JP2005292428A - 携帯型端末 - Google Patents

Abstract

【課題】プロジェクタの投影光源の不要な電力消費を抑える。
【解決手段】プロジェクタ部２０は、画像表示用ディスプレイ３０に表示される画像をスクリーン４０等に投影できる。このプロジェクタ部２０は、スクリーン４０までの距離を測定する距離測定手段を有し、この距離測定手段による距離測定結果に応じて、投影光量を制御する。これにより、投影距離が短い場合には、投影光量を低下させて投影を行うことができ、携帯型端末の電力消費を抑えることができる。また、上記の距離測定結果を用いて、投影レンズの焦点自動調整や、カメラの撮像レンズの焦点自動調整を行うように構成できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯型端末に関し、さらに詳しくは、画像を外部壁面等に拡大投影可能な手段を具備した携帯型端末に関する。

近年、無線通信技術の発達及び構成部品の小型化技術の発達に伴い、携帯電話機に代表される携帯型端末が広く普及している。これら携帯型端末は、ユーザが手持ち可能な筐体によって構成され、メニュー画面やユーザが用意した画像を表示するための表示用ディスプレイを有することが一般的である。しかしながら、携帯型端末が小型化しているため、その表示用ディスプレイの大きさは制限され、大きな表示面積のものを採用することができず、これにより表示画像によっては十分な視認性を得られないという課題があった。

上記の課題を解決するための技術として、例えば、特許文献１が開示されている。特許文献１に開示された携帯型端末は、画像表示用ディスプレイ、画像投影用プロジェクタ、及びこれらの制御手段を具備する。この画像投影用プロジェクタは、投影光源、透過型表示素子、及びレンズから構成され、透過型表示素子を通過した投影光源からの投影光をレンズで拡大して外部壁面等へ投影を行う。これにより、画像表示用ディスプレイに表示される画像の少なくとも一部を画像投影用プロジェクタ内の透過型表示素子に表示することで、本来は画像表示用ディスプレイ上で視認される画像を、画像投影用プロジェクタを介して外部壁面等に拡大投影することが可能となる。そしてこの結果、画像表示用ディスプレイの大型化を図ることなく、画像の視認性向上を実現している。
特開２００１−２１９９２号公報

一般に、携帯型端末は小容量の電池にて駆動されるため、携帯型端末の消費電力は低ければ低いほど望ましい。上記特許文献１に示された技術では、プロジェクタの動作時、プロジェクタ投影光源の発光にかかる電力消費は、投影面までの距離に依存せず常に一定である。従って、投影面までの距離が短く、プロジェクタ投影光源の発光量を低減しても投影画像を十分に視認できるような場合であっても、投影光源で必要以上の電力が消費され、この結果、携帯型端末全体の低消費電力化を妨げるという課題があった。

また、上記のようなプロジェクタを備える携帯型端末や、撮像用のカメラを備える携帯型端末においては、プロジェクタの投影焦点制御及びカメラの撮像焦点制御を簡易な構成で実現できれば、低消費電力とともに、高品質の撮像及び投影画像を得ることができる。

本発明は、上述のごとき実状に鑑みてなされたもので、プロジェクタを備えた携帯端末において、プロジェクタの投影距離が短い場合には、投影光源における不要な電力消費を抑えることにより、消費電力を低減させるようにした携帯型端末を提供することを目的とするものである。また、さらにプロジェクタの投影焦点制御及びカメラの撮像焦点制御を実現し、高品質の撮像及び投影画像を得ることができるようにした携帯型端末を提供することを目的とするものである。

本発明の第１の技術手段は、投影光源と、投影光源からの光を変調する投影画像を表示する表示素子と、表示素子で変調された光を被投影面に投影する投影光学系とを具備する携帯型端末において、該携帯型端末は、その携帯型端末から投影光学系により投影された被投影面までの投影距離を測定する距離測定手段と、距離測定手段によって測定された投影距離に基づいて、投影光源の発光量を制御する投影光源制御手段とを有することを特徴としたものである。

本発明の第２の技術手段は、上記第１の技術手段において、携帯型端末が、距離測定手段によって測定された投影距離に基づいて、投影光学系の投影焦点を調整する投影焦点制御手段を有することを特徴としたものである。

