JP5434328B2

JP5434328B2 - プロジェクタモジュール、電子機器及び光源位置調整方法

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Publication number: JP5434328B2
Application number: JP2009168937A
Authority: JP
Inventors: 伸明高橋
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2029-07-17
Also published as: JP2011022463A

Description

本発明は、プロジェクタモジュール、電子機器、及び光源位置調整方法に関するものである。

被写体の撮像を行う撮像機能と画像の投映を行う投映機能を備えるカメラが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２５０３９２号公報

ところで、プロジェクタモジュールの光源として使用されるＬＥＤは、発光部であるＬＥＤチップがパッケージされたものであるが、ＬＥＤチップの中心位置にはバラつきがあり、ＬＥＤパッケージの外形中心と一致していない場合がある。従って、このようなＬＥＤをプロジェクタモジュールに設置した場合、発光部の中心位置とＬＥＤの中心位置とのズレにより、所望の照度分布や明るさで画像を投映することができないことがあった。

本発明の目的は、画像の投映を良好に行うことができるプロジェクタモジュール、該プロジェクタモジュールを備えた電子機器、及び該プロジェクタモジュールの光源位置調整方法を提供することである。

本発明のプロジェクタモジュールは、投映光を発光する光源を保持し、前記投映光を集光する集光光学系の光軸に直交する第１方向に移動させる際に用いられる側面と、前記光軸に直交し、かつ、前記第１方向と交差する第２方向に移動させる際に用いられる突起部が設けられた保持部材を備え、前記保持部材は、前記第２方向に平行に設けられた２つの前記側面のそれぞれが前記第１方向に対して平行に設けられた２つの前記突起部を備えることを特徴とする。

また、本発明の電子機器は、本発明のプロジェクタモジュールを備えることを特徴とする。

また、本発明の光源位置調整方法は、投映光を発光する光源を備えるプロジェクタモジュールの光源位置調整方法であって、光源位置調整用の外部装置に設けられた移動部材が前記光源を保持する保持部材の斜面が形成された側面に当接することにより、前記保持部材を前記投映光を集光する集光光学系の光軸に直交する第１方向に移動させる手順と、前記移動部材が前記保持部材の斜面が形成された突起部に当接することにより、前記保持部材を前記光軸に直交し、かつ、前記第１方向と交差する第２方向に移動させる手順とを含むことを特徴とする。
また、本発明のプロジェクタモジュールは、投映光を発光する光源と、前記投映光を集光する集光光学系の光軸方向に直交する第１方向に沿って備えられ前記光軸方向に対して第１角度の傾斜を有する第１斜面を有する第１側面と、前記第１方向に沿って備えられ前記光軸方向に対して第２角度の傾斜を有する第２斜面を有する第２側面と、前記第１側面の前記第１方向における一端側に備えられ前記光軸方向に対して第３角度の傾斜を有する第３斜面を有する第１突起部と、前記第１側面の前記第１方向における他端側に備えられ前記光軸方向に対して第４角度の傾斜を有する第４斜面を有する第２突起部と、前記第２側面の前記第１方向における一端側に備えられ前記光軸方向に対して第５角度の傾斜を有する第５斜面を有する第３突起部と、前記第２側面の前記第１方向における他端側に備えられ前記光軸方向に対して第６角度の傾斜を有する第６斜面を有する第４突起部とを有し、前記光源を保持する保持部材とを備え、前記第２斜面は、前記第１斜面と対称に備えられ、前記第４斜面は、前記第３斜面と対称に備えられ、前記第６斜面は、前記第５斜面と対称に備えられていることを特徴とする。
また、本発明のプロジェクタモジュールは、投映光を発光する光源と、光源位置調整用の移動部材が当接可能な第１斜面を有する側面と、前記第１斜面とは異なる第２斜面が形成された突起部とを有し、前記光源を保持する保持部材とを含み、前記保持部材は、前記移動部材を前記側面に当接させることにより前記投映光を集光する集光光学系の光軸に直交する第１方向に移動可能であり、前記移動部材を前記突起部に当接させることにより前記保持部材を前記光軸に直交し、かつ、前記第１方向と交差する第２方向に移動可能である。

