JP2010066626A

JP2010066626A - 投影ユニット及び電子機器

Info

Publication number: JP2010066626A
Application number: JP2008234235A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Takahashi; 伸明高橋
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2010-03-25
Anticipated expiration: 2028-09-12
Also published as: JP5136312B2

Abstract

【課題】発光部の中心位置とＬＥＤの中心位置とのズレを補正する調整機構を備える投影ユニットを提供する。
【解決手段】光源９６から発光される光を集光する集光レンズ群２０と、集光レンズ群２０を収容する筐体８２と、筐体８２における集光レンズ群２０が収容された位置の近傍に形成された凹部８５に設けられた、光源９６の位置を調整する調整機構８６，８８とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、光源を移動する調整機構を備えた投影ユニット及び該投影ユニットを備えた電子機器に関するものである。

被写体の撮像を行う撮像機能と画像の投影を行う投影機能を備えるカメラが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−２５０３９２号公報

ところで、投影ユニットの光源として使用されるＬＥＤは、発光部であるＬＥＤチップがパッケージされたものであるが、発光部の中心位置とＬＥＤの中心位置とのズレにより、所望の照度分布や明るさで画像を投影することができないことがあった。

本発明の目的は、発光部の中心位置とＬＥＤの中心位置とのズレを補正する調整機構を備える投影ユニットを提供することである。

本発明の投影ユニットは、光源から発光される光を集光する集光レンズ群と、前記集光レンズ群を収容する筐体と、前記筐体における前記集光レンズ群が収容された位置の近傍に形成された凹部に設けられた、前記光源の位置を調整する調整機構とを備えることを特徴とする。

また、本発明の電子機器は、本発明の投影ユニットを備えることを特徴とする。

本発明の投影ユニットによれば、ユニット筐体の凹部に調整機構を設置することにより、発光部の中心位置とＬＥＤの中心位置とのズレを補正することができると共に、ユニット筐体の小型化を実現することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係る電子機器としてのカメラについて説明する。図１は、この実施の形態に係るカメラ２の外観を示す斜視図である。カメラ２は、金属からなる筐体４を備え、筐体４の前面には、筐体４に内蔵された撮像ユニット６０（図２参照）の撮像窓６、同じく筐体４に内蔵された投影ユニット８０（図２参照）の投影窓８、及び撮影時にフラッシュ光が射出されるフラッシュ窓１０が設けられている。また、カメラ２の上面には、電源スイッチ１２、レリーズ動作を指示するシャッタボタン１４、被写体の撮像を行う撮像モードと画像の投影を行う投影モードとを切り替えるモード切替ボタン１６が設けられている。

図２は、この実施の形態に係るカメラ２において、内部に収容されている各ユニットの配置を示す正面図である。カメラ２の内部には、被写体を撮像するための撮像素子等を有する撮像ユニット６０、画像を投影するための投影光学系等を有する投影ユニット８０、フラッシュ光を発光するためのコンデンサ５０、撮像ユニット６０、投影ユニット８０等に電力を供給するバッテリを収容する電池室７０が設けられている。

図３は、この実施の形態に係るカメラ２が備える投影ユニット８０の構成を示す分解斜視図である。なお、以下の説明においてはＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照して説明する。図３に示すように、ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸が投影ユニット８０から画像が投影される方向と平行に、Ｙ軸が投影ユニット８０の上下方向に、Ｚ軸が後述するＬＥＤ９６から発光される投影光の進行方向と平行な方向にそれぞれ設定される。

投影ユニット８０は、光源としてのＬＥＤ９６から発光された投影光を平行光に変換する集光光学系、及び画像を投影する投影光学系が内蔵されるユニット筐体８２を備えている。ユニット筐体８２の−Ｚ側の側面の下方には、偏光変換素子収容部８３及び調整機構設置部８４が設けられている。偏光変換素子収容部８３は、内部に偏光変換素子２４（図４参照）が収容されるべく、調整機構設置部８４の＋Ｙ側の面より一段高く形成されている。