本発明の第３の技術手段は、上記第２の技術手段において、投影光学系が、表示素子で変調された画像を投影するための投影レンズを有し、さらに携帯型端末は、投影レンズをその光軸方向に移動させるための投影レンズ移動手段を有し、投影焦点制御手段は、距離測定手段で測定された投影距離に基づいて、投影レンズ移動手段を駆動させることにより、投影レンズの投影焦点を調整することを特徴としたものである。

本発明の第４の技術手段は、上記第１ないし３のいずれか１の技術手段において、携帯型端末が、撮像素子及び該撮像素子に撮像対象の画像光を入射させる撮像光学系を備える撮像部と、撮像光学系の撮像焦点を調整する撮像焦点制御手段とを有することを特徴としたものである。

本発明の第５の技術手段は、上記第４の技術手段において、撮像光学系が、撮像素子に入力画像光を集光するための撮像レンズを有し、さらに撮像部は、撮像レンズをその光軸方向に移動させるための撮像レンズ移動手段を有し、撮像焦点制御手段は、距離測定手段で測定された投影距離に基づいて、撮像レンズ移動手段を駆動させることにより、撮像レンズの撮像焦点を調整することを特徴としたものである。

本発明の第６の技術手段は、上記１ないし５のいずれか１の技術手段において、携帯型端末が携帯電話機であることを特徴としたものである。

本発明による携帯型端末は、距離測定手段により検出される投影距離に応じてプロジェクタ投影光源の発光量を制御できるため、投影距離が短い場合に、投影光源での不要な電力消費を抑えることができ、これによって低消費電力の携帯型端末を提供することができる。また、上記の距離測定手段を利用して、プロジェクタ投影焦点制御及びカメラ撮像焦点制御をも行うことが可能となり、高品質の撮像及び画像投影を行うことができる携帯型端末を提供することができる。

以下、本発明の実施形態を添付された図面を参照に基づいて具体的に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同様の機能を有する部分には同じ符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の携帯型端末の第１実施形態を示す図で、図１（Ａ）は、本発明の携帯型端末の第１実施形態である携帯型電話機の正面概略図、図１（Ｂ）はその携帯型電話機の背面概略図、図１（Ｃ）はその携帯型電話機が備えるプロジェクタを使用したときの動作を説明するための側面概略図である。図１において、１０は携帯型電話機、２０は携帯型電話機の背面に設けられたプロジェクタ部、３０は携帯型電話機１０の前面に設けられた画像表示用ディスプレイ、４０はスクリーンである。

図１（Ｃ）に示すように、プロジェクタ部２０は、画像表示用ディスプレイ３０に表示される画像をスクリーン４０等の任意の被投影面に投影することができる。プロジェクタ部２０は、スクリーン４０までの距離を測定する距離測定手段を有し、この距離測定手段による距離測定結果に応じて制御した投影光量にて、画像表示用ディスプレイ３０に表示される画像の少なくとも一部をスクリーン４０に拡大投影する。

図２は、図１に示したプロジェクタ部２０における投影光源発光量制御の動作原理を説明するためのブロック構成図である。プロジェクタ部２０は、全体の制御を行うプロジェクタ制御部２１、投影距離に対応した投影光源必要発光量情報を予め記憶する投影距離−投影光源発光量対応情報記憶部２２、スクリーン４０までの距離を測定する上記距離測定手段を実現する距離測定部２３、白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）２４ａと拡散板２４ｂとにより構成される投影光源２４、投影光源２４の発光量を制御する光源駆動部２５、投影光源２４からの光を変調する表示素子である透過型液晶板２６、透過型液晶板２６に画像を設定する液晶駆動部２７、及び透過型液晶板２６上に表示された画像をスクリーン４０上に結像するための投影光学系を構成する投影レンズ２８を有している。

携帯型電話機１０は、プロジェクタ部２０とスクリーン４０が特定距離に設定され、プロジェクタ部２０の動作が開始されると、距離測定部２３が起動し、距離測定部２３が、プロジェクタ部２０からスクリーン４０までの距離を測定して、その結果をプロジェクタ制御部２１に通知する。

