JP2005258088A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示面上で光学式ポインティングデバイスを使用する際の誤動作を防止し得る表示装置を提供することを主目的とする。
【解決手段】投射光Lpを射出する光学エンジン5は、光学式マウスによって検知される赤外領域の光を減衰させる赤外線カットフィルタ26を備え、赤外線カットフィルタ26を通過させて投射光Lpをスクリーンパネルに向けて投射する。この場合、光学エンジン5は、投射光Lpを生成するための光源部21を備えて構成され、赤外線カットフィルタ26は、光源部21と、光学エンジン5によって光変調された投射光Lpが射出される射出口27との間に配設されている。
【選択図】図2

Description

本発明は、画像を表示する表示装置に関するものである。
この種の表示装置として、リアプロジェクタ、CRT、液晶ディスプレイおよびプラズマディスプレイなどが一般的に知られており、このうちのリアプロジェクタ(透過型投影ディスプレイ)が、特開2003−215716号公報に開示されている。このリアプロジェクタは、同公報の図1に示すように、光学エンジン(プロジェクタ)から射出された投射光がスクリーンパネル(透過型投影スクリーン)の背面側から投射されることによってスクリーンパネルの前面側に画像を表示可能に構成されている。
一方、コンピュータ等に対する入力装置(ポインティングデバイス)として光学式マウスが一般的に知られている。この種の光学式マウスは、一例として、実用新案登録第3087637号公報に開示されているように、光源(発光ダイオード)および光電変換素子(感知ユニット)などを備えている。この光学式マウスでは、光源から射出された光が反射面で反射されて、その反射光が光電変換素子によって光電変換されている。
特開2003−215716号公報(第3頁、第1図) 実用新案登録第3087637号公報(第10−12頁、第3図)
ところが、従来の表示装置を用いてそのスクリーンパネルのパネル面(表示面)上で光学式マウスを使用する場合には、以下の問題が生じる。すなわち、光学式マウスの光電変換素子は、光学式マウスの光源が射出する所定波長領域の光を検知して光電変換する。ところが、光電変換素子は、所定波長領域の光だけでなく所定波長領域に近い光を検知して光電変換することがある。一方、この表示装置では、投射光を射出した際に、投射光に基づく画像がスクリーンパネルに表示されると共にスクリーンパネルによって拡散された拡散光が表示面から射出される。この際に、表示面から射出される光には、光学式マウスの光電変換素子によって検知可能な所定波長領域に近い波長領域の光が含まれていることがある。この場合、光電変換素子が、光学式マウスの光源から射出された光のみならずスクリーンパネルの表示面から射出された光も検知して光電変換する。このため、従来の表示装置には、スクリーンパネルの表示面上で光学式マウスを使用する際に、表示面から射出された光も光電変換することに起因して、光学式マウスが誤動作するおそれがあるという問題点が存在する。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、表示面上で光学式ポインティングデバイスを使用する際の誤動作を防止し得る表示装置を提供することを主目的とする。
上記目的を達成すべく本発明に係る表示装置は、画像を視認させるための光を射出する光射出部と、当該光射出部から射出された前記光に対して光学式ポインティングデバイスによって検知される主要波長領域の光を減衰させつつ通過させるフィルタ部とを備えている。
この表示装置では、フィルタ部が、光射出部から射出された光のうちの光学式ポインティングデバイスによって検知される主要波長領域の光を減衰させる。したがって、この表示装置によれば、例えば、CRT型テレビジョン、液晶型テレビジョンおよびプラズマ型テレビジョンなどの表示装置の管面やパネル面(表示面)の上で光学式ポインティングデバイスを使用する際に、表示面から射出される光に対する光学式ポインティングデバイスの光電変換素子による検知を十分に防止することができる結果、画像表示装置の表示面上で光学式ポインティングデバイスを使用する際の誤動作を確実に防止することができる。
