JP2002268141A - 投写型表示装置 - Google Patents

投写型表示装置

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JP2002268141A
JP2002268141A JP2001068012A JP2001068012A JP2002268141A JP 2002268141 A JP2002268141 A JP 2002268141A JP 2001068012 A JP2001068012 A JP 2001068012A JP 2001068012 A JP2001068012 A JP 2001068012A JP 2002268141 A JP2002268141 A JP 2002268141A
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display device
screen
projection
signal
pointer
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Yasuo Suzuki
康雄 鈴木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】小型で、簡単な構成の光学系によってポインテ
ィング機能を実現することを可能とした投写型表示装置
を提示する。 【解決手段】1つもしくは複数の透過型表示手段を備
え、該透過型表示手段からの映像情報をスクリーンに投
影する投写型表示装置において、前記スクリーン上の任
意の位置を指定するために光学的信号を出力する指示手
段と、前記指示手段の信号によって指定された前記スク
リーン上の位置を検出する検出手段とを有し、前記透過
型表示手段の少なくとも一つが、前記検出手段を兼ねる
ように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、投写型表示装置に
関し、例えば入力された映像情報をスクリーンに投影す
る投写型(投射型)表示装置(液晶プロジェクタ)にお
いて、その映像情報にポインタ信号を多重するポインテ
ィング機能を備えた投写型表示装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年の液晶プロジェクタは、入力された
映像信号を投影するだけでなく、様々な機能を有して付
加価値を高めてきている。その1つに、ポインティング
機能がある。ポインティング機能の代表的なものとして
は、赤外光を発する光学式ポインタのスクリーン上の位
置座標を検出して、その空間位置に対応した部分の映像
信号にポインタ信号を多重する方法である。つまり、ス
クリーン上に表示されるポインタは光学式ポインタ光像
そのものではなく、液晶プロジェクタもしくは液晶プロ
ジェクタに接続されているホストが光学式ポインタから
発する赤外スポット光像の位置/動きを検出して映像信
号にポインタマークを多重することになる。こうするこ
とで、例えばポインタの手ぶれ補正や使用/未使用時の
ON/OFF制御、多種多様なポインタマーク表示な
ど、フレキシブルな処理が可能になる。
【0003】以上のようなポインティング機能に関する
光学式ポインタの位置検出方法としては、従来、内部の
ハーフミラーでスクリーン画像を分離して別途撮像素子
で検出する方法や、外付けカメラでスクリーンを撮影し
て検出する方法がとられていた。図2と図3に従来例を
示す。図2が前者の例であり、図3が後者の例である。
【0004】図2において、光源212からの平行光線
は、液晶パネル213を通過した後投写レンズ214を
介してスクリーン215に投写される。液晶パネル21
3にはパソコンからの映像信号に基づく映像が表示さ
れ、この映像がスクリーン215に光学像として投写さ
れる。一方、レーザーポインタ219は、赤外線波長光
のレーザビームを出射する機能を有し、このレーザ光に
よってスクリーン215上にスポット光像が結像され
る。このレーザーポインタ219によって投写されたス
ポット光像は、液晶パネル213とレンズ214の間に
配置されたハーフミラー216により反射し、レンズ2
17を介してイメージセンサ218に結像する。そし
て、イメージセンサ218からの映像情報が検出器22
0に入力され、そこでレーザーポインタ219がスクリ
ーン215上で指示している座標を検出する。
【0005】また図3において、投写型表示装置111
はパソコン等からの入力画像信号および座標検出の基準
を示す基準スポット113をスクリーン101上に投写
する。レーザーポインタ102は図2の場合と同様、赤
外線波長光のレーザビームを出射してスクリーン101
上にスポット光像112を結像する。ここで、CCDカ
メラ103は、スクリーン上に結像したレーザーポイン
タ102からのスポット光像112およびスクリーン1
01上の基準スポット113を撮像し、その情報は位置
検出部106に入力される。位置検出部106では、基
準スポット113を基準としてスポット光像112の座
標を検出し、投写される映像信号の前記座標位置に対応
する部分にポインタマークを重畳することにより、スク
リーン上にポインタを表示させる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2に
示す第1の従来例においては、投写光学系にハーフミラ
