JP2010171699A - 投映表示機能付き撮像装置及び携帯型撮影投映機 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影機能と投映表示機能とを選択する切替機構を簡素化してガタのない切替機構とするとともに切替えスペースの節約を図った投映表示機能付き撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像投映ユニット３０は、撮像投映レンズ１２の光軸上に反射面３２を有するミラー３１が回転自在に支持される。ミラー３１によって前記光軸に対して左右９０度に振り分けられた一方の側に結像面３４を有するＣＣＤ３３が配置され、他方の側には投映画像が形成されるＬＣＤパネル３５、偏光板３６、拡散板３７からなる画像形成部３８と、これに照明光を照射する光源ランプ３９が配置される。ミラー３１は、撮影モードでは撮像投映レンズ１２に入射した撮影光を結像面３４に反射する第１位置３１ａとなり、投映モードでは、反射面３２がＬＣＤパネル３５の側に４５°傾いた第２位置となってＬＣＤパネル３５に形成された画像を撮像投映レンズ１２に導く第２光路が形成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、携帯電話機やデジタルカメラに搭載され、撮影した画像をスクリーン等に投映表示可能な投映表示機能付き撮像装置及び携帯型撮影投映機に関する。

近年、パーソナルコンピュータや電子手帳あるいは携帯電話機等の携帯電子機器に、デジタルカメラに用いられる撮像レンズやイメージセンサなどからなるカメラモジュールが組み込まれ、本来の機能の他に撮影機能が付加された携帯電子機器が急速に普及している。中でも、カメラ付き携帯電話機の普及は著しく、撮影された被写体像の画像データは、電話機本体内に設けられたフラッシュメモリ等に記録される。携帯電話機の動作モードを撮影済み画像を表示させる再生モードに切り替ることで、撮影済み画像を液晶モニタに表示させることができ、これにより撮影した画像をその場で確認することができる。

しかしながら、カメラ付き携帯電話機に設けられている液晶モニタは、小型であるため画像の確認がしにくいという問題がある。また、一度に多数の人に見せることができないためプレゼンテーションなどに使用することができない。これを解決するための一例が下記特許文献１に示されている。ここには、従来のカメラモジュールに搭載されるイメージセンサの横に、光源と液晶ライトプロジェクタが併設され、光学レンズを共用して撮像機能と投映表示機能を合わせ持つカメラモジュールが記載されている。光学レンズの結像面にイメージセンサを配置したときはカメラとして、光学レンズの結像面位置にＬＣＤパネルを配置したときはプロジェクタとして機能する。このような投映表示機能一体型カメラモジュールを携帯電話機に組み込むことで、携帯電話機を手持ち可能な携帯型プロジェクタとして使用することができ、撮影した画像をスクリーン等に投映表示して、多数の人に対するプレゼンテーションなどに用いることができる。

特開２００７−０３６８４３号公報

上記特許文献記載のカメラモジュールは、イメージセンサと液晶パネルが搭載された基板を動かして、光学レンズの結像点にイメージセンサと液晶パネルのいずれかを配置して撮像機能と投映機能を切替える構成であり、前記基板を動かす移動機構を必要とするため、移動機構のガタによってイメージセンサあるいは液晶パネルが光軸に対してズレたり傾いたりすることが懸念される。更に、カメラ付き携帯電話機は手で持った状態で使用されるため、持ち運び時や使用時の手振れ等による振動によって、前述のガタが拡大することも懸念される。

本発明は上記問題を解決するためのものであり、撮影機能と投映表示機能とを選択する切替機構を簡素化してガタのない切替機構とするとともに切替えスペースの節約を図った投映表示機能付き撮像装置を提供することを目的とする。

本発明による投映表示機能付き撮像装置は、光学レンズによって被写体像が結像される結像面を備え、前記結像面に結像された被写体像を撮像信号として出力するイメージセンサと、前記撮像信号を基にした画像データが記憶される記憶手段と、前記記憶手段から読み出された前記画像データを表示して、光源より照射された照明光を前記画像データに応じた画像光とする画像形成部と、前記光学レンズから射出された被写体光を前記イメージセンサに導く第１位置と、前記画像形成部から射出された前記画像光を前記光学レンズに導いて前記画像光をスクリーンに投映させる第２位置とに変位自在な反射部材と、を備えたことを特徴とする。

