JP2010197955A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】総情報量が多いコンテンツを良好に表示することができる表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の表示装置１は、プロジェクター２と、プロジェクター２の表示領域Ａ１に配置される画像表示端末１２ａ〜１２ｄと、表示領域Ａ１内において画像表示端末１２ａ〜１２ｄの位置を検出する位置検出部と、を含む。プロジェクター２は、画像表示端末１２ａ〜１２ｄにより表示される画像Ｐ２の情報を位置検出部の検出結果に応じた位置に表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置に関する。

従来から、思考を伴う作業は、紙等の記録媒体に文字や図を書きつつ行われている。例えば、設計を行う場合には、設計対象の構成要素ごとのスケッチを用意し、複数枚のスケッチを並び替えつつ全体を俯瞰して構成要素の配置を決定することがある。例えばアイディアを練る場合には、紙面に骨格となる構成要素を記しておき、枝葉となる構成要素を書き加えていくことがある。

近年、このような作業にコンピューター（以下ＰＣと称する）が活用される機会が増えている。例えばＰＣに文字や図を入力し、表示装置に入力結果を表示させることにより、情報の整理等が行われている。表示装置としては、フラットパネルディスプレイ（以下、ＦＰＤと称する）やプロジェクター等が用いられている。プロジェクターによれば装置の寸法に比して大画面の表示が容易であり、ＦＰＤによれば高精細な表示が容易である。

ＰＣを用いる手法は、文字やタグの検索、変更履歴の保存、情報のコピーやカットアンドペースト等が可能である点で、紙を用いる手法よりも有利である。また、コンテンツの構成要素ごとに情報窓にして表示させることにより、紙を用いる手法のように複数の情報窓で比較を行うこと等も可能である。しかしながら、ＰＣを用いる手法では、扱うコンテンツの総情報量が増加するにつれて作業性が低下するおそれがある。

コンテンツの総情報量がある程度以上になると、表示装置の表示領域にコンテンツ全体を表示できなくなる。このような場合に、当面必要ない構成要素の情報窓を非表示にする手法や、情報窓を縮小するとともに情報窓に表示する内容をスクロールにより切替える手法等が用いられる。しかしながら、総情報量が増えるほど情報窓が大型になったり、情報窓の数が多くなったりするので、スクロールに要する作業や情報窓を切替える作業が煩雑になる。また、いくつかの構成要素のみが表示されたり、構成要素の一部分のみが表示されたりするので、コンテンツ全体における構成要素の位置づけや、構成要素の全体像を把握することが難しくなる。

総情報量がある程度以上のコンテンツ全体を良好に表示させるには、表示装置として、ＰＣ等から出力される高画素数の映像信号を画素単位まで表示可能なプロジェクターを用いればよい。しかしながら、プロジェクターを構成する液晶ライトバルブ等の光変調装置は、同じ画素数のＦＰＤと比較して格段に小型であり、高画素数にすることがコスト面で難しい。表示装置として大画面のＦＰＤを用いてもよいが、ＦＰＤは、装置寸法が画面と同程度以上であり装置が極めて大型になってしまう。

結局のところ、コンテンツ全体を高解像度で表示させる手法により、コンテンツの全体と細部（構成要素）とを良好に表示させること現実的でない。現実的な手法として、領域ごとに解像度を調整することにより、細部のみを高解像度で表示する手法が考えられる。領域ごとに解像度を調整する技術としては、特許文献１、２に開示されている技術が挙げられる。

特許文献１では、全体画像を表示するプロジェクターと、局所画像を表示するプロジェクターとを組み合わせている。２つのプロジェクターは、例えば画素数が同一のものである。局所画像は、全体画像よりも被投射領域（画面）が小さくなっており、全体画像よりも解像度が高い状態で全体画像の一部に重畳される。
特許文献２では、画像が表示される被投射領域と視聴者との距離に応じて、解像度が調整されるようになっている。視聴者が被投射領域に近づくと、被投射領域が縮小されて高解像の画像が表示される。

特開２００４−７０２５７号公報 特開２００７−６５５４２号公報

特許文献１、２の技術を用いれば、視認する領域の大きさに応じた解像度で画像を表示することが可能であると考えられるが、以下のような問題点がある。
特許文献１、２において、高解像度で表示する領域を切替えるには、細部を表示するプロジェクターによる被投射領域を切替える必要がある。被投射領域を切替える手法としては、プロジェクターの光軸を首振り等により調整する手法や、光軸が被投射領域になす角度を保持しつつプロジェクターを平行移動させる手法が考えられる。前者の手法では、偏角により細部の画像が大きく歪むので細部の解像度を確保することが難しくなる。後者の手法では、装置が極めて大型になる。

本発明は、前記事情に鑑み成されたものであって、情報量が多いコンテンツを良好に表示可能な表示装置を提供することを目的の１つとする。

本発明の表示装置は、プロジェクターと、前記プロジェクターの表示領域に配置される画像表示端末と、前記表示領域内において前記画像表示端末の位置を検出する位置検出部と、を含み、前記プロジェクターは、前記画像表示端末により表示される画像に関連付けられた情報を前記位置検出部の検出結果に応じた位置に表示することを特徴とする。

一般に、プロジェクターによれば大画面の画像を表示することが容易であり、画像表示端末によればプロジェクターよりも高解像度の画像を表示することが容易である。画像表示端末により表示される画像（以下、第２画像と称する）は、プロジェクターにより表示される場合と異なり歪みを生じないので、歪みによる第２画像の解像度低下も回避される。前記の構成によれば、全体として大画面であるとともに部分的に高解像度な表示が容易に得られる。

