(57)【要約】【課題】  資料提示装置の操作性が向上する。【解決手段】  撮像装置（２０）又は投光器（２）を支持する支持部（１）を回動機構（６０）を介して本体（５０）に回動可能に取付けて成り、回動機構は、本体側及び支持部側のいずれか一方に設けられ回動軸（Ｒ）回りの所定角度範囲で回動軸から所定の距離ｒθを有するカム（４Ａ）と、他方に設けられ支持部の回動に伴い相対的にカム上を摺動する摺動部（５）と、これをカムに一定の押圧力で押圧する押圧手段（６，７，４Ｂ）とを備え、支持部とこれが支持する撮像装置又は投光器との重心（Ｇ）と、回動中心とを結ぶ線が、ステージ（２１）の直交線と成す角度をθとしたときに、距離Ｄを、ｒθ＝ａ・ｓｉｎθ＋ｂ  （ただし、ａ，ｂは定数）としてカムを形成した。【選択図】      図３
2005217735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
資料を載置するステージを有する本体と、
前記ステージに載置した前記資料を撮像する撮像装置と、
前記ステージに載置した前記資料に投光する投光器または前記撮像装置を支持して前記本体に取り付けられた支持部と、
前記撮像装置により撮像した前記資料の画像の画像信号を出力する出力手段を備えた資料提示装置において、
前記支持部を回動機構により前記本体に対して回動可能に取り付けて成り、
前記回動機構は、
前記本体側及び前記支持部側のいずれか一方に設けられ、回動軸回りの所定の角度範囲において前記回動軸から所定の距離Ｄを隔ててなるカムと、
前記本体側及び前記回動支持部側の他方に設けられ、前記支持部の回動に伴い相対的に前記カムを摺動する摺動部と、
前記摺動部を前記カムに一定の押圧力で押圧する押圧手段とを備え、
前記支持部と該支持部が支持する前記投光器または前記撮像装置とを合わせた部分の重心と、前記回動軸とを結ぶ線が、前記ステージに直交する線と成す角度をθとしたときに、
前記距離Ｄを、
Ｄ＝ａ・ｓｉｎθ＋ｂ  （ただし、ａ，ｂは定数）
として前記カムを形成して成ることを特徴とする資料提示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、文書や立体物等の資料を撮像し、その画像をモニター装置やプロジェクタ装置を用いてスクリーン等に提示する資料提示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
会議や展示会等のプレゼンテーションにおいては、多くの人が同時に資料を見ることができるように、平板状のステージ上に文書や立体物の資料を載置し、照明装置で投光しながらこの資料を上方からビデオカメラで撮像し、その画像（映像）をモニター装置やプロジェクタ装置を介してスクリーン等に投影する資料提示装置が多用されている。
【０００３】
その一例として、特許文献１に記載された画像入力装置がある。
この画像入力装置は、照明装置は備えていないが、資料の画像を取り込むカメラ部を支持する支持部と、この支持部を回動自在に支持する基台と、支持部及び基台部の間に複数の支柱とヒンジ部とを連接して備え、各ヒンジ部の回動により、任意の位置にカメラ部を保持可能としたものである。
【０００４】
また、照明装置を備えた例として、特許文献２に記載された資料提示装置がある。
この資料提示装置は、資料を載置する資料台を備えた本体と、そこから立ち上げたカメラアーム及びその先端に支持したカメラ部とを備える一方、先端に投光器を取り付けた一対のアームを資料台から立ち上げ、そのアームを回動させて投光器の位置を可変可能にした資料提示装置である。
【特許文献１】特開平９−６５０５７号公報
【特許文献２】特開２００２−９４８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載された画像入力装置は、カメラ部を所定の位置に配置するために、ヒンジ部に摩擦発生機構を備えている。
具体的には、ヒンジ部に回動板，摺動ワッシャ，固定ワッシャ等の摩擦発生部材を備え、それらを密着させつつ回動軸方向に押圧して回動に抗する摩擦力を発生させ、この摩擦力により所定の角度で支柱を制止保持する構造になっている。
