JP5418188B2 - プロジェクターシステム - Google Patents

Description

本発明は、画像を拡大投影するプロジェクターシステムに関し、特に、カメラと撮影レンズなどの対物レンズとを使ったプロジェクターシステムに関する。

従来、特許文献１のように、プロジェクター機能を有するカメラが提案されている。

特開２００２−３６９０５０号公報

しかし、カメラの内部に投影用の光学系を別途設けるなど、プロジェクター機能を加えることでカメラの内部の構成が複雑化する問題があった。

したがって本発明の目的は、カメラの内部の構成を複雑にすることなく、プロジェクター機能を加えることが可能な、カメラと対物レンズとを使ったプロジェクターシステムを提供することである。

本発明に係るプロジェクターシステムは、撮像素子と、記録部と、撮像素子で撮像して得られた画像または記録部に記録された画像ファイルに基づく画像を表示する表示部と、対物レンズと、アイピースとを有し、対物レンズ及びアイピースを介して、光学的に被写体像を観察することが可能なデジタルカメラと、光学系とミラーとを有し、アイピース、対物レンズを介して拡大投影を行うために、カメラに取り付けられ、光学系とミラーを介して、表示部に表示された画像をアイピースに投影する画像投影アダプタとを備える。

画像投影アダプタを使うことにより、表示部に出力された画像を、光学ファインダー（レフレックスファインダーまたはビューファインダー）に戻し、アイピース、及び対物レンズから出力させ、スクリーンに拡大投影することが可能になる。このとき、カメラ制御部や画像処理部の動作仕様は拡大投影を考慮したものに変更されるが、別途投影用光学系などの構造体を追加することなく、カメラ内部の構造をそのまま利用して、カメラにプロジェクター機能を加えることが可能になる。

好ましくは、カメラは、一眼レフタイプであり、対物レンズは、一眼レフカメラの撮影レンズであって、表示部に表示された画像は、画像投影アダプタ、アイピース、クイックリターンミラー、前記撮影レンズを介する光路で、拡大投影される。

画像投影アダプタを使うことにより、表示部に出力された画像を、光学ファインダー（レフレックスファインダー）に戻し、アイピース、クイックリターンミラー、及び撮影レンズ（対物レンズ）から出力させ、スクリーンに拡大投影することが可能になる。このとき、カメラ制御部や画像処理部の動作仕様は拡大投影を考慮したものに変更されるが、別途投影用光学系などの構造体を追加することなく、カメラ内部の構造をそのまま利用して、カメラにプロジェクター機能を加えることが可能になる。

さらに好ましくは、画像投影アダプタが前記カメラに取り付けられた時に、表示部は、一部の領域に拡大投影のための画像を表示し、画像投影アダプタは、一部の領域に表示された画像を、光学系、及びミラーを介して、アイピースに投影し、一部の領域に表示された画像が、光学系、及びミラー、アイピースを介して、カメラのピント板位置に撮像素子の撮像面とほぼ同じ大きさで結像するように、光学系の倍率が決定される。

また、好ましくは、一部の領域の中心は、表示部の表示面を含む平面上であってカメラの撮影レンズの光軸と交差する点と、アイピースの光軸が交差する点とを結ぶ線上に位置し、一部の領域は、表示部と対向する位置に設けられた光学系に内接する矩形以下の大きさに設定される。

これにより、横方向に曲げるための光学系などを設ける必要なく、光路を、カメラの奥行き方向と、縦方向に曲げるだけで、表示部からアイピースへ画像を投影させることが可能になる。このため、画像投影アダプタの光学系などの構成を簡素化することが可能になる。

また、好ましくは、ピント板は、光路から退避可能であり、拡大投影を行う場合に、ピント板は、光路から退避される。

また、好ましくは、画像投影アダプタは、光学系として少なくとも１つのコンデンサーレンズと、光路を曲げるために使用される２つのミラーとを有し、画像投影アダプタがカメラに取り付けられた時に、表示部は、左右を反転させた状態で、画像を表示する。

