JP2013161408A

JP2013161408A - Display device

Info

Publication number: JP2013161408A
Application number: JP2012024992A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Chiaki; 謙三千秋
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2013-08-19

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device enabling favorable display.SOLUTION: A display device 1 comprises: an image projection unit 22 that projects image light; a detection light irradiation unit 33 that performs irradiation with detection light; a display unit 10 that has a scattering unit 11 which scatters the image light, and a transmission unit 12 which is provided in an area not provided with the scattering unit 11 and transmits the detection light; and a detection light reception unit 24 that receives the detection light.

Description

本発明は、表示装置に関するものである。 The present invention relates to a display device.

従来、コンピュータ等の操作装置として、画像を表示すると共にその表示画像を操作する仕草等を感知して入力信号とする、いわゆる対話型の背面投射型の表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, as an operation device such as a computer, a so-called interactive rear projection type display device that displays an image and senses a gesture or the like for operating the display image as an input signal is known (for example, a patent) Reference 1).

特開２００６−０４０２７１号公報JP 2006-040271 A

しかし、従来の背面投射型の表示装置は、表示面への直接接触を検知して対応した信号を入力する。このため、表示面が皮脂等で汚れ、表示の視認が阻害されるという問題がある。 However, the conventional rear projection type display device detects a direct contact with the display surface and inputs a corresponding signal. For this reason, there is a problem that the display surface is soiled with sebum and the like, and the visual recognition of the display is hindered.

本発明の課題は、好適な表示が可能な表示装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a display device capable of suitable display.

本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１に記載の発明は、画像光を投射する画像投影部（２２）と、検出光を照射する検出光照射部（３３）と、前記画像光を散乱させる散乱部（１１）と、前記散乱部（１１）が備えられていない領域に備えられ前記検出光を透過させる透過部（１２）とを有する表示部（１０）と、前記検出光を受光する検出光受光部（２４）とを備えること、を特徴とする表示装置（１，１’）である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の表示装置（１，１’）であって、前記検出光照射部（３３）から照射された前記検出光は、前記透過部（１２）を透過し対象物に反射した後、前記透過部（１２）を透過し、前記検出光受光部（２４）は、前記対象物に反射した後、前記透過部（１２）を透過する前記検出光を受光することにより前記対象物の位置を検出することを特徴とする表示装置（１，１’）である。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の表示装置（１）であって、前記表示部（１０）はドーム状に形成され、前記検出光照射部（３３）及び前記検出光受光部（２４）は、前記表示部（１０）におけるドーム状の中心部に配置されていること、を特徴とする表示装置（１）である。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の表示装置（１）であって、前記画像投影部（２２）、前記検出光照射部（３３）及び前記検出光受光部（２４）は、前記表示部（１０）におけるドーム状の中心部に配置された同一の光学素子を介してそれぞれ投射、照射、受光するように構成されていること、を特徴とする表示装置（１）である。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置（１，１’）であって、前記画像投影部（２２）において、前記表示部（１０）に前記画像光を投射する際に、前記透過部（１２）から可視光の出射が制限されていること、を特徴とする表示装置（１，１’）である。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示装置（１，１’）であって、前記表示部（１０）における前記透過部（１２）は、非均一に配置されていること、を特徴とする表示装置（１，１’）である。 The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this.
The invention according to claim 1 is an image projection unit (22) that projects image light, a detection light irradiation unit (33) that emits detection light, a scattering unit (11) that scatters the image light, and A display unit (10) provided in a region where the scattering unit (11) is not provided and having a transmission unit (12) that transmits the detection light, and a detection light receiving unit (24) that receives the detection light. A display device (1, 1 ′).
Invention of Claim 2 is a display apparatus (1, 1 ') of Claim 1, Comprising: The said detection light irradiated from the said detection light irradiation part (33) is said transmission part (12). Is transmitted through the transmission part (12), and the detection light receiving part (24) is reflected by the object and then transmitted through the transmission part (12). The display device (1, 1 ′) is characterized in that the position of the object is detected by receiving light.
Invention of Claim 3 is a display apparatus (1) of Claim 2, Comprising: The said display part (10) is formed in a dome shape, The said detection light irradiation part (33) and the said detection light light reception The display device (1) is characterized in that the portion (24) is arranged at the center of the dome shape in the display portion (10).
Invention of Claim 4 is a display apparatus (1) of Claim 3, Comprising: The said image projection part (22), the said detection light irradiation part (33), and the said detection light light-receiving part (24) are The display device (1) is configured to project, irradiate, and receive light through the same optical element disposed at the center of the dome shape in the display unit (10). .
Invention of Claim 5 is a display apparatus (1,1 ') of any one of Claims 1-3, Comprising: In the said image projection part (22), the said display part (10) When projecting the image light, the display device (1, 1 ′) is characterized in that emission of visible light from the transmission unit (12) is restricted.
Invention of Claim 6 is a display apparatus (1, 1 ') of any one of Claims 1-4, Comprising: The said permeation | transmission part (12) in the said display part (10) is non- The display device (1, 1 ′) is characterized by being uniformly arranged.

