(57)【要約】【課題】ブレ防止機能に優れた投光器を提供する。【解決手段】投光器であるレーザーポインタ１０は、光源１４及びこの光源１４からの光を投影面Ｉに投影する投影光学系１５を有する筐体１１と、筐体１１のブレを検出するブレ検出部である角度センサ１６と、筐体１１に対して、光源１４若しくは投影光学系１５の少なくとも一部を移動させることにより、ブレを補正する防振機構部であるアクチュエータ１９と、角度センサ１６から出力される信号に基づいて、アクチュエータ１９の移動を制御する制御部１８と、角度センサ１６と制御部１８との間に設けられ、角度センサ１６から出力される信号のうち、所定の周波数帯域の信号のみを通過させるフィルタ部１７と、を有する【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を投影面に投影する投影光学系を有する筐体と、
前記筐体のブレを検出するブレ検出部と、
前記筐体に対して、前記光源若しくは前記投影光学系の少なくとも一部を移動させることにより、前記ブレを補正する防振機構部と、
前記ブレ検出部から出力される信号に基づいて、前記防振機構部の移動を制御する制御部と、
前記ブレ検出部と前記制御部との間に設けられ、前記ブレ検出部から出力される前記信号のうち、所定の周波数帯域の信号のみを通過させるフィルタ部と、を有する投光器。
【請求項２】
前記フィルタ部は、通過させる周波数帯域を変化させるように構成された、請求項１に記載の投光器。
【請求項３】
前記投影面までの距離を測定する測距部と、
前記フィルタ部と前記制御部との間に設けられ、前記測距部により測定された前記距離に基づいて、前記フィルタ部から出力される信号のゲインを調整するゲイン調整部と、を更に有する請求項１又は２に記載の投光器。
【請求項４】
前記ゲイン調整部は、前記距離の増加に応じて前記ゲインを大きくするように構成された請求項３に記載の投光器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投光器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、会議や講演会などプレゼンテーションの場において、投影面上に映し出された図などを指し示したい場合に、指示棒やレーザーポインタ（投光器）といった器具が広く利用されている。また、手ブレ防止機能を備えたレーザポインタが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２８４２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のレーザーポインタは、投影面から離れた位置でも指し示すことができる一方、指示棒に比べて視認性が悪く、特にレーザポインタの支持者の手ブレによる光点のちらつき（ブレ）が起きやすいという欠点がある。これに対して、特許文献１に記載のような手ブレ防止機能を有するレーザーポインタでは、角度の変位量を測定して手ブレ補正を行おうとするものであるが、この角度の変位量を測定しただけでは、手ブレか否かを適正に判断し手ブレ成分のみを除去するのは困難であると言う課題があった。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、指示用の光点の移動が、手ブレによるものか任意に移動させたものかを適正に判断し、手ブレ成分のみを検出して除去することが可能な投光器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明に係る投光器は、光源からの光を投影面に投影する投影光学系を有する筐体と、筐体のブレを検出するブレ検出部と、筐体に対して、光源若しくは投影光学系の少なくとも一部を移動させることにより、ブレを補正する防振機構部と、ブレ検出部から出力される信号に基づいて、防振機構部の移動を制御する制御部と、ブレ検出部と制御部との間に設けられ、ブレ検出部から出力される信号のうち、所定の周波数帯域の信号のみを通過させるフィルタ部と、を有する。
【０００７】
このような投光器において、フィルタ部は、通過させる周波数帯域を変化させるように構成されることが好ましい。
【０００８】
また、このような投光器は、投影面までの距離を測定する測距部と、フィルタ部と制御部との間に設けられ、測距部により測定された距離に基づいて、フィルタ部から出力される信号のゲインを調整するゲイン調整部と、を更に有することが好ましい。
【０００９】
このとき、ゲイン調整部は、距離の増加に応じてゲインを大きくするように構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る投光器を以上のように構成すると、指示用の光点の移動が手ブレによるものか意図的に移動させたものかを適正に判断し、手ブレ成分のみを検出して除去することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係るレーザーポインタの構成を示す概略図である。
【図２】第２の実施形態に係るレーザーポインタの構成を示す概略図である。
