JP2013179425A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】投影画像が重ねられた被写体を使い勝手よく撮影することが可能な電子機器を提供する。
【解決手段】被写体を撮影する撮影手段と、所定の投影方向に光像を投影する投影手段と、前記光像が前記被写体に投影されるよう前記投影方向を変更可能な駆動機構を有する方向変更手段とを備える電子機器。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器に関する。

従来、プロジェクタを内蔵するカメラが知られている。例えば特許文献１には、筐体から投影ユニットを取り外すことで、投影と撮像を同時に行うことができる電子機器が記載されている。

特開２０１０−２２００６９号公報

従来技術には、投影画像を被写体に重ねて撮影する際、分離した投影ユニットを一方の手で被写体に向け、他方の手で撮影を行う必要があり、使い勝手が悪いという問題があった。

請求項１に係る発明は、被写体を撮影する撮影手段と、所定の投影方向に光像を投影する投影手段と、光像が被写体に投影されるよう投影方向を変更可能な駆動機構を有する方向変更手段と、を備えることを特徴とする電子機器である。

本発明によれば、投影画像が重ねられた被写体を使い勝手よく撮影することができる。

本発明を適用したプロジェクタ内蔵デジタルカメラの外観を模式的に示す斜視図である。 デジタルカメラ１００の構成を示すブロック図である。 デジタルカメラ１００の内部に格納された各ユニットの配置を示す断面図である。 モードダイヤル１３７ａの詳細を示す模式図である。 投影撮影モード選択時の表示部１３２の表示内容の一例を示す模式図である。 投影撮影モードにおける投影部駆動機構１３１の駆動方法を示す上面図である。 投影撮影モード選択時の表示部１３２の表示内容の一例を示す模式図である。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明を適用したプロジェクタ内蔵デジタルカメラの外観を模式的に示す斜視図であり、図１（ａ）にはカメラ正面の様子が、図１（ｂ）にはカメラ背面の様子がそれぞれ示されている。デジタルカメラ１００はｚ方向に存在する被写体を撮影する機能と、ｚ方向へ光像を投影する機能とを有する。以下の説明において、ｚ方向を投影方向と称する。

図１（ａ）に示すように、デジタルカメラ１００の前面には、被写体光を入射させる撮影窓１５２と、光像を投影する投影窓１５１と、撮影補助光を投光する投光窓１５３とが設けられている。デジタルカメラ１００の上面には、デジタルカメラ１００の動作モードを設定するモードダイヤル１３７ａと、デジタルカメラ１００の電源のオンオフを行う電源ボタン１３７ｂと、レリーズボタン１３７ｃと、の３つの操作部材が設けられている。モードダイヤル１３７ａの近傍には、現在選択されている動作モードを指し示す指標１５０が設けられている。

図１（ｂ）に示すように、デジタルカメラ１００の背面には、撮影画像や投影画像を表示する液晶パネルを備えた表示部１３２と、メニュー操作や画像削除等の種々の操作を行うための操作ボタン１３７ｄ〜１３７ｉとが設けられている。

図２は、デジタルカメラ１００の構成を示すブロック図である。デジタルカメラ１００は、被写体を撮影する機構を内蔵する撮影部１１０と、光像を投影する機構を内蔵する投影部１２０とを有している。

撮影部１１０は、撮影制御部１１１、第１レンズ駆動部１１２、撮影光学系１６０、および撮像素子１１３を有している。撮影光学系１６０には、撮影窓１５２を介して被写体光が入射する。撮影光学系１６０はこの被写体光から、被写体像を撮像素子１１３の撮像面に結像させる。なお、図２では撮影光学系１６０を模式的に１枚のレンズとして図示しているが、実際には撮影光学系１６０は被写体像の結像位置を調節するフォーカスレンズを含む複数枚のレンズにより構成される。

