JP4559162B2 - 情報通信端末 - Google Patents
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Description
また、画像を撮像するカメラを備えた携帯電話機も知られている。この携帯電話機では、風景や人物などの画像をカメラで撮像してメモリに保存することができる。メモリに保存した画像データは、適宜読み出してディスプレイ上に表示したり、メールに添付して送信したりすることができる。更に、最近では、暗い場所でもカメラで撮像できるように、被写体に光を照射するための照射ランプを備えた携帯電話機もある。
また、上記携帯電話機などの携帯型の情報通信端末の場合、その携帯性を確保するために小型化を図る必要があるが、上記カメラと上記プロジェクタとをそれぞれ個別に組み込もうとすると、部品点数が増える分サイズが大きくなってしまうという問題点があった。
また、カメラ部、カメラ結像用レンズ光学系、光源及び空間光変調部は情報通信端末内の定位置にある状態で光路形成手段によって形成する光路により、撮像光像をカメラ部に結像する撮像時には、外部から入射する撮像光がカメラ結像用レンズ光学系を通過後にカメラ部に達する。更に、投影光像を投影面に投影する投影時には、空間光変調部で生成された投影光がカメラ結像用レンズ光学系に達し、カメラ結像用レンズ光学系を通過する。このようにカメラ部、カメラ結像用レンズ光学系、光源及び空間光変調部は情報通信端末内の定位置にある状態で、カメラの機能と画像投影の機能を持たせるともに、撮像時の撮像光及び投影時の投影光がいずれもカメラ結像用レンズ光学系を通過するように光路を形成できる。
さらに、請求項1の情報通信端末では、光路形成手段を構成する光反射部材の姿勢又は位置を変更手段で変更することにより、次のように撮像時の撮像光及び投影時の投影光のいずれもがカメラ結像用レンズ光学系を通過するように、共通光路、撮像光路及び投影光路を形成する。上記撮像時には共通光路を通過した撮像光が撮像光路に入るように光反射部材の姿勢又は位置を変更する。一方、上記投影時には投影光路を通過した投影光が共通光路に入るように光反射部材の姿勢又は位置を変更する。このようにカメラ部、カメラ結像用レンズ光学系、光源及び空間光変調部は情報通信端末内の定位置にある状態で、光反射部材の姿勢又は位置を変更することにより、カメラの機能と画像投影の機能を持たせるともに、撮像時の撮像光及び投影時の投影光のいずれもがカメラ結像用レンズ光学系を通過するように光路を形成できる。
なお、上記光反射部材の姿勢又は位置の変更については、上記共通光路、上記撮像光路及び上記投影光路の相互関係に応じて次のような態様がある。
上記撮像光路および上記投影光路は上記共通光路に対して傾きを有するものであり、上記撮像時には該共通光路を通過する撮像光が上記光反射部材で反射されて該撮像光路に入り、上記投影時には該投影光路を通過した投影光が該光反射部材で反射されて該共通光路に入るように、該光反射部材の姿勢を変更する。この場合は、光反射部材の姿勢を変更するという簡易な構成で上記所定の光路を形成できる。
また、カメラ部、光源及びカメラ結像用レンズ光学系が定位置にある状態で、光反射部材の姿勢又は位置を変更するという簡易な構成で、カメラの機能と画像投影の機能を持たせるともに、撮像時の撮像光及び投影時の投影光のいずれもがカメラ結像用レンズ光学系を通過するように光路を形成できるという効果がある。
特に、本発明によれば、光源を拡散照射対象の光の生成と投影対象の光像の生成とに兼用することにより、拡散照射対象の光を生成するための光源と、投影対象の光像を生成するための光源とを個別に設けた場合に比して部品点数を減らすことができる。したがって、部品点数が増えることによるコスト高を抑制することができるという効果がある。
〔実施形態1〕
図2は、本発明の第1の実施形態(以下、「実施形態1」という)に係る携帯型の情報通信端末である携帯電話機の概略構成の一例を示すブロック図である。この携帯電話機100の本体部分は、制御手段としての制御部111、内部メモリ112、通信手段としての無線通信部113及びアンテナ114を備えている。また、制御部111には、音声処理部115を介してマイク116及びスピーカ117が接続され、画像処理部118を介して画像表示部119が接続され、更にキー操作部120が接続されている。
