JPH1144912A - 撮像機能を備えた投影型表示装置及び通信システム - Google Patents

撮像機能を備えた投影型表示装置及び通信システム

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JPH1144912A
JPH1144912A JP9216016A JP21601697A JPH1144912A JP H1144912 A JPH1144912 A JP H1144912A JP 9216016 A JP9216016 A JP 9216016A JP 21601697 A JP21601697 A JP 21601697A JP H1144912 A JPH1144912 A JP H1144912A
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JP
Japan
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display device
optical system
ohp
image
half mirror
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Pending
Application number
JP9216016A
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English (en)
Inventor
Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Publication date
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    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
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    • G03B21/14Details
    • G03B21/28Reflectors in projection beam
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Abstract

(57)【要約】 【課題】撮像装置を備えた投影型表示装置を提供する。 【解決手段】OHPの投影用ミラーをハーフミラー10
8とすることにより、ハーフミラーを透過した画像をイ
メージセンサー102で取り込むことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、オーバーヘッドプ
ロジェクター(OHP)に関する。
【0002】
【従来の技術】講演者は、黒板に字を書いたりOHPを
用いて説明するなどの視覚効果も合わせて話すことで、 ・キーワードを並べて、話をわかりやすくする ・データを提示するなどして、話の真実性を増す ・言葉では言い表せない色彩や、構造を写真、図などで
表現できる などの利点を得る。この視覚効果をもたらす方法には、
様々な方法がある。
【0003】視覚効果をもたらす方法は、直接的方法と
間接的方法に分類される。直接的方法は、聴講者が直接
その補足資料となるものを見る方法で、実物を持ってき
て聴講者の目の前でデモンストレーションをする方法
や、立体的な形を理解してもらうために実物若しくはそ
の模型を直接見てもらう方法があり、ポスターを貼った
り、実際に黒板などに書き込む方法もこれに含まれる。
【0004】それに対して間接的方法は、聴講者が間接
的に補足資料を見る方法で、スクリーン上に投影された
像を見る投影型と、ディスプレイに映された像を直接見
る直視型とがある。
【0005】直視型にはブラウン管や液晶ディスプレ
イ、プラズマディスプレイ、発行ダイオードなどがあ
る。大画面ディスプレイは、非常に高価で、使用しない
時にはかなりの広さの収納スペースが必要なことから、
大規模な講演会場で直視型の表示装置を用いる場合に
は、たくさんの中型ディスプレイを設置することが多
い。又は、直視型表示装置は小規模な講演会で用いられ
ることが多い。
【0006】投影型には、液晶プロジェクターや、スラ
イド、オーバーヘッドプロジェクターがある。
【0007】液晶プロジェクターは、透過型の液晶パネ
ルを用いた投影型表示装置であり、液晶パネルに表示さ
れた像をスクリーンに投影する装置である。ランプから
放射され液晶パネルを透過した投影光は、光学系で拡大
