专利名称：具有可折叠立柱的高射投影仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及反向(inverted)投影头的高度位置降低的高射投影仪。具体地说，本发明的高射投影仪包括一立柱折叠机构，它能在投影仪不使用时方便地存放，并同时减小对光学元件的可能损伤。
背景技术：
一种传统的高射投影仪(“OHP”)使用一种Cooke Triplet投影透镜，其中来自光源的光线穿过一平台下方的Fresnel透镜，在该平台上放置包含要投影的图像的透明物件。在光穿过透明物件后，光线穿过Cooke Triplet投影透镜，然后反射离开一折光镜(folding mirror)并射向投影屏幕。为了获得较好的图像质量，从投影灯发出的光线在Cooke Triplet投影透镜中或附近的一停止位置处聚焦。
图1示出了一传统的高射投影仪，该高射投影仪具有一光源、带有水平透光平台的一主体以及由一立柱悬挂在平台上方的一投影头组件。头组件包括Cooke Triplet投影透镜和折光镜。在传统的高射投影仪中，立柱可枢转地附接在主体上，以使头组件和立柱能沿着主体的侧部被折叠，以在不使用的时候存放或减小轮廓高度。通常，头组件在平台上方的高度尺寸大于主体的长度，并且头组件容易地清空投影仪的前面，有空间可以节省。
如上述的相关申请“具有反向头光学结构的投影仪(Projector Having anInverted Head Optical Arrangement)”中所述，一种新的光学设计允许投影头组件放置得更靠近平台。在具有传统枢转立柱的高射投影仪中，放置得较低的头组件可能不清空主体。因此，使用者可能无法不重新定位头组件就完全将系统折叠起来，因为不重新定位头组件会致使其与平台相碰。每次折叠立柱重新定位头组件需要附加的操作，并致使高射投影仪的焦点变动。头组件无法清空平台，可能会损坏光学元件。
人们需要其它类型的较低外形的高射投影仪，且它们能在不使用时容易和安全地折叠起来。
发明内容
本发明涉及一种改进的高射投影仪，它的反向的头组件的高度位置降低，并提供反向的头组件可以在一存放位置和一放映位置之间枢转的间隙。当反向头处于存放位置时，高射投影仪处于存放模式。当反向头处于放映位置时，高射投影仪能处于放映模式。
简要地说，在一个实施例中，本发明的高射投影仪包括(1)具有一平台区域的一主体，(2)一反向的头组件，以及(3)将反向的头组件悬挂在平台区域上方的一立柱。立柱根据以下等式枢转地附接在主体上 以及当高射投影仪处于放映模式时立柱处于平台区域之外。
高射投影仪的主体包括一透光平台，它具有放置在下方的某类聚光器技术，例如Fresnel聚光透镜或图像反射件。透光平台形成高射投影仪的平台区域。
与传统的投影仪不同的是，在一个实施例中，本发明使用一反向的头组件。在反向的头组件中，投影透镜定位成当光线穿过透明物体后，光线反射离开一折光镜，然后穿过投影透镜射向投影屏幕。镜子弯折光线的路径，使包括折光镜和投影透镜的反向的头组件比非反向的头组件位于更靠近平台的位置。
一立柱将反向的头组件保持在平台区域上方。立柱在一端处连接反向的头组件，在另一端处可枢转地连接至主体。当反向的头组件竖直地定向以位于平台区域上方时，投影仪处于图像放映位置，并且立柱位于平台区域的一角部处。当反向的头组件旋转到在平台区域前方的一位置时，投影仪处于存放位置。本发明的一个优点是，当反向的头组件处于放映位置并聚焦时，使用者无需在从初始的放映位置变化到存放位置并又回到放映位置时对反向的头组件进行重新调焦。因此，为了存放高射投影仪，使用者无需改变反向的头组件的位置(例如将反向的头组件向上移动离开平台区域)。
