JP2017130707A - 撮像装置およびプロジェクター - Google Patents
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Abstract
【課題】透過する光の波長帯が互いに異なる2つの部材をそれぞれ介した撮像を精度良く行う撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置4は、光学フィルター41および可視光透過部材42を保持し、撮像素子431の光路上に光学フィルター41が配置される第1状態とこの光路上に可視光透過部材42が配置される第2状態とに移動可能な保持部44と、受部を有し、保持部44を移動可能に支持する支持部と、第1状態および第2状態において、保持部44を受部側に付勢する付勢部46と、第1状態において、保持部44から離間し、第2状態において保持部44に押圧されて接続状態が切り替えられるプッシュスイッチ432と、を備える。保持部44は、受部に当接可能な3つの当接部を有し、付勢部は、第1状態において、3つの当接部を結ぶ当接領域44Ar内に当接する。【選択図】図8
Description
本発明は、撮像装置、およびプロジェクターに関する。
従来、光源から射出される光を画像情報に応じて変調し、スクリーン等の投写面に拡大投写するプロジェクターが知られている。近年、プロジェクターにより投影される画像に対して、電子ペン等の指示体を用いて図形や文字等を重ねて表示できるように構成された技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載のプロジェクターは、撮像装置を備え、先端から赤外線を射出する指示体(ポインティングデバイス)、並びに、画像出力装置および画像解析装置を兼ねるPC(Personal Computer)と組み合わされることで、インタラクティブホワイトボードシステムとなる表示システムを構成している。撮像装置は、外装筐体の開口部内に配置されるカメラを有し、この開口部は、赤外線を透過するカバーによって閉塞されている。カメラは、投写面上で操作された指示体から射出される赤外線を検出する。そして、プロジェクターは、指示体の軌跡に応じた図形等を元の画像に重ねて投影可能に構成されている。
特許文献1には、赤外線を透過するカバーについて詳細に説明されていないが、カメラが指示体から発せられる赤外線以外の光を受光して誤認識しないよう、赤外線以外の可視光等の波長をカットする部材が採用されていることが考えられる。
これによって、特許文献1に記載のプロジェクターは、カメラが指示体から発せられる赤外線を検出して元の画像に重ねて投影できるとはいうものの、赤外線以外の可視光による撮像が困難に構成されている。これにより、特許文献1に記載のプロジェクターは、カメラが投写面に投写された画像を撮像することが困難なため、投写面に投写される画像に基づいて加工を施すことができないという課題がある。例えば、投写面上における指示体の位置を合わせる(キャリブレーション)ための調整用パターンや、投写される画像の歪をカメラが撮像できないため、キャリブレーションや画像の歪補正を自動でできず、プロジェクターの操作が煩雑になるという課題がある。
これによって、特許文献1に記載のプロジェクターは、カメラが指示体から発せられる赤外線を検出して元の画像に重ねて投影できるとはいうものの、赤外線以外の可視光による撮像が困難に構成されている。これにより、特許文献1に記載のプロジェクターは、カメラが投写面に投写された画像を撮像することが困難なため、投写面に投写される画像に基づいて加工を施すことができないという課題がある。例えば、投写面上における指示体の位置を合わせる(キャリブレーション)ための調整用パターンや、投写される画像の歪をカメラが撮像できないため、キャリブレーションや画像の歪補正を自動でできず、プロジェクターの操作が煩雑になるという課題がある。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]本適用例に係る撮像装置は、撮像素子を備えた撮像装置であって、透過する光の波長帯が互いに異なる第1透過部材および第2透過部材と、前記第1透過部材および前記第2透過部材を保持し、前記撮像素子に入射する光の光路上に前記第1透過部材が配置される第1状態と前記光路上に前記第2透過部材が配置される第2状態とに移動可能な保持部と、前記保持部の移動可能な第1方向に対して交差する第2方向において当該保持部の一方側に配置される受部を有し、前記保持部を移動可能に支持する支持部と、前記第1状態および前記第2状態において、前記保持部を前記受部側に付勢する付勢部と、前記第1状態または前記第2状態において前記保持部に押圧されて接続状態が切り替えられる検出部と、を備え、前記保持部および前記受部の少なくともいずれか一方は、前記第2方向において、他方に当接可能な当接部を有し、前記当接部は3つ設けられ、前記検出部は、前記第1状態および前記第2状態のいずれか一方において、前記保持部から離間し、前記第1状態および前記第2状態の他方において、前記第2方向における前記保持部の前記受部側とは反対側に当接し、前記付勢部は、前記検出部が前記保持部から離間する前記第1状態または前記第2状態において、前記第2方向から見て、前記3つの前記当接部を結ぶ当接領域内に当接することを特徴とする。
この構成によれば、撮像装置は、第1透過部材および第2透過部材を保持する保持部、および検出部を有し、保持部は移動により第1状態と第2状態とが切り替え可能に構成されている。これによって、撮像装置は、確実に第1状態または第2状態が検出され、第1透過部材を透過した光による撮像、および第2透過部材を透過した光による撮像を行うことができる。
また、保持部は、検出部が当接する第1状態または第2状態において、付勢部および検出部に押圧されて配置され、検出部が離間する第2状態または第1状態において、3つの当接部を結ぶ当接領域内が付勢部に押圧されて配置される。これによって、第1状態および第2状態において、保持部を確実に3カ所(3つの当接部)で受部に当接させることが可能となる。すなわち、保持部に保持された第1透過部材および第2透過部材は、第1状態および第2状態それぞれにおいて、撮像装置の光軸に対する傾きが抑制される。
したがって、第1透過部材を介した被写体の撮像、および第2透過部材を介した被写体の撮像の双方において、被写体の像を精度良く撮像素子に結像させる撮像装置の提供が可能となる。
また、保持部は、検出部が当接する第1状態または第2状態において、付勢部および検出部に押圧されて配置され、検出部が離間する第2状態または第1状態において、3つの当接部を結ぶ当接領域内が付勢部に押圧されて配置される。これによって、第1状態および第2状態において、保持部を確実に3カ所(3つの当接部)で受部に当接させることが可能となる。すなわち、保持部に保持された第1透過部材および第2透過部材は、第1状態および第2状態それぞれにおいて、撮像装置の光軸に対する傾きが抑制される。
したがって、第1透過部材を介した被写体の撮像、および第2透過部材を介した被写体の撮像の双方において、被写体の像を精度良く撮像素子に結像させる撮像装置の提供が可能となる。
[適用例2]上記適用例に係る撮像装置において、前記保持部は、前記第2方向に延出する回転軸を中心とする回転により前記第1状態と前記第2状態とが切り替えられることが好ましい。
この構成によれば、第2方向に延出する回転軸を中心とする回転により保持部を第1方向に移動させ、第1状態と第2状態とを切り替えることができる。また、保持部を回転によって移動する構成なので、他の移動形態、例えば、直線上に沿って移動する構成に比べ、撮像装置の簡素な構造や小型化が可能となる。
[適用例3]上記適用例に係る撮像装置において、前記3つの前記当接部のうちの1つの前記当接部は、前記回転軸を囲む領域に設けられていることが好ましい。
この構成によれば、回転によって移動する保持部の構成において、当接領域をより広く構成できるので、受部への保持部のより安定した支持が可能となる。
[適用例4]上記適用例に係る撮像装置において、前記当接領域は、前記第2方向から見て、前記第1透過部材および前記第2透過部材に重なるように形成されていることが好ましい。
この構成によれば、撮像装置の光軸に対する第1透過部材および第2透過部材の傾きをさらに効率良く抑制することが可能となる。
[適用例5]上記適用例に係る撮像装置において、前記検出部および前記付勢部は、前記検出部が前記保持部に当接する前記第1状態または前記第2状態において、前記第2方向から見て、前記保持部に当接するそれぞれの部位が前記当接領域の少なくとも一部を介して対向するように配置されていることが好ましい。
この構成によれば、検出部が保持部に当接する第1状態または第2状態において、検出部および付勢部は、上述したように配設されているので、保持部をバランス良く押圧し、確実に3カ所(3つの当接部)で受部に当接させることが可能となる。よって、検出部が保持部に当接する第1状態または第2状態において、撮像装置の光軸に対する第1透過部材および第2透過部材の傾きを確実に抑制することが可能となる。
[適用例6]上記適用例に係る撮像装置において、前記第1透過部材は、赤外領域の透過率が可視光領域の透過率より高い光学フィルターであり、前記第2透過部材は、可視光領域の透過率が前記光学フィルターの可視光領域の透過率より高い可視光透過部材であることが好ましい。
