JP6331488B2 - 光射出装置および画像表示システム - Google Patents

Description

本発明は、光射出装置および画像表示システムに関する。

従来、予め定められた座標入力領域内で操作される指示具（例えば、ペンや使用者の指等）の位置を検出する座標入力装置が知られている。このような座標入力装置として、画像が表示される表示面上に沿う光の層を形成し、指示具によって表示面内の所定の位置が指示された際に、指示具にて反射された光の位置を検出することで、指示具による指示位置を検出する座標入力装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載の座標入力装置は、表示装置の表示面（表示画面）を構成する座標入力有効領域と、複数のセンサユニットと、座標入力有効領域の外側３辺に配置され、入射される光を反射させる再帰反射部と、制御・演算ユニットと、を備えている。センサユニットは、座標入力有効領域に沿う光の層を形成する投光部、および光を受光する受光部を備え、投光部は、赤外光を発する２つの赤外ＬＥＤ（Light Emitting Diode）と、赤外光を略９０°の範囲に投光する２つの投光レンズとを有している。
また、センサユニットは、例えば２つ設けられ、矩形状の座標入力有効領域の外側の４辺の内の１辺の両側の端部近傍に配置されている。
そして、座標入力装置は、座標入力有効領域内での指示具の動作により発生する光量分布の変化範囲を複数のセンサユニットにより検出し、その変化範囲の数および指示具のペンダウン数に基づいて、座標入力有効領域内における座標値を制御・演算ユニットが算出する。

特許第４７５７１４４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の座標入力装置は、投光部に用いられているＬＥＤが光の進行方向に広がるように光を発する特性を有しているため、表示面上から離間する方向にも拡散し、この赤外ＬＥＤからの光を有効に利用できない恐れがある。そのため、特許文献１に記載の座標入力装置は、指示具の位置を安定して検出できない恐れがある。また、ＬＥＤを高出力にすると、消費電力の増加や、２つのＬＥＤから発せられた光が重なる領域と、重ならない領域とで光強度の差が大きくなることによる、検出の誤動作の恐れもある。
さらに、プロジェクター等の装置が画像を投写する投写面を座標入力有効領域として構成する場合、異なるサイズの投写面に対しては、投写面に対応して座標入力有効領域の全面に沿って光が進行するように、複数のセンサユニットの位置を調整する必要がある。また、特許文献１に記載の座標入力装置は、再帰反射部を備える構成のため、異なる大きさの投写面（座標入力有効領域）に対応する再帰反射部を準備しておく必要もある。このように、特許文献１に記載の座標入力装置では、投写面を座標入力有効領域として構成する場合、構造が複雑化するという課題がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る光射出装置は、第１方向と前記第１方向に直交する第２方向とで配光分布が異なり、光強度の高い照射角度領域が前記第２方向より前記第１方向の方が広い光を射出する光源と、前記光源から射出された光を平行化するコリメートレンズと、前記コリメートレンズにて平行化された光を、前記第１方向においては拡げ、前記第２方向においては前記コリメートレンズで平行化された方向を維持し、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向を中心軸とする光として射出する指向性レンズと、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、光射出装置は、光源から射出された第２方向より第１方向の方が光強度の高い領域が広い分布の光をコリメートレンズにて平行化した後、指向性レンズにて第１方向においてはさらに拡げ、第２方向においては拡散を抑制して、第３方向を中心軸とする光として射出する。これによって、所定の平面に第１方向が沿うように光射出装置を配置することで、光源から射出された光を有効に利用し、小型で、また、簡単な構成で、この平面に沿って光を射出する光射出装置を提供することが可能となる。

［適用例２］上記適用例に係る光射出装置において、前記光源、前記コリメートレンズおよび前記指向性レンズをそれぞれ有する第１光射出部と第２光射出部とを備え、前記第１光射出部および前記第２光射出部は、それぞれが射出する光の一部が前記第１方向において重なるように配置されることが好ましい。

この構成によれば、所定の平面に第１方向が沿うように光射出装置を配置することで、第１光射出部が射出する光の領域と第２光射出部が射出する光の領域との間の光強度の低下を抑制しつつ、この平面に沿う、より広い領域に光を射出することができる。

