(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
側壁の所定の部分に開口部が設けられているハウジングと、前記ハウジングの前記開口部内に設けられたフレネルレンズと、目的物をその上に置くことができるように前記ハウジングの内部に設けられたベースと、前記ベースを照らすための照明手段と、前記ベースの上に置かれた前記目的物の画像を、前記フレネルレンズの外側の投影場所で見ることができるように、前記ベースと前記フレネルレンズの間に設けられた凸レンズと、を有する画像出力装置であって、前記ベースが、モーターによって回転される駆動歯車と、前記駆動歯車の回転によって回転される被動歯車と、前記被動歯車の回転によって回転される回転板と、を有することを特徴とする前記画像出力装置。
【請求項２】
さらに、見ている人との離間距離を感知するために、前記ハウジングの外部に設けられた距離センサと、前記凸レンズを移動させるために、前記ハウジング内部に設けられたレンズ移動手段と、前記距離センサから情報を受け取って、前記レンズ移動手段の動作を制御するための制御手段と、を有する請求項１に記載の画像出力装置。
【請求項３】
前記レンズ移動手段が、前記制御手段からの制御信号に応じて作動するモーターと、前記モーターによって回転されるように該モーターと連結されたウォームと、レンズ支持板の一端に連結され、前記ウォームの回転によって直線的に移動するように該ウォームと噛み合わされたウォームホイールと、を有する請求項２に記載の画像出力装置。
【請求項４】
前記ウォームの長さに対応した長さを持つ溝部が前記レンズ移動手段と反対側のハウジング内面に形成されており、
前記画像出力装置がさらに、前記レンズ移動手段の移動方向と同一の方向に回転されるように前記溝部内に配置された少なくとも一つのローラーを有する補助移動手段と、前記レンズ支持板の他端に連結されかつ前記ローラーの上に配置された移動板と、を有している請求項３に記載の画像出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズを用いて目的物の画像を出力するための画像出力装置であって、拡大投影が可能な画像出力装置に関する。
【関連技術の説明】
【０００２】
様々な画像出力装置で用いられるレンズは、通常、ガラスやプラスティックのような透明素材の一面もしくは両面を研磨して曲面にすることによって形成される。これらのレンズは、大きく凸レンズと凹レンズに分けられる。凸レンズは、端よりも中央の方が厚く作られ、拡大された目的物の画像を出力する機能を有する。
【０００３】
フレネルレンズは、凸レンズの焦点の形成される側のレンズ表面の一部を切り取ることによって開発された。このフレネルレンズは、平坦な形状を有し凸レンズと同じように機能する。フレネルレンズは、テレビや灯台などで用いられる。
【０００４】
フレネルレンズを用いた画像出力装置は、人が、フレネルレンズ上に形成される拡大された目的物の画像を見ることができるように目的物から所定の距離のところに配置される。この画像出力装置では、目的物とフレネルレンズ間の距離が、画像出力装置全体のサイズに直接影響する。
【０００５】
画像出力装置を小型化するためには、図１に示されているように、目的物1からフレネルレンズ2への、画像をなす光の進行距離D1＋D2を伸ばすことができるように、反射器3（例えば鏡など）を目的物1とフレネルレンズ2の間に配置した構造が提案されている。この構造では、フレネルレンズ2は、ハウジング4の側壁の所定の部分に設けられている。また、ハウジング4内には、目的物1がその上に置かれるベース5が配置されている。さらに、ハウジング4内には、目的物1の画像をフレネルレンズ2へ反射するための反射器3が適切な位置に配置されている。ハウジング4は、ベース5を収容するための空間と反射器3を収容するための空間は互いに分離して形成されている。すなわち、ハウジング4内には、ベース5を収容するための空間と反射器3を収容するための空間を形成するための２枚の隔壁が所定間隔をおいて設けられており、これらの隔壁には、それぞれ、目的物1の画像をなす光の進行路が遮られないように、溝41および42が形成されている。
【０００６】