【図３】フィルタ部における周波数とゲインの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。なおここでは、投光器の一例としてレーザーポインタについて説明する。まず、図１を用いて第１の実施形態に係るレーザーポインタ１０の構成を説明する。この第１の実施形態に係るレーザーポインタ１０は、筐体１１と、以下、この筐体１１内に収納された、電源１２と、この電源１２の電力を各部に供給するための安定化回路などからなる電源供給部１３と、レーザー光Ｌを放射する光源１４と、この光源１４から射出されるレーザー光Ｌを集光して投影面Ｉに平行光を投影する投影光学系１５と、投影光学系１５の光軸及びその直交方向からなる２軸方向の角度の変位量を検出するブレ検出部としての角度センサ１６と、角度センサ１６で検出した変位により出力される信号のうち、所定の低周波成分及び高周波成分を有する信号を除去するフィルタ部１７と、このフィルタ部１７を通して伝達された角度センサ１６の変位量の信号に基づいて、レーザー光Ｌの投影角度を演算する制御部１８と、この制御部１８で演算された投影角度に基づいて、光束の向きを補正する（ブレを打ち消すためのフィードバック制御により作動する）防振機構部としてのアクチュエータ１９と、を有して構成されている。なお、制御部１８は、例えば、ＩＣチップ等の半導体素子で構成され、投影角度の演算を行うだけでなく、レーザーポインタ１０の各部の制御をも行う。
【００１３】
ここで、投影光学系１５は、光源１４からのレーザー光Ｌを平行光に変換して、スクリーンなどの投影面Ｉに投影できるものであれば、従来公知の何れのものを使用してもよく、例えば、図示しないミラー、集光レンズ、リレーレンズなどで構成される。
【００１４】
また、角度センサ１６は、講演者など、レーザーポインタ１０の支持者により、このレーザーポインタ１０が動かされた際に、その変位量を検出することができれば、従来公知の何れのものを用いてもよく、例えば、角速度検出センサであってもよいし、角加速度検出センサであってもよい。１つの実施態様としては、レーザー光Ｌの光軸方向、及び、これに直交する方向の２軸方向の角速度を検出する角速度検出センサで構成される。
【００１５】
また、アクチュエータ１９は、制御部１８で演算されたレーザー光Ｌの投影角度に基づいて、投影光学系１５を制御して、筐体１１に対するレーザー光Ｌの向きが所定の角度に保たれるよう補正することができるものであれば、従来公知の何れのものを用いてもよく、例えば、電動アクチュエータが用いられる。
【００１６】
さらに、フィルタ部１７は、角度センサ１６で手ブレを検出することにより出力される信号のうち、上記アクチュエータ１９の不安定な動きを誘発する可能性のある低周波成分の信号及び高周波成分の信号を除去するためのものであり、例えば、図３に示す特性を有するように、低周波成分を除去するハイパスフィルタと高周波成分を除去するローパスフィルタとから構成される。あるいは、必要な周波数のみを通過させるバンドパスフィルタを用いてもよい。なお、図３の例に示すフィルタ部１７は、ハイパスフィルタを用いて０．０５Ｈｚ未満の低周波成分を除去し、ローパスフィルタを用いて３０Ｈｚを超える高周波成分を除去するように構成した場合を示している。これは、実際の操作者の手振れ領域は２〜１５Ｈｚ程度と考えられているので、電気的ノイズなどの不安定なブレ領域との境界を０．０５〜２Ｈｚとし、操作者が任意の位置にパニングさせている領域との境界を１５〜３０Ｈｚ程度と考えたためである。もちろん、この周波数帯域は一例であって、レーザーポインタ１０の使用状況に合わせて最適な周波数帯域を設定することができる。
【００１７】
フィルタ部１７を用いて、角度センサ１６から出力される信号のうち、高周波成分を有する信号を除去するのは、非常に速い振動（電気的ノイズ）をフィードバックしないことにより、アクチュエータ１９の作動を安定させるためである。一方、低周波成分を有する信号を除去するのは、例えば、投影面Ｉにおいて、光点Ｓにより小さな円を描いて指し示すような場合、すなわち、手ブレではなく支持者が意図的にレーザーポインタ１０を比較的ゆっくり動かしているときに、手ブレ補正が働かないようにするためである。
【００１８】
以上のような構成のレーザーポインタ１０において、フィルタ部１７が手ブレを検出して、この手ブレが原因で発生する投影面Ｉ上での光点Ｓのブレを除去する仕組みについて説明する。まず、図示しないスイッチなどを押下すると、レーザーポインタ１０が作動し、制御部１８の制御により、光源１４からレーザー光Ｌが放射され、投影光学系１５により、レーザー光Ｌが平行光に変換されて、投影面Ｉに投影される。この投影面Ｉ上に投影された光点Ｓにより、支持者は図表など特定箇所を指し示すことができる。このとき、支持者が保持している筐体１１に振動が加わると（すなわち、手ブレが発生すると）、角度センサ１６がレーザーポインタ１０の変位（変位量）を検出し、信号を出力する。この信号に基づいて制御部１８が筐体１１に対するレーザー光Ｌの投影角度を演算し、この演算された投影角度に基づいて、アクチュエータ１９が変位を打ち消す方向に投影光学系１５を作動させてレーザー光Ｌの投影方向を補正する。このように補正することにより、手ブレにより、図１において矢印で示すように投影面Ｉ上で光点Ｓが移動しようとしても、この光点Ｓを現在の位置に留めることができる。そのため、ブレによる余分な成分が除去されているので、レーザー光Ｌの光点Ｓのちらつきを抑えて、この光点Ｓを良好に視認することができる。
【００１９】
このとき、上述のように、角度センサ１６と制御部１８との間にフィルタ部１７が設けられているため、電気的ノイズ等の非常に早い小刻みな振動によりアクチュエータ１９の作動が不安定になることが避けられ、また、支持者が意図的にこのレーザーポインタ１０をゆっくり動かしているときに、手ブレ補正を働かさないようにすることができる。そのため、視認を困難にする光点Ｓの手ブレだけを効率良く除去することができる。
【００２０】