本発明によれば、好適な表示が可能な表示装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a display device capable of suitable display.

本発明の一実施形態である背面投射型表示装置を概念的に示す外観斜視図である。1 is an external perspective view conceptually showing a rear projection type display device according to an embodiment of the present invention. 背面投射型表示装置の概念断面図である。It is a conceptual sectional view of a rear projection type display device. 投影受光光学系ユニットの拡大図である。It is an enlarged view of a projection light-receiving optical system unit. 表示部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of a display part. 背面投射型表示装置における表示と操作による入力の説明図である。It is explanatory drawing of the input by the display and operation in a rear projection type display apparatus. 背面投射型表示装置における表示と操作による入力の説明図である。It is explanatory drawing of the input by the display and operation in a rear projection type display apparatus. 表示部の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a display part. 変形例としての背面投射型表示装置の概念断面図である。It is a conceptual sectional view of a rear projection type display device as a modification. 図８に示す背面投射型表示装置における表示部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the display part in the rear projection type display apparatus shown in FIG.

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態である対話型の背面投射型表示装置１を概念的に示す外観斜視図である。図２は、背面投射型表示装置１の概念断面図である。図３は、投影受光光学系ユニット２０の拡大図である。図４は、表示部１０の拡大断面図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is an external perspective view conceptually showing an interactive rear projection display device 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a conceptual cross-sectional view of the rear projection display device 1. FIG. 3 is an enlarged view of the projection light receiving optical system unit 20. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the display unit 10.

図１に示す背面投射型表示装置１は、当該背面投射型表示装置１を使用するＰＣ等の機器（使用機器）と接続され、使用機器が備えるアプリケーションソフト等との協働により、画像を表示すると共に、その表示画像に対して操作するような動作を検知してＰＣ等に対して入力を行うものである。
なお、本発明は、ＰＣ等の機器と接続されるものに限定されない。例えば、背面投射型表示装置自体が、ＳＤカード等の記録媒体から画像を入力可能であってもよく、それらの記録媒体に記録されている画像、または記録媒体から入力された画像を表示するものであってもよい。 The rear projection display device 1 shown in FIG. 1 is connected to a device (use device) such as a PC that uses the rear projection display device 1 and displays an image in cooperation with application software provided in the use device. At the same time, an operation for operating the display image is detected and input is made to the PC or the like.
In addition, this invention is not limited to what is connected with apparatuses, such as PC. For example, the rear projection display device itself may be capable of inputting an image from a recording medium such as an SD card, and displays an image recorded on the recording medium or an image input from the recording medium. It may be.

背面投射型表示装置１は、ドーム状の表示部１０と、その内部に配置された投影受光光学系ユニット２０と、制御部３０と、により構成されている。
表示部１０は、所定の板厚で中空半球状に形成され、筐体１Ａの上部に設けられている。表示部１０は、たとえば透明アクリルやポリカーボネート等、少なくとも可視光を透過可能な素材によって形成されている。なお、表示部１０は、後述する投影受光光学系ユニット２０における赤外光源が出射する赤外光を透過しない素材であれば、より好ましい。 The rear projection display device 1 includes a dome-shaped display unit 10, a projection light receiving optical system unit 20 disposed therein, and a control unit 30.
The display unit 10 is formed in a hollow hemispherical shape with a predetermined plate thickness, and is provided on the top of the housing 1A. The display unit 10 is formed of a material that can transmit at least visible light, such as transparent acrylic or polycarbonate. The display unit 10 is more preferably a material that does not transmit infrared light emitted from an infrared light source in the projection light receiving optical system unit 20 described later.

表示部１０の内周面全域には、スクリーン１１が形成されている。スクリーン１１は、照射された可視光を乱反射する光散乱層である。このスクリーン１１は、表示部１０の内周面を直接加工して形成しても、また、別体の光散乱層を表示部１０の内周面に貼着または塗布等によって形成しても、いずれでも良い。 A screen 11 is formed on the entire inner peripheral surface of the display unit 10. The screen 11 is a light scattering layer that irregularly reflects irradiated visible light. The screen 11 may be formed by directly processing the inner peripheral surface of the display unit 10, or a separate light scattering layer may be formed on the inner peripheral surface of the display unit 10 by sticking or coating, Either is fine.