図３は、図２に示す距離測定部２３の構成例を説明するための図で、図中、２３ａは発光素子、２３ｂは位置検出素子、２３ｃは投光レンズ、２３ｄは受光レンズ、２３ｅは三角測距制御部である。距離測定部２３の三角測距制御部２３ｅは、投光レンズ２３ｃを介して発光素子２３ａより赤外光線を前方に照射させ、スクリーン４０で反射された赤外光線の受光入射角を受光レンズ２３ｄ及び位置検出素子２３ｂにて検出することで、スクリーン４０までの距離を三角測距法により算出する。

図４は、投影距離範囲に応じた投影光源の必要発光量を定める情報テーブルの一例を示す図である。図２に示すプロジェクタ制御部２１は、距離測定部２３から通知された測定距離に基づき、投影光源２４に設定すべき発光量を投影距離−投影光源発光量対応情報記憶部２２より検索する。投影距離−投影光源発光量対応情報記憶部２２には、図４に示す如く、投影距離範囲別にプロジェクタ部２０の投影画像の視認に必要となる投影光源２４の発光量情報が予め記憶されており、プロジェクタ制御部２１は、この情報を検索することで、投影距離に対応した投影光源の必要発光量情報を得ることができる。

例えば、距離測定部２３が測定した測定距離が、図４におけるＬ１〜Ｌ２の範囲に該当する場合、プロジェクタ制御部２１は、投影距離−投影光源発光量対応情報記憶部２２を検索することにより、投影光源２４の必要発光量情報としてＰ２を得る。そしてプロジェクタ制御部２１は、上記の検索が完了した時点で、検索された必要発光量情報を光源駆動部２５に設定する。これにより、光源駆動部２５は、プロジェクタ制御部２１より設定された発光量にて投影光源２４を駆動する。以降、プロジェクタ制御部２１は、透過型液晶板２６に投影すべき画像を液晶駆動部２７に設定し、スクリーン４０への画像投影を行う。
本実施形態において、本発明の投影光制御手段は、上記のプロジェクタ制御部２１及び光源駆動部２５によって実現される。
なお、図４に示す投影光源２４の必要発光量は、投影距離が短くなるに従って低減することは説明するまでもない。

図５は、上述した携帯型電話機１０のプロジェクタ部２１における、投影光源発光量制御の処理例を説明するためのフローチャートである。
まず、プロジェクタ部２０とスクリーン４０が特定距離に設定され、プロジェクタ部２０の動作が開始されると、距離測定部２３が起動し、距離測定部２３が、プロジェクタ部２０からスクリーン４０までの投影距離を測定する（ステップＳ１）。

そして、プロジェクタ制御部２１は、距離制御部２３から通知された測定距離情報に基づき、投影光源２４に設定すべき必要発光量情報を投影距離−投影光源発光量対応情報記憶部２２より検索する（ステップＳ２）。そしてプロジェクタ制御部２１は、投影距離−投影光源発光量対応情報記憶部２２を検索することにより得られた必要発光量情報を光源駆動部２５に設定することにより、投影光源２４の発光量制御を行う（ステップＳ３）。これにより、光源駆動部２５は、プロジェクタ制御部２１より設定された発光量にて投影光源２４を駆動する。

以上述べたように、本実施形態における携帯型電話機１０では、投影距離に応じてプロジェクタの投影光源２４の発光量を制御できるため、投影距離が短い場合には投影光源２４の発光量を低減させることができ、投影光源２４における不要な電力消費を抑えることが可能となる。

なお、本実施形態では、距離測定部２３の測距方式として、赤外光線による三角測距方式を採用しているが、これに代えて超音波方式等の種々の他の方式を用いてもよい。また、投影光源２４についても、白色ＬＥＤの代わりにレーザー等の他の種々の発光手段を用いてもよい。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態における携帯型端末は、上記第１実施形態で示した携帯型電話機に、さらにプロジェクタ投影焦点制御手段を備えたことを特徴としている。本実施形態の携帯電話機１０は、実施形態１と同様に画像表示用ディプレイ３０とプロジェクタ部２０とを備え、プロジェクタ部２０は、画像表示用ディスプレイ３０に表示される画像をスクリーン４０等の任意の被投影面に投影することができる。

