JP2010169966A - プロジェクタ装置及び携帯電話 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、簡単な構造で手振れを抑制することができるプロジェクタ装置を提供する。
【解決手段】プロジェクタ装置１は、本体１０と、映像信号発生ユニット１１と、反射ミラー１２と、軸受ユニット１３と、レンズユニット１４と、カウンターウエイト１５と、減衰機１６とを備える。反射ミラー１２は、映像信号発生ユニット１１から射出される投射画像Ｍの光束の射出光軸Ｌ１上に配置されてこの光束を反射し変向する。軸受ユニット１３は、射出光軸Ｌ１を中心に反射ミラー１２を回動自由に支持する。レンズユニット１４は、反射ミラー１２で反射された光束の投射光軸Ｌ２上に配置され反射ミラー１２とともに回動する。カウンターウエイト１５は、レンズユニット１４と均衡する質量を有する。減衰機１６は、レンズユニット１４の角度ずれを減衰させる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、手に持って使用される場合の手振れを抑える機構を備えるプロジェクタ装置、及びこのプロジェクタ装置を搭載する携帯電話に関する。

手に持ったまま画像を投影するプロジェクタモジュールを搭載する携帯電話は、特許文献１に記載されている。この携帯電話は、手に持った状態でプロジェクタ機能を利用する場合に投射像の映り具合を調整するキャリブレーション機能として、フォーカス状態の調節、明るさの調節、ホワイトバランスの調節、台形歪の補正をそれぞれ行うことのできる機能を有している。

また、手で保持した状態で画像を投影するプロジェクタ装置が特許文献２に記載されている。このプロジェクタ装置は、指標画像を投影する。利用者は、この指標画像をスクリーンの縁などからずらさないように維持することによって、手振れを低減する。

特開２００６−９１１０９号公報 特開２００５−３２６５５７号公報

しかしながら、特許文献１では手振れについて検討されていない。また、特許文献２では手振れについて検討されているものの、プロジェクタ装置は指標画像を表示するだけで手振れそのものを補正する機構を備えていない。つまり、特許文献２の場合、手振れを抑制できるか否かは指標画像を目視確認する利用者の能力しだいである。

撮影時の手振れを補正する機構を有したカメラが知られている。しかしこのカメラと同じ機構を適用するとセンサや駆動部を別途設ける必要があるため、プロジェクタ装置の構成が複雑になる。

そこで、本発明は、簡単な構造で手振れを抑制することができるプロジェクタ装置及びこのプロジェクタ装置を搭載する携帯電話を提供する。

本発明に係るプロジェクタ装置は、本体と、映像信号発生ユニットと、反射ミラーと、軸受ユニットと、レンズユニットと、カウンターウエイトと、減衰機とを備える。本体は、外殻を形成する。映像信号発生ユニットは、少なくとも光源と表示素子とを内蔵し投射画像を射出する。反射ミラーは、映像信号発生ユニットから射出された光束の射出光軸上に配置されてこの光束を反射し変向する。軸受ユニットは、射出光軸を中心に反射ミラーを回動自由に支持する。レンズユニットは、反射ミラーで反射された光束の投射光軸上に配置されて反射ミラーと一体に回動し投影画像を本体の外に向かって投射する。カウンターウエイトは、射出光軸を中心にレンズユニットと反対側に配置されレンズユニットと均衡する質量を有する。減衰機は、射出光軸を中心に本体が傾倒したことによって生じるレンズユニットの角度ずれを減衰させる。

本発明に係るプロジェクタ装置は、手に持って使用される場合の手振れを簡単な構造で抑制することができる。

本発明の第１の実施形態のプロジェクタ装置を示す斜視図。 図１に示したプロジェクタ装置の映像信号発生ユニット及びレンズユニット近傍の平面図。 図２に示した映像信号発生ユニットおよびレンズユニット近傍が見えるように本体の一部を切り欠いた斜視図。 図３に示したレンズユニットの近傍の断面図。 図１に示したプロジェクタ装置の使用状況を示す側面図。 図１に示したプロジェクタ装置の本体が傾倒した場合のレンズユニットの挙動を模式的に示す側面図。 本発明の第２の実施形態のプロジェクタ装置の映像信号発生ユニット及びレンズユニット近傍が見えるように本体の一部を切り欠いて示す斜視図。 図７に示したレンズユニットの近傍の断面図。 本発明の第３の実施形態の携帯電話を示す斜視図。

