JP2019059071A

JP2019059071A - 表示装置、画像形成装置及び電子機器

Info

Publication number: JP2019059071A
Application number: JP2017184519A
Authority: JP
Inventors: 福龍李; Fulong Li; 昭生福山; Akio Fukuyama; 哲海谷; Satoru Kaiya; 宏昌菅野; Hiromasa Sugano; 竜也佐藤; Tatsuya Sato; 修竹之内; Osamu Takenouchi; 夕貴小野; Yuki Ono
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2017-09-26
Filing date: 2017-09-26
Publication date: 2019-04-18

Abstract

【課題】表示装置が光源を含む機械構造を制御せずに、ユーザに対する像の投影を実現する。【解決手段】表示装置２３は、光源２３１と、少なくとも一部が球面等の曲面で構成された凹部を有するとともにユーザインタフェース装置２０の筐体に固定される支持体２３２と、少なくとも一部が球面等の曲面で構成され、当該曲面が支持体２３２の凹部の曲面に接触した状態で回転することにより姿勢を変更する姿勢変更体２３３と、姿勢変更体２３３に設けられて光源２３１から発せられた光によって形成された像を投射する光学系２３４と、光学系２３４を介して像が投射される範囲を調整する調整機構２３５とを備えている。ユーザにより姿勢変更体２３３の姿勢が変更させられることで、像の投射方向が調整される。また、調整機構２３５がユーザにより回転させられると、その回転に伴い、シャッター２３６の開口範囲が変更される。これにより、像の投射範囲が調整される。【選択図】図２

Description

本発明は、表示装置、画像形成装置及び電子機器に関する。

画像形成装置等の電子機器においては、ユーザに対して各種通知を行うための手段を備えている。特許文献１には、像を投影してユーザに通知を行う手段が開示されており、具体的には、光源を含む機械構造を制御してその光源を回転又は移動させるなどして像の投影方向や投影範囲を調整する。

特開２０１６−１６５８５４号公報

本発明の目的は、表示装置が光源を含む機械構造を制御せずに、ユーザに対する像の投影を実現することにある。

請求項１の表示装置は、光源と、少なくとも一部が曲面で構成された凹部を有する支持体と、少なくとも一部が曲面で構成され、当該曲面が前記支持体の凹部の曲面に接触した状態で回転することにより姿勢を変更する姿勢変更体と、前記姿勢変更体に設けられ、前記光源から発せられた光によって形成された像を投射する光学系と、前記光学系から像が投射される範囲を調整する調整機構と備える。

請求項２の表示装置は、前記光学系は、電気信号によって焦点距離を変更する可変焦点レンズを含む。

請求項３の表示装置は、光源と、前記光源から発せられた光によって形成された像をそれぞれ異なる方向に投射する複数の光学系であって、電気信号によって各々の像の焦点距離を変更する可変焦点レンズを含む複数の光学系と備える。

請求項４の表示装置は、前記可変焦点レンズは液晶レンズである。

請求項５の画像形成装置は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示装置と、前記表示装置とは異なる表示装置を含むユーザインタフェース装置とを備える。

請求項６の画像形成装置は、自装置の周囲の環境に応じて前記表示装置による像の投射範囲、像の投射輝度又は像の投射方向のうち少なくもいずれかを制御する。

請求項７の画像形成装置は、請求項３に記載の表示装置を備え、前記それぞれ異なる方向に投射する複数の光学系のうち少なくとも一の光学系を、自装置の周囲の環境に応じて遮断する遮断部を備える。

請求項８の電子機器は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示装置と、前記表示装置とは異なる表示装置を含むユーザインタフェース装置とを備える。

請求項１、５，７の発明によれば、機械的構造を制御する機構を持たなくても、ユーザに対する像の投影が実現される。
請求項２の発明によれば、電気信号によって像の投影位置を制御可能となる。
請求項３の発明によれば、機械的構造を制御する機構を持たなくても、ユーザに対する像の投影が実現され、さらに投影方向を変えるためのユーザの作業が不要となる。
請求項４の発明によれば、消費電力が少なくて済む。
請求項６の発明によれば、環境に応じた通知が可能となる。
請求項７の発明によれば、環境に応じた範囲に像を投射することが可能となる。