され、スクリーンに投影される。
【0008】投影光は、スクリーンに投影される像が、
スクリーンに到達するまでの光を指す。つまり、液晶パ
ネルを透過してからスクリーンに到達するまでの光を投
影光とする。
【0009】液晶プロジェクターには、パソコンが接続
できるようになっており、パソコンのディスプレー上に
表示されている像がそのまま液晶プロジェクター内の液
晶パネルに映し出され、それがスクリーンに投影され
る。
【0010】従って、パソコン上で表示できることはす
べてスクリーンに投影することができる。例えば、マウ
ス(この場合ポインターの役目にもなる)を動かせた
り、字を書き込めるほか、動画を映すことも可能とな
り、リアリティのある映像を用いて説明することが可能
となる。また、パソコン上で簡単に拡大縮小できるの
で、見せたいものを強力にアピールでき、その点でも講
演を助ける手段として効果的に機能する。
【0011】液晶プロジェクターは、液晶パネルを高画
素とすることで、鮮やかな映像を届けることができ、そ
の他、デジタルあおり補正や、光学システムを取り入れ
ることにより、均一に明るい高画質を実現しており、こ
の結果投影距離を延ばしてもきれいな像が得られる。ゆ
えに、数百人程度の大規模な会場でも対応できる。
【0012】また、液晶プロジェクターは、コンパクト
で持ち運び便利な設計がされており、ノートパソコンと
組み合わせて用いればスペースも取らず数名から十数名
の小規模な会場でも対応できる。
【0013】スライドは、カメラでフィルムに映した像
をスライドとし、そのスライドを上記の液晶プロジェク
ターと同様、ランプによりスクリーンに投影する方法で
ある。
【0014】写真のひきのばしと同じ作用により像はス
クリーンに投影されるので、解像度の高いきれいな像を
投影することができる。又、スライドは、強力ランプを
用いているので投影距離が大きい。ゆえに、千人規模の
大規模な会場に対応できる。さらに、スライドをあらか
じめセットしておけば、後はスイッチ操作だけで、次々
と別の像を送り出すことができる。
【0015】オーバーヘッドプロジェクター(OHP)
は、透明樹脂でできたOHPフィルムに、文字や図面な
どを油性ペンで書く、又は印刷して出来た投影用資料
を、ランプによりスクリーンに投影する装置である。
【0016】OHPは、ほぼ垂直なスクリーン上に投影
するにも係わらず、OHPフィルムが水平に置かれてい
ることが特徴である。このため、投影光の進行方向を変
える必要が生じる。投影光の進行方向を変える手段とし
てミラーを用いる。ミラーで投影光を反射させ進行方向
を変えることにより、ほぼ垂直なスクリーン上に投影す
ることができる。
【0017】透過型OHPの場合、図6に示すように、
ランプ601から放射されOHPフィルム105を透過
した投影光は、OHPフィルムの上方に設置されている
光学系108で拡大されて、その光学系の上方に設置さ
れているミラー602で反射されて、スクリーン106
に投影される。
【0018】光学系は、一枚もしくは複数枚のレンズで
構成され、像の拡大、縮小、ピント合わせの働きをする
ものとする。
【0019】上記の装置の場合、投影光の拡大はミラー
で反射される前に行なったが、ミラーで反射された後に
拡大する装置もある。さらに、ミラーの前後に光学系を
設置している装置もある。
【0020】又、透明フィルムをのせるステージ104
の下は平面レンズ603となっており、光は、その平面
レンズの下方に設置されているランプ601から放射さ
れ、平面レンズにより屈折され、透明フィルム105を
透過し投影光となる。この投影光は、平面レンズにより
屈折しているので、透明フィルムよりも面積の小さな光
学系108に投影光が収まる仕組みとなっている。
【0021】ピントは、平面レンズ603と光学系10
8の距離604で合わせるか、光学系108とスクリー
ン106の距離605で合わせることができる。具体的
には、光学系108を動かす、又は、OHPのヘッド部
107すことにより、ピントを合わせる。
【0022】OHPは、構造が単純なため、 ・安価 ・コンパクトに折りたためて、持ち運びが便利 ・資料の作製が容易 ・講演の最中に、トラブルが少ない などの利点があり、職場や会場で用いられるのはもちろ
ん、学生のあいだでもよく用いられており、現在最も普
及している講演用の表示装置である。
【0023】講演内容を記録する方法として、主に以下
〜に示す方法がある。 文書、図面などの書類 講演で用いられたOHPなどの補足資料のコピー、講演
内容を速記でまとめた文書、講演者自信がまとめた講演