フレネルレンズ2を用いた画像出力装置には、該装置のサイズが縮小できるという利点がある。しかし、目的物1の画像をなす光の全体の進行距離は常に一定なので、この装置の小型化には限界がある。また、目的物1の画像は様々な角度位置からは見ることができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明は、上述した関連技術における問題を解決するためになされたものであり、それ故、本発明の目的は、小型化可能であり、投影された目的物の画像を様々な角度位置から見ることを可能にする画像出力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のある態様では、以下のような画像出力装置が提供される。この画像出力装置は、側壁の所定の部分に開口部が設けられているハウジングと、前記ハウジングの前記開口部内に設けられたフレネルレンズと、目的物をその上に置くことができるように前記ハウジングの内部に設けられたベースと、前記ベースを照らすための照明手段と、前記ベースの上に置かれた前記目的物の画像を、前記フレネルレンズの外側の投影場所で見ることができるように、前記ベースと前記フレネルレンズの間に設けられた凸レンズと、を有する画像出力装置であって、前記ベースが、モーターによって回転される駆動歯車と、前記駆動歯車の回転によって回転される被動歯車と、前記被動歯車の回転によって回転される回転板と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の別の態様では、前記画像出力装置はさらに、見ている人との離間距離を感知するために、前記ハウジングの外部に設けられた距離センサと、前記凸レンズを移動させるために、前記ハウジング内部に設けられたレンズ移動手段と、前記距離センサから情報を受け取って、前記レンズ移動手段の動作を制御するための制御手段と、を有する。
【００１０】
本発明のさらに別の態様では、前記レンズ移動手段は、前記制御手段からの制御信号に応じて作動するモーターと、前記モーターによって回転されるように該モーターと連結されたウォームと、レンズ支持板の一端に連結され、前記ウォームの回転によって直線的に移動するように該ウォームと噛み合わされたウォームホイールと、を有する。
【００１１】
本発明のさらにまた別の態様では、前記ウォームの長さに対応した長さを持つ溝部がレンズ移動手段と反対側のハウジング内面に形成されている。この画像出力装置はさらに、前記レンズ移動手段の移動方向と同一の方向に回転されるように前記溝部内に配置された少なくとも一つのローラーを有する補助移動手段と、前記レンズ支持板の他端に連結されかつ前記ローラーの上に配置された移動板と、を有している。
【００１２】
本発明の前述した目的およびそれら以外の特徴、利点は、添付図面と関連して記載された以下の詳細な説明を読めばより明らかとなるであろう。
【好適実施形態の詳細な説明】
【００１３】
以下、添付図面に示された本発明の好適実施形態について詳細に説明する。なお、図面および詳細な説明を通じて、同一の部分または類似の部分については、可能な限り、同一の符号を用いている。
【００１４】
図２は、本発明の一実施形態に係る拡大投影が可能な画像出力装置を示す断面図である。
【００１５】
図２に関して、本発明の本実施形態に係る画像出力装置では、フレネルレンズ10は、ハウジング100の側壁に設けられた開口部内に設けられている。ガラスなどで形成されている保護層11は、フレネルレンズ10を保護するために該フレネルレンズ10の外面に形成されている。
【００１６】
目的物1をその上に置いて、その上で回転させる回転板20は、ハウジング100内のフレネルレンズ10と反対側の部分に配置されている。レンズ30は、目的物1とフレネルレンズ10の間に配置されている。なお、レンズ30は、凸レンズから成る。
【００１７】
レンズ30を通過した目的物1の画像をなす光は、焦点Pにおいて屈折され、フレネルレンズ10に入射する。この時、目的物1の出力画像1´は、距離DZ＋dのところに出力される。この距離DZ＋dは、目的物1とフレネルレンズ10間の実際の距離DZよりも長い。すなわち、第一の距離DXと第二の距離DYが変化すると、フレネルレンズ10の外側に投影されている出力画像1´の投影距離dも変化する。ここで、第一の距離DXは目的物1とレンズ30間の距離であり、第二の距離DYはレンズ30とフレネルレンズ10間の距離である。また、本発明では、目的物1の画像は凸レンズを通過するので、出力画像1´は、目的物1と比べて拡大された状態で出力される。
【００１８】
レンズ30は、レンズ支持板31の中央部分に形成されている開口にはめ込まれる。レンズ支持板31の両端はハウジング100の内面と連結されているため、レンズ30はハウジング100の内面に対して安定した状態で設けることができる。
【００１９】
一方、回転板20の下には、該回転板20を回転させるための被動歯車21と、該被動歯車21と噛み合わされる駆動歯車22と、該駆動歯車22を回転させるためのモーター23が配置されている。モーター23の動作は、ハウジング100の外部に配置された制御装置（図示せず）によって制御される。
