JPH0980372A - 投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、スクリーン上の画面で特定位置を
カーソル指示しながら講演できる投写型表示装置を提供
することを課題とする。 【解決手段】パソコンによって駆動される液晶プロジェ
ク11を備え、液晶パネル13の画像が光源12からの光によ
ってスクリーン15に投写される。スクリー15にレーザポ
インタ19からの赤外線光線がスポット光像として投写さ
れ、このスポット光像がレンズ17を介してイメージセン
サ17で画像信号として読み取られ、その座標位置が座標
検出器20で検出されてパソコンに入力される。そして、
このパソコンにおいてスポット光像の座標位置にマウス
カーソル画像を作成し、スクリーン15上に表示させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば液晶パネ
ル等を用いて構成されたパソコン用プロジェクションデ
ィスプレイに係るものであり、特に画像の表示されるス
クリーン上の特定位置にカーソル表示を行わせる投写型
表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種のプレゼンテーションにおいて、例
えばパーソナルコンピュータからの映像信号で液晶プロ
ジェンタを駆動し、大型のスクリーンに情報を拡大投写
することが多く試みられている。すなわち、パソコン
（パーソナルコンピュータ）でプレゼンテーション等の
説明画面をソフトウエアで作成し、この説明画像の信号
に基づき液晶プロジェクタを駆動して大型スクリーンに
投写表示させる。ここで、パソコンの専用端子またはシ
リアルポートに接続してマウスが設けられ、卓上等の平
坦な操作卓上でスライドさせ、その移動距離や方向を機
械的もしくは光学的に検出することにより、マイクロソ
フト社製のウィンドウズ等のソフトウエアの操作用ポイ
ンティングデバイスとして用いられるようにする。

【０００３】パソコンからの出力映像の表示されるスク
リーンに対しては、例えばレーザポインタからのポイン
ト光像が投写表示され、このポイント光像に基づいて説
明者がスクリーン上に任意の位置を指し示し、聴衆に対
する説明の補助用具として用いられる。この場合、指示
棒や直接手によって指示することもある。また、スクリ
ーンに表示される画像の一部に、パソコンからの出力に
基づいて矢印型等のマウスカーソルを表示する。

【０００４】しかし、パソコンからの指示によってスク
リーン上に表示された文字や図形を指示するために、レ
ーザポインタや指示棒等を用いるようにしたのでは、次
の画面への送りや任意の画面への飛び越し等の指示をパ
ソコンに対して与えるため、さらにマウスやキーボード
等を操作する必要がある。したがって、説明者は例えば
指示棒とマウスの両方を持ち変えて操作しなければなら
ず、その操作が繁雑なものとなる。

【０００５】ここで、マウスのみの操作によって画面上
の特定位置を指示することも、またマウスによって指示
カーソルを移動させることも考えられるが、この様なマ
ウス操作による場合は説明者がパソコンの近傍から離れ
ることができず、通常の講演者のようにスクリーンのそ
ばに立った講演を望む場合には不向きである。この場
合、スクリーンの近くにパソコンを設置し、スクリーン
のそばでパソコン操作が可能とされるようにすることが
考えられるが、この様な場合にはスクリーンの近傍にパ
ソコン用のテーブルを用意する必要が生じて、会場の都
合に合致しないことがある。

【０００６】マウスとして、直接パソコンに対して接続
されることのないワイヤレスのものが存在するが、これ
はパソコンに接続された受信部に対して、赤外線や電波
を手元のマウスから発信するものであって、マウスその
ものもトラックボールやジョイスティック、さらに縦横
の移動を操作する十字状のボタン等を用いたジョイパッ
ト等、平坦なマウス操作スペースを必要としないで、手
中で操作可能とされるように工夫される。この様なワイ
ヤレスマウスを使用すれば、講演者はスクリーンの近く
に立って講演をすることができ、自身でパソコンを操作
することも可能とされ、このマウスを用いてスクリーン
上にカーソルを移動させれば、表示画面内の特定箇所を
指示することも容易となる。

【０００７】しかし、この様なワイヤレスのマウスを使
用するようにした場合でも、講演者の背後にパソコンお
よび受光部が設置される場合、赤外線を用いたワイヤレ
スの方式にあってはスクリーンに向かって操作すること
ができず、講演者の立つ位置が限定される。その他、こ
の種のワイヤレスのマウスの操作に際しては、平坦なテ
ーブル上を移動するマウスに比較して操作性が良好とは
いえず、特に操作に習熟していないと、画面上でのカー
ソルの移動に違和感が生ずる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、違和感がなく講演者によっ
て操作され、スクリーン上の画面で特定位置をカーソル
指示できるようにした投写型表示装置を提供しようとす
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る投写型表
示装置は、投写型表示手段でコンピュータ端末からの映
像信号をスクリーンに投写表示すると共に、位置指示手
段でスクリーン上の特定位置を指定してこの指定箇所か
ら光像を発生させ、光像位置検出手段でスクリーン上で
表示される光像の位置座標を検出する。そして、この光
像位置検出手段で検出された前記スクリーン上の座標値
に基づき座標変換手段でコンピュータ端末の画面座標系
に変換し、この座標変換手段で変換された画面座標系の
座標値を、前記コンピュータ端末にその座標入力として
与え、この座標値に対応する前記スクリーン上の位置に
カーソル表示がされるようにする。