また、プロジェクターにより表示される画像（以下、第１画像と称する）によって、第２画像に関連付けられた情報を画像表示端末に対応した位置に表示することができる。したがって、コンテンツの構成要素を第２画像として高精細に表示することができるとともに、コンテンツ全体における構成要素を把握することが容易になる。
以上のように、本発明の表示装置によれば、総情報量が多いコンテンツを良好に表示することができる。

また、前記画像表示端末が複数配置されるとともに、前記プロジェクターが前記画像に関連付けられた情報として該複数の画像表示端末の相互関係を表示することもできる。
前記のように本発明にあっては第１画像を大画面にすることが容易であるので、第１画像の表示領域内に配置される画像表示端末の数を増やすことができる。したがって、複数の画像表示装置に分割してコンテンツを表示することができ、格段に情報量が多いコンテンツを表示することができる。また、第１画像により複数の画像表示端末の相互関係を表示するので、コンテンツ全体を把握することが容易になる。

また、前記検出結果を記憶する記憶部を含み、前記プロジェクターは、前記記憶部に記憶されている前記検出結果に基づいて、前記画像に関連付けられた情報として前記画像表示端末を配置すべき位置を表示することもできる。
このようにすれば、記憶部に記憶されている画像表示端末の配置を再現することができる。したがって、画像表示装置の配置を複数のパターンに変化させてコンテンツ全体を表示することができ、表示装置の利便性が高くなる。

また、前記位置検出部は、赤外光を発する発光部と、前記画像表示端末に設けられて前記発光部からの赤外光を反射させる反射部と、前記反射部で反射した赤外光を検出する光検出部と、を含んでいることが好ましい。
このようにすれば、赤外光は可視光でないので、位置検出に用いる光が第１画像や第２画像に混じって視認されることがない。したがって、第１画像や第２画像の品質を低下させることなく、画像表示端末の位置を検出することができる。

また、前記画像表示端末が複数配置されている場合に、該複数の画像表示端末に設けられた前記複数の反射部は、反射率と形状との少なくとも一方が互いに異なっていることが好ましい。
このようにすれば、反射部で反射した赤外光の強度とスポット形状との少なくとも一方が、複数の画像表示端末で異なるようになる。したがって、光検出部の検出結果において複数の画像表示端末を正確に識別することが容易になり、第２画像に関する情報を正確な位置に表示することができる。

また、前記プロジェクターは、光源装置と、前記光源装置から射出される光を変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を前記表示領域に導く導光光学系と、を含み、前記導光光学系が前記位置検出部の前記発光部から発せられた光を前記表示領域に導くようになっていることが好ましい。
このようにすれば、プロジェクターと位置検出部とで光学系が共通になるので、シンプルな構成の表示装置にすることができる。また、発光部の赤外光が照射される領域を表示領域に対応させることが容易になり、画像表示端末の位置を高精度に検出することができる。

また、前記画像表示端末が電気泳動表示装置であってもよい。この場合には、前記画像表示端末に供給される画像信号が動画に対応する動画信号である場合に該動画信号を該画像表示端末に供給せずに前記プロジェクターに供給するとともに、該画像表示端末を前記表示領域として該プロジェクターに前記動画を表示させる、制御部を含んでいるとよい。

電気泳動表示装置は、表示が書換えられるまで表示を保持するので液晶表示装置等に比べて低消費電力であり、表示装置を低消費電力にすることができる。ところで、電気泳動表示装置は液晶表示装置等に比べて応答速度が遅いので動画の表示に向いていないことが知られている。前記のように制御部を含んでいれば、電気泳動表示装置の代わりにプロジェクターにより動画を表示させることができ、低消費電力でありながら動画を良好に表示することができ、多彩なコンテンツを表示することが可能になる。

第１実施形態の表示装置の概略構成を示す斜視図である。 第１実施形態の表示装置の概略構成を示す模式図である。 第１実施形態におけるプロジェクターの概略構成を示す模式図である。 第１実施形態における画像表示端末の概略構成を示す模式図である。 第１実施形態における位置検出部の概略構成を示す模式図である。 （ａ）、（ｂ）は、第１実施形態の表示装置の使用例を示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、第１実施形態の表示装置の使用例を示す説明図である。 第２実施形態の表示装置の概略構成を示す模式図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。説明に用いる図面において、特徴的な部分を分かりやすく示すために、図面中の構造の寸法や縮尺を実際の構造に対して異ならせている場合がある。また、実施形態において同様の構成要素については、同じ符号を付して図示し、その詳細な説明を省略する場合がある。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の表示装置１の概略構成を示す斜視図であり、図２は、表示装置１の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、表示装置１は、プロジェクター２、光検出部１１、画像表示端末１２（１２ａ〜１２ｄ）を含んでいる。プロジェクター２と光検出部１１は共通の筐体１０に収容されている。筐体１０、画像表示端末１２は、机上等の設置面３に載置されている。ここでは、設置面３上にＰＣ４が載置されている。ＰＣ４には、多チャンネルの無線通信カード４１が装着されている。