第１実施形態に係る画像形成装置の外観の構成を示す正面図。第１実施形態に係るユーザインタフェース装置に対する表示装置の取り付け位置を説明する側面図及び斜視図。第１実施形態に係る表示装置の調整機構を説明する斜視図。第１実施形態に係る表示装置の光源及び光学系を説明する断面図。第２実施形態に係る表示装置の構造を説明する図。第２実施形態に係る表示装置の投影例を示す斜視図。

［第１実施形態］
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置１００の外観の構成を示す正面図である。画像形成装置１００は、電子写真方式のプリンタであり、本発明に係る電子機器の一例に相当するものである。画像形成装置１０は、ユーザの操作を受け付けたり画像を表示したりするためのユーザインタフェース装置２０を備えるとともに、ユーザインタフェース装置２０により受け付けられた操作に応じて画像を形成する画像形成手段をその内部に備える。なお、画像形成装置１０において、当該装置１０を操作するユーザが居る側を「正面側」とし、その反対側を「背面側」とする。

ユーザインタフェース装置２０は、画像形成装置１０の本体１１に設けられた台１２に対して柱状の支持部２２によって支持される。ユーザインタフェース装置２０は、正面側にタッチスクリーン２１（第２の表示装置）を備えており、背面側に表示装置２３を備えている。図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、背面側から見たとき、表示装置２３はユーザインタフェース装置２０の上部中央の位置に設けられている。表示装置２３は、光源から発せられた光によって形成される像を、レンズ等からなる光学系を介して、例えば壁や天井等の任意の対象物に投射する。このとき、例えば像の焦点距離、投射範囲又は投射方向は複雑な機械構造を制御しなくても変更可能となっている。これにより、離れた場所にいるユーザに対して視覚的に見やすい通知を行い得る。

図３に示すように、表示装置２３は、例えばＬＥＤなどの光源２３１（図４参照）と、少なくとも一部が球面等の曲面で構成された凹部を有するとともにユーザインタフェース装置２０の筐体に固定される支持体２３２と、少なくとも一部が球面等の曲面で構成され、当該曲面が支持体２３２の凹部の曲面に接触した状態で回転することにより姿勢を変更する姿勢変更体２３３と、姿勢変更体２３３に設けられて光源２３１から発せられた光によって形成された像を投射する光学系２３４（図４参照）と、光学系２３４を介して像が投射される範囲を調整する調整機構２３５とを備えている。

ユーザにより姿勢変更体２３３の姿勢が変更させられることで、像の投射方向が調整される。また、調整機構２３５の円形ダイヤルがユーザにより回転させられると、その回転に伴い、ダイヤル内側に設けられたシャッター２３６の開口範囲が例えばφ5〜φ16（mm）の範囲で変更される（図３（Ｂ）〜（Ｄ）)。これにより、像の投射範囲が調整される。

図４に示すように、表示装置２３の内部は、所定の色の光を発する光源２３１と液晶レンズ２３７が順に積層された構造になっている。液晶レンズ２３７は、その内部に封入された液晶の状態が電圧印加により変化することで、凸レンズとしても機能するし、凹レンズとしても機能するし、偏光素子としても機能する。表示装置２３の制御を行う制御部２３８は、液晶レンズ内の各液晶に対し、目的に応じた屈折率となるように電圧印加制御を行う。この電圧印加制御は制御部２３８から電源に対する電気信号に従い、液晶レンズ内の所定の区画ごとに行われる。液晶レンズにおいては、この区画ごとに屈折率が変更されることで、電気信号によって焦点距離を変更する可変焦点レンズとしての役割を果たす。この焦点距離を決めるパラメータの最適値はユーザが設定できるようになっており、この設定値は制御部２３８のメモリに格納されていることが望ましい。