【００１０】すなわち、レーザ光等の細いビーム光を出
射するように指示棒を用いてスクリーン上の特定箇所を
照射し、撮像素子でそのビーム照射位置に形成された光
像位置を検出すると共に、パソコンの表示画面のＸ、Ｙ
座標に変換されるもので、この座標値がマウス信号等に
変換されてパソコンに入力され、カーソルを追従するよ
うになる。したがって、スクリーンに向けてレーザポイ
ンタ等を照射移動するのみで、通常の投写映像に指示し
た場合と同様の感覚で操作可能とされ、マシンインター
フェースの優れた液晶プロジェクタ用ポインディングデ
バイスを実現することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
一実施形態を説明する。図１はその構成を示すもので、
図示しないパソコンからの出力によって駆動される液晶
プロジェクタ11を備えるもので、この液晶プロジェクタ
11は光源12を内蔵する。この光源は、例えば焦点位置に
光源ランプを設置した反射鏡を有するように構成され、
平行な光線を出射する。この光源12からの平行光線は、
液晶パネル13を通過した後投写のためのレンズ14を介し
てスクリーン15に投写される。液晶パネル13にはパソコ
ンからの映像信号に基づく映像が再現され、この映像が
スクリーン15に光学像として投写される。

【００１２】液晶パネル13とレンズ14との間には、液晶
パネル13を通過した光源から光通路に対して４５°に設
定したした、Ｐ偏光を通過しＳ偏光を反射する偏光ビー
ムスッピリッタ16が設定され、これを通過した液晶パネ
ル13の表示画像の光がスクリーン15に導かれる。そし
て、このスクリーン15に表示された光映像は撮像機能も
兼ねるレンズ14を介して偏光ビームスッピリッタ16で反
射され、集光レンズ17を介してＣＣＤ等によるイメージ
センサ18に結像される。

【００１３】スクリーン15に向けてレーザビームを出射
するレーザポインタ19が設定されるもので、このレーザ
ポインタ19からのレーザ光によってスクリーン15上にス
ポット光像が結像される。ここで、レーザポインタ19に
おいては、赤外線の波長の目には見えない波長のレーザ
光が出射されてスクリーン15上に結像されるもので、こ
のスクリーン15上のスポット光像は、液晶パネル13を通
過したパソコン映像とは異なり、聴衆において視認する
ことはできない。そして、このレーザポインタ19によっ
て投写されたスポット光像はイメージセンサ18によって
撮像され、その映像信号は座標検出器20に入力される。

【００１４】この座標検出器20では、イメージセンサ18
からの映像信号に基づき、スクリーン15上のスポット光
像の位置を検出するもので、この光像検出位置をスクリ
ーン15上の座標Ｘ、Ｙに変換し、図示しないパソコンに
出力する。

【００１５】この様に構成される表示装置にあっては、
講演者はレーザポインタ19を手で持ち、マウスカーソル
を移動したい場所に向けてレーザ光を発射させる。この
様な状況においては、スクリーン15上に液晶パネル13で
表現された投写映像が写されているもので、同時にレー
ザポインタ19からのスポット光像が結像されている。そ
して、このスポット光像の反射光がレンズ14および集光
レンズ17を介して、イメージセンサ18に結像される。

【００１６】座標検出器20は、ＣＣＤによるイメージセ
ンサ18上に結像された光像から、レーザポインタ19のス
ポット光像を検出し、パソコン画面の座標Ｘ、Ｙに変換
するもので、マウス信号に準拠した信号をパソコンに対
して出力する。パソコン側においては、オペーレーティ
ングシステムにより絶対座標を相対座標に変換する等の
ドライバーを組み込む必要があることがあるが、パソコ
ン側のアプリケーションソフトとしては通常のマウスが
接続された場合と同様の処理を行えばよく、レーザポイ
ンタ19が指示している場所に矢印等のマウスカーソルが
追従する。そして、マウスカーソルをレーザポインタ19
を特定されるメニューボタンの上等に移動し、マウスボ
タンを決められた手順通りに操作することにより、ソフ
トウエアを自由に操って通常のにマウスを扱った操作と
同様の使い方が可能となる。