なお、以上の説明では、アクチュエータ１９により筐体１１に対して投影光学系１５の角度を変化させるように構成した場合について説明したが、光源１４若しくは投影光学系１５の少なくとも一部を移動させる（角度を変化させる）ように構成すればよい。すなわち、投影光学系１５を筐体１１に固定し、筐体１１に対する光源１４から放射される光の角度を変化させるように構成しても良い（第２の実施形態でも同様である）。
【００２１】
また、フィルタ部１７は、使用状況に応じて通過させる周波数帯域を変化させるように構成されていても良い（第２の実施形態でも同様である）。これは、光点Ｓの指示動作を手ブレと認識して補正しないように、フィルタ部１７に対して、指示動作の緩急により予め制御周波数帯域を変更設定できる構成とすることが好ましいためである。すなわち、指示動作が緩い時は、手ブレ補正を行う制御周波数帯域を低く設定し、指示動作が急な時は、制御周波数帯域を高く設定できる構成とする。なお、制御周波数帯域の設定変更は、例えば、レーザーポインタ１０の筐体１１に設けられた切り替えボタンにより行う構成とすることができる。
【００２２】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るレーザーポインタ１１０について説明する。図２に示すように、この第２の実施形態に係るレーザーポインタ１１０の基本構成は、第１の実施形態と同様の構成を有しており、筐体１１と、電源１２と、電源供給部１３と、光源１４と、投影光学系１５と、角度センサ１６と、フィルタ部１７と、制御部１８と、アクチュエータ１９と、を有して構成されている。そして、この第２の実施形態では、更に、スクリーンなどの投影面Ｉまでの距離（距離情報）を測定する測距部（測距機構）２０と、フィルタ部１７と制御部１８との間に設けられ、測距部２０から出力される距離情報に基づいて、フィルタ部１７から出力される信号のゲインを調整するゲイン調整部２１と、を備えている。なお、この第２の実施形態でも、制御部１８は、測距部２０や、その他のレーザーポインタ１１０の各部の制御を行う。また、第１の実施形態と同様の部材については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００２３】
ここで測距部２０は、レーザポインタ１１０から投影面Ｉまでの距離を測定することができるものであれば、従来公知の何れのものを用いてもよく、例えば、電磁波、不可視光、音波などを投影面Ｉに投影し、その反射情報を受信して、投影面Ｉまでの距離を演算するものなどが挙げられる。
【００２４】
それでは、第２の実施形態に係るレーザーポインタ１１０で、手ブレを除去する仕組みについて説明する。この第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様に、手ブレの検出により角度センサ１６から出力される信号のうち、低周波成分及び高周波成分の信号をフィルタ部１７で除去するように構成されている。また、この第２の実施形態では、更に、測距部２０及びゲイン調整部２１を用いた制御により、手ブレの補正を効果的に行うように構成されている。
【００２５】
測距部２０で測定された投影面Ｉまでの距離情報は、ゲイン調整部２１に入力される。ゲイン調整部２１は、角度センサ１６から出力されフィルタ部１７を通過した信号が入力さてゲインが調整されるが、このゲイン調整部２１において、この信号に対するゲインを測距部２０で測定された距離情報に基づいて変化させるように構成されている。具体的には、距離が短いときにはゲインを小さくし、距離が長いときにはゲインを大きくするように構成されている。そして、制御部１８は、このように調整された信号に基づいて、投影角度を演算し、アクチュエータ１９に指令を出して、投影光学系１５を制御することにより、レーザー光Ｌの筐体１１に対する投影方向を決定する。なお、以上のように距離情報に応じてゲインを変化させるのは、レーザーポインタ１１０と投影面Ｉとの距離が近ければ、アクチュエータ１９により投影光学系１５を大きく移動させなくても、手ブレによる光点Ｓの移動（振動）は目立たず、反対に、投影面Ｉまでの距離が比較的長い場合は、手ブレによるレーザーポインタ１１０の振動が光点Ｓに大きく現れるため、アクチュエータ１９により投影光学系１５を大きく移動させる必要があるためである。
【００２６】
なお、ゲイン調整部２１において、測距部２０から出力される距離情報に対応して、ゲインを連続的に変化させても良いし、距離情報を所定の値で区切り、例えば、近距離、中距離、長距離の３段階でゲインを変化させるように構成しても良い。また、ゲイン調整部２１の機能をフィルタ部１７に持たせ、測距部２０の出力をこのフィルタ部１７に入力させるように構成しても良いし、あるいは、ゲイン調整部２１の機能を制御部１８に持たせ、測距部２０の出力をこの制御部１８に入力させるように構成しても良い。
【００２７】
第２の実施形態にレーザーポインタ１１０を以上のように構成すると、投影面Ｉまでの距離に応じてアクチュエータ１９による投影光学系１５の移動量を変化させることができるので、より効果的に手ブレを補正することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１０，１１０  レーザーポインタ（投光器）    １１  筐体    １４  光源
１５  投影光学系    １６  角度センサ（ブレ検出部）    １７  フィルタ部
１８  制御部    １９  アクチュエータ（防振機構部）    ２０  測距部
２１  ゲイン調整部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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