表示部に表示される画像は、通常の画像表示に対して、左右が反転しているが、画像投影アダプタ、カメラ、及び対物レンズを介して、上下、及び左右が反転しない正常な画像がスクリーンに投影される。

また、好ましくは、カメラの画像処理部は、光学系の歪み特性を含むアダプタ情報と、対物レンズのレンズ情報とに基づいて、拡大投影された画像の歪みが少なくなるように、表示部に表示する画像を補正する。

拡大投影する際に、投影時に使用される対物レンズの歪み特性などを考慮した補正処理（投影用画像補正）を行うため、歪みの少ない状態で、スクリーンに拡大投影することが可能になる。

また、好ましくは、拡大投影を行う場合であって、カメラに拡大投影アダプタが取り付けられた場合に、表示部は、拡大投影を行わない場合に比べて、輝度を上げて表示を行う。

本発明に係るプロジェクターシステムはにおける画像投影アダプタは、光学系と、ミラーとを備え、デジタルカメラのアイピース及び対物レンズを介して拡大投影を行うために、カメラに取り付けられ、光学系とミラーを介して、カメラの表示部に表示された画像をアイピースに投影する。

以上のように本発明によれば、カメラの内部の構成を複雑にすることなく、プロジェクター機能を加えることが可能な、カメラと対物レンズとを使ったプロジェクターシステムを提供することができる。

カメラに画像投影アダプタが取り付けられ、画像がスクリーンに投影される状態を示す側面図である。 カメラに画像投影アダプタが取り付けられた状態における、光学部材の構成図である。 カメラに画像投影アダプタが取り付けられた状態における、電気部材の構成図である。 アイピースと、撮影レンズと、拡大投影する際に表示部が画像を表示する領域の位置関係を示す図である。 カメラに画像投影アダプタが取り付けられない状態における、光学部材の構成図である。 カメラに画像投影アダプタが取り付けられない状態における、電気部材の構成図である。 表示部から、撮影レンズへの光の経路（光路）を示す図である。 投影モードで、スクリーンに画像を投影する手順を示すフローチャートである。 表示部が移動可能なカメラと、かかるカメラに取り付けられた画像投影アダプタにおける、光学部材の構成図である。

以下、本実施形態について、図を用いて説明する。本実施形態におけるプロジェクターシステム１は、光学ファインダー（レフレックスファインダー）を介して（撮影レンズ３０、クイックリターンミラー２１、及びアイピース２４を介して）、光学的に被写体像を観察することが可能なデジタル一眼レフカメラ１０、カメラ１０の撮影レンズ（交換レンズ）３０、及び画像投影アダプタ５０を備える。

カメラ１０は、撮像素子１１、画像処理部１３、操作部１４、表示部１５、記録部１６、カメラ制御部１７、カメラ側コネクタ１８、クイックリターンミラー２１、ピント板２２，プリズム（ペンタゴナルダハプリズム）２３、アイピース（接眼レンズ）２４を有する（図１〜４参照）。操作部１４は、画像投影アダプタ５０を用いないで通常の撮影を行う撮影モードと、画像投影アダプタ５０を使って、表示部１５に出力された画像を撮影レンズ３０からスクリーンに向けて投影する投影モードとを手動で切り替えするために使用される。なお、ピント板２２は、カメラ１０に対して着脱可能となっている。

撮影レンズ３０は、レンズ制御部３７を有する。画像投影アダプタ５０は、第１光学系（コンデンサーレンズ）５１ａ、第２光学系５１ｂ、第１ミラー５３ａ、第２ミラー５３ｂ、アダプタ制御部５７、アダプタ側コネクタ５８を有する。

