JP5375038B2

JP5375038B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP5375038B2
Application number: JP2008286109A
Authority: JP
Inventors: 壮一上田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2008-11-07
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2028-11-07
Also published as: JP2010113174A

Description

本発明は、電子機器に関するものである。

プロジェクタを備える電子機器が知られている（例えば、特許文献１参照）。この電子機器においては、光源の近傍に設けられた温度センサの測定値が所定の温度を超えた場合にはユーザの選択により光源から射出される光の光量を減少させ温度上昇時の保護措置を実行することができる。
特開２００３ー１５２２４号公報

しかし、この電子機器においては光源から射出される光の光量を急に減少させるため、温度上昇時の保護措置を実行した場合に投影面に投影された画像が全体的に暗くなるという問題があった。

本発明の目的は、温度上昇時に光源から射出される光の光量を減少させた場合でも投影面に投影された画像の見栄えを維持することができる電子機器を提供することである。

本発明の電子機器は、光源から射出される光により投影される画像データを表示する表示部と、前記光源の発熱に伴う温度変化を検出する温度測定部と、前記温度測定部において測定された温度に基づいて前記光源の駆動電流を制御し、前記光源の駆動開始時から前記温度が第１の所定値を超えるまでの間、前記駆動電流を漸次減少させる電源制御部と、前記光源の駆動電流の変化に応じて、前記表示部に表示する前記画像データに対して階調補正を行う画像処理部とを備えることを特徴とする。

本発明の電子機器によれば、温度上昇時に光源から射出される光の光量を減少させた場合でも投影面に投影された画像の見栄えを維持することができる。

以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態に係る電子機器についてカメラを例に説明する。図１は、実施の形態に係るカメラの前面を示す斜視図である。カメラ２はプロジェクタを備えるデジタルカメラであって、カメラ２の筐体４はアルミニウム板金等の金属からなる前カバー６及び後カバー８で構成され、前カバー６には、被写体光を入射させる撮影窓１０、画像を投影するプロジェクタ投影窓１２、被写体を照射する光を射出するフラッシュ窓１４が設けられている。また、筐体４の上面には、電源スイッチ１６、レリーズ指示を行うレリーズボタン１８、プロジェクタにより投影される画像のピント合わせを行うためのフォーカスレバー２０が設けられている。

図２は、実施の形態に係るカメラの背面を示す図である。後カバー８には、撮像画像を表示するＬＣＤ表示部２２、カメラ撮影を行う撮影モードとプロジェクタ投影を行うプロジェクタモードとを切り換える切換ボタン２４、投影する画像を選択するマルチセレクタ２６、投影の開始を指示する再生ボタン２８、投影の終了を指示する停止ボタン３０が設けられている。

図３は、実施の形態に係るカメラ内部に収納された各ユニットの配置を概略的に示す正面図である。カメラ２の内部の略中央には、投影画像を投影するための後述する投影光学系と光源であるＬＥＤ３２とを有するプロジェクタユニット３４が配置され、ＬＥＤ３２の上部近傍には温度センサ３６が設けられている。また、プロジェクタユニット３４及び温度センサ３６の図３における右側には、被写体を撮像するための撮像素子を有する鏡筒ユニット３８が、プロジェクタユニット３４の左側には、プロジェクタユニット３４及び鏡筒ユニット３８に電力を供給するバッテリを収容する電池室４０が設けられている。

図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。図４に示すようにＬＥＤ３２と温度センサ３６は、前カバー６の内面と略密着するように接触して配置されており、温度センサ４０は前カバー６の内面温度を測定し、ＬＥＤ３２の発熱に伴う温度変化を検出する。

図５は、実施の形態に係るプロジェクタユニットの構成を示す図である。プロジェクタユニット３４は光源であるＬＥＤ（発光ダイオード）３２、ＬＥＤ３２から射出された光を略平行とするための集光レンズ４２、入射した光をＰ偏光成分の光とＳ偏光成分の光とに分離する偏光ビームスプリッタ４４、プロジェクタユニット３４により投影する投影画像を表示するＬＣＯＳ（反射型液晶素子）４６、投影画像を投影するための投影レンズ４８及び投影レンズ４８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５０を備えている。なお、偏光ビームスプリッタ４４の図５における下面４４ａには、黒色処理等の無反射処理が施されている。