図２に示すように、筐体１０には第１通信部１３が収容されている。第１通信部１３は、無線通信カード４１と無線にて信号の送受信を行う。第１通信部１３は、プロジェクター２、光検出部１１にそれぞれ接続されている。プロジェクター２は、第１通信部１３から画像信号を受け取り、この画像信号に基づいて表示領域Ａ１に第１画像Ｐ１を表示する。第１画像Ｐ１は、第２画像に関連付けられた情報、例えば第２画像の作成者や作成日、概要、表示位置等を示す画像である。プロジェクター２は、例えばＸＧＡ形式（画素数が１０２４×７６８）の画像を表示可能なものである。表示領域Ａ１は、プロジェクター２により画像を表示可能な範囲を示しており、例えば対角４０インチ程度の矩形領域である。光検出部１１は、表示領域Ａ１内を撮像する赤外線カメラ（後述する）を含んでおり、赤外線カメラの撮像領域Ａ２は、表示領域Ａ１全体を含んでいる。

プロジェクター２には、画像表示用の光源装置の他に、位置検出用の発光部（後述する）が設けられている。位置検出用の光は、画像表示端末１２で反射して光検出部１１に入射する。なお、表示装置１は、光ペン（図１参照）１４により入力を行うことが可能になっている。光ペン１４は、先端が押圧されると光入力用の光を発する。位置検出用の光、光入力用の光は、いずれも赤外光であるが、波長が互いに異なっている。光入力用の光は、位置検出用の光とともに光検出部１１に入射する。

本実施形態では、画像表示端末１２として４つの画像表示端末１２ａ〜１２ｄ（図１参照）が配置されている。画像表示端末１２ａ〜１２ｄは、表示部の裏面が粘着性を有しており、設置面３に対して着脱可能になっている。画像表示端末１２ａ〜１２ｄは、いずれも同様の構成のものである。画像表示端末１２ａ〜１２ｃは、例えば対角１０インチ程度の表示部を有しており、画素数が１０２４×７６８のものである。画像表示端末１２ｄは、例えば対角３インチ程度の表示部を有しており、画素数が９６×９６のものである。画像表示端末１２ａ〜１２ｄは、表示装置１の他の構成要素に対する接続関係がほぼ同様になっており、図２では画像表示端末１２ｃ、１２ｄの図示を省略している。

画像表示端末１２（１２ａ）は、電子ペーパー１５（１５ａ）、タッチパネル１６（１６ａ）、第２通信部１７（１７ａ）を含んでいる。第２通信部１７ａは、無線通信カード４１と無線にて信号の送受信を行う。第２通信部１７ａは、電子ペーパー１５ａ、タッチパネル１６ａにそれぞれ接続されている。電子ペーパー１５ａは、第２通信部１７ａから画像信号を受け取り、この画像信号に基づいて電子ペーパー１５ａの表示部（後述する）に第２画像Ｐ２を表示する。タッチパネル１６ａは、タッチパネル１６ａへのタッチ入力を監視する。タッチパネル１６ａは、タッチ入力がなされると第２通信部１７を活性化し、タッチパネル１６ａにおいてタッチ入力がなされた位置を示す信号を出力する。

ＰＣ４には、第１制御部４２、第２制御部４３、画像信号生成部４４、信号源４５、位置決定部４６、画像メモリー４７ａ、４７ｂ、４８、記憶部４９が設けられている。

第２制御部４３は、第２通信部１７、無線通信カード４１を介してタッチパネル１６ａからの出力信号を受け取る。第２制御部４３は、予め定められたプログラムによりタッチパネル１６ａからの出力信号を処理して、タッチパネル１６ａに入力された指令に対応する指令信号を信号源４５に出力する。

タッチパネル１６ａに入力される指令は、例えば画像表示端末１２ａの識別マーク（後述する）を登録する指令や、電子ペーパー１５ａの表示を更新する指令、電子ペーパー１５ａの表示を電子ペーパー１５ｂの表示と入れ替える指令、電子ペーパー１５ａの表示を電子ペーパー１５ｂの表示にコピーする指令等である。ここでは、タッチパネル１６ａにおいてタッチ入力がなされた入力位置が、予め定められた指令と関連付けられており、入力位置により指令の種類が特定される。なお、タッチパネルに文字やスケッチの手書き入力を行うことも可能である。例えば、メモ等の文字、矢印やスケッチ等の画像を手書き入力によりタッチパネルに入力し、手書き入力の内容を第１画像Ｐ１として反映させること等も可能である。一般に、タッチパネルによる入力位置は、光ペン１４による入力位置よりも精度よく検出可能である。したがって、タッチパネルにより光ペン１４よりも細やかな内容を入力することができる。また、手書き入力専用のタッチパネルを表示領域Ａ１の外側に設けておくことも可能である。

信号源４５は、第２制御部４３からの指令信号に基づいて、電子ペーパー１５ａに表示すべき画像の元となる画像信号を電子ペーパー１５ａの画像メモリー４７ａに書き込む。信号源４５は、必要に応じて画像信号を第１制御部４２に出力する。画像メモリー４７ａに記録された画像信号は、無線通信カード４１、第２通信部１７を介して電子ペーパー１５ａに供給される。画像信号が電子ペーパー１５ａに伝達されると、第２通信部１７ａに停止信号が伝達され、第２通信部１７ａは停止状態になる。なお、手書き入力等のように表示までの応答速度を要求される用途で用いるタッチパネル、あるいはこのようなタッチパネルを含んだ画像表示端末は、無線を介さずに通信ケーブル等により第１制御部４２等に接続するとよい。