この構成によれば、撮像装置は、第1状態において赤外線を透過した光による撮像、第2状態で可視光を透過した光による撮像を行うことができる。
[適用例7]本適用例に係るプロジェクターは、光源と、前記光源から射出された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光を投写する投写光学装置と、前記投写光学装置から射出された光が投写される投写面を撮像する上記適用例のいずれかに記載の撮像装置と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、プロジェクターは、上述した撮像装置を備えているので、第1状態および第2状態において精度良く撮像された被写体の像に基づいた画像の投写が可能となる。
(第1実施形態)
以下、第1実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクターは、壁面等に設置された支持装置に支持された状態や、机上等に載置された状態で、スクリーン、壁面や机上面等の投写面に画像を投写できるように構成されている。
図1は、本実施形態のプロジェクター1の使用形態の一例を示す模式図である。具体的に、図1は、壁面に設置された支持装置Maに金具Mbを介して支持されたプロジェクター1、および壁面に配置されたスクリーン等の投写面SCを模式的に示す図である。
以下、第1実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクターは、壁面等に設置された支持装置に支持された状態や、机上等に載置された状態で、スクリーン、壁面や机上面等の投写面に画像を投写できるように構成されている。
図1は、本実施形態のプロジェクター1の使用形態の一例を示す模式図である。具体的に、図1は、壁面に設置された支持装置Maに金具Mbを介して支持されたプロジェクター1、および壁面に配置されたスクリーン等の投写面SCを模式的に示す図である。
プロジェクター1は、図1に示すように、投写面SCの上方に設置され、下方を向く側から投写面SCに画像を投写する。プロジェクター1は、後で詳細に説明するが、撮像装置4(図3参照)を備え、被写体としての投写面SCを撮像できるように構成されている。そして、プロジェクター1は、ユーザーの指示体10による操作により、指示体10が発する赤外線を検出し、投写面SCに投写された画像に対し、図形や文字等を重ねて表示させることができるように構成されている。なお、以下では、説明の便宜上、プロジェクター1が支持装置Maに支持された状態において、投写面SCに対する法線方向を前後方向として投写面SCに向かう方向を前方向(+Y方向)、重力に逆らう方向を上方向(+Z方向)、投写面SCに向かって右側を右方向(+X方向)として記載する。
〔プロジェクターの主な構成〕
図2は、本実施形態のプロジェクター1の外観を示す斜視図であり、図1におけるプロジェクター1を下方側(光を投写する側)から見た図である。図3は、本実施形態のプロジェクター1の概略構成を示す模式図である。
プロジェクター1は、図2、図3に示すように、外装を構成する外装筐体2、制御部(図示省略)、光学ユニット3および撮像装置4を備えている。なお、図示は省略するが、外装筐体2の内部には、さらに、光学ユニット3に備えられた光源装置31や制御部に電力を供給する電源装置、光学ユニット3等を冷却する冷却装置、外部の機器と接続するための接続端子等が配置されている。
図2は、本実施形態のプロジェクター1の外観を示す斜視図であり、図1におけるプロジェクター1を下方側(光を投写する側)から見た図である。図3は、本実施形態のプロジェクター1の概略構成を示す模式図である。
プロジェクター1は、図2、図3に示すように、外装を構成する外装筐体2、制御部(図示省略)、光学ユニット3および撮像装置4を備えている。なお、図示は省略するが、外装筐体2の内部には、さらに、光学ユニット3に備えられた光源装置31や制御部に電力を供給する電源装置、光学ユニット3等を冷却する冷却装置、外部の機器と接続するための接続端子等が配置されている。
外装筐体2は、合成樹脂製の部材が複数組み合わされて構成されており、図2に示すように、−Z側を形成する下面部2A、+Z側を形成する上面部2B、左右の側部をそれぞれ形成する左側面部2C、右側面部2D、および前後の面をそれぞれ形成する前面部2F、後面部2Eを有している。
下面部2Aには、図2に示すように、前後方向における後方(−Y方向)寄りに、第1傾斜面21aおよび第2傾斜面21bを有する凹部21が形成され、凹部21の後方には、複数のキーを有する操作パネル22が配置されている。
第1傾斜面21aは、第2傾斜面21bに対して後面部2E側に位置し、後方から前方に向かうに従って、+Z方向に向かうように傾斜している。第2傾斜面21bは、第1傾斜面21aに連接し、後方から前方に向かうに従って、−Z方向に向かうように傾斜している。
第1傾斜面21aには、左側面部2C側寄りに形成された凹部211が設けられており、この凹部211の底部分には、第1開口部211Hが形成されている。
下面部2Aは、プロジェクター1が支持装置Maに支持された状態において、下方を向くように配置され(図1参照)、プロジェクター1は、この第1開口部211Hから投写面SCに光を投写する。
下面部2Aは、プロジェクター1が支持装置Maに支持された状態において、下方を向くように配置され(図1参照)、プロジェクター1は、この第1開口部211Hから投写面SCに光を投写する。
第1傾斜面21aにおける凹部211の+X方向には、略矩形状の第2開口部212Hおよび第3開口部213Hが順次形成されている。
第2開口部212H内には、後述する撮像装置4が配置される。第3開口部213H内には、リモコン(図示省略)からの赤外線信号を受光する受光装置(図示省略)が配置され、この第3開口部213Hは、赤外線を透過し、可視光をカットするカバー23により閉塞される。
第2開口部212H内には、後述する撮像装置4が配置される。第3開口部213H内には、リモコン(図示省略)からの赤外線信号を受光する受光装置(図示省略)が配置され、この第3開口部213Hは、赤外線を透過し、可視光をカットするカバー23により閉塞される。
左側面部2Cの前側には、複数のスリット状の孔を有する吸気口214が形成されている。この吸気口214の内側には、図示は省略するが、エアフィルターおよび吸気ファンが配置されており、吸気ファンの駆動によって、吸気口214およびエアフィルターを介して外装筐体2内を冷却するための冷却空気が導入される。
右側面部2Dには、図示は省略するが、排気口が設けられており、この排気口の内側には、排気ファンが配置されている。そして、吸気ファンにより導入され、外装筐体2内を冷却した空気は、この排気口から排出される。
右側面部2Dには、図示は省略するが、排気口が設けられており、この排気口の内側には、排気ファンが配置されている。そして、吸気ファンにより導入され、外装筐体2内を冷却した空気は、この排気口から排出される。
上面部2Bには、図1に示すように、金具Mbが取り付けられ、プロジェクター1は、この金具Mbを介して支持装置Maに取り付けられる。
また、上面部2Bには、図示は省略するが、開口部が形成されており、接続端子に接続されたケーブル(図示省略)は、この開口部からプロジェクター1の外部に出される。そして、プロジェクター1の外部に出されたケーブルは、支持装置Ma内に挿通されて、壁面を経ての外部の機器に接続される。
また、上面部2Bには、図示は省略するが、開口部が形成されており、接続端子に接続されたケーブル(図示省略)は、この開口部からプロジェクター1の外部に出される。そして、プロジェクター1の外部に出されたケーブルは、支持装置Ma内に挿通されて、壁面を経ての外部の機器に接続される。
制御部は、CPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備え、コンピューターとして機能するものであり、プロジェクター1の動作の制御、例えば、画像の投写に関わる制御等を行う。
〔光学ユニットの構成〕
光学ユニット3は、制御部による制御の下、光源311から射出された光を画像情報に応じて変調して投写する。
光学ユニット3は、図3に示すように、光源装置31、インテグレーター照明光学系32、色分離光学系33、リレー光学系34、電気光学装置35、投写光学装置36、およびこれらの光学部品を光路上の所定位置に配置する光学部品用筐体37を備えている。
光学ユニット3は、制御部による制御の下、光源311から射出された光を画像情報に応じて変調して投写する。
光学ユニット3は、図3に示すように、光源装置31、インテグレーター照明光学系32、色分離光学系33、リレー光学系34、電気光学装置35、投写光学装置36、およびこれらの光学部品を光路上の所定位置に配置する光学部品用筐体37を備えている。
光源装置31は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等からなる放電型の光源311、リフレクター312および光透過部材としての平行化レンズ313等を備えている。光源装置31は、光源311から射出された光をリフレクター312にて反射した後、平行化レンズ313よって射出方向を揃え、インテグレーター照明光学系32に向けて射出する。
