JP5417717B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、被写体を撮像して画像データを生成する機能と、画像データを光像として外部に投影する機能とを併せ持つ電子機器に関する。

撮像機能と投影機能とを併せ持つ電子機器として、例えば特許文献１に記載されたものがある。この電子機器では、撮像を行う際に、投影用の光源を被写体照明用の光源として用いることができる。

特開２００６−６７４６９号公報

しかしながら、一般に投影に適した照射角と被写体照明に適した照射角は一致しないことが多く、上記のように投影用の光源と被写体照明用の光源とを兼用する構成では、投影を優先すると照明光が照明すべき範囲をカバーしきれず、照明を優先すると投影像にケラレが生ずるなどの不都合が生ずるおそれがある。

請求項１に記載の電子機器は、撮像モード時に被写体を撮像して画像データを生成する撮像部と、投影モード時に、光源からの光を用いて投影する画像の画像データに基づく像を形成し、前記像を外部に投影する投影部と、屈曲光学系を用いることで略Ｌ字状の光路が形成された前記投影部と前記Ｌ字の窪み部分に設けられた前記撮像部とを収容する収容部と、前記投影モード時に前記光源を制御するとともに、前記撮像モード時に、必要に応じて被写体を照明するために前記光源を点灯する光源制御手段と、前記被写体照明用に前記光源を点灯するときは、照明光の照明範囲が撮像範囲に対して適正となるように、前記投影部の照射角を調整する照射角調整手段と、を備え、前記撮像部は、前記収容部に接触して設けられ、前記照射角調整手段は、前記投影部の投影光路内と前記撮像部の撮影光路内との間を移動可能に設けられ、前記投影光路内に挿入された時は前記照射角を調整し、前記撮影光路内に挿入された時は前記撮像部に設けられる撮影光学系を保護することを特徴とする。
請求項２に記載の電子機器は、前記収容部は、前記投影部と前記撮像部とを仕切り、略Ｌ字状の形状を有する仕切部を含み、前記撮像部は、前記仕切部に接触して設けられ、前記光源は、前記仕切部とは異なる面に接触して設けられることを特徴とする。
請求項３に記載の電子機器は、前記照射角調整手段は、前記被写体照明用に前記光源を点灯するときは、前記撮像部の最大画角と前記照射角とを略一致させることを特徴とする。
請求項４に記載の電子機器は、前記照射角調整手段は、前記被写体照明用に前記光源を点灯するときは、前記投影モード時よりも前記照射角が広くなるように前記照射角を調整することを特徴とする。

本発明によれば、投影光源と照明光源とを兼用する構成において、投影も照明も最適な照射角で行うことが可能となる。

図１〜図５により本発明の一実施の形態を説明する。
図１，図２は本実施形態における撮像／投影モジュールを示し、図１は側面断面図、図２はそのII−II線から見た正面図である。このモジュールＭは、撮像系と投影系とを単一のケース１１に収容して成り、これをデジタルカメラや携帯電話機に組み込むことで、カメラ機能とプロジェクタ機能の双方が実現可能となる。その他の電子機器に組み込んでもよい。

ケース１１は直方体形状をなし、その内部空間は、仕切部１２により略Ｌ字状の投影部収容空間ＳＰ１と、そのＬ字の凹みに相当する位置にあたる撮像部収容空間ＳＰ２とに区画される。投影部収容空間ＳＰ１に収容される投影部２０は、Ｌ字の一端に相当する箇所に設けられるＬＥＤ等の光源２１と、光源光を集光する集光レンズ２２と、Ｌ字の角部に相当する箇所に設けられる偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳ２３）および反射型液晶表示素子２４と、Ｌ字の他端に相当する箇所に設けられる投影レンズ２５とを有する。

一方、撮像部収容空間ＳＰ２に収容される撮像部３０は、撮像光学系３１およびＣＣＤ等の撮像素子３２を有する。また、ケース１１の図示下面には、光源２１から発した熱を逃がすための金属製の放熱ブロック４０が固着されている。本実施形態のモジュールＭは、図示のごとくこの放熱ブロック４０を含めて全体が略直方体をなす。