画像投影アダプタ５０は、投影モード時に、表示部１５の一部の領域と対向する位置に第１光学系５１ａが配置され、アイピース２４と対向する位置に第２光学系５１ｂが配置されるように、カメラ１０の背面に取り付けられ、第１光学系（コンデンサーレンズ）５１ａ、第２光学系５１ｂ、第１ミラー５３ａ、及び第２ミラー５３ｂを介して、表示部１５に表示された画像の光路を曲げて、かかる画像をカメラ１０のアイピース２４に投影する。具体的には、画像投影アダプタ５０は、表示部１５の所定の領域に表示された画像を、第１光学系５１ａを介して、第１ミラー５３ａに投影し、第１ミラー５３ａ、第２ミラー５３ｂで反射し、第２光学系５１ｂを介して、カメラ１０のアイピース２４に投影する。

第１、第２光学系５１ａ、５１ｂの倍率などのレンズ仕様は、画像投影アダプタ５０をカメラ１０の背面に取り付けた時に、表示部１５の所定の領域１５Ｄに表示された画像が、第１光学系５１ａ、第１ミラー５３ａ、第２ミラー５３ｂ、第２光学系５１ｂ、アイピース２４、及びプリズム２３を介して、ピント板２２の位置に撮像素子１１の撮像面とほぼ同じ大きさ（ピント板２２が配置された開口の大きさ）で結像するように、アイピース２４の倍率などを考慮して決定される。

なお、図４に示すように、カメラ１０を背面から見て、投影モード時に表示部１５が画像を表示する領域（所定の領域）１５Ｄは、かかる領域の中心１５Ｓが、表示部１５の表示面を含む平面上であって撮影レンズ３０の光軸と交差する点３０Ｓと、表示部１５の表示面を含む平面上であってアイピース２４の光軸が交差する点２４Ｓとを結ぶ線Ｖ−Ｖ上に位置し、かかる領域が第１光学系５１ａに内接する矩形以下の大きさに設定される（図４参照）。

これにより、横方向に曲げるための光学系などを設ける必要なく、最短の光路で、表示部１５からアイピース２４へ画像を投影させることが可能になる。このため、画像投影アダプタ５０の光学系などの構成を簡素化かつ小型に出来るとともに、投影像の劣化も最小限におさえることが可能になる。

通常の撮影モードにおいて、操作部１４の一部であるレリーズボタンが全押しされるまでは、被写体からの反射光（被写体像）は、撮影レンズ３０、クイックリターンミラー２１、ピント板２２、プリズム２３、アイピース２４を介して、光学ファインダーから観察可能な状態にされる（図５参照）。レリーズボタンが全押しされると、クイックリターンミラー２１が光路から離れ、被写体からの反射光は、撮影レンズ３０を介して入射し、撮像素子１１で撮像される。撮像で得られた画像信号は、画像処理部１３で所定の画像処理が施された後、表示部１５に表示される。また、該画像信号に対応する画像ファイルは、記録部１６に記録される。

カメラ制御部１７は、各部の制御を行う他、レンズ制御部３７と通信し、歪み特性（ＲＯＭテーブル情報）、焦点距離、焦点位置（撮影時の無限遠位置からのフォーカシングレンズ繰り出し量）、絞りを含むレンズ情報を取得し、画像処理部１３による画像処理に反映させる。具体的には、画像処理において、撮像時に使用される撮影レンズ３０の歪み特性などを考慮した歪み補正が行われる。

投影モードにおいては、画像投影アダプタ５０がカメラ１０に取り付けられ、カメラ側コネクタ１８とアダプタ側コネクタ５８を介して、カメラ制御部１７がアダプタ制御部５７との電気的な接続を確認する（図３参照）。このとき、投影像の光量低下を防止するため、ピント板２２を外した状態にしておくことが好ましい。

投影モードでは、カメラ制御部１７は、画像処理部１３を制御し、記録部１６に記録された画像ファイルの中から、使用者が操作部１４を操作することにより指定された画像ファイルを読み出し、読み出した画像ファイルに基づく画像を、通常の画像表示に対して、左右を反転させた状態（上下方向は正立のまま）で、表示部１５の第１光学系５１ａと対向する部分に表示する。表示部１５に表示された画像は、第１光学系５１ａ、第１ミラー５３ａ、第２ミラー５３ｂ、第２光学系５１ｂ、アイピース２４、及びプリズム２３を介して、ピント板２２の位置で結像し、クイックリターンミラー２１、及び撮影レンズ３０を介して、スクリーンに拡大投影される（図７参照）。