インテグレーター照明光学系32は、第1レンズアレイ321、第2レンズアレイ322、偏光変換素子323、および重畳レンズ324を備えている。
第1レンズアレイ321は、光源装置31から射出された光を複数の部分光に分割する光学素子であり、光源装置31から射出された光の光軸Cに対して略直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えている。
第1レンズアレイ321は、光源装置31から射出された光を複数の部分光に分割する光学素子であり、光源装置31から射出された光の光軸Cに対して略直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えている。
第2レンズアレイ322は、第1レンズアレイ321と略同様の構成を有しており、重畳レンズ324とともに、第1レンズアレイ321から射出された部分光を後述する液晶ライトバルブ351の表面に重畳させる。
偏光変換素子323は、第2レンズアレイ322から射出されたランダム偏光光を液晶ライトバルブ351で利用可能な略1種類の偏光光に揃える機能を有する。
偏光変換素子323は、第2レンズアレイ322から射出されたランダム偏光光を液晶ライトバルブ351で利用可能な略1種類の偏光光に揃える機能を有する。
色分離光学系33は、2枚のダイクロイックミラー331、332、および反射ミラー333を備え、インテグレーター照明光学系32から射出された光を赤色光(以下「R光」という)、緑色光(以下「G光」という)、青色光(以下「B光」という)の3色の色光に分離する機能を有する。
リレー光学系34は、入射側レンズ341、リレーレンズ343、および反射ミラー342,344を備え、色分離光学系33で分離されたR光をR光用の液晶ライトバルブ351Rまで導く機能を有する。なお、光学ユニット3は、リレー光学系34がR光を導く構成としているが、これに限らず、例えば、B光を導く構成としてもよい。
電気光学装置35は、光変調装置としての液晶ライトバルブ351および色合成光学装置としてクロスダイクロイックプリズム352を備え、色分離光学系33で分離された各色光を画像情報に応じて変調し、変調した各色光を合成する。
液晶ライトバルブ351は、3色の色光毎に備えられており(R光用の液晶ライトバルブを351R、G光用の液晶ライトバルブを351G、B光用の液晶ライトバルブを351Bとする)、それぞれ透過型の液晶パネル、およびその両面に配置された入射側偏光板、射出側偏光板を有している。
液晶ライトバルブ351は、図示しない微小画素がマトリクス状に形成された矩形状の画素領域を有し、各画素が表示画像信号に応じた光透過率に設定され、画素領域内に表示画像を形成する。そして、色分離光学系33で分離された各色光は、液晶ライトバルブ351にて変調された後、クロスダイクロイックプリズム352に射出される。
クロスダイクロイックプリズム352は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、2つの誘電体多層膜が形成されている。クロスダイクロイックプリズム352は、誘電体多層膜が液晶ライトバルブ351R,351Bにて変調された色光を反射し、液晶ライトバルブ351Gにて変調された色光を透過して、各色光を合成する。
投写光学装置36は、複数のレンズを組み合わせた第1光学系361、および非球面形状の反射ミラーを有する第2光学系362を備えている。クロスダイクロイックプリズム352にて合成された光は、第1光学系361で屈折し、第2光学系362によって広角化されて反射する。そして、第2光学系362で反射された光は、外装筐体2の第1開口部211H(図2参照)を通過して、投写面SCに投写される(図1参照)。
このように、投写光学装置36が第1光学系361および第2光学系362を備えることで、プロジェクター1は、投写距離の短い、いわゆる短焦点プロジェクターとして構成される。
このように、投写光学装置36が第1光学系361および第2光学系362を備えることで、プロジェクター1は、投写距離の短い、いわゆる短焦点プロジェクターとして構成される。
図5に示すように、撮像装置4は、第1透過部材としての光学フィルター41、第2透過部材としての可視光透過部材42、および撮像素子431を備え、前述したように、第2開口部212H内に配置される。撮像装置4は、制御部の指示により、撮像素子431に入射する光の光路上に光学フィルター41が配置される第1状態と、光路上に可視光透過部材42が配置される第2状態とが切り替えられる。
プロジェクター1は、撮像装置4が第1状態において指示体10(図1参照)を用いた操作や画像の投写が行われ、新たに設置される場合や設置状態が変えられた場合に撮像装置4が第2状態に切り替えられ、指示体10の投写面SC上における操作位置の対応付けを行うための調整(オートキャリブレーション)が行われる。
プロジェクター1は、撮像装置4が第1状態において指示体10(図1参照)を用いた操作や画像の投写が行われ、新たに設置される場合や設置状態が変えられた場合に撮像装置4が第2状態に切り替えられ、指示体10の投写面SC上における操作位置の対応付けを行うための調整(オートキャリブレーション)が行われる。
〔撮像装置の構成〕
ここで、撮像装置4について詳細に説明する。
図4は、撮像装置4の斜視図である。図5は、撮像装置4の分解斜視図である。
撮像装置4は、図4、図5に示すように、光学フィルター41および可視光透過部材42に加え、回路ユニット43、光学フィルター41および可視光透過部材42を保持する保持部44、支持部45、付勢部46、切替機構47、および撮像レンズユニット48を備える。
撮像装置4は、制御部の指示の基、切替機構47の動作によって保持部44が移動することにより、撮像素子431に入射する光の光路上に光学フィルター41が配置される第1状態と光路上に可視光透過部材42が配置される第2状態とが切り替えられる。
ここで、撮像装置4について詳細に説明する。
図4は、撮像装置4の斜視図である。図5は、撮像装置4の分解斜視図である。
撮像装置4は、図4、図5に示すように、光学フィルター41および可視光透過部材42に加え、回路ユニット43、光学フィルター41および可視光透過部材42を保持する保持部44、支持部45、付勢部46、切替機構47、および撮像レンズユニット48を備える。
撮像装置4は、制御部の指示の基、切替機構47の動作によって保持部44が移動することにより、撮像素子431に入射する光の光路上に光学フィルター41が配置される第1状態と光路上に可視光透過部材42が配置される第2状態とが切り替えられる。
光学フィルター41は、赤外領域の透過率が可視光領域の透過率より高い部材、すなわち指示体10から発せられる赤外線を透過し、可視光をカットするいわゆるIRフィルターとして構成されている。本実施形態の光学フィルター41は、矩形状のガラスの板材に蒸着等による薄膜が形成されて構成されている。
可視光透過部材42は、可視光を透過する板材、すなわち、可視光領域の透過率が光学フィルター41の可視光領域の透過率より高い板材で形成されている。本実施形態の可視光透過部材42は、矩形状のガラスの板材で、光学フィルター41と同等の厚さを有している。なお、光学フィルター41、可視光透過部材42は、ガラス製に限らず合成樹脂製等であってもよい。
回路ユニット43は、撮像素子431、検出部としてのプッシュスイッチ432、および回路基板433を備える。
撮像素子431は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等で構成されている。
プッシュスイッチ432は、図5に示すように、可動部4321と、端子等(図示省略)が配置される本体部4322を有し、可動部4321が押圧されることにより接続状態が切り替わる。
撮像素子431は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等で構成されている。
プッシュスイッチ432は、図5に示すように、可動部4321と、端子等(図示省略)が配置される本体部4322を有し、可動部4321が押圧されることにより接続状態が切り替わる。
回路基板433は、撮像素子431およびプッシュスイッチ432が同一側の面に実装され、図示しないケーブルを介して制御部に接続されている。回路基板433は、撮像素子431の受光面4311が投写面SC(図1参照)側を向くように、X−Y平面に対して傾斜して配置される。すなわち、撮像素子431は、光軸431Axに沿う方向が投写面SC(図1参照)に向かうように配置される。
保持部44は、図5に示すように、光学フィルター41および可視光透過部材42を保持し、回路基板433の撮像素子431およびプッシュスイッチ432が実装されている側に、後述するベース部5を挟んで配置される。
図6は、撮像装置4を分解した状態における光学フィルター41および可視光透過部材42が取り付けられた保持部44、支持部45における後述する支持体6、および撮像レンズユニット48を示す斜視図であり、図5とは反対側から見た図である。
図6は、撮像装置4を分解した状態における光学フィルター41および可視光透過部材42が取り付けられた保持部44、支持部45における後述する支持体6、および撮像レンズユニット48を示す斜視図であり、図5とは反対側から見た図である。