内容の要旨などの書類を見る方法。
【0024】音声 講演中に講演者が話した内容をテープレコーダーやMD
ディスクに録音し、後で再生して聴く方法。
【0025】映像 ビデオカメラにより映像を録画し、後で音声も映像も合
わせて再生する方法。ビデオカメラは、光学系、撮像
部、録画部を有しており、聴講者と同じ視点で撮像する
ことが出来る。従って、OHPなどの投影型表示装置を
用いた講演の場合、撮像対象は主にスクリーンや講演者
である。
【0026】
【発明が解決しようとする課題】 (音声)だけの場合 講演では、黒板に字を書いたりOHPを用いて説明する
などの視覚効果も合わせることで、内容理解を深めるこ
とが多い。よってだけでは不十分な場合もある。
【0027】(文書、図面などの書類)だけの場合 では、講演者の声を聴くことが出来ない。また、その
会場の雰囲気も文書だけからでは伝えられないので、速
記でまとめられた文書を読むだけでは完全に内容を知る
方法として不十分な場合もある。
【0028】視覚効果も合わせるといった意味では、O
HPなどの補足資料のコピーや黒板の板書で十分である
ように思われる。しかしこれらの資料はあくまでも講演
内容を補足するために用いられているのであって、資料
だけが単独に添付されていても意味がない。これらの補
足資料は、講演内容とこれらの資料との関連づけをしっ
かり説明しているような場合には、意味のある資料と成
りうる。
【0029】講演者自信がまとめた要旨は講演者の主張
も入っており、又、図面を用いて説明している場合が多
いので、一番良く用いられる方法である。
【0030】しかし、これらの要旨は講演の前に作成さ
れることが多く、その結果要旨作成後に新たな事実がわ
かったり、新たな考察をすることがあり、要旨に講演内
容の一部が載っていないことや、時には要旨に論点の重
要部分が載っていない場合もある。また、要旨に書くほ
どではない失敗談などのエピソードは、講演を聴講した
人しか見聞きすることができない。
【0031】との組み合わせの場合 OHPなどの補足資料のコピーを見たり、講演内容につ
いて書かれた文書を見ながら、録音された講演者の話を
聴く方法である。書類だけの場合よりも講演者の声が聴
けるので、講演者が強調しているところがわかり、さら
に視覚効果も合わせているので、だけ又は、だけの
場合に比べ優れている。
【0032】しかし、講演者が話しているときにポイン
ターの位置がわからないので、補足資料のどこを見てい
いのかがわからず、又、講演者のジェスチャーも見るこ
とができないので、完全に講演内容を理解する方法とし
ては不十分な場合もある。
【0033】上記に示したとおり、書類や音声のみ
の方法では、発表者が指し棒又はレーザーポインターを
使って、OHPフィルム上、又は投影画面上に指し示し
た内容まで記録することはできない。
【0034】(映像)の場合 他の方法と比べて、講演内容をそっくりそのまま記録す
る方法としては映像も音声も合わせて記録することが出
来るので好ましい。録画装置や録画テープは高価であ
り、さらに設置場所が必要であり聴講者の邪魔となる場
合もあるが、講演内容を正確に、速く、楽に理解するこ
とができるので、講演内容を記録する方法として非常に
優れている。
【0035】本発明は、OHPを資料提供の手段として
用いた講演において、講演内容を記録する手段として、
〜以外の方法を提供することを課題とする。
【0036】又、本発明は、OHPを資料提供の手段と
して用いた講演において、の場合に記録できなかっ
たポインターを記録することが出来る撮像装置を提供す
ることを課題とする。
【0037】又、本発明は、OHPを資料提供の手段と
して用いた講演において、のビデオカメラの場合に問
題となった設置スペースを必要としない撮像装置を提供
することを課題とする。
【0038】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、撮像の対象、及び撮像装置の設置場所
に特徴を持たせた。
【0039】具体的には、本発明はOHPのヘッド部に
撮像装置を設置し、撮像の対象はヘッド部のミラーに投
影された像であることを特徴とする。この撮像装置を用
いると、OHPフィルム上でポインターを使用した場合
には、このポインターも撮像されることになる。
【0040】ヘッド部のミラーに投影された像の撮像方
法に関して説明する。OHPのヘッド部のミラーの本来
の目的は、投影光を反射させ投影光の進行方向を変える
ことである。このミラーをハーフミラーとすると、ミラ
ーに投影された像の一部は透過する。この透過光を撮像