このとき、通常の撮影モードで使用者が表示部１５を直接見て画像を観察する場合に比べて、表示部１５の輝度を上げるのが望ましい。画像投影アダプタ５０、カメラ１０、及び撮影レンズ３０を介して画像がスクリーンに拡大投影されるため、光量が減衰し、表示部１５を直接見て画像を観察する場合に比べて、画像の輝度が落ちるため、拡大投影時には、表示部１５の輝度を上げる必要がある。しかしながら、拡大投影時の光量減衰を考慮した高い輝度で、表示部１５を直接観察して画像を見るには画像が明るすぎる上、消費電力も多くなる。このため、画像投影アダプタ５０を介した接続状態を判別した上で、表示部１５の輝度を上げることで、使用状態に応じた最適な表示部１５の輝度制御を行う趣旨である。

なお、画像処理部１３は、投影モードで使用される画像投影アダプタ５０、アイピース２４、及び撮影レンズ３０の歪み特性（収差）などを考慮し、スクリーンに投影される画像の歪みが少なくなるような画像を表示部１５に表示するように、補正処理（投影用画像補正）を行うのが望ましい。

具体的には、画像投影アダプタ５０がカメラ１０に接続された時に、カメラ制御部１７は、レンズ制御部３７と通信して撮影レンズ３０のレンズ情報を取得し、アダプタ制御部５７と通信して画像投影アダプタ５０のアダプタ情報を取得し、取得したレンズ情報に含まれる歪み特性、焦点距離、焦点位置（拡大投影時の焦点合わせ後の無限遠位置からのフォーカシングレンズ繰り出し量）、絞りなど、及びアダプタ情報に含まれる第１、第２光学系５１ａ、５１ｂの歪み特性などに基づいて、表示部１５に表示する画像について、投影用画像補正を行う。

例えば、表示部１５で表示された画像が、画像投影アダプタ５０、カメラ１０、及び撮影レンズ３０を介して拡大投影されて、スクリーン画像が樽型に歪む場合には、該レンズ情報に含まれる歪み特性などに基づいて、投影用画像補正により糸巻き型に歪ませる補正を施して樽型歪みを相殺し、スクリーン画像の歪が低減するように、糸巻き型に歪ませた画像を表示部１５に表示させる。

かかる投影モードで、スクリーンに画像を投影する手順を、図８のフローチャートを用いて説明する。かかる制御は、カメラ１０が投影モードに設定された時に行われる。ステップＳ１１で、カメラ制御部１７は、カメラ１０が、画像投影アダプタ５０を介して、撮影レンズ３０と接続されたか否かを判断する。具体的には、カメラ制御部１７は、アダプタ制御部５７と通信が出来たか否かを判断する。出来ていない場合には、ステップＳ１２に進められ、出来た場合には、ステップＳ１３に進められる。

ステップＳ１２で、カメラ制御部１７は、画像投影アダプタ５０が、カメラ１０に取り付けられていない旨を示す警告を行い、ステップＳ１１に戻される。かかる警告は表示部１５を使った表示でも良いが、画像投影アダプタ５０によって表示部１５が隠されて、警告表示が見えない可能性があるので、カメラ１０の上面に設けられたサブモニター（不図示）や音声による警告でもよい。

また、ステップＳ１１において、カメラ制御部１７は、レンズ制御部３７との通信が出来たか否かを確認し、出来ていない場合には、ステップＳ１２で、画像投影に使用する撮影レンズ３０が取り付けられていない旨の警告を行う手順を含めてもよい。但し、撮影レンズ３０が電気接点やレンズ情報接点を有しない場合を考慮し、使用者が操作部１４を使って特定の操作をした場合に、カメラ１０と撮影レンズ３０とが接続されたとして、かかる撮影レンズ３０の取り付けに関する警告動作を解除し、ステップＳ１３に進められるのが望ましい。