本発明のプロジェクタモジュールによれば、ＬＥＤチップの中心位置にバラつきが生じていても、発光部の中心位置とＬＥＤの中心位置とのズレを補正して良好な投映を行うことできる。

実施の形態に係るカメラの外観を示す斜視図である。実施の形態に係るカメラの内部の構成を示す正面図である。実施の形態に係るプロジェクタモジュールの構成を示す分解斜視図である。実施の形態に係るプロジェクタモジュールの内部の構成を示す断面図及び拡大図である。実施の形態に係るモジュール筐体の正面図である。実施の形態に係るモジュール筐体の側面図である。実施の形態に係るツメの先端を示す図である。実施の形態に係るＬＥＤホルダを示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係る電子機器としてのカメラについて説明する。図１は、この実施の形態に係るカメラ２の外観を示す斜視図である。カメラ２は、金属からなる筐体４を備え、筐体４の前面には、筐体４に内蔵された撮像ユニット１８（図２参照）の撮像窓６、筐体４に内蔵されたプロジェクタモジュール２０（図２参照）の投映窓８、及び撮影時にフラッシュ光が射出されるフラッシュ窓１０が設けられている。また、カメラ２の上面には、電源スイッチ１２、レリーズ動作を指示するシャッタボタン１４、被写体の撮像を行う撮像モードと画像の投映を行う投映モードとを切り替えるモード切替ボタン１６が設けられている。

図２は、この実施の形態に係るカメラ２において、内部に収容されている各ユニットの配置を示す正面図である。カメラ２の内部には、被写体を撮像するための撮像素子等を有する撮像ユニット１８、画像を投映するための投映光学系等を有するプロジェクタモジュール２０、撮像ユニット１８及びプロジェクタモジュール２０に電力を供給するバッテリを収容する電池室２２が設けられている。

図３は、この実施の形態に係るカメラ２が備えるプロジェクタモジュール２０の構成を示す分解斜視図である。なお、以下の説明においてはＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照して説明する。図３に示すように、ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸がプロジェクタモジュール２０から画像が投映される方向と平行に、Ｙ軸がプロジェクタモジュール２０の上下方向に、Ｚ軸が後述するＬＥＤ３２から発光される投映光の進行方向と平行な方向にそれぞれ設定される。

プロジェクタモジュール２０は、光源としてのＬＥＤ３２から発光された投映光を平行光に変換する集光レンズ群２４（図４参照）、及び画像を投映する投映光学系が収容されるモジュール筐体２６を備えている。モジュール筐体２６の−Ｚ側の側面の下部にはＬＥＤホルダ取付部２８が設けられている。

ＬＥＤホルダ取付部２８は、−Ｚ側に略楕円状形状の開口を有し、当該開口から−Ｚ方向に向かってＬＥＤホルダ３０、ＬＥＤ３２が配置されている。なお、ＬＥＤ３２は、ＬＥＤホルダ３０に対して接着により固定され、ＬＥＤホルダ３０は、光源位置調整、即ち、ＬＥＤ３２の位置調整の終了後にＬＥＤホルダ取付部２８に対して接着により固定される。

ＬＥＤ３２には、ＬＥＤ３２内にパッケージされたＬＥＤチップに電力を供給するためのリード線３４が取り付けられており、ＬＥＤチップが設置されていない−Ｚ側の面には、ＬＥＤ３２の発光時に発生する熱を放熱する放熱シート３６が接着されている。この放熱シート３６には、２つの接触面を有するＬ字形状の放熱板３８が、一方の接触面を放熱シート３６の全体に対して密着するようにして取り付けられている。なお、当該接触面は、タップタイトネジ４０を用いてＬＥＤホルダ取付部２８に対して固定された放熱板押さえ板４２によって、＋Ｚ方向に付勢された状態で放熱シート３６に密着している。従って、ＬＥＤ３２において発生した熱は当該接触面を介して放熱板３８に効果的に伝導する。そして、プロジェクタモジュール２０がカメラ２の筐体４内に装着される場合には、放熱板３８の他方の接触面が放熱シート４４を介して筐体４の前面の内面に対して密着するようにして固定される。また、放熱板３８は、放熱シート３６との接触面が放熱シート４４との接触面よりも狭く形成され、２つの接触面の接続部はテーパ状となっている。従って、ＬＥＤ３２で発生した熱は、放熱シート３６、放熱板３８及び放熱シート４４を介して筐体４の前面から効果的に放熱される。