撮像素子１１３は例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子であり、撮像面に多数の光電変換素子（受光素子）を有する。第１レンズ駆動部１１２は、例えばステッピングモータや超音波モータ等のアクチュエータを備え、撮影光学系１６０のフォーカスレンズを光軸方向に駆動して被写体像の結像位置を調節する。撮影制御部１１１は、撮像素子１１３が有する各受光素子の受光出力に基づいて被写体までの距離を測定し、測定された距離に基づいて第１レンズ駆動部１１２を駆動させ、撮影光学系１６０のピントを調節する。そして、ピントが合った状態で撮像素子１１３の受光出力に対して種々の画像処理を行い、被写体像の画像データを作成する。

投影部１２０は、投影制御部１２１、第２レンズ駆動部１２２、表示素子１２３、光源部１２４、および投影光学系１６１を有している。光源部１２４は、例えばＬＥＤ等の光源を有し、表示素子１２３にその光源からの光束を投射する。表示素子１２３は、例えばマイクロミラーデバイスやＬＣＯＳ等の表示素子であり、投影制御部１２１の制御に応じて表示面に画像を表示する。光源部１２４から投射された光束は、表示素子１２３の表示面に投影され、表示面からは表示面に表示されている画像の光像が投影光学系１６１の方向に投射される。なお、表示素子１２３を液晶パネルにより構成することも可能である。この場合、光源部１２４からの光束は表示素子１２３を透過して投影光学系１６１へ向かう。

投影光学系１６１は、表示素子１２３から投射された光像を投影窓１５１を介して投影方向に投影し、この光像（投影像）を所定の結像位置に結像させる。なお、図２では投影光学系１６１を模式的に１枚のレンズとして図示しているが、実際には投影光学系１６１は投影像の結像位置を調節するフォーカスレンズを含む複数枚のレンズにより構成される。第２レンズ駆動部１２２は、例えばステッピングモータや超音波モータ等のアクチュエータを備え、投影光学系１６１に含まれるフォーカスレンズを光軸方向に駆動し、投影像の結像位置を調節する。投影制御部１２１は第２レンズ駆動部１２２、表示素子１２３、および光源部１２４を制御する。

デジタルカメラ１００は撮影部１１０および投影部１２０の他に、中央制御部１３０と、中央制御部１３０にそれぞれ接続される投影部駆動機構１３１、表示部１３２、スピーカ１３３、マイク１３４、メモリ１３６、操作部１３７、メモリカード１３８、電源回路１３９、および電池１４０とを備える。中央制御部１３０は不図示のマイクロプロセッサおよびその周辺回路から構成され、不図示の記憶媒体（例えばＲＯＭ）に予め格納された制御プログラムを読み込んで実行することにより、デジタルカメラ１００の各部を制御する。投影部駆動機構１３１は投影部１２０全体を回転させることにより、投影像の投影方向を変更する。投影部駆動機構１３１については後に詳述する。

メモリ１３６は揮発性の一時記憶媒体であり、中央制御部１３０が実行する制御プログラムにより作業領域として用いられる。操作部１３７は図１に示したモードダイヤル１３７ａや電源ボタン１３７ｂ等の各種の操作部材が接続され、それらの操作部材の操作を中央制御部１３０に伝達する。メモリカード１３８は可搬性の記憶媒体である。中央制御部１３０は、メモリカード１３８に撮影画像を格納したり、メモリカード１３８から投影画像を読み出したりする。電源回路１３９は、電池１４０から供給される電力を所定の電圧に変換してデジタルカメラ１００の各部に供給する。スピーカ１３３は、例えば動画の再生時に、動画に含まれる音声データを再生するために用いられる。マイク１３４は、例えば動画の撮影時に、動画に含める音声データの録音に用いられる。

図３は、デジタルカメラ１００の内部に格納された各ユニットの配置を示す断面図であり、図３（ａ）にはカメラ正面の断面図が、図３（ｂ）はカメラ上面の断面図がそれぞれ示されている。