【００１７】ここで、スクリーン15上に表示される投写
映像からレーザポインタの位置のみを検出する手段とし
ては、例えばイメージセンサ19として赤外線専用のＣＣ
Ｄを用いるようにすること、赤外線以外の波長をカット
する光学フィルタを設置すること、レーザポインタ19の
出射する光線を特定される周期で点滅してその点滅周期
が識別されるようにすること、液晶パネル13に供給され
ている映像信号を撮像信号から減算処理すること等が考
えられる。

【００１８】また、イメージセンサ18の座標と液晶パネ
ル13からスクリーン15上に投写される映像の座標を一致
させる手段としては、白ラスター信号や特定パターンの
信号をスクリーン15に投写してその投写パターンから映
像の４角を検出したり、スクリーン15の特定場所を検出
する等のキャリブレーション、初期設定動作を使用前や
使用中に手動もしくは自動的に行うこと、液晶パネル13
の画素とイメージセンサ18を構成するＣＣＤの画素の位
置を光学的に合わせて初期設定動作なしで使用可能とす
ること、スクリーン15上の４角に十字等のマーカを液晶
パネル13から投写し、ユーザにおいてレーザポインタ19
でその４箇所を指示して座標の検出を行うこと等が考え
られる。

【００１９】レーザポインタ19にあっては赤外線光線を
出射するように説明したが、これはスクリーン15上で液
晶パネル13による可視像と分離し易いためであり、それ
以外にもレーザポインタ19によるスポット光像が直接人
間の目には見えないものであれば、スクリーン15上では
これを追従するマウスカーソルのみが見えて画面として
自然な状況となる。この場合、赤外線光を使用しなくと
も、通常の赤い光等を用いたポインタを用いることも可
能である。

【００２０】液晶パネル13を通過した光を通過し、スク
リーン15からの光を反射してイメージセンサ18に導くた
めに、偏光ビームスッピリッタ16を用いているが、これ
はダイクロイックミラーやハーフミラーによって構成す
ることも可能である。

【００２１】また、図２で示すように液晶パネル13から
の映像をスクリーン15に投写するレンズ141 とは別にし
て、スクリーン15に投写された映像を撮像するための撮
像レンズ142 を設置し、この撮像レンズ142 によってス
クリーン15上の画像をイメージセンサ18に結像させるよ
うにしてもよい。さらに図３で示すように、液晶パネル
とイメージセンサとを一体化して構成した映像パネル13
1 を用いることもできるもので、映像パネルおよび光像
位置検出手段を構成する素子は、統一のマトリックス電
極を有する平面素子で構成し、液晶パネル13の各画素に
対応して取り付けられた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を
それぞれセンサとすることができる。

【００２２】もちろん、液晶プロジェクタにおいて、各
例で示されたように液晶パネル13の１枚のみを用いた単
板式以外に構成することができるもので、例えば赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光の３原色それぞれに対
応した３枚の液晶パネルを用いて構成してもよく、その
他ＣＲＴを用いたプロジェクタ、講演者に対してスクリ
ーンの裏側に位置して投写型表示手段ならびに光像位置
検出手段が設定された背面投写式プロジェクタにおいて
も同様に実現できる。また、細い光線を出射するレーザ
ポインタ19以外にも、指示棒の先端に特定の波長、特定
の点滅等が行われる光源を設けるようにしても同様に実
現できる。

【００２３】図４はこの様な液晶プロジェクタ11を使用
した具体例を示しているもので、スクリーン15に液晶プ
ロジェクタ11からの映像が投影され、このスクリーン15
の近傍に立つ講演者30がレーザポインタ19を保持して、
スクリーン15上の所定箇所にレーザスポット光像31を投
写する。液晶プロジェクタ11に設定される位置検出器
が、スクリーン15上のスポット光像31の位置を検出する
もので、その検出位置を示す信号がマウス信号としてパ
ソコン32に入力される。パソコン32は、この検出マウス
信号に基づきマウスカーソル信号を作成して、スポット
光像32の位置に対応してマウスカーソルが表示されるよ
うにした映像信号を作成し、スクリーン15上にマウスカ
ーソル33が表示されるようにする。

【００２４】すなわち、レーザポインタ19を移動させて
スクリーン15上にスポット光像31の位置を移動させれ
ば、マウスカーソル33もこのスポット光像31の移動に伴
ってスクリーン15上を移動して追従するようになり、講
演者30の意図がスクリーン15上に表現される。ここで、
レーザポインタ19に適宜装備される操作ボタンを操作す
ることにより、その操作信号を直接的にパソコンに入力
し、またはスクリーン上の光像の変調等によってパソコ
ンに伝達し、適宜パソコンのプログラム操作も可能とさ
れる。

【００２５】

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る投写型表示
装置によれば、講演者によって違和感がなく簡単に操作
されて、スクリーン上の画面で特定位置をカーソル指示
しながら講演できるもので、マウスカーソルを指示棒も
しくはポインタによって直接移動させることができて、
液晶プロジェクト等を用いたパソコン画像の投写による
プレゼンテーション等において、非常に操作性が向上さ
れて優れたマシンインターフェースを提供することにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る投写型表示装を説
明するためのる構成図。

