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JPH08339259A - Projection display device - Google Patents

Projection display device

Info

Publication number
JPH08339259A
JPH08339259A JP14627895A JP14627895A JPH08339259A JP H08339259 A JPH08339259 A JP H08339259A JP 14627895 A JP14627895 A JP 14627895A JP 14627895 A JP14627895 A JP 14627895A JP H08339259 A JPH08339259 A JP H08339259A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
projection
screen
bright spot
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP14627895A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Koino
仁 濃野
Masayuki Katagiri
眞行 片桐
Kosei Tagawa
孝生 田川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP14627895A priority Critical patent/JPH08339259A/en
Publication of JPH08339259A publication Critical patent/JPH08339259A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

PURPOSE: To perform an accurate instruction operation on a projection screen and to perform sure visual confirmation by providing a luminescent point display image formation means for preparing luminescent point display images based on luminescent point position information detected by a luminescent point position detection means. CONSTITUTION: An image formation means transmits light and outputs the projection light of images prepared on a liquid crystal panel 13 towards the projection screen. A luminescent point projection means projects a luminescent point composed of visible light to the projection screen. A polarizing beam splitter 5 is provided between an image focusing means and the image formation means and separates the projection light reflection components of screen emission light and luminescent point components whose polarizing direction is different from projection from the screen emission light and the projection light. The luminescent point position detection means detects the position of the luminescent point components of the screen emission light separated in an optical means. The luminescent point display image formation means prepares the luminescent point display images in the image formation means based on position information detected by the luminescent point position detection means.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、通信回線を用いた遠隔
電子会議、商品説明におけるプレゼンテーション、遠隔
授業システム等において用いられる投影表示装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection display device used in a remote electronic conference using a communication line, a presentation in product description, a remote lesson system, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】プレゼンテーションや会議等で多人数の
観察者が同時に投影スクリーン上の表示像を観察できる
装置として、プロジェクタとも呼ばれる投影表示装置が
利用されている。そして、従来から、このような投影表
示装置をさらに発展させて、投影スクリーン上にライト
ペンによって記入した内容を読み取り、ライトペンの軌
跡を表示したり、特定の処理を行ったりする入力機能付
きの投影表示装置が各種提案されている。
2. Description of the Related Art A projection display device, which is also called a projector, is used as a device by which a large number of viewers can observe the display image on a projection screen at the same time at a presentation or a conference. Further, conventionally, by further developing such a projection display device, the contents written by the light pen on the projection screen are read, and the locus of the light pen is displayed, or with an input function for performing a specific process. Various projection display devices have been proposed.

【0003】例えば、特開平4―299727号公報に
記載の投影表示装置は、図3に示すように構成されてい
る。すなわち、高輝度投影ランプ111からの光をフレ
ネルレンズ120によって収束して液晶パネル119の
背面側に投光する。高輝度投影ランプ111の投光を受
けた液晶パネル119では、その表示像を投影レンズ1
07側に投影し、投影レンズ107では表示像を拡大し
て、投影スクリーン103上に表示する。
For example, the projection display device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-299727 is constructed as shown in FIG. That is, the light from the high-intensity projection lamp 111 is converged by the Fresnel lens 120 and projected onto the back side of the liquid crystal panel 119. On the liquid crystal panel 119 which is illuminated by the high-intensity projection lamp 111, the displayed image is projected by the projection lens 1
The image is projected on the 07 side, and the display image is enlarged by the projection lens 107 and displayed on the projection screen 103.

【0004】一方、ライトペン102によって赤外ビー
ムを投影スクリーン103上の入力したい位置に投影す
る。すると、投影スクリーン103上の表示像と赤外ビ
ームとが、縮小レンズ121によって位置検出フォトダ
イオード123上に集光される。その際、縮小レンズ1
21と位置検出フォトダイオード123との間に配置さ
れた赤外フィルタ122が赤外ビームだけを透過させる
ので、位置検出フォトダイオード123では、赤外ビー
ムだけが検出される。このようにして、ライトペンの位
置を赤外ビームの位置として検知するのである。そし
て、赤外ビームの表示位置情報に基づいて図示しない輝
点表示画像形成部が輝点表示画像を投影スクリーン10
3上の表示像に重ね合わせて表示する。
On the other hand, the light pen 102 projects an infrared beam onto a desired position on the projection screen 103. Then, the display image on the projection screen 103 and the infrared beam are condensed on the position detection photodiode 123 by the reduction lens 121. At that time, reduction lens 1
Since the infrared filter 122 arranged between 21 and the position detection photodiode 123 transmits only the infrared beam, the position detection photodiode 123 detects only the infrared beam. In this way, the position of the light pen is detected as the position of the infrared beam. Then, based on the display position information of the infrared beam, a bright spot display image forming unit (not shown) projects a bright spot display image on the projection screen 10.
It is displayed by superimposing it on the display image on 3.