前記反射部材は１つの反射面を備えるとともに回転自在に軸支され前記反射面の姿勢を替えることによって前記第１位置又は第２位置に切替えられるようにすると良い。あるいは、前記イメージセンサを前記光学レンズの光軸上に配置するとともに、１つの反射面を備えた前記反射部材を、前記画像形成部から射出された前記画像光を前記光学レンズに向けて反射する第２位置と、前記光学レンズから射出された被写体光が前記イメージセンサの前記結像面に結像されることを妨げないように前記第２位置から退避した第１位置とに移動自在に設けるようにすると良い。または、前記反射部材を前記第１位置と前記第２位置との間で移動自在に設けるとともに、前記第１位置で前記光学レンズから射出された被写体光を前記イメージセンサに向けて反射する第１反射面と、前記第２位置で前記画像形成部から射出された前記画像光を前記光学レンズに向けて反射する第２反射面とを形成すると良く、前記第１反射面と第２反射面は、互いに９０°に形成されるとともに、前記光学レンズの光軸に対してそれぞれ４５°の傾きを持って配置されるようにすると良い。

前記投映表示機能付き撮像装置は、被写体までの距離を検出するＡＦ検出手段を備え、前記ＡＦ検出手段によって前記光学レンズのピント合わせを行った後に、前記反射部材を前記第２位置に変位させるようにすると良い。本発明による携帯型撮影投映機は、前記投映表示機能付き撮像装置のいずれか１つを備える。

本発明によれば、簡素化されたガタのない構成で切替えスペースの節約を図った撮影機能と投映表示機能とを切替え可能な投映表示機能付き撮像装置及び携帯型撮影投映機を提供することができる。

本発明によるデジタルカメラを前から見た斜視外観図である。 本発明によるデジタルカメラを後から見た斜視外観図である。 本発明による投映表示機能付き撮像装置の第１光路が形成された構成を示す図である。 第２光路が形成された構成を示す図である。 デジタルカメラの電気的構成を示す図である。 図３，４の作用を説明する模式図である。 変形例を説明する模式図である。 別の実施形態を説明する模式図である。

図１及び図２に示すように、撮影機能と投映表示機能とを備えたデジタルカメラ（携帯型撮影投映機）１０は、略直方体形状のカメラ本体１１の前面に、撮像投映レンズ（光学レンズ）１２と、ストロボ発光部１３、ファインダ対物窓１４とが設けられ、カメラ本体１１の上面には、電源ボタン１５、カメラ機能（撮影モード）とプロジェクタ機能（投映モード）を切替える撮影投映切替ボタン１６及びシャッタボタン１７が設けられている。カメラ本体１１の背面には、撮影画像を表示するＬＣＤ表示パネル１８、ファインダ接眼窓１９、撮影モードと再生モードとを切替える撮影再生切替ボタン２０、撮像投映レンズ１２のズーミングを行うズームボタン２１、再生モードでの再生画像の送り又は戻りを行わせる送りボタン２２と戻りボタン２３などの他に撮影準備や投映準備あるいは再生画面に関する操作などを行う各種操作ボタン２４，２５，２６が設けられている。送りボタン２２と戻りボタン２３は投映モードにおいては投映画像のピント合わせを手動で行うピント調節ボタンとなる。また、カメラ本体１１の底面には、画像データが記憶されるメモリカード２７が着脱自在に装填されるスロット（図示せず）が設けられ、撮影された画像データがメモリカード２７に書き込まれて保存される。

