專利名稱：攝像裝置以及投影儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及攝像裝置以及投影儀。
背景技術：
以往，公知有根據(jù)圖像信息對從光源射出的光進行調(diào)制并放大地投射至屏幕等投射面上的投影儀。近年來，已提出了能夠在投影儀所投影的圖像上重疊地顯示圖形或文字等的技術(例如，參照專利文獻I)。專利文獻I所述的投影儀具有攝像裝置，并且，通過與從前端射出紅外線的定點設備(pointing device)和兼任圖像輸出裝置及圖像解析裝置的PC(Personal Computer 個人計算機)相組合，從而構(gòu)成了作為交互式白板系統(tǒng)的顯示系統(tǒng)。攝像裝置具有配置在外殼殼體的開口部內(nèi)的照相機，該開口部被透過紅外線的蓋所封閉。照相機檢測從在投射面上進行操作的定點設備射出的紅外線。并且，投影儀構(gòu)成為能夠與原來的圖像重疊地投影與定點設備的軌跡對應的圖形等。專利文獻I日本特開2011-2650號公報在專利文獻I中，關于透過紅外線的蓋，雖然沒有對其進行詳細說明，但考慮了如下方式采用了使紅外線以外的可見光等的波長截止的部件，使得照相機不接收從定點設備發(fā)出的紅外線以外的光，從而不會引起誤識別。由此，專利文獻I所述的投影儀構(gòu)成為照相機能夠檢測到從定點設備發(fā)出的紅外線并與原來的圖像重疊地進行投影，但是難以利用紅外線以外的可見光進行攝像。從而，專利文獻I所述的投影儀存在如下問題照相機很難對投射在投射面上的圖像進行攝像，所以無法根據(jù)投射在投射面上的圖像實施加工。例如，因為照相機無法拍攝投射面上的用于調(diào)整(校準)定點設備的位置的調(diào)整用圖案和所投射的圖像的失真，所以存在這樣的問題不能自動進行校準和圖像的失真校正，投影儀的操作十分煩雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述課題的至少一部分而作出的，其可以作為以下的方式或應用例來實現(xiàn)。[應用例I]本應用例的攝像裝置的特征是，該攝像裝置具備攝像元件，其對被攝體進行攝像；光學濾鏡，其紅外區(qū)域的透過率比可見光區(qū)域的透過率高；可見光透過部件，其可見光區(qū)域的透過率比所述光學濾鏡的所述可見光區(qū)域的透過率高；以及切換部，其對在入射至所述攝像元件的光的光路上配置所述光學濾鏡的第I狀態(tài)與在所述光路上配置所述可見光透過部件的第2狀態(tài)進行切換。根據(jù)本應用例，攝像裝置具備光學濾鏡以及可見光透過部件，且構(gòu)成為，利用切換部對在入射至攝像元件的光的光路上配置光學濾鏡的第I狀態(tài)與在光路上配置可見光透過部件的第2狀態(tài)進行切換。由此，攝像元件在第I狀態(tài)下能夠接收透過光學濾鏡的紅外線進行攝像，在第2狀態(tài)下，能夠接收透過可見光透過部件的可見光進行攝像。
另外，在入射至攝像元件的光的光路上，在第I狀態(tài)下配置光學濾鏡，在第2狀態(tài)下配置可見光透過部件，所以，能夠降低第I狀態(tài)與第2狀態(tài)中到達攝像元件的光的折射狀態(tài)之差。由此，攝像元件能夠抑制第I狀態(tài)以及第2狀態(tài)雙方的焦點偏移而進行攝像。因此，根據(jù)本應用例的攝像裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)基于紅外線以及可見光的可靠的攝像。[應用例2]在上述應用例所述的攝像裝置中，優(yōu)選的是，該攝像裝置還具備使來自所述被攝體的光在所述攝像元件上成像的攝像鏡頭，在所述第I狀態(tài)以及所述第2狀態(tài)下，所述光學濾鏡以及所述可見光透過部件被插入到所述攝像元件與所述攝像鏡頭之間。根據(jù)本應用例，由于光學濾鏡以及可見光透過部件被配置在攝像元件與攝像鏡頭之間，所以，通過攝像鏡頭的作用將要在攝像元件上成像的光入射至光學濾鏡以及可見光透過部件。由此，與光學濾鏡以及可見光透過部件被配置在攝像鏡頭內(nèi)、或者相對于攝像鏡 頭被配置在與攝像元件相反的一側(cè)的結(jié)構(gòu)相比，能夠減小光學濾鏡以及可見光透過部件的大小以及對第I狀態(tài)與第2狀態(tài)進行切換的移動量。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)攝像裝置的小型化。另外，因為將光學濾鏡以及可見光透過部件配置為與攝像元件接近，所以，能夠進一步高效地降低第I狀態(tài)與第2狀態(tài)下到達攝像元件的光的折射狀態(tài)之差。因此，根據(jù)本應用例的攝像裝置，既能實現(xiàn)小型化，又能實現(xiàn)紅外線圖像以及可見光圖像的可靠的攝像。[應用例3]在上述應用例的攝像裝置中，優(yōu)選的是，所述切換部具備可動部件，其保持所述光學濾鏡以及所述可見光透過部件，通過以在沿著所述攝像元件的光軸的方向上延伸的中心軸為中心的旋轉(zhuǎn)來切換所述第I狀態(tài)和所述第2狀態(tài)；以及基座部件，其以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支撐所述可動部件。