調整機構設置部８４の＋Ｙ側の面には、ＬＥＤ９６を支持するＬＥＤホルダ９４をＸ軸方向に移動させる第１の調整機構が設置されている。ここで、第１の調整機構は、ＬＥＤホルダ９４の移動をＸ軸方向に規制するＬＥＤ移動板９２、ＬＥＤホルダ９４をＸ軸方向に移動させるＬＥＤ移動ブロック８８、及びＬＥＤ移動ブロック８８をＸ軸方向に移動させる偏心ピン８６から構成されており、押さえ板８９によって調整機構設置部８４に対して固定されている。

また、調整機構設置部８４の−Ｘ側の面上には、ＬＥＤホルダ９４をＹ軸方向に移動させる第２の調整機構が設置されている。第２の調整機構は、ＬＥＤホルダ９４をＹ軸方向に移動させるＬＥＤ移動板９２及びＬＥＤ移動板９２をＹ軸方向に移動させる偏心ピン９０から構成されており、押さえ板９３によって調整機構設置部８４に対して固定されている。なお、偏心ピン８６と偏心ピン９０は、同一形状を有するものである。

また、調整機構設置部８４は、−Ｚ方向に略楕円形状の開口を有し、当該開口から−Ｚ方向に向かってＬＥＤ移動板９２及びＬＥＤホルダ９４が配置されている。ここで、ＬＥＤホルダ９４及びＬＥＤ移動板９２の高さ（Ｙ軸方向の長さ）は、調整機構設置部８４の高さよりも大きいため、ＬＥＤホルダ９４の上部及び下部は、それぞれ調整機構設置部８４の＋Ｙ側の面及び−Ｙ側の面から突出した状態にある。なお、ＬＥＤ９６は、ＬＥＤホルダ９４に対して接着により固定されている。また、ＬＥＤ移動板９２及びＬＥＤホルダ９４は、光源位置調整、即ちＬＥＤ９６の位置調整の終了後には、調整機構設置部８４に対して接着により固定される。

ＬＥＤホルダ９４に支持されたＬＥＤ９６には、ＬＥＤ９６内にパッケージされたＬＥＤチップに電力を供給するためのリード線９５が取り付けられており、ＬＥＤチップが設置されていない−Ｚ側の面には、ＬＥＤ９６の発光時に発生する熱を放熱する放熱シート９７が接着されている。この放熱シート９７には、２つの接触面を有するＬ字形状の放熱部材９８が、一方の接触面を放熱シート９７の全体に対して密着するようにして取り付けられている。なお、当該接触面は、タップタイトネジ９９ｂによって調整機構設置部８４に対して固定された放熱部材押さえ板９９ａによって、＋Ｚ方向に付勢された状態で放熱シート９７に密着している。従って、ＬＥＤ９６において発生した熱は、当該接触面を介して放熱部材９８に効果的に伝導する。そして、投影ユニット８０がカメラ２の筐体４内に装着される場合には、放熱部材９８の他方の接触面が筐体４の前面の内面に対して密着するようにして固定される。従って、ＬＥＤ９６で発生した熱は、放熱シート９７及び放熱部材９８を介して筐体４の前面から効果的に放熱される。

図４は、この実施の形態に係る投影ユニット８０の上面図及び断面図である。図４（ａ）は、ユニット筐体８２を上方、即ち＋Ｙ方向から見た図であり、図４（ｂ）は、ユニット筐体８２の図４（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。

図４（ｂ）に示すように、ＬＥＤホルダ９４によって支持されたＬＥＤ９６から射出された投影光は、集光レンズ群２０により平行光に変換された後、絞り２２を透過して偏光変換素子２４に入射する。ここで、偏光変換素子２４は、入射した光の光量を低下させずに特定の偏光に変換する光学素子であり、ガラスプリズム内に、入射光の進行方向に対して４５°の角度で設けられ特定の偏光のみを透過する偏光分離膜、及び偏光分離膜に平行に設けられた反射膜を有するものである。なお、絞り２２を透過して偏光変換素子２４に入射した光は、全て偏光分離膜に対して照射される。