ーを設けるため投写光量が減少してしまうという問題が
ある。さらに、ポインタを検出するための光学系が別途
必要となり、複雑・大規模になってしまう可能性があ
る。
【0007】一方、図3に示す第2の従来例において
は、別途CCDカメラが必要となるためシステムとして
大規模になってしまう可能性がある。さらに、使用前に
は画面の対角隅に基準スポットを表示させるなどのキャ
リブレーションが必要となり煩わしいという問題があ
る。
【0008】そこで、本発明は、上記課題を解決し、小
型で、簡単な構成の光学系によってポインティング機能
を実現することを可能とした投写型表示装置を提示する
ことを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するため、つぎの(1)〜(6)のように構成した投
写型表示装置を提供するものである。 (1)1つもしくは複数の透過型表示手段を備え、該透
過型表示手段からの映像情報をスクリーンに投影する投
写型表示装置において、前記スクリーン上の任意の位置
を指定するために光学的信号を出力する指示手段と、前
記指示手段の信号によって指定された前記スクリーン上
の位置を検出する検出手段とを有し、前記透過型表示手
段の少なくとも一つが、前記検出手段を兼ねるように構
成されていることを特徴とする投写型表示装置。 (2)前記検出手段は、前記指示手段の信号として射出
された光源からの光の波長周辺のみに反応するように構
成されていることを特徴とする上記(1)に記載の投写
型表示装置。 (3)前記検出手段によって検出された位置に対応した
部分の映像信号に、前記光学的指示手段からの信号を重
畳して出力する出力手段を有することを特徴とする上記
(1)または上記(2)に記載の投写型表示装置。 (4)前記検出手段を兼ねる透過型表示手段は、検出手
段と表示手段とが各画素において光学的および電気的に
独立するように構成されていることを特徴とする上記
(1)〜(3)のいずれかに記載の投写型表示装置。 (5)前記各画素が、マトリクス状に配置されているこ
とを特徴とする上記(4)に記載の投写型表示装置。 (6)上記(1)〜(5)のいずれかに記載の投写型表
示装置と、該投写型表示装置に映像情報を入力するコン
ピューター装置等を有することを特徴とする投写型表示
装置。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態においては、
上記構成を適用して、表示素子と受光素子を兼ねた素子
を構成することで、光学式ポインタの光像を表示光学系
と同経路で戻すことが可能になる。この結果、ポインタ
位置検出専用のカメラや光学系が不要となり、簡単な光
学系且つ小規模な構成で、光学式ポインタの位置検出を
実現することができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施について説明する。図1
は本実施例の投写型表示装置を示した図である。図1に
おいて、光源1はリフレクタ2によって並行光となり、
各色分離用ダイクロイックミラー3、4および色分離用
全反射ミラー5によって色分離される。ここで、例えば
色分離用ダイクロイックミラー3は、緑色光のみ反射し
赤色光と青色光は透過する特性をもち、色分離用ダイク
ロイックミラー4は、青色光のみ反射しその他の色は透
過する特性をもつ。そして色分離用全反射ミラー5は色
分離用ダイクロイックミラー3、4を透過した色(赤色
光)を反射する。このようにして得られた各色平行光
は、入力映像情報に応じて濃淡表示された透過型液晶
6、7、または透過型液晶及び受光素子8を透過し、各
色毎に空間変調される。ここで、透過型液晶及び受光素
子8は、各セルごとに透過型液晶部16と受光部17が
光学的および電気的に独立した構成となっており、透過
型液晶と受光センサとは独立かつ同時に動作させること
ができるものである。
【0012】透過型液晶6,7および透過型液晶部16
で各色毎に変調された光像は、色合成用ダイクロイック
ミラー9、10、11で合成され、投写レンズ12を介
してスクリーン13に投写される。ここで、色合成用全
反射ミラー9は全ての色を反射させる特性を持ち、色合
成用ダイクロイックミラー10は緑色光を透過しその他
の色は反射する特性を持ち、さらに色合成用ダイクロイ
ックミラー11は赤色光及び赤外光を反射させその他の
色は透過する特性を有する。このような仕組みで入力映
像情報がスクリーン上に投写される。
【0013】一方、光学式ポインタ14からは赤外領域
の波長光が出射され、スクリーン13上の指示したい位
置にスポット光像15を作成する。ここでスポット光像
15は赤外領域波長であるため人間の目には識別できな
い。スポット光像15は投写光学系を逆に戻り、投写レ
ンズ12を介して色合成用ダイクロイックミラー11で
反射し受光部17に入射する。スクリーン13に投影さ
れている画像も同様な経路を辿るが、受光部17は光学
式ポインタ14の出射する赤外光波長周辺にのみ反応す
るようになっているため、スポット光像15の像のみが
検出される。
【0014】このようにして検出されたスポット光像1
5を基に、検出部18、ポインタ重畳部19においてポ
インタマーク21が入力映像信号に多重される。このポ
インタマーク重畳の手順を図5に沿って説明する。透過
型液晶及び受光素子8の受光部17で検出された2次元
情報は、まず検出部18に送信される。検出部18で