また、本発明に係る表示装置は、上記の表示装置において、投射光を射出する光学エンジンと、背面側から投射された前記投射光に基づく画像を表示するスクリーンパネルとを備え、前記光学エンジンは、光学式ポインティングデバイスによって検知される主要波長領域の光を減衰させるフィルタ部を備え、当該フィルタ部を通過させて前記投射光を前記スクリーンパネルに向けて投射する。
この表示装置としての例えばリアプロジェクタでは、フィルタ部が、光学式ポインティングデバイスによって検知される主要波長領域の光を減衰させる。したがって、この表示装置によれば、光学式ポインティングデバイスをスクリーンパネルのパネル面(表示面)上で使用する際に、光学式ポインティングデバイスの光電変換素子による投射光の検知を十分に防止することができる結果、スクリーンパネルのパネル面上で光学式ポインティングデバイスを使用する際の誤動作を確実に防止することができる。
また、本発明に係る表示装置は、上記の表示装置において、前記光学エンジンは、前記投射光を生成するための光源を備えて構成され、前記フィルタ部は、前記光源と、前記光学エンジンによって光変調された前記投射光が射出される射出口との間に配設されている。
この表示装置では、フィルタ部が、光源から射出される光のうちの光学式ポインティングデバイスによって検知される主要波長領域の光を減衰させる。したがって、この表示装置によれば、フィルタ部を光源と射出部との間に配設するだけの簡易な構造でありながら、光学式ポインティングデバイスによって検知される主要波長領域の光を含む光を射出する光源を用いることができる結果、部品コストや製造コストを高騰させることなく表示装置を構成することができる。
また、本発明に係る表示装置は、上記の表示装置において、前記スクリーンパネルは、前記投射光に基づく画像を表示するスクリーンパネル本体と、当該スクリーンパネル本体のパネル面を上向きにした状態で当該スクリーンパネル本体を支持する支柱とを備えている。
この表示装置によれば、支柱がパネル面を上向きにした状態でスクリーンパネル本体を支持することにより、テーブル型のスクリーンパネルを備えた表示装置を構成することができる。したがって、スクリーンパネルのパネル面に画像を表示させつつパネル面上で光学式ポインティングデバイスを使用することができる。
また、本発明に係る表示装置は、上記の表示装置において、前記フィルタ部は、誘電体多層膜フィルタ、ホログラフィックフィルタ、色ガラスフィルタおよびゼラチンフィルタの少なくとも1つで構成されている。
この表示装置によれば、フィルタ部が光学式ポインティングデバイスによって検知される主要波長領域の光を確実に減衰させることができるため、表示面上で光学式ポインティングデバイスを使用する際の誤動作を確実に防止することができる。
また、本発明に係る表示装置は、上記の表示装置において、前記主要波長領域が赤外領域に規定されている。
この表示装置によれば、フィルタ部が赤外領域の光を減衰させて可視領域の光を通過させるため、画像の色彩に影響を与えることなく表示面上に画像を表示することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明に係る表示装置の最良の形態について説明する。
最初に、本発明に係る表示装置を適用したテーブル型表示装置1(リアプロジェクタ)の構成について、図面を参照して説明する。図1に示すテーブル型表示装置1は、4本の脚部2,2・・、棚板3、天板4および光学エンジン5を備えてテーブル状に構成されている。各脚部2は、本発明における支柱に相当し、一例としてスチールで柱状に形成され、下部に棚板3が固定されると共に上端部に天板4が固定されて棚板3および天板4の双方を支持する。棚板3は、一例としてスチールで長方形の板状に形成されて、中央部に光学エンジン5が設置されると共に、光学エンジン5に接続されるコンピュータ10などが載置される。
天板4は、本発明におけるスクリーンパネル本体に相当し、図1に示すように、ガラス板4a、レンチキュラーレンズ4bおよびフレネルレンズ4cを備え、表示面として機能して画像を表示可能に構成されている。この場合、ガラス板4aは、一例として、光透過性を有する強化ガラスによって長方形の板状に形成されて、その表示面(その上面)上で筆記などの作業を行うことができるように構成されている。レンチキュラーレンズ4bは、例えば天板4よりも若干小さめの長方形の板状に形成されて、ガラス板4aの下面に固定されている。フレネルレンズ4cは、例えばレンチキュラーレンズ4bと同じ形状の板状に形成されて、レンチキュラーレンズ4bの下面に固定されている。また、フレネルレンズ4cは、下面側から投射された投射光Lpを平行光に変換し、レンチキュラーレンズ4bは、フレネルレンズ4cによって平行光に変換された投射光Lpを光La(拡散光)に変換(拡散)することによって画像41を表示する。この場合、レンチキュラーレンズ4bによって拡散された可視領域の光Laはガラス板4aを透過してその表示面から上方に射出される。