本発明の第１の実施形態のプロジェクタ装置１は、図１〜図６を参照して説明する。プロジェクタ装置１は、図２に示すように、外殻を形成する本体１０と、映像信号発生ユニット１１と反射ミラー１２と軸受ユニット１３とレンズユニット１４とカウンターウエイト１５と減衰機１６とを備える。映像信号発生ユニット１１は、光源となるＬＥＤ、表示素子、ミラーなどを内蔵している。映像信号発生ユニット１１は、白色ＬＥＤを１つ使用したタイプと、赤緑青色のＬＥＤを各１つずつ合計３個のＬＥＤを使用したタイプとがある。映像信号発生ユニット１１は、表示素子で形成される投射画像を射出する。

反射ミラー１２は、映像信号発生ユニット１１から射出される光束の射出光軸Ｌ１上に配置され、光束を反射してほぼ直角に変向する。軸受ユニット１３は、射出光軸Ｌ１と同軸上に第１の軸受１３１及び第２の軸受１３２で構成されている。第１の軸受１３１は、映像信号発生ユニット１１と反射ミラー１２との間に配置されている。第２の軸受１３２は、光束が射出された方向へ反射ミラー１２を越えた側に配置されている。軸受ユニット１３は、射出光軸Ｌ１を中心に反射ミラー１２を回動自由に支持している。

レンズユニット１４は、コリメーション用レンズや画角調整用レンズなどを含むレンズ群を内蔵している。レンズユニット１４は、反射ミラー１２で反射された光束の投射光軸Ｌ２と同軸に各レンズが並ぶように、投射光軸Ｌ２上に配置されている。レンズユニット１４は、反射ミラー１２と一体に回動するように、軸受ユニット１３に取り付けられている。レンズユニット１４の先端部１４１は、本体１０に設けられた孔１０１に挿入され、図１に示すように本体１０の外に露出されている。投射画像Ｍは、レンズユニット１４から本体１０の外に用意される投影面Ｓに向けて投射される(図５参照)。

カウンターウエイト１５は、射出光軸Ｌ１を中心にレンズユニット１４と反対側の軸受ユニット１３に取り付けられている。カウンターウエイト１５は、軸受ユニット１３によってレンズユニット１４とほぼ均衡する質量を有している。減衰機１６は、射出光軸Ｌ１を中心に本体１０が傾倒したことによって生じるレンズユニット１４の本体１０に対する角度ずれを減衰させる。減衰機１６は、図３及び図４に示すように例えば軸受ユニットの回動方向に両側からコイルバネ１６１，１６２でカウンターウエイト１５を挟むことによって構成されている。

なお、コイルバネ１６１，１６２のバネ定数は、同じであっても良いし異なるものであっても良い。コイルバネ１６１，１６２の代わりに、板バネでカウンターウエイト１５を支持したり渦巻きバネを軸受ユニット１３に設けたりしても良い。また、コイルバネ１６１，１６２のほかにダンパーをさらに設けることも好ましい。ダンパーは第１の軸受１３１や第２の軸受１３２に設定されるフリクションであってもよい。プロジェクタ装置１は、この他に映像処理や映像信号発生ユニットの制御部などを実装するプリント回路板、記憶媒体、接続ポート、スピーカ、バッテリーなどを本体１０に備えている。