図３は上記モジュールＭを組み込んだ携帯電話機の一例を示している。金属製の外カバー１には、撮像／投影用の窓Ｗ１が形成され、その内側にモジュールＭが配置される。図１にも示すように、窓Ｗ１には透明の保護カバー３が嵌め込まれている。また、上記放熱ブロック４０は、外カバー１の裏面に当接される。Ｗ２は閃光発光窓である。本実施形態では、後述するように投影部２０の光源を被写体照明用の光源として用いることができるが、それとは別に閃光装置を有していてもよい。

携帯電話機でカメラモード（撮像モード）を設定し、撮影操作を行うと、窓Ｗ１を介して入射した被写体光束が撮像光学系３１を透過して撮像素子３２に入射し、光電変換変換される。その光電変換出力に基づいて画像データが生成され、画像データは不図示の記録媒体に記録される。

携帯電話機でプロジェクタモード（投影モード）を設定し、記録媒体中の画像データから投影したい画像データを選択すると、その画像が液晶表示素子２４に表示されるとともに、光源２１が点灯される。光源光は集光レンズ２２およびＰＢＳ２３を介して液晶表示素子２４の表示面に入射し、その反射光が投影すべき光像となる。光像は、ＰＢＳ２３で９０度屈曲され、投影レンズ２５および窓Ｗ１を介して外部に投影される。

光源２１から発した熱は、ケース１１の下部に固着された放熱ブロック２６から携帯電話機の金属製外カバー１に伝わり、外部に放出される。これにより熱による光源２１の破損や、画像への悪影響が防止される。

このように本実施形態では、Ｌ字状の投影部の凹みに相当する部分に直方体の撮像部３０を配置することで、モジュール全体を直方体形状としたので、モジュール全体の小型化および形状の単純化が図れ、電子機器への配置の自由度を高められるとともに、組立性が向上する。ただし、撮像部３０と投影部２０はモジュール化されていなくてもよい。

ここで、撮像モード時には、投影部２０の光源２１を被写体照明の光源として用いることができる。すなわち、撮像にあたって被写体を照明する必要が生じた場合は、液晶表示素子２４を白色表示状態にして光源２１を点灯させることで、投影部２０から白色光が照射され被写体を照明する。この場合、フラッシュ装置のような閃光発光も可能であるし、撮影用ライトのような連続的な照射も可能である。また、液晶表示素子２４の表示色を変えることで、照明光の色を自在に変えることができる。

ただし、例えば図４に示すように照明光の照射角βが撮像画角αよりも小さい（狭い）と、撮影範囲の一部しか照明することができず、被写体が部分的に暗くなってしまう。一方、照射角βが大きい（広い）場合は、投影時に像がケラれ易いという問題が生ずる。そこで本実施形態では、状況に応じて投影部２０の照射角βを調整できるようにした。

照射角βの変更は、例えば図５のように投影レンズ２５の一部を光軸方向に移動させることで行う。これは、一般的なズームレンズのズーミングと同様に、レンズ駆動モータを用いて行うことができる。そして、投影時には投影に適した照射角βとし、撮像時には、照射角βを撮像画角αとほぼ一致させる。照射角βを撮像画角αと一致させれば、通常の撮像距離においては撮像範囲の必要部分のほぼ全体を照明することができ、被写体が部分的に暗くなることはない。照射角βを撮像画角αより大きくしてもよいが、大きくし過ぎると照射距離が短くなる。また、光学あるいは電子ズームにより撮影画角αが変更可能な場合は、その撮影画角αに応じて照射角βを調整し、常に撮像画角αとほぼ一致させるようにすることが望ましい。

照射角βの変更は、例えば図６に示すように、照射角を広くする作用を持つ光学部材５１を投影部２０の照射光路に挿脱することでも実現できる。光学部材５１は、凹レンズ、フレネルレンズ、または拡散板などから構成され、何らかのアクチュエータでこれをスライド式に照射光路に挿脱する。投影時には、図６（ａ）に示すように光学部材５１を照射光路から退避させ、投影に適した照射角βとする。このとき、図示のように光学部材５１が撮影光学系３１を覆うようにすると、光学部材５１を撮影光学系３１の保護カバーとして機能させることができる。