の対象としたことが、本発明の特徴である。このハーフ
ミラーを透過した光を撮像するために、ミラーの上部に
撮像装置を設置する。
【0041】この撮像装置を備えたOHPは、反射光と
透過光の両方を利用することが特徴である。反射光はス
クリーンに投影され、従来どおり講演会場にいる聴講者
に対して映像を提供する。そして透過光は、撮像処理に
よりデジタル信号とし、デジタル信号をコンピューター
で保存したり、ビデオテープやディスクに録画すること
により、後でその映像を再生することができる。又、講
演会場にいない聴講者にデジタル信号を送信すること
で、生中継で映像を提供することができる。
【0042】
【発明の実施の形態】図1、図2に示す投影型表示装置
であって、ハーフミラー101によって光路分割され投
影画面106に投影された映像を同時に撮像部102に
よって撮像する機能を有することを特徴とする表示装置
であって、ハーフミラーと撮像部の間には焦点を合わせ
るための光学系103が設置されていることを特徴とす
る。
【0043】本発明において、撮像部であるイメージセ
ンサーに焦点を合わせるために、ハーフミラーとイメー
ジセンサーのあいだにレンズを複数組み合わせた光学系
や非球面レンズなどを用いることは有効である。ミラー
に投影される像の焦点が変化しないOHPの場合(ミラ
ーの下方の光学系とイメージセンサーの距離が一定の場
合)は、光学系を設置する際にイメージセンサーに焦点
を合わせれば、その後の調節は不要である。
【0044】又逆に、ミラーに投影される像の焦点が変
化するOHPの場合(ミラーの下方の光学系とイメージ
センサーの距離が変化する場合)は、イメージセンサー
用光学系103とスクリーン用光学系108を連動させ
て動かし、常に焦点がイメージセンサーに合うように設
定することが有用である。
【0045】又、本発明においては、ビデオカメラのよ
うにスクリーンに投影された像を撮像するのではなく、
投影光自体を取り込むので、ポインターを用いる場所に
よって、ポインターがイメージセンサーに取り込まれな
い場合がある。具体的には、OHPフィルム105上で
ポインターを用いた場合に限って、ポインターはイメー
ジセンサーに取り込まれる。
【0046】又、本発明において、イメージセンサーに
投影される透過光201とスクリーンに投影される反射
光202は光源が等しいので、一方の明るさを調節すれ
ば、もう一方の明るさも調節することができる。
【0047】イメージセンサーは小スペース化のため、
できるだけ光源との距離を近く、そして面積を小さく設
定した。画面サイズが違う場合、光の量が等しいときに
は、面積が小さい方が光が集光し、その結果明るくな
る。つまり、光量が等しいときには、投影される面積の
大きさに明るさは反比例する。
【0048】反射率と透過率が等しい場合には反射光2
02と透過光201の光量が等しく、透過光が投影され
るイメージセンサーの方が反射光が投影されるスクリー
ンよりも面積が小さいので、イメージセンサーに投影さ
れる映像は面積に反比例して明るくなる。
【0049】よって、イメージセンサーとスクリーンの
面積比に対応した反射率、透過率を有するハーフミラー
を用いる。
【0050】
【実施例】
〔実施例1〕図1および図2に、実施例で示すOHPの
模式図を示す。図1には、OHPの全体の模式図を示
す。図2には、OHPのヘッド部107の模式図を示
す。図2の番号は図1に対応する。
【0051】本実地例は、撮像機能一体型OHPに関し
て、内部に録画装置も設置したOHPに関する。
【0052】一般にOHPは、ヘッド部のミラ─によっ
て光路を変え、投影画面に投影する。このミラーをハー
フミラー101とすることにより、ハーフミラーを透過
する光201が存在することになる。この透過光201
は、ハーフミラーの上部に取りつけられたCCDイメー
ジセンサー102に投影され、撮像される。
【0053】例えばCCDイメージセンサーの大きさが
10センチメーター角で、スクリーンの大きさが2メー
ター角の場合、面積比は400倍となるので、ハーフミ
ラーの材料として反射光は透過光の理想的には400
倍、少なくても50倍となる材料を選択する。
【0054】イメージセンサーに取り込まれる光量が多
過ぎると、明暗の区別が出来なくなり撮像不能となる
が、上記のようなハーフミラーの材料を選択すること
で、イメージセンサーの明るさは最大でもスクリーンの
明るさの8倍程度となり、イメージセンサーで、像を撮
像することができる。
【0055】このようにハーフミラーの材料としては、