そして、支柱を回動させる力を外部から手等で所定値以上かけた場合に、摩擦力に抗して回動を許容するように負荷が調整されて成るものである。
【０００６】
しかしながら、この構造においては、下記の問題点がある。
支柱の回動を制止して保持するために必要なトルクが、支柱の位置（角度）によって変化する。従って、支柱を動かす際の感触が良くない。
【０００７】
これを具体的に説明する。
支柱及びこの支柱が支持するカメラ等の部材を含んだ総重量をＷ、その重心をＧ、重心Ｇから回動中心までの距離をＬとし、支柱が垂直方向から傾いた角度をθとし、回動中心に加わる回動トルクをＴとすると、
Ｔ＝Ｌ・Ｗ・ｓｉｎθ…（１）である（図５参照）。
【０００８】
これは、支柱が直立しているθ＝０°の場合に、この支柱が倒れようとするトルクＴは０（ゼロ）であり、このθが大きくなるに従って、トルクＴが大きくなり、θが９０°の時に最大Ｔｍａｘ＝Ｌ・Ｗとなることを意味する。
【０００９】
支柱がいかなる角度に傾いていてもその角度で保持できるようにするためには、Ｔｍａｘ以上の回動制止トルクＴｓを発生させる必要がある。
従って、支柱の角度を変えるために外部から手で加えるトルクＴｈは角度θに依存し、Ｔｈ＞Ｔｓ−Ｔ  …（３）  となる。
この式から、支柱が垂直位置にあるとき、ＴがゼロでＴｈが最大値となり、支柱が水平位置にあるとき、Ｔが最大でＴｈが最小値となることがわかる。
【００１０】
このように、支柱の角度によってそれを回動させるために加えなければならない力が異なるので、感触は良くなく、プレゼンテーションでの操作性が損なわれるものであった。
もちろん、これは、特許文献２に記載されたような投光器を支持するアームについても同様である。
そこで、本願発明は、支持アームの傾きを変える際の感触を良好にし、操作性を向上させる資料提示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本願発明は手段として次の構成を有する。
即ち、請求項１に係る発明は、資料を載置するステージ（２１）を有する本体（５０）と、前記ステージ（２１）に載置した前記資料を撮像する撮像装置（２０）と、前記ステージ（２１）に載置した前記資料に投光する投光器（２）または前記撮像装置（２０）を支持して前記本体（５０）に取り付けられた支持部（１）と、前記撮像装置（２０）により撮像した前記資料の画像の画像信号を出力する出力手段（２４Ａ）を備えた資料提示装置（１００）において、
前記支持部（１）を回動機構（６０）により前記本体（５０）に対して回動可能に取り付けて成り、前記回動機構（６０）は、前記本体（５０）側及び前記支持部（１）側のいずれか一方に設けられ、回動軸（Ｒ）回りの所定の角度範囲において前記回動軸（Ｒ）から所定の距離Ｄを隔ててなるカム（４Ａ）と、前記本体（５０）側及び前記支持部（１）側の他方に設けられ、前記支持部（１）の回動に伴い相対的に前記カム（４Ａ）上を摺動する摺動部（５）と、前記摺動部（５）を前記カム（４Ａ）に一定の押圧力で押圧する押圧手段（６，７，４Ｂ）とを備え、前記支持部（１）と該支持部（１）が支持する前記投光器（２）または前記撮像装置（２０）とを合わせた部分の重心（Ｇ）と、前記回動軸（Ｒ）とを結ぶ線が、前記ステージ（２１）に直交する線と成す角度をθとしたときに、前記距離Ｄを、Ｄ＝ａ・ｓｉｎθ＋ｂ  （ただし、ａ，ｂは定数）として前記カムを形成して成ることを特徴とする資料提示装置（１００）である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、アームの角度によらずこれを一定の力で回動させることができ、感触が極めて良く、操作性が向上するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１〜図４を用いて説明する。
図１は、本発明の資料提示装置の実施例を示す斜視図であり、
図２は、本発明の資料提示装置の実施例における要部形状を説明するためのグラフであり、
図３は、本発明の資料提示装置の実施例における要部を示す組立図であり、
図４は、本発明の資料提示装置の実施例における要部を示す斜視図である。
【００１４】
図１は、実施例の資料提示装置の外観を示す。