根據(jù)本應用例，可動部件保持光學濾鏡以及可見光透過部件，并被支撐在基座部件上，通過使可動部件進行旋轉(zhuǎn)，來切換第I狀態(tài)與第2狀態(tài)。另外，可動部件以在沿著攝像元件的光軸的方向上延伸的中心軸為中心進行旋轉(zhuǎn)。即，通過使可動部件旋轉(zhuǎn)，由此，光學濾鏡以及可見光透過部件在與攝像元件的光軸垂直的面內(nèi)進行移動，在攝像元件與攝像鏡頭之間進行出入。由此，通過向攝像元件與攝像鏡頭之間進行插入并從它們之間退出，能夠容易地實現(xiàn)對第I狀態(tài)與第2狀態(tài)進行切換的結(jié)構(gòu)。另外，光學濾鏡以及可見光透過部件是通過可動部件的旋轉(zhuǎn)進行移動的結(jié)構(gòu)，所以，與以其它移動方式例如沿著直線進行移動的結(jié)構(gòu)相比，能夠進行高精度的移動。由此，能夠高效地設定光學濾鏡以及可見光透過部件的尺寸來實現(xiàn)小型化和低成本化，并且，通過設置檢測可動部件位置的檢測開關，能夠容易地檢測是第I狀態(tài)還是第2狀態(tài)。[應用例4]本應用例的投影儀的特征是具備投射部，其根據(jù)圖像信息對從光源射出的光實施調(diào)制并進行投射；以及上述應用例中任一項所述的攝像裝置，其對從上述投射部射出的光所投影的投射面進行攝像。根據(jù)本應用例，投影儀具備投射部和前述的攝像裝置，所以，能夠根據(jù)攝像元件所拍攝的紅外線以及可見光的攝像圖像來進行圖像的投影。例如，在該投影儀中添加了定點設備的系統(tǒng)等中，可如以下這樣進行應用。S卩，在第2狀態(tài)下，攝像裝置能夠?qū)ν渡洳克渡涞恼{(diào)整用圖案進行攝像(可見光圖像的攝像)，能夠在用于調(diào)整投射面上的定點設備位置的校準和圖像的失真的自動校正等中得到利用。并且，在第I狀態(tài)下，攝像裝置能夠?qū)碜栽谕渡涿嫔线M行操作的定點設備的紅外線圖像進行攝像，使投射 部在投射面上投影重疊圖像，該重疊圖像是在圖像信息上重疊該紅外線的信息而成的圖像。由此，能夠降低操作者的煩雜性而容易地進行交互式的輸入輸出，能夠提供授課和會議等利用范圍廣泛的投影儀。


圖I是示出采用了第I實施方式的投影儀的顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是示出第I實施方式的投影儀的外觀的立體圖。圖3是示出第I實施方式的投影儀的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。圖4是第I實施方式的攝像裝置的立體圖。圖5是第I實施方式的攝像裝置的分解立體圖。圖6是示出第I實施方式的第2狀態(tài)中的攝像裝置的圖。圖7是第I實施方式的攝像裝置的俯視圖。圖8是第2實施方式的切換部的示意圖。圖9是示意性示出變形例2的攝像裝置的剖視圖。符號說明I…投影儀，3…光學單元，4、14、2七..攝像裝置，5、15、25夂切換部，20..卬(，3(>..定點設備，36…投射光學裝置，40···支撐裝置，41···攝像元件，41J···光軸，43···攝像鏡頭，44···光學濾鏡，45···可見光透過部件，51、151、251···可動部件，51J…中心軸，52···基座部件，53，152…驅(qū)動部，100…顯不系統(tǒng),311···光源,361…組透鏡部,362…反射部,531…步進電機，152S、252S…螺線管，SC…投射面。
具體實施例方式(第I實施方式)以下，參照附圖來說明第I實施方式的投影儀。圖I是示出采用了本實施方式的投影儀I的顯示系統(tǒng)100的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。顯示系統(tǒng)100具備本實施方式的投影儀I、經(jīng)由未圖示的電纜與投影儀I連接的作為圖像輸出裝置的PC (Personal Computer :個人計算機)20以及定點設備30。如圖I所示，投影儀I由設置在屏幕等投射面SC上方的壁面上的支撐裝置40進行支撐，從朝著下方的一側(cè)向斜下方投射光，在投射面SC上投影與從PC 20發(fā)送的圖像信息對應的圖像。投影儀I構(gòu)成為具備攝像裝置4(參照圖3)，能夠?qū)ψ鳛楸粩z體的投射面SC進行攝像，后面將對投影儀I進行詳細說明。定點設備30在其前端被按壓在投射面SC上時從前端部發(fā)出紅外線。PC 20向投影儀I發(fā)送圖像信息，并且進行基于攝像裝置4所拍攝的攝像圖像的控制。顯示系統(tǒng)100構(gòu)成為能夠根據(jù)攝像裝置4所拍攝的圖像來實施調(diào)整、或者在投射面SC上投影重疊圖像，該重疊圖像是在圖像信息上重疊定點設備30的軌跡而得到的圖像。[投影儀的主要結(jié)構(gòu)]圖2是示出本實施方式的投影儀I的外觀的立體圖，是從下方側(cè)(對光進行投射的一側(cè))觀察圖I中的投影儀I的圖。圖3是示出本實施方式的投影儀I的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖2、圖3所示，投影儀I具備構(gòu)成外殼的外殼殼體2、控制部(省略圖示)、作為投射部的光學單元3以及攝像裝置4。