図６は、本実施形態のプロジェクタ部２０における投影光源発光量制御及び投影焦点制御の動作原理を説明するためのブロック構成図である。プロジェクタ部２０は、上記第１実施形態で示した各要素に加えて、投影レンズ２８を移動するためのリードスクリュー部５１、モータ５２、及びモータドライバ５３を備えている。

上記第１実施形態で説明した通り、プロジェクタ部２０とスクリーン４０が特定距離に設定され、プロジェクタ部２０の動作が開始されると、距離測定部２３はスクリーン４０までの距離を測定を行い、その結果をプロジェクタ制御部２１に通知する。プロジェクタ制御部２１では、上述の第１実施形態と同様に、投影距離―投影光源発光量対応情報記憶部２２の情報を検索して、その検索情報に基づいて投影光源２４の発光量制御を行う。この動作の詳細については、繰り返しの説明は省略する。

さらに本実施形態では、プロジェクタ制御部２１は、距離測定部２３から通知された測定距離情報と投影レンズ２８の焦点距離情報とを使用して、投影レンズ２８の合焦位置を演算し、この演算結果に基づく投影レンズ２８の移動量情報を算出して、その移動量情報をモータドライバ５３に設定する。

モータドライバ５３は、上記の投影レンズ２８の移動量情報に基づいてモータ５２を駆動する。この結果、モータ５２及びリードスクリュー部５１が回転し、リードスクリュー部５１の回転に応じて投影レンズ２８がその光軸方向に移動し、透過型液晶板２６とスクリーン４０との合焦位置に設定される。
本実施形態において、本発明の投影焦点制御手段はプロジェクタ制御部２１によって実現され、投影レンズ移動手段は、リードスクリュー部５１、モータ５２及びモータドライバ５３によって実現される。

図７は、上述した携帯型電話機１０のプロジェクタ部２１における、投影レンズの移動制御の処理例を説明するためのフローチャートである。
まず、プロジェクタ部２０とスクリーン４０が特定距離に設定され、プロジェクタ部２０の動作が開始されると、距離測定部２３が起動し、距離測定部２３が、プロジェクタ部２０からスクリーン４０までの距離を測定する（ステップＳ１１）。

そして、プロジェクタ制御部２１は、距離制御部２３から通知された測定距離情報に基づき、投影レンズ２８の合焦位置を演算し（ステップＳ１２）、この演算結果に基づく投影レンズ２８の移動量情報を算出して、その移動量情報をモータドライバ５３に設定することにより、投影レンズの移動制御を行う（ステップＳ１３）。モータドライバ５３が、投影レンズ２８の移動情報に基づいてモータ５２を駆動することにより、投影レンズ２８が透過型液晶板２６とスクリーン４０との合焦位置に設定される。

以上述べたように、本実施形態における携帯型電話機では、プロジェクタ部２０による投影画像の投影距離に応じて、投影光源２４の発光量制御と、プロジェクタ投影焦点制御とを行うことが可能となる。
なお、本実施形態では、投影レンズ２８の移動手段として、リードスクリュー部５１を用いたものを説明したが、これに代わり、レンズを移動させる種々の移動手段を用いてもよい。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態における携帯型端末は、上記第２実施形態で示した携帯型電話機に、さらに焦点制御手段を有するカメラを備えたことを特徴としている。
図８は、本発明の携帯型端末の第３実施形態を示す図で、図８（Ａ）は、本発明の携帯型端末の第３実施形態である携帯型電話機の正面概略図、図８（Ｂ）はその携帯型電話機の背面概略図、図８（Ｃ）はその携帯型電話機が備えるプロジェクタを使用したときの動作を説明するための側面概略図、図８（Ｄ）はカメラ撮像時の携帯型電話機の側面概略図である。