は、2次元情報に対し比較器22で閾値処理を行い、そ
のデータを基に座標検出部23でスポット光像15のX
Y座標を算出する。ポインタ重畳部19では、検出部1
8で算出されたスポット光像のXY座標情報を制御信号
として、入力映像信号にポインタマーク21が多重され
る。ここでは一例として、スポット光像のXY座標情報
を直接ポインタ重畳部19の制御信号として使用してい
るが、XY座標を一旦PCなどのホストに送信し、ホス
トがポインタ重畳部19を制御するような方法でもよ
い。ポインタ重畳部19で生成された映像信号は、液晶
ドライバ回路などで構成された表示制御部20に送信さ
れ、ポインタマークが多重された映像信号が各液晶
(6、7、16)に表示される。そして、投写光学系に
より、スクリーン13上にポインタマーク21が多重さ
れた映像が投写される。
【0015】次に、透過型液晶及び受光素子8に相当す
る代表的なデバイスを図4に例をあげて説明する。図4
において、32は表示素子、33は表示素子32用のス
イッチング素子、37は撮像素子、38は撮像素子37
用スイッチング素子、39は撮像素子37用マイクロレ
ンズ、35は表示素子用共通電極、31、34はガラス
基板であり、31、34の間には液晶36が封入されて
いる。図4からも分かるように、撮像素子37は表示素
子用スイッチング素子33上に絶縁層40を介して配置
されているため、表示系と撮像系(受光系)は互いに干
渉しないような構成になっている。このため、表示画像
と受光画像を独立かつ同時に制御することができる。ま
た実使用時には、撮像素子部に赤外波長周辺のみを透過
するようなフィルタを配置することにより、ポインタの
スポット光像のみを検出することが可能になる。
【0016】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、小型
で、簡単な構成の光学系によってポインティング機能を
実現することを可能とした投写型表示装置を提示するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における投写型表示装置の構成
を示す図である。
【図2】従来のポインタ位置検出方法の一例を説明する
ための図である。
【図3】従来のポインタ位置検出方法の他の一例を説明
するための図である。
【図4】本発明の実施例における表示と受光を兼ねたデ
バイスの一例を示す図である。
【図5】本発明の実施例におけるポインタマーク重畳の
手順の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
1:光源 2:リフレクタ 3、4:色分離用ダイクロイックミラー 5:色分離用全反射ミラー 6、7:透過型液晶 8:透過型液晶及び受光素子 9:色合成用全反射ミラー 10、11:色合成用ダイクロイックミラー 12:投写レンズ 13:スクリーン 14:光学式ポインタ 15:スポット光像 16:透過型液晶 17:受光素子 18:検出部 19:ポインタ重畳部 20:表示制御部 21:ポインタマーク 22:比較器 23:座標検出部 31,34:ガラス基板 32:表示素子 33:表示素子用スイッチング素子 35:表示素子用共通電極 36:液晶 37:撮像素子 38:撮像素子用スイッチング素子 39:マイクロレンズ 40:絶縁層

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1つもしくは複数の透過型表示手段を備
    え、該透過型表示手段からの映像情報をスクリーンに投
    影する投写型表示装置において、 前記スクリーン上の任意の位置を指定するために光学的
    信号を出力する指示手段と、前記指示手段の信号によっ
    て指定された前記スクリーン上の位置を検出する検出手
    段とを有し、 前記透過型表示手段の少なくとも一つが、前記検出手段
    を兼ねるように構成されていることを特徴とする投写型
    表示装置。
  2. 【請求項2】前記検出手段は、前記指示手段の信号とし
    て射出された光源からの光の波長周辺のみに反応するよ
    うに構成されていることを特徴とする請求項1に記載の
    投写型表示装置。
  3. 【請求項3】前記検出手段によって検出された位置に対
    応した部分の映像信号に、前記光学的指示手段からの信
    号を重畳して出力する出力手段を有することを特徴とす
    る請求項1または請求項2に記載の投写型表示装置。
  4. 【請求項4】前記検出手段を兼ねる透過型表示手段は、
    検出手段と表示手段とが各画素において光学的および電
    気的に独立するように構成されていることを特徴とする
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の投写型表示装置。
  5. 【請求項5】前記各画素が、マトリクス状に配置されて
    いることを特徴とする請求項4に記載の投写型表示装
    置。
  6. 【請求項6】請求項1〜5のいずれか1項に記載の投写
    型表示装置と、該投写型表示装置に映像情報を入力する
    コンピューター装置等を有することを特徴とする投写型
    表示装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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