以上のように構成されたプロジェクタ装置１は、図５に示すように手に持って使用される。一般に人間は脈動などによってわずかに揺れ動くため、プロジェクタ装置１から投射された投射画像Ｍを投影面Ｓの一箇所に保持することが極めて困難である。図５に示すような場合、重力に逆らって曲げている肘Ｅを中心とする鉛直方向の動きが、手振れの大きな要因になりうる。つまり、手に持ったプロジェクタ装置が手振れ防止機能を備えていない場合、投射される投射画像は、肘Ｅを中心に前腕Ａが上下に回動すると、たとえそれがわずかな回動角度であったとしても投影面までの距離に比例してその角度分だけ大きく上下にぶれることとなる。

ところが、このプロジェクタ装置１は、反射ミラー１２とレンズユニット１４とが射出光軸Ｌ１を中心に自由に回動する構造を有している。したがって、肘Ｅから先の前腕Ａが動くことによって本体１０が鉛直方向に回動させられても、図６に示したように、反射ミラー１２及びレンズユニット１４は、その慣性力によって姿勢が維持され、本体１０が回動する方向と反対方向に回動する。つまり、図６中に実線で示した初期位置Ｐ１に対して本体１０が一点鎖線で示した下方位置Ｐ２または二点鎖線で示した上方位置Ｐ３のどちらに回動しても、レンズユニット１４はこの角度変化を打ち消すように回動し、鉛直方向に平行移動する程度である。

その結果、投射される光束の投射光軸Ｌ２は、ほぼ平行にぶれる程度で済む。したがって、手振れが生じていても投影面Ｓまでの距離によって手振れ量が増幅されることなく、投影面Ｓ上において投射画像Ｍが揺れ動く量を最小限に抑えることができる。なお、図６では、説明の便宜上、本体１０の鉛直方向の寸法に対して大きく回動しているように図示した。したがって、実際の手振れによって本体１０が回動する量はもっと小さい。

また、カウンターウエイト１５は、射出光軸Ｌ１を中心にレンズユニット１４のほうがやや重くなる程度の質量に設けても良い。このようにすることで、本体１０が鉛直方向に移動した場合に、反射ミラー１２、レンズユニット１４、カウンターウエイト１５に作用する軸受ユニット１３を中心とする慣性モーメントによって、本体１０の移動方向と反対の方向にレンズユニット１４の先端部１４１が向きやすくなる。つまり、本体１０が鉛直方向に移動しても、投射面Ｓに映し出された投射画像Ｍの位置をあたかも維持するようにレンズユニット１４が回動する。その結果、本体１０が射出光軸Ｌ１を中心に傾倒した場合の角度差に加えて、本体１０が鉛直方向に移動したことによるブレも補正することができる。

以上のように、プロジェクタ装置１は、軸受ユニット１３によって反射ミラー１２及びレンズユニット１４を回動自由に支持している簡単な構造によって、投射される投射画像Ｍが手振れによって大きく動いてしまうことを抑制することができる。

次に本発明の第２の実施形態のプロジェクタ装置１は、図７及び図８を参照して説明する。このプロジェクタ装置１は、図７及び図８に示すように、減衰機１６となるコイルバネ１６１，１６２の配置が第１の実施形態のプロジェクタ装置１と異なる。そのほかの構成は、第１の実施形態のプロジェクタ装置１と同じ機能を有しているので、同一の符号を付してその説明を省略する。

このプロジェクタ装置１は、減衰機１６をレンズユニット１４側に配置している。投影面Ｓまでの距離に応じて投射画像Ｍの鮮明度を調節するために、レンズユニット１４は、投射光軸Ｌ２に沿って移動される。また、手振れに対するレンズユニット１４の補正角度は、投影面Ｓまでの距離に応じて調整されるべきである。つまり、本実施形態のプロジェクタ装置１によれば、減衰機１６がレンズユニット１４側に配置されているので、鮮明度の調整するためにこのレンズユニット１４の位置を動かすとともに減衰機１６の位置も動かすことで、投影面Ｓまでの距離に応じた補正量の調整が容易に行える。