保持部44は、図5、図6に示すように、一方の端部から他方の端部に向かって放射状に広がる形状を有し、回路基板433側とは反対側となる平面44A(図5参照)、および回路基板433側となる平面44B(図6参照)を有している。そして、保持部44には、一方の端部側に光軸431Axと同一方向に延出する回転軸44jを中心とする丸孔44hが形成され、他方の端部には、回転軸44jを中心とするギア44gが形成されている。保持部44は、回転軸44jを中心として回転可能に支持部45に支持される。すなわち、保持部44の移動とは、本実施形態においては、保持部44の回転のことをいい、撮像装置4は、回転軸44jを中心とする保持部44の回転により第1状態と第2状態とが切り替えられる。なお、保持部44の移動可能な方向、すなわち、保持部44が回転軸44jを中心として回転可能な方向を第1方向D1(図5参照)とする。また、第1方向D1に対して交差(例えば、直交)し、回転軸44jに沿う方向を第2方向D2とする。
保持部44には、図5に示すように、丸孔44hとギア44gとの間に平面44Aより凹む凹部441が形成されている。この凹部441には、さらに2つの矩形状の凹部(図示省略)が並設されており、この2つの凹部にはそれぞれ開口部442(図6参照)が設けられている。光学フィルター41および可視光透過部材42は、この2つの凹部に接着により固定されている(図5参照)。具体的に、光学フィルター41および可視光透過部材42は、回転軸44jを中心とする円弧状に沿って配置され、平面44A側から見て、光学フィルター41が可視光透過部材42の時計回り側に位置するように配置される。
保持部44には、平面44Aから支持体6に向けて突出し、第2方向D2において、支持体6に当接可能な3つの当接部4401,4402,4403が形成されている。
当接部4401は、回転軸44jを囲む領域、具体的には丸孔44hの周縁に設けられ、平坦に突出している。当接部4402は、ギア44gと凹部441との間の光学フィルター41近傍に設けられている。そして、当接部4403は、ギア44gと凹部441との間の可視光透過部材42近傍に設けられている。当接部4402、4403の外面は、円柱形における曲面の一部のような凸面で、この円柱形の中心軸が第1方向D1および第2方向D2に交差(直交)する方向に延出するように形成されている。
当接部4401は、回転軸44jを囲む領域、具体的には丸孔44hの周縁に設けられ、平坦に突出している。当接部4402は、ギア44gと凹部441との間の光学フィルター41近傍に設けられている。そして、当接部4403は、ギア44gと凹部441との間の可視光透過部材42近傍に設けられている。当接部4402、4403の外面は、円柱形における曲面の一部のような凸面で、この円柱形の中心軸が第1方向D1および第2方向D2に交差(直交)する方向に延出するように形成されている。
また、保持部44には、図6に示すように、平面44Bから突出する突起443,444,445が形成されている。
突起443は、丸孔44hの周縁に設けられ、平坦に突出している。突起444は、当接部4402の略反対側に位置するように形成され、突起445は、当接部4403の略反対側に位置するように形成されている。突起444,445は、当接部4402,4403と同様に、外面が円柱形における曲面の一部のような凸面に形成されている。
突起443は、丸孔44hの周縁に設けられ、平坦に突出している。突起444は、当接部4402の略反対側に位置するように形成され、突起445は、当接部4403の略反対側に位置するように形成されている。突起444,445は、当接部4402,4403と同様に、外面が円柱形における曲面の一部のような凸面に形成されている。
支持部45は、図5に示すように、保持部44と回路基板433との間に配置されるベース部5、および保持部44の平面44A側に配置される受部としての支持体6を備え、保持部44を回転可能に支持する。すなわち、第2方向D2において、支持体6は、保持部44の一方側に配置され、ベース部5は保持部44の他方側に配置される。
ベース部5は、回路基板433に対向する底部51、および底部51から支持体6に向かって突出し、保持部44および切替機構47の一部(後述する伝達ギア472)が配置される領域5Arを囲む側壁部52を有している。
底部51の領域5Ar内には、支持軸53、54、開口部55、56、凹部57、円弧状の突起58、丸孔59、および立壁51wが設けられている。
ベース部5は、回路基板433に対向する底部51、および底部51から支持体6に向かって突出し、保持部44および切替機構47の一部(後述する伝達ギア472)が配置される領域5Arを囲む側壁部52を有している。
底部51の領域5Ar内には、支持軸53、54、開口部55、56、凹部57、円弧状の突起58、丸孔59、および立壁51wが設けられている。
支持軸53は、保持部44の丸孔44hに挿入される本体部531と、本体部531の先端に設けられ、本体部531の外径より小さな外径の小径部532とを有し、保持部44を回転可能に支持する。また、支持軸53の基端側には、本体部531の外径より大きな外径の座部53sが形成されている。
支持軸54は、ギア44gに噛合される切替機構47の伝達ギア472を回転可能に支持する。支持軸54は、伝達ギア472の中心孔に挿入される本体部541と、本体部541の先端に設けられ、本体部541の外径より小さな外径の小径部542とを有している。
支持軸54は、ギア44gに噛合される切替機構47の伝達ギア472を回転可能に支持する。支持軸54は、伝達ギア472の中心孔に挿入される本体部541と、本体部541の先端に設けられ、本体部541の外径より小さな外径の小径部542とを有している。
開口部55は、撮像素子431に対向する位置に設けられ、撮像レンズユニット48から入射し、光学フィルター41または可視光透過部材42を透過した光が通過するように形成されている。
開口部56は、プッシュスイッチ432に対応する位置、具体的には、保持部44側から見て、回転軸44jを中心として開口部55の時計回り側に位置するように形成されている。プッシュスイッチ432は、可動部4321がこの開口部56から領域5Ar内に突出して配置される。すなわち、プッシュスイッチ432は、可動部4321が第2方向D2において保持部44の支持体6とは反対側(保持部44のベース部5側)に当接可能に配置されている。後で詳細に説明するが、プッシュスイッチ432は、第1状態において保持部44から離間し、第2状態において、可動部4321が保持部44に押圧されて接続状態が切り替えられる。
開口部56は、プッシュスイッチ432に対応する位置、具体的には、保持部44側から見て、回転軸44jを中心として開口部55の時計回り側に位置するように形成されている。プッシュスイッチ432は、可動部4321がこの開口部56から領域5Ar内に突出して配置される。すなわち、プッシュスイッチ432は、可動部4321が第2方向D2において保持部44の支持体6とは反対側(保持部44のベース部5側)に当接可能に配置されている。後で詳細に説明するが、プッシュスイッチ432は、第1状態において保持部44から離間し、第2状態において、可動部4321が保持部44に押圧されて接続状態が切り替えられる。
凹部57は、支持軸53と開口部55との間に設けられ、付勢部46が配置される。
突起58は、支持軸53の回転軸44jを中心として円弧状に突出しており、開口部55、56と支持軸54との間に形成されている。
突起58は、支持軸53の回転軸44jを中心として円弧状に突出しており、開口部55、56と支持軸54との間に形成されている。
丸孔59は、支持軸54の近傍であって、突起58とは反対側に設けられている。切替機構47の後述するピニオン4711は、この丸孔59から領域5Ar内に配置される。
立壁51wは、領域5Ar内の支持軸54の周囲を除いて突起58と丸孔59との間に断続的に設けられ、支持体6に向かって突出している。
側壁部52には、ネジ穴を有する複数のボス521が設けられている。また、ベース部5には、側壁部52の外側に、撮像装置4を外装筐体2内に取り付けるための、複数の取付部50が設けられている。
側壁部52には、ネジ穴を有する複数のボス521が設けられている。また、ベース部5には、側壁部52の外側に、撮像装置4を外装筐体2内に取り付けるための、複数の取付部50が設けられている。
支持体6は、図5に示すように、保持部44に対してベース部5とは反対側に配置される。支持体6は、保持部44を挟んでベース部5の底部51に対向する対向部61、および対向部61からベース部5に向かって突出し、ベース部5における側壁部52の内周縁に嵌合する側壁部62(図6参照)を有している。
対向部61は、保持部44側とは反対側となる平面61A(図5参照)、および保持部44側となる平面61B(図6参照)を有している。そして、対向部61には、円筒部63、軸受穴64、65、突起66、および凸部61wが形成されている。
円筒部63は、撮像素子431の光軸431Axを中心とする円筒状に形成され、平面61Aから突出している。円筒部63の中央には、貫通孔63hが設けられ、この貫通孔63hの周縁の一部には、ネジ溝を有するネジ部63scが形成されている。