【００２０】
投影画像を一つの方向からしか見ることのできない従来の画像出力装置と異なり、投影画像は、回転板20を回転させることで、様々な角度位置から見ることができる。言い換えると、目的物１の前面だけでなく、その側面や後面も見ることができる。
【００２１】
図３は、本発明の別の実施形態を示す断面図である。図２に示されている装置の部分と同一の部分については同一の符号を用いており、ここではそれらの詳細な説明は省略する。
【００２２】
図３に関して、本発明の本実施形態に係る画像出力装置は、フレネルレンズ10と見ている人との離間距離を感知するために、該フレネルレンズ10が設けられたハウジング100の側壁の上部近傍に設けられている距離センサ50と、制御部60と、レンズ支持板31を移動させ、それによって凸レンズ30の位置を変化させるために、該レンズ支持板31の上端に設けられているレンズ移動手段70と、を有している。
【００２３】
目的物1を照らすための照明手段40は、この画像出力装置のハウジング100の内側に設けられている。照明手段40は、目的物1が置かれる場所の上側または下側に設けることができる。この点に関して、目的物1をその上に置いて、その上で回転させる回転板20は、ガラスのような透明素材で形成されるのが好ましい。
【００２４】
制御部60は、距離センサ50から送られてきた距離情報に応じてレンズ移動手段70の移動距離を制御する。
【００２５】
レンズ移動手段70は、モーター71と、モーター71によって回転されるようにモーター71と連結されたウォーム73と、連結部材74を介してレンズ支持板31の上端と連結され、ウォーム73の回転によって直線的に移動するように該ウォーム73と噛み合わされているウォームホイール75と、を有している。ウォーム73は、ハウジング100内で所定の空間を形成している溝部76内に配置されている。なお、符号72は、ウォームシャフトを示している。
【００２６】
図３に関して、本実施形態に係る画像出力装置では、レンズ支持板31の動かしやすさを確実にするために、さらに補助移動手段80を、レンズ支持板31の下端（レンズ移動手段70が設けられているレンズ支持板31の上端の反対側）に設けることができる。
【００２７】
この補助移動手段80内には、ウォーム73の長さに対応した長さを持つ溝部81が、レンズ移動手段70が配置されているのと反対側のハウジング100の内面に、形成されている。少なくとも一つのローラー82がレンズ移動手段70の移動方向と同一の方向に回転されるように溝部81内に設けられている。このローラー82は、ローラーピン84によってローラー支持部83と連結されている。連結部材85を介してレンズ支持板31に固定されている移動板86は、ローラー82の上に配置されている。ガイド部87は、移動板86の動きを安定的に支持しかつ案内するように形成されている。移動板86の動かしやすさを確実にするために、ガイド部87内に複数の補助ローラー88が設けられている。
【００２８】
レンズ30を移動させるために、少なくとも一つのレンズ移動手段70と少なくとも一つの補助移動手段80を、レンズ支持板31と連結させることができる。例えば、レンズ移動手段70を、四角形の板の形状を有するレンズ支持板31の一端と連結させ、補助移動手段80を、レンズ支持板31の他端と連結させることができる。別のやり方では、レンズ移動手段70を、レンズ支持板31の一方の表面と連結させ、補助移動手段80をレンズ支持板31のもう一方の表面と連結させることができる。
【００２９】
上述の説明から明らかであるが、本発明には、画像出力装置をさらに小型化できるという利点がある。
【００３０】
また、レンズの位置を変えることで、フレネルレンズの外側に投影されている出力画像の投影距離を変化させるとともに、投影画像を様々な角度位置から見ることができる。
【００３１】
説明目的で本発明の好適実施形態を記載したが、当業者ならば、本発明は、添付の請求項に記載されている本発明の範囲および精神から逸脱することなく様々な変更や、追加や、置換を行うことができるということが理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】フレネルレンズを用いている従来の画像出力装置を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る拡大投影可能な画像出力装置を示す断面図である。
【図３】本発明の別の実施形態に係る拡大投影可能な画像出力装置を示す断面図である。
【図１】
0004750778.tif 000002
【図２】
0004750778.tif 000003
【図３】
0004750778.tif 000004