図１（Ａ）は、それを斜め前上方から見た斜視図であり、図１（Ｂ）は、その資料提示装置を斜め後上方から見た斜視図である。
【００１５】
この資料提示装置は、資料を載置する平板状のステージ２１と電源スイッチやズームスイッチ等を配置した操作部２２とを備え、内部に画像処理部２３を格納して成る装置本体５０と、この装置本体５０に取り付けられ、先端に投光器２を支持して装置本体５０に対する立ち上がり角度を可変とされた一対のアーム１と、先端にＣＣＤカメラ２０を支持して装置本体５０に対する立ち上がり角度を可変とされたカメラ支柱２０Ａとを備えている。
【００１６】
また、装置本体５０は、ベースとなるシャーシ３（図１には図示せず）とそれを覆う外観部品であるカバー３Ａとを備えている。
【００１７】
ステージ２１に載置された資料の像を、その上方に位置させたＣＣＤカメラ２０で撮り込み、その撮り込んだ画像（映像）に画像処理部２３で任意の処理を加えた後、出力手段２４Ａによりビデオ信号にしてビデオ出力２４から出力する。
【００１８】
一方、投光器２は、ＣＣＤカメラ２０に必要な光量の資料像が入射されるように、その資料に対して投光する。
その際、最適な撮り込みができるように、資料に対する投光角度やＣＣＤカメラ２０の撮像位置を可変できるように、上述のように、アーム１及びカメラ支柱２０Ａは回動可能とされており、これらは、所望の角度となるように手で回動させると、回動中心に設けられた摩擦機構６０によりその角度で保持される。
【００１９】
この摩擦機構６０に本発明の特徴があり、以下に詳述する。
尚、アーム１及びカメラ支柱２０Ａの立ち上がり角度は、ステージ２１に直交する線Ｙに対して成す角度θで表すことにする。
従って、アーム及びカメラ支柱２０Ａが直立している場合はθ＝０°であり、水平に寝ている場合はθ＝９０°である。
また、以下の摩擦機構６０の説明は、図１（Ｂ）における右側のアーム１の回動部について説明するが、これは左側のアーム１やカメラ支柱２０にも同様に用いることができるものである。
【００２０】
図４は、摩擦機構を示す斜視図であり、図１（Ｂ）の矢視Ｓから見た図である。
図３は組立図である。
【００２１】
この摩擦機構６０は、アーム１の端部側であるシャフト部１Ｂと、このシャフト部１Ｂと一体的に回動するガイドプレート１０Ｃと、このガイドプレートに径方向の動きを許容されつつそれと一体的に回動するホルダー８と、このホルダーに略収納される摩擦発生部３０と、シャーシ３に立設されシャフト部１Ｂを軸支すると共に摩擦発生部３０が摺動する第１及び第２のカム４Ａ，４Ｂとを備えたカムプレート４とよりなる。
【００２２】
各部材について詳述する。
図３において、投光器２を支持するアーム１の本体側端部は、ステージ１に平行な回動軸Ｒを有するように折り曲げられたシャフト部１Ｂとされている。
シャフト部１Ｂにはフランジ１Ｃが形成されており、このフランジ１Ｃにはシャフト部１Ｂと平行に突出するピン１Ｃａが設けられている。
また、シャフト部１Ｂの先端側は、雄ねじ（ねじ部）１Ｄが形成されている。
【００２３】
ガイドプレート１０は、シャフト部１Ｂを挿通するシャフト孔１０Ａを備えた略円板状であり、その一部から径方向に突出した腕部１０Ｄを有する。
この腕部１０Ｄには、フランジ１Ｃのピン１Ｃａと係合するピン用孔１０Ｂと径方向を長軸とした長孔であるホルダー用孔１０Ｃとが形成されている。
【００２４】
ホルダー８は、短冊状平板（底板）８Ｂとその短手側の両端面に連接して立ち上げた一対の側板８Ｃとを有する横断面がコ字状の部材であり、底板８Ｂのほぼ中央に、側板８Ｃの立ち上げ方向と反対方向に突出するピン８Ａを有している。
【００２５】
カムプレート４はシャーシ３に立設され、シャフト部１Ｂを軸支するシャフト孔４Ｃと、このシャフト孔４Ｃの中心（回動軸）Ｒから回動角度に応じて所定の距離ｒθとなるように形成された外側に向く摺動面を有する第１のカム４Ａと、この第１のカムから回動軸Ｒを中心として径方向に一定の間隔ｒｆを隔てて形成された内側に向く摺動面を有する第２のカム４Ｂとを備えている。
この第１及び第２のカム面４Ａ，４Ｂと距離ｒθとについての詳細は、後述する。
【００２６】