此外，雖省略圖示，但在外殼殼體2的內(nèi)部還配置有對光學單元3所具備的光源裝置31和控制部進行供電的電源裝置、對光學單元3進行冷卻的冷卻裝置等。另外以下，為了便于說明，將投影儀I被支撐在支撐裝置40上的狀態(tài)下與投射面SC對應的法線方向記為前后方向，將朝著投射面SC的方向記為前方向(+Y方向)，將與重力相反的方向記為上方向(+Z方向)，朝著投射面SC將右側(cè)記為右方向(+X方向)。外殼殼體2是組合了多個合成樹脂制的部件而構(gòu)成的，如圖2所示，該外殼殼體2·具有形成-Z側(cè)的面的投射側(cè)面2A ;形成+Z側(cè)的面的夾具安裝面2B ;分別形成左右的面的左側(cè)面2C、右側(cè)面2D ;以及分別形成前后的面的前面2F、后面2E。如圖2所示，在投射側(cè)面2A上，在前后方向上的后方(-Y方向)附近，形成有具備第I傾斜面21a以及第2傾斜面21b的凹部21，在凹部21的后方配置了具有多個鍵的操作面板22。第I傾斜面21a相對于第2傾斜面21b位于后面2E側(cè)，并隨著從后方向前方靠近，朝著+Z方向(接近于夾具安裝面2B的方向)而傾斜。第2傾斜面21b與第I傾斜面21a連接，并隨著從后方向前方靠近，朝著-Z方向(與夾具安裝面2B相離的方向)而傾斜。在第I傾斜面21a上設有靠近于左側(cè)面2C側(cè)而形成的凹部211，在該凹部211的底部分中形成有第I開口部211H。投射側(cè)面2A被配置成，在投影儀I被支撐于支撐裝置40的狀態(tài)下朝向下方(參照圖1)，投影儀I從該第I開口部211H向投射面SC投射光。在第I傾斜面21a中的凹部211的+X方向上，依次形成有大致矩形狀的第2開口部212H以及第3開口部213H。在第2開口部212H內(nèi)配置后述的攝像裝置4。在第3開口部213H內(nèi)配置接收來自遙控器(省略圖示)的紅外線信號的受光裝置(省略圖示)，利用能透過紅外線但使可見光截止的蓋23來封閉該第3開口部213H。在左側(cè)面2C的前側(cè)形成有具有多個縫隙狀的孔的吸氣口 214。雖省略圖示，但在該吸氣口 214的內(nèi)側(cè)配置有空氣過濾器以及吸氣風扇，通過吸氣風扇的驅(qū)動，經(jīng)由吸氣口214以及空氣過濾器導入用于對外殼殼體2內(nèi)進行冷卻的冷卻空氣。雖省略圖示，但在右側(cè)面2D設置有排氣口，在該排氣口的內(nèi)側(cè)配置有排氣風扇。并且，由吸氣風扇導入的對外殼殼體2內(nèi)進行冷卻的空氣從該排氣口排出。如圖I所示，在夾具安裝面2B上安裝有接頭50，通過該接頭50將投影儀I安裝在支撐裝置40上。另外，雖省略圖示，但在夾具安裝面2B上形成有開口部，與連接端子連接的電纜(省略圖示)從該開口部伸出到投影儀I的外部。并且，伸出到投影儀I的外部的電纜插入到支撐裝置40內(nèi)，經(jīng)過壁面與PC 20等外部設備連接。控制部具備CPU (Central Processing Unit :中央處理器)、ROM (Read OnlyMemory :只讀存儲器)、RAM (Random Access Memory :隨機存取存儲器)等，作為計算機發(fā)揮功能，進行投影儀I的動作控制，例如與圖像投射相關的控制等。
[光學單元的結(jié)構(gòu)]光學單元3在控制部的控制下，根據(jù)圖像信息對從光源311射出的光進行調(diào)制和投射。光學單元3如圖3所示具備光源裝置31、積分照明光學系統(tǒng)32、色分離光學系統(tǒng)33、中繼光學系統(tǒng)34、電光裝置35、投射光學裝置36以及在光路上的規(guī)定位置處配置這些光學部件的光學部件用殼體37。如圖3所示，光學單元3俯視時形成為大致L字狀，在一個端部可拆裝地配置光源裝置31，在另一個端部配置投射光學裝置36。光源裝置31具備由超高壓水銀燈或金屬鹵化物燈等構(gòu)成的放電型光源311、反射鏡312以及作為透光部件的平行透鏡313等。光源裝置31在通過反射鏡312對從光源311射出的光進行反射之后，利用平行透鏡313使射出方向一致，向積分照明光學系統(tǒng)32射出。積分照明光學系統(tǒng)32具備第I透鏡陣列321、第2透鏡陣列322、偏振光變換元件323以及重疊透鏡324。第I透鏡陣列321是將從光源裝置31射出的光分割為多個部分光的光學元件，其具備多個小透鏡，這多個小透鏡在與從光源裝置31射出的光的光軸C大致垂直的面內(nèi)排列成矩陣狀。第2透鏡陣列322具有與第I透鏡陣列321大致相同的結(jié)構(gòu)，與重疊透鏡324 —起，使得從第I透鏡陣列321射出的部分光重疊在后述的液晶 光閥351的表面上。偏振光變換元件323具有如下功能將從第2透鏡陣列322射出的隨機偏振光統(tǒng)一成液晶光閥351可利用的大致I種偏振光。色分離光學系統(tǒng)33具備2個分色鏡331、332以及反射鏡333,且具有如下功能將從積分照明光學系統(tǒng)32射出的光分離為紅色光(以下稱為“R光”)、綠色光(以下稱為“G光”)、藍色光(以下稱為“B光”)這3色光。