在一较佳的实施例中，立柱具有一弯曲状的端部。所示的端部包括大致呈“L”或“S”形状的端部。熟悉本技术领域的人们会理解，也可以采用其它弯曲部分设计。这样的立柱设计所带来的优点是，反向的头组件的高度位置降低、有间隙以使反向头可以在存放位置与图像放映位置之间枢转、以及将立柱定位在平台区域的外边，如在平台的角部处，以使人们可以不受阻碍地接近平台区域。弯曲状端部可以是立柱的一个一体的部分，或者它也可以是立柱的一个附件。
人们是希望能不受阻碍地接近平台区域的，这是因为这使人们能容易地更换放映的介质。例如，如果需要的话，可以使用一卷轴附件，使演示者能通过将新介质转动横穿平台区域来更新所投影的图像。
本发明的高射投影仪包括一立柱折叠机构，它创建了一个降低的反向的头组件的高度位置，并提供使反向的头组件可以在存放位置与图像放映位置之间枢转的间隙。
附图简述有了以下的附图能更好地描述本发明，在这些附图中图1是一传统的高射投影仪的侧视图；图2是根据本发明的一高射投影仪的轴测图；图3是图2所示高射投影仪的侧视图；图4是图2所示高射投影仪的俯视图；图5是根据本发明的第二个高射投影仪的示意性俯视图和示出了一卷轴附件位置的一实施例；以及图6是根据本发明的一高射投影仪的示意性侧视图。
这些附图是理想化的，没有按比例绘制，仅是用于说明的目的，是非限制性的。
具体实施例方式
图2至4示出了根据本发明的一高射投影仪100。投影仪100包括主体110、头组件支撑臂或立柱120以及一头组件130。主体包括透光平台112，该透光平台具有位于其下方的一Fresnel聚光透镜。在主体内部设有一光源(未示出)。立柱120将头组件130悬挂在平台112上方。头组件130包括透镜132和镜子134。在一较佳的实施例中，头组件130是一反向的头组件。
本发明的高射投影仪的头组件比传统高射投影仪的头组件低(更靠近平台)约5英寸(13厘米)。如果，如在传统的高射投影仪中那样，使用一简单的枢轴将一直的立柱附接在主体上，那么除非头组件先从平台向上移开，本发明的头组件将在头组件下折到存放位置时可能会碰到投影仪的前面。将本发明的头组件移动到允许清空平台的一位置是人们所不希望的，这是因为这使系统散焦。
图5示出了根据本发明的高射投影仪的一可替代实施例200的示意性平面图，该投影仪200设有卷轴附件230。高射投影仪200具有平台区域212和立柱220。在一些应用场合中，人们希望高射投影仪具有卷轴附件，可供所显示材料的连续供应源之用。由于卷轴附件的要求，立柱220设置在主体的角部处、平台区域的外面。这样的角部放置进一步增加了头组件(未示出)清空平台所需要的距离。而且，因为卷轴材料可能会“南-北”或“东-西”地移动，所以人们希望立柱220在显示或存放位置不与平台区域212的侧部或顶部造成妨碍。当使用时，卷轴附件可以例如使用诸如螺钉之类的紧固件直接安装在主体上。熟悉本技术领域的人们会认识到，也可以使用其它的紧固件。
如可以在图2和3中更详细地理解的那样，本发明的例如120不是笔直的构件。而是，立柱120包括弯曲状端部122。立柱120在枢轴点P 124处附接在主体110上，该点从主体的北边缘侧向移开。
图6更好地示出了反向头高射投影仪的若干参考点的位置，如立柱枢轴点(P)324、反向头镜子(M)最靠近平台区域的点334、在平台区域312上的一参考点(S)以及在高射投影仪主体的前面(F)上的一点310。与图1相比，图6所示出的头组件130的位置更靠近平台区域S。在一较佳的实施例中，立柱定位在主体的东北角部处，并且高射投影仪的前面是南面。
已研究出一等式，以确定立柱点P的位置。在高射投影仪主体的前面上离P最远的点是F、主体的碰撞点。在反向投影头上离P最近的点是M、镜子的碰撞点。为了使投影头清空高射投影仪的前面所必须满足的条件是从M到P的距离必须大约从F至P的距离，如以下等式所述