携帯型電話機１０は、前面に画像表示用ディスプレイ３０を備えるとともに、背面にはプロジェクタ部２０及びこれに隣接したカメラ６０を備えている。プロジェクタ部２０は、スクリーン４０までの距離測定手段を有し、この測定距離に応じて制御された投影発光量にて、画像表示用ディスプレイ３０に表示される画像の少なくとも一部を図８（Ｃ）に示す如くスクリーン４０に拡大投影する。また、カメラ６０は、プロジェクタ部２０が具備する距離測定手段を使用して被写体７０までの距離を測定し、この測定距離に応じて撮像焦点を制御して図８（Ｄ）に示す如く被写体７０の撮像を行う。

図９は、本実施形態の携帯型電話機１０におけるプロジェクタ部２０と、カメラ６０内の撮像焦点制御処理部６０ａとを示すブロック構成図である。プロジェクタ部２０は、第２実施形態で示した構成と同様であって、上記の距離測定手段を実現する距離測定部２３を有し、この距離測定部２３によって測定したプロジェクタ部２０とスクリーン（図示せず）との距離に応じて、投影光源２４の発光量制御と、プロジェクタレンズ２８の投影焦点制御とを行うことができる。これら制御の詳細な動作については、その繰り返しの説明は省略する。

本実施形態において、撮像焦点制御処理部６０ａは、リードスクリュー部６１、モータ６２、モータドライバ６３、撮像フォーカス用レンズ位置制御部６４、及び撮像フォーカス用レンズ６６を備え、撮像素子６５に対する撮像フォーカス用レンズ６６の相対的な位置を調整できるように構成される。

被写体７０の撮像開始時、撮像フォーカス用レンズ位置制御部６４は、プロジェクタ部２０の距離測定部２３を起動する。距離測定部２３は、被写体７０までの距離を測定し、この結果を撮像フォーカス用レンズ位置制御部６４へ通知する。撮像フォーカス用レンズ位置制御部６４は、距離測定部２３から通知された測定距離情報と撮像フォーカス用レンズ６６の焦点距離情報とに基づき、撮像フォーカス用レンズ６６の合焦位置を演算し、この演算結果に基づく撮像フォーカス用レンズ６６の移動量情報を算出して、その移動量情報をモータドライバ６３に設定する。

モータドライバ６３は、上記の撮影フォーカス用レンズ６６の移動量情報に基づいてモータ６２を駆動する。この結果、リードスクリュー部６１が回転し、リードスクリュー部６１の回転に応じて撮像フォーカス用レンズ６６がその光軸方向に移動し、被写体７０と撮像素子６５の合焦位置に設定される。
本実施形態において、本発明の撮像部はカメラ６０として実現され、撮像光学系を構成する撮像レンズは撮像フォーカス用レンズ６６によって実現され、さらに撮像焦点制御手段は、撮像フォーカス用レンズ位置制御部６４によって実現される。

図１０は、上述した携帯型電話機１０の撮像焦点制御処理部６０ａにおける撮像焦点制御の処理を説明するためのフローチャートである。
まず、被写体７０の撮像開始時、撮像フォーカス用レンズ位置制御部６４は、プロジェクタ部２０の距離測定部２３を起動し、距離測定部２３は、被写体７０までの距離を測定する（ステップＳ２１）。そして撮像フォーカス用レンズ位置制御部６４は、距離測定部２３から通知された測定距離情報と撮像フォーカス用レンズ６６の焦点距離情報とに基づき、撮像フォーカス用レンズ６６の合焦位置を演算し（ステップＳ２２）、この演算結果に基づく撮像フォーカス用レンズ６６の移動量情報を算出して、その移動量情報をモータドライバ６３に設定することにより、撮像フォーカス用レンズ６６の移動制御を行う（ステップＳ２３）。モータドライバ６３は、上記の撮影フォーカス用レンズ６６の移動量情報に基づいてモータ６２を駆動することにより、撮像フォーカス用レンズ６６が被写体７０と撮像素子６５の合焦位置に設定される。

以上述べたように、本実施形態における携帯型電話機１０では、プロジェクタ部２０の動作時には、その投影距離に応じて投影光源２４の発光量制御と、プロジェクタ投影焦点制御が可能となるとともに、カメラ６０の動作時には、被写体距離に応じてカメラの撮像焦点制御を行うことが可能となる
なお、本実施形態では、撮像フォーカス用レンズ６６の移動手段として、リードスクリュー部６１を用いたものを説明したが、これに代わり、レンズを移動させる種々の移動手段を用いてもよい。

