JP2004013028A - 画像投射装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】動力を供給する直流モータ51と、直流モータ51からの動力を突出部材に伝達する伝達機構と、直流モータ51に駆動電流を供給するアンプ33と、突出部材20の位置を検出する位置検出器70と、位置検出器70により検出される突出部材20の位置と突出部材20が移動すべき目標位置との偏差が所定の値よりも大きい場合には、直流モータ51に駆動電流を継続的に与え、偏差が所定の値よりも小さい場合には、直流モータ51に断続的に駆動電流を与え、突出部材20の位置が目標位置に到達したところで直流モータ51への直流電圧の供給を停止させる制御指令をアンプ33に出力する制御装置30とを有する。
【選択図】図5
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像投射装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶プロジェクター等の画像投射装置では、投射画像のスクリーン上での高さを調整するために、画像投射装置の仰角を変更するアジャスターを備えたものが知られている。アジャスターは、通常、マニュアル操作によって操作される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、アジャスターを備えた画像投射装置において、投射画像のスクリーン上での高さを調整する際には、画像投射装置を持ち上げスクリーン上の画像を見ながらアジャスターの足の伸縮量を調整する必要があり、操作が難しかったり、微調整がしにくいなどの不利益が存在した。また、スクリーンの位置が変更される毎に、画像投射装置の仰角の調整が必要であり、画像投射装置から画像をスクリーン上に映し出すためのセッティングに時間を要し、収納にも手間がかかるという不利益も存在した。
上記の不利益を解消するためには、アジャスターの電動化が考えられるが、アジャスターを電動化するには、アジャスターの調整精度をある程度高くする必要がある。
しかしながら、アジャスターの調整精度を高くするには、ステッピングモータやサーボモータ等の比較的高価なモータや制御回路が必要となり、画像投射装置の製造コストが嵩むという不利益が存在する。
【0004】
本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、画像をスクリーン上に映し出すための調整が容易で、収納も容易でかつ安価な画像投射装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、画像を投射する画像投射装置であって、画像を投射する画像投射装置であって、突出部材をケースの底面から突出させることにより、所定軸を中心に前記ケースを傾斜させ、投射面に対する仰角を調整するアジャスター手段を具備し、前記アジャスター手段は、動力を供給する直流モータと、前記直流モータからの動力を前記突出部材に伝達する伝達機構と、前記直流モータに駆動電流を供給する駆動回路と、前記突出部材の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出される前記突出部材の位置と前記突出部材が移動すべき目標位置との偏差が所定の値よりも大きい場合には、前記直流モータに駆動電流を継続的に与え、前記偏差が所定の値よりも小さい場合には、前記突出部材の位置が前記目標位置に到達するまで前記直流モータに断続的に駆動電流を与える制御指令を前記駆動回路に出力する制御手段とを有する。
【0006】
本発明では、突出部材を目標位置に位置決めする際に、目標位置までの偏差が大きい場合には、直流モータに駆動電流が継続的に供給される。駆動電流が継続して供給されると直流モータは、比較的高速に回転する。このため、突出部材も伝達機構を介して高速に移動する。突出部材が高速に移動して目標位置に近づくと、偏差が小さくなり、直流モータに駆動電流が断続的に供給される。直流モータに駆動電流が断続的に供給されると、直流モータが低速あるいは断続的に回転し、突出部材も低速あるいは断続的に移動する。位置検出手段から得られる突出部材の位置が目標位置に達したところで、突出部材が停止する。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る画像投射装置の外観を示す斜視図である。図1に示すように、画像投射装置1は、ベースBS上に置かれており、立方体形状のケース2の前面2aに投射口2hを備えている。
ケース2の上面2bには、2つの操作釦5a,5bおよび電源スイッチ6が設けられている。これらの操作釦5a,5bおよび電源スイッチ6は、ケース2の背面2cの近傍に配置されている。
【0008】
ケース2の底面2dには、前面2a側に2つの支持部材11が設けられ、背面側2cに支持部材12が設けられている。ケース2はこれらの支持部材11,12によって4点が支持されており、ベースBSとケース2の底面2dとの間には隙間が形成される。