光学エンジン5は、図1に示すように、画像データ出力機器としてのコンピュータ10に接続されて、コンピュータ10から出力された画像データに基づいて光変調した投射光Lpを天板4に向けて投射する。この場合、コンピュータ10は、一例として、同図に示すように、ノート型のパーソナルコンピュータであって、光学式マウス11を入力装置として備えている。光学式マウス11は、本発明における光学式ポインティングデバイスの一例であって、コンピュータ10に備えられた受信部(図示せず)との間で無線方式でデータを伝送する。また、光学式マウス11は、図3に示すように、底面側の内部に光検出ユニット12を備えている。この光検出ユニット12は、下側(底部側)に向けて赤外領域の照射光Ldを射出するLED13と、LED13から射出された照射光Ldの反射光Lsを集光するレンズ14と、レンズ14によって集光された反射光Lsを光電変換する光電変換素子15と、光電変換素子15から出力された電気信号に基づいて光学式マウス11の相対的な位置の変化を検出し、この位置の変化をデータ化した位置情報を生成してコンピュータ10に出力する制御IC16とを備えて構成されている。この場合、光電変換素子15は、赤外領域(本発明における「主要波長領域」。一例として、750nm以上850nm以下の波長領域)に検知感度のピークを有している。
また、光学エンジン5は、3板式の光学エンジンであって、図2に示すように、光源部21、色分割光学系22、光変調素子23r,23g,23b(以下、区別しないときには「光変調素子23」ともいう)、光合成光学系(以下、「プリズム」ともいう)24、投射レンズ25および赤外線カットフィルタ26を備え、射出口27から投射光Lpを射出可能に構成されている。光源部21は、一例としてLED(Light Emitting Diode)によって構成され、赤外領域の光を含む白色光Lwを発光する。色分割光学系22は、一例として、ダイクロイックミラー31r,31g、全反射ミラー32,32,32を備え、白色光Lwを赤色光Lr(赤外領域の光を含む)、緑色光Lgおよび青色光Lb(以下、赤色光Lr、緑色光Lgおよび青色光Lbを区別しないときには「光L」ともいう)に分割して各光変調素子23r,23g,23bに向けてそれぞれ照射する。光変調素子23は、一例として、入射側偏光板および射出側偏光板を備えた液晶ライトバルブで構成されて、照射された光Lを画像データに基づいて光変調する。プリズム24は、各光変調素子23r,23g,23bによって光変調された赤色光Lr、緑色光Lgおよび青色光Lbを合成して画像41をカラー表示するための投射光Lpを射出する。投射レンズ25は、本発明における光射出部に相当し、プリズム24から射出された投射光Lpを拡大して天板4(フレネルレンズ4c)に向けて射出する。この場合、投射レンズ25によって拡大された投射光Lpが、本発明における「画像を視認させるための光」に相当する。赤外線カットフィルタ26は、光源部21と射出口27との間に配設され、一例として、長方形の板状に形成されたガラス基材と、本発明におけるフィルタ部に相当する誘電体多層膜フィルタであって、ガラス基材における投射レンズ25側の表面において層状にコーティングされた誘電体多層膜とで構成されている。この場合、赤外線カットフィルタ26は、投射レンズ25から射出された光のうちの可視領域(一例として、350nm以上700nm以下の波長領域)の光を通過させると共に、光学式マウス11によって検知される主要波長領域の光(一例として、少なくとも750nm以上850nm以下の赤外領域の光)を減衰させる。したがって、この光学エンジン5では、赤外線カットフィルタ26を通過した赤外領域の光を殆ど含まない主として可視領域の投射光Lpが、射出口27(図2参照)から天板4に向けて射出される。