【0005】また、特開平5―224636号公報に記
載の投影表示装置は図4に示すように構成されている。
すなわち、光源211からの光をレンズ220を介して
液晶パネル219の背面側に投光することで、液晶パネ
ル219の表示像を液晶パネル前面側に投影する。液晶
パネル219から投影された表示像は、ビーム分割ミラ
ー230及び投影レンズ207を透過して投影スクリー
ン203上に投影される。
Further, the projection display device described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-224636 is constructed as shown in FIG.
That is, by projecting the light from the light source 211 through the lens 220 to the back side of the liquid crystal panel 219, the display image of the liquid crystal panel 219 is projected on the front side of the liquid crystal panel. The display image projected from the liquid crystal panel 219 passes through the beam splitting mirror 230 and the projection lens 207 and is projected on the projection screen 203.

【0006】一方、放射線投光器202で発生させた放
射線ビームは、表示像とともにスクリーン203上で反
射する。そして、スクリーン203で反射した表示像と
放射線ビームとは投影レンズ207を通過して、ビーム
分割ミラー230で放射線ビームのみ反射される。ビー
ム分割ミラー230を反射した放射線ビームは画像レン
ズ231及び画像縮小レンズ221を通ってセンサ手段
223に達する。センサ手段223では、放射線ビーム
の位置情報を図示しない輝点表示画像形成部に供給す
る。輝点表示画像形成部では、入力された位置情報を基
にして輝点表示画像等を投影スクリーン203上の表示
像に重ね合わせて表示する。
On the other hand, the radiation beam generated by the radiation projector 202 is reflected on the screen 203 together with the display image. Then, the display image and the radiation beam reflected by the screen 203 pass through the projection lens 207, and only the radiation beam is reflected by the beam splitting mirror 230. The radiation beam reflected by the beam splitting mirror 230 reaches the sensor means 223 through the image lens 231 and the image reduction lens 221. The sensor unit 223 supplies the position information of the radiation beam to a bright spot display image forming unit (not shown). The bright spot display image forming unit displays the bright spot display image and the like on the display image on the projection screen 203 on the basis of the input position information.

【0007】図4に示す投影表示装置は、ビーム分割ミ
ラー230で可視光を透過させなければ、液晶パネル2
19の表示像が投影スクリーン203に精度よく投影さ
れないという特徴がある。そのため、ビーム分割ミラー
230として、赤外光のように不可視光だけを反射して
可視光を透過させるダイクロイックミラーが用いられて
いるともに、放射線ビームとして赤外光が使われてい
る。
In the projection display device shown in FIG. 4, if the beam splitting mirror 230 does not transmit visible light, the liquid crystal panel 2
The display image of 19 is not accurately projected on the projection screen 203. Therefore, as the beam splitting mirror 230, a dichroic mirror that reflects only invisible light such as infrared light and transmits visible light is used, and infrared light is used as a radiation beam.

【0008】また、特開平6―236236号公報に記
載された投影表示装置は光源からの白色光を青、緑、赤
の3つの基本成分に分割したのち種々の光学弁に加える
構成となっており、具体的には図5に示すように構成さ
れている。すなわち、光源310の白色光は反射鏡31
1及び光学システム312によって集められたのち変調
システムに向かってコリメートされる。変調システムで
は、まず白色光の青成分を第1ダイクロイックミラー3
20で反射させるととともに、青成分より波長の長い成
分を透過させる。第1ダイクロイックミラー320を透
過した成分は第2グイクロイックミラー321に達す
る。第2ダイクロイックミラー321は緑成分を反射さ
せるとともに、赤成分を透過させる。このようにして、
白色光を青、緑、赤の3成分に分離させる。
The projection display device described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-236236 has a structure in which white light from a light source is divided into three basic components of blue, green and red and then added to various optical valves. In particular, it is configured as shown in FIG. That is, the white light of the light source 310 is reflected by the reflecting mirror 31.
1 and the optical system 312 and then collimated towards the modulation system. In the modulation system, first, the blue component of white light is converted into the first dichroic mirror 3
The light is reflected at 20, and a component having a wavelength longer than that of the blue component is transmitted. The component transmitted through the first dichroic mirror 320 reaches the second guichroic mirror 321. The second dichroic mirror 321 reflects the green component and transmits the red component. In this way,
White light is separated into three components, blue, green and red.