カムプレート４は、この第１及び第２のカム面４Ａ，４Ｂを壁面とした回動軸Ｒを中心とする略９０°の範囲が、その回動軸Ｒに沿った方向に凹んだ凹部４Ｄとされている。
【００２７】
摩擦発生部３０は、フリクションシュー５，コイルばね６及びばねベース７とを備えている。
フリクションシュー５は、第１のカム４Ａに当接すると共にコイルばね６の反発力によりこの第１のカム４Ａに押しつけられ、所定の静止摩擦力を発生する。
ばねベース７は、コイルばね６を支持する一方、球体であるボール７Ａをその外面の一部を突出させつつ回転自由に収納して成る。
コイルばね６は、フリクションシュー５とばねベース７間に設けられている。
【００２８】
コイルばね６の自由長Ｌ０時の、フリクションシュー５の先端からボール７Ａの先端までの距離３０Ｌ（摩擦発生部３０の全長）は、上述したカムプレート４の凹部４Ｄの間隔ｒｆよりも大きくなるように設定されている。
【００２９】
次に、上述した構成の摩擦機構６０の組み立てについて図３を用いて説明する。
シャフト部１Ｂをガイドプレート１０のシャフト孔１０Ａに挿通し、さらにカムプレート４のシャフト孔４Ｃに挿通する。
摩擦発生部３０を、そのばね６を縮めながら凹部４Ｄに装着する。その際、フリクションシュー５が第１のカム４Ａに当接するように配置する。
この装着状態でばね６は圧縮され、その反発力によりフリクションシュー５は第１のカム４Ａ側に付勢され、ボール７Ａは第２のカム４Ｂ側に付勢される。
【００３０】
次に、摩擦発生部３０にホルダ８を覆うように被せ、ホルダ８のピン８Ａをガイドプレート１０のホルダー用孔１０Ｃに係合させる。
そして、フランジ１Ｃのピン１Ｃａをガイドプレート１０のピン用孔１０Ｂに係合させつつ、カムプレート４の背面に突出したシャフト部１Ｂの先端であるねじ部１Ｄにナット９を螺合させ、シャフト１Ｂが回動自在となるようにシャーシ３と一体化する。
以上のように摩擦機構を組み立てる。
【００３１】
上述した構成において、アーム１を回動させる方向に手で力を加えると、回動方向にシャフト部１Ｂと一体化されたガイドプレート１０及びガイドプレート８を介し、摩擦発生部３０に対してこれを回動軸Ｒの回りに回動させる方向に力が付与される。
【００３２】
この時、ボール７Ａは回転自在とされているので、ボール７Ａと第２のカム４Ｂとの間に摩擦力はほとんど発生しないが、フリクションシュー５と第１のカム４Ａとの間には大きな静止摩擦力が発生する。
従って、この摩擦力に抗する所定の力が加わった場合に、フリクションシュー５は第１のカム４Ａ上を摺動し、アーム１の回動が許容される。
【００３３】
次に、回動軸Ｒから第１のカム４Ａまでの距離ｒθについて詳述する。
アーム１及びこのアーム１が支持する投光器２を含んだ総重量をＷ、その重心をＧ、重心Ｇから回動軸（中心）Ｒまでの距離をＬとし、アーム１が垂直方向から傾いた角度をθとし、回動軸Ｒに加わる回転トルクをＴとすると、上述のように、Ｔ＝Ｌ・Ｗ・ｓｉｎθ…（１）である。（図５参照）。
従って、アーム１が直立しているθ＝０°の場合には、このアーム１が倒れようとするトルクＴは０（ゼロ）であり、このθが大きくなるに従ってトルクＴも大きくなってθが９０°の時に最大Ｔｍａｘ＝Ｌ・Ｗとなる。
【００３４】
アーム１がいかなる角度に傾いていてもその角度で保持されるようにするため、この実施例では、Ｔｍａｘ以上の回動制止トルクＴｓを発生させるように押圧負荷（ばね６のばね定数）や摩擦係数等を設定してある。
【００３５】
実施例では、この回動制止トルクＴｓを発生させる為に、第１及び第２のカム４Ａ，４Ｂ間距離ｒｆ，ばね６のばね定数ｋ及び自由長Ｌ０，摩擦発生部３０の自由長３０Ｌ，フリクションシュー５及び第１のカム４Ａの摺動面材質Ｍや表面状態ＳＦを設定している。
【００３６】
アーム１がいかなる角度にあっても、アーム１に力をかける際の感触として若干の抵抗力が感じられる方が操作性は良好なので、この抵抗トルクをＴｐとして設定する。
従って、摩擦機構６０で発生させる最小トルクＴｍｉｎは、Ｔｍｉｎ＝Ｔｐであり、アーム１が任意の角度θの時に摩擦機構６０が発生させるべきトルクＴθは、Ｔθ＝Ｔ＋Ｔｐとなる。
【００３７】