図４は、この実施の形態に係るプロジェクタモジュール２０の内部の構成を示す断面図である。ＬＥＤホルダ３０によって支持されたＬＥＤ３２から射出された投映光は、集光レンズ２４ａ、２４ｂを備える集光レンズ群２４により平行光に変換された後、ＰＳコンバータ４６に入射する。ここで、ＰＳコンバータ４６は、入射した光を特定の偏光光に変換する光学素子であり、ガラスプリズム内に、入射光の進行方向に対して４５°の角度で設けられ特定の偏光光のみを透過する偏光分離膜４６ａ、及び偏光分離膜４６ａに平行に設けられた反射膜４６ｂを有するものである。なお、集光レンズ群２４を透過してＰＳコンバータ４６に入射した光は、全て偏光分離膜４６ａに入射する。また、ＰＳコンバータ４６とＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）４８との間の偏光分離膜４６ａを透過した光のみが透過する位置には、１／２波長板４９が設けられている。従って、ＰＳコンバータ４６を透過した投映光は、Ｐ偏光またはＳ偏光の何れか一方の偏光光に変換され、ＰＢＳ４８に入射する。

例えば、偏光分離膜４６ａがＰ偏光光のみを透過する場合には、ＰＢＳ４８にはＳ偏光光のみが入射し、ＰＢＳ４８内に入射光の進行方向に対して４５°の角度で設けられた偏光分離膜４８ａへ入射する。偏光分離膜４８ａへ入射した投映光は、Ｓ偏光のみであるため偏光分離膜４８ａによって反射され、ＰＢＳ４８の下面４８ｂから下方に向かって射出された後に、ＰＢＳ４８の下方に設置された画像表示部としてのＬＣＯＳ（反射型液晶素子）５０に入射する。

ＬＣＯＳ５０に入射した光は、ＬＣＯＳ５０により反射され、ＰＢＳ４８に再度入射する。ここで、ＬＣＯＳ５０を構成する図示しない液晶層は、電圧が印加されると入射光に対して位相板として機能する。従って、ＬＣＯＳ５０から射出する光のうち、液晶層により電圧が印加された画素領域を透過した光はＳ偏光からＰ偏光に変換される。一方、ＬＣＯＳ５０から射出する光のうち、液晶層により電圧が印加されていない画素領域を透過した光はＳ偏光のまま進行する。

Ｐ偏光とＳ偏光との混合光としてＰＢＳ４８に再度入射した光のうち、ＬＣＯＳ５０の電圧が印加された画素領域を透過したＰ偏光の光のみが偏光分離膜４８ａを透過し、Ｓ偏光と分離される。当該Ｐ偏光は、ＰＢＳ４８から上方へ向かって射出された後に、投映用光学像を投映するための投映レンズ群５２、及び投映レンズ群５２から射出された光学像の投映方向を偏向させるためのミラー５４を介してモジュール筐体２６から図３における＋Ｘ方向へ投映される。即ち、ＬＣＯＳ５０に表示された画像が投映用光学像として読み出され、カメラ２の前方向へ投映される。

次に図面を参照してこの実施の形態に係るモジュール筐体への光源の取付及び光源位置の調整方法について説明する。ここで、図５は、モジュール筐体を＋Ｘ側から視た図（正面図）、図６は、モジュール筐体２６を−Ｚ側から視た図（側面図）である。また、図７は、光源位置調整用の外部装置の移動部材であるツメ５８の先端部を示す図である。また、図８は、ＬＥＤホルダ３０を示す図であり、図８（ａ）は＋Ｙ側から視た図、図８（ｂ）は−Ｚ側から視た図、図８（ｃ）は−Ｙ側から視た図、図８（ｄ）は図８（ｂ）のＡ−Ａ断面図、図８（ｅ）は＋Ｚ側から視た図である。