ステップＳ１３で、カメラ制御部１７は、記録部１６に記録された画像ファイルの中から、使用者が操作部１４を使って指定した画像ファイルを読み出し、輝度を、通常の撮影モードで使用者が表示部１５を直接見て画像を観察する場合に比べて上げた状態で、且つ通常の画像表示に対して、左右を反転させた状態（上下方向は正立のまま）で、読み出した画像ファイルの画像を、表示部１５の第１光学系５１ａと対向する部分に表示する。表示された画像は、画像投影アダプタ５０、カメラ１０、及び撮影レンズ３０を介して、スクリーンに拡大投影される。拡大投影された画像を見ながら、使用者により撮影レンズ３０のフォーカシングレンズが移動せしめられて、拡大投影された画像の焦点合わせが行われる。

ステップＳ１４で、カメラ制御部１７は、使用者によって、操作部１４を使って、焦点合わせが完了したことを示す情報を入力する操作、及びカメラ１０が投影する画像の歪みを補正する補正モードに設定する操作が行われたか否かを判断する。かかる操作が行われた場合には、ステップＳ１５で、カメラ制御部１７は、アダプタ制御部５７、及びレンズ制御部３７と通信し、撮影レンズ３０のレンズ情報、及び画像投影アダプタ５０のアダプタ情報を取得する。ステップＳ１６で、カメラ制御部１７は、ステップＳ１５で取得した撮影レンズ３０のレンズ情報、画像投影アダプタ５０のアダプタ情報、及びカメラ１０のアイピース２４等の特性に基づいて、記録部１６から読み出した画像ファイルの画像について投影用画像補正を行い、補正後の画像を表示部１５に表示する。かかる操作が行われていない場合は、ステップＳ１４が繰り返される。また、ステップＳ１５で、撮影レンズ３０のレンズ情報を取得出来なかった場合には、投影用画像補正は行わない。

本実施形態では、画像投影アダプタ５０を使って、表示部１５に出力された画像を、光学ファインダーに戻し、カメラ１０（アイピース２４、プリズム２３、クイックリターンミラー２１）、及び撮影レンズ３０から出力させ、スクリーンに拡大投影することが可能になる。すなわち、表示部１５に表示された画像は、画像投影アダプタ５０、アイピース２４、クイックリターンミラー２１、撮影レンズ３０を介する光路で、拡大投影される。このとき、カメラ制御部１７や画像処理部１３の動作仕様は拡大投影を考慮したものに変更されるが、カメラ１０の内部の構造は変わらないため、カメラ１０の内部の構成を複雑にすることなく、カメラ１０にプロジェクター機能を加えることが可能になる。

なお、表示部１５に表示される画像は、通常の画像表示に対して、左右が反転しているが、画像投影アダプタ５０、カメラ１０、及び撮影レンズ３０を介して、上下、及び左右が反転しない正常な画像がスクリーンに投影される。

また、拡大投影する際に、投影時に使用される撮影レンズ３０の歪み特性などを考慮した補正処理（投影用画像補正）を行うため、歪みの少ない状態で、スクリーンに拡大投影することが可能になる。

また、表示部１５が、図９に示すような移動機構を用いて移動可能な場合には、第１ミラー５３ａによる光路を曲げる工程を省略する形態であってもよい。

上記実施形態においては、構造簡単化のため、カメラ１０においては、単にピント板２２を着脱可能な構造としたが、ピント板２２を光路から進退（退避）させる機構を設けるとともに、画像投影アダプタ５０が装着された場合は、ピント板を光路から自動退避させる構成にしてもよい。

また、本実施形態では、カメラ１０が一眼レフタイプのデジタルカメラであるとして説明したが、アイピース２４と対物レンズ（不図示）で構成される光学ファインダー（ビューファインダー）を有するデジタルカメラであってもよい。この場合は、画像投影アダプタ５０を使って、表示部１５に出力された画像を、ビューファインダーに戻し、カメラ１０（アイピース２４、対物レンズ）から出力させ、スクリーンに拡大投影することが可能になる。すなわち、表示部１５に表示された画像は、画像投影アダプタ５０、アイピース２４、対物レンズを介する光路で、拡大投影される。