図６は、実施の形態に係るカメラのシステム構成を示すブロック図である。カメラ２はＣＰＵ４２を備え、ＣＰＵ４２には、温度センサ３６、操作部４４、ＬＣＤ表示部２２の表示制御を行う表示制御部４６、撮影レンズを介した被写体を撮像して撮像信号（蓄積電荷としてのアナログ信号）を生成するＣＣＤ或いはＣＭＯＳ等により構成される撮像素子４８、撮像素子４８から出力された撮像信号を図示しないＡ／Ｄ変換部においてＡ／Ｄ変換することにより生成された画像データを記憶する画像記憶部５０、撮像素子４８から出力される撮像信号に基づく画像データに、ホワイトバランス調整、輪郭補償、ガンマ補正等の画像処理を行う撮像画像処理部５２、撮像画像や投影画像、種々のデータを記憶するメモリカード５４、画像記憶部５０やメモリカード５４に記憶された画像や種々のデータを投影する投影部５６、投影部５６により投影される投影画像の画像データに対して階調補正を行う投影画像処理部５８が接続されている。

ここで、操作部４４は、電源スイッチ１６、レリーズボタン１８、フォーカスレバー２０、切換ボタン２４、マルチセレクタ２６、再生ボタン２８、停止ボタン３０等を含み、投影部５６は、光源であるＬＥＤ３２の点灯及び消灯を行う電源制御部６０、投影する画像を表示するＬＣＯＳ４６の表示制御を行う投影制御部６２を備えている。

次に、図７に示すフローチャートを参照して実施の形態に係るカメラの投影部のＬＥＤ点灯制御について説明する。撮影モードにおいて被写体の撮像またはＬＣＤ表示部２２における撮像画像の再生等の動作中に切換ボタン２４が操作されるとプロジェクタモードに切り換えられ、制御フラグｆｌａｇ＝０をセットする（ステップＳ１）。なお、このとき、撮影モードにおいてＬＣＤ表示部２２を用いた表示を行っている場合にはＬＣＤ表示部２２を消灯する。そして、温度センサ３６により測定した現在の温度を読み込み（ステップＳ２）、読み込んだ現在の温度が投影動作可能な温度である動作上限温度Ｔｍａｘより低いか否か判定する（ステップＳ３）。動作上限温度Ｔｍａｘより低い場合には、ＬＥＤ３２を駆動するための初期駆動電流値Ｉｉｎｔを電源制御部６０により設定する（ステップＳ４）。ここで、初期駆動電流値Ｉｉｎｔは、電流値で設定してもよいし、例えばＬＥＤ３２を駆動可能な最大電流の８０％と設定する等、ＬＥＤ３２を駆動可能な最大電流Ｉｍａｘに対する比率で設定してもよい。そして、電源制御部６０は設定した初期駆動電流値ＩｉｎｔによりＬＥＤ３２を点灯し（ステップＳ５）、図８のフローチャートに示す温度制御処理を行う（ステップＳ６）。

ステップＳ３において、読み込んだ現在の温度が動作上限温度Ｔｍａｘ以上であると判定した場合には、電源制御部６０はＬＥＤ３２を点灯せずに（ステップＳ７）、ＬＥＤ点灯制御処理を終了する。

図８は温度制御処理を示すフローチャートである。本実施の形態に係る温度制御処理においては、温度センサ３６により測定した温度が制御目標上限温度Ｔｈを超えた場合に、電源制御部６０は、測定温度が制御目標上限温度Ｔｈよりも低い温度である目標温度Ｔｄへ収束するように電流値の制御を開始する。なお、目標温度Ｔｄは例えば、筐体４等の装置保持部をユーザが触れた場合に、熱さを感知せず快適に保持できる程度の温度に設定し、制御目標上限温度Ｔｈは目標温度Ｔｄよりやや高い温度に、制御目標下限温度Ｔｌは制御目標よりやや低い温度にそれぞれ設定する。

電源制御部６０はＬＥＤ３２を点灯すると、所定の温度測定周期ｔに相当する時間待機し（ステップＳ１１）、所定の時間が経過すると温度センサ３６により測定した現在の温度Ｔを読み込む（ステップＳ１２）。そして、読み込んだ現在の温度Ｔが動作上限温度Ｔｍａｘより低いか否か判定する（ステップＳ１３）。読み込んだ現在の温度Ｔが動作上限温度Ｔｍａｘ以上である場合には、電源制御部６０はＬＥＤ３２を消灯する（ステップＳ３１）。