デジタルカメラ１００の略中央には、投影窓１５１と対応する位置に投影開口部１５４を有する投影部１２０が設置されている。投影部１２０の右側には、撮影窓１５２と対応する位置に撮影開口部１５５を有する撮影部１１０が、その上部には投光窓１５３を介して撮影補助光を投光する発光装置１５６が、それぞれ設置されている。投影部１２０の左側には、電池１４０が収容された電池室１４１が設置されている。また、投影部１２０および電池室１４１の背面側には、中央制御部１３０等の回路素子が実装されたメイン基板１６２が設置されている。投影部１２０の底面には、投影部１２０と不図示の軸により接続された回転支持部１６３が設けられている。また、投影部１２０にはギヤ１５９が設けられている。投影部１２０近傍には、駆動モータ１５７および駆動モータ１５７に系合したピニオン１５８を有する投影部駆動機構１３１が設置されている。ピニオン１５８はギヤ１５９と系合されており、駆動モータ１５７がピニオン１５８を駆動すると、投影部１２０は回転支持部１６３に対して水平方向（ｘ方向）に回転する。

図４は、モードダイヤル１３７ａの詳細を示す模式図である。モードダイヤル１３７ａには複数のアイコン１１〜１６が表記されており、いずれかのアイコンを指標１５０に隣接するようモードダイヤル１３７ａを回転させると、デジタルカメラ１００にはそのアイコンに応じた動作モードが設定される。

アイコン１１は撮影部１１０により静止画を撮影する静止画撮影モードに対応する。アイコン１２はメモリカード１３８に格納されている静止画および動画を表示部１３２に再生する再生モードに対応する。アイコン１３は本発明特有の投影撮影モードに対応する。アイコン１４はメモリカード１３８に格納されている静止画および動画を投影部１２０により投影する投影モードに対応する。アイコン１５はシャッタースピードやホワイトバランス等の撮影パラメータを所定の撮影シーンに応じた値に設定して撮影部１１０による静止画の撮影を行うシーン撮影モードに対応する。アイコン１６は撮影部１１０により動画を撮影する動画撮影モードに対応する。

（静止画撮影モードの説明）
静止画撮影モードが設定されているとき、ユーザがレリーズボタン１３７ｃを半押しすると、撮影制御部１１１による自動焦点調節が行われ、被写体にピントが合わせられる。例えば撮影制御部１１１がいわゆるコントラスト方式の自動焦点調節を行い、撮像面に結像される被写体像のコントラストが最も高くなる位置にフォーカスレンズを駆動する。その後、ユーザがレリーズボタン１３７ｃを全押しすると、撮影部１１０による被写体の撮影が行われ、撮影した静止画像データがメモリカード１３８に記憶される。

（投影撮影モードの説明）
投影撮影モード選択時の表示部１３２の表示内容の一例を図５に示す。このとき表示部１３２の表示画面は左右に２分割され、右側の領域２１には撮影部１１０により継続的に（例えば６０分の１秒などの周期毎に繰り返し）撮影される被写体のスルー画が、左側の領域２２にはメモリカード１３８に格納されている静止画像のうちいずれか１つが、それぞれ表示される。このとき左側の領域２２に表示されている静止画像が、この後で投影部１２０により投影される投影画像である。ユーザは操作ボタン１３７ｄ〜１３７ｉを操作することにより、左側の領域２２に表示される静止画像（すなわち投影対象の投影画像）を切り替えることが可能である。

投影撮影モードが設定されているとき、ユーザがレリーズボタン１３７ｃを半押しすると、撮影制御部１１１は静止画撮影モードと同様に自動焦点調節を行う。投影撮影モードでは、自動焦点調節に加えて更に、投影部１２０が投影を準備する投影準備動作を実行する。以下、投影準備動作について説明する。

撮影制御部１１１は、自動焦点調節を行う際、被写体の測距を行う。例えば撮影制御部１１１がいわゆるコントラスト方式の自動焦点調節を行う場合、撮影制御部１１１は、被写体にピントが合った状態におけるフォーカシングレンズの駆動位置から、その被写体がデジタルカメラ１００からどれだけ離れているのかを測定することができる。また、撮影制御部１１１がいわゆる撮像面位相差検出方式の自動焦点調節を行う場合、撮影制御部１１１は、被写体像の像ずれ量に基づいて、デジタルカメラ１００と被写体との距離を算出することができる。投影撮影モードにおいて撮影制御部１１１は、測定した被写体までの距離（以下、被写体距離Ｌと称する）を中央制御部１３０に送信する。中央制御部１３０は、図６に示すように、投影部１２０の投影方向が、撮影窓１５２の正面から被写体距離Ｌだけ前方に離れた被写体に向かうように投影部駆動機構１３１を制御する。つまり、撮影部１１０と投影部１２０との間の距離Ｋ（既知）と、測定された被写体距離Ｌとに基づいて、投影部１２０の投影方向を被写体に合わせるために必要な駆動モータ１５７の駆動量（投影部１２０の回転量θ）を演算し、演算された駆動量だけ駆動モータ１５７を駆動させる。