【0009】
図2は、画像投射装置1が画像を投射した状態を示す斜視図である。
図2に示すように、画像投射装置1は、ケース2の底面2dから突出する突出部材20を備えている。
上記の操作釦5a,5bは、この突出部材20の位置調整を行う釦である。後述するように、操作釦5a,5bを操作することにより、突出部材20が自動的に昇降する。
突出部材20がケース2の底面2dから突出すると、突出部材20がケース2を押し上げ、ケース2は支持部材12を通る軸Sを中心に傾斜し、前面側2aがベースBSから上昇する。
【0010】
図3は、画像投射装置1の仰角の調整作業の一例を説明するための図である。図3(a)に示すように、ベースBSに対して投射面としてのスクリーンSCが垂直な方向にある状態を仰角が零度とし、図3(b)に示すように、画像投射装置1が水平面に対して角度θとなった状態を仰角θとする。なお、仰角θは、画像投射装置1のケース2内に設けられた投射レンズの光軸とスクリーンSCに垂直な方向とのなす角度と等しい。
画像投射装置1から投射される画像光LのスクリーンSC上での高さの調整は、操作釦5a,5bを操作しながら仰角θを変更することにより行う。
操作釦5a,5bは、支持部材12を通る軸Sの上方に位置しているため、スクリーンSCに映し出された画像を見ながら、操作釦5a,5bの操作を行うことができる。また、画像投射装置1が傾斜したとしても、図3(b)から分かるように、操作釦5a,5bの位置はほとんど移動しないため、操作釦5a,5bの操作性が非常に良い。
【0011】
図4は、画像投射装置1に内部の概略構成を示す図である。
図4に示すように、画像投射装置1は、制御装置30と、アンプ33と、パネル駆動回路34と、ランプ電源35と、ランプ36と、液晶パネル37と、投射レンズ38と、アジャスター機構50とを有する。なお、制御装置30、アンプ33およびアジャスター機構50によって本発明のアジャスター手段が構成される。
【0012】
液晶パネル37は、スクリーンSCに投射すべき画像を表示する。
パネル駆動回路34は、入力端子45から映像信号を受けて、この映像信号に基づく画像を表示させる。
【0013】
ランプ36は、液晶パネル37に表示された画像を投射するための光を出力する。
ランプ電源35は、制御装置30からの制御信号に応じて、ランプ36に電力を供給する。
【0014】
投射レンズ38と、液晶パネル37を通じたランプ36からの光を拡大して出射し、スクリーンSC上に結像させる。この投射レンズ38の前面に上記した開閉板3が配置される。投射レンズ38から映像が投射されないときには、開閉板3が投射レンズ38の前面を覆い、投射レンズ38を保護する。
【0015】
図5は、制御装置30の構成を含むアジャスター機構50の構造を示す斜視図である。
図5に示すように、アジャスター機構50は、直流モータ51と、突出部材20と、ウォームギヤ52と、ギヤ53と、ねじ軸54と、位置検出器70とを有する。
【0016】
ウォームギヤ52は、ケース2内に固定された直流モータ51の出力軸に連結されている。
ギヤ53は、ウォームギヤ52に噛合している。このギヤ53は、ねじ軸54の上端側の軸部54bの外周に中心部が挿入され、軸部54bに固定されている。
【0017】
ねじ軸54は、外周にねじが形成されたねじ部54aを備えており、このねじ軸54の軸部54bの先端は、ケース2内に固定された支持部材56によって回転自在に支持され、ねじ軸54の下端部は、ケース2内に固定された支持板55に回転自在に支持されている。
【0018】
突出部材20は、上下端が屈曲しており、上側の屈曲部にねじ軸54のねじ部54aが螺合するねじ穴20hが形成されている。
また、突出部材20は、上記の支持板55に形成された案内孔55hに挿入され、この案内孔55hによって上下方向に案内されている。
【0019】
突出部材20は、アーム部20Aを備えており、このアーム部20Aに形成された係合孔20Ahに位置検出器70の可動部71が挿入されている。
【0020】
位置検出器70は、可動部71の位置に応じた電圧信号を上記した制御装置30に出力する。
この位置検出器70には、たとえば、ポテンショメータが用いられる。
【0021】
制御装置30は、プロセッサ135と、メモリ139と、入出力回路137,138,140と、A/D変換器136とを有する。
【0022】
メモリ139は、各種データを記憶するが、たとえば、突出部材20の前回の位置や突出部材20の収納位置等のデータを記憶する。
【0023】
入出力回路137は、プロセッサ135からの直流モータ51を駆動する制御指令33s1と回転方向を規定する制御指令33s2をアンプ33に出力する。これらの制御指令33s1,33s2は、ローレベルとハイレベルの信号である。
入出力回路138は、電源スイッチ6からのオン/オフ信号6s、操作釦5a、5bの指令信号5as、5bsをプロセッサ135に入力する。