また、表示部１０には、複数の赤外光透過部１２が形成されている。
部分拡大図である図４（ａ）に示すように、本実施形態における赤外光透過部１２は、表示部１０をその板厚方向に貫通する微小な丸孔であって、表示部１０の全域に所定の分布密度で均等に配置されている。各赤外光透過部１２の中心軸線は、半球状の表示部１０の中心に配置された後述する投影受光光学系ユニット２０における対物レンズ２１に向かうように（対物レンズ２１を中心とする放射状に）設定されている。また、赤外光透過部１２の孔径は、１ｍｍ程度以下とするが、極力小さい方が好ましい。
表示部１０は、その全面に亘って赤外光透過部１２が所定の密度で配置されており、その赤外光透過部１２の形成部位にはスクリーン１１が形成されていない。なお、赤外光透過部１２の形状は丸孔に限らない。 The display unit 10 is formed with a plurality of infrared light transmission units 12.
As shown in FIG. 4A, which is a partially enlarged view, the infrared light transmitting portion 12 in the present embodiment is a minute round hole that penetrates the display portion 10 in the plate thickness direction. They are evenly distributed over the entire area with a predetermined distribution density. The central axis of each infrared light transmitting portion 12 is directed toward an objective lens 21 in a projection light receiving optical system unit 20 (described later) disposed at the center of the hemispherical display portion 10 (in a radial manner centering on the objective lens 21). ) Is set. Moreover, the hole diameter of the infrared light transmission part 12 shall be about 1 mm or less, but the smaller one is preferable.
As for the display part 10, the infrared light transmission part 12 is arrange | positioned by the predetermined density over the whole surface, and the screen 11 is not formed in the formation site | part of the infrared light transmission part 12. FIG. In addition, the shape of the infrared light transmission part 12 is not restricted to a round hole.

また、赤外光透過部１２は、図４（ｂ）に示すように、後述する投影受光光学系ユニット２０における赤外光源２３が出射する赤外光を透過する素材の透過部材１２Ａで充填しても良い。この構成によれば、赤外光透過部１２に塵埃が詰まる等の不具合を防ぐことができる。 Further, as shown in FIG. 4B, the infrared light transmitting portion 12 is filled with a transmitting member 12A made of a material that transmits infrared light emitted from an infrared light source 23 in the projection light receiving optical system unit 20 described later. May be. According to this configuration, it is possible to prevent problems such as dust clogging in the infrared light transmitting portion 12.

図３に示すように、投影受光光学系ユニット２０は、対物レンズ２１と、画像投影機２２と、赤外光源２３と、赤外光受光センサ２４と、ダイクロイックミラー２５、ハーフミラー２６等を備えて構成されている。
対物レンズ２１は、画角が略１８０°の魚眼レンズであって、当該投影受光光学系ユニット２０の各構成要素を収容する筐体２０Ａの上部に、表示部１０の略全域を画角内として配置されている。本実施形態では、対物レンズ２１の光軸は、鉛直に設定されている。 As shown in FIG. 3, the projection light receiving optical system unit 20 includes an objective lens 21, an image projector 22, an infrared light source 23, an infrared light receiving sensor 24, a dichroic mirror 25, a half mirror 26, and the like. Configured.
The objective lens 21 is a fisheye lens having an angle of view of approximately 180 °, and is disposed on the upper portion of the housing 20A that accommodates each component of the projection light receiving optical system unit 20 so that the substantially entire area of the display unit 10 is within the angle of view. Has been. In the present embodiment, the optical axis of the objective lens 21 is set to be vertical.

画像投影機２２は、対物レンズ２１の下側に、出射光軸を対物レンズ２１の光軸に一致させて配置されている。画像投影機２２には、後述する制御部３０から画像情報が入力され、その画像情報に基づく可視画像を、対物レンズ２１を介して表示部１０のスクリーン１１に投影する。 The image projector 22 is arranged on the lower side of the objective lens 21 so that the outgoing optical axis coincides with the optical axis of the objective lens 21. Image information is input to the image projector 22 from a control unit 30 described later, and a visible image based on the image information is projected onto the screen 11 of the display unit 10 via the objective lens 21.

画像投影機２２から対物レンズ２１に至る可視光の光軸（可視光軸２０Ｂ）内には、ダイクロイックミラー２５が可視光軸２０Ｂに対して４５°の角度で配置されている。
ダイクロイックミラー２５は、後述する赤外光源２３が出射する所定波長の赤外光のみを反射し可視光は透過するように構成されている。このため、画像投影機２２から対物レンズ２１に至る可視光は、ダイクロイックミラー２５を透過する。 A dichroic mirror 25 is disposed at an angle of 45 ° with respect to the visible light axis 20B in the optical axis of visible light (visible light axis 20B) from the image projector 22 to the objective lens 21.
The dichroic mirror 25 is configured to reflect only infrared light having a predetermined wavelength emitted from an infrared light source 23 described later and transmit visible light. Therefore, visible light from the image projector 22 to the objective lens 21 passes through the dichroic mirror 25.