中央制御部１３０は更に、撮影制御部１１１により測定された被写体距離Ｌを投影制御部１２１に出力する。投影制御部１２１は被写体距離Ｌに応じて第２レンズ駆動部１２２を制御し、投影光学系１６１の結像位置を被写体近傍に調節する。つまり、投影される光像のピントが被写体近傍で合うように、投影光学系１６１の焦点調節を行う。

以上のように、投影撮影モードが設定されているときにレリーズボタン１３７ｃが半押しされると、撮影部１１０による自動焦点調節と投影部１２０の投影方向調節および自動焦点調節とが並行して行われる。その後、ユーザがレリーズボタン１３７ｃを全押しすると、投影部１２０による投影画像の投影が開始される。これにより、被写体１０の表面に投影画像の光像が投射される。そして、投影画像が投影された状態のまま、撮影部１１０による撮影が行われる。結果として、メモリカード１３８には、投影画像が被写体１０に重なった状態の静止画像データが記憶される。

例えば、被写体１０が人物であるときに特定のマークや絵柄のパターンを投影画像として投影することにより、その人物があたかもそのマークや絵柄の服を着ているかのような静止画像データが得られる。

上述した第１の実施の形態によるプロジェクタ内蔵デジタルカメラによれば、次の作用効果が得られる。
（１）デジタルカメラ１００は、投影部１２０により投影される光像が、撮影部１１０により撮影される被写体に投影されるよう、投影部１２０の投影方向を変更可能な投影部駆動機構１３１を備える。このようにしたので、投影画像が重ねられた被写体を使い勝手よく撮影することができる。

（２）投影部駆動機構１３１は、撮影部１１０により測定された被写体までの距離に基づいて、光像が被写体に投影されるよう投影方向を変更する。このようにしたので、投影画像を自動的に被写体に重ねることができる。

（３）投影制御部１２１は、撮影部１１０により測定された被写体までの距離に基づいて、第２レンズ駆動部１２２に、光像の結像位置を被写体近傍に調節させる。このようにしたので、投影像が明瞭に映った被写体像を得ることが可能となる。

（４）表示部１３２は、撮影部１１０により撮影された被写体像と、投影部１２０により投影される投影画像とを、表示画面を左右に２分割して表示する。このようにしたので、ユーザは実際に投影画像が投影される前に、撮影される画像のイメージをつかむことができる。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。

（変形例１）
投影部駆動機構１３１を、投影部１２０の投影方向を左右方向だけでなく上下方向にも変更できるように構成してもよい。また、投影部１２０の代わりに投影光学系１６１自体を駆動することにより投影光学系１６１の投影方向を変えるようにしてもよい。例えば表示素子１２３からの光束の投影方向を制御するミラー等を導入し、そのミラーを駆動するようにしてもよい。その他、投影光学系１６１の投影方向を変更可能な駆動機構であれば、どのようなものであっても本発明に含まれる。

（変形例２）
投影撮影モードにおいて、静止画だけではなく動画も撮影できるようにしてもよい。投影を行うタイミングは、少なくとも動画の撮影開始時から撮影終了時までの間、投影部１２０により投影が行われるタイミングであればどのようなものであってもよい。例えば、レリーズボタン１３７ｃを押下するとまず投影部１２０による投影画像の投影が開始され、その後に撮影部１１０による動画撮影が開始されるようにすればよい。