中繼光學系統(tǒng)34具備入射側(cè)透鏡341、中繼透鏡343以及反射鏡342、344，且具有如下功能將由色分離光學系統(tǒng)33分離后的R光引導到R光用的液晶光閥351R。此外，光學單元3構(gòu)成為由中繼光學系統(tǒng)34對R光進行引導，但不限于此，例如也可以是對B光進行引導的結(jié)構(gòu)。電光裝置35具備作為光調(diào)制裝置的液晶光閥351以及作為色合成光學裝置的交叉分色棱鏡352，根據(jù)圖像信息對由色分離光學系統(tǒng)33分離后的各色光進行調(diào)制，并對調(diào)制后的各色光進行合成。針對3色光的每色光具備液晶光閥351 (將R光用的液晶光閥設為351R，將G光用的液晶光閥設為351G，將B光用的液晶光閥設為351B)，所述液晶光閥351分別具有透射型的液晶面板以及配置在其兩面的入射側(cè)偏振板、出射側(cè)偏振板。液晶光閥351具有呈矩陣狀形成有未圖示的微小像素的矩形狀像素區(qū)域，各個像素被設定為與顯示圖像信號對應的透光率，在像素區(qū)域內(nèi)形成顯示圖像。并且，由色分離光學系統(tǒng)33分離后的各色光在經(jīng)由液晶光閥351進行調(diào)制之后，射出至交叉分色棱鏡352。
交叉分色棱鏡352在將4個直角棱鏡粘合后的俯視時，大致呈正方形狀，在直角棱鏡彼此貼合的界面上形成有2個電介質(zhì)多層膜。交叉分色棱鏡352利用電介質(zhì)多層膜對由液晶光閥351R、351B調(diào)制后的彩色光進行反射，且使得由液晶光閥351G調(diào)制后的彩色光透過，進而對各色光進行合成。投射光學裝置36具備由多個透鏡組合而成的組透鏡部361以及具有非球面形狀的反射鏡的反射部362。由交叉分色棱鏡352合成后的光經(jīng)由組透鏡部361進行放大，并由反射部362實施廣角化后進行反射。然后，被反射部362反射后的光通過外殼殼體2的第I開口部211H(參照圖2)而投射至投射面SC(參照圖I)。這樣，投射光學裝置36具備組透鏡部361以及反射部362，由此本實施方式的投影儀I構(gòu)成為投射距離短的所謂的短焦點投影儀。如上所述，攝像裝置4被配置在第2開口部212H內(nèi)，構(gòu)成為能夠?qū)ν渡湓谕渡涿?SC上的圖像以及從在投射面SC上執(zhí)行操作的定點設備30發(fā)出的紅外線進行拍攝。[攝像裝置的結(jié)構(gòu)]這里，對攝像裝置4進行詳細說明。圖4是攝像裝置4的立體圖。圖5是攝像裝置4的分解立體圖。如圖4、圖5所示，攝像裝置4具備攝像元件41、電路基板42、攝像鏡頭43、光學濾鏡44、可見光透過部件45以及切換部5。攝像元件41例如由CO) (Charge Coupled Device 電荷I禹合器件)或CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor :互補金屬氧化物半導體)等構(gòu)成。電路基板42安裝著攝像元件41，經(jīng)由未圖示的電纜與控制部連接。以沿著第I傾斜面21a(參照圖I、圖2)的方式(相對于X-Y平面傾斜)配置電路基板42，使得攝像元件41的受光部411朝向投射面SC側(cè)，以對投射面SC進行高效的攝像。雖然省略了詳細的圖示，但攝像鏡頭43由多個鏡頭構(gòu)成，使得投射在投射面SC上的圖像以及從在投射面SC上進行操作的定點設備30發(fā)出的紅外線成像于攝像元件41上。另外，攝像鏡頭43能夠拍攝整個投射面SC，所以是廣角鏡頭。光學濾鏡44是紅外區(qū)域的透過率高于可見光區(qū)域的透過率的部件，換言之，光學濾鏡44形成為使得紅外線透過并使可見光截止的所謂的IR濾鏡。本實施方式的光學濾鏡44是在玻璃板材上通過蒸鍍等形成薄膜而構(gòu)成的?？梢姽馔高^部件45構(gòu)成為其可見光區(qū)域的透過率高于光學濾鏡44的可見光區(qū)域的透過率。另外，可見光透過部件45為玻璃板材，其形成為具有與光學濾鏡44等同的厚度。如圖5所示，光學濾鏡44以及可見光透過部件45在俯視時形成為矩形，并列地配置于后述的切換部5的可動部件51。此外，光學濾鏡44、可見光透過部件45不限于用玻璃制造，也可以是合成樹脂制等。關于光學濾鏡44以及可見光透過部件45，通過旋轉(zhuǎn)可動部件51，對在入射至攝像元件41的光的光路上配置光學濾鏡44的第I狀態(tài)與在該光路上配置可見光透過部件45的第2狀態(tài)進行切換。具體地說，關于光學濾鏡44以及可見光透過部件45，通過旋轉(zhuǎn)可動部件51，來執(zhí)行向攝像元件41與攝像鏡頭43之間進行插入和從它們之間退回的操作，從而對第I狀態(tài)和第2狀態(tài)進行切換。如圖5所示，切換部5具備可動部件51、基座部件52、驅(qū)動部53以及按壓部件54，構(gòu)成為能夠?qū)Φ贗狀態(tài)和第2狀態(tài)進行切換。圖6是示出第2狀態(tài)中的攝像裝置4的圖，(a)為俯視圖，(b)為剖視圖。此外，圖6是省略了電路基板42、基座部件52以及按壓部件54的圖?？蓜硬考?1保持光學濾鏡44以及可見光透過部件45，以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支撐于基座部件52。