赤外光源２３は、検出光としての所定波長の赤外光の光源であって、画像投影機２２と並んで設けられており、赤外光を可視光軸２０Ｂと平行な光軸（赤外光軸２０Ｃ）で出射する。
赤外光源２３が出射した赤外光の光路（赤外光軸２０Ｃ）前方には、ハーフミラー２６が配置されている。 The infrared light source 23 is an infrared light source having a predetermined wavelength as detection light, and is provided side by side with the image projector 22. The infrared light source 23 is an optical axis (infrared ray) parallel to the visible light axis 20 </ b> B. The light is emitted at the optical axis 20C).
A half mirror 26 is arranged in front of the optical path of the infrared light emitted from the infrared light source 23 (infrared optical axis 20C).

ハーフミラー２６は、赤外光源２３から出射された赤外光の一部を反射すると共に一部を透過するように設定されたミラーである。ハーフミラー２６は、赤外光軸２０Ｃをダイクロイックミラー２５向けて屈曲するように、その反射面を赤外光源２３の出射光軸（赤外光軸２０Ｃ）に対して４５°の角度として設けられている。
これにより、赤外光源２３が出射した赤外光は、ハーフミラー２６によってダイクロイックミラー２５に向けて反射され、さらに、ダイクロイックミラー２５によって反射されて、可視光軸２０Ｂと一致して対物レンズ２１に向かい、対物レンズ２１から出射されるようになっている。 The half mirror 26 is a mirror that is set to reflect a part of infrared light emitted from the infrared light source 23 and to transmit a part thereof. The half mirror 26 is provided with an angle of 45 ° with respect to the outgoing optical axis (infrared optical axis 20C) of the infrared light source 23 so that the infrared optical axis 20C is bent toward the dichroic mirror 25. ing.
As a result, the infrared light emitted from the infrared light source 23 is reflected by the half mirror 26 toward the dichroic mirror 25, and further reflected by the dichroic mirror 25 to coincide with the visible light axis 20B and enter the objective lens 21. Opposite, it is emitted from the objective lens 21.

赤外光受光センサ２４は、ハーフミラー２６の背面側（ダイクロイックミラー２５に向かう赤外光軸２０Ｃとは反対側）に、配置されている。赤外光受光センサ２４には、外部から対物レンズ２１に入射した赤外光が、赤外光源２３から出射された赤外光の光路（赤外光軸２０Ｃ）を逆に辿り、ハーフミラー２６を透過して入射するようになっている。 The infrared light receiving sensor 24 is disposed on the back side of the half mirror 26 (the side opposite to the infrared optical axis 20 </ b> C toward the dichroic mirror 25). In the infrared light receiving sensor 24, the infrared light incident on the objective lens 21 from the outside traces the optical path (infrared optical axis 20C) of the infrared light emitted from the infrared light source 23 in the reverse direction, and the half mirror 26 So that it enters through the light.

上記のように構成された投影受光光学系ユニット２０は、筐体１０Ａの内部に、対物レンズ２１を半球状の表示部１０の中心に位置させて配置されている。
そして、投影受光光学系ユニット２０は、画像投影機２２が、制御部３０から入力される画像情報に基づく可視画像光を出射し、対物レンズ２１から表示部１０のスクリーン１１に向けて投影する。
ここで、画像投影機２２は、表示部１０における赤外光透過部１２と対応する位置には、画像光を投影しない。または、黒画像を投影する。これにより、可視光が赤外光透過部１２を通って散乱せずに直接出射し、輝点に見えることを防ぐことができる。 The projection light receiving optical system unit 20 configured as described above is arranged inside the housing 10A with the objective lens 21 positioned at the center of the hemispherical display unit 10.
In the projection light receiving optical system unit 20, the image projector 22 emits visible image light based on the image information input from the control unit 30, and projects the visible image light from the objective lens 21 toward the screen 11 of the display unit 10.
Here, the image projector 22 does not project image light at a position corresponding to the infrared light transmitting unit 12 in the display unit 10. Alternatively, a black image is projected. Thereby, it is possible to prevent visible light from being directly emitted without being scattered through the infrared light transmitting portion 12 and appearing as a bright spot.

また、赤外光源２３から出射された赤外光は、ハーフミラー２６、ダイクロイックミラー２５および対物レンズ２１を介して、表示部１０に向かって照射される。
赤外光受光センサ２４は、外部から対物レンズ２１に入射してハーフミラー２６を透過した赤外光を受光し、その受光情報を制御部３０に出力する。 The infrared light emitted from the infrared light source 23 is irradiated toward the display unit 10 through the half mirror 26, the dichroic mirror 25, and the objective lens 21.
The infrared light receiving sensor 24 receives infrared light incident on the objective lens 21 from the outside and transmitted through the half mirror 26, and outputs the received light information to the control unit 30.