図３及び図４に示すように、前記デジタルカメラ１０は、前記撮像投映レンズ１２とその後方に配置された撮像投映ユニット３０からなる投映表示機能付き撮像装置２９を備える。撮像投映ユニット３０は、前記撮像投映レンズ１２の光軸上に反射面３２を有するミラー（反射部材）３１が回転自在に支持され、前記ミラー３１によって前記光軸に対して左右９０度に振り分けられた一方の側には被写体像が結像される結像面３４を前記ミラー３１に向けて配置されたＣＣＤ（イメージセンサ）３３が設けられ、他方の側には投映画像が形成されるＬＣＤパネル３５、偏光板３６、拡散板３７からなる画像形成部３８と、これに照明光を照射する光源ランプ３９が配置される。図３に示すように、撮影投映切替ボタン１６によって撮影モードが選択されると、撮影投映切替ボタン１６の操作力によって前記ミラー３１が回転されて反射面３２を前記ＣＣＤ３３の側に４５°傾けた第１位置３１ａとなり、前記撮像投映レンズ１２に入射した撮影光が前記反射面３２で反射して前記ＣＣＤ３３の結像面３４に被写体像を結像する第１光路４１が形成される。また、図４に示すように、撮影投映切替ボタン１６によって投映モードが選択されると、前記ミラー３１は、前記反射面３２を前記ＬＣＤパネル３５の側に４５°傾けた第２位置３１ｂとなり、前記光源ランプ３９の照明光が前記ＬＣＤパネル３５を透過して前記反射面３２で反射し前記撮像投映レンズ１２を通って前方のスクリーン６９（図６参照）に前記ＬＣＤパネル３５に形成された画像を投映する第２光路４２が形成される。なお、前記ミラー３１の切替を内蔵モータによって行わせるようにしても良い。また、光源ランプ３９は高輝度ＬＥＤなど他の光源であっても差し支えない。

図５に示すように、ＣＰＵ５０には、前記撮影投映切替ボタン１６、前記シャッタボタン１７と、前記撮影再生切替ボタン２０、ズームボタン２１、送りボタン２２、戻りボタン２３、及び各種操作ボタン２４〜２６の操作信号が入力され、撮像投映レンズ１２のピント調節を行うステッピングモータ５１を制御するモータドライバ５２と、前記撮像投映レンズ１２によって前記結像面３４に結像された被写体像を撮像信号として出力するＣＣＤ３３と、前記ストロボ発光部１３の発光を制御するストロボ制御回路５３とが接続される。この他に、ＣＤＳ（相関二重サンプリング回路）５４、ＡＭＰ（増幅回路）５５、Ａ／Ｄ変換器５６、画像信号処理回路５７、圧縮伸長処理回路５８、ＡＥ・ＡＷＢ検出回路５９、ＡＦ検出回路６０、ＲＯＭ６１、ＲＡＭ６２、ＳＤＲＡＭ（記憶手段）６３、前記ＬＣＤ表示パネル１８及び前記ＬＣＤパネル３５を制御するＬＣＤドライバ６４，６５、及びメディアコントローラ６６など撮影及び画像処理に必要な各種回路がデータバス６７を介してＣＰＵ５０に接続されるが、これらの基本的な機能についてはデジタルカメラにおいて周知であるため詳細な説明を省略する。

前記ＣＰＵ５０は、前記ＲＯＭ６１に記憶されたシーケンスプログラムをワークメモリである前記ＲＡＭ６２に読み出して、これらの制御を実行する。前記ＣＣＤ３３から出力された撮像信号はＣＤＳ５４に入力され、ＡＭＰ５５、Ａ／Ｄ変換器５６を経た後に、データバス６７を介してＳＤＲＡＭ６３に一時的にストアされる。画像信号処理回路５７は、ＳＤＲＡＭ６３から前記撮像信号のデータを読み出して、階調変換、γ補正処理などの各種画像処理を施した後に、画像データとしてＳＤＲＡＭ６３に再度記録する。ＳＤＲＡＭ６３に記録された画像データは、ＬＣＤドライバ６４でアナログのコンポジット信号に変換され、ＬＣＤ表示パネル１８にスルー画として表示される。前記画像データは、所定の圧縮形式（例えばＪＰＥＧ形式）で画像圧縮が施された後に、メディアコントローラ６６を経由してメモリカード２７に記憶される。メモリカード２７に記憶された画像データは、読み出されてＳＤＲＡＭ６３に再度記録することができる。また、前記撮影投映切替ボタン１６によって投映モードが選択された場合には、ＳＤＲＡＭ６３に記録された画像データが前記ＬＣＤパネル３５に表示され、前記光源ランプ３９の照明光によってＬＣＤパネル３５に表示された画像が、前記撮像投映レンズ１２から前方のスクリーン６９に向かって投映される。

次に、デジタルカメラ１０による画像の撮影と撮影した画像の投映表示に関する手順及び作用について説明する。使用する画像を撮影するときは前記撮影投映切替ボタン１６と前記撮影再生切替ボタン２０の両方を撮影モードにする。撮影の手順については、通常のデジタルカメラと同じであるため省略するが、撮影された画像は前記ＳＤＲＡＭ６３に記憶される。あるいは、前記スロットにメモリカード２７が装填され、そこに保存された画像が読み出されて前記ＳＤＲＡＭ６３に記憶されたものを使用しても良い。