如圖6(a)所示，可動部件51具有俯視時從一個端部向另一個端部呈放射狀擴展的形狀。并且，可動部件51在一個端部側(cè)形成有以中心軸51J為中心的圓孔(軸承511)，在另一個端部形成有以中心軸51J為中心的齒輪部51G。如圖5所示，中心軸51J在沿著攝像元件41的光軸41J的方向上進行延伸?？蓜硬考?1在軸承511與齒輪部51G之 間形成有兩個矩形狀的凹部，光學濾鏡44以及可見光透過部件45粘接在該凹部中且并列設置(參照圖5)。另外，在這兩個凹部的底面分別形成有開口部，在第I狀態(tài)、第2狀態(tài)中透過各個部件的光通過該開口部向攝像元件41射出。具體地說，在第2狀態(tài)中，可見光透過部件45如圖6(b)所示地插入到攝像元件41與攝像鏡頭43之間。并且，從攝像鏡頭43射出并透過可見光透過部件45的光通過凹部的開口部向攝像元件41射出。雖省略了圖示，但在第I狀態(tài)中，光學濾鏡44插入到攝像元件41與攝像鏡頭43之間。并且，從攝像鏡頭43射出并透過光學濾鏡44的光通過凹部的開口部向攝像兀件41射出。如圖5所示，基座部件52被配置在電路基板42與可動部件51之間，可旋轉(zhuǎn)地支撐可動部件51。如圖5所示，基座部件52在俯視時形成為矩形狀，在一個端部附近形成有支撐軸521，在另一個端部附近設置有齒輪支撐軸522。支撐軸521被插入到可動部件51的軸承511上，可旋轉(zhuǎn)地支撐可動部件51。齒輪支撐軸522被插入到后述的中繼齒輪532上，可旋轉(zhuǎn)地支撐中繼齒輪532。另外，基座部件52在支撐軸521與齒輪支撐軸522之間設置有開口部523以及引導突起524，在齒輪支撐軸522的附近形成有圓孔525。開口部523形成為使得已透過光學濾鏡44或可見光透過部件45的光通過。引導突起524是以中心軸51J為中心的呈圓弧狀突出的部位，其形成在開口部523與齒輪支撐軸522之間。并且，引導突起524以與可動部件51接觸而使可動部件51進行平滑的旋轉(zhuǎn)的方式進行引導。圓孔525中貫穿地插入后述的步進電機531的小齒輪5311。如圖5所示，驅(qū)動部53具備步進電機531、中繼齒輪532，根據(jù)控制部的指示使可動部件51旋轉(zhuǎn)。步進電機531具有組裝到驅(qū)動軸上的小齒輪5311。關于步進電機531，小齒輪5311從圖5的圖面視圖中的基座部件52的下方貫穿地插入圓孔525中，被安裝在基座部件52的下表面。中繼齒輪532將步進電機531所產(chǎn)生的驅(qū)動力傳遞給可動部件51。具體地說，中繼齒輪532是合成樹脂制的，如圖5、圖6所示，具備在該軸上層疊的大齒輪部5321以及小齒輪部5322。中繼齒輪532被基座部件52的齒輪支撐軸522所支撐，大齒輪部5321與小齒輪5311嚙合，小齒輪部5322與可動部件51的齒輪部51G嚙合。如圖5所示，按壓部件54相對于可動部件51，被配置在基座部件52的相反側(cè)。按壓部件54在俯視時形成為矩形狀，在中央部形成有保持攝像鏡頭43的圓筒部541。將按壓部件54通過螺釘?shù)裙潭ㄔ诨考?2上，并通過基座部件52可旋轉(zhuǎn)地保持可動部件51。
[攝像裝置的動作]這里，對攝像裝置4的動作進行說明。圖7是攝像裝置4的俯視圖，(a)為表示第2狀態(tài)的圖，(b)為表示第I狀態(tài)的圖。此外，圖7是省略了電路基板42、基座部件52以及按壓部件54的圖。攝像裝置4根據(jù)控制部的指示使步進電機531工作，由此使可動部件51旋轉(zhuǎn)而對第I狀態(tài)和第2狀態(tài)進行切換。并且，攝像裝置4在第I狀態(tài)中能夠進行透過光學濾鏡44的紅外線圖像的攝像，在第2狀態(tài)中能夠進行透過可見光透過部件45的可見光圖像的攝像。具體地說，在第2狀態(tài)中，攝像裝置4如圖7 (a)所示，可見光透過部件45被配置在
攝像元件41與攝像鏡頭43之間，能夠?qū)ν渡湓谕渡涿鍿C(參照圖I)上的圖像進行拍攝。即，攝像元件41能夠拍攝從光學單元3投射到投射面SC上的調(diào)整用圖形等圖像。顯示系統(tǒng)100能夠根據(jù)攝像元件41所拍攝的圖像來實施調(diào)整。例如，顯示系統(tǒng)100根據(jù)從投影儀I投射的調(diào)整用圖形，進行自動地調(diào)整定點設備30在投射面SC上指示的位置的自動校準和自動的圖像失真校正等。另一方面，當指示攝像裝置4從第2狀態(tài)切換為第I狀態(tài)時，小齒輪5311按照圖7(b)的俯視圖中的順時針進行旋轉(zhuǎn)。當小齒輪5311順時針旋轉(zhuǎn)時，經(jīng)由中繼齒輪532與小齒輪5311嚙合的可動部件51以中心軸51J為中心順時針旋轉(zhuǎn)。并且，當可動部件51旋轉(zhuǎn)到規(guī)定位置時，如圖7(b)所示，成為光學濾鏡44被配置在攝像元件41與攝像鏡頭43之間的第I狀態(tài)。在第I狀態(tài)下，攝像元件41能夠?qū)υ谕渡涿鍿C上進行操作而從定點設備30發(fā)出的紅外線進行拍攝。PC 20根據(jù)攝像裝置4所拍攝的攝像圖像來進行紅外線的射出位置的解析，生成在圖像信息上重疊有表示該射出位置軌跡的線的重疊圖像，并將該重疊圖像的圖像信息發(fā)送至投影儀I。