制御部３０は、当該背面投射型表示装置１を利用する使用機器と接続されて入出力を司る。すなわち、制御部３０は、投影受光光学系ユニット２０における画像投影機２２に画像情報を入力して投影駆動すると共に、赤外光受光センサ２４の受光検出から情報を解析して使用機器に出力する。 The control unit 30 is connected to a device that uses the rear projection display device 1 and controls input / output. That is, the control unit 30 inputs image information to the image projector 22 in the projection light receiving optical system unit 20 to drive the projection, and analyzes information from the light reception detection of the infrared light receiving sensor 24 and outputs the information to the device used. .

上記のように構成された背面投射型表示装置１は、投影受光光学系ユニット２０における画像投影機２２が、制御部３０から入力された画像情報に基づいて可視画像光を射出し、対物レンズ２１から表示部１０のスクリーン１１に向けて投影する。スクリーン１１に投影された画像は、可視光において透明な表示部１０の外側から視認可能となる。 In the rear projection display device 1 configured as described above, the image projector 22 in the projection light receiving optical system unit 20 emits visible image light based on the image information input from the control unit 30, and the objective lens 21. To the screen 11 of the display unit 10. The image projected on the screen 11 becomes visible from the outside of the display unit 10 that is transparent in visible light.

一方、投影受光光学系ユニット２０における赤外光源２３が出射して対物レンズ２１を介して表示部１０に投影された赤外光は、表示部１０（スクリーン１１）に形成された赤外光透過部１２を介して表示部１０の外側に出射する。赤外光透過部１２から出射した赤外光は、表示部１０の外側近傍に存在する指示操作部材２（図２における手）によって反射されて、赤外光透過部１２を介して逆に表示部１０の内部に入射する。表示部１０の内部に入射した反射赤外光は、出射時と同一光路を逆に戻り、その一部がハーフミラー２６を透過して赤外光受光センサ２４に入射する。赤外光受光センサ２４は、例えば、２次元の撮像素子を有し、指示操作部材２の２次元的な位置座標（受光情報）を検出可能である。赤外光受光センサ２４は、その受光情報を制御部３０に出力する。なお、表示部１０に投影された赤外光はスクリーン１１で散乱されるが、赤外光であるために可視光による画像の視認を妨げる障害とはならない。
制御部３０は、赤外光受光センサ２４の受光情報から、表示部１０の外周近傍における指示操作部材２の位置および移動等を検出して、その情報を接続された使用機器に出力する。 On the other hand, the infrared light emitted from the infrared light source 23 in the projection light receiving optical system unit 20 and projected onto the display unit 10 through the objective lens 21 is transmitted through the infrared light formed on the display unit 10 (screen 11). The light is emitted to the outside of the display unit 10 through the unit 12. Infrared light emitted from the infrared light transmitting portion 12 is reflected by the pointing operation member 2 (hand in FIG. 2) existing near the outside of the display portion 10 and displayed reversely via the infrared light transmitting portion 12. The light enters the inside of the unit 10. The reflected infrared light that has entered the display unit 10 returns in the same optical path as when it was emitted, and part of the reflected infrared light passes through the half mirror 26 and enters the infrared light receiving sensor 24. The infrared light receiving sensor 24 has, for example, a two-dimensional image sensor and can detect a two-dimensional position coordinate (light reception information) of the pointing operation member 2. The infrared light receiving sensor 24 outputs the received light information to the control unit 30. Note that the infrared light projected on the display unit 10 is scattered by the screen 11, but since it is infrared light, it does not hinder the visual recognition of an image by visible light.
The control unit 30 detects the position, movement, and the like of the pointing operation member 2 in the vicinity of the outer periphery of the display unit 10 from the light reception information of the infrared light receiving sensor 24, and outputs the information to the connected equipment used.

上記構成により、背面投射型表示装置１は、表示部１０に表示された画像を視認しつつ、表示部１０に手（指示操作部材２）をかざして動かすと、それを赤外光受光センサ２４の受光情報から制御部３０が検知し、これを操作情報として使用機器に出力する。つまり、表示画像と関連づけて操作情報を出力でき、対話型の操作が可能となる。 With the above configuration, when the rear projection display device 1 moves while holding the hand (instruction operation member 2) over the display unit 10 while visually recognizing the image displayed on the display unit 10, the infrared light receiving sensor 24. The control unit 30 detects the received light information and outputs it as operation information to the device used. That is, operation information can be output in association with a display image, and interactive operation is possible.