光源２３１から発せられた光によって形成される所定の色の像は、天井等の対象物３０に投射される。このときの像の色は、例えばエラーを意味しており、通知レンズ等からなる光学系を介して、例えば壁や天井等の任意の対象物に投射する。これを見たユーザは離れた場所に居ても画像形成装置１０においてエラーが発生したことを知ることができる。

なお、光源２３１は制御部２３８の制御により、例えば点滅状態や或る時間間隔をおいて点灯することも可能であり、このような点灯のパターンにより画像形成装置１０の状態をユーザに通知してもよい。また、異なる色の光源を複数備え、これら複数の光源のうちいずれかの光源を発光させることで、色ごとに異なる通知を行うことも可能である。

第１実施形態によれば、光源や液晶レンズは電気信号のみで駆動可能であるから、表示装置２３は光源２３１に対する回転や移動等の制御機構を備えなくてもよい。また、複雑かつ大規模な機械構造を持たなくても、像の投射方向や投射範囲が可変となる。

［第２実施形態］
第２実施形態は、表示装置２３の構造以外は、第１実施形態の構成と同じである。図５に示すように、第２実施形態に係る表示装置２３においては、光源２３１の周囲に、それぞれ異なる方向（例えば正面方向、上方向、背面方向、左方向、右方向）を像の投射方向とする複数の液晶レンズ２３７ａ〜２３７ｅを取り付けた構造とする。つまり、第２実施形態に係る表示装置２３は、光源から発せられた光によって形成された像をそれぞれ異なる方向に投射する複数の光学系であって、電気信号によって各々の像の焦点距離を変更する可変焦点レンズを含む複数の光学系を備えている。

制御部２３８は、複数の液晶レンズ２３７ａ〜２３７ｅのうち、像の投射を行わない液晶レンズについては、液晶領域全体の屈折率を極めて大きくして、像の投射を行い得ないようにする。図６の例では、制御部２３８は、液晶レンズ２３７ａを像の投射が可能な電圧印加状態とし、液晶レンズ２３７ｂ〜２３７ｅを光源２３１からの光を遮断するような電圧印加状態としている。これにより、対象物３０としての天井に対して焦点距離が合った状態で像の投射を行う。この焦点距離を決めるパラメータの最適値はユーザが設定できるようになっており、この設定値は制御部２３８のメモリに格納されていることが望ましい。

なお、光源２３１は制御部２３８の制御により、例えば点滅状態や或る時間間隔をおいて点灯することも可能であり、このような点灯のパターンにより画像形成装置１０の状態をユーザに通知してもよい。また、異なる色の光源を複数備え、これら複数の光源のうちいずれかの光源を発光させることで、色ごとに異なる通知を行うことも可能である。また、各液晶レンズに対して異なる色の光学フィルタを設け、これら複数の液晶レンズのうちいずれかから像を投射することで、色ごとに異なる通知を行うことも可能である。

第２実施形態によれば、光源や液晶レンズは電気信号のみで駆動可能であるから、表示装置２３は光源２３１に対する回転や移動等の制御機構を備えなくてもよい。また、電気信号のみで像の投射方向が可変となる。なお、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせてもよい。つまり、第１実施形態に係る姿勢変更体２３３に対し、第２実施形態に係る光源２３１及び複数の液晶レンズ２３７ａ〜２３７ｅを搭載する。このようにすれば、姿勢変更体２３３の姿勢変更と、液晶レンズ２３７ｂ〜２３７ｅにおける光の遮断とを併用して像の投射方向を変えることも可能となる。

［変形例］
本発明の実施の形態は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す形態であってもよい。また、これらの形態は、必要に応じて、併用したりその一部を置き換えたりすることによって、互いに組み合わされてもよい。