［適用例３］上記適用例に係る光射出装置において、前記第１光射出部および前記第２光射出部それぞれから射出された光は、前記中心軸における強度が略ピークとなり、前記第１方向において、前記中心軸に対して４５°傾いた方向の強度がピーク強度の５０％以上であることが好ましい。

この構成によれば、所定の平面に第１方向が沿うように光射出装置を配置することで、第１光射出部および第２光射出部それぞれは、この平面に沿う中心軸を中心とする９０°内の領域に５０％以上の光強度で確実に光を射出することができる。

［適用例４］上記適用例に係る光射出装置において、前記第１光射出部および前記第２光射出部は、前記第２方向から見て互いの前記中心軸の延長線が交差し、それぞれの前記延長線が交差する交点を通り、前記第２方向に沿う基準面に対してそれぞれの前記中心軸のなす角度が３０°以上、５０°以下の範囲で傾斜して配置されることが好ましい。

この構成によれば、第１光射出部および第２光射出部それぞれの中心軸は、基準面に対して角度が３０°以上、５０°以下の範囲で傾斜しているので、この傾斜している方向の光の強度が高いものとなる。これによって、矩形状の平面における４辺のうちの１辺の中央部近くに光射出装置を配置することで、この平面における光射出装置から最も遠くに位置する角部近傍に向かう光の強度を高めたものとすることができる。よって、簡素な構造で、矩形状の平面の全面に沿ってより効率的に光を射出する光射出装置の提供が可能となる。

［適用例５］本適用例に係る画像表示システムは、上記記載の光射出装置と、前記光射出装置から射出された光の反射位置を検出する検出装置と、前記検出装置により検出された検出結果に応じた画像を投写する投写装置と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、画像表示システムは、上述した光射出装置を備えるので、光源から射出された光を有効に利用してスクリーン等の投写面の全面に沿って光を射出することが可能となる。よって、画像表示システムは、投写面に沿って射出された光を反射する指示具の反射位置を検出装置が安定して検出し、検出結果に応じた画像、例えば、投写面上での指示具の軌跡を含む画像を投写装置によって投写面に投写することができる。
また、投写面に特別な構成を盛り込む必要がなく、光射出装置は、サイズの異なる投写面に対応できるので、汎用性の高い画像表示システムを提供することが可能となる。

［適用例６］上記適用例に係る画像表示システムにおいて、前記光射出装置は、前記投写装置が画像を投写する矩形状の投写面から離間し、前記投写面における４辺のうちの１辺の中央部近くに配置され、前記第２方向から見て、前記第１光射出部から前記１辺の一方の端部に向けて射出された光の強度は、ピーク強度の５０％以上であり、前記第２光射出部から前記１辺の他方の端部に向けて射出された光の強度は、ピーク強度の５０％以上であることが好ましい。

この構成によれば、光射出装置は、上述したように矩形状の投写面の１辺の中央部近くに配置され、第１光射出部および第２光射出部が、矩形状の投写面における光射出装置近傍の１辺の両端部に向けてピークの５０％以上の強度で光を射出する。これによって、矩形状の投写面における光射出装置近傍の角部に沿う領域を含め、この投写面の全面に沿う領域に光を射出する光射出装置を提供することが可能となる。

本実施形態に係る画像表示システムの概略構成を示す模式図。 本実施形態のプロジェクターの概略構成を示すブロック図。 本実施形態の光射出装置の概略構成を示す模式図。 本実施形態の光射出装置における光源を示す模式図。 本実施形態の光射出装置における光源が射出する光の配光分布を例示する図。 本実施形態の第１光射出部を示す模式図。 本実施形態のパウエルレンズから射出された光の第１方向における配光分布を示す図。 本実施形態の投写面および光射出装置を投写面の正面から見た模式図。 本実施形態の光射出装置から射出された光の配光分布を示す図。 本実施形態の光射出装置近傍のスクリーンに沿って射出される光を説明するための模式図。

以下、本実施形態に係る画像表示システムについて、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る画像表示システム１００の概略構成を示す模式図である。
本実施形態に係る画像表示システム１００は、図１に示すように、プロジェクター１および光射出装置２を備える。