位置決定部４６は、光検出部１１の検出結果を受け取り、画像表示端末１２ａの位置と光ペン１４の位置とを決定する。画像表示端末１２ａの位置情報を含んだ信号、及び光ペン１４の位置情報を含んだ信号は、第１制御部４２に出力される。

第１制御部４２は、画像表示端末１２ａの位置や光ペン１４により入力された情報に基づき、第１画像Ｐ１を表示すべき位置を決定する。また、第１制御部４２は、光ペン１４により入力された情報やタッチパネル１６ａへ入力された情報に基づき、必要に応じて信号源４５から供給される電子ペーパー１５ａの画像信号を参照して、第１画像Ｐ１として表示すべき内容を決定する

第１制御部４２は、第１画像Ｐ１の表示位置や表示内容を示す信号を画像信号生成部４４に出力する。画像信号生成部４４は、第１画像Ｐ１の元となる画像信号を生成し、この画像信号をプロジェクター２用の画像メモリー４８に書き込む。画像メモリー４８に記録された画像信号は、無線通信カード４１、第１通信部１３を介してプロジェクター２に供給される。また、画像信号は、画像表示端末１２ａの位置と関連付けられて、記憶部４９に記憶される。

図３は、プロジェクター２の概略構成を示す模式図である。図３に示すように、プロジェクター２は、照明光学系２１、色分離光学系２２、リレー光学系２３、光変調装置２４ａ〜２４ｃ、色合成素子２５、投射光学系（導光光学系）２６を含んでいる。また、プロジェクター２には、位置検出用の発光部１８が設けられている。

プロジェクター２は、概略すると、以下のように動作する。照明光学系２１から射出された光Ｌは、色分離光学系２２により波長帯域が異なる複数の光Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃに分離される。光Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃは、それぞれ対応する光変調装置２４ａ〜２４ｃにより変調される。変調された複数の光は、色合成素子２５により合成される。色合成素子２５により合成された光Ｌａｂｃは、発光部１８により赤外光ＩＲと合成されて投射光学系２６に入射する。投射光学系２６に入射したＬａｂｃは設置面３に拡大投射される。これにより、例えば対角４０インチ程度のフルカラーの拡大画像が表示される。また、投射光学系２６に入射した赤外光ＩＲも設置面３に拡大投射され、表示領域Ａ１において拡大画像と同程度の領域に赤外光ＩＲが照射される。以下、プロジェクター２の構成要素を詳しく説明する。

照明光学系２１は、光源（光源装置）２１１、リフレクター２１２、偏光変換素子２１３を含んでいる。光源２１１は、高圧水銀ランプ等のランプ光源や発光ダイオード等の固体光源により構成される。本実施形態の光源２１１は、ランプ光源により構成されており、赤、緑、青の光スペクトルを含んだ白色光を発生させる。リフレクター２１２は、光源２１１にて発生した光を反射させて所定の方向に進行させる。偏光変換素子２１３は、リフレクター２１２から射出された光の偏光状態を揃える。照明光学系２１の構成については、光源２１１にて発生する光の配光特性等に応じて適宜変更することができる。例えば、フライアイレンズアレイやロッドレンズ等により光強度分布を調整、均一化する構成にしてもよい。

色分離光学系２２は、ダイクロイックミラー２２１、２２２、反射ミラー２２３を含んでいる。ダイクロイックミラー２２１、２２２は、誘電多層膜等により構成され、所定の波長帯域の光を選択的に反射させる特性を有している。ここでは、ダイクロイックミラー２２１が、光Ｌのうちの赤色の光Ｌａを透過させ、緑色の光Ｌｂと青色の光Ｌｃとを反射させる。光Ｌａは、反射ミラー２２３で反射して光変調装置２４ａに入射する。ダイクロイックミラー２２２は、光Ｌｂを反射させ、光Ｌｃを透過させる。光Ｌｂは、光変調装置２４ｂに入射する。光Ｌｃは、リレー光学系２３に入射する。光Ｌｃは、リレー光学系２３において、リレーレンズ２３１、反射ミラー２３２、リレーレンズ２３３、反射ミラー２３４、リレーレンズ２３５をこの順に経て光変調装置２４ｃに入射する。

光変調装置２４ａ〜２４ｃは、いずれも同様の構成になっている。ここでは、光変調装置２４ａの構成を代表的に説明する。光変調装置２４ａは、透過型の液晶ライトバルブ２４１、入射側偏光板２４２、射出側偏光板２４３を含んでいる。液晶ライトバルブ２４１は、入射側偏光板２４２と射出側偏光板２４３との間に配置されている。光Ｌａは、入射側偏光板２４２を通ることにより、偏光状態が略直線偏光になる。液晶ライトバルブ２４１は、液晶ライトバルブ２４１を通る光の偏光状態を画素ごとに変化させる。液晶ライトバルブ２４１から射出された光Ｌａは、偏光状態に応じてその一部が射出側偏光板２４３に吸収されることにより、駆動信号に応じた階調の光になる。このようにして、光Ｌａ〜Ｌｃは、光変調装置２４ａ〜２４ｃによって赤色画像、緑色画像、青色画像に形成される。光変調装置２４ａ〜２４ｃにより変調（形成）された光（画像）は、色合成素子２５に入射する。