A/D変換器136は、位置検出器70からのアナログ信号をディジタル信号に変換してプロセッサ35に出力する。
入出力回路140は、プロセッサ135からのランプ電源35へのオン/オフ指令を出力する。
【0024】
プロセッサ135は、位置検出器70の検出信号70s、電源スイッチ6からのオン/オフ信号6s、操作釦5a、5bの指令信号5as、5bsが入力され、入力される信号に基づいて、ランプ電源35のオン、オフ制御および直流モータ51の駆動制御を行う。
具体的には、プロセッサ135は、電源スイッチ6からのオン/オフ信号6sがオン状態にある場合には、ランプ電源35を動作させる信号を当該ランプ電源35に出力し、オン/オフ信号6sがオフ状態にある場合には、ランプ電源35をオフさせる信号を当該ランプ電源35に出力する。
また、プロセッサ135は、アジャスター機構50の直流モータ51を駆動する場合には、直流モータ51を駆動する制御指令33s1と回転方向を規定する制御指令33s2をアンプ33に出力する。
【0025】
アンプ33は、たとえば、制御指令30s1がローレベルの場合には、制御指令30s2に応じた向きの駆動電流を直流モータ51に印加し、制御指令30s1がハイレベルの場合には、駆動電流を直流モータ51に印加しない。なお、アンプ33は本発明の駆動回路の一実施態様である。
【0026】
図6は、アジャスター機構50の動作を説明するための図である。
図6(a)は、突出部材20がケース2内に収納され、所定の収納位置にある状態を示している。
直流モータ51を駆動すると、突出部材20が下降する。
【0027】
突出部材20をさらに下降させると、突出部材20の下端側はケース2の底面2dに形成された開口2eから突出し、図6(b)に示すように、突出部材20の下端がベースBSに到達する。
【0028】
さらに突出部材20を下降させると、図6(c)に示すように、ケース2の前面側が押し上げられ、支持部材11がベースBSから離れる。
上記の操作釦5a,5bによって突出部材20の位置を調整することにより、ケース2の傾斜角度(仰角θ)が調整される。
【0029】
次に、上記構成の画像投射装置1の電源投入から電源遮断までの一連の動作の一例について図7を参照して説明する。
図7は、画像投射装置1の電源投入から電源遮断までの一連の動作の一例を示すフローチャートである。
まず、ケース2の上面2bに設けられた電源スイッチ6を操作し、画像投射装置1に電源を投入する(ステップS1)。
制御装置30は、電源スイッチ6からオン信号6sが入力されると、ランプ電源35を起動する(ステップS2)。
さらに、制御装置30のプロセッサ35は、メモリ39に記憶された突出部材20の位置情報を読み出す(ステップS3)。なお、メモリ39に記憶された突出部材20の位置情報は、前回の電源遮断時に位置検出器70によって検出された突出部材20の位置情報である。
【0030】
制御装置30は、読み出した突出部材20の位置情報に基づき、アンプ33に直流モータ51を駆動する制御指令30s1と回転方向を規定する制御指令30s2を出力する。
制御装置30は、突出部材20の下降により変化する当該突出部材20の位置情報を位置検出器70より逐次取得し、位置検出器70の検出する突出部材20の位置情報とメモリ139に記憶された突出部材20の位置に一致するまで突出部材20を移動させる(ステップS4)。
【0031】
前回の電源遮断時に、突出部材20がケース2の底面2dから突出していた場合には、突出部材20は再びケース2の底面2dから突出し、前回と同様の仰角θとなるようにケース2が傾斜する。
【0032】
突出部材20の移動が停止したのち、スクリーンSCに画像が投射される(ステップS5)。
この状態で、制御装置30は、スクリーンSCに映し出された画像の高さを調整するために、操作釦5a、5bが操作されたかを判断する(ステップS6)。操作釦5a、5bが操作され、制御装置30に指令信号5as、5bsが入力されると、制御装置30はこの指令信号5as、5bsに基づき、制御指令33s1および33s2を生成し、これをアンプ33に与えて突出部材20の昇降を行い、突出部材20の位置調整を行う(ステップS7)。これにより、スクリーンSC上の画像の高さの調整が行われる。
【0033】
制御装置30は、電源スイッチ6が操作され、電源スイッチ6からオフ信号6sが入力されたと判断すると(ステップS8)、ランプ電源35を停止させる(ステップS9)。
また、制御装置30は、現在の突出部材20の位置を位置検出器70より取得し、この位置情報をメモリ139に新たに記憶する(ステップS10)。
【0034】
制御装置30は、突出部材20の位置を1メモリ39に記憶したのち、メモリ139に記憶された突出部材20の収納位置の情報を読み出し、読み出した位置情報に基づき、アンプ33に直流モータ51を駆動する指令33s1と回転方向を規定する制御指令33s2を出力する。