図２は、プロジェクター１の概略構成を示すブロック図である。
プロジェクター１は、図２に示すように、投写装置１５と、検出装置としての撮像装置１６とを備え、投写装置１５は、光源１１、光変調装置１２、投写レンズ１３、および制御部１４を備えている。なお、図示は省略するが、プロジェクター１は、ＰＣ（Personal Computer）等の画像出力装置１０との間で画像情報を入出力する信号入出力部を備えている。
プロジェクター１は、図１に示すように、スクリーン等の投写面ＳＣの上方の壁面に設置された支持装置Ｍに支持されている。なお、以下では、説明の便宜上、図１に示すように、投写面ＳＣに対する法線方向を前後方向として投写面ＳＣに向かう方向を前方向（＋Ｙ方向）、重力に逆らう方向を上方向（＋Ｚ方向）、投写面ＳＣに向かって右側を右方向（＋Ｘ方向）として記載する。

プロジェクター１は、光源１１から射出された光を、画像出力装置１０から送信された画像情報に応じて光変調装置１２が変調し、変調した光を投写レンズ１３から投写面ＳＣに投写する。なお、光変調装置１２としては、液晶パネルを利用したものや、マイクロミラー型の装置、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等を利用したものを用いることができる。
制御部１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、コンピューターとして機能するものであり、プロジェクター１の動作の制御、例えば、画像の投写に関わる制御等を行う。

光射出装置２は、詳細な構成は後で説明するが、図１に示すように、投写面ＳＣ上方の壁面に設置され、投写面ＳＣに沿って光を射出する。

撮像装置１６は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子（図示省略）を備え、被写体としての投写面ＳＣを撮影し、撮影した情報を制御部１４に出力する。また、撮像装置１６は、光射出装置２から射出された光が指示具（例えば、ペンや使用者の指等）によって反射されることにより、指示具の反射位置を検出し、検出した情報を制御部１４に出力する。制御部１４は、撮像装置１６から出力された情報を信号入出力部を介して画像出力装置１０に出力する。

画像出力装置１０は、プロジェクター１から送信された撮像装置１６が撮影した情報に基づいて、投写面ＳＣ上における指示具の位置を解析する。そして、画像出力装置１０は、その解析結果に基づいて、例えば指示具の位置を点や線で表す画像を生成し、その画像をプロジェクター１に送信する。そして、プロジェクター１は、例えば、投写面ＳＣ上での指示具の軌跡を含む画像を投写面ＳＣに投写する。

〔光射出装置の構成〕
図３は、光射出装置２の概略構成を示す模式図である。
光射出装置２は、図３に示すように、第１光射出部３、第２光射出部４、および第１光射出部３、第２光射出部４を収納する筐体２１を備えている。
第１光射出部３は、光源３１、コリメートレンズ３２、およびパウエルレンズ３３を有している。第２光射出部４は、第１光射出部３と同様に構成された光源４１、コリメートレンズ４２、およびパウエルレンズ４３を有している。すなわち、第１光射出部３および第２光射出部４は、共通の構成を有し、第１光射出部３は、光源３１から発せられた光を、コリメートレンズ３２およびパウエルレンズ３３を介して射出し、第２光射出部４は、光源４１から発せられた光をコリメートレンズ４２およびパウエルレンズ４３を介して射出する。パウエルレンズ３３，４３は、指向性レンズに相当する。
そして、第１光射出部３および第２光射出部４は、図３に示すように、第１光射出部３が射出する光の中心軸３Ａと、第２光射出部４が射出する光の中心軸４Ａとの距離が光の射出方向に向かう程広くなるような角度を有するように配置される。

図４は、光源３１，４１を示す模式図である。図５は、光源３１，４１が射出する光の配光分布を例示する図であり、（ａ）は、第１方向Ｈにおける配光分布を示す図、（ｂ）は、第２方向Ｖにおける配光分布を示す図である。

光源３１，４１は、強度のピークが約９４０ｎｍの波長を射出するレーザー光源であり、図４に示すように、発光部である活性層、活性層の両側に配置されるクラッド層等が積層されて構成されている。光源３１，４１は、活性層に沿う第１方向Ｈと、第１方向に直交し、活性層やクラッド層が積層される積層方向（第２方向Ｖ）とで配光特性が異なるタイプ、例えばマルチモード発振型のレーザー光源が用いられている。