図５および図６に、背面投射型表示装置１における表示と操作による入力の一例を示す。
すなわち、図５（ａ）に示すように、背面投射型表示装置１の図中右側に手（指示操作部材２）をかざすと、それに対応した赤外光受光センサ２４の受光情報に基づいて、表示部１０の右側の手（指示操作部材２）をかざした側に画像Ｇを表示する。同様に、図５（ｂ）に示すように、図中左側に手（指示操作部材２）をかざすと左側に画像Ｇを表示する。 FIG. 5 and FIG. 6 show an example of input by display and operation in the rear projection display device 1.
That is, as shown in FIG. 5A, when a hand (instruction operation member 2) is held over the right side of the rear projection display device 1 in the drawing, based on the light reception information of the corresponding infrared light reception sensor 24, The image G is displayed on the right side of the display unit 10 (the instruction operation member 2). Similarly, as shown in FIG. 5B, when the hand (instruction operation member 2) is held over the left side in the figure, an image G is displayed on the left side.

また、図６（ａ）に示すように、背面投射型表示装置１の周囲で手（指示操作部材２）を回すと、それに対応した赤外光受光センサ２４の受光情報に基づいて、表示部１０に表示する画像を拡大あるいは縮小する。
さらに、図６（ｂ）に示すように、背面投射型表示装置１に向かって（別れを意味する）手（指示操作部材２）を振ると、それに対応した赤外光受光センサ２４の受光情報に基づいて、背面投射型表示装置１の表示あるいは電源をオフにする。 Further, as shown in FIG. 6A, when the hand (instruction operation member 2) is turned around the rear projection display device 1, the display unit is based on the light reception information of the corresponding infrared light receiving sensor 24. 10 enlarges or reduces the image to be displayed.
Furthermore, as shown in FIG. 6B, when the hand (indicating operation member 2) is shaken (meaning parting) toward the rear projection display device 1, the light receiving information of the infrared light receiving sensor 24 corresponding to the hand is moved. Based on the above, the display or power supply of the rear projection type display device 1 is turned off.

以上、本実施形態によると、以下の効果を有する。
（１）本発明の背面投射型表示装置１では、赤外光透過部１２を介して検出光である赤外光を入出射させるため、指示操作部材２（手）を表示部１０の表面に接触させることなく検出することができる。これにより、表示部１０の表面を手脂等により汚すことなく操作情報を入力できる。 As described above, this embodiment has the following effects.
(1) In the rear projection type display device 1 of the present invention, the instruction operation member 2 (hand) is placed on the surface of the display unit 10 in order to cause infrared light as detection light to enter and exit through the infrared light transmission unit 12. It can detect without making it contact. Thereby, operation information can be input without making the surface of the display part 10 dirty with hand grease.

（２）投影受光光学系ユニット２０における対物レンズ２１は、半球状の表示部１０の中心に位置し、この対物レンズ２１を介して表示画像の投影が行われる。これにより、表示部１０におけるスクリーン１１に投影する画像の歪みを抑える、もしくは歪を均質にすることができる。 (2) The objective lens 21 in the projection light receiving optical system unit 20 is positioned at the center of the hemispherical display unit 10, and a display image is projected through the objective lens 21. Thereby, distortion of the image projected on the screen 11 in the display unit 10 can be suppressed or the distortion can be made uniform.

（３）検出光である赤外光の入出射は、半球状の表示部１０の中心に位置する対物レンズ３１を介して行われる。これにより、赤外光の入出射光軸と、表示部１０をその板厚に直交して貫通形成された赤外光透過部１２の中心軸とが一致し、赤外光の入出射光軸と表示部１０の板厚直交方向とが異なる場合に生ずる表示部１０の肉厚分による赤外光のケラレを考慮する必要がなく、赤外光透過部１２を小径化出来る。また、指示操作部材２を歪み無く均質に検出することが出来る。 (3) Incoming and outgoing infrared light as detection light is performed through the objective lens 31 located at the center of the hemispherical display unit 10. As a result, the infrared light incident / exit optical axis coincides with the central axis of the infrared light transmitting part 12 penetrating the display unit 10 perpendicular to the plate thickness, and the infrared light incident / exit optical axis is displayed. It is not necessary to consider the vignetting of the infrared light due to the thickness of the display unit 10 that occurs when the thickness direction of the unit 10 is different from the direction orthogonal to the plate thickness, and the diameter of the infrared light transmitting unit 12 can be reduced. Further, the pointing operation member 2 can be detected uniformly without distortion.

（４）背面投射型表示装置１は、半球状の表示部１０の中心に配置された同一の対物レンズ３１を介して表示画像の投影と検出光である赤外光の入出射とを行う。このため、少ない構成部材で合理的に構成でき、コストの低減と装置全体の小型化が可能となる。 (4) The rear projection display device 1 projects a display image and enters / exits infrared light as detection light through the same objective lens 31 disposed at the center of the hemispherical display unit 10. For this reason, it can be rationally configured with a small number of constituent members, and the cost can be reduced and the entire apparatus can be downsized.