【0009】一方、第1ダイクロイッククミラー320
で反射された青成分は単純ミラー330によって光学弁
VBに導かれる。光学弁VBは液晶デバイスであって通
過する青成分によって画像の青成分を決定している。ま
た、第2ダイクロイックミラー321で反射された緑成
分は光学弁VGを通過する。光学弁VGは液晶デバイス
であって、通過する緑成分によって画像の緑成分を決定
している。第2ダイクロイックミラー321を透過した
赤成分は光学弁VRを通過する。光学弁VRは液晶デバ
イスであって、通過する赤成分によって画像の赤成分を
決定している。
On the other hand, the first dichroic mirror 320
The blue component reflected by is guided to the optical valve VB by the simple mirror 330. The optical valve VB is a liquid crystal device and determines the blue component of the image by the blue component passing through. The green component reflected by the second dichroic mirror 321 passes through the optical valve VG. The optical valve VG is a liquid crystal device, and determines the green component of the image by the passing green component. The red component transmitted through the second dichroic mirror 321 passes through the optical valve VR. The optical valve VR is a liquid crystal device, and determines the red component of the image by the red component passing through.

【0010】光学弁VB,VGで発生した画像の青成分
および緑成分は第3ダイクロイックミラー322に導か
れる。第3ダイクロイックミラー322は緑成分を反射
するとともに緑成分より短い波長の青成分を透過させ
る。したがって、画像の青成分と緑成分とは第3ダイク
ロイックミラー322によって結合されて、第4ダイク
ロイックミラー323に導かれる。
The blue and green components of the image generated by the optical valves VB and VG are guided to the third dichroic mirror 322. The third dichroic mirror 322 reflects the green component and transmits the blue component having a shorter wavelength than the green component. Therefore, the blue component and the green component of the image are combined by the third dichroic mirror 322 and guided to the fourth dichroic mirror 323.

【0011】一方、光学弁VRで発生した画像の赤成分
は第5ダイクロイックミラー324によって反射され
る。第5ダイクロイックミラー324は赤成分および赤
成分より短い波長を反射する一方、赤成分より波長の長
い成分、すなわち、赤外光成分を透過させる。第5ダイ
クロイックミラー324を反射した画像の赤成分は第4
ダイクロイックミラー323に導かれる。
On the other hand, the red component of the image generated by the optical valve VR is reflected by the fifth dichroic mirror 324. The fifth dichroic mirror 324 reflects a red component and a wavelength shorter than the red component, while transmitting a component having a longer wavelength than the red component, that is, an infrared light component. The red component of the image reflected by the fifth dichroic mirror 324 is the fourth
It is guided to the dichroic mirror 323.

【0012】第4ダイクロイックミラー323は、赤成
分および赤成分より長い波長である赤外成分を反射する
一方、赤成分より短い波長は透過させる。したがって、
画像の青成分、緑成分および赤成分は第4ダイクロイッ
クミラー323によって結合されて、対物レンズ340
に導かれる。各光学弁VB,VG,VRは対物レンズ3
40に対してそれぞれ同一距離に配置されているので、
第4ダイクロイックミラー323の出力において結合さ
れた青、緑、赤成分は対物レンズ340によって集光さ
れる。したがって、その拡大画像は投影スクリーン35
0上に表示されることになる。
The fourth dichroic mirror 323 reflects the red component and the infrared component having a longer wavelength than the red component, while transmitting the wavelength shorter than the red component. Therefore,
The blue component, the green component and the red component of the image are combined by the fourth dichroic mirror 323 to form an objective lens 340.
Be led to. Each optical valve VB, VG, VR is an objective lens 3
Since they are arranged at the same distance with respect to 40,
The blue, green and red components combined at the output of the fourth dichroic mirror 323 are collected by the objective lens 340. Therefore, the enlarged image is displayed on the projection screen 35.
0 will be displayed on top.

【0013】一方、操作者が操作する赤外光放射器37
0から発せられた赤外光は投影スクリ―ン350上に赤
外光スポットを形成する。
On the other hand, the infrared light emitter 37 operated by the operator
Infrared light emitted from 0 forms an infrared light spot on the projection screen 350.