絞り２２を透過して偏光変換素子２４に垂直に入射した非偏光である投影光は、偏光分離膜によってＰ偏光とＳ偏光に分離される。偏光分離膜がＰ偏光のみを透過させるものである場合には、分離されたＰ偏光は、偏光分離膜を透過した後に偏光変換素子２４から垂直に射出される。射出されたＰ偏光は、偏光変換素子２４の下流側に設けられた１／２波長板２６を透過することによりＳ偏光に変換される。なお、１／２波長板２６は、偏光変換素子２４から射出したＰ偏光のみが透過する位置に配置されている。

一方、偏光分離膜によって分離されたＳ偏光は、偏光分離膜及び反射膜において反射した後に偏光変換素子２４から垂直に射出する。ここで、１／２波長板２６は上述の位置に配置されているため、偏光変換素子２４から射出したＳ偏光が１／２波長板２６を透過することはない。

以上のようにして、偏光変換素子２４及び１／２波長板２６を透過した投影光の偏光成分は、光量の損失が生じることなくＳ偏光に揃えられる。

Ｓ偏光に変換された投影光は、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）２８に垂直に入射し、ＰＢＳ２８内に入射光の進行方向に対して４５°の角度で設けられた偏光分離膜に照射される。照射された投影光のうち、Ｓ偏光のみが偏光分離膜によって反射され、ＰＢＳ２８の下面（−Ｙ側の面）から−Ｙ方向に向かって射出された後に、ＰＢＳ２８の−Ｙ側に設置された画像表示部としてのＬＣＯＳ（反射型液晶素子）３０に入射する。一方、偏光分離膜を透過したＰ偏光は、黒色処理等の無反射処理が施されたＰＢＳ２８の＋Ｚ側の面に入射して吸収される。

ＬＣＯＳ３０に入射した光は、ＬＣＯＳ３０により反射され、ＰＢＳ２８に再度入射する。ここで、ＬＣＯＳ３０を構成する図示しない液晶層は、電圧が印加されると入射光に対して位相板として機能する。従って、ＬＣＯＳ３０から射出する光のうち、液晶層により電圧が印加された画素領域を透過した光はＳ偏光からＰ偏光に変換される。一方、ＬＣＯＳ３０から射出する光のうち、液晶層により電圧が印加されていない画素領域を透過した光はＳ偏光のまま進行する。

Ｐ偏光とＳ偏光との混合光としてＰＢＳ２８に再度入射した光のうち、ＬＣＯＳ３０の電圧が印加された画素領域を透過したＰ偏光のみが偏光分離膜を透過し、Ｓ偏光と分離される。当該Ｐ偏光は、ＰＢＳ２８から＋Ｙ方向に向かって射出された後に、投影用光学像を投影するための投影レンズ群３４、及び投影レンズ群３４から射出された光学像の投影方向を偏向させるためのミラー３６を介してユニット筐体８２から図３における＋Ｘ方向へ投影される。即ち、ＬＣＯＳ３０に表示された画像が投影用光学像として読み出され、カメラ２の前方向へ投影される。

ここで、図４（ｂ）に示すように、偏光変換素子２４の外形は、集光レンズ群２０の各レンズの外形よりも大きい。このため、偏光変換素子２４を収容する偏光変換素子収容部８３は、上述のように、集光レンズ群２０が収容されている調整機構設置部８４の上面から一段高く形成されている。また、上述のように、ＬＥＤホルダ９４の上部は調整機構設置部８４の上面から突出している。従って、調整機構設置部８４の上面における偏光変換素子収容部８３とＬＥＤホルダ９４との間には、凹形の空隙である凹部８５が形成される。凹部８５は、投影ユニット８０がカメラ２の筐体４内に設置される際には、コンデンサ５０の下面によって上方が塞がれることにより（図２参照）デッドスペースとなる空隙である。しかしながら、この実施の形態に係るユニット筐体８２においては、ＬＥＤホルダ９４をＸ軸方向に移動させる上述の第１の調整機構、即ち偏心ピン８６、ＬＥＤホルダ８８及び押さえ板８９を、凹部８５内に収まるように配置しており、凹部８５を有効に利用している。