円筒部63は、撮像素子431の光軸431Axを中心とする円筒状に形成され、平面61Aから突出している。円筒部63の中央には、貫通孔63hが設けられ、この貫通孔63hの周縁の一部には、ネジ溝を有するネジ部63scが形成されている。
軸受穴64は、図6に示すように、平面61B側に設けられており、ベース部5における支持軸53の小径部532(図5参照)が挿入される。また、平面61B側の軸受穴64の周縁部には、平面61Bより突出する突出部641が形成されている。
軸受穴65は、平面61B側に設けられており、ベース部5における支持軸54の小径部542(図5参照)が挿入される。
軸受穴65は、平面61B側に設けられており、ベース部5における支持軸54の小径部542(図5参照)が挿入される。
凸部61wは、平面61Bから突出し、ベース部5の立壁51w(図5参照)に当接するように形成されている。凸部61wは、立壁51wとで、ベース部5の底部51と対向部61との間の距離を維持する機能、および立壁51wの外側(保持部44が配置される側とは反対側)に配置される切替機構47のギア(後述するピニオン4711等)に塗布されるグリスが立壁51wの内側に侵入することを抑制する機能を有している。
突起66は、図6に示すように、回転軸44jを中心とする円弧状に形成され、保持部44が回転可能な範囲で、当接部4402、4403(図5参照)に当接可能に形成されている。
また、支持体6には、ベース部5における複数のボス521に対応する複数のネジ挿通孔67が設けられている。
また、支持体6には、ベース部5における複数のボス521に対応する複数のネジ挿通孔67が設けられている。
付勢部46は、金属製の板バネであり、図5に示すように、座部461、および座部461の一端から屈曲されたバネ部462を有している。
座部461は、矩形状から1つの角部が切り欠かれたような形状を有し、ベース部5の凹部57内に配置され、回転軸44jに直交する方向の移動が規制される。
バネ部462は、座部461と対向するように屈曲されており、先端部には、保持部44の平面44Bに当接し、保持部44を押圧する押圧部4621が形成されている。そして、付勢部46は、保持部44を支持体6側に付勢する。
座部461は、矩形状から1つの角部が切り欠かれたような形状を有し、ベース部5の凹部57内に配置され、回転軸44jに直交する方向の移動が規制される。
バネ部462は、座部461と対向するように屈曲されており、先端部には、保持部44の平面44Bに当接し、保持部44を押圧する押圧部4621が形成されている。そして、付勢部46は、保持部44を支持体6側に付勢する。
切替機構47は、図6に示すように、ステッピングモーター471、伝達ギア472を備え、制御部の指示に基づいて保持部44を回転させる。
ステッピングモーター471は、駆動軸および駆動軸に組み込まれたピニオン4711を有している。ステッピングモーター471は、ベース部5の回路基板433側からピニオン4711が丸孔59(図5参照)に挿通され、ベース部5に取り付けられる。
ステッピングモーター471は、駆動軸および駆動軸に組み込まれたピニオン4711を有している。ステッピングモーター471は、ベース部5の回路基板433側からピニオン4711が丸孔59(図5参照)に挿通され、ベース部5に取り付けられる。
伝達ギア472は、ステッピングモーター471の駆動力を保持部44に伝達する。伝達ギア472は、合成樹脂製であり、図5に示すように、同軸上に積層された大ギア4721および小ギア4722を備えている。伝達ギア472は、ベース部5の支持軸54に支持され、大ギア4721がピニオン4711に噛合され、小ギア4722が保持部44のギア44gに噛合されて配置される。
撮像レンズユニット48は、詳細な図は省略するが、1つまたは複数のレンズを有する撮像レンズ481および撮像レンズ481を保持する保持部材482を備え、図5に示すように、撮像レンズ481の光軸が撮像素子431の光軸431Axに沿うように、支持体6に取り付けられる。具体的に、保持部材482には、一方の端部側の外周にネジ溝(図示省略)が形成され、このネジ溝が支持体6における円筒部63のネジ部63scに螺合されて支持体6に取り付けられる。そして、撮像レンズ481は、投写面SC全体を撮像可能とする広角レンズを備え、被写体(投写面SC)の像を撮像素子431に結像させる。また、撮像レンズユニット48は、支持体6に螺合されている構成により、回転されることによって焦点の調整が可能に構成されている。
撮像装置4は、回路ユニット43がベース部5にネジ固定され、付勢部46、保持部44および切替機構47が配置されたベース部5に、支持体6がネジ締めされて組み立てられる。
撮像装置4は、回路ユニット43がベース部5にネジ固定され、付勢部46、保持部44および切替機構47が配置されたベース部5に、支持体6がネジ締めされて組み立てられる。
図7は、撮像装置4の断面図である。
図7に示すように、保持部44は、第1状態および第2状態はもとより、第1状態と第2状態とが切り替えられる間においても、付勢部46に付勢され、当接部4401,4402,4403が支持体6に当接する。具体的に、当接部4401は、突出部641に当接し、当接部4402,4403は、円弧状の突起66に当接する。
また、保持部44は、付勢部46に付勢されていることにより、平面44B側がベース部5に対して隙間を有して配置されるが、突起443,444,445(図6参照)によりベース部5の座部53s、突起58(図5参照)との隙間が詰められているので、撮像装置4に衝撃等が加わった場合においても、第2方向D2に沿った方向の移動量が抑えられる。
図7に示すように、保持部44は、第1状態および第2状態はもとより、第1状態と第2状態とが切り替えられる間においても、付勢部46に付勢され、当接部4401,4402,4403が支持体6に当接する。具体的に、当接部4401は、突出部641に当接し、当接部4402,4403は、円弧状の突起66に当接する。
また、保持部44は、付勢部46に付勢されていることにより、平面44B側がベース部5に対して隙間を有して配置されるが、突起443,444,445(図6参照)によりベース部5の座部53s、突起58(図5参照)との隙間が詰められているので、撮像装置4に衝撃等が加わった場合においても、第2方向D2に沿った方向の移動量が抑えられる。
〔撮像装置の動作〕
ここで、図8、図9を用いて撮像装置4の動作を説明する。
図8は、第1状態の撮像装置4を示す平面図である。図9は、第2状態の撮像装置4を示す平面図である。なお、図8、図9は、支持部45および撮像レンズユニット48を省略した撮像装置4を撮像レンズユニット48側から見た平面図である。
ここで、図8、図9を用いて撮像装置4の動作を説明する。
図8は、第1状態の撮像装置4を示す平面図である。図9は、第2状態の撮像装置4を示す平面図である。なお、図8、図9は、支持部45および撮像レンズユニット48を省略した撮像装置4を撮像レンズユニット48側から見た平面図である。
撮像装置4は、制御部の指示に基づいてステッピングモーター471が作動し、伝達ギア472を介して保持部44が回転することによって、第1状態と第2状態とが切り替えられる。
撮像装置4は、図8に示すように、第1状態において、光学フィルター41が撮像素子431と撮像レンズユニット48(撮像レンズ481)との間へ挿入され、光学フィルター41を介した投写面SCの撮像が可能となる。すなわち、撮像装置4は、投写面SC上で操作される指示体10から発せられた赤外線を検出可能な状態となる。プロジェクター1は、撮像素子431が検出した検出結果に基づいて赤外線の射出位置の解析を行い、例えば、画像情報にこの射出位置の軌跡を示す線を重畳した重畳画像を生成し、この重畳画像を投写面SCに投写する。
撮像装置4は、図8に示すように、第1状態において、光学フィルター41が撮像素子431と撮像レンズユニット48(撮像レンズ481)との間へ挿入され、光学フィルター41を介した投写面SCの撮像が可能となる。すなわち、撮像装置4は、投写面SC上で操作される指示体10から発せられた赤外線を検出可能な状態となる。プロジェクター1は、撮像素子431が検出した検出結果に基づいて赤外線の射出位置の解析を行い、例えば、画像情報にこの射出位置の軌跡を示す線を重畳した重畳画像を生成し、この重畳画像を投写面SCに投写する。
また、撮像装置4は、図8に示すように、第1状態において、プッシュスイッチ432が保持部44から離間し、付勢部46が以下の位置で保持部44に当接する。すなわち、付勢部46は、撮像レンズユニット48側から見て(第2方向D2から見て)、保持部44における当接部4401,4402,4403を結ぶ当接領域44Ar内に押圧部4621が当接する。
より具体的に、当接領域44Arは、撮像レンズユニット48側から見て、当接部4401と当接部4402、および当接部4401と当接部4403との距離が、当接部4402と当接部4403との距離より長く、保持部44の外形に近似するような、三角形状に形成されている。また、当接領域44Arは、撮像レンズユニット48側から見て、光学フィルター41および可視光透過部材42に重なるように形成されている。そして、押圧部4621は、当接領域44Ar内の突起443(図6参照)と可視光透過部材42との間に当接する。すなわち、保持部44は、当接領域44Ar内が付勢部46に付勢されて当接部4401,4402,4403が支持体6に確実に当接して支持される。