可以在任意点处确定该坐标系的中心。一个建议的点是S。间隙是在折叠过程中M和F之间的最小允许距离。
等式1有两个未知量Px和Py。x和y表示笛卡尔坐标系。人们期望其它的设计限制条件将产生Px和Py之间的附加关系，允许等式1被解出。如果没有这样的限制条件，则一轨迹上的诸点都满足等式1。可以采用这些点中的任意一个。
作为一个例子，如果选择了宽度为100英寸的投影屏幕的尺寸，并且S、M、H及F的设计值如表1所示，则在间隙值为0.0、0.25及0.50英寸时满足等式1的枢轴点P的轨迹如表中所示
间隙大于零的点任何P可以为反向的头组件提供清空主体的间隙。希望保持间隙较小，以使系统在折叠位置的总长度处于其最紧凑状态。
在本发明的一较佳实施例中，主体在平台区域下方有一突出部分344，并且枢轴点位于突出部分的下方，如图6所示。这个条件设置Py值为-6.81英寸。在查看上述表2的数据后，在Px＝4.5英寸处可以获得大于0英寸(亦即0.29英寸的间隙)的间隙。
通过使用根据上述等式的一L延伸范围移动立柱枢轴点，可以对投影头的折叠位置进行控制。这使反向的头组件能折叠到存放位置而不会与高射投影仪的平台或前面碰撞。有利的是，这种方法也可以用来改进如图1所示的传统高射投影仪的设计。使用这种方法，可以减小投影头在折叠或存放位置的间隙。当传统的高射投影仪的投影头组件枢转到存放位置时，头组件通常延伸超出主体较多。通过采用等式(1)，并通过将Py限制到如图1所示的相同高度，立柱枢轴点Px位于传统的高射投影仪上的立柱位置的右侧。翻转“L”形立柱以延伸超过投影仪，可以接近该立柱位置。
尽管已参照示范性的较佳实施例对本发明进行了描述，但是本发明也可以不超出本发明原理地以其它的特定形式来实现。因此，应予理解的是，这里所描述和图示的实施例仅仅是示范性的，并且不应被认为是对本发明保护范围的限制。根据本发明的原理和保护范围可以作出其它的变化和修改。
权利要求
1.一种高射投影仪，它包括1)具有一平台区域的一主体；2)一反向的头组件；以及3)将反向的头组件悬挂在平台上方的一立柱，其中立柱根据以下等式可枢转地附接在主体上 并且其中，立柱在投影仪处于放映模式时位于平台区域的外部。
2.一种高射投影仪，它包括1)具有一平台区域的一主体；2)一反向的头组件；以及3)将反向的头组件悬挂在平台上方的一立柱，其中立柱可枢转地附接到主体上，使反向的头组件在绕主体枢转时不与主体碰撞，并且其中，立柱在高射投影仪处于放映模式时位于平台区域的外部。
3.如权利要求1或2所述的高射投影仪，其特征在于，立柱位于平台区域的角部。
4.如权利要求1或2所述的高射投影仪，其特征在于，立柱有一大致呈一“L”形的弯曲状的端部。
5.如权利要求1或2所述的高射投影仪，其特征在于，反向的头组件在它从放映位置运动到存放位置、再返回放映位置时保持聚焦。
6.如权利要求1或2所述的高射投影仪，其特征在于，还包括附接至主体的卷轴附件。
7.如权利要求1或2所述的高射投影仪，其特征在于，主体还包括位于平台区域下方的一突出部分，并且立柱在突出部分下方可枢转地附接在主体上。
全文摘要
本发明提供一种高射投影仪，它包括(1)具有一平台区域(312)的一主体(110)，(2)一头组件，以及(3)将反向的头组件悬挂在平台上方的一立柱(120)。立柱可枢转地附接在主体上且处于平台区域的外部。在一个较佳的实施例中，头组件是一反向的头组件。
文档编号G03B21/132GK1498358SQ02806865
公开日2004年5月19日 申请日期2002年3月19日 优先权日2001年3月19日
发明者D·G·鲍德温, D G 鲍德温, J·E·彼得森, 彼得森 申请人:3M创新有限公司