光源３１，４１から射出された光は、図４、図５に示すように、中心軸３Ａ，４Ａに対して拡がる角度が第１方向Ｈより第２方向Ｖの方が大きく、強度の高い領域が第２方向Ｖより第１方向Ｈの方が広い特性を有している。具体的に、図４に示すように、第２方向Ｖにおける中心軸３Ａ，４Ａに対して拡がる角度θｖは、第１方向Ｈにおける中心軸３Ａ，４Ａに対して拡がる角度θｈより大きい。そして、図５に示すように、例えば、光強度がピークの９０％以上となる領域は、第１方向Ｈにおいては、中心軸３Ａ，４Ａに対する角度が約±１２°の領域であり、第２方向Ｖにおいては、中心軸３Ａ，４Ａに対する角度が約±５°の領域であり、第１方向Ｈの方が第２方向Ｖより広くなる。
このように、光源３１，４１は、第１方向Ｈと第２方向Ｖとで配光分布が異なり、光強度の高い照射角度領域が第２方向Ｖより第１方向Ｈの方が広い光を射出する。

次に、コリメートレンズ３２，４２、およびパウエルレンズ３３，４３について説明する。第１光射出部３と第２光射出部４とは、共通に構成されているので、第１光射出部３に注目してコリメートレンズ３２、およびパウエルレンズ３３を説明する。
図６は、第１光射出部３を示す模式図であり、（ａ）は、第２方向Ｖから見た図、（ｂ）は、第１方向Ｈから見た図である。
コリメートレンズ３２は、光源３１から射出された光を略平行化する機能を有している。具体的に、コリメートレンズ３２は、図６に示すように、光源３１から射出され、中心軸３Ａに対して角度を有して拡がる光を、中心軸３Ａに略平行となるように進行させる。

パウエルレンズ３３は、図６（ａ）に示すように、第２方向Ｖから見て、光入射側が凸面状に形成され、光射出側が平坦状に形成され、図６（ｂ）に示すように、第１方向Ｈから見て、矩形状に形成されている。
そして、パウエルレンズ３３は、コリメートレンズ３２にて平行化された光を、図６（ａ）に示すように、第１方向Ｈにおいては拡げ、図６（ｂ）に示すように、第２方向Ｖにおいては、コリメートレンズ３２にて平行化された方向を維持し、第１方向Ｈおよび第２方向Ｖに直交する第３方向Ｓを中心軸３Ａとする光として射出する。

図７は、パウエルレンズ３３から射出された光の第１方向Ｈにおける配光分布を示す図である。
図７に示すように、パウエルレンズ３３から射出された光は、第１方向Ｈにおいて、強度の高い領域が、光源３１が射出する光強度の高い領域（図５（ａ）参照）に比べ、広いものとなる。具体的に、光強度がピークの９０％以上となる領域は、光源３１が射出する光においては、前述したように、中心軸３Ａに対する角度が約±１２°以内の領域であるが、パウエルレンズ３３から射出された光においては、約±３５°以内の領域となる。

また、パウエルレンズ３３から射出された光は、中心軸３Ａにおける強度が略ピークとなり、第１方向Ｈにおいて、中心軸３Ａに対して４５°傾いた方向の強度がピーク強度の５０％以上となるように形成されている。本実施形態の第１光射出部３は、図７に示すように、中心軸３Ａに対して４５°傾いた方向の強度がピーク強度の約６７％以上となるように構成されている。
コリメートレンズ４２およびパウエルレンズ４３は、それぞれコリメートレンズ３２およびパウエルレンズ３３と同様に形成されている。

〔光射出装置の配置位置〕
ここで、投写面ＳＣに対する光射出装置２の配置位置、および第１光射出部３と第２光射出部４との位置関係について説明する。
図８は、投写面ＳＣおよび光射出装置２を投写面ＳＣの正面から見た模式図である。なお、図８においては、投写面ＳＣとして、アスペクト比が１６：９の画像の投写に適したスクリーンＳＣｗ、およびアスペクト比が４：３の画像の投写に適したスクリーンＳＣｒを示し、いずれも投写面ＳＣのサイズが約１００インチを例示している。