（変形形態）
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
（１）上記実施形態では、赤外光透過部１２は、表示部１０に形成された孔または孔に赤外光を透過する透過部材１２Ａが充填されて形成されたものである。しかし、赤外光透過部１２はこの構成に限らず、スリット状とする等、適宜変更可能である。 (Deformation)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes as described below are possible, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In the above-described embodiment, the infrared light transmitting portion 12 is formed by filling a hole or a hole formed in the display portion 10 with a transmitting member 12A that transmits infrared light. However, the infrared light transmitting portion 12 is not limited to this configuration, and can be changed as appropriate, such as a slit shape.

（２）上記実施形態では、半球状の表示部１０に、複数の赤外光透過部１２が均等に配置されている。しかし、表示部１０の形状および赤外光透過部１２の配置はこれに限定されるものではない。また、図２，５，６に示した指示操作部材２としての手とのバランスから推定される表示部１０の大きさも一例であって、これに限定されることなく、これより極めて大きく、または極めて小さく構成しても良い。
図７〜９に表示部１０の変形例を示す。 (2) In the above embodiment, the plurality of infrared light transmission portions 12 are evenly arranged on the hemispherical display portion 10. However, the shape of the display unit 10 and the arrangement of the infrared light transmission unit 12 are not limited to this. Further, the size of the display unit 10 estimated from the balance with the hand as the pointing operation member 2 shown in FIGS. 2, 5, and 6 is also an example, and is not limited thereto, and is extremely larger than this, or You may comprise very small.
7 to 9 show modifications of the display unit 10.

すなわち、図７（ａ）は、表示部１０の上部に、赤外光透過部１２が形成されていない平坦部１３を備えたものである。これにより、平坦部１３に専ら画像を表示し、その周囲において操作を行うことができる。
図７（ｂ）は、表示部１０は半球状であるが、上部には赤外光透過部１２が形成されない表示専用域１４が形成され、この表示専用域１４に専ら画像を表示し、周囲において操作を行うように構成されているものである。 That is, FIG. 7A includes a flat portion 13 where the infrared light transmitting portion 12 is not formed on the upper portion of the display portion 10. Thereby, it is possible to display an image exclusively on the flat portion 13 and perform an operation around the image.
In FIG. 7B, the display unit 10 has a hemispherical shape, but a display-dedicated area 14 in which the infrared light transmitting part 12 is not formed is formed in the upper part. It is comprised so that operation may be performed in.

図７（ｃ）は、表示部１０の周囲の限定された領域（操作領域１５）のみに赤外光透過部１２が形成され、この操作領域１５で操作を行い、その他の部位に表示を行うように構成されているものである。
図７（ｄ）は、表示部１０をマウスのように小判型に形成した例である。
図７（ｅ）は、表示部１０の他の形状の例を示す。 In FIG. 7C, the infrared light transmitting portion 12 is formed only in a limited region (operation region 15) around the display unit 10, and an operation is performed in the operation region 15 to display on other parts. It is comprised as follows.
FIG. 7D shows an example in which the display unit 10 is formed in an oval shape like a mouse.
FIG. 7E shows another example of the shape of the display unit 10.

図８は、表示部１０を平板とした例の背面投射型表示装置１’の概念断面図を示す。図中、前述した背面投射型表示装置１と同機能の構成要素には同符号を付してある。
図８に示す背面投射型表示装置１における表示部１０は、所定の板厚の平板状で、筐体１Ａの上部に設けられている。表示部１０の平面形状は、矩形や円形等、任意に設定可能である。 FIG. 8 is a conceptual cross-sectional view of a rear projection type display device 1 ′ in which the display unit 10 is a flat plate. In the figure, components having the same functions as those of the rear projection display device 1 described above are denoted by the same reference numerals.
The display unit 10 in the rear projection display device 1 shown in FIG. 8 is a flat plate having a predetermined thickness, and is provided on the top of the housing 1A. The planar shape of the display unit 10 can be arbitrarily set, such as a rectangle or a circle.

表示部１０は、可視光を透過可能な素材によって形成され、内周面全域にはスクリーン１１Ａが形成されている。
表示部１０における赤外光透過部１２は、対物レンズ２１に向かう（対物レンズ２１を中心とする放射状）ように設定された所定径の孔である。 The display unit 10 is formed of a material that can transmit visible light, and a screen 11A is formed over the entire inner peripheral surface.
The infrared light transmitting portion 12 in the display unit 10 is a hole having a predetermined diameter set so as to be directed toward the objective lens 21 (radial centered on the objective lens 21).

このように平板状の表示部１０を備える背面投射型表示装置１’では、投影受光光学系ユニット２０（対物レンズ２１）からの投影距離の違いによって表示画像が変形すると共に赤外光受光センサ２４の受光情報に歪みが生ずるが、これらは制御部３０が補正することで正常な画像表示と操作入力が可能となる。 As described above, in the rear projection display device 1 ′ including the flat display unit 10, the display image is deformed by the difference in the projection distance from the projection light receiving optical system unit 20 (objective lens 21) and the infrared light receiving sensor 24. Although the received light information is distorted, normal image display and operation input are possible when the control unit 30 corrects them.