実施形態は単色の像を投射する例であったが、例えば文字や記号或いは図形等の像を投射するようにしてもよい。例えば光源と液晶レンズとの間に、文字等を示す穴が形成された文字盤を配置し、光源からの光はこの文字等の穴からのみ通過するようにして、その文字等を意味する像を投射してもよい。また、例えば光源と液晶レンズとの間に液晶パネルを配置しておき、制御部２３８が、この液晶パネルを制御して、液晶セルごとに光を透過する状態と光を透過しない状態とを作りだすようにしてもよい。この場合、光を透過する状態の液晶セルを通過した光によって文字等が表現される。これにより、例えば、印刷部数等のように都度変動する情報を、ユーザに対して通知することが可能となる。

制御部２３８は、画像形成装置１０の周囲の環境を検出するセンサと連動し、光源の発光輝度（像の投射輝度）や像の投射方向を調整するようにしてもよい。これにより、例えば焦電センサ等の人感センサと連動した場合、ユーザが画像形成装置１０に近付くと、そのことを検出して、像の投射輝度を小さくしたり、そのユーザの見やすい範囲に向って像を投射するといったことが可能となる。
さらに、第２実施形態において、それぞれ異なる方向に投射する複数の光学系のうち少なくとも一の光学系を、自装置の周囲の環境に応じて遮断する遮断部を備えるようにしてもよい。これにより、例えば焦電センサ等の人感センサと連動した場合、ユーザが画像形成装置１０の正面に居る場合、その正面の位置から見やすい範囲に像を投射する光学系のみを駆動し、それ以外の範囲に像を投射する光学系を遮断する（その光学系において像へと接続される光路を遮断する）ことで、必要な像のみを投射することが可能となる。この遮断部は、第２実施形態で述べたように、像の投射を行わない液晶レンズの液晶領域全体の屈折率を極めて大きくして像の投射を行い得ないような遮断状態にしてもよいし、また例えば光学系における光路を遮る位置と遮らない位置との間で動く部材を含むような遮断部を構成してもよい。

本発明の電子機器は、電子写真方式のプリンタ等の画像形成装置に限定されない。本発明の電子機器は、例えば、スキャナ、ファクシミリ装置、洗濯機、冷蔵庫、電子レンジ、オーブン、掃除機などであり、これらは、本発明に係る表示装置と、その表示装置とは異なる第２の表示装置を含むユーザインタフェース装置とを備える。

１０画像形成装置、１１本体、１２台、２０ユーザインタフェース装置、２１タッチスクリーン、２２支持部、２３表示装置、２３１光源、２３２支持体、２３３姿勢変更体、２３４光学系、２３５調整機構、２３６シャッター、２３７液晶レンズ、２３８制御部。

Claims

光源と、
少なくとも一部が曲面で構成された凹部を有する支持体と、
少なくとも一部が曲面で構成され、当該曲面が前記支持体の凹部の曲面に接触した状態で回転することにより姿勢を変更する姿勢変更体と、
前記姿勢変更体に設けられ、前記光源から発せられた光によって形成された像を投射する光学系と、
前記光学系から像が投射される範囲を調整する調整機構と
備えることを特徴とする表示装置。
前記光学系は、電気信号によって焦点距離を変更する可変焦点レンズを含む
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
光源と、
前記光源から発せられた光によって形成された像をそれぞれ異なる方向に投射する複数の光学系であって、電気信号によって各々の像の焦点距離を変更する可変焦点レンズを含む複数の光学系と
備えることを特徴とする表示装置。
前記可変焦点レンズは液晶レンズである
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の表示装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示装置と、
前記表示装置とは異なる第２の表示装置を含むユーザインタフェース装置と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
自装置の周囲の環境に応じて前記表示装置による像の投射輝度又は像の投射方向のうち少なくもいずれかを制御する
ことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
請求項３に記載の表示装置を備え、
前記それぞれ異なる方向に投射する複数の光学系のうち少なくとも一の光学系を、自装置の周囲の環境に応じて遮断する遮断部を備える
ことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示装置と、
前記表示装置とは異なる表示装置を含むユーザインタフェース装置と
を備えることを特徴とする電子機器。