光射出装置２は、図１、図８に示すように、投写面ＳＣ上方の壁面に、投写面ＳＣから離間して設置され、第１方向Ｈが投写面ＳＣに沿い、第２方向Ｖが投写面に直交する方向、つまり第２方向Ｖが前後方向と同一方向になるように配置される。第１光射出部３および第２光射出部４は、図８に示すように、それぞれが射出する光の一部が第１方向Ｈにおいて重なるように配置される。そして、光射出装置２は、投写面ＳＣの全面に沿って光を射出する。

具体的に、光射出装置２は、図８に示すように、矩形状の投写面ＳＣの４つの辺のうちの上辺の中央部近くに配置される。そして、光射出装置２は、第１光射出部３が第２光射出部４の左方に位置し、中心軸３Ａの延長線と中心軸４Ａの延長線とが投写面ＳＣの外部で交差し、投写面ＳＣの正面から見て、第１光射出部３が射出する光の一部と、第２光射出部４が射出する光の一部とが投写面ＳＣの上辺から重なるように配置される。また、光射出装置２は、中心軸３Ａの延長線と中心軸４Ａの延長線との交点を通るＹ−Ｚ平面（基準面ＶＬ）が左右方向における投写面ＳＣの略中心に位置するように配置される。また、基準面ＶＬは、第２方向Ｖに沿う面でもある。

第１光射出部３と第２光射出部４とは、基準面ＶＬに対して対称に配置され、第１光射出部３および第２光射出部４は、それぞれの中心軸３Ａ，４Ａが基準面ＶＬに対して傾斜角φを有して配置される。具体的に、第１光射出部３および第２光射出部４は、傾斜角φが３０°以上、５０°以下となるように配置される。本実施形態においては、第１光射出部３および第２光射出部４は、傾斜角φがそれぞれ約４０°となるように設定されている。すなわち、図８に示すように、第１光射出部３から射出された光は、中心軸３Ａが基準面ＶＬに対して時計回りの方向に４０°傾斜する位置を光強度のピークとして拡がり、第２光射出部４から射出された光は、中心軸４Ａが基準面ＶＬに対して反時計回りの方向に４０°傾斜する位置を光強度のピークとして拡がるものとなる。

このように、第１光射出部３は、投写面ＳＣにおける基準面ＶＬの左側（−Ｘ側）において、光射出装置２から最も遠くに位置する投写面ＳＣの左下角部近傍に向かう光が最も強度の高い光となるように配置される。そして、第２光射出部４は、投写面ＳＣにおける基準面ＶＬの右側（＋Ｘ側）において、光射出装置２から最も遠くに位置する投写面ＳＣの右下角部近傍に向かう光が最も強度の高い光となるように配置される。

また、投写面ＳＣの正面から見て、第１光射出部３および第２光射出部４が光を射出する部位と、投写面ＳＣの上辺と基準面ＶＬとの交点を結ぶそれぞれの線と、中心軸３Ａ，４Ａがなすそれぞれの角度を有効角θａとし、中心軸３Ａ，４Ａを中心とする有効角θａ内の領域を有効領域とする。本実施形態の第１光射出部３および第２光射出部４は、有効角θａが６２°となるよう配置されており、図７に示すように、有効角θａが６２°において、光強度がピーク強度の約１０％となるよう設定されている。
そして、第１光射出部３が射出する光と、第２光射出部４が射出する光とは、それぞれの有効領域の一部が重なる。すなわち、重なる領域Ｐａの基準面ＶＬに対する角度φｐは、φｐ＝θａ−φの関係があるので、本実施形態では、θａ≒６２°、φ≒４０°であることから、φｐ≒２２°となり、基準面ＶＬに対して約±２２°の範囲で第１光射出部３が射出する有効領域の光と、第２光射出部４が射出する有効領域の光とが重なる。

また、第１光射出部３および第２光射出部４と投写面ＳＣの上辺との距離、および第１光射出部３の光を射出する部位と第２光射出部４の光を射出する部位との距離は、投写面ＳＣの正面から見て、スクリーンＳＣｗの上下方向の寸法の約１／２０に設定されている。つまり、第１光射出部３および第２光射出部４は、光を射出する部位の基準面ＶＬからの寸法がスクリーンＳＣｗの上下方向の寸法の約１／４０に設定されていることとなる。