イメージセンサーとスクリーンの画像サイズの違いとイ
メージセンサーの分解能を考慮して、反射率が高く、透
過率の低い材料を選択する。本発明の場合、理想的には
反射率は99%以上、透過率は0.2%以上1.0%以
下である材料が好ましい。
【0056】しかし、反射材料として用いられている一
般的な材料の反射率は、散乱や吸収などの影響で、最大
でも98%程度である。よって、本実施例で用いるハー
フミラーの材料としては、反射率が80%以上である材
料を選択する。
【0057】さらに、透過率に関しては、用いる材料の
散乱、吸収なども考慮に入れて、0.2%以上2.0%
以下の材料を選択する。
【0058】上記の反射率、透過率を考慮して、ハーフ
ミラーに用いる材料として、銀、アルミニウム、銅、金
を用いる。特にアルミニウムは吸収率が高いので、透過
率の制御が容易であり本発明のハーフミラーの材料とし
て有用である。
【0059】又、CCDイメージセンサー102に焦点
を合わせるために、ハーフミラー101とイメージセン
サー102の間にイメージセンサー用光学系103を設
置する。投影用光学系108の働きに対応させてイメー
ジセンサー用レンズ103の働きを変えられるようにす
れば、イメージセンサーに焦点を合わせることができ
る。
【0060】また、ステージ104に対してイメージセ
ンサー用レンズ103をオートフォーカスとすることも
有用である。オートフォーカス用のポイントは、OHP
のステージ104上に設ける。
【0061】そして、CCDイメージセンサーで撮像さ
れ電送された映像と、マイク109から送られた音声
を、OHP内部に取りつけられたVTR110で録画、
録音することにより、講演内容すなわち講演者の声、O
HPフィルム、ポインターを記録することができる。O
HP内部に取りつける録画装置は本実施例ではVTRを
用いたが、MOなど他の録画装置を用いてもよい。
【0062】又、OHP内部は熱くなり、更に冷却ファ
ンの音が騒音となるので、録音、録画装置は断熱防音加
工を施したものを用いる。
【0063】〔実施例2〕本実施例は、実施例1で示し
たOHPが撮像部と録画部を備えているのに対して、撮
像部のみをOHP内部に備え、録画はOHP外部の装置
で行なうことを特徴とする。本実施例は、撮像されデジ
タル信号となったデータを直接コンピューターに送信す
ることができるので、生中継をすることができる。
【0064】例えば、広い会場で、後ろの方の人が前の
スクリーンを見ることが困難な場合、後ろの聴講者用に
いくつかディスプレイを設置する場合がある。そのよう
な場合に本実施例は有用である。また、思いのほか講演
会場が混んで、人が入りきれない場合に、本実施例を用
いると他の会場でも見聞きすることが可能となる。
【0065】〔実施例3〕本実施例は、実施例1、又は
実施例2の応用例であって、ポインター機能を有する液
晶パネルを、OHPフィルムを置くステージの下に設置
することによって、ポインターを動かしやすく、見やす
くした装置に関する。
【0066】図3に、本実施例で示すOHPの模式図を
示す。液晶パネル301はポインター機能を有してお
り、OHPフィルム105を置くステージ104と、平
面レンズ603のあいだに設置される。この液晶パネル
は、パッシブマトリクスであってもアクティブマトリッ
クスであってもよく、液晶材料として、どんな材料を用
いてもかまわない。
【0067】講演者は、マウス302を動かすことによ
り、ポインター303を用いることができる。このポイ
ンター機能を用いると、スクリーンを見ながらポインタ
ーを用いることができる。更に、マウスをコードレスト
することで、講演最中に、コードを気にすることなくこ
のポインター機能を使用することができる。
【0068】また、ポインターの色を変えられるように
すると、OHPフィルム作製時にどんな色を用いても、
ポインターの強調効果を保つことができ、有用である。
【0069】本実施例では、液晶パネル301はOHP
フィルム105を置くステージ104の下に設置した。
しかし、液晶パネルをステージの上に設け、OHPフィ
ルムを液晶パネル301とステージ104の間に置くよ
うにしてもよい。
【0070】〔実施例4〕本実施例は、実施例1又は、
実施例2において、イメージセンサーに投影される映像
をより鮮明なものにするための例である。図4に、本実
施例で示すOHPのヘッド部の模式図を示す。
【0071】光学系は、光を屈折させてレンズ作用を生
じさせている。また、硝子の屈性率は光の波長によって
異なる。よって、焦点距離や、収差は、光の波長によっ