一方、撮像装置4は、操作パネル22やリモコンが操作され、第1状態から第2状態に切り替えられるように制御部から指示されると、ステッピングモーター471が作動し、撮像レンズユニット48側から見て保持部44が時計回りに回転する。そして、撮像装置4は、保持部44が所定の位置まで回転すると、図9に示すように、可視光透過部材42が撮像素子431と撮像レンズユニット48(撮像レンズ481)との間へ挿入された第2状態となる。そして、撮像装置4は、第2状態において、可視光透過部材42を介した投写面SCの撮像が可能となる。
第2状態において、撮像装置4は、図9に示すように、撮像レンズユニット48側から見て、プッシュスイッチ432の可動部4321が当接領域44Arおよび当接部4402の近傍に当接し、付勢部46の押圧部4621が当接領域44Ar近傍の突起443(図6参照)と可視光透過部材42との間に当接する。すなわち、プッシュスイッチ432および付勢部46は、第2状態において、撮像レンズユニット48側から見て、可動部4321および押圧部4621が当接領域44Arを介して対向するように配置されている。そして、保持部44は、撮像レンズユニット48側から見て、三角形状の当接領域44Ar近傍の互いに離れた2箇所がプッシュスイッチ432および付勢部46に押圧される。
また、光学フィルター41および可視光透過部材42が取り付けられた保持部44の重さは、約5gであり、この保持部44を付勢部46においては約20gの押圧力で、プッシュスイッチ432においては約30gの押圧力で押圧する。すなわち、付勢部46およびプッシュスイッチ432は、光学フィルター41および可視光透過部材42が取り付けられた保持部44の重さを超える押圧力で保持部44を押圧する。その結果、保持部44は、当接部4401,4402,4403が支持体6に確実に当接して支持される。また、本実施形態では、付勢部46の押圧力に対するプッシュスイッチ432の押圧力は、約1.5倍であるが、付勢部46の押圧力とプッシュスイッチ432の押圧力が同等であってもよく、付勢部46の押圧力がプッシュスイッチ432の押圧力より大きく設定されていてもよい。そして、付勢部46の押圧力とプッシュスイッチ432の押圧力とが異なる場合、小さい方の押圧力に対する大きい方の押圧力が2倍を超えないように設定されることが好ましい。
プッシュスイッチ432は、第2状態において、可動部4321が保持部44(平面44B(図6参照))に当接して押圧され、接続状態が切り替わる。
プロジェクター1は、プッシュスイッチ432の検出結果に基づいて、オートキャリブレーション動作を行う。すなわち、プロジェクター1は、調整用パターンの画像を投写面SCに投写し、撮像装置4でこの投写面SCを撮像させる。そして、プロジェクター1は、撮像レンズ481および可視光透過部材42を介して、投写面SCを撮像した撮像装置4の撮像画像に基づいて、指示体10が投写面SCに指し示す位置を自動で調整する。なお、プロジェクター1は、第2状態において、オートキャリブレーション動作に加え、投写される画像の歪補正を行うことも可能である。
プロジェクター1は、プッシュスイッチ432の検出結果に基づいて、オートキャリブレーション動作を行う。すなわち、プロジェクター1は、調整用パターンの画像を投写面SCに投写し、撮像装置4でこの投写面SCを撮像させる。そして、プロジェクター1は、撮像レンズ481および可視光透過部材42を介して、投写面SCを撮像した撮像装置4の撮像画像に基づいて、指示体10が投写面SCに指し示す位置を自動で調整する。なお、プロジェクター1は、第2状態において、オートキャリブレーション動作に加え、投写される画像の歪補正を行うことも可能である。
制御部は、オートキャリブレーション動作が終了すると、ステッピングモーター471を作動させ、第1状態から第2状態に切り替えられる場合と反対方向にピニオン4711を回転させる。保持部44は、撮像レンズユニット48側から見て、反時計回りに回転し、所定の位置まで回転すると、ステッピングモーター471の動作が停止され、図8に示すように第1状態となる。
このように、撮像装置4は、制御部の指示に基づいて切替機構47が作動することによって保持部44が回転して第1状態と第2状態とが切り替えられる。そして、光学フィルター41および可視光透過部材42を保持する保持部44は、第1状態および第2状態において、当接部4401,4402,4403が支持体6に確実に当接して支持される。
以上説明したように、本実施形態の撮像装置4およびプロジェクター1によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)撮像装置4は、光学フィルター41および可視光透過部材42を保持する保持部44、およびプッシュスイッチ432を有し、第1状態と第2状態とが切り替え可能に構成されている。これによって、撮像装置4は、光学フィルター41を透過した光による撮像、および可視光透過部材42を透過した光による撮像を行うことができる。
また、保持部44は、プッシュスイッチ432が当接する第2状態において、付勢部46およびプッシュスイッチ432に押圧されて配置され、プッシュスイッチ432が離間する第1状態において、当接領域44Ar内で付勢部46に押圧されて配置される。これによって、保持部44を3カ所(3つの当接部4401,4402,4403)で支持体6に当接させることが可能となる。すなわち、保持部44に保持された光学フィルター41および可視光透過部材42は、第1状態および第2状態それぞれにおいて、光軸431Axに対する傾きが抑制される。
したがって、光学フィルター41を介した投写面SCの撮像、および可視光透過部材42を介した投写面SCの撮像の双方において、投写面SCの像を精度良く撮像素子431に結像させる撮像装置4の提供が可能となる。
(1)撮像装置4は、光学フィルター41および可視光透過部材42を保持する保持部44、およびプッシュスイッチ432を有し、第1状態と第2状態とが切り替え可能に構成されている。これによって、撮像装置4は、光学フィルター41を透過した光による撮像、および可視光透過部材42を透過した光による撮像を行うことができる。
また、保持部44は、プッシュスイッチ432が当接する第2状態において、付勢部46およびプッシュスイッチ432に押圧されて配置され、プッシュスイッチ432が離間する第1状態において、当接領域44Ar内で付勢部46に押圧されて配置される。これによって、保持部44を3カ所(3つの当接部4401,4402,4403)で支持体6に当接させることが可能となる。すなわち、保持部44に保持された光学フィルター41および可視光透過部材42は、第1状態および第2状態それぞれにおいて、光軸431Axに対する傾きが抑制される。
したがって、光学フィルター41を介した投写面SCの撮像、および可視光透過部材42を介した投写面SCの撮像の双方において、投写面SCの像を精度良く撮像素子431に結像させる撮像装置4の提供が可能となる。
(2)撮像装置4は、保持部44が回転によって移動する構成なので、光学フィルター41および可視光透過部材42を撮像素子431と撮像レンズ481との間への挿入と退避とによって、第1状態と第2状態とを切り替える構成を容易に実現することが可能となる。
また、撮像装置4は、光学フィルター41および可視光透過部材42が撮像素子431と撮像レンズ481との間に配置される構成なので、撮像レンズユニット48内や、撮像レンズ481の外側(撮像レンズ481に対して撮像素子431の反対側)に配置される構成に比べ、構造の簡素化や、光学フィルター41および可視光透過部材42の大きさ、および第1状態と第2状態とを切り替える移動量を小さく構成することができる。よって、撮像装置4は、製造の簡素化や小型化が可能となる。
また、撮像装置4は、光学フィルター41および可視光透過部材42が撮像素子431と撮像レンズ481との間に配置される構成なので、撮像レンズユニット48内や、撮像レンズ481の外側(撮像レンズ481に対して撮像素子431の反対側)に配置される構成に比べ、構造の簡素化や、光学フィルター41および可視光透過部材42の大きさ、および第1状態と第2状態とを切り替える移動量を小さく構成することができる。よって、撮像装置4は、製造の簡素化や小型化が可能となる。
(3)3つの当接部4401,4402,4403のうちの当接部4401は、回転軸44jを囲む領域に設けられている。これによって、当接領域44Arをより広く構成できるので、支持体6への保持部44のより安定した支持が可能となる。
また、当接部4402,4403は、外面が円柱形における曲面の一部のような形状を有しているので、保持部44の第1状態と第2状態との切り替えを滑らかに行うことが可能となる。
また、当接部4402,4403は、外面が円柱形における曲面の一部のような形状を有しているので、保持部44の第1状態と第2状態との切り替えを滑らかに行うことが可能となる。
(4)当接領域44Arは、第2方向D2から見て、光学フィルター41および可視光透過部材42に重なるように形成されているので、光軸431Axに対する光学フィルター41および可視光透過部材42の傾きをさらに効率良く抑制することが可能となる。