ここで、光射出装置２から射出された光の投写面ＳＣ上における強度について説明する。
図９は、光射出装置２から射出された光の配光分布を示す図であり、基準面ＶＬに対する角度と、光強度との関係を示す図である。具体的に、図９（ａ）は、第１光射出部３から射出された光の配光分布３Ｌ、および第２光射出部４から射出された光の配光分布４Ｌを示す図であり、光射出装置２からスクリーンＳＣｗの下辺までの距離と同程度に離れた位置における分布を示す図である。図９（ｂ）は、スクリーンＳＣｗの３辺（左右の辺および下辺）に対応する位置における光強度を示す図であり、第１光射出部３および第２光射出部４からそれぞれ射出された光が合成された光の配光分布７０、および理想的な配光分布８０を示す図である。

光射出装置２から射出された光としては、光射出装置２から最も遠い位置となる投写面ＳＣの下辺の左右の端部に向かう光が強度のピークとなることが望まれるので、理想的な配光分布８０は、スクリーンＳＣｗの場合、スクリーンＳＣｗの３辺に対応する位置において、図９（ｂ）に示すように、基準面ＶＬに対する角度が４０°に近い位置でピークとなる。
しかしながら、光射出装置２近傍の投写面ＳＣ上においては、第１光射出部３および第２光射出部４からそれぞれ射出された光は、中心軸３Ａ，４Ａに対する角度が大きい位置に射出されるので、第１光射出部３および第２光射出部４からそれぞれ射出された光の一部が重っても、光強度は低いものとなる。

図１０は、光射出装置２近傍の投写面ＳＣに沿って射出される光を説明するための模式図であり、投写面ＳＣの正面から見た図である。
図１０に示すように、光射出装置２近傍の投写面ＳＣ上においては、第１光射出部３、第２光射出部４から射出される光は、投写面ＳＣにおける下辺近傍に比べて、それぞれの中心軸３Ａ，４Ａに対する角度が大きい位置に射出される。具体的に、図１０に示すように、基準面ＶＬ上における投写面ＳＣの上辺からの距離Ｌに対応する光線に注目すると、距離Ｌが小さい程、中心軸に対する角度θ_Lが大きくなるので、光強度は小さくなる。例えば、角度θ_Lが５５°となるような距離Ｌの場合には、図７に示すように、第１光射出部３、第２光射出部４からそれぞれ射出される光の強度は、それぞれがピークの約３０％となるので、合成された光の強度は、第１光射出部３、第２光射出部４からそれぞれ射出される光の強度のピークに対して約６０％となる。

一方、基準面ＶＬ上における投写面ＳＣの下辺に対応する位置においては、第１光射出部３および第２光射出部４それぞれの光を射出する部位の基準面ＶＬからの寸法がスクリーンＳＣｗの上下方向の寸法の約１／４０に設定されているので、角度θ_Lは、基準面ＶＬに対する中心軸３Ａ，４Ａの傾斜角φ（本実施形態では約４０°）に近似できる程度のものとなる。すなわち、基準面ＶＬ上におけるスクリーンＳＣｗの下辺に対応する位置においては、第１光射出部３、第２光射出部４からそれぞれ射出される光の強度は、図７に示すように、それぞれがピークの約８０％となるので、合成された光の強度は、図９（ｂ）に示すように、約１６０％となる。そして、第１光射出部３が射出する光と、第２光射出部４が射出する光とが重なる領域Ｐａ、すなわち、基準面ＶＬに対して約±２２°内の領域においては、光強度が他の領域より高くなる。
このように、第１光射出部３が射出する有効領域の光と、第２光射出部４が射出する有効領域の光とが重なる領域Ｐａにおける光強度は、光射出装置２からの距離に応じて変わることとなり、本実施形態では、光射出装置２近傍の投写面ＳＣにおいても、２０％以上の強度となるように設定されている。

図８に戻って、第１光射出部３は、スクリーンＳＣｗ上辺における左側（−Ｘ側）の端部に向けてピーク強度の５０％以上の強度の光を射出し、第２光射出部４は、スクリーンＳＣｗ上辺における右側（＋Ｘ側）の端部に向けてピーク強度の５０％以上の強度の光を射出する。