ここで、表示部１０が平板の場合（平板に限らず対物レンズ２１を中心とした球状でない場合でも）には、部分拡大断面図である図９（ａ）に示すように、対物レンズ２１の光軸から離間した赤外光透過部１２の中心軸線は、表示部１０の板面と直交する方向に対して角度（θ）を有し、その角度は赤外光透過部１２の位置によって異なる。このため、赤外光透過部１２が表示部１０を貫通する孔状である場合には、入出射する赤外光のケラレを防ぐために、個々の赤外光透過部１２をそれぞれ対応する角度とする必要があり、制作が面倒となる。制作容易とするために赤外光透過部１２を表示部１０の板面と直交する方向に貫通した形状とすれば大径化してしまう。 Here, when the display unit 10 is a flat plate (even if the display unit 10 is not limited to a flat plate and is not spherical with the objective lens 21 as the center), as shown in FIG. The central axis of the infrared light transmitting portion 12 that is separated from the optical axis has an angle (θ) with respect to the direction orthogonal to the plate surface of the display portion 10, and the angle varies depending on the position of the infrared light transmitting portion 12. . For this reason, in the case where the infrared light transmitting portion 12 has a hole shape penetrating the display portion 10, in order to prevent vignetting of incoming and outgoing infrared light, each infrared light transmitting portion 12 has a corresponding angle and It is necessary to do, and production becomes troublesome. In order to facilitate the production, if the infrared light transmitting part 12 is formed in a shape penetrating in a direction perpendicular to the plate surface of the display part 10, the diameter is increased.

このような不具合を解消する構成として、図９（ｂ）に部分拡大断面図を示すように、表示部１０を赤外光が透過可能な素材とし、スクリーン１１の形成時において、マスキング等によって赤外光が入出射可能な平坦部を形成してこれを赤外光透過部１２とする。これにより、赤外光透過部１２は、極薄いスクリーン１１において部分的にスクリーンのない窓のように形成されることとなり、赤外光の入出射角度によるケラレを防いで最小限の径とすることができる。この構成を、前述した実施形態における背面投射型表示装置１に適用しても良い。 As a configuration for solving such a problem, as shown in a partially enlarged cross-sectional view in FIG. 9B, the display unit 10 is made of a material that can transmit infrared light. A flat portion where external light can enter and exit is formed, and this is used as the infrared light transmitting portion 12. As a result, the infrared light transmitting portion 12 is formed like a window having no screen in the extremely thin screen 11, and prevents the vignetting due to the incident / exit angle of the infrared light to have a minimum diameter. be able to. You may apply this structure to the rear projection type display apparatus 1 in embodiment mentioned above.

なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。 In addition, although embodiment and a deformation | transformation form can also be used in combination as appropriate, detailed description is abbreviate | omitted. Further, the present invention is not limited to the embodiment described above.

１，１’：背面投射型表示装置、２：指示操作部材、１０：表示部、１１：スクリーン、１２：赤外光透過部、２０：投影受光光学系ユニット、２１：対物レンズ、２２：画像投影機、２３：赤外光源、２４：赤外光受光センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1 ': Rear projection type display apparatus, 2: Instruction operation member, 10: Display part, 11: Screen, 12: Infrared light transmission part, 20: Projection light reception optical system unit, 21: Objective lens, 22: Image Projector, 23: Infrared light source, 24: Infrared light receiving sensor

Claims

An image projection unit for projecting image light;
A detection light irradiator for irradiating detection light;
A display unit including a scattering unit that scatters the image light, and a transmission unit that is provided in a region where the scattering unit is not provided and transmits the detection light;
A detection light receiving unit that receives the detection light;
A display device.

The display device according to claim 1,
The detection light emitted from the detection light irradiation unit is transmitted through the transmission unit and reflected by an object, and then transmits through the transmission unit.
The detection light receiving unit is configured to detect the position of the object by receiving the detection light transmitted through the transmission unit after being reflected by the object;
A display device.

The display device according to claim 2,
The display unit is formed in a dome shape,
The detection light irradiating unit and the detection light receiving unit are disposed in a dome-shaped central portion of the display unit;
A display device.

The display device according to claim 3,
The image projection unit, the detection light irradiating unit, and the detection light receiving unit are configured to project, irradiate, and receive light, respectively, via the same optical element disposed at the dome-shaped central portion of the display unit. Being
A display device.

The display device according to any one of claims 1 to 3,
In the image projection unit, when the image light is projected onto the display unit, emission of visible light from the transmission unit is limited,
A display device.

The display device according to any one of claims 1 to 4,
The transmission part in the display part is non-uniformly arranged;
A display device.