光源位置を調整する際には、モジュール筐体２６の図３に示す＋Ｚ側の面を底面とし、外部装置の図示しない基準面上に設置する。また、ＬＥＤ３２が部組されたＬＥＤホルダ３０をＬＥＤホルダ取付部２８に取り付ける。そして図５に示すように光源位置調整用の外部装置の移動部材であるツメ５８を降下させる。ここで、ツメ５８はＬＥＤホルダ３２側へ広がりを有するハの字型で設けられ、ＬＥＤホルダ取付部２８の面に対して所定の角度を有する。本実施の形態においては図５に示すように４５°として説明する。

また、図８（ｄ）に示すように、ＬＥＤホルダ３０の側面６０，６１には、ＬＥＤホルダ３０の外側に向かって４５°の斜面が形成されている。従って、ツメ５８が降下すると側面６０，６１に当接することとなる。従って、ツメ５８を所定の位置まで降下させることによりＬＥＤホルダ３０がＹ方向に移動し、ＬＥＤ３２のＹ方向に対する位置を調整することができる。

また、ＬＥＤホルダ３０は、突起部６２，６４を備え、Ｈ型形状を有している。図８（ａ）及び（ｃ）に示すように突起部６２，６４には、４５°の斜面がＬＥＤホルダ３２の内側に向かって形成されている。また、図７に示すようにツメ５８の先端のＸＹ平面における断面は４５°の斜面が形成されている。従って、図６に示すようにツメ５８が２つの側面６０，６１に当接した状態においてツメ５８を＋Ｘ方向に移動すると突起部６２に当接することとなり、この状態においてさらにツメ５８を＋Ｘ方向に移動することによりＬＥＤホルダ３０が＋Ｘ方向に移動する。一方、ツメ５８を−Ｘ方向に移動すると突起部６４に当接することとなり、この状態においてさらにツメ５８を−Ｘ方向に移動することによりＬＥＤホルダ３０が−Ｘ方向に移動する。従って、ＬＥＤホルダ３０に部組されたＬＥＤ３２のＸ方向に対する位置を調整することができる。

ＬＥＤ３２の位置調整を終了すると、ＬＥＤホルダ取付部２８に設けられた凹部６６に注入された接着剤によりＬＥＤホルダ３０をＬＥＤホルダ取付部２８に対して固定する。即ち、モジュール筐体２６に対してＬＥＤ３２の位置が固定される。

その後、放熱シート３６及び放熱板３８は、タップタイトネジ４０を用いてＬＥＤホルダ取付部２８に対して放熱押さえ板４２を螺着することにより固定され、モジュール筐体２６へのＬＥＤ３２の取付が終了する。

この実施の形態に係るプロジェクタモジュールによれば、ＬＥＤチップの位置にバラつきが生じていても、ＬＥＤの設置位置の調整を行って、集光光学系全体で最適な位置にＬＥＤを配置することができる。従って、設計上の照度分布や明るさで画像の投映を行うことができる。

また、この実施の形態に係る光源位置調整方法によれば、プロジェクタモジュールの設置位置を集光光学系の光軸に直交する第１方向と、当該光軸に直交し、かつ、第１方向と交差する第２方向とに移動させることができるので、集光光学系全体で最適な位置にＬＥＤを配置することができる。

なお、上述の実施の形態においては、ＬＥＤホルダ３０の側面６０，６１において４５°の斜面が形成され、外部装置のツメ５８がＬＥＤホルダ取付部２８の取付面に対して４５°の角度を有する構成として説明したが、ツメ５８が降下した際に側面６０，６１に当接するように、側面６０，６１に形成される斜面の角度とＬＥＤホルダ取付部２８の取付面に対するツメ５８の角度とが対応していれば角度の値は適宜変更することができる。

また、上述の実施の形態においては、外部装置のツメ５８の先端が有する角度を４５°とし、突起部６２，６４に４５°の斜面が形成される構成として説明したが、ツメ５８が突起部６２または６４に接する際に当接するように、ツメ５８の先端が有する角度と突起部６２，６４に形成される斜面の角度とが対応していれば角度の値は適宜変更することができる。

