JP2003044839A

JP2003044839A - 画像入出力装置

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Publication number: JP2003044839A
Application number: JP2001225816A
Authority: JP
Inventors: Hideo Hara; 秀雄原; Fumiaki Koizumi; 文明小泉
Original assignee: Nitto Optical Co Ltd
Current assignee: Nitto Optical Co Ltd
Priority date: 2001-07-26
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2003-02-14
Anticipated expiration: 2021-07-26
Also published as: JP4620909B2

Abstract

(57)【要約】【課題】スクリーン上に画像を投射するだけでなく、
スクリーン上に記載あるいは表示された情報を読込むこ
とができる装置を提供する。【解決手段】レンズシステム２を介して、変調された
光束７１をスクリーン１０に投射する画像出力部２０
と、レンズシステム２を介してスクリーン１０に表示さ
れている画像情報を取得する画像入力部３０とを有する
画像入出力装置１を提供する。この画像入出力装置１を
用いることにより、予め準備された画像情報φ１に加
え、スクリーン１０上で追加された情報を含む画像情報
を外界からの画像情報φ２として、逆のルートで取り込
むことができる。このため、プレゼンテーションなどに
おいて表示した画像データと、そのときにスクリーン１
０上に追加された情報とをリンクして、取得あるいは記
録することができる付加価値の高い画像入出力装置１を
提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像情報の入力お
よび出力可能な装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プロジェクタ（データプロジェクタ）
は、プレゼンテーションに欠かせないツールとなってい
る。図３にデータプロジェクタ９０の一例を示してあ
る。このプロジェクタ９０は、画像表示素子としてＬＣ
ｏＳ（Liquid Crystal on Silicon）と呼ばれる反射型
の液晶パネル（ライトバルブ）４と、超高圧水銀ランプ
などからなる光源７とを備えている。光源７からの照明
光７１は、インテグレータ８で断面分布の均一化が図ら
れ、その後、偏光変換素子９でＳ偏光に揃えられて偏光
ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳ）５に入射する。ここ
で照明光７１はＳ偏光なので、ＰＢＳ５内の偏光分離面
５ａで入射方向に対して９０度の方向に反射し、画像表
示素子であるＬＣｏＳ４に到達する。このＬＣｏＳ４
は、パーソナルコンピュータなどのホスト装置（ホスト
ＰＣ）８０から供給された画像データφ１を受信した画
像出力制御装置６により制御され、照明光７１を画素単
位でオンオフする。したがって、ＬＣｏＳ４で反射され
た光束７１には画像情報φ１が付与されており、さら
に、光束７１はＰ偏光となる。このため、再びＰＢＳ５
内の偏光分離面５ａに到達した光束７１は、偏光方向が
ＳからＰへと透過の方向に切り替えられているので分離
面５ａを透過し、投射レンズシステム２を介してスクリ
ーン１０へ投射される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】プロジェクタ９０を用
いることにより、プレゼンテーションあるいは会議など
においては、事前に用意した画像情報φ１をスクリーン
１０に表示できるので、資料を参加者に対して同時に見
せることができ、それに基づいて説明や議論を行えるの
で非常に便利である。

【０００４】しかしながら、プレゼンテーションされた
資料に対して、その場で質問が出されて協議したり、会
議で資料に基づき打ち合わせたりした際に、その内容や
結論はメモ書きして記憶する必要がある。さらに討論の
内容を参加者全員が分かるようにするには、画像を表示
しているスクリーンとは別にホワイトボード等にメモ書
きする作業が必要である。たとえば、記録を行う担当者
を配置し、文章やフリーハンドの図などにより、協議内
容をホワイトボードなどに記録することが行われてい
る。そして、担当者が会議やプレゼンテーションが終了
した後、この手書きの内容を整理して議事録などを作成
して配布することになる。

【０００５】この際、記録した内容と、プレゼンテーシ
ョンに用いられた画像や図表とをリンクさせようとする
と、担当者が画像や図表を作成し直して、記録した内容
を盛り込む必要があるが、非常に手間のかかる作業とな
る。また、作成し直した資料には誤りが入り込む確率も
高くなる。