然后，投影儀I將反映了表示定點設備30的軌跡的線的該重疊圖像投影到投射面SC。此外，本實施方式的顯示系統(tǒng)100構(gòu)成為，在第I狀態(tài)下還能夠手動地進行校準。即，對隨著操作者根據(jù)從投影儀I依次投射的標記圖像來指示定點設備30而發(fā)出的紅外線進行拍攝，由此進行手動校準。當指示攝像裝置4從第I狀態(tài)切換為第2狀態(tài)時，小齒輪5311以及可動部件51向與從第2狀態(tài)切換為第I狀態(tài)時相反的方向進行旋轉(zhuǎn)。并且，當可動部件51旋轉(zhuǎn)到規(guī)定位置時，如圖7 (a)所示，成為可見光透過部件45被配置在攝像元件41與攝像鏡頭43之間的第2狀態(tài)。這樣，攝像裝置4根據(jù)控制部的指示來使驅(qū)動部53工作，由此使得可動部件51旋轉(zhuǎn)而對第I狀態(tài)和第2狀態(tài)進行切換，進行紅外線的攝像以及可見光的攝像。并且，投影儀I對基于攝像裝置4拍攝的攝像圖像的圖像進行投影。如以上所說明的那樣，根據(jù)本實施方式的攝像裝置4以及投影儀1，能夠獲得以下效果。(I)攝像裝置4具備光學濾鏡44以及可見光透過部件45，該攝像裝置4構(gòu)成為，利用切換部5對將光學濾鏡44配置在入射至攝像元件41的光的光路上的第I狀態(tài)和將可見光透過部件45配置在該光路上的第2狀態(tài)進行切換。由此，攝像元件41在第I狀態(tài)下，能夠接收透過光學濾鏡44的紅外線進行攝像，在第2狀態(tài)下，能夠接收透過可見光透過部件45的可見光進行攝像。另外，在入射至攝像元件41的光的光路上，在第I狀態(tài)下配置光學濾鏡44，在第2狀態(tài)下配置可見光透過部件45，所以能夠降低第I狀態(tài)與第2狀態(tài)中到達攝像元件41的光的折射狀態(tài)之差。由此，攝像元件41能夠抑制第I狀態(tài)與第2狀態(tài)雙方之間的焦點偏移而進行攝像。因此，攝像裝置4能夠?qū)崿F(xiàn)基于紅外線及可見光的可靠的攝像。(2)在攝像裝置4中，因為攝像鏡頭43是廣角鏡頭，所以能夠?qū)Ω鼜V闊的區(qū)域進行攝像。并且，因為光學濾鏡44以及可見光透過部件45被配置在攝像元件41與攝像鏡頭43之間，所以透過攝像鏡頭43而要在攝像元件41上成像的光入射至光學濾鏡44以及可見光透過部件45。由此，與將光學濾鏡44以及可見光透過部件45配置在攝像鏡頭43內(nèi)或攝像鏡頭43外側(cè)(相對于攝像鏡頭43，處于攝像元件41的相反側(cè))的結(jié)構(gòu)相比，能夠減小光學 濾鏡44以及可見光透過部件45的大小以及對第I狀態(tài)與第2狀態(tài)進行切換的移動量。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)攝像裝置4的小型化。另外，光學濾鏡44以及可見光透過部件45被配置為與攝像元件41接近，所以，能夠進一步高效地降低第I狀態(tài)與第2狀態(tài)中到達攝像元件41的光的折射狀態(tài)之差。因此，攝像裝置4能夠在實現(xiàn)小型化的同時，實現(xiàn)基于紅外線及可見光的可靠的攝像，進而能夠提供抑制了大型化而具有攝像裝置4的投影儀I。(3)光學濾鏡44以及可見光透過部件45被保持在可動部件51上，通過使可動部件51相對于基座部件52進行旋轉(zhuǎn)，來對第I狀態(tài)和第2狀態(tài)進行切換。由此，能夠容易地實現(xiàn)如下結(jié)構(gòu)通過向攝像元件41與攝像鏡頭43之間進行插入并從它們之間退出，來對第I狀態(tài)與第2狀態(tài)進行切換。另外，與使光學濾鏡44以及可見光透過部件45以其它移動方式例如沿著直線進行移動的結(jié)構(gòu)相比，能夠進行高精度的移動。由此，能夠高效地設定光學濾鏡44以及可見光透過部件45的尺寸而實現(xiàn)小型化和低成本化，并且，通過設置檢測可動部件51的位置的檢測開關，能夠容易地檢測是第I狀態(tài)還是第2狀態(tài)。(4)投影儀I在第2狀態(tài)下，由攝像裝置4對投射至投射面SC上的調(diào)整用圖案進行攝像，從而在自動校準或自動的圖像失真校正等中得到利用。并且，投影儀I在第I狀態(tài)下，由攝像裝置4對來自在投射面SC上進行操作的定點設備30的紅外線進行攝像，使重疊圖像投影于投射面SC上。由此，能夠降低操作者的煩雜性，容易進行交互性的輸入輸出，從而能夠提供授課和會議等利用范圍廣泛的投影儀I。(5)攝像裝置4不用說對投射在屏幕上的圖像進行拍攝，即使是投射在教室或會議室的墻壁、黑板等投射面SC上的圖像，也能夠進行拍攝，所以能夠提供利用范圍的自由度增加的投影儀I。(第2實施方式)接著，參照附圖來說明第2實施方式的投影儀I。在以下的說明中，對與第I實施方式的投影儀I同樣的構(gòu)造以及同樣的部件標注同一符號，并省略或簡化其詳細的說明。本實施方式的投影儀I具備與第I實施方式的投影儀I的攝像裝置4結(jié)構(gòu)不同的攝像裝置14。并且，本實施方式的攝像裝置14具備螺線管152S來代替第I實施方式的步進電機531，通過該螺線管152S的驅(qū)動來切換第I狀態(tài)和第2狀態(tài)。