１ プロジェクターシステム
１０ カメラ
１１ 撮像素子
１３ 画像処理部
１４ 操作部
１５ 表示部
１６ 記録部
１７ カメラ制御部
１８ カメラ側コネクタ
２１ クイックリターンミラー
２２ ピント板
２３ プリズム
２４ アイピース
３０ 撮影レンズ
３７ レンズ制御部
５０ 画像投影アダプタ
５１ａ、５１ｂ 第１、第２光学系
５３ａ、５３ｂ 第１、第２ミラー
５７ アダプタ制御部
５８ アダプタ側コネクタ

Claims (9)

1. 撮像素子と、記録部と、前記撮像素子で撮像して得られた画像または前記記録部に記録された画像ファイルに基づく画像を表示する表示部と、対物レンズと、アイピースとを有し、前記対物レンズ及び前記アイピースを介して、光学的に被写体像を観察することが可能なデジタルカメラと、
   光学系とミラーとを有し、前記アイピース、前記対物レンズを介して拡大投影を行うために、前記カメラに取り付けられ、前記光学系と前記ミラーを介して、前記表示部に表示された画像を前記アイピースに投影する画像投影アダプタとを備えることを特徴とするプロジェクターシステム。
2. 前記カメラは、一眼レフタイプであり、
   前記対物レンズは、一眼レフカメラの撮影レンズであって、
   前記表示部に表示された画像は、前記画像投影アダプタ、前記アイピース、クイックリターンミラー、前記前記撮影レンズを介する光路で、拡大投影されることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクターシステム。
3. 前記画像投影アダプタが前記カメラに取り付けられた時に、
   前記表示部は、一部の領域に前記拡大投影のための画像を表示し、
   前記画像投影アダプタは、前記一部の領域に表示された画像を、前記光学系、及び前記ミラーを介して、前記アイピースに投影し、
   前記一部の領域に表示された画像が、前記光学系、及び前記ミラー、前記アイピースを介して、前記カメラのピント板位置に前記撮像素子の撮像面とほぼ同じ大きさで結像するように、前記光学系の倍率が決定されることを特徴とする請求項２に記載のプロジェクターシステム。
4. 前記一部の領域の中心は、前記表示部の表示面を含む平面上であって前記カメラの撮影レンズの光軸と交差する点と、前記アイピースの光軸が交差する点とを結ぶ線上に位置し、
   前記一部の領域は、前記表示部と対向する位置に設けられた前記光学系に内接する矩形以下の大きさに設定されることを特徴とする請求項３に記載のプロジェクターシステム。
5. 前記ピント板は、前記光路から退避可能であり、
   前記拡大投影を行う場合に、前記ピント板は、前記光路から退避されることを特徴とする請求項３に記載のプロジェクターシステム。
6. 前記画像投影アダプタは、前記光学系として少なくとも１つのコンデンサーレンズと、前記光路を曲げるために使用される２つのミラーとを有し、
   前記画像投影アダプタが前記カメラに取り付けられた時に、前記表示部は、左右を反転させた状態で、画像を表示することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクターシステム。
7. 前記カメラの画像処理部は、前記光学系の歪み特性を含むアダプタ情報と、前記対物レンズのレンズ情報とに基づいて、拡大投影された画像の歪みが少なくなるように、前記表示部に表示する画像を補正することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクターシステム。
8. 前記拡大投影を行う場合であって、前記カメラに前記拡大投影アダプタが取り付けられた場合に、前記表示部は、前記拡大投影を行わない場合に比べて、輝度を上げて表示を行うことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクターシステム。
9. 光学系と、
   ミラーとを備え、
   デジタルカメラのアイピース及び対物レンズを介して拡大投影を行うために、前記カメラに取り付けられ、前記光学系と前記ミラーを介して、前記カメラの表示部に表示された画像を前記アイピースに投影することを特徴とするプロジェクターシステムにおける画像投影アダプタ。

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