【図２】この発明の第２の実施形態を説明する構成図。

【図３】この発明の第３の実施形態を説明する構成図。

【図４】この発明に係る投写型表示装置を使用したプレ
ゼンテーションの状況を説明する図。

【符号の説明】

11…液晶プロジェクタ、12…光源、13…液晶パネル、13
1 …映像パネル、14、141 、142 …レンズ、15…スクリ
ーン、16…偏光ビームスッピリッタ、17…集光レンズ、
18…イメージセンサ、19レーザポインタ、20…座標検出
器、 30…講演者、31…レーザスポット光像、32…パソ
コン、33…マウスカーソル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 都築 吉司 東京都港区新橋３丁目３番９号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内 (72)発明者 三原 久幸 東京都港区新橋３丁目３番９号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内 (72)発明者 尾林 稔夫 埼玉県深谷市幡羅町１丁目９番２号 株式 会社東芝深谷工場内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンピュータ端末と、 このコンピュータ端末からの映像信号をスクリーンに投
   写表示する投写型表示手段と、 前記スクリーン上の特定される位置を指定して、この指
   定箇所から光像が発生されるように機能される位置指示
   手段と、 前記スクリーン上で表示される前記光像の位置座標を検
   出する光像位置検出手段と、 この光像位置検出手段で検出された前記スクリーン上の
   座標値に基づいて、前記コンピュータ端末の画面座標系
   に変換する座標変換手段と、 この座標変換手段で変換された画面座標系の座標値を、
   前記コンピュータ端末にその座標入力として与えるデー
   タ出力手段とを具備し、 前記データ出力手段で得られた座標値に対応する前記ス
   クリーン上の位置にカーソル表示がされるようにしたこ
   とを特徴とする投写型表示装置。
2. 【請求項２】 前記光像位置検出手段は、前記投写型表
   示手段で用いられる投写レンズを、撮像用のレンズとし
   て共用して前記スクリーン上の光像を撮像する撮像手段
   により構成されるようにした請求項１記載の投写型表示
   装置。
3. 【請求項３】 前記位置指示手段により前記スクリーン
   上に表示される光像は、前記投写型表示手段から出射さ
   れる映像光の波長とは異なる特定波長の光によって構成
   されるようにし、前記光像位置検出手段では前記特定波
   長の光のみを選択する光学フィルタを介して前記光像が
   検出されされるようにした請求項１記載の投写型表示装
   置。
4. 【請求項４】 前記位置指示手段により前記スクリーン
   上に表示される光像は、あらかじめ定められた周期で点
   滅するように表示され、前記光像位置検出手段では前記
   スクリーン上の画像を撮像した映像信号の中から、前記
   特定周期の点面のみが検出されるようにした請求項１記
   載の投写型表示装置。
5. 【請求項５】 前記投写型表示手段は、特定の透過軸方
   向にそろった偏光を出射するものであり、前記光像位置
   検出手段は前記投写型表示手段の出射光の偏光とは異な
   った偏光を検出する手段を備えた請求項２記載の投写型
   表示装置。
6. 【請求項６】 前記位置指示手段によって前記スクリー
   ン上に表示される位置を示す光像の波長は、可視光以外
   で構成されるようにした請求項１記載の投写型表示装
   置。
7. 【請求項７】 前記投写型表示手段に供給される映像信
   号と、前記スクリーン上に表示される映像との差を求め
   る手段を備え、この手段で得られた差に基づき前記光像
   位置検出手段はスクリーン上の光像位置座標値を求める
   ようにした請求項１記載の投写型表示装置。
8. 【請求項８】 前記投写型表示手段の映像表示手段、並
   びにスクリーン上の特定の光像を検出する光像位置検出
   手段は、それぞれ同一のマトリックス電極を有する平面
   素子で構成されるようにした請求項１記載の投写型表示
   装置。
9. 【請求項９】 投写型表示手段からの映像信号を撮像手
   段により撮像し、前記投写型表示手段による表示系の座
   標と前記撮像手段の座標系が一致するように座標補正す
   る手段を備えた請求項１記載の投写型表示装置。
10. 【請求項１０】 監視者に対して、前記スクリーンの手
    前に位置して前記投写型表示手段並びに光像位置検出手
    段が設定されて一体的に構成した全面投写型にされるよ
    うにした請求項１記載の投写型表示装置。
11. 【請求項１１】 監視者に対して、前記スクリーンの裏
    側に位置して前記投写型表示手段並びに光像位置検出手
    段が設定されて一体的に構成した裏面投写型にされるよ
    うにした請求項１記載の投写型表示装置。