本発明の第３の実施形態の携帯電話２は、図９を参照して説明する。この携帯電話２は、プリント回路板などが内蔵されて操作ボタン１０２が表面に配置された本体１０と、表示装置２１を内蔵する表示ユニット２０とが回動自在に連結された、いわゆる折り畳み式の携帯電話である。この携帯電話２は、第１の実施形態のプロジェクタ装置１を搭載している。

つまり、携帯電話２は、第１の実施形態のプロジェクタ装置１と同じ機構の映像信号発生ユニット１１、反射ミラー１２、軸受ユニット１３、レンズユニット１４、カウンターウエイト１５、及び減衰機１６を少なくとも備えている。したがって、これらの構成の配置及び詳細な説明は、第１の実施形態のプロジェクタ装置１の内部を図示した図２〜図４または第２の実施形態のプロジェクタ装置１の内部を図示した図７および図８をその説明部分とともに参照するものとして、ここでの説明を省略する。また、この他に、携帯電話としての通信機能、および、映像を撮影するためのカメラユニット１７、これらを制御するためのプリント回路板、表示画面、バッテリー、メモリなども備えている。

この携帯電話２は、カメラユニット１７で撮影した記録映像を投射画像Ｍとして投射することができる。なお、減衰機１６は、第２の実施形態のプロジェクタ装置１のように、レンズユニット１４側に配置しても良い。また、プロジェクタ装置１を内蔵する代わりに別ユニットとして携帯電話に接続できる構造にしても良い。

なお、携帯電話は、第３の実施形態のように折り畳み式以外に、スライド式、延棒形状など、どの形式の携帯電話であっても良い。また、地上デジタル波放送の受信機能及び録画機能を内蔵し、録画した番組を投射画像Ｍとして投射する機能を備えてもよい。

１…プロジェクタ装置、２…携帯電話、１０…本体、１１…映像信号発生ユニット、１２…反射ミラー、１３…軸受ユニット、１４…レンズユニット、１５…カウンターウエイト、１６…減衰機、１７…カメラユニット、Ｌ１…射出光軸、Ｌ２…投射光軸、Ｍ…投射画像、Ｓ…投影面。

Claims (4)

1. 外殻を形成する本体と、
   少なくとも光源及び表示素子を内蔵し投射画像を射出する映像信号発生ユニットと、
   前記映像信号発生ユニットから射出された光束の射出光軸上に配置されて前記光束を反射し変向する反射ミラーと、
   前記射出光軸を中心に前記反射ミラーを回動自由に支持する軸受ユニットと、
   前記反射ミラーで反射された光束の投射光軸上に配置されて前記反射ミラーと一体に回動し前記投射画像を前記本体の外に向かって投射するレンズユニットと、
   前記射出光軸を中心に前記レンズユニットと反対側に配置され前記レンズユニットと均衡する質量を有したカウンターウエイトと、
   前記射出光軸を中心に前記本体が傾倒したことによって生じる前記レンズユニットの角度ずれを減衰させる減衰機と
   を備えることを特徴とするプロジェクタ装置。
2. 前記減衰機は、前記カウンターウエイト側に配置されたことを特徴とする請求項１に記載されたプロジェクタ装置。
3. 前記減衰機は、前記レンズユニット側に配置されたことを特徴とする請求項１に記載されたプロジェクタ装置。
4. 外殻を形成する本体と、
   少なくとも光源及び表示素子を内蔵し投射画像を射出する映像信号発生ユニットと、
   前記映像信号発生ユニットから射出された光束の射出光軸上に配置されて前記光束を反射し変向する反射ミラーと、
   前記射出光軸を中心に前記反射ミラーを回動自由に支持する軸受ユニットと、
   前記反射ミラーで反射された光束の投射光軸上に配置されて前記反射ミラーと一体に回動し前記投射画像を前記本体の外に向かって投射するレンズユニットと、
   前記射出光軸を中心に前記レンズユニットと反対側に配置され前記レンズユニットと均衡する質量を有したカウンターウエイトと、
   前記射出光軸を中心に前記本体が傾倒したことによって生じる前記レンズユニットの角度ずれを減衰させる減衰機と
   を備えることを特徴とする携帯電話。

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