制御装置30は、突出部材20の上昇により変化する当該突出部材20の位置情報を位置検出器70より逐次取得し、位置検出器70の検出する突出部材20の位置情報とメモリ139に記憶された突出部材20の位置に一致するまで突出部材20を移動させ、突出部材20をケース2内に収納する(ステップS11)。
【0035】
次に、突出部材20の収納位置から記憶位置への移動の際の制御装置30による直流モータ50の制御について図8を参照して説明する。なお、この制御は、図7に示したステップS3,S4で行われる。
まず、図8に示すように、前回の電源遮断時における突出部材20の記憶位置Pbがメモリ139から取得される(ステップS31)。この記憶位置Pbが突出部材20が移動すべき目標位置である。
【0036】
次いで、位置検出器70から突出部材20の現在の位置Pnが取得され、この現在位置Pnと記憶位置Pbとの偏差Eが算出される(ステップS32)。
【0037】
次いで、現在位置Pnが記憶位置Pbにあるか否かが判断される(ステップS33)。この判断は、所定の許容誤差N0の範囲に偏差Eの大きさが収まっているかどうかに基づいて行われる。所定の許容誤差N0の範囲に偏差Eが収まっている場合には、現在位置Pnが記憶位置Pbに等しいと判断し、処理を終了する。
【0038】
所定の許容誤差N0の範囲に偏差Eが収まっていない場合には、現在位置Pnが記憶位置Pbから大きく離れているか否かの判断が行われる(ステップS34)。この判断は、予め決められた所定の距離N1と現在の偏差Eとの比較に基づいて行われる。
【0039】
偏差Eが距離N1よりも大きい場合には、制御装置30からアンプ33に与える制御指令33s1をローレベルにする(ステップS35)。これにより、アンプ33は駆動電流を直流モータ51に継続的に供給し、突出部材20が目標位置に向かって移動する。直流モータ51に駆動電流が継続的に供給されると、直流モータ51は連続的に回転し、突出部材20も連続して移動し、比較的高速で移動する。
【0040】
制御装置30からアンプ33に与える制御指令33s1をローレベルにしたのち、現在位置Pnを取得し、新たに偏差Eを算出する(ステップS36)。
さらに、算出した偏差Eが所定の距離N1の範囲に収まったかを判断する(ステップS37)。収まっていない場合には、繰り返し偏差Eを算出し、距離N1の範囲に収まったかの判断を行う。
【0041】
偏差Eが所定の距離N1の範囲に収まっている場合には、制御装置30からアンプ33に与える制御指令33s1をハイレベルにする(ステップS38)。これにより、直流モータ51への駆動電流の供給が遮断されるため、直流モータ51は減速する。このとき、再び、制御装置30からアンプ33に与える制御指令33s1を所定時間T0〔ms〕だけローレベルにする(ステップS39)。この所定時間T0は、たとえば、10〔ms〕程度の非常に短い時間である。このため、直流モータ51は所定時間T0の間だけ駆動電流が供給されるため、わずかに回転し、速度も低くなる。
すなわち、偏差Eが所定の距離N1の範囲に収まっている場合には、突出部材20が目標位置に近づいていると判断できるため、直流モータ51をゆっくりと回転させ、突出部材20が目標位置を越えるのを防ぐ。
【0042】
制御指令33s1が所定時間T0〔ms〕の間ローレベルにあり再びハイレベルになったところで、現在位置Pnを取得し、新たに偏差Eを算出する(ステップS40)。さらに、算出した偏差Eが所定の距離N1の範囲に収まったかを判断する(ステップS41)。収まっていない場合には、制御指令33s1がローレベルからハイレベルに変わった時点から所定時間T0〔ms〕が経過したかを判断する(ステップS42)。
所定時間T0〔ms〕が経過した場合には、再びステップS39に戻って上記の処理を繰り返し行う。
ステップS39〜S42の処理が繰り返し行われると、制御指令33s1は所定時間T0〔ms〕毎に交互にローレベルとハイレベルに変わる。このため、直流モータ51は断続的あるいは低速で回転する。
ステップS41において、偏差Eが所定の距離N1の範囲に収まった場合には、突出部材20が目標位置に到達したと判断して処理を終了する。
【0043】
また、ステップS34において、偏差Eが距離N1よりも小さい場合には、現在位置Pnが目標位置である記憶位置Pbに近い位置にあると判断し、ステップS39〜S42の処理を行う。
【0044】
以上のように、本実施形態では、直流モータ51自体の回転位置の検出は行わず、さらに、直流モータ51を制御する制御指令はローレベルとハイレベルの2つの状態に変化するだけである。このため、直流モータ51自体の回転位置や回転速度を正確に制御することは困難である。このため、突出部材20自体の位置を検出し、突出部材20の位置が目標位置から遠い場合には直流モータ51に駆動電流を継続的に供給して突出部材20を目標位置の近傍まで移動させたのち、直流モータ51に駆動電流を断続的に与えて、突出部材20をゆっくりと目標位置に向けて移動させ、突出部材20の位置が目標位置に達したところで直流モータ51への駆動電流の供給を停止する。