【０００６】このため、本発明においては、プロジェク
タやＯＨＰなどで画像をスクリーンに表示しながら説明
あるいは議論を行ったときに、その過程を画像と共に一
括して記録することができる装置を提供することを目的
としている。そして、上述したような議事録を作り直し
たりする手間をかけずに、プレゼンテーションの内容
や、会議の内容を記録することができる装置を提供する
ことを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明において
は、レンズシステムと、このレンズシステムを介してス
クリーンに画像を投影可能な画像出力手段と、レンズシ
ステムを介してスクリーンの画像を取得可能な画像入力
手段とを有する画像入出力装置を提供する。すなわち、
本発明においては、プロジェクタあるいはＯＨＰなどの
画像を投射する装置における投射レンズは撮影レンズと
しても機能することに本願の発明者らは着目し、レンズ
システムに対してスクリーンの共役面として画像を形成
する面と、画像を取得する面とを設けることにより、同
一の装置により画像を投射すると共に画像を入力するこ
とができる装置を開発した。

【０００８】この画像入出力装置においては、画像出力
手段の画像を形成する面と、画像入力手段の画像を取得
する面とが、レンズシステムに対しスクリーンと共役な
面となるので、スクリーンに対して画像を鮮明に投射す
るようなレンズシステムを採用し、画像の投射位置や、
焦点距離を合わせるなどの調整を行うことにより、スク
リーンに投射された画像を画像入力手段の画像を取得す
る面の所定の領域に、鮮明に結像することができる。し
たがって、投射された画像以外にスクリーンに追記され
た情報も画像と同様に画像入力手段で、鮮明な画像とし
て取得することが可能となる。そして、画像入力手段で
は、画像出力手段で出力した画像情報も取得できるの
で、スクリーンに投射された画像にリンクさせて、そこ
に付加情報が追加された画像情報を外界からの画像情報
として取り込むことができる。したがって、上述したよ
うなプレゼンテーションや会議などの状況では、本発明
の画像入出力装置によりスクリーンに表示された画像情
報に対し、外界から付加された画像情報を、手間を掛け
ずに簡単に、そして表示された画像情報とリンクして確
実に取得することが可能である。さらに、画像の入出力
に対しレンズシステムなどが共通になるので、コストア
ップを抑えることが可能であり、低コストで多機能な画
像入出力装置を提供できる。

【０００９】すなわち、一般的なプロジェクタやＯＨＰ
は、事前に用意した情報を一方的に流すだけの機器であ
るのに対し、本発明の画像入出力装置は、情報の双方向
の流れを作ることができる新しい装置である。

【００１０】画像出力手段の最も好適なものは、光源
と、この光源から照射される光束を画像データに基づき
変調可能な変調手段とを備えたプロジェクタタイプのも
のである。たとえば、パーソナルコンピュータから画像
データを受信して画像出力手段でスクリーン上に投射
し、スクリーン上で付加された情報を含めて画像入力手
段で画像データとして取得し、パーソナルコンピュータ
に送信あるいはフィードバックすることが可能となる。

【００１１】また、画像入力手段に、取得した画像デー
タを記録する手段を設けることも有効である。本発明の
画像入出力装置をスタンドアロンの装置として利用する
場合に適している。記録する手段としてはハードディス
クなどの、デジタルデータとして取得した画像データを
記憶するものであっても良い。記録用紙に画像データを
記録する手段であれば、プレゼンテーションあるいは会
議などでスクリーンに投射した画像に基づき応答した内
容をその場でメモなどとして出力できる。

【００１２】さらに、画像入力手段が、取得した画像デ
ータをモニターに出力する手段を備えていれば、画像入
力手段が取得している画像データを随時モニターでき
る。また、画像入力手段において、画像データを取得す
るための光学素子としては、現状ではＣＣＤやＣＭＯＳ
などの撮像素子が、コストおよび性能の点で最も適して
いる。

【００１３】画像出力手段からの画像を投射するための
光束をレンズシステムに導き、レンズシステムからの画
像を取得するための光束を画像入手力手段に導く光学素
子を偏光板と共に採用することにより、画像出力手段と
画像入力手段とをほぼ完全にセパレートすることが可能
である。したがって、それぞれの手段に適した部品や光
学素子を採用できるので、レンズシステムを共用する装
置として画像出力手段および画像入力手段を最適化で
き、画像出力および画像入力の性能を向上できると共に
コストも低減できる。この光学素子は、たとえば、ビー
ムスプリッタあるいは偏光板である。