本実施形態1の携帯電話機100のカメラ機能は、光像を電気信号に変換して画像データを生成する光電変換部であるカメラ部140と、撮像対象の光像をカメラ部140上に結像するためのカメラ結像用レンズ光学系150とを設けることにより実現されている。カメラ部140は、CMOS型撮像デバイスやCCD型撮像デバイス等の撮像デバイスで構成され、これらの撮像デバイスの駆動や撮像した画像データの保存等は制御部111によって制御される。カメラ結像用レンズ光学系150は、ズーム機能を持たせるように複数のレンズの位置を変化させる駆動機構を有し、この駆動機構は制御部111から制御される。また、携帯電話機100内におけるカメラ結像用レンズ光学系150の側方には、撮像時には共通光路を通過した撮像光が撮像光路に入り、投影時には投影光路を通過した投影光が共通光路に入るように光路を形成する光路形成手段を構成する光反射部材170が設けられている。撮像対象の光像は、カメラ結像用レンズ光学系150を通過後、光反射部材170の反射面170sで反射し、カメラ部140の受光面上に結像される。この結像された光像がカメラ部140で電気信号に変換されて画像データが生成される。カメラ部140で生成された画像データは、内部メモリ112等のデータ記憶部に保存される。
このようにLED部131から出射した光がカメラ撮影時の照明にも用いられるため、LED部131は、例えば発光ビームの広がりが大きい広角タイプの白色の高輝度発光ダイオードによって構成するのが好ましい。発光ビームの広がりが小さく指向性が強い発光ダイオードなどの光源を用いる場合は、画像投影時には発光ビームが液晶パネル部132側に向くとともに撮像時には発光ビームが拡散照射用光学系160側に向くように、光源の姿勢や位置を変化させることができるように構成するのが好ましい。
このキー操作部120は、LED部131の発光量や液晶パネル部132の透過光量を変化させて投影画像の光量を利用者が指定するための光量指定手段としても用いられる。
図1(a)は撮像時の状態、図1(b)は投影時の状態を示している。図1(a)に示す撮像光路L2と、図1(b)に示す投影光路L3と、図1(a)、(b)両方に示す共通光路L1との分岐点(交差点)には回転中心軸O1を中心に回転可能な光反射部材170を設けている。この光反射部材170は、所定の方向に光を導き、撮像時には共通光路L1を通過した撮像光が撮像光路L2に入り、投影時には投影光路L3を通過した投影光が共通光路L1に入るようにするための部材である。本実施形態1では、光反射部材170を用いて、共通光路L1、撮像光路L2及び投影光路L3を形成する光路形成手段が構成されている。
また、LED部131から出射した光は照明光L4として拡散照射用光学系160で拡散されて、外部の照射面に均一に照射される。このようにLED部131を照明ランプの光源として用いる場合は、LED部131と液晶パネル部132との間を、光を遮断するシャッター132sで隔てるようにするのが望ましい。この場合は、液晶パネル部132を使用しないときに、LED部131から出射した光が液晶パネル部132に当たらないようになるので、投影光像の生成に用いる液晶パネル部132の劣化を防止できる。上記シャッター132sとしては、制御信号で光の透過及び遮断を切り換えることができる液晶シャッターや、光遮断位置と光を透過できる退避位置との間で移動可能な板状の不透明部材等を用いることができる。
また、画像投影の機能を利用する場合は、LED部131から出射する光が照明光L4用の開口部110aから洩れないように、LED部131と拡散照射用光学系160との間を、光を遮断するシャッター131sで隔てるようにするのが望ましい。この場合は、開口部110aから光が洩れることを防止することにより、投影面200に照明光L4が当たることに起因する投影画像が不鮮明になることを防止することができる。上記シャッター131sとしては、制御信号で光の透過及び遮断を切り換えることができる液晶シャッターや、光遮断位置と光を透過できる退避位置との間で移動可能な板状の不透明部材等を用いることができる。