２…カメラ、４…筐体、６…撮像窓、８…投映窓、２０…プロジェクタモジュール、２４…集光レンズ群、２６…モジュール筐体、３０…ＬＥＤホルダ、３２…ＬＥＤ、４６…ＰＳコンバータ、４８…ＰＢＳ、５０…ＬＣＯＳ、５８…ツメ、６０，６１…側面、６２，６４…突起部

Claims

投映光を発光する光源を保持し、前記投映光を集光する集光光学系の光軸に直交する第１方向に移動させる際に用いられる側面と、
前記光軸に直交し、かつ、前記第１方向と交差する第２方向に移動させる際に用いられる突起部が設けられた保持部材を備え、
前記保持部材は、前記第２方向に平行に設けられた２つの前記側面のそれぞれが前記第１方向に対して平行に設けられた２つの前記突起部を備えることを特徴とするプロジェクタモジュール。
請求項１に記載されたプロジェクタモジュールであって、
前記保持部材は、２つの前記側面のそれぞれが前記第１方向に対して平行に設けられた２つの前記突起部を備えるＨ型形状であることを特徴とするプロジェクタモジュール。
前記側面には、斜面が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のプロジェクタモジュール。
前記突起部には、斜面が形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のプロジェクタモジュール。
請求項１〜４の何れか一項に記載のプロジェクタモジュールを備えることを特徴とする電子機器。
投映光を発光する光源を備えるプロジェクタモジュールの光源位置調整方法であって、光源位置調整用の外部装置に設けられた移動部材が前記光源を保持する保持部材の斜面が形成された側面に当接することにより、前記保持部材を前記投映光を集光する集光光学系の光軸に直交する第１方向に移動させる手順と、
前記移動部材が前記保持部材の斜面が形成された突起部に当接することにより、前記保持部材を前記光軸に直交し、かつ、前記第１方向と交差する第２方向に移動させる手順とを含むことを特徴とする光源位置調整方法。
投映光を発光する光源と、
前記投映光を集光する集光光学系の光軸方向に直交する第１方向に沿って備えられ前記光軸方向に対して第１角度の傾斜を有する第１斜面を有する第１側面と、前記第１方向に沿って備えられ前記光軸方向に対して第２角度の傾斜を有する第２斜面を有する第２側面と、前記第１側面の前記第１方向における一端側に備えられ前記光軸方向に対して第３角度の傾斜を有する第３斜面を有する第１突起部と、前記第１側面の前記第１方向における他端側に備えられ前記光軸方向に対して第４角度の傾斜を有する第４斜面を有する第２突起部と、前記第２側面の前記第１方向における一端側に備えられ前記光軸方向に対して第５角度の傾斜を有する第５斜面を有する第３突起部と、前記第２側面の前記第１方向における他端側に備えられ前記光軸方向に対して第６角度の傾斜を有する第６斜面を有する第４突起部とを有し、前記光源を保持する保持部材とを備え、
前記第２斜面は、前記第１斜面と対称に備えられ、
前記第４斜面は、前記第３斜面と対称に備えられ、
前記第６斜面は、前記第５斜面と対称に備えられていることを特徴とするプロジェクタモジュール。
請求項７に記載されたプロジェクタモジュールであって、
前記第１側面及び前記第２側面は、前記保持部材を前記第１方向に直交する第２方向に移動させる際に用いられるものであり、
前記第１突起部、前記第２突起部、前記第３突起部、及び、前記第４突起部は、前記保持部材を前記第１方向に移動させる際に用いられるものであり、
前記保持部材は、前記第１側面が前記第２方向に対して平行に設けられた前記第１突起部及び前記第２突起部を備え、前記第２側面が前記第２方向に対して平行に設けられた前記第３突起部及び前記第４突起部を備えるＨ型形状であることを特徴とするプロジェクタモジュール。
投映光を発光する光源と、
光源位置調整用の移動部材が当接可能な第１斜面を有する側面と、前記第１斜面とは異なる第２斜面が形成された突起部とを有し、前記光源を保持する保持部材とを含み、
前記保持部材は、前記移動部材を前記側面に当接させることにより前記投映光を集光する集光光学系の光軸に直交する第１方向に移動可能であり、前記移動部材を前記突起部に当接させることにより前記保持部材を前記光軸に直交し、かつ、前記第１方向と交差する第２方向に移動可能である、プロジェクタモジュール。