圖8是本實施方式的攝像裝置14的示意圖，(a)為表示第2狀態(tài)的圖，(b)為表示第I狀態(tài)的圖。攝像裝置14具備與第I實施方式同樣的攝像元件41、電路基板42 (在圖8中省略圖示)、攝像鏡頭43、光學濾鏡44、可見光透過部件45、以及與第I實施方式的切換部5結(jié)構(gòu)不同的切換部15。如圖8所示，切換部15具備可動部件151、驅(qū)動部152以及未圖示的基座部件、按壓部件?？蓜硬考?51與第I實施方式的可動部件51同樣地保持光學濾鏡44以及可見光 透過部件45，并具有去除了可動部件51的齒輪部51G的形狀?？蓜硬考?51具有與可動部件51同樣的軸承511，且構(gòu)成為能夠進行旋轉(zhuǎn)。另外，可動部件151在軸承511附近的端部設置有朝向與光學濾鏡44以及可見光透過部件45相反的一側(cè)突出的突起部1511。驅(qū)動部152具備螺線管152S以及壓縮線圈彈簧152B。螺線管152S具有線圈、固定鐵芯(均省略圖示)以及可動鐵芯152F，且構(gòu)成為，通過得到電流的供給而使得可動鐵芯152F獲得直進運動。具體地說，當對線圈提供了電流時，可動鐵芯152F被吸引向固定鐵芯，當未提供電流時，朝向固定鐵芯的吸引力消失。本實施方式的螺線管152S采用了在被提供電流時，可動鐵芯152F的突出量變小的牽引式螺線管，而且采用了其吸引力比壓縮線圈彈簧152B的施力大的類型。螺線管152S被配置在圖8的圖面視圖中的突起部1511的上方，且配置成可動鐵芯152F與突起部1511連接。壓縮線圈彈簧152B相對于軸承511，被配置在螺線管152S的相反側(cè)，壓縮線圈彈簧152B的一端與未圖示的基座部件抵接，另一端與圖8的圖面視圖中的可動部件151的下表面抵接。并且，壓縮線圈彈簧152B對可動部件151向上方進行施力。未圖示的基座部件、按壓部件可旋轉(zhuǎn)地保持可動部件151。切換部15基于控制部的指示，根據(jù)對螺線管152S進行供電和停止供電的情況使可動部件151旋轉(zhuǎn)，切換第I狀態(tài)和第2狀態(tài)。具體地說，當對螺線管152S提供電流時，可動鐵芯152F以克服壓縮線圈彈簧152B的施力而使突出量變小的方式進行移動?？蓜硬考?51的突起部1511被可動鐵芯152F牽拉，如圖8 (a)所示，可見光透過部件45被插入到攝像元件41與攝像鏡頭43之間而成為第2狀態(tài)。另一方面，當停止對螺線管152S提供電流時，通過壓縮線圈彈簧152B的施力，可動部件151在圖8(b)的圖面視圖中順時針旋轉(zhuǎn)。并且，保持在可動部件151上的光學濾鏡44如圖8(b)所示被插入到攝像元件41與攝像鏡頭43之間而成為第I狀態(tài)。如以上所說明的那樣，根據(jù)本實施方式的攝像裝置14以及投影儀1，除了第I實施方式的效果之外還能夠獲得以下效果。(I)能夠利用螺線管152S的直進運動使得可動部件151容易地旋轉(zhuǎn)。由此，攝像裝置14能夠以簡單的構(gòu)造基于電動方式對第I狀態(tài)與第2狀態(tài)進行切換。另外，因為螺線管152S不需要具備永久磁鐵，所以可以采用小型、輕量的類型的螺線管，能夠?qū)崿F(xiàn)切換部15的小型化、輕量化以及投影儀I的小型化、輕量化。(2)在公認為比第I狀態(tài)的使用頻度少的第2狀態(tài)中，才對螺線管152S提供電流，所以能夠?qū)崿F(xiàn)投影儀I的低功耗化。 此外，上述實施方式可以按如下方式進行變更。(變形例I)在第I實施方式中構(gòu)成為采用了步進電機531使可動部件51進行旋轉(zhuǎn)，但不限于步進電機531，還可以構(gòu)成為采用直流電機等使可動部件51進行旋轉(zhuǎn)。另外，還可以設置對第I狀態(tài)與第2狀態(tài)中可動部件51的接通和關斷進行切換的檢測開關。 (變形例2)上述實施方式的光學濾鏡44以及可見光透過部件45構(gòu)成為被配置在攝像元件41與攝像鏡頭43之間，但只要構(gòu)成為能夠配置在入射至攝像元件41的光的光路上即可，也可以是其它位置。圖9是示意性示出變形例2的攝像裝置24的剖視圖，(a)為示出第2狀態(tài)的圖，(b)為示出第I狀態(tài)的圖。如圖9所示，光學濾鏡44以及可見光透過部件45并列地設置并保持在切換部25的可動部件251上，并且構(gòu)成為能夠配置在攝像鏡頭43外側(cè)(相對于攝像鏡頭43，與攝像元件41相反的一側(cè))的光路上。如圖9所示，可動部件251具備保持光學濾鏡44以及可見光透過部件45的框部2512 ;以覆蓋攝像元件41以及攝像鏡頭43的側(cè)方的方式形成的側(cè)面部2513。在側(cè)面部2513的端部設置有旋轉(zhuǎn)軸251J，在旋轉(zhuǎn)軸251J的附近設置有從側(cè)面部2513突出的突起部2511。并且，在該突起部2511上連接著與第2實施方式的螺線管152S同樣地構(gòu)成的螺線管252S的可動鐵芯?？蓜硬考?51構(gòu)成為，能夠基于螺線管252S的直進運動和牽拉線圈彈簧252B的施力而進行旋轉(zhuǎn)，根據(jù)控制部的指示來切換第I狀態(tài)和第2狀態(tài)，其中，所述牽拉線圈彈簧252B相對于旋轉(zhuǎn)軸251J，被配置在與螺線管252S相反的一側(cè)。