また、本実施形態1では、LED部131を画像投影機能の光源と照明ランプ機能の光源とを兼用しているが、LED部131を画像投影機能の光源としてのみ用いてもよい。
また、光反射部材170としては、円柱状の部材を斜めにカットし、カットした面に板状の鏡を設けることにより実現することができる。さらに、光反射部材170として反射面170sを有するプリズムとしてもよい。
しかも、投影結像用レンズ光学系としてカメラ結像用レンズ光学系150を兼用することにより、投影結像用レンズ光学系を個別に設けた場合に比して部品点数の増加を抑制することができる。したがって、部品点数が増えることによるコスト高を抑制することができる。
実施形態1では、光反射部材170として円筒を斜めにカットした形状のものを用いていたが、光反射部材170はこの形状に限るものではない。以下、光反射部材170として板状の部材を用いた変形例について説明する。
図6(a)及び(b)は、変形例に係る携帯電話機100を上方から見た内部構成図であり、図6(c)は変形例に係る携帯電話機100の上面の概略図である。変形例では光反射部材170として、両面が反射面170sである板状の部材を用いている。光反射部材170の向きを変更する変更手段である操作部材として図6(c)に示すように光反射部材操作レバー182を備えている。そして、光反射部材操作レバー182を矢印R2方向に90°回転することで、光反射部材170も図6(a)の状態から回転軸O2を中心に矢印R2方向に90°回転移動し、図6(b)の状態となる。このときの図6(a)及び(b)については図1と同様に、図6(a)は、カメラ機能及び照明ランプ機能を利用する撮像時の構成図であり、図6(b)は、画像投影の機能を利用する投影時の構成図である。
上記実施形態1では、撮像光路L2及び投影光路L3が共通光路L1に対して直角になるように配置されている。これに対して、本発明の参考構成例1では、投影光路L3を共通光路L1の延長線上に、撮像光路L2を共通光路L1に対して直角になるように配置している。なお、上記施形態1と共通する点については説明を省略する。
参考構成例1では、光反射部材170の位置を変更する変更手段である操作部材として、図6(c)で示した光反射部材操作レバー182と同様の操作部材(不図示)を備えている。そして、この操作部材を操作することで、光反射部材170は図7(a)の状態から回転軸O3を中心に矢印R3方向に45°回転移動し、図7(b)の状態となる。
また、参考構成例1では、共通光路L1、撮像光路L2及び投影光路L3を形成する部材並びに光反射部材170を用いて、光路形成手段が構成されている。
さらに、参考構成例1では、光反射部材170の反射面170sとは反対側の裏面も光反射可能に構成している。そして、図7(a)に示すように撮像時にLED部131から液晶パネル部132を介して出射し光反射部材170の反射面170sで反射した光を拡散照射用光学系160側に向かわせる第2の光反射部材(照明用の光反射部材)175を設けている。これにより、LED部131と液晶パネル部132とを照明ランプ用としても兼用することができる。
しかも、投影結像用レンズ光学系としてカメラ結像用レンズ光学系150を兼用することにより、投影結像用レンズ光学系を個別に設けた場合に比して部品点数の増加を抑制することができる。したがって、部品点数が増えることによるコスト高を抑制することができる。
参考構成例1では、投影光路L3が共通光路L1の延長線上になるように、撮像光路L2が分岐点で共通光路L1に対して直角になるようにしたが、光路の位置の組み合わせとしてはこれに限るものではない。以下、撮像光路L2が共通光路L1の延長線上になるように、投影光路L3が分岐点で共通光路L1に対して直角になるよう配置した参考構成例2について説明する。
また、特に参考構成例2では図8(b)で示すように、共通光路L1に対して撮像光路L3が直角であるので、カメラ機能仕様時に、LED部131を照明用ランプとしての役割を持たせることができる。