次に、テーブル型表示装置1の全体的な動作について、光学エンジン5にコンピュータ10が接続されている例について、図面を参照して説明する。例えば、画像をテーブル型表示装置1に表示させる場合、コンピュータ10が、オペレータの操作に従い、表示パネル10a(図1参照)に表示している画像に対応する画像データを光学エンジン5に出力する。この際に、表示パネル10aには、一例として、複数のトランプ画像が配置されたトランプゲームの一場面についての画像(図示せず)が表示されているものとする。
一方、光学エンジン5では、光源部21が、図2に示すように、赤外領域の光を含む白色光Lwを色分割光学系22に向けて射出する。次に、色分割光学系22が、白色光Lwを赤色光Lr(赤外領域の光を含む)、緑色光Lgおよび青色光Lbに分割して、各光Lr,Lg,Lbをそれぞれ各光変調素子23r,23g,23bに照射する。次いで、光変調素子23r、光変調素子23gおよび光変調素子23bが、赤色光Lr,緑色光Lgおよび青色光Lbを画像データに基づいてそれぞれ光変調する。この場合、光変調素子23rは、画像データのうちの赤色画像データに基づいて赤色光Lrを光変調する。また、光変調素子23gは、画像データのうちの緑色画像データに基づいて緑色光Lgを光変調し、光変調素子23bは、画像データのうちの青色画像データに基づいて青色光Lbを光変調する。続いて、プリズム24が、各光変調素子23r,23g,23bによって光変調された赤色光Lr、緑色光Lgおよび青色光Lbを合成した投射光Lpを射出する。この場合、投射光Lpには赤外領域の光が含まれている。次に、投射レンズ25が、プリズム24から射出された赤外領域の光を含む投射光Lpを拡大して射出する。次いで、赤外線カットフィルタ26が、投射レンズ25によって拡大された投射光Lpのうちの赤外領域の光を減衰させつつ、主として可視領域の光を通過させる。これにより、光学エンジン5から主として可視領域の投射光Lpが天板4(フレネルレンズ4c)に向けて投射される。続いて、フレネルレンズ4cが、投射光Lpを平行光に変換する。次に、図1に示すように、レンチキュラーレンズ4bが平行光に変換された投射光Lpを光La(拡散光)に変換(拡散)し、ガラス板4aが光Laを透過させる(つまりその上面側から光Laを射出させる)ことにより、コンピュータ10の表示パネル10aに表示されている画像と同様のトランプ画像42,42,・・を含む画像41(図4参照)がカラー表示されて、天板4の上面側から視認される。この場合、投射光Lpに赤外領域の光が殆ど含まれていないため、赤外領域の光を殆ど含まない光Laが天板4(ガラス板4a)から射出される。
一方、天板4上で光学式マウス11を操作したときには、図3に示すように、光学式マウス11内の光検出ユニット12におけるLED13から射出された赤外領域の照射光Ldが天板4で反射され、その反射光Lsがレンズ14によって集光されて光電変換素子15に入射する。また、天板4を通過した光Laもレンズ14によって集光されて光電変換素子15に入射する。この場合、光Laには赤外領域の光が殆ど含まれていないため、光電変換素子15は、赤外領域の反射光Lsを主として光電変換する。したがって、制御IC16は、天板4から射出される光Laの影響を殆ど受けることなく、天板4で反射された反射光Lsを光電変換した電気信号に基づいて光学式マウス11の相対的な位置の変化を正確に検知して、その位置情報をコンピュータ10に出力する。このため、光学式マウス11を図4に矢印で示す向きに移動させたときには、その位置情報がコンピュータ10に出力されて、コンピュータ10が表示パネル10a上においてポインタ43を矢印の向きと同じ向きに移動させる。この際に、コンピュータ10は、画像データを光学エンジン5に出力し、光学エンジン5は、画像データに基づいて表示パネル10aに表示されている画像と同じ画像41を表示させる投射光Lpを投射する。これにより、同図に示すように、コンピュータ10の表示パネル10aに表示されている画像と同じく、ポインタ43が同図に示す矢印の向きに移動する画像41が天板4の上面側から視認される。
このように、このテーブル型表示装置1では、光学エンジン5の赤外線カットフィルタ26が、投射レンズ25から射出された投射光Lpのうちの光学式マウス11によって検知される主要波長領域の光(赤外領域の光)を減衰させる。したがって、光学式マウス11をテーブル型表示装置1の天板4上で使用する際に、天板4から射出される光Laに対する光学式マウス11の光電変換素子15による検知を十分に防止することができる結果、テーブル型表示装置1の天板4上で光学式マウス11を使用する際の誤動作を確実に防止することができる。