図６に示すように、前記撮影投映切替ボタン１６を投映モードにすると、前記ミラー３１は、反射面３２を前記ＬＣＤパネル３５の側に傾けた第２位置３１ｂとなって前記第２光路４２が形成される。また、前記撮影再生切替ボタン２０の選択に係わりなく再生モードになって前記ＳＤＲＡＭ６３に記憶した画像が前記ＬＣＤ表示パネル１８に表示されるとともに前記ＬＣＤパネル３５に形成される。同時に前記光源ランプ３９が点灯し、光源ランプ３９の発する照明光が前記拡散板３７、偏光板３６を透過して前記ＬＣＤパネル３５に照射される。照射された照明光は画像が形成されたＬＣＤパネル３５を透過することで画像光となってＬＣＤパネル３５から射出され、前記第２光路を形成した前記ミラー３１の反射面３２で反射されて前記撮像投映レンズ１２に入射し、前記撮像投映レンズ１２を通って前方のスクリーン６９に投映される。このとき、投映された画像がピンボケであった場合は、前記送りボタン２２又は前記戻りボタン２３を操作してピントを調節することができる。

なお、前記ピント合わせを自動的に行うようにすることもできる。前記撮影投映切替ボタン１６によって投映モードが選択されると、各種操作ボタン２４〜２６の中の１つ、例えば操作ボタン２４がピント合わせボタン２４として設定される。このピント合わせボタン２４を押圧すると一時的に撮影モードになって前記ミラー３１が反転し、反射面３２を前記ＣＣＤ３３の側に傾けた第１位置３１ａとなって前記第１光路４１が形成され、前記ＬＣＤ表示パネル１８にスルー画が表示されるとともにＡＦ検出回路６０によってＡＦ検出が実行され、前記撮像投映レンズ１２のピント合わせが行われる。このとき前記撮像投映レンズ１２がスクリーン６９の中央を狙っていると、ピント合わせに誤差を生じることがあるためスクリーン６９の枠など画像がハッキリしたものを写すようにすると良い。ピント合わせを行った後に前記ピント合わせボタン２４の押圧を解除すると投映モードに戻り、前記ミラー３１が第２位置３１ｂとなって前記第２光路４２が形成される。

前記実施形態は、撮像投映レンズ１２の光軸に対して、ＣＣＤ３３とＬＣＤパネル３５を左右に配置し、前記撮像投映レンズ１２に入射した撮影光を前記ミラー３１の反射面３２で左右いずれかに反射されるように構成したが、ＣＣＤ３３とＬＣＤパネル３５のいずれか一方を撮像投映レンズ１２の光軸上に配置しても良い。例えば、図７に示すように、撮像投映ユニット７０は、ＬＣＤパネル３５を前述の実施形態と同じ位置に配置し、ＣＣＤ３３を撮像投映レンズ１２の光軸上に配置して、撮像投映レンズ１２から直進する光路を第１光路７１とし、ミラー７３（反射部材）を前記第１光路７１上から退避した第１位置７３ａから前記第２位置３１ｂと同じ位置である第１光路７１上の第２位置７３ｂに移動自在な構成となっている。ミラー７３が前記第２位置７３ｂに挿入されることで前述の第２光路４２と同じ第２光路７２が形成される。

次に、本発明による投映表示機能付き撮像装置の別の実施形態について説明する。なお、図８に示すように、前述の実施形態と同じ部材は同じ記号を用いる。前述の実施形態と異なる点は、撮像投映ユニット８０を構成する反射部材が第１反射面８１と第２反射面８２とを備えた反射プリズム８３であり、反射プリズム８３が前記撮像投映レンズ１２に対して垂直な方向に移動する点である。前記反射プリズム８３は、前記第１反射面８１と第２反射面８２とが互いに９０°をなすように形成され、前記撮像投映レンズ１２の光軸に対してそれぞれ４５°の傾きを持って配置される。撮影モードが選択されたときには、前記反射プリズム８３の第１反射面８１が前記撮像投映レンズ１２の光軸上となる第１位置８３ａに配置されて第１光路４１が形成され、前記撮像投映レンズ１２が射出した光をＣＣＤ３３に向けて反射する。投映モードが選択されたときには、前記第２反射面８２が前記撮像投映レンズ１２の光軸上となる第２位置８３ｂに移動して第２光路４２が形成され、前記ＬＣＤパネル３５の射出する画像光を前記撮像投映レンズ１２に向けて反射する。