【００１４】また、画像出力手段が、光源と、この光源
から照射される光束を画像データに基づき変調可能な変
調手段とを備えている場合は、光学素子を光源と画像入
力手段が直線上にならない位置に配置することにより、
光源が画像入力手段に及ぼす影響を防止できる。

【００１５】本発明の画像入出力装置は、スクリーンを
別体にして、スクリーンの前方あるいは後方に配置でき
るものでも良いし、さらには、スクリーンと一体にして
レンズシステムがスクリーンの背面に配置されている画
像入出力装置としても提供できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照してさらに説明
する。図１に、本発明の実施の形態に係る画像入出力装
置の概要を示してある。この画像入出力装置１は、スク
リーン１０と対峙したレンズシステム２と、このレンズ
システム２を介してスクリーン１０に画像を投影する画
像出力部２０と、レンズシステム２を介してスクリーン
１０の画像を取得する画像入力部３０とを有している。
画像出力部２０は、先に図３に基づき説明したプロジェ
クタと同様の構成であり、超高圧水銀ランプなどからな
る光源７と、この光源７からの照射光（光束）７１の断
面方向の分布の均一化を図るインテグレータ８と、この
光束７１をＳ偏光に揃える偏光変換素子９と、Ｓ偏光に
揃えられた光束７１がＰＢＳ５の偏光分離面５ａで反射
されるほぼ９０度の方向に配置されたＬＣｏＳ４を備え
ている。さらに、画像出力部２０は、ホストＰＣ８０か
ら画像データφ１を受信してＬＣｏＳ４を制御し、入射
光束７１をドット（画素）単位で変調する画像出力制御
装置６を備えている。したがって、光源７からの光７１
は、ＬＣｏＳ４に至り、このＬＣｏＳ４で反射される際
に変調され、所望の画像情報φ１が付与され、Ｐ偏光と
なってＰＢＳ５を透過し、投射レンズ（レンズシステ
ム）２を介してスクリーン１０へ投射される。

【００１７】画像入力部３０は、レンズシステム２を介
して取得され、ＰＢＳ５で分離された入射光束７３に含
まれる画像をデジタルデータの画像データφ２に変換す
る撮像素子（ＣＣＤまたはＣＭＯＳ）３と、画像データ
φ２をモニターできるＬＣＤ（モニター）３２と、画像
データφ２を記録用紙３５に出力できるプリンタ３３を
備えている。さらに、画像データφ２をモニター３２や
プリンタ３３に適したフォーマットなどに変換する機能
などを持つ画像入力制御部３１を備えており、この画像
入力制御部３１からホストＰＣ８０に対しても撮像素子
３で得られた画像データφ２を送信できるようになって
いる。

【００１８】さらに、本例の画像入出力装置１において
は、ＰＢＳ５を透過して出射される光束７１はＰ偏光で
あり、レンズシステム２を透過してＰＢＳ５により撮像
素子３の方向に導かれる撮像に関与する光束７３の偏光
はＳ偏光となる。したがって、スクリーン１０の散乱特
性に偏光保持性がある場合には、レンズシステム２とＰ
ＢＳ５との間の光路に、１／４波長板などの偏光板１３
を挿入し撮像性能を改善している。

【００１９】本例では、撮像素子３が、画像出力部２０
のＬＣｏＳ４が貼り付けられているＰＢＳ５の面５ｂと
は異なる面、すなわち、照射光７１が入射する面５ｃと
対向する面５ｄに配置されている。したがって、ＰＢＳ
５は、画像出力部２０から出射された画像を投射するた
めの光束７１をレンズシステム２に導き、その一方で、
レンズシステム２を介して入力された画像を取得するた
めの光束７３を画像入力部３０に導く光学素子として機
能する。そして、ＬＣｏＳ４および撮像素子３が、レン
ズシステム２に対しスクリーン１０と共役な面となる。
したがって、レンズシステム２は、画像出力部２０に対
しては変調された光束７１をスクリーン１０に投射ある
いは投影するレンズとして機能し、画像入力部３０に対
してはスクリーン１０からの入射光束７３を撮像素子３
に導く撮影レンズとして機能する。そして、ＬＣｏＳ４
および撮像素子３がスクリーン１０に対して共役な位置
となるように調整されている。このため、スクリーン１
０に投射しようとする画像が鮮明に映し出されるように
画像入出力装置１の向きや高さを調整したり、レンズシ
ステム２の焦点距離（ズーム）を調整することにより、
スクリーン１０に投射あるいは形成された画像を撮像素
子３に鮮明に結像させることができる。