一方、読み込んだ現在の温度が動作上限温度Ｔｍａｘ以下である場合には、制御フラグがｆｌａｇ＝１であるか否かの確認を行う（ステップＳ１４）。ｆｌａｇ＝１でない場合には、温度測定周期ｔに相当する時間経過後に減少させる駆動電流値Ｉｃを算出する（ステップＳ１５）。ここで、ｆｌａｇ＝１でない場合、即ち、ｆｌａｇ＝０である場合には、温度センサ３６により測定した温度が制御目標上限温度Ｔｈに達していない状態であり、この状態において電源制御部６０は、ＬＥＤ３２から射出される光の光量である投影光量の減少度合いが視認できない程度にＬＥＤ３２の駆動電流を漸次減少させる。ここで、例えば、ステップＳ１２において読み込んだ現在の温度Ｔと目標温度Ｔｄとの差を用いて減少させる駆動電流値Ｉｃを算出する。一例として、現在の温度Ｔと目標温度Ｔｄとの差の対数を用い、Ｉｃ＝Ｋｓ＋Ｋｌｎ（Ｔｄ−Ｔ）なる式を用いてＩｃを算出する。ここで、Ｋ，Ｋｓは定数であり、ＬＥＤ３２を一定電流で駆動した場合の温度Ｔの経時変化を示す温度上昇曲線を予め測定し、温度上昇曲線に基づいてＬＥＤ３２の駆動電流Ｉの減少率が小さくなるようにＫ，Ｋｓを設定する。

そして、電源制御部６０は求めた値Ｉｃを駆動電流の減少値としてＬＥＤ３２の駆動電流を減少させ（ステップＳ１６）、ステップＳ１２で読み込んだ温度が制御目標上限温度Ｔｈより低いか否か判定する（ステップＳ１７）。制御目標上限温度Ｔｈ以上であると判定した場合には制御フラグｆｌａｇ＝１をセットし（ステップＳ１８）、ＬＥＤ３２が消灯されているか否か確認する（ステップＳ３０）。

また、ステップＳ１７において制御目標温度Ｔｈより低いと判定した場合には、制御フラグはｆｌａｇ＝０の状態でＬＥＤ３２が消灯されているか否か確認する（ステップＳ３０）。

ステップＳ１４においてｆｌａｇ＝１である場合には、ステップＳ１２において読み込んだ現在の温度Ｔが制御目標上限温度Ｔｈより低いか否か判定する（ステップＳ１９）。なお、制御フラグがｆｌａｇ＝１である場合は、制御目標上限温度Ｔｈを一旦超えた場合である。制御目標上限温度Ｔｈ以上であると判定した場合には、温度測定周期ｔに相当する時間で減少させる駆動電流値Ｉｃを算出する（ステップＳ２０）。ここで、例えば、ステップＳ１２において読み込んだ現在の温度Ｔと目標温度Ｔｄとの差を用いて減少させる駆動電流値Ｉｃを算出する。一例として、Ｉｃ＝Ｇ１×（Ｉ／Ｉｉｎｔ）×ｆ（Ｔ−Ｔｄ）＋１なる式を用いてＩｃを算出する。このとき、ｆ（ｘ）は関数であり、ＬＥＤ３２を一定電流で駆動した場合の温度Ｔの経時変化を示す温度上昇曲線及び駆動電流がゼロの状態における所定温度からの温度Ｔの経時変化を示す温度下降曲線を予め測定し、温度上昇曲線及び温度下降曲線に基づいてＬＥＤ３２の駆動電流Ｉの減少率が小さくなるように関数ｆ（ｘ）を設定する。また、Ｇ１は現在の温度Ｔと目標温度Ｔｄとの差から取得する比率である。

さらに、駆動電流Ｉの減少によるＬＥＤ３２の投影光量を視認不可能な程度に漸次減少させるため、駆動電流Ｉを減少させることができる最大値である減少許容値Ｉｌｉｍを算出する（ステップＳ２１）。ここで、例えば、駆動電流Ｉの初期駆動電流Ｉｉｎｔに対する比率を用いて減少許容値Ｉｌｉｍを算出する。一例として、Ｉｌｉｍ＝Ｇ２×（Ｉ／Ｉｉｎｔ）なる式を用いて算出する。このときＧ２は現在の温度Ｔと目標温度Ｔｄとの差から取得する比率である。そして、減少許容値ＩｌｉｍはステップＳ２０において算出した値Ｉｃより小さいか否かを判定する（ステップＳ２２）。