前述の実施形態は、投映表示機能付き撮像装置を備えた携帯型撮影投映機としてデジタルカメラ１０を挙げて説明したが、本発明による投映表示機能付き撮像装置を備えた携帯型撮影投映機はデジタルカメラに限るものではなく、どのような携帯型電子機器であっても良く、例えば、携帯電話機に本発明による投映表示機能付き撮像装置を備えるようにすることもできる。

１０ デジタルカメラ（携帯型撮影投映機）
１１ カメラ本体
１２ 撮像投映レンズ（光学レンズ）
１６ 撮影投映切替ボタン
１７ シャッタボタン
１８ ＬＣＤ表示パネル
２０ 撮影再生切替ボタン
２９ 投映表示機能付き撮像装置
３０，７０，８０ 撮像投映ユニット
３１，７３ ミラー（反射部材）
３１ａ，７３ａ，８３ａ 第１位置
３１ｂ，７３ｂ，８３ｂ 第２位置
３２，７３ 反射面
３３ ＣＣＤ（イメージセンサ）
３４ 結像面
３５ ＬＣＤパネル（画像形成部）
３６ 偏光板
３７ 拡散板
３８ 画像形成部
３９ 光源ランプ
４１，７１ 第１光路
４２，７２ 第２光路
５０ ＣＰＵ
６０ ＡＦ検出回路（ＡＦ検出手段）
６３ ＳＤＲＡＭ（撮像信号の記憶手段）
６９ スクリーン
８１ 第１反射面
８２ 第２反射面
８３ 反射プリズム（反射部材）

Claims (7)

1. 光学レンズによって被写体像が結像される結像面を備え、前記結像面に結像された被写体像を撮像信号として出力するイメージセンサと、
   前記撮像信号を基にした画像データが記憶される記憶手段と、
   前記記憶手段から読み出された前記画像データを表示して、光源より照射された照明光を前記画像データに応じた画像光とする画像形成部と、
   前記光学レンズから射出された被写体光を前記イメージセンサに導く第１位置と、前記画像形成部から射出された前記画像光を前記光学レンズに導いて前記画像光をスクリーンに投映させる第２位置とに変位自在な反射部材と、
   を備えたことを特徴とする投映表示機能付き撮像装置。
2. 前記反射部材は１つの反射面を備えるとともに回転自在に軸支され、前記反射面の姿勢を替えることによって前記第１位置又は第２位置に切替えられることを特徴とする請求項１記載の投映表示機能付き撮像装置。
3. 前記イメージセンサは前記光学レンズの光軸上に配置され、
   前記反射部材は、１つの反射面を備えるとともに、前記画像形成部から射出された前記画像光を前記光学レンズに向けて反射する第２位置と、前記光学レンズから射出された被写体光が前記イメージセンサの前記結像面に結像されることを妨げないように前記第２位置から退避した第１位置とに移動自在に設けられたことを特徴とする請求項１記載の投映表示機能付き撮像装置。
4. 前記反射部材は、前記第１位置で前記光学レンズから射出された被写体光を前記イメージセンサに向けて反射する第１反射面と、前記第２位置で前記画像形成部から射出された前記画像光を前記光学レンズに向けて反射する第２反射面とを備え、前記第１位置と前記第２位置との間で移動自在に設けられたことを特徴とする請求項１記載の投映表示機能付き撮像装置。
5. 前記第１反射面と第２反射面は、互いに９０°に形成されるとともに、前記光学レンズの光軸に対してそれぞれ４５°の傾きを持って配置されることを特徴とする請求項４記載の投映表示機能付き撮像装置。
6. 被写体までの距離を検出するＡＦ検出手段を備え、前記ＡＦ検出手段によって前記光学レンズのピント合わせを行った後に、前記反射部材を前記第２位置に変位させることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の投映表示機能付き撮像装置。
7. 請求項１乃至６いずれかに記載の投映表示機能付き撮像装置を備えた携帯型撮影投映機。
   

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