また、赤外線カットフィルタ26が、光源部21から射出される白色光Lwのうちの光学式マウス11によって検知される主要波長領域の光(赤外領域の光)の光を減衰させる。したがって、赤外線カットフィルタ26を光源部21と射出口27との間に配設するだけの簡易な構造でありながら、光学式マウス11によって検知される赤外領域の光を含む白色光Lwを射出する光源部21を用いることができる結果、部品コストや製造コストを高騰させることなくテーブル型表示装置1を構成することができる。
また、脚部2が天板4を支持することにより、テーブル型のスクリーンパネルを備えたテーブル型表示装置1を構成することができる。したがって、スクリーンパネルとしての天板4のパネル面に画像41を表示させつつパネル面上で光学式マウス11を使用することができる。
また、赤外線カットフィルタ26が赤外領域の光を減衰させて可視領域の投射光Lpを通過させるため、画像41の色彩に影響を与えることなくテーブル型表示装置1における天板4のパネル面上に画像41を表示することができる。
なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、赤外線カットフィルタ26を投射レンズ25と射出口27との間に配設した構成例について説明したが、光源部21と射出口27との間の赤色光Lrの光路上(赤外領域の光の光路上)における任意の位置に赤外線カットフィルタ26を配設する構成を採用することができる。具体的には、図2に破線で示すように、光源部21と色分割光学系22との間、色分割光学系22のダイクロイックミラー31rと全反射ミラー32との間、色分割光学系22と光変調素子23rとの間、光変調素子23rとプリズム24との間、およびプリズム24と投射レンズ25との間のいずれか1箇所または複数箇所に赤外線カットフィルタ26を配設することができる。また、赤色光Lrの光路上(赤外領域の光の光路上)に配設されている全反射ミラー32や投射レンズ25などの光学部品の表面に誘電体多層膜を形成する構成を採用することもできる。また、LEDを用いた光源部21に代えて、高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどを用いた光源を採用することもできる。さらに、透過型の液晶ライトバルブ(光変調素子23)を用いた光学エンジン5に代えて、DMD(デジタルマイクロミラーデバイス)や反射型の光変調素子を用いた各種タイプの光学エンジンを用いることができる。
また、図5に示すように、箱状のテーブル型表示装置101(本発明に係る表示装置の他の一例)に本発明を適用することもできる。なお、以下、テーブル型表示装置1と共通する構成要素については同一の符号を用いて重複した説明を省略する。このテーブル型表示装置101は、同図に示すように、CRT102および赤外線カットフィルタ26(本発明におけるフィルタ部)を備えて構成されている。この場合、CRT102は、同図に示すように、筐体内に収容されると共にコンピュータ10に接続されて、コンピュータ10から出力された画像データに基づいて表示面103(CRT102の管面。本発明における光射出部に相当する。)から画像を視認させるための光Lcを射出する。赤外線カットフィルタ26は、表示面103よりも若干大きめに形成されると共に筐体の上部(表示面103の上側)に配設されている。また、このテーブル型表示装置101の赤外線カットフィルタ26では、ガラス基材として、強化ガラスが用いられている。さらに、この赤外線カットフィルタ26は、テーブル型表示装置1の赤外線カットフィルタ26と同様にして、光Lcのうちの可視領域の光を通過させると共に赤外領域の光を減衰させる。したがって、赤外線カットフィルタ26から主として可視領域の光Leが上向きに射出される。このテーブル型表示装置101においても、赤外線カットフィルタ26が、表示面103から射出された光Lcのうちの光学式マウス11によって検知される赤外領域の光を減衰させて主として可視領域の光Leを射出する。したがって、光学式マウス11をテーブル型表示装置101における表示面103の上方、この例では赤外線カットフィルタ26上で使用する際に、光Leに赤外領域の光が殆ど含まれていないため、光電変換素子15は、光学式マウス11のLED13から射出されて赤外線カットフィルタ26で反射された赤外領域の反射光Lsを主として光電変換する。したがって、表示面103から射出される光Lcに対する光学式マウス11の光電変換素子15による検知を十分に防止することができる結果、テーブル型表示装置101の表示面103上(つまり赤外線カットフィルタ26上)で光学式マウス11を使用する際の誤動作を確実に防止することができる。