【００２０】したがって、画像入力部３０においては、
画像出力部２０のＬＣｏＳ４により変調しスクリーン１
０に投影したオリジナルの画像情報φ１に加えて、スク
リーン１０の上に付加された情報も含む画像情報φ２を
取得することが可能となる。このため、例えば、画像出
力部２０で画像をホワイトボードなどをスクリーン１０
として、それに投射しながらプレゼンテーションを行っ
ている最中に、ホワイトボードに書き込まれた内容を、
ホワイトボードに投射している情報とリンクさせて、１
つの画像情報φ２として取得することができる。そし
て、その取得された情報φ２は、モニター３２に表示し
たり、プリンタ３３から記録用紙３５に出力したり、ホ
ストＰＣ８０に出力することができる。さらには、画像
入力部３０にハードディスク装置などの記憶装置３６を
設けて画像データφ２を記憶するようにしても良い。

【００２１】このように、本例の画像入出力装置１は、
基本的な構成は、図３で示した従来のプロジェクタとほ
ぼ同じであるが、所望のオリジナルの画像情報φ１を映
し出すだけでなく、外界、すなわち、スクリーン１０に
表示あるいは書き込まれた画像情報φ２を読み込むこと
ができる。したがって、例えば、スクリーン１０にホワ
イトボードを兼ねたものを用いることで、プレゼンテー
ション中にされる協議の内容や結論を、画像情報φ１が
表示されているスクリーン１０上に書き加えることで、
プレゼンテーションに用いられた画像や図表と共に自動
的に読込むことができる。このため、プレゼンテーショ
ンや会議のときの記録作業を簡単に、そして確実に行う
ことができる。したがって、本例の画像入出力装置１
は、プロジェクタのように画像を一方的に投射するだけ
でなく、また、カメラのように情報を一方的に撮影する
だけでなく、画像情報を双方向で取り扱いできる装置と
なる。したがって、上記のようにプレゼンテーションや
会議などのコミュニケーションツールとして好適なもの
である。

【００２２】また、上述したようにレンズシステム２が
投射レンズおよび撮影レンズを兼ねるため、低コスト
で、プロジェクタのように画像を出力する機能と画像を
入力する機能を備えた装置を実現できる。さらに、レン
ズシステム２を共用するために、ＰＢＳ５により画像出
力部２０からの出射光７１をレンズシステム２に導き、
また、レンズシステム２からの入射光７３を画像入力部
３０に導いている。したがって、画像出力部２０および
画像入力部３０は、各々が独立した構成を採用すること
が可能であり、それぞれの構成を最適化して高性能で低
コストな画像入出力装置１を提供できる。

【００２３】さらに、図２に示す画像入出力装置１のよ
うに、ＰＢＳ５とレンズシステム２の間にＰＢＳ１２を
配置し、スクリーン１０から入力された光７３をＰＢＳ
１２で９０度折り曲げて画像入力部３０の撮像素子（Ｃ
ＣＤ）３に導くようにすることも可能である。このよう
に、ＰＢＳ５および１２と偏光板１３といった偏光分離
素子を配置することにより、画像出力部２０の光源７か
ら出射される光束７１の方向から、画像入力部３０の撮
像素子３を外すことが可能となる。したがって、光源７
からの照明光７１がＰＢＳ５から漏れてノイズ光とな
り、それが撮像素子３に入るのを防止することができ
る。

【００２４】また、図２に示した画像入出力装置１は、
スクリーン１０が一体となったものであり、そのスクリ
ーン１０に対しレンズシステム２を背面に設置し、背面
から画像出力手段による画像を投射すると共に、背面か
らスクリーン１０に投影または書き込まれた文字情報な
どを画像情報と共に取得することができる。もちろん、
図１に示した画像入出力装置１のように、スクリーン１
０を別体として提供し、スクリーン１０の正面から画像
を投射し、正面からスクリーン１０の画像を読み込むこ
とも可能である。また、これらの例の画像入出力装置１
では、モニター３２およびプリンタ３３などの投射した
画像をその場で出力できる装置が内蔵されているが、ホ
ストＰＣ８０に取得した画像データを確認したり、ホス
トＰＣ８０を経由してローカルあるいはネットワークを
介して接続されたプリンタなどの周辺機器から取得した
画像データを出力することも可能である。