(5)プッシュスイッチ432および付勢部46は、第2状態において、第2方向から見て、保持部44に当接する可動部4321および押圧部4621が当接領域44Arを介して対向するように配置されている。これによって、保持部44は、バランス良く押圧され、確実に3カ所(3つの当接部4401,4402,4403)が支持体6に当接する。よって、第2状態において、光軸431Axに対する光学フィルター41および可視光透過部材42の傾きを確実に抑制することが可能となる。
(6)撮像装置4は、撮像レンズ481を備えているので、投写面SCの像を効率良く撮像素子431に結像させることができる。また、撮像レンズ481と撮像素子431との間には、第1状態および第2状態において部材が配置されるので、撮像素子431に至る光の屈折状態の差を低減することが可能となる。よって、撮像装置4は、第1状態および第2状態の双方で焦点ずれを抑制して投写面SCを撮像することが可能となる。
(7)プロジェクター1は、撮像装置4を備えているので、第1状態における投写面SC上の指示体10による操作に応じた画像の投写、および第2状態におけるオートキャリブレーション動作や自動による画像の歪補正等を精度良く行うことが可能となる。よって、操作者の煩雑性を低減してインタラクティブな入出力を精度良く行い、授業や会議等の利用範囲が広がるプロジェクター1の提供が可能となる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係る撮像装置について、図面を参照して説明する。以下の説明では、第1実施形態のプロジェクター1と同様の構造および同様の部材には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図10〜図12は、本実施形態の撮像装置7を示す模式図であり、図10は第1状態を示す平面図、図11は断面図、図12は第2状態を示す平面図である。
第1実施形態の撮像装置4は、保持部44の回転によって第1状態と第2状態とが切り替わるように構成されているが、本実施形態の撮像装置7は、スライド可能な保持部71を備え、この保持部71のスライド(移動)により第1状態と第2状態とが切り替わるように構成されている。
次に、第2実施形態に係る撮像装置について、図面を参照して説明する。以下の説明では、第1実施形態のプロジェクター1と同様の構造および同様の部材には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図10〜図12は、本実施形態の撮像装置7を示す模式図であり、図10は第1状態を示す平面図、図11は断面図、図12は第2状態を示す平面図である。
第1実施形態の撮像装置4は、保持部44の回転によって第1状態と第2状態とが切り替わるように構成されているが、本実施形態の撮像装置7は、スライド可能な保持部71を備え、この保持部71のスライド(移動)により第1状態と第2状態とが切り替わるように構成されている。
撮像装置7は、図10、図11に示すように、光学フィルター41および可視光透過部材42を保持する保持部71と、ベース部81および支持体82を有する支持部8とを備えている。
光学フィルター41および可視光透過部材42は、保持部71に保持され、光軸431Axに交差する第1方向D10に沿って並設されている。保持部71の一端には、第1方向D10に沿ってラック71gが形成され、このラック71gには、ステッピングモーター471(図10〜図12では図示省略)の駆動力を伝達する伝達ギア72が噛合されている。保持部71は、ステッピングモーター471の作動によって伝達ギア72を介して第1方向D10にスライドする。
光学フィルター41および可視光透過部材42は、保持部71に保持され、光軸431Axに交差する第1方向D10に沿って並設されている。保持部71の一端には、第1方向D10に沿ってラック71gが形成され、このラック71gには、ステッピングモーター471(図10〜図12では図示省略)の駆動力を伝達する伝達ギア72が噛合されている。保持部71は、ステッピングモーター471の作動によって伝達ギア72を介して第1方向D10にスライドする。
また、保持部71には、支持体82に向かって突出する3つの当接部711a,711b,711cが形成されている。
光軸431Axおよび第1方向D10に直交する第3方向D30において、当接部711a,711bは、伝達ギア72と、光学フィルター41および可視光透過部材42との間に設けられ、当接部711cは、光学フィルター41および可視光透過部材42の当接部711a,711bとは反対側に形成されている。さらに、当接部711aは、光学フィルター41寄りに、当接部711bは、可視光透過部材42寄りに形成されている。そして、当接部711cは、第1方向D10において、当接部711aと当接部711bとの間に形成されている。
光軸431Axおよび第1方向D10に直交する第3方向D30において、当接部711a,711bは、伝達ギア72と、光学フィルター41および可視光透過部材42との間に設けられ、当接部711cは、光学フィルター41および可視光透過部材42の当接部711a,711bとは反対側に形成されている。さらに、当接部711aは、光学フィルター41寄りに、当接部711bは、可視光透過部材42寄りに形成されている。そして、当接部711cは、第1方向D10において、当接部711aと当接部711bとの間に形成されている。
そして、撮像装置7は、図10に示すように、第1状態において、光学フィルター41が撮像素子431と撮像レンズユニット48との間へ挿入される。また、撮像装置7は、第1状態において、プッシュスイッチ432が保持部71から離間し、付勢部46が以下の位置で保持部71に当接する。すなわち、付勢部46は、撮像レンズユニット48側から見て、保持部71における当接部711a,711b,711cを結ぶ当接領域71Ar内に押圧部4621が当接する。具体的に、押圧部4621は、光学フィルター41とラック71gとの間に当接する。すなわち、保持部71は、当接領域71Ar内が付勢部46に付勢されて当接部711a,711b,711cが支持体82に確実に当接して支持される。
そして、撮像装置7は、第1状態から第2状態に切り替えられるように制御部から指示されると、ステッピングモーター471が作動し、伝達ギア72が撮像レンズユニット48側から見て時計回りに回転する。保持部71は、伝達ギア72の回転に応じて上方(図10において)に移動する。そして、撮像装置7は、保持部71が所定の位置まで移動すると、図12に示すように、可視光透過部材42が撮像素子431と撮像レンズユニット48との間へ挿入された第2状態となる。
第2状態において、撮像装置7は、図12に示すように、プッシュスイッチ432が保持部71に当接する。そして、プッシュスイッチ432および付勢部46は、撮像レンズユニット48側から見て、可動部4321および押圧部4621が当接領域71Arを介して対向するように配置されている。具体的に、可動部4321は、当接領域71Arおよび当接部711cの近傍に当接し、押圧部4621は、当接領域71Arおよび当接部711bの近傍に当接する。そして、保持部71は、撮像レンズユニット48側から見て、三角形状の当接領域71Ar近傍の互いに離れた2箇所がプッシュスイッチ432および付勢部46に押圧される。その結果、保持部71は、当接部711a,711b,711cが支持体82に確実に当接して支持される。
このように、スライドする保持部71を備えた撮像装置7であっても、第1状態および第2状態において、保持部71は、当接部711a,711b,711cが支持体82に確実に当接して支持される。
これによって、本実施形態の撮像装置7は、第1実施形態における撮像装置4と同様の効果を奏する。
これによって、本実施形態の撮像装置7は、第1実施形態における撮像装置4と同様の効果を奏する。
(変形例)
なお、前記実施形態は、以下のように変更してもよい。
第1実施形態および第2実施形態では、第2状態において、付勢部46およびプッシュスイッチ432が当接領域44Ar,71Arの外側に当接するように構成されているが、付勢部46やプッシュスイッチ432が当接領域44Ar,71Ar内に当接する構成であってもよい。すなわち、第2方向から見て、保持部44,71に当接するそれぞれの部位が当接領域44Ar,71Arの少なくとも一部を介して対向するように配設される構成であってもよい。
なお、前記実施形態は、以下のように変更してもよい。
第1実施形態および第2実施形態では、第2状態において、付勢部46およびプッシュスイッチ432が当接領域44Ar,71Arの外側に当接するように構成されているが、付勢部46やプッシュスイッチ432が当接領域44Ar,71Ar内に当接する構成であってもよい。すなわち、第2方向から見て、保持部44,71に当接するそれぞれの部位が当接領域44Ar,71Arの少なくとも一部を介して対向するように配設される構成であってもよい。
第1実施形態では、3つの当接部(当接部4401,4402,4403)が保持部44に設けられているが、支持体6に3つの当接部を設ける構成であってもよい。また、3つの当接部のいずれかを保持部44に設け、残りを支持体6に設ける構成であってもよい。