色合成素子２５は、ダイクロイックプリズム等により構成される。ダイクロイックプリズムは、４つの三角柱プリズムが互いに貼り合わされた構造になっている。三角柱プリズムにおいて貼り合わされる面は、ダイクロイックプリズムの内面になる。ダイクロイックプリズムの内面に、赤色の光Ｌａが反射し緑色の光Ｌｂが透過するミラー面と、青色の光Ｌｃが反射し緑色の光Ｌｂが透過するミラー面とが互いに直交して形成されている。ダイクロイックプリズムに入射した光Ｌｂは、ミラー面を通ってそのまま射出される。ダイクロイックプリズムに入射した光Ｌａ、Ｌｃは、ミラー面で選択的に反射あるいは透過して、光Ｌｂの射出方向と同じ方向に射出される。このようにして３つの光Ｌａ〜Ｌｃ（画像）が重ね合わされて合成され、合成された光Ｌａｂｃは、光合成素子１８２に入射する。

発光部１８は、赤外光を射出する光源１８１と、光合成素子１８２とを含んでいる。光源１８１は、例えば発光ダイオード等により構成される。光源１８１から射出される赤外光ＩＲは、投射光学系２６のバックフォーカス位置におけるスポットサイズが光Ｌａｂｃのスポットサイズと略一致するように、光源レンズ等によりスポットサイズが調整されている。光合成素子１８２は、光Ｌａｂｃを透過させ、赤外光ＩＲを反射させる特性を有している。発光部１８から射出された赤外光ＩＲは、光合成素子１８２で反射して光Ｌａｂｃと同じ方向に進行する。これにより、赤外光ＩＲが光Ｌａｂｃと合成される。赤外光ＩＲ及び光Ｌａｂｃは、投射光学系２６に入射する。

投射光学系２６は、投射レンズ２６１、電動フォーカス２６２、電動ズーム２６３を含んでいる。投射レンズ２６１は、光Ｌａｂｃを表示領域Ａ１に結像させる。電動フォーカス２６２により、投射レンズ２６１から表示領域Ａ１までの距離に応じたフォーカス調整が可能になっている。電動ズーム２６３により、表示領域Ａ１における像の大きさを調整可能になっている。ここでは、プロジェクター２の表示領域Ａ１が画像表示端末１２の表示部面積の等倍〜略１６倍の範囲でズームが調整される。

図４（ａ）は画像表示端末１２の平面図であり、図４（ｂ）は表示部１２１の要部断面図、図４（ｃ）は画像表示端末１２の動作を示す説明図である。なお、図４（ｂ）には、タッチパネル１６にタッチ入力がなされている状態を図示している。

図４（ａ）に示すように、画像表示端末１２は、表示部１２１、額縁１２２、識別マーク１２３を含んでいる。本実施形態の識別マーク１２３は、粘着シール等に反射膜パターン（反射部）を形成したものであり、額縁１２２に貼設されている。反射膜パターンは、発光部１８（図３参照）から射出される赤外光ＩＲを反射するものである。画像表示端末１２ａ〜１２ｄで、反射膜パターンの形状が互いに異なっている。

図４（ｂ）に示すように、表示部１２１は、タッチパネル１６が電子ペーパー１５と貼り合わされた構造になっている。電子ペーパー１５は、画素電極を有するアクティブマトリックス方式の回路基板１５１と、コモン電極１５２との間に、電気泳動物質層１５３が挟持された構造になっている。コモン電極１５２に対して、電気泳動物質層１５３の反対側には封止膜１５４が設けられている。

本実施形態のタッチパネル１６は、アナログ抵抗膜方式のものである。タッチパネル１６は、基板１６１、透明導電膜１６２、１６３、保護膜１６４を含んでいる。透明導電膜１６２、１６３は、基板１６１と保護膜１６４との間に配置されている。透明導電膜１６２、１６３は、タッチ入力がなされていない状態で、互いが接触しないようになっている。透明導電膜１６２の周縁部には、所定の電圧が印加される。保護膜１６４を介して部分的に透明導電膜１６３が押圧されると、透明導電膜１６２、１６３が接触して透明導電膜１６３に電流が流れるようになっている。

図４（ｃ）に示すように、画像表示端末１２は、電子ペーパー１５用の画像メモリー１５６及び駆動回路１５５、タッチパネル１６用の検出回路１６５及び平面座標回路１６６を含んでいる。第２通信部１７が受信した電子ペーパー１５用の画像信号は、画像メモリー１５６に書き込まれる。これにより、無線通信カード４１と第２通信部１７との通信が途絶えた場合でも、画像メモリー１５６に保持された画像信号により画像を表示することが可能になっている。画像メモリー１５６に記録された画像信号は、駆動回路１５５に伝達される。駆動回路１５５は、画像信号に基づいて電圧波形等の駆動信号を生成する。電子ペーパー１５は、駆動信号により駆動され、表示部１２１に第２画像Ｐ２を表示する。

前記のようにタッチ入力がなされると、電流値が検出回路１６５に読出される。平面座標回路１６６は、検出回路１６５に読出された電流値に基づいて、透明導電膜１６２、１６３が互いに接触した接触部の位置を算出する。詳しくは、透明導電膜１６２、１６３における電流の経路長は、接触部の位置に応じて変化する。電流の経路長が長くなるほど、電流経路における抵抗値が高くなり、電流値が小さくなる。換言すると、電流値に基づいて、透明導電膜１６２における電圧印加位置と接触部位置との距離を求めることができる。電圧印加位置を異ならせて接触部位置との距離を求めると、接触部位置が一意に求まる。平面座標回路１６６は、得られた接触部の座標をデジタル信号に変換して第２通信部１７に出力する。