て異なる。上記のことから、カラフルな映像は光学系に
より、ボケる可能性がある。
【0072】ところで、カラープリンターや、カラーコ
ピーが普及してきた現在においても、まだ白黒又は2色
でOHPの資料を作製することが多い。この場合には、
波長選択フィルター401で余分な色をカットするとボ
ケを防ぐことが出来る。波長選択フィルター401は、
光学系101とイメージセンサー102の間に設置する
とよい。
【0073】例えば、赤と黒のみで作製されたOHPフ
ィルムの場合、波長選択フィルターである赤色フィルタ
ーを挿入することにより緑色と青色がカットされ、ボケ
を防ぐことができる。
【0074】〔実施例5〕本実施例は、実施例1乃至4
において例示したOHPを用いた通信システムに関す
る。本実施例に示すシステムの模式図を図5に示す。本
実施例は、実施例1乃至4において例示したOHP50
1によってデジタル信号となった映像と音声を合わせ
て、コンピューター502に送信し、さらに他のコンピ
ューターへ通信できるようにしたシステムである。この
システムを用いると、パソコン503〜505をインタ
ーネットにつなげば、リアルタイムにそれぞれの個人宅
506〜508で講演を視聴することができ、非常に便
利となる。
【0075】
【発明の効果】本発明により、従来の撮像装置と投影型
表示装置を一体化することができる。更に、本発明の撮
像機能一体型の投影型表示装置の大きさは、従来の投影
型表示装置とほぼ同じ大きさとすることができる。その
結果、従来の方法と異なる方法で、講演内容を撮像、録
画、再生することができる講演用システムを提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】投影型表示装置の模式図
【図2】投影型表示装置のヘッド部の模式図
【図3】投影型表示装置の模式図
【図4】投影型表示装置ヘッド部の模式図
【図5】通信システムの模式図
【図6】投影型表示装置の模式図
【符号の説明】
101 ハーフミラー 102 撮像部 103 光学系 104 ステージ 105 OHPフィルム 106 投影画面 107 ヘッド部 108 光学系 109 マイク 110 録画装置 111 撮像部と光学系の距離 201 透過光 202 反射光 301 液晶パネル 302 マウス 303 ポインター 401 フィルター 501 投影型表示装置 502〜505 コンピューター 506〜508 個人宅 601 ランプ 602 ミラー 603 平面レンズ 604 平面レンズと光学系の距離 605 光学系と投影画面の距離

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ハーフミラーによって光路分割され投影画
    面に投影された映像を同時に撮像部によって撮像する機
    能を有することを特徴とする投影型表示装置であって、
    ハーフミラーと撮像部の間には焦点を合わせるための光
    学系が設置されていることを特徴とする表示装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、撮像部としてCCDイ
    メージセンサーを用いることを特徴とする表示装置。
  3. 【請求項3】請求項1において、光学系は、オートフォ
    ーカス機能を有していることを特徴とする表示装置。
  4. 【請求項4】請求項1において、ハーフミラーは、反射
    率80%以上、透過率0.2%以上2.0%以下の材料
    を用いることを特徴とする表示装置。
  5. 【請求項5】請求項1において、ハーフミラーは、銀、
    アルミニウム、銅、または金から選ばれた1種類の金属
    材料を用いて作製されたものであることを特徴とする表
    示装置。
  6. 【請求項6】請求項1において、映像を録画する機能を
    有することを特徴とする表示装置。
  7. 【請求項7】請求項1において、音声を録音する機能を
    有することを特徴とする表示装置。
  8. 【請求項8】請求項1において、ハーフミラーと光学系
    のあいだには波長選択フィルターが設置されていること
    を特徴とする表示装置。
  9. 【請求項9】請求項1において、ポインター機能を有す
    る液晶パネルが設けられていることを特徴とする表示装
    置。
  10. 【請求項10】請求項1乃至9において、映像と音声の
    データを通信することを特徴とする通信システム。
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