また、上記のテーブル型表示装置101において、CRT102に代えて、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどの表示パネルを用いた構成を採用することもできる。この場合、赤外線カットフィルタ26に代えてガラス板を筐体の上部に配設すると共に、CRT102の表示面103や、表示パネルのパネル面に誘電体多層膜を直接形成してフィルタ部として機能させる構成を採用することもできる。
また、テーブル型表示装置1,101では、誘電体多層膜フィルタを用いて赤外線カットフィルタ26を構成した例について説明したが、誘電体多層膜フィルタに代えて、または誘電体多層膜フィルタと共に、ホログラフィックフィルタ、色ガラスフィルタおよびゼラチンフィルタの少なくとも1種を用いて赤外線カットフィルタ26を構成することもできる。また、赤外領域を減衰させる赤外線カットフィルタ26を用いた構成例について説明したが、光学式マウス11の光電変換素子15によって検知される主要波長領域が赤外領域とは異なる波長領域のときには、光電変換素子15によって主として検知される主要波長領域を減衰させるフィルタを採用することができるのは勿論である。
また、本発明に係る表示装置については、各種形状や任意の大きさに形成することができる。例えば、その周囲に複数人が着席して会議することができる円形状の会議机を構成することができる。この構成によれば、会議机の上面に会議用資料の画像を表示して、この画像を全員で視認しつつ会議を行い、その際に、会議机上で光学式マウス11を使用することができる。また、会議に限らず、任意の用途に用いることができる。例えば、机状のゲーム機として用いることもできるし、証券取引用テーブルとして用いることもできる。
テーブル型表示装置1の側面図である。 光学エンジン5の構成を示す断面図である。 光学式マウス11における光検出ユニット12の側面断面図である。 テーブル型表示装置1の上面図である。 テーブル型表示装置101の側面断面図である。
符号の説明
1,101 テーブル型表示装置、2 脚部、4 天板、5 光学エンジン、Lp 投射光、11 光学式マウス、21 光源部、26 赤外線カットフィルタ、27 射出口、41 画像、103 表示面、Lc 光

Claims (6)

  1. 画像を視認させるための光を射出する光射出部と、当該光射出部から射出された前記光に対して光学式ポインティングデバイスによって検知される主要波長領域の光を減衰させつつ通過させるフィルタ部とを備えている表示装置。
  2. 投射光を射出する光学エンジンと、背面側から投射された前記投射光に基づく画像を表示するスクリーンパネルとを備え、前記光学エンジンは、光学式ポインティングデバイスによって検知される主要波長領域の光を減衰させるフィルタ部を備え、当該フィルタ部を通過させて前記投射光を前記スクリーンパネルに向けて投射する表示装置。
  3. 前記光学エンジンは、前記投射光を生成するための光源を備えて構成され、
    前記フィルタ部は、前記光源と、前記光学エンジンによって光変調された前記投射光が射出される射出口との間に配設されている請求項2記載の表示装置。
  4. 前記スクリーンパネルは、前記投射光に基づく画像を表示するスクリーンパネル本体と、当該スクリーンパネル本体のパネル面を上向きにした状態で当該スクリーンパネル本体を支持する支柱とを備えている請求項2または3記載の表示装置。
  5. 前記フィルタ部は、誘電体多層膜フィルタ、ホログラフィックフィルタ、色ガラスフィルタおよびゼラチンフィルタの少なくとも1つで構成されている請求項1から4のいずれかに記載の表示装置。
  6. 前記主要波長領域が赤外領域に規定されている請求項1から5のいずれかに記載の表示装置。
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