一方、照明時には、図６（ｂ）に示すように光学部材５１を投影部２０の照射光路に挿入する。これにより照射角βが大きくなり、必要な照射範囲をカバーできる。本例では、撮像画角αの変更に応じて照射角βを調整することはできないが、光学部材５１を挿入したときの照射角βを最大撮像画角αと一致させれば、あらゆる撮像画角αに対応できる。

図６の光学部材５１に代えて、図７に示すような可撓性のフィルム（例えば、拡散フィルム）５２を用いてもよい。フィルム５２は軸部材５３に巻き取り可能とされ、投影時はフィルム５２を巻き取って投影に適した照射角βとし、照明時時には図示のようにフィルム５２を投影部２０（投影レンズ２５の）前に配置させ、照射角βを大きくする。

図８は照射角βの変更をＰＮ液晶素子５４で行う例を示している。ＰＮ液晶素子５４は、投影部２０の投影レンズ２５の前面に固定されている。投影時には、ＰＮ液晶素子５４に電圧を印加して透明化し、投影に適した照射角βを得る。照明時には、ＰＮ液晶素子５４に電圧を印加せず、拡散状態を維持することで、照明光を拡散させる。これにより照明光の照射角βを大きくすることができる。

以上では、照射角βを撮像画角αに応じて調整したが、逆に撮影画角αを照射角βに応じて調整してもよい。つまり照射角βは常に投影に適した角度に保持し、撮像にあたって照明が必要なときは、撮像画角αを照射角βに合わせて調整する（例えば、α＝βとする）。撮像画角αと照射角βの双方を調整してもよい。

本発明の一実施形態における撮像／投影モジュールの断面図。 図１のII−II線から見た図。 上記撮像／投影モジュールを内蔵した携帯電話機の一例を示す斜視図。 撮像画角と照明光の照射角とが合わない場合の不都合を説明する図。 投影レンズの移動によって照射角を調整する例を説明する図。 光学部材の挿脱によって照射角を調整する例を説明する図。 拡散フィルムの挿脱によって照射角を調整する例を説明する図。 ＰＮ液晶素子によって照射角を調整する例を説明する図。

符号の説明

１ 外カバー
２０ 投影部
２１ 光源
２２ 集光レンズ
２３ 偏光ビームスプリッタ
２４ 反射型液晶表示素子
２５ 投影レンズ
３０ 撮像部
３１ 撮像レンズ
３２ 撮像素子
５１ 光学部材
５２ 拡散フィルム
５４ ＰＮ液晶素子

Claims (4)

1. 撮像モード時に被写体を撮像して画像データを生成する撮像部と、
   投影モード時に、光源からの光を用いて投影する画像の画像データに基づく像を形成し、前記像を外部に投影する投影部と、
   屈曲光学系を用いることで略Ｌ字状の光路が形成された前記投影部と前記Ｌ字の窪み部分に設けられた前記撮像部とを収容する収容部と、
   前記投影モード時に前記光源を制御するとともに、前記撮像モード時に、必要に応じて被写体を照明するために前記光源を点灯する光源制御手段と、
   前記被写体照明用に前記光源を点灯するときは、照明光の照明範囲が撮像範囲に対して適正となるように、前記投影部の照射角を調整する照射角調整手段と、を備え、
   前記撮像部は、前記収容部に接触して設けられ、
   前記照射角調整手段は、前記投影部の投影光路内と前記撮像部の撮影光路内との間を移動可能に設けられ、前記投影光路内に挿入された時は前記照射角を調整し、前記撮影光路内に挿入された時は前記撮像部に設けられる撮影光学系を保護することを特徴とする電子機器。
2. 前記収容部は、前記投影部と前記撮像部とを仕切り、略Ｌ字状の形状を有する仕切部を含み、
   前記撮像部は、前記仕切部に接触して設けられ、
   前記光源は、前記仕切部とは異なる面に接触して設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記照射角調整手段は、前記被写体照明用に前記光源を点灯するときは、前記撮像部の最大画角と前記照射角とを略一致させることを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
4. 前記照射角調整手段は、前記被写体照明用に前記光源を点灯するときは、前記投影モード時よりも前記照射角が広くなるように前記照射角を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子機器。
   

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