上記実施形態1及び参考構成例1では、撮像時には共通光路L1を通過した撮像光が撮像光路L2に入り、投影時には投影光路L3を通過した投影光が共通光路L1に入るようにするための部材として、光反射部材を用いている。光反射部材の姿勢又は位置を変更させることで、カメラの機能と投影の機能とを切り替える構成である。光反射部材は光学系の一部であるのでその配置に誤差があると、その誤差が光反射部材で反射する撮像光や投影光に影響し、画像を乱すおそれがある。
そこで、本発明の参考構成例3では、撮像時には共通光路L1を通過した撮像光が撮像光路L2に入り、投影時には投影光路L3を通過した投影光が共通光路L1に入るようにするための部材として、入射光を反射光と透過光に分割する光分割手段を用いている。なお、実施形態1と共通する点については説明を省略する。
また、参考構成例3では、共通光路L1、撮像光路L2及び投影光路L3を形成する部材並びにハーフミラー270とを用いて、光路形成手段が構成されている。
また、撮像時には図9(b)に示すように、液晶パネル部132の両面をシャッター132sで遮蔽することが望ましい。このシャッター132sにより、液晶パネル部132を使用しないときに、LED部131から出射した光及び撮像光の反射光Lrが液晶パネル部132に当たらないようすることで、液晶パネル部132の劣化を防止できる。
また、ハーフミラーとしては反射率及び透過率が50%のものを用いることが望ましい。しかし、これに限るものではなく必要に応じて反射率と透過率との割合が異なるものを用いてもよい。
また、入射光を透過光と反射光に分割するものであれば、図9(a)及び(b)に示すような板状のハーフミラーに限らず、ハーフミラーの性質を有するプリズムを用いてもよい。
しかも、投影結像用レンズ光学系としてカメラ結像用レンズ光学系150を兼用することにより、投影結像用レンズ光学系を個別に設けた場合に比して部品点数の増加を抑制することができる。したがって、部品点数が増えることによるコスト高を抑制することができる。
上記参考構成例3では、光分割部材としてハーフミラー270を用いているが、光分割部材としてはこれに限るものではない。以下、光分割部材として、偏光ビームスプリッターを用いた参考構成例4について説明する。
図10(a)及び(b)は、参考構成例4に係る携帯電話機100を上方から見た内部構成図である。図10(a)は投影時の状態、図10(b)は撮像時の状態を示している。分岐点には、偏光面370pを内部に有するプリズム型の偏光ビームスプリッター370を設けている。
参考構成例4では、共通光路L1、撮像光路L2及び投影光路L3を形成する部材と、偏光ビームスプリッター370とを用いて、光路形成手段が構成されている。この偏光ビームスプリッター370の偏光面370pで、入射光を反射光と透過光に分割することで、ハーフミラーを用いた参考構成例3と同様に、投影機能と撮像機能とを実現することができる。
また、参考構成例4では、投影光路L3の偏光ビームスプリッター370での反射方向に共有光路L1がある場合について説明したが、投影光路L3の偏光ビームスプリッター370での透過方向に共有光路L1がある場合は、より多くの投影光を透過する偏光面370pにする。
参考構成例4のように、液晶パネル部132から出射される投影光の偏光成分に合わせた偏光ビームスプリッター370を用いることにより、光分割部材としてハーフミラーを用いた構成よりも投影光の光量のロスを少なくすることができる。
また、参考構成例4では、プリズム内に偏光面を有するブロック状の偏光ビームスプリッターについて説明したがこれに限るものではなく、板状のものを用いてもよい。
ここで、アプリケーションプログラムは、クラスライブラリAPI(アプリケーションインターフェース)を介して上述のプログラム実行環境内にある関数等のクラスライブラリを呼び出して使用できるようになっている。この関数等のクラスライブラリの呼び出しの履歴は、アプリケーションプログラムの仮想的な実行環境(仮想マシン:VM)が終了するまで保持される。また、プログラム実行環境内の実行環境管理ライブラリは、電話機プラットフォームAPIを介して後述の電話機プラットフォーム内の電話機プラットフォームライブラリを呼び出して使用できるようになっている。