この実施の形態に係る投影ユニットによれば、ＬＥＤの設置位置を調整する調整機構を備えているため、設置位置の調整を行って発光部の中心位置とＬＥＤの中心位置とのズレを補正することができる。また、当該調整機構が、筐体ユニットにおける集光レンズ群が収容された位置の近傍に形成された凹部に設置されているため、筐体ユニットの小型化、ひいてはカメラの小型化を実施することができる。

なお、この実施の形態に係るユニット筐体８２においては、図４（ｂ）に示すように、調整機構設置部８４の下面にも、偏光変換素子収容部８３とＬＥＤホルダ９４との間に凹部が形成される。この実施の形態においては、当該凹部には、ＬＥＤ９６において発生する熱を放熱する放熱部材９８を固定する放熱部材押さえ板９９ａ、及び放熱部材押さえ板９９ａを固定するタップタイトネジ９９ｂが設置されているが、これらに替えて下面側の凹部にＬＥＤホルダ９４の調整機構を設置してもよい。この場合には、放熱部材押さえ板９９ａ等は他の場所に設置される。

また、上述の実施の形態においては、偏心ピン８６，９０は同一の形状を有するものであるが、異なる形状を有するものでもよい。また、ＬＥＤホルダ９４を移動させる手段として、偏心ピン８６，９０に替えて手動または自動で回転されるギア等を用いてもよい。

実施の形態に係るカメラの外観を示す斜視図である。実施の形態に係るカメラの内部の構成を示す正面図である。実施の形態に係る投影ユニットの構成を示す分解斜視図である。実施の形態に係る投影ユニットの構成を示す上面図及び断面図である。

符号の説明

２…カメラ、４…筐体、６…撮像窓、８…投影窓、２０…集光レンズ群、２４…偏光変換素子、２８…ＰＢＳ、３０…ＬＣＯＳ、５０…コンデンサ、８０…投影ユニット、８２…ユニット筐体、８３…偏光変換素子収容部、８４…調整機構設置部、８６，９０…偏心ピン，８８…ＬＥＤ移動ブロック、９２…ＬＥＤ移動板、９４…ＬＥＤホルダ、９６…ＬＥＤ

Claims

光源から発光される光を集光する集光レンズ群と、
前記集光レンズ群を収容する筐体と、
前記筐体における前記集光レンズ群が収容された位置の近傍に形成された凹部に設けられた、前記光源の位置を調整する調整機構と
を備えることを特徴とする投影ユニット。
前記凹部は、
前記集光レンズ群を透過した光の偏光成分を揃える偏光変換素子が収容される収容部と、
前記光源を支持する支持部材との間の前記筐体の外面に形成されることを特徴とする請求項１記載の投影ユニット。
前記凹部は、前記集光レンズ群の上部または下部に形成されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の投影ユニット。
前記調整機構は、前記集光レンズ群の光軸に直交する第１の方向に前記支持部材を移動させることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の投影ユニット。
前記調整機構は、
前記支持部材の移動を前記第１の方向に規制する移動板と、
前記支持部材を前記第１の方向に移動させる移動ブロックと、
前記移動ブロックを前記第１の方向に移動させる第１の偏心ピンと、
前記第１の偏心ピンを固定する第１の押さえ板と
を備えることを特徴とする請求項４記載の投影ユニット。
前記調整機構は、
前記光軸に直交し、かつ前記第１の方向とは異なる第２の方向に前記支持部材を移動させることを特徴とする請求項４または請求項５記載の投影ユニット。
前記調整機構は、
前記移動板を前記第２の方向に移動させる第２の偏心ピンと、
前記第２の偏心ピンを固定する第２の押さえ板と
を更に備えることを特徴とする請求項６記載の投影ユニット。
請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の投影ユニットを備えることを特徴とする電子機器。