ここで、Ｉｃが減少許容値Ｉｌｉｍ以上である場合には、減少許容値Ｉｌｉｍを減少させる駆動電流値Ｉｃとし（ステップＳ２３）、電源制御部６０は減少許容値Ｉｌｉｍを用いてＬＥＤ３２の駆動電流Ｉを減少させ（ステップＳ２４）、同時に投影画像処理部５８は、駆動電流Ｉの減少に伴うＬＥＤ３２の投影光量の減少に応じて、投影面に投影された投影画像の見栄えが維持することができるように、投影画像の画像データに対して階調補正を行う（ステップＳ２５）。そして、ＬＥＤ３２が消灯されているか否か確認する（ステップＳ３０）。

ここで、投影画像に対する補正処理は、投影画像データの階調表現をゲイン処理することによりを行う。例えば、ＬＥＤ３２の投影光量の変化に係る係数ｋ及びｓを用いる。係数ｋは、ＬＥＤ３２の駆動電流Ｉの初期駆動電流Ｉｉｎｔに対する比率とし、ｋ＝Ｉ／Ｉｉｎｔとする。また、係数ｓは、ＬＥＤ３２の駆動開始時の発光効率に対する現在の発光効率の比率である。また、ＬＥＤの発光効率特性は温度依存性を有し、図９のグラフに示す温度範囲（３０〜１５０℃）において温度の一次関数となる。従って、発光効率を示す関数をｇ（Ｔ）とし、ＬＥＤ３２の駆動開始時の温度をＴｉｎｔとすると、ｓ＝ｇ（Ｔ）／ｇ（Ｔｉｎｔ）となる。従って、ＬＥＤ３２の投影光量は駆動開始時の投影光量のｋ×ｓ倍となり、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）である投影画像データに対して（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）＝｛１／（ｋ×ｓ）｝×（Ｒ，Ｇ，Ｂ）となるように補正処理を行う。

一方、ステップＳ２０で算出した減少させる駆動電流値Ｉｃが減少許容値Ｉｌｉｍより小さい場合には（ステップＳ２２）、電源制御部６０はＩｃを用いてＬＥＤ３２の駆動電流Ｉを減少させ（ステップＳ２４）、同時に投影画像処理部５８は、投影画像の画像データに対して駆動電流Ｉの減少に伴うＬＥＤ３２の投影光量の減少に応じた階調補正を、例えば、上述の係数ｋ及びｓを用いて行う（ステップＳ２５）。そして、ＬＥＤ３２が消灯されているか否か確認する（ステップＳ３０）。

ステップＳ１９において、制御目標上限温度Ｔｈより低いと判定した場合には、ステップＳ１２において読み込んだ温度Ｔが制御目標下限温度Ｔｌより高いか否かを判定する（ステップＳ２６）。制御目標下限温度Ｔｌ以下である場合には増加させる駆動電流値Ｉｃを算出する（ステップＳ２７）。ここで、例えば、駆動電流Ｉの初期駆動電流Ｉｉｎｔに対する比率を用いて増加させる駆動電流値Ｉｃを算出する。一例として、Ｉｌｉｍ＝Ｇ３×（Ｉ／Ｉｉｎｔ）なる式を用いて算出する。このとき、Ｇ３は現在の温度Ｔと目標温度Ｔｄとの差から取得する比率であり、また、駆動電流Ｉの増加によるＬＥＤ３２の投影光量の増加が視認不可能な程度に抑えられる値とする。

この値Ｉｃを用いて電源制御部６０はＬＥＤ３２の駆動電流Ｉを増加させ（ステップＳ２８）、同時に投影画像処理部５８は、投影画像に対して駆動電流Ｉの増加に伴うＬＥＤ３２の投影光量の増加に応じた階調補正を例えば上述の係数ｋ及びｓを用いて行う（ステップＳ２９）。そして、ＬＥＤ３２が消灯されているか否か確認する（ステップＳ３０）。

ステップＳ２６において制御目標下限温度Ｔｌより高い場合にはＬＥＤ３２が消灯されているか否か確認する（ステップＳ３０）。

ステップＳ３０においてＬＥＤ３２が消灯されていない場合には、ステップＳ１１へ戻り温度制御処理を継続する。一方、ステップＳ３０において切換ボタン２４による撮影モードへの切り換え指示または停止ボタン３０による投影の終了指示等によりＬＥＤ３２が消灯された場合には処理を温度制御処理を終了する。そして温度センサ３６による温度検出、投影部５６による投影動作を終了し、ＬＣＤ表示部２２を点灯する。