同様に、第2実施形態では、3つの当接部(当接部711a,711b,711c)が保持部71に設けられているが、支持体82に3つの当接部を設ける構成であってもよい。また、3つの当接部のいずれかを保持部71に設け、残りを支持体82に設ける構成であってもよい。
同様に、第2実施形態では、3つの当接部(当接部711a,711b,711c)が保持部71に設けられているが、支持体82に3つの当接部を設ける構成であってもよい。また、3つの当接部のいずれかを保持部71に設け、残りを支持体82に設ける構成であってもよい。
前記実施形態では、付勢部46によって保持部44,71が支持体6,82側に付勢されるように構成されているが、付勢部46を保持部44,71と支持体6,82との間に配置し、保持部44,71がベース部5,81側に付勢されるように構成してもよい。この構成の場合、ベース部5,81が受部となり、プッシュスイッチ432は、第2状態において可動部4321が保持部44,71の支持体6,82側の面に当接する構成となる。
第1実施形態では、保持部44を回転可能に支持する支持軸53がベース部5に設けられているが、支持体6に設けるように構成してもよい。
前記実施形態の付勢部46は、金属製の板バネ板で構成されているが、板バネに限らず、例えばコイルバネを利用した構成であってもよい。また、ベース部5の一部にバネ性を有する部位を設け、この部位を付勢部として構成することも可能である。
前記実施形態では、ステッピングモーター471を用いて保持部44,71を移動させるように構成されているが、ステッピングモーター471に限らず、直流モーター等を用いてもよい。
また、ステッピングモーター471等を用いる電動式に限らず、手動式で保持部44,71を移動させるように構成してもよい。
また、ステッピングモーター471等を用いる電動式に限らず、手動式で保持部44,71を移動させるように構成してもよい。
前記実施形態では、プッシュスイッチ432が第1状態において保持部44,71から離間し、第2状態において保持部44,71に当接して接続状態が切り替えられるように構成されているが、プッシュスイッチ432が第2状態において保持部44,71から離間し、第1状態において保持部44,71に当接して接続状態が切り替えられるように構成してもよい。
前記実施形態では、第1透過部材として、赤外領域の透過率が可視光領域の透過率より高い光学フィルター41が用いられ、第2透過部材として、可視光領域の透過率が光学フィルター41の可視光領域の透過率より高い可視光透過部材42が用いられているが、透過する光の波長帯が互いに異なる第1透過部材および第2透過部材であれば、他の波長特性の部材を用いてもよい。
前記実施形態の光学フィルター41および可視光透過部材42は、ガラスの板材を基材とし、双方の部材が同程度の厚さを有して形成されているが、撮像素子431に焦点が合うように透過する波長に対応する屈折率や板厚を考慮し、異なる材料を用いたり、異なる板厚の部材を用いたりしてもよい。
光学フィルター41と可視光透過部材42との位置関係は、前記実施形態に限定されるものではなく、互いが交換された位置であってもよい。
前記実施形態のプロジェクター1は、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブ351を用いているが、反射型液晶ライトバルブを利用したものであってもよい。また、光変調装置としてマイクロミラー型の光変調装置、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)等を利用したものであってもよい。
前記実施形態の光変調装置は、R光、G光、およびB光に対応する3つの光変調装置を用いるいわゆる3板方式を採用しているが、これに限らず、単板方式を採用してもよく、あるいは、2つまたは4つ以上の光変調装置を備えるプロジェクターにも適用できる。
光源311は、放電型のランプを用いたものに限らず、その他の方式のランプや発光ダイオード等の固体光源で構成してもよい。
前記実施形態では撮像装置4,7はプロジェクター1に内蔵されているが、プロジェクター1とは異なる電子機器に内蔵する構成や、外装筐体を有し、独立して構成される撮像装置であってもよい。
1…プロジェクター、3…光学ユニット、4,7…撮像装置、6,82…支持体(受部)、8,45…支持部、31…光源装置、36…投写光学装置、41…光学フィルター(第1透過部材)、42…可視光透過部材(第2透過部材)、44,71…保持部、44Ar,71Ar…当接領域、44j…回転軸、46…付勢部、47…切替機構、48…撮像レンズユニット、311…光源、351…液晶ライトバルブ(光変調装置)、431…撮像素子、431Ax…光軸、432…プッシュスイッチ(検出部)、481…撮像レンズ、711a,711b,711c,4401,4402,4403…当接部、4321…可動部、4621…押圧部、SC…投写面、D1,D10…第1方向、D2…第2方向。
Claims (7)
- 撮像素子を備えた撮像装置であって、
透過する光の波長帯が互いに異なる第1透過部材および第2透過部材と、
前記第1透過部材および前記第2透過部材を保持し、前記撮像素子に入射する光の光路上に前記第1透過部材が配置される第1状態と前記光路上に前記第2透過部材が配置される第2状態とに移動可能な保持部と、
前記保持部の移動可能な第1方向に対して交差する第2方向において当該保持部の一方側に配置される受部を有し、前記保持部を移動可能に支持する支持部と、
前記第1状態および前記第2状態において、前記保持部を前記受部側に付勢する付勢部と、
前記第1状態または前記第2状態において前記保持部に押圧されて接続状態が切り替えられる検出部と、
を備え、
前記保持部および前記受部の少なくともいずれか一方は、前記第2方向において、他方に当接可能な当接部を有し、
前記当接部は3つ設けられ、
前記検出部は、前記第1状態および前記第2状態のいずれか一方において、前記保持部から離間し、前記第1状態および前記第2状態の他方において、前記第2方向における前記保持部の前記受部側とは反対側に当接し、
前記付勢部は、前記検出部が前記保持部から離間する前記第1状態または前記第2状態において、前記第2方向から見て、前記3つの前記当接部を結ぶ当接領域内に当接することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置であって、
前記保持部は、前記第2方向に延出する回転軸を中心とする回転により前記第1状態と前記第2状態とが切り替えられることを特徴とする撮像装置。 - 請求項2に記載の撮像装置であって、
前記3つの前記当接部のうちの1つの前記当接部は、前記回転軸を囲む領域に設けられていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の撮像装置であって、
前記当接領域は、前記第2方向から見て、前記第1透過部材および前記第2透過部材に重なるように形成されていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の撮像装置であって、
前記検出部および前記付勢部は、前記検出部が前記保持部に当接する前記第1状態または前記第2状態において、前記第2方向から見て、前記保持部に当接するそれぞれの部位が前記当接領域の少なくとも一部を介して対向するように配置されていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の撮像装置であって、
前記第1透過部材は、赤外領域の透過率が可視光領域の透過率より高い光学フィルターであり、
前記第2透過部材は、可視光領域の透過率が前記光学フィルターの可視光領域の透過率より高い可視光透過部材であることを特徴とする撮像装置。 - 光源と、
前記光源から射出された光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置にて変調された光を投写する投写光学装置と、
前記投写光学装置から射出された光が投写される投写面を撮像する請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の撮像装置と、
を備えることを特徴とするプロジェクター。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016006854A JP2017130707A (ja) | 2016-01-18 | 2016-01-18 | 撮像装置およびプロジェクター |
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JP2016006854A JP2017130707A (ja) | 2016-01-18 | 2016-01-18 | 撮像装置およびプロジェクター |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7460966B2 (ja) | 2019-03-08 | 2024-04-03 | 日本電気硝子株式会社 | 波長変換部材及び発光デバイス |
-
2016
- 2016-01-18 JP JP2016006854A patent/JP2017130707A/ja active Pending
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