図５（ａ）は光検出部の概略構成を示す模式図、図５（ｂ）は赤外線カメラに撮像される撮像画像の一例を示す図である。
図５（ａ）に示すように、光検出部１１は、赤外線カメラ６１１、画像処理回路６１２を含んでいる。前記のように発光部１８（図３参照）から射出された赤外光ＩＲは、表示領域Ａ１のほぼ全域に照射される。表示領域Ａ１内に配置された画像表示端末１２の識別マーク１２３に入射した赤外光ＩＲは、反射膜パターンで反射して赤外線カメラ１１１に入射する。識別マーク以外の設置面３等に入射した赤外光ＩＲは、設置面３等に吸収あるいは拡散される。

図５（ｂ）に示すように、撮像画像において表示領域Ａ１は、拡散された赤外光ＩＲにより明表示となり、表示領域Ａ１の外側と区別することができる。また、識別マーク１２３で反射した赤外光ＩＲは、拡散された赤外光ＩＲよりも光強度が強いので、反射膜パターンの形状に対応した部分が表示領域Ａ１よりも明表示になる。画像処理回路１１２は、画像処理を行うことにより、撮像画像における表示領域Ａ１の範囲と、反射膜パターンの位置を抽出する。抽出結果は、第１通信部１３、無線通信カード４１を介して位置決定部４６に伝達される。なお、光ペン１４による入力を行った場合には、光ペン１４から射出された光入力用の赤外光も撮像される。光入力用の赤外光は、発光部１８から射出される位置検出用の赤外光ＩＲと波長が異なるので、撮像画像において位置検出用の赤外光ＩＲと区別することができる。

位置決定部４６は、画像処理回路１１２の抽出結果に基づいて画像表示端末１２ａ〜１２ｄの位置や光ペン１４により入力が行われた位置を決定する。前記のように、画像表示端末１２ａ〜１２ｄで識別マーク１２３の形状が互いに異なっているので、画像表示端末１２ａ〜１２ｄの各々に対応した識別マーク１２３の位置が得られる。画像表示端末１２ａ〜１２ｄの位置情報や光ペン１４の入力位置情報は、第１制御部４２に伝達され、第１画像Ｐ１の表示位置や表示内容の決定に用いられる。このように、位置検出部は、発光部１８、識別マーク１２３、光検出部１１、位置決定部４６を含んで構成されている。

図６（ａ）、（ｂ）、図７（ａ）、（ｂ）は、表示装置１の使用例を示す説明図である。
図６（ａ）に示すように、表示領域Ａ１内に表示装置１により表示される全体画像は、プロジェクター２により表示される第１画像Ｐ１１〜Ｐ１４、Ｐ１５ａ〜Ｐ１５ｃを含んでいる。全体画像は、画像表示端末１２ａ〜１２ｄにより表示される第２画像Ｐ２１〜Ｐ２４を含んでいる。第１画像Ｐ１１、Ｐ１２は、第２画像Ｐ２１〜Ｐ２３に示される内容の相互関係を示す矢印等である。第１画像Ｐ１１、Ｐ１２は、位置検出部により検出された画像表示端末１２ａ〜１２ｃの位置に基づいて、光入力やタッチ入力による作業者Ｋの指令により表示される。

第１画像Ｐ１３、Ｐ１４は、第２画像Ｐ２１、Ｐ２３の属性等の情報を示すラベルである。第１画像Ｐ１３、Ｐ１４により、例えば第２画像Ｐ２１、Ｐ２３に示される内容の作成日や作者、タイトル、要旨等を表示することができる。第１画像Ｐ１３、Ｐ１４は、画像表示端末１２ａ、１２ｃの位置に基づいて、作業者Ｋの指令により表示される。

一般にプロジェクターは、拡大光学系により画像を表示するので、電子ペーパー等の直視型の表示装置の表示部よりも表示領域を大面積にすることが容易である。また、直視型の画像表示装置は、画像表示装置における画素領域と略等倍の画素により画像を表示するので、プロジェクターよりも高解像度にすることが容易である。したがって、表示装置１にあっては、表示領域Ａ１内に多数の画像表示端末を配置することができ、また画像表示端末ごと解像度を高くすることが容易であるので、全体画像として総情報量が格段に多いコンテンツを表示することができる。また、画像表示端末１２ａ〜１２ｄの位置に応じて、第２画像Ｐ２１〜Ｐ２４の属性や相互関係を示す第１画像Ｐ１１〜Ｐ１４が表示されるので、コンテンツ全体を把握することが容易である。

第１画像Ｐ１５ａ〜Ｐ１５ｃは、所定の処理を行わせるための光入力領域を示す画像である。例えば、第１画像Ｐ１５ａが表示されている部分の設置面３に、作業者Ｋが光ペン１４の先端を接触させると、光検出部１１により入力位置が検出される。これにより、第１制御部４２が入力位置と関係付けられた所定の処理を行うことにより、画像の書換え等が行われる。これにより、全体画像を観察しつつ画像表示を操作することができ、作業性を高めることができる。