上述の画像投影の制御は、アプリケーションプログラム実行管理部190から制御部111を介して画像投影手段を構成する光生成部130(LED部131及び液晶パネル部132)に制御指令を送ることによって実行する。なお、アプリケーションプログラム実行管理部190から光生成部130(LED部131及び液晶パネル部132)に制御指令を直接送ることによって実行するように構成してもよい。
光生成部130(LED部131及び液晶パネル部132)は、上述の起動要求指令に応じて起動し、画像投影用制御データに基づいて制御データで指定された所定の光像を生成し、外部の投影面200への投影を開始する。
また、上述の各実施形態では、光源が発光ダイオードを用いたものであり、光空間光変調部が透過型の液晶パネルを用いたものある場合について説明したが、本発明は、発光ダイオード以外の光源や、透過型の液晶パネル以外の光空間光変調部を用いた場合にも適用できる。
また、上述の各実施形態において、光路形成手段、カメラ結像用レンズ光学系、カメラ部、光源および空間光変調部を一つのモジュールとして、携帯電話本体に組み込んでもよい。
また、実施形態1及び2では、光反射部材170を利用者が操作可能な構成に説明したが、駆動力は、利用者の手動ではなく、ソレノイドなどの駆動源等から得るように構成してもよい。
また、携帯電話機等の情報通信端末における制御は、その情報通信端末内に設けられたコンピュータで所定のプログラムを実行することによって実現することもできる。このコンピュータで用いるプログラムの受け渡しは、デジタル情報としてプログラムを記録したFD,CD−ROM等の記録媒体を用いて行なってもいいし、コンピュータネットワーク等の通信ネットワークを用いて行なってもよい。
111 制御部
113 無線通信部
114 アンテナ
130 光生成部
131 LED部
132 液晶パネル部
140 カメラ部
150 カメラ結像用レンズ光学系
160 拡散照射用光学系
170 光反射部材
200 投影面
Claims (1)
- 光像を電気信号に変換して画像データを生成するカメラ部と、撮像対象の撮像光像を該カメラ部上に結像するためのカメラ結像用レンズ光学系と、通信ネットワークを介して通信するための通信手段とを備えた情報通信端末であって、
光源と、該光源から出射した光を変調するための空間光変調部とを設け、
該カメラ結像用レンズ光学系を、該空間光変調部で変調されて生成された投影光像を外部の投影面に結像して投影するための投影結像用レンズ光学系として兼用し、
該カメラ部、該カメラ結像用レンズ光学系、該光源及び該空間光変調部が該情報通信端末内の定位置にある状態で、該撮像光像を該カメラ部に結像する撮像時には外部から入射する撮像光が該カメラ結像用レンズ光学系を通過後に該カメラ部に達し、該投影光像を該投影面に投影する投影時には該空間光変調部で生成された投影光が該カメラ結像用レンズ光学系に達するように、該撮像光及び該投影光が通過する光路を形成する光路形成手段を設け、
該光路形成手段は、光反射部材と該光反射部材の姿勢又は位置を変更する変更手段とを備え、該カメラ結像用レンズ光学系を該撮像光及び該投影光が共通に通過する共通光路と、該カメラ部に入射する撮像光が通過する撮像光路と、該空間光変調部から出射する投影光が通過する投影光路とを形成するものであり、
該撮像光路および該投影光路は該共通光路に対して傾きを有し、
該変更手段は、該撮像時には該共通光路を通過した撮像光が該反射部材で反射して該撮像光路に入り、該投影時には該投影光路を通過した投影光が該反射部材で反射して該共通光路に入るように、該光反射部材の姿勢又は位置を変更し、
上記光源から出射した光を拡散して外部の照射面に均一照射するための拡散照射用光学系を備え、
該光源を、拡散照射の光の生成と上記投影光の生成とに兼用したことを特徴する情報通信端末。
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