また、直流モータ51の回転運動がウォームギヤ52、ギヤ53、ねじ軸54等からなる伝達機構によって突出部材20の直線運動に変換されているため、直流モータ51が停止すると、突出部材20に外力が作用したとしても伝達機構の抵抗が存在するため、突出部材20がこの外力によって位置ずれを起こしにくい。
これらのことから、突出部材20は精度良く目標位置に位置決めされる。このため、画像投射装置1の電源を投入すると、前回の仰角θが精度良く再現される。
なお、図8においては、突出部材20を前回の記憶位置Pbに位置決めする場合について説明したが、突出部材20を収納する際には、記憶位置Pbの代わりに所定の収納位置の情報をメモリ139から読み出し、図8と同様の処理をする。
【0045】
以上のように、本実施形態によれば、突出部材20の位置決め制御に、安価である直流モータと簡易な制御とを用いるため、装置コストが嵩むのを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、画像投射装置1に電源を投入したときに、画像投射装置1の仰角θを調整するための突出部材20を前回電源を遮断した位置に自動的に復帰させる。これにより、画像投射装置1によって画像を投射するための準備作業が自動的に行われ、画像投射装置1の使用毎の準備作業に要する時間や手間が大幅に軽減される。
また、画像投射装置1への電源を遮断するときに、突出部材20をケース2内の所定の収納位置に自動的に収納することにより、収納作業に要する時間や手間も大幅に軽減される。
【0046】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されない。
上述した実施形態では、直流モータ51から突出部材20への動力の伝達を、ウォームギヤ52、ギヤ53およびねじ軸54からなる伝達機構を用いて行う場合について例示したが、ウォームギヤ52を用いずに、平歯車からなる歯車列を用いることも可能である。
【0047】
【発明の効果】
本発明によれば、画像をスクリーン上に映し出すための調整が容易で、収納も容易で安価な画像投射装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る画像投射装置の外観を示す斜視図である。
【図2】画像投射装置1が画像を投射した状態を示す斜視図である。
【図3】画像投射装置1の仰角の調整作業の一例を説明するための図である。
【図4】画像投射装置1の内部の概略構成を示す図である。
【図5】アジャスター機構50の構造を示す斜視図である。
【図6】アジャスター機構50の動作を説明するための図である。
【図7】画像投射装置1の電源投入から電源遮断までの一連の動作の一例を示すフローチャートである。
【図8】突出部材20の収納位置から記憶位置への移動の際の制御装置30による直流モータ50の制御手順を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
1…画像投射装置、2…ケース、2h…投射口、5a,5b…操作スイッチ、6…電源スイッチ、11,12…支持部材、20…突出部材、30…制御装置、33…アンプ、34…パネル駆動回路、35…ランプ電源、36…ランプ、37…液晶パネル、38…投射レンズ、SC…スクリーン、50…アジャスター機構、51…直流モータ、70…位置検出器。
Claims (1)
- 画像を投射する画像投射装置であって、
突出部材をケースの底面から突出させることにより、所定軸を中心に前記ケースを傾斜させ、投射面に対する仰角を調整するアジャスター手段を具備し、
前記アジャスター手段は、動力を供給する直流モータと、
前記直流モータからの動力を前記突出部材に伝達する伝達機構と、
前記直流モータに駆動電流を供給する駆動回路と、
前記突出部材の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出される前記突出部材の位置と前記突出部材が移動すべき目標位置との偏差が所定の値よりも大きい場合には、前記直流モータに駆動電流を継続的に与え、前記偏差が所定の値よりも小さい場合には、前記突出部材の位置が前記目標位置に到達するまで前記直流モータに断続的に駆動電流を与える制御指令を前記駆動回路に出力する制御手段と
を有する画像投射装置。
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JP (1) | JP2004013028A (ja) |
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2002
- 2002-06-10 JP JP2002169237A patent/JP2004013028A/ja active Pending
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