図８のフローチャートに示す温度制御処理により、例えば、目標温度Ｔｄを３５℃とした場合には、図１０に示すような駆動電流Ｉの変化に対する温度Ｔの変化が測定され、温度Ｔが３５℃に収束するような温度制御を行うことができる。なお、図１０の右に示す縦軸はＬＥＤ３２の最大駆動電流に対する駆動電流Ｉの割合である。

本実施の形態に係るカメラによれば、温度上昇時に光源から射出される光の光量を減少させた場合でも投影面に投影された画像の見栄えを維持することができる。

なお、本実施の形態において減少させる駆動電流の値、増加させる駆動電流の値、駆動電流の減少許容値を算出したが例えば初期駆動電流に対する比率等を算出してもよく、また、実施の形態において示した算出方法以外の方法により算出してもよい。

また、実施の形態に示した式を用いる場合おいて、温度制御処理を行う際に図１０に示す駆動電流及び温度変化を記録し、予測した温度変化と異なる場合には記録した駆動電流及び温度変化に基づいてＫ、Ｋｓ等の定数、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３等の係数を適宜変更するようにしてもよい。

また、本実施の形態において、投影画像データの階調表現をゲイン処理することで補正を行う構成としたが、投影出力の途中に存在するマトリクス演算、ＬＵＴ演算を行ってもよく、また、例えばレチネックスのようなローカルなコントラストを補正してもよい。

また、本実施の形態においては、筐体保持部等のユーザの手が触れる場所の温度上昇を抑制する構成としたが、カメラ内部に動作上限温度が低い部材が存在する場合には、当該部材の動作上限温度を考慮し温度上昇を抑制する構成としてもよい。

また、本実施の形態において、制限目標温度Ｔｈを超えた場合に制限目標温度Ｔｈよりも低い温度である目標温度Ｔｄに収束するようにＬＥＤ３２の駆動電流を制御する構成としたが、カメラ２のシステム構成、ボディ構成の変更等された場合には、システム構成、ボディ構成に応じて制御目標Ｔｈよりも高い温度である目標温度Ｔｄに収束するように制御する構成としてもよい。

本発明の実施の形態に係るカメラの前面を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係るカメラの背面を示す図である。本発明の実施の形態に係るカメラ内部に収納された各ユニットの配置を概略的に示す正面図である。本発明の実施の形態に係るカメラの図３におけるＡ−Ａ断面図である。本発明の実施の形態に係るプロジェクタユニットの構成を示す図である。本発明の実施の形態に係るカメラのシステム構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態に係るカメラのＬＥＤ点灯制御処理を示すフローチャートである。本発明の実施の形態に係るカメラの温度制御処理を示すフローチャートである。本発明の実施の形態に係るＬＥＤの発光効率の温度依存性を示す図である。本発明の実施の形態に係るカメラの温度制御を示すグラフである。

符号の説明

２…カメラ、１０…撮影窓、１２…プロジェクタ投影窓、３２…ＬＥＤ、３４…プロジェクタユニット、３６…温度センサ、４６…ＬＣＯＳ、５６…投影部、５８…投影画像処理部、６０…電源制御部。

Claims

光源から射出される光により投影される画像データを表示する表示部と、
前記光源の発熱に伴う温度変化を検出する温度測定部と、
前記温度測定部において測定された温度に基づいて前記光源の駆動電流を制御し、前記光源の駆動開始時から前記温度が第１の所定値を超えるまでの間、前記駆動電流を漸次減少させる電源制御部と、
前記光源の駆動電流の変化に応じて、前記表示部に表示する前記画像データに対して階調補正を行う画像処理部とを備える
ことを特徴とする電子機器。
前記電源制御部は、前記温度が前記第１の所定値を超えた後において、前記温度が前記第１の所定値と異なる第２の所定値に収束するように前記光源の駆動電流を減少させる
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記画像処理部は、前記温度が前記第２の所定値に収束するまでの間、前記画像データに対して前記階調補正を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
前記第２の所定値は、前記第１の所定値よりも低い
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の電子機器。
前記電源制御部は、予め測定した所定の前記駆動電流における前記温度の経時変化を示すデータに基づいて、前記光源の駆動電流を変化させる
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の電子機器。
前記表示部と、前記電源制御部と、前記画像処理部と、前記温度測定部とを内部に収容する筐体を更に備え、
前記温度測定部は、前記筐体と接触して配置される
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の電子機器。
前記電源制御部は、前記光源から射出される光量が漸次減少または増加となるように、前記光源の駆動電流を制御する
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の電子機器。
前記電子機器は、被写体光を撮像する撮像部を備えたカメラである
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の電子機器。