領域111の内表面112に対して投影し、対応する外表面113に体内の臓器などの情報を表示させることができる。第二投影モジュール120aは、第一投影モジュール120とほぼ同じであるため、ここでは、その詳しい説明を省略する。詳細に言えば、第一投影モジュール120及び第二投影モジュール120aは、それぞれ、殻体110の内部において頭部及び胴体に対応する位置に配置され、殻体110の頭部の内部にある第一投影モジュール120は、頭部に位置する曲面投影領域111に対して投影を行い、殻体110の胴体の内部にある第二投影モジュール120aは、胴体に位置する曲面投影領域111に対して投影を行う。第二投影モジュール120aの第一プレート122aの形状は、胴体の背中の輪郭に対応し、第一投影モジュール120の第一プレート122の形状とは少し異なる。

【0024】

図5は、本発明の他の実施例における第一投影モジュールを示す図である。図5を参照するに、本実施例では、第一投影モジュール120bはさらに、反射ミラー140を含み、投影レンズ132は、例えば、短焦点レンズであり、投影レンズ132は、反射ミラー140に面し、反射ミラー140は、投影レンズ132からの光線を曲面投影領域111の内表面112へ反射することにより、有限の投影距離の下で必要な投影効果を達成することができる。

【0025】

図6は、本発明の他の実施例における投影装置を示す図である。図6を参照するに、図6の投影装置100aでは、殻体110の頭部のところでの前後の距離が比較的小さいため、反射ミラー140を有する第一投影モジュール120bを取り付けることで、投影経路を長くすることができる。胴体のところに対応する第二投影モジュール120aは、反射ミラー140が設けられないものを使用しても良い。もちろん、一実施例において、頭部及び胴体のところですべて反射ミラー140を有する第一投影モジュール120bを使用することもできる。

【0026】

図7は、本発明の他の実施例における投影装置を示す図である。図7を参照するに、投影装置100bはさらに、殻体110の外部に位置する投影スクリーン150を含み、そのうち、殻体110の対応する第二投影モジュール120aの投影レンズ132からの光束の光路には、光透過領域116が含まれる。光透過領域116は、透光ガラス又は透光プラスチックであっても良く、或いは、光透過領域116は、中空の開口であっても良く、投影スクリーン150の位置は、殻体110の光透過領域116に対応する。第二投影モジュール120aが殻体110の内部に取り付けられるときに、第二投影モジュール120aは、投影スクリーン150に対して投影を行い、これにより、第二投影モジュール120aからの光束は、殻体110の光透過領域116を通過して投影スクリーン150の第一面152に投影することで、投影スクリーン150の第二面154に投影画面を表示させることができる。そのうち、投影スクリーン150の第一面152は、光透過領域116に面し、即ち、ユーザは、投影スクリーン150の第二面154から投影画面を見ることができる。

【0027】

図8は、本発明の他の実施例における投影装置を示す図である。図8を参照するに、図8の投影装置100cでは、反射ミラー140を有する第一投影モジュール120bを(図5に示すように)設けることができる。但し、図6の実施例との相違点は、第一投影モジュール120bが殻体110の内部に配置され、且つ反射ミラー140が頭部に対応するところに位置し、光学エンジン130、投影レンズ132、ファン134及び回路板136が例えば、重力方向Gに沿って胴体のところに配置され、そのうち、投影レンズ132が例えば、長焦点レンズであり、投影レンズ132が反射ミラー140に面し、反射ミラー140が投影レンズ132からの光束を頭部のところでの曲面投影領域111へ反射することにある。また、本実施例の投影装置100cは、ビデオカメラ160(Camera)及びスピーカー170(Speaker)を含んでも良く、ビデオカメラ160は、例えば、殻体110の頭部に設置され、スピーカー170は、例えば、殻体110の胴体に設置される。これにより、該装置に映像キャプチャ及び音声の機能を持たせることができる。

【0028】

以上のことから、本発明の一実施例による投影装置の殻体は、曲面投影領域を含み、第一投影モジュールは、曲面投影領域の内表面に対して投影を行うことで、曲面投影領域の外表面に投影画面を表示させることができる。これにより、動的又は静的な曲面映像を表示し得るため、良好な顕示効果を提供することができる。

【0029】

本発明は、前述した好適な実施例に基づいて以上のように開示されたが、前述した好適な実施例は、本発明を限定するためのものでなく、当業者は、本発明の技術思想と範囲を離脱しない限り、本発明に対して些細な変更と潤色を行うことができるので、本発明の保護範囲は、添付した特許請求の範囲に定まったものを基準とする。また、本発明の何れの実施例又は特許請求の範囲は、本発明に開示されたすべての目的又は利点又は特徴を達成する必要がない。また、要約の一部と発明の名称は、文献の検索を助けるためのみのものであり、本発明の技術的範囲を限定するものでない。また、本明細書又は特許請求の範囲に言及びされている「第一」、「第二」などの用語は、要素（element）に名前を付け、又は、他の実施例又は範囲を区別するためのものみであり、要素の数量上での上限又は下限を限定するためのものでない。

【符号の説明】

【0030】

G:重力方向
A:軸線
100、100a、100b、100c:投影装置
110:殻体（Shell）
111:曲面投影領域
112:内表面
113:外表面
114:開口
115:第一スライドレール部
116:光透過領域
120、120b:第一投影モジュール
120a:第二投影モジュール
121:載置部
122、122a:第一プレート
123:第二プレート
124:コネクタスロット
125:第一スライド部
126:把持部
130:光学エンジン（Optical Engine）
132:投影レンズ
134:ファン(Fan)
136:回路板
140:反射ミラー
150:投影スクリーン
152:第一面
154:第二面
160:ビデオカメラ
170:スピーカー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】