本実施形態では、スクリーンＳＣｗに対して、第１光射出部３から射出される光がスクリーンＳＣｗの左上の端部に向かう光線３Ｌａと、中心軸３Ａとが成す角度θｂは、約４５°であり、この光線３Ｌａの配光分布における強度は、ピーク強度の約６７％（図７参照）である。同様に、第２光射出部４から射出される光がスクリーンＳＣｗの右上の端部に向かう光線４Ｌａと、中心軸４Ａとが成す角度θｂは、約４５°であり、この光線４Ｌａの配光分布における強度は、ピーク強度の約６７％（図７参照）である。なお、光射出装置２から射出された光が投写面ＳＣの上方へ向かわないように、筐体２１には、遮光部が設けられている。
このように、光射出装置２は、第１光射出部３および第２光射出部４が、投写面ＳＣに対応して配置され、投写面ＳＣの全面に沿って光を射出する。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）光射出装置２は、光源３１，４１から射出された第２方向Ｖより第１方向Ｈの方が光強度の高い領域が広い分布の光をコリメートレンズ３２，４２にて平行化した後、パウエルレンズ３３，４３にて第１方向Ｈにおいてはさらに拡げ、第２方向Ｖにおいては拡散を抑制して進行させる。これによって、光源３１，４１から射出された光を有効に利用し、小型で、また、簡単な構成で、この投写面ＳＣに沿って光を射出する光射出装置２を提供することが可能となる。

（２）第１光射出部３および第２光射出部４それぞれから射出された光は、中心軸３Ａ，４Ａにおける強度が略ピークとなり、中心軸３Ａ，４Ａに対して４５°傾いた方向の強度がピーク強度の５０％以上である。これによって、投写面ＳＣに沿う中心軸３Ａ，４Ａをそれぞれ中心とする９０°内の領域に５０％以上の光強度で確実に光を射出することができる。

（３）第１光射出部３および第２光射出部４は、それぞれが射出する光の一部が第１方向Ｈにおいて重なるように配置されるので、第１光射出部３が射出する光の領域と第２光射出部４が射出する光の領域との間の光強度の低下を抑制しつつ、投写面ＳＣに沿う、より広い領域に光を射出することができる。

（４）第１光射出部３および第２光射出部４は、それぞれが、矩形状の投写面ＳＣにおける光射出装置２近傍の１辺の端部に向けてピークの５０％以上の強度で光を射出する。これによって、矩形状の投写面ＳＣにおける光射出装置２近傍の角部に沿う領域を含め、この投写面ＳＣ全面に沿う領域に光を射出する光射出装置２を提供することが可能となる。

（５）第１光射出部３および第２光射出部４は、光射出装置２から最も遠くに位置する投写面ＳＣの角部近傍に向かう光が最も強度の高い光となるように配置されるので、より効率的に投写面ＳＣ全面に沿って光を射出することが可能となる。

（６）光射出装置２は、矩形状の投写面ＳＣの４辺のうちの１辺近傍に配置される構成なので、第１光射出部３や第２光射出部４の位置等を調整することなく、異なるサイズの投写面ＳＣに対しても使用することが可能となる。

（７）画像表示システム１００は、光射出装置２を備えるので、投写面ＳＣ上における指示具の位置を安定して検出し、検出結果に応じた画像、例えば、投写面ＳＣ上での指示具の軌跡を含む画像を投写面ＳＣに投写することができる。
また、投写面ＳＣに特別な構成を盛り込む必要がなく、光射出装置２は、サイズの異なる投写面ＳＣに対応できるので、汎用性の高い画像表示システム１００を提供することが可能となる。

（８）光射出装置２は、リモコン等で使われる波長帯域の光や、蛍光灯が主に発する波長帯の光より長い波長帯（約９４０ｎｍ）の光を射出するので、プロジェクター１は、これらの機器が発する光による誤動作が抑制され、安定して投写面ＳＣ上における指示具の位置を検出し、検出結果に応じた画像を投写することが可能となる。