図６（ｂ）は、図６（ａ）に示した全体画像に対して、例えば第２画像Ｐ２２、Ｐ２４の配置を異ならせて全体画像を観察する使用例を示す説明図である。配置を異ならせるには、まず画像表示端末１２ｂ、１２ｄを所望の位置に移動させる。第１画像を更新させる指令を光入力やタッチ入力により行うと、表示装置１の位置検出部は、移動後の画像表示端末１２ｂ、１２ｄの位置を検出する。画像信号生成部４４は、移動後の画像表示端末１２ｂ、１２ｄの位置に応じてプロジェクター２用の画像信号を生成する。この画像信号により、第１画像Ｐ１１、Ｐ１２に代えて第１画像Ｐ１６、Ｐ１７が表示される。このように、表示装置１は、第２画像の表示位置を変化させても第２画像に第１画像を対応させることが容易になっている。したがって、第２画像の配列を異ならせて全体画像を比較することが容易であり、利便性が高い表示装置になっている。

図７（ａ）は、表示領域Ａ１に画像表示端末１２ａ〜１２ｄが配置されていない状態から、図６（ａ）に示した画像表示端末１２ａ〜１２ｄの配置を再現する使用例を示す説明図である。表示装置１に対して配置再現の指令を光入力等により行うと、表示装置１は記憶部４９に記憶されているデータ、すなわち画像表示端末の位置を読出す。第１制御部４２等の要請により、画像信号生成部４４は、画像表示端末を配置すべき位置を示す画像信号を生成する。この画像信号に基づいてプロジェクター２は、図７（ａ）に示した第１画像Ｐ３１〜Ｐ３４を表示する。第１画像Ｐ３１〜３４は、画像表示端末１２ａ〜１２ｄを配置する領域を示す画像（図７（ａ）では枠状の画像）と、領域に画像表示端末１２ａ〜１２ｄのいずれを配置すればよいかを示す画像（図７（ａ）で枠内の文字画像）と、を含んでいる。そして、第１画像Ｐ３１〜３４により示される領域に画像表示端末１２ａ〜１２ｄを配置し、表示装置１に認識させる。すると、記憶部４９は、第１制御部４２等の要請により、画像表示端末１２ａ〜１２ｄの位置に関連付けられた第１画像の画像信号をプロジェクター２用の画像メモリー４８に出力する。この画像信号に基づいてプロジェクター２が第１画像を表示することにより、図６（ａ）に示した全体画像が再現される。このように、表示装置１は、過去の履歴に基づいて全体画像を再現することもでき、利便性が高いものになっている。なお、記憶部４９に記憶されているデータを読出して、全体画像を印刷すること等も可能である。

図７（ｂ）は、コンテンツの一部に動画を含む場合の使用例を示す説明図である。表示装置１に、例えば画像表示端末１２ｂに動画を表示させる指令を光入力やタッチ入力により行うと、信号源４５は、動画の元となる画像信号を第１制御部４２を介してプロジェクター２に供給する。また、第２制御部４３は、信号源４５を介して白表示用の画像信号を画像表示端末１２ｂに供給する。

ここでは、第１制御部４２がプロジェクター２の投射光学系２６の電動フォーカス２６２や電動ズーム２６３を制御して、表示領域Ａ１を画像表示端末１２ｂの表示部１２１と略一致させる。これにより、画像表示端末１２ｂの表示部１２１がスクリーンとして機能し、プロジェクター２により表示部１２１に第１画像Ｐ４１として動画が表示される。一般に、電子ペーパー等の電気泳動表示装置は、表示のメモリーを有しているので液晶表示装置等よりも低消費電力であるが、動画再生に不向きであることが知られている。表示装置１によれば、動画をプロジェクター２により表示することにより、低消費電力でありながら動画を表示することができる。また、表示領域Ａ１を画像表示端末１２ｂの表示部１２１と同程度まで縮小した状態で動画を表示するので、高解像度の動画を表示することができる。なお、第２制御部が、画像表示端末１２ａ〜１２ｄへの画像信号を監視して、画像信号が動画に対応する場合に自動的にプロジェクター２に動画を表示させるようにしてもよい。

なお、動画を表示する前後で光検出部１１の撮像領域Ａ２を保持しておくとよい。これにより、動画表示後の表示領域Ａ１を動画表示前の表示領域Ａ１に再現することが容易になる。また、動画に高解像度が要求されない場合には、表示領域Ａ１を縮小せずに動画を表示してもよい。

以上のような第１実施形態の表示装置１にあっては、プロジェクター２により第１画像を表示するので、表示装置１を大型化することなく表示領域Ａ１を大画面にすることができる。また、画像表示端末１２ａ〜１２ｄにより全体画像の要部を選択的に高解像度で表示することができるので、全体画像を全域にわたって高解像度にする必要がなくなり、低コストの表示装置１にすることができる。また、画像表示端末１２ａ〜１２ｄの位置に応じて、第２画像Ｐ２１〜Ｐ２４の属性や相互関係を示す第１画像Ｐ１１〜Ｐ１４が表示されるので、コンテンツ全体を把握することが容易である。以上のように、表示装置１は、総情報量が多いコンテンツを良好に表示することが可能な良好なものになっている。

［第２実施形態］
次に、本発明に係る表示装置の第２実施形態を説明する。第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、画像表示端末がプロジェクターと独立して駆動される点、第１制御部や画像信号生成部がプロジェクターや光検出部と同じ筐体に設けられている点である。

図８は、第２実施形態の表示装置６の概略構成を示す模式図である。
図８に示すように、表示装置６において第１制御部４２、画像信号生成部４４、画像メモリー４８、記憶部４９は、ＰＣ４に内蔵される代わりに筐体１０に収容されている。プロジェクター２は、無線通信カード４１等を介さないで画像信号生成部４４に直接的に接続されている。光検出部１１も、無線通信カード４１等を介さないで位置決定部４６に直接的に接続されている。