具體地說，當對螺線管252S提供了電流時，可動鐵芯克服牽拉線圈彈簧252B的施力而收縮，如圖9(a)所示，可見光透過部件45以覆蓋攝像鏡頭43的前表面的方式進行配置，即配置在入射至攝像元件41的光路上而成為第2狀態(tài)。另一方面，當停止對螺線管252S提供電流時，可動部件251在牽拉線圈彈簧252B的施力的作用下，在圖9(b)的圖片視圖中逆時針旋轉(zhuǎn)。并且，保持在可動部件251上的光學濾鏡44如圖9 (b)所示地以覆蓋攝像鏡頭43的前表面的方式進行配置而成為第I狀態(tài)。另外，也可以是具備電機來代替變形例2的螺線管252S的結(jié)構(gòu)，還可以構(gòu)成為利用該電機使可動部件251進行旋轉(zhuǎn)。(變形例3)還可以構(gòu)成為廢除變形例2中的可見光透過部件45使可動部件251小型化，對光學濾鏡44被配置在攝像元件41的光路上的狀態(tài)(第I狀態(tài))與從光路上退回的狀態(tài)(退回狀態(tài))進行切換。在此情況下，能夠?qū)z像鏡頭43設定為，降低第I狀態(tài)與退回狀態(tài)之間到達攝像元件41的光的折射狀態(tài)之差，所以，既能夠?qū)崿F(xiàn)基于紅外線及可見光的可靠的攝像，又能成為抑制了大型化而在攝像鏡頭43的外側(cè)對光學濾鏡44的配置進行切換的結(jié)構(gòu)。(變形例4)上述實施方式的光學濾鏡44以及可見光透過部件45以玻璃板材為基材且形成為這兩個部件具有相同程度的厚度，但為了對焦于攝像元件41，可以考慮與透過的波長對應的折射率或板厚，采用不同的材料或者采用不同板厚的部件。即，只要形成為在第I狀態(tài)以及第2狀態(tài)下能夠?qū)褂跀z像元件41，則光學濾鏡44、可見光透過部件45可由折射率或板厚不同的材料構(gòu)成。(變形例5) 上述實施方式以及變形例的切換部5、15、25構(gòu)成為基于電力而使可動部件51、151,251旋轉(zhuǎn)，不過也可以構(gòu)成為通過設置與可動部件51、151、251連接的操作部并對該操作部進行手動操作來使可動部件51、151、251進行旋轉(zhuǎn)。(變形例6)上述實施方式的投影儀I采用了透射型的液晶光閥351作為光調(diào)制裝置，但也可以利用反射型液晶光閥。(變形例7)光源311不限于放電型的燈，還可以由其它方式的燈或發(fā)光二極管等固體光源構(gòu)成。(變形例8)在上述實施方式中，攝像裝置14、24是內(nèi)置于投影儀I中的結(jié)構(gòu)，但不限于此，還可以與投影儀I分體地獨立地構(gòu)成攝像裝置14、24。
權(quán)利要求
1.一種攝像裝置，其特征在于，該攝像裝置具備 攝像元件，其對被攝體進行攝像； 光學濾鏡，其紅外區(qū)域的透過率比可見光區(qū)域的透過率高； 可見光透過部件，其可見光區(qū)域的透過率比所述光學濾鏡的所述可見光區(qū)域的透過率聞;以及 切換部，其對在入射至所述攝像元件的光的光路上配置所述光學濾鏡的第I狀態(tài)與在所述光路上配置所述可見光透過部件的第2狀態(tài)進行切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的攝像裝置，其特征在于， 該攝像裝置還具備使來自所述被攝體的光在所述攝像元件上成像的攝像鏡頭， 在所述第I狀態(tài)以及所述第2狀態(tài)下，所述光學濾鏡以及所述可見光透過部件被插入到所述攝像元件與所述攝像鏡頭之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像裝置，其特征在于， 所述切換部具備 可動部件，其保持所述光學濾鏡以及所述可見光透過部件，通過以在沿著所述攝像元件的光軸的方向上延伸的中心軸為中心的旋轉(zhuǎn)來切換所述第I狀態(tài)和所述第2狀態(tài)；以及基座部件，其以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支撐所述可動部件。
4.一種投影儀，其特征在于，該投影儀具備 投射部，其根據(jù)圖像信息對從光源射出的光實施調(diào)制并進行投射；以及權(quán)利要求I 3中任意一項所述的攝像裝置，其對從所述投射部射出的光所投影到的投射面進行攝像。
全文摘要
本發(fā)明提供攝像裝置以及投影儀，能夠進行基于紅外線以及可見光的攝像。攝像裝置(4)具備對投射面進行攝像的攝像元件(41)；紅外線的透過率比可見光的透過率高的光學濾鏡(44)；可見光的透過率比光學濾鏡(44)高的可見光透過部件(45)；以及切換部(5)，其對在入射至攝像元件(41)的光的光路上配置光學濾鏡(44)的第1狀態(tài)與在光路上配置可見光透過部件(45)的第2狀態(tài)進行切換。
文檔編號G03B21/14GK102955333SQ20121028439
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者大月伸行, 周海燕 申請人:精工愛普生株式會社