（変形例）
なお、前記実施形態は、以下のように変更してもよい。
前記実施形態の光射出装置２は、投写面ＳＣの上方に設置されるように構成されているが、投写面ＳＣの側方や下方に配置するように構成してもよい。また、前記実施形態では、光射出装置２が壁面に設置される構成を示したが、ホワイトボード等の前面を投写面ＳＣとし、光射出装置２がこのホワイトボード等の縁部に設置可能となるように構成してもよい。

前記実施形態の光射出装置２は、２つの射出部（第１光射出部３、第２光射出部４）を備えているが、２つに限らず１つあるいは３つ以上の射出部を備える構成としてもよい。

前記実施形態の光射出装置２は、投写面ＳＣのサイズが約１００インチのスクリーンＳＣｗ，ＳＣｒに適したものとなるように、傾斜角φやパウエルレンズ３３，４３の形状等が設定されているが、１００インチに限らず他のサイズ、またアスペクト比が１６：９や４：３以外の画像の投写に適したアスペクト比に対応するように、傾斜角φやパウエルレンズ３３，４３の形状等を設定してもよい。

前記実施形態の光射出装置２における光源３１，４１は、レーザー光源で構成されているが、レーザー光源に限らず、例えば指向性の高いＬＥＤを１列で複数並設し、並設される方向を第１方向Ｈとして構成してもよい。

前記実施形態では、画像表示システム１００として、スクリーンの前面側から画像を投写するフロント型のプロジェクター１を用いる構成を説明したが、画像を表示する装置を用いる構成であれば、これに限定されるものではない。例えば、スクリーンの背面側から画像を投写するリア型のプロジェクターや、画像が投写されるスクリーンに代えて、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等が配置された構成であってもよい。

１…プロジェクター、２…光射出装置、３…第１光射出部、３Ａ，４Ａ…中心軸、４…第２光射出部、１０…画像出力装置、１１，３１，４１…光源、１２…光変調装置、１３…投写レンズ、１４…制御部、１５…投写装置、１６…撮像装置、３２，４２…コリメートレンズ、３３，４３…パウエルレンズ、１００…画像表示システム。

Claims (6)

1. 第１方向と前記第１方向に直交する第２方向とで配光分布が異なり、光強度がピークの９０％以上となる照射角度領域が前記第２方向より前記第１方向の方が広い光を射出する光源と、
   前記光源から射出された光を平行化するコリメートレンズと、
   前記コリメートレンズにて平行化された光を、前記第１方向においては拡げ、前記第２方向においては前記コリメートレンズで平行化された方向を維持し、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向を中心軸とする光として射出する指向性レンズと、
   を備えることを特徴とする光射出装置。
2. 請求項１に記載の光射出装置であって、
   前記光源、前記コリメートレンズおよび前記指向性レンズをそれぞれ有する第１光射出部と第２光射出部とを備え、
   前記第１光射出部および前記第２光射出部は、それぞれが射出する光の一部が前記第１方向において重なるように配置されることを特徴とする光射出装置。
3. 請求項２に記載の光射出装置であって、
   前記第１光射出部および前記第２光射出部それぞれから射出された光は、前記中心軸における強度が略ピークとなり、前記第１方向において、前記中心軸に対して４５°傾いた方向の強度がピーク強度の５０％以上であることを特徴とする光射出装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の光射出装置であって、
   前記第１光射出部および前記第２光射出部は、前記第２方向から見て互いの前記中心軸の延長線が交差し、それぞれの前記延長線が交差する交点を通り、前記第２方向に沿う基準面に対してそれぞれの前記中心軸のなす角度が３０°以上、５０°以下の範囲で傾斜して配置されることを特徴とする光射出装置。
5. 請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の光射出装置と、
   前記光射出装置から射出された光の反射位置を検出する検出装置と、
   前記検出装置により検出された検出結果に応じた画像を投写する投写装置と、
   を備えることを特徴とする画像表示システム。
6. 請求項５に記載の画像表示システムであって、
   前記光射出装置は、前記投写装置が画像を投写する矩形状の投写面から離間し、前記投写面における４辺のうちの１辺の中央部近くに配置され、
   前記第２方向から見て、前記第１光射出部から前記１辺の一方の端部に向けて射出された光の強度は、ピーク強度の５０％以上であり、前記第２光射出部から前記１辺の他方の端部に向けて射出された光の強度は、ピーク強度の５０％以上であることを特徴とする画像表示システム。

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