【００２５】このように、本発明の画像入出力装置で
は、プロジェクタにより表示された画像情報に、外界か
ら付加された画像情報を、手間を掛けずに、記録作業が
簡単にそして確実に行うことができる。したがって、本
発明の画像入出力装置を１台と、ホワイトボードを兼ね
るスクリーンが１枚あれば、プレゼンテーション画面の
投射は言うにおよばず、プレゼンテーション中に協議し
た内容の手書きメモまでプレゼンテーション画像と共に
記録できるので、プレゼンテーションや会議終了後に議
事録などを作成する際に、誤りが入り込む確率を大幅に
低減することが可能となる。

【００２６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の画像入
出力装置では、レンズシステムを、画像出力手段で変調
された光束をスクリーンに投射する投射レンズとして使
用すると共に、画像入力手段でスクリーン上に表示され
ている画像情報を取得するための撮像レンズとしても使
用している。したがって、本発明の画像入出力装置を用
いることにより、予め準備された画像情報に加え、スク
リーン上で追加された情報を含む画像情報を外界からの
画像情報として、逆のルートで取り込むことができる。
このため、プレゼンテーションなどにおいて表示した画
像データと、そのときにスクリーン上に追加された情報
とをリンクして取得あるいは記録することができる付加
価値の高い画像入出力装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像入出力装置の概略構成を示す
図である。

【図２】上記と異なる画像入出力装置の概略構成を示す
図である。

【図３】一般的なプロジェクタの概略構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１画像入出力装置２投射レンズ３撮像素子（ＣＣＤまたはＣＭOＳ）４画像形成装置（画像表示素子、ＬＣｏＳ）５、１２偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）５ａ偏光ビームスプリッタの偏光分離面７光源８インテグレータ９偏光変換素子１０スクリーン１３偏光板２０画像出力部３０画像入力部 φ１、φ２画像情報

フロントページの続きＦターム(参考） 5B047 AA30 BA02 BB01 BC05 BC11 BC14 BC23 CA23 5C022 AA01 AC03 AC54 AC55 5C052 AA11 FA01 FA06 FC06 5C072 AA01 CA02 DA02 DA10 EA04 FA05 VA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レンズシステムと、このレンズシステム
を介してスクリーンに画像を投影可能な画像出力手段
と、前記レンズシステムを介して前記スクリーンの画像
を取得可能な画像入力手段とを有する画像入出力装置。
【請求項２】請求項１において、前記画像出力手段お
よび前記画像入力手段は、前記レンズシステムに対して
前記スクリーンと共役な面となる、画像を形成する面お
よび画像を取得する面をそれぞれ備えている画像入出力
装置。
【請求項３】請求項１において、前記画像出力手段
は、光源と、この光源から照射される光束を画像データ
に基づき変調可能な変調手段とを備えている画像入出力
装置。
【請求項４】請求項１において、前記画像入力手段
は、取得した画像データを記録する手段を備えている画
像入出力装置。
【請求項５】請求項４において、前記記録する手段
は、記録用紙に前記画像データを記録する画像入出力装
置。
【請求項６】請求項１において、前記画像入力手段
は、取得した画像データをモニターに出力する手段を備
えている画像入出力装置。
【請求項７】請求項１において、前記画像入力手段
は、撮像素子を備えている画像入出力装置。
【請求項８】請求項１において、前記画像出力手段か
らの光束を前記レンズシステムに導き、前記レンズシス
テムからの光束を前記画像入手力手段に導く光学素子を
有する画像入出力装置。
【請求項９】請求項８において、前記光学素子はビー
ムスプリッタである画像入出力装置。
【請求項１０】請求項８において、前記画像出力手段
は、光源と、この光源から照射される光束を画像データ
に基づき変調可能な変調手段とを備えており、前記光学素子は、前記光源と前記画像入力手段が直線上
にならない位置に配置されている画像入出力装置。
【請求項１１】請求項１において、前記スクリーンを
有し、前記レンズシステムが前記スクリーンの背面に配
置されている画像入出力装置。