ここで、第１のカム４Ａとフリクションシュー５との静止摩擦係数をμとし、ばね６により付勢されフリクションシュー５が第１のカム４Ａを押圧する押圧力をＦとすると、第１のカム４Ａと第２のカム４Ｂとの間の距離ｒｆを一定としているので押圧力Ｆは一定であり、摩擦力ＦｒはＦｒ＝μ・Ｆである。
【００３８】
そこで、アーム１の任意の角度θにおいて、回動軸Ｒから第１のカム４Ａまでの距離ｒθを、
ｒθ＝Ｔθ／Ｆｒ＝Ｔθ／（μ・Ｆ）＝（Ｔ＋Ｔｐ）／（μ・Ｆ）
＝（Ｌ・Ｗｓｉｎθ＋Ｔｐ）／（μ・Ｆ）      …（２）
として（２）式で表されるｒθで第１のカム４Ａを形成すれば、アーム１を回動させるために付加する力がアーム１の角度θによらず一定とすることができる。
従って、常に極めて良い感触で支持アーム１、即ち、投光器２の位置を変えることができる。
上述したｒθとθの関係を図２にグラフとして示す。
【００３９】
この（２）式は、θ以外の値を定数として設定できる。これは第１のカム４Ａの回動軸からの距離ｒθをｓｉｎθの一次関数として形成することを意味する。即ち、ｒθ＝ａ・ｓｉｎθ＋ｂ  （ただし、ａ，ｂは定数）…（３）である。
【００４０】
上述したように、この摩擦機構６０は、カメラ２０を支持するカメラ支柱２０Ａにも適用可能であることは言うまでもない。
その場合も、カメラ支柱２０Ａとカメラ２０との総重量Ｗ，その重心位置Ｇから回動軸までの距離Ｌあるいはカメラの位置替え時の最適感触となる抵抗トルクＴｐに応じて、（２）式を満たすように各値を設定して第１のカム４Ａを形成すれば、カメラ支柱２０Ａの角度位置によらず、一定の付加力でカメラ支柱２０Ａの回動が可能となり、極めて良好な感触でこの資料提示装置の操作をすることができる。
【００４１】
本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいのは言うまでもない。
【００４２】
例えば、（２）式のｒθで形成するカムを第２のカムとし、この第２のカムにフリクションシュー５を当接させる構成にしてもよい。
第１及び第２のカム４Ａ，４Ｂの形成範囲は、上述した角度範囲（約０°〜約９０°）に限るものではない。アーム１の回動可能角度に応じて任意に設定してよいものである。
また、第１及び第２のカム４Ａ，４Ｂをアーム１側に形成しこのアーム１と一体的に回動させる一方、摩擦発生部３０をシャーシ側に設けた構成にしてもよい。いずれにしても、第１及び第２のカム４Ａ，４Ｂと摩擦発生部３０とがアーム１の回動に伴って相対的に摺動する構成であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の資料提示装置の実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明の資料提示装置の実施例における要部形状を説明するためのグラフである。
【図３】本発明の資料提示装置の実施例における要部を示す組立図である。
【図４】本発明の資料提示装置の実施例における要部を示す斜視図である。
【図５】アームが回動する際のトルクについて説明する図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  アーム
１Ｂ  シャフト
１Ｃ  フランジ
１Ｄ  ねじ部
２  投光器
３  シャーシ
４  カムプレート
４Ａ  第１のカム
４Ｂ  第２のカム
４Ｃ  シャフト孔
５  フリクションシュー
６  ばね
７  ばねベース
７Ａ  ボール
８  ホルダ
８Ａ  ピン
９  ナット
１０  ガイドプレート
１０Ａ  シャフト孔
１０Ｂ  ピン用孔
１０Ｃ  ホルダ用孔
１０Ｄ腕部
２０  ＣＣＤカメラ
２１  ステージ
２２  操作部
２３  画像処理部
２４  ビデオ出力
２４Ａ  出力手段
３０  摩擦発生部
３０Ｌ  摩擦発生部の自由長
５０  装置本体
６０  摩擦機構（回動機構）
１００  資料提示装置
ｒｆ  （カム部の）間隔
ｒθ  距離
【図１】
2005217735.tif 000003
【図２】
2005217735.tif 000004
【図３】
2005217735.tif 000005
【図４】
2005217735.tif 000006
【図５】
2005217735.tif 000007