第１制御部４２には、画像表示端末１２ａ〜１２ｄの各々について、識別マークと外形寸法を関連付けるデータが登録されている。画像表示端末１２ａ〜１２ｄの動作についてはＰＣ４が管理し、画像表示端末１２ａ〜１２ｄの位置については第１制御部４２が管理するようになっている。

なお、光入力による入力方法にかえて、マウスやキーボード等による入力方法を用いてもよいし、これら入力方法を併用してもよい。また、スクリーンや壁面、ホワイトボード等に第１画像、第２画像を表示させてもよい。重力方向に対して傾斜した壁面等に画像表示端末を配置する場合には、画像表示端末の表示部に対する裏面が壁面に粘着力や吸着力、磁力等により保持されるようにすればよい。

プロジェクターは、投射型であってもよいし、走査型であってもよい。走査型のプロジェクターを採用する場合には、例えば光源装置としてレーザー光源を用いるとともに、光変調装置として変調回路、導光光学系として走査光学系を用いればよい。レーザー光源から射出される光と発光部１８から射出される光とを、レーザー光源と走査光学系との間の光路において合成すれば、発光部から射出される光の照射範囲を表示領域Ａ１と略一致させることが容易になる。走査型のプロジェクターを採用すると、光変調回路等を用いることにより空間変調装置を省くことができ、また投射光学系を簡略化あるいは省略することができる。これにより、表示装置を格段に小型にすることができる。

画像表示端末としては、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、電気泳動装置等のいずれを用いてもよいし、これらのうちの２種以上を組み合わせて用いてもよい。例えば、液晶表示装置を動画再生用とし、電気泳動表示装置を静止画表示用としてもよい。

また、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせることも可能である。例えば、ＰＣ４とは別のシステム（ここでは、第２ＰＣと称する）により表示等の動作が制御されるＦＰＤを用意し、ＦＰＤに識別マークを貼り付ける。また、識別マークとＦＰＤの外形寸法を第１制御部４２に認識させておく。これにより、ＦＰＤの位置に応じた第１画像をプロジェクター２に表示させることができる。第２ＰＣ、及びＰＣ４でキーボードやマウスを共通化するシステム（例えば、Ｓｙｎｅｒｇｙ）等を採用することにより、良好な作業性を保持することができる。

また、画像表示端末に加えて、画像表示以外の機能を有する物に識別マークを貼設して位置管理の対象物にすることもできる。識別マークとしては、画像表示端末の額縁に沿って表示部を囲むものであってもよい。このような識別マークで反射した光を検出することにより、表示部や画像表示端末のおおよその外形寸法を検出することができる。これにより、画像表示端末の外形寸法を入力する手間を省くことができる。

１、６・・・表示装置、２・・・プロジェクター、１１・・・光検出部、１２、１２ａ〜１２ｄ・・・画像表示端末、１２３・・・識別マーク（反射部）、１５、１５ａ、１５ｂ・・・電子ペーパー（電気泳動表示装置）、１８・・・発光部、２１１・・・光源（光源装置）、２４ａ〜２４ｃ・・・光変調装置、２６・・・投射光学系（導光光学系）、Ａ１・・・表示領域、Ａ２・・・撮像領域、Ｐ１、Ｐ１１〜Ｐ１４、Ｐ１５ａ〜１５ｃ、Ｐ１６、Ｐ１７、Ｐ３１〜Ｐ３４、Ｐ４１・・・第１画像、Ｐ２１〜Ｐ２４・・・第２画像

Claims (8)

1. プロジェクターと、
   前記プロジェクターの表示領域に配置される画像表示端末と、
   前記表示領域内において前記画像表示端末の位置を検出する位置検出部と、を含み、
   前記プロジェクターは、前記画像表示端末により表示される画像に関連付けられた情報を前記位置検出部の検出結果に応じた位置に表示することを特徴とする表示装置。
2. 前記画像表示端末が複数配置されるとともに、前記プロジェクターが前記画像に関連付けられた情報として該複数の画像表示端末の相互関係を表示することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記検出結果を記憶する記憶部を含み、
   前記プロジェクターは、前記記憶部に記憶されている前記検出結果に基づいて、前記画像に関連付けられた情報として前記画像表示端末を配置すべき位置を表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記位置検出部は、
   赤外光を発する発光部と、
   前記画像表示端末に設けられて前記発光部からの赤外光を反射させる反射部と、
   前記反射部で反射した赤外光を検出する光検出部と、を含んでいることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示装置。
5. 前記画像表示端末が複数配置されている場合に、該複数の画像表示端末に設けられた前記複数の反射部は、反射率と形状との少なくとも一方が互いに異なっていることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. 前記プロジェクターは、
   光源装置と、
   前記光源装置から射出される光を変調する光変調装置と、
   前記光変調装置により変調された光を前記表示領域に導く導光光学系と、を含み、
   前記導光光学系が前記位置検出部の前記発光部から発せられた光を前記表示領域に導くようになっていることを特徴とする請求項４又は５に記載の表示装置。
7. 前記画像表示端末が電気泳動表示装置であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の表示装置。
8. 前記画像表示端末に供給される画像信号が動画に対応する動画信号である場合に該動画信号を該画像表示端末に供給せずに前記プロジェクターに供給するとともに、該画像表示端末を前記表示領域として該プロジェクターに前記動画を表示させる、制御部を含んでいることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。

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