（変形例３）
被写体の移動に追随して繰り返し撮影光学系１６０のピント位置が変更されるように撮影部１１０を構成し、それに連動して投影光学系１６１の結像位置が変更されるようにしてもよい。また、周知の被写体追尾技術を利用して撮影光学系１６０のピント位置を継続的に変更し、被写体を追尾する場合において、それに連動して投影光学系１６１の結像位置が変更されるようにしてもよい。すなわち、撮影部１１０と投影部１２０とが共に同一の被写体を追尾するように構成してもよい。更に、被写体が所定距離以上移動した場合にのみ、投影光学系１６１の結像位置が変更されるようにしてもよい。

（変形例４）
撮影前にプレビュー画像を表示部１３２に表示してもよい。例えば図７に示すように、スルー画に重畳して投影画像を表示することにより、その投影画像を投影した場合に得られる静止画のプレビュー画像を表示することができる。このようにすることで、実際に撮影および投影を行う前に撮影結果のイメージをつかむことが可能となる。

（変形例５）
投影撮影モードの撮影シーケンスは上述の実施形態で説明したものに限定されない。例えば、投影撮影モードに設定されている間、レリーズボタン１３７ｃの操作に関わらず常に投影部１２０による投影が行われるようにしてもよい。

（変形例６）
上述の実施形態では、プロジェクタ内蔵デジタルカメラに本発明を適用した例について説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されない。例えば、携帯電話などの可搬性の電子機器や、据置型の大型機器など種々の電子機器に本発明を適用することができる。

（変形例７）
上述の実施形態では、被写体が撮影画面の中央に存在するという前提で投影部１２０の回転量θを決定していたが、被写体が撮影画面の中央以外に存在することを考慮して回転量θを決定してもよい。例えば撮影部１１０が、撮影画面に予め設けられた複数のフォーカスエリアのうちどのフォーカスエリアに対して焦点調節を行ったのか、を表す情報を中央制御部１３０に出力するようにし、中央制御部１３０がその情報に基づいて回転量θを演算するようにしてもよい。

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

１００…デジタルカメラ、１１０…撮影部、１１１…撮影制御部、１１２…第１レンズ駆動部、１１３…撮像素子、１２０…投影部、１２１…投影制御部、１２２…第２レンズ駆動部、１２３…表示素子、１２４…光源部、１３０…中央制御部、１３１…投影部駆動機構、１３２…表示部、１３３…スピーカ、１３４…マイク、１３６…メモリ、１３７…操作部、１３８…メモリカード、１３９…電源回路、１４０…電池、１４１…電池室、１５０…指標、１５１…投影窓、１５２…撮影窓、１５３…投光窓、１５４…投影開口部、１５５…撮影開口部、１５６…発光装置、１５７…駆動モータ、１５８…ピニオン、１５９…ギヤ、１６０…撮影光学系、１６１…投影光学系、１６２…メイン基板、１６３…回転支持部

Claims (6)

1. 被写体を撮影する撮影手段と、
   所定の投影方向に光像を投影する投影手段と、
   前記光像が前記被写体に投影されるよう前記投影方向を変更可能な駆動機構を有する方向変更手段と、
   を備えることを特徴とする電子機器。
2. 請求項１に記載の電子機器において、
   前記被写体までの距離を測定する測距手段を備え、
   前記方向変更手段は、前記被写体までの距離に基づいて、前記光像が前記被写体に投影されるよう前記投影方向を変更することを特徴とする電子機器。
3. 請求項２に記載の電子機器において、
   前記被写体までの距離に基づいて、前記光像の結像位置を前記被写体近傍に調節する結像位置調節手段を備えることを特徴とする電子機器。
4. 請求項２または３に記載の電子機器において、
   前記測距手段は、前記被写体までの距離を繰り返し測定し、
   前記方向変更手段は、前記測距手段により測定された前記被写体までの距離が変化したことに応じて、前記光像が前記被写体に投影されるよう前記投影方向を変更することを特徴とする電子機器。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子機器において、
   前記撮影手段により撮影された被写体像と、前記投影手段により投影される前記光像とを表示する表示手段を備えることを特徴とする電子機器。
6. 請求項５に記載の電子機器において、
   前記表示手段は、前記被写体像に前記光像を重畳して表示することを特徴とする電子機器。
   

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