本発明の携帯型端末の第１実施形態を示す図である。 図１に示したプロジェクタ部における投影光源発光量制御の動作原理を説明するためのブロック構成図である。 図２に示す距離測定部の構成例を説明するための図である。 投影距離範囲に応じた投影光源の必要発光量を定める情報テーブルの一例を示す図である。 携帯型電話機のプロジェクタ部における、投影光源発光量制御の処理例を説明するためのフローチャートである。 本実施形態のプロジェクタ部における投影光源発光量制御及び投影焦点制御の動作原理を説明するためのブロック構成図である。 携帯型電話機のプロジェクタ部における、投影レンズの移動制御の処理例を説明するためのフローチャートである。 本発明の携帯型端末の第３実施形態を示す図である。 本実施形態の携帯型電話機におけるプロジェクタ部と、カメラ内の撮像焦点制御処理部とを示すブロック構成図である。 携帯型電話機の撮像焦点制御処理部における撮像焦点制御の処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０…携帯電話機、２０…プロジェクタ部、２１…プロジェクタ制御部、２２…投影距離−投影光源発光量対応情報記憶部、２３…距離測定部、２３ａ…発光素子、２３ｂ…位置検出受光素子、２３ｃ…投光レンズ、２３ｄ…受光レンズ、２３ｅ…三角測距制御部、２４…投影光源、２４ａ…白色ＬＥＤ、２４ｂ…拡散板、２５…光源駆動部、２６…透過型液晶板、２７…液晶駆動部、２８…投影レンズ、３０…画像表示用ディスプレイ、４０…スクリーン、５１，６１…リードスクリュー部、５２，６２…モータ、５３，６３…モータドライバ、６０…カメラ、６０ａ…カメラの撮像焦点制御処理部、６４…撮像フォーカス用レンズ位置制御部、６５…撮像素子、６６…撮像フォーカス用レンズ、７０…被写体。

Claims (6)

1. 投影光源と、該投影光源からの光を変調する投影画像を表示する表示素子と、該表示素子で変調された光を被投影面に投影する投影光学系とを具備する携帯型端末において、該携帯型端末は、該携帯型端末から前記投影光学系により投影された被投影面までの投影距離を測定する距離測定手段と、該距離測定手段によって測定された前記投影距離に基づいて、前記投影光源の発光量を制御する投影光源制御手段とを有することを特徴とする携帯型端末。
2. 請求項１に記載の携帯型端末において、該携帯型端末は、前記距離測定手段によって測定された前記投影距離に基づいて、前記投影光学系の投影焦点を調整する投影焦点制御手段を有することを特徴とする携帯型端末。
3. 請求項２に記載の携帯型端末において、前記投影光学系は、前記表示素子で変調された画像を投影するための投影レンズを有し、さらに前記携帯型端末は、前記投影レンズをその光軸方向に移動させるための投影レンズ移動手段を有し、前記投影焦点制御手段は、前記距離測定手段で測定された前記投影距離に基づいて、前記投影レンズ移動手段を駆動させることにより、前記投影レンズの投影焦点を調整することを特徴とする携帯型端末。
4. 請求項１ないし３のいずれか１に記載の携帯型端末において、該携帯型端末は、撮像素子及び該撮像素子に撮像対象の画像光を入射させる撮像光学系を備える撮像部と、該撮像光学系の撮像焦点を調整する撮像焦点制御手段とを有することを特徴とする携帯型端末。
5. 請求項４に記載の携帯型端末において、前記撮像光学系は、前記撮像素子に入力画像光を集光するための撮像レンズを有し、さらに前記撮像部は、前記撮像レンズをその光軸方向に移動させるための撮像レンズ移動手段を有し、前記撮像焦点制御手段は、前記距離測定手段で測定された前記投影距離に基づいて、前記撮像レンズ移動手段を駆動させることにより、前記撮像レンズの撮像焦点を調整することを特徴とする携帯型端末。
6. 請求項１ないし５のいずれか１に記載の携帯型端末において、該携帯型端末は携帯電話機であることを特徴とする携帯型端末。

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