【0014】投影スクリーン350で反射された表示
像、及び投影スクリ―ン350で屈折あるいは反射され
た赤外光は、対物レンズ340を通って、第4グイクロ
イックミラー323に達する。表示像の赤成分と赤外光
とは、第4グイクロイックミラー323によって反射さ
れたのち、第5ダイクロイックミラー324に達する。
第5ダイクロイックミラー324は赤外光のみ通過し、
表示像の赤成分は反射する。したがって、対物レンズ3
40から光学弁VB、VG、VRと同―距離にある赤外
光面検出器360上に赤外光スポッとが結像することに
なる。そして、結合した赤外光スポットの位置から、投
影スクリーン350上の赤外光スポットの位置を検出
し、その位置情報を図示しない輝点表示画像形成部に供
給する。そして、輝点表示画像形成部では、入力された
位置情報を基にして輝点表示画像を投影スクリーン35
0上の表示像に重ね合わせて表示する。
The display image reflected by the projection screen 350 and the infrared light refracted or reflected by the projection screen 350 reach the fourth guichroic mirror 323 through the objective lens 340. The red component of the display image and the infrared light reach the fifth dichroic mirror 324 after being reflected by the fourth guichroic mirror 323.
The fifth dichroic mirror 324 passes only infrared light,
The red component of the displayed image is reflected. Therefore, the objective lens 3
An infrared light spot is imaged on the infrared light surface detector 360 located at the same distance from 40 as the optical valves VB, VG, and VR. Then, the position of the infrared light spot on the projection screen 350 is detected from the position of the combined infrared light spot, and the position information is supplied to a bright spot display image forming unit (not shown). Then, in the bright spot display image forming unit, the bright spot display image is projected on the projection screen 35 based on the input position information.
It is displayed by superimposing it on the display image above 0.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】図3に示した従来例で
は、この種の投影スクリーンではその構造上、精度高く
取り付けることが困難であるために、投影スクリーン1
03の取り付け位置や角度が不意に変化することがあ
る。このような投影スクリーン103の位置変動が起こ
ると、投影スクリーン103上に投影される画像位置
と、縮小レンズ121で受光されるライトペン102に
よる赤外ビームのスポット位置との関係が一致しなくな
り、その結果、ライトペン102の入力位置と、それを
表示するライトペン指示画像との間にずれを生じさせる
という問題を引き起こした。
In the conventional example shown in FIG. 3, it is difficult to mount the projection screen of this type with high precision because of its structure, and therefore the projection screen 1
The mounting position and angle of 03 may change abruptly. When such a position change of the projection screen 103 occurs, the relationship between the image position projected on the projection screen 103 and the spot position of the infrared beam by the light pen 102 received by the reduction lens 121 does not match, As a result, there arises a problem that a shift occurs between the input position of the light pen 102 and the light pen instruction image that displays it.

【0016】また、図4や図5に示した従来例では、ダ
イクロイックミラーを用いてスクリーン放射光からライ
トペンの出射光を分離するようになっており、そのため
に、ライトペンの出射光は赤外光のような不可視光でな
ければならない。ところが、目視によって確認しながら
ライトペンの指示位置を行うことや、ライトペンの軌跡
を表示せずにライトペンの指示位置だけを示したいこと
がよくある。しかしながら、不可視光を用いたライトペ
ンでは、指示位置を目視確認することができず、目視確
認用に、別途可視光の光源を備える必要があり、コスト
アップの要因となっていた。
In the conventional example shown in FIGS. 4 and 5, the dichroic mirror is used to separate the emitted light of the light pen from the emitted light of the screen. Therefore, the emitted light of the light pen is red. It must be invisible light such as outside light. However, it is often desired to perform the pointing position of the light pen while visually confirming it or to show only the pointing position of the light pen without displaying the trajectory of the light pen. However, with a light pen using invisible light, the pointing position cannot be visually confirmed, and it is necessary to separately provide a visible light source for visual confirmation, which has been a factor of cost increase.

【0017】したがって、本発明においては、投影スク
リーン上で正確な指示操作を行え、しかも確実な目視確
認の可能な投影表示装置を提供することを目的としてい
る。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a projection display device capable of performing an accurate pointing operation on a projection screen and enabling reliable visual confirmation.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明においては、液晶パネルに光を透過さ
せることで、この液晶パネルに作成した画像の投影光を
投影スクリーンに向かって出力する画像形成手段と、前
記投影光を前記投影スクリーン上で結像させる一方、前
記投影スクリーンを反射ないし透過したスクリーン放射
光を集光する結像手段と、前記投影スクリーンに可視光
からなる輝点を投射する輝点投射手段と、前記結像手段
と前記画像形成手段との間に設けられて、前記スクリー
ン放出光の中や前記投影光の中から、スクリーン放出光
の投影光反射成分や投射光とは偏光方向の異なる輝点成
分を分離する光学手段と、前記光学手段で分離したスク
リーン放射光の輝点成分の位置を検出する輝点位置検出
手段と、前記輝点位置検出手段が検出した位置情報を基
にして輝点表示画像を前記画像形成手段で作成させる輝
点表示画像形成手段とを備えていることに特徴を有して
いる。
In order to achieve such an object, in the present invention, light is transmitted through a liquid crystal panel so that projection light of an image created on the liquid crystal panel is directed toward a projection screen. An image forming means for outputting, an image forming means for forming an image of the projection light on the projection screen, and a means for condensing screen radiation light reflected or transmitted through the projection screen, and a bright light formed on the projection screen. It is provided between a bright spot projection means for projecting a point and the image forming means and the image forming means, and a projection light reflection component of the screen emission light from the screen emission light or the projection light or Optical means for separating bright spot components having different polarization directions from the projected light; bright spot position detecting means for detecting the position of the bright spot components of the screen radiation light separated by the optical means;置検 detecting means is characterized in that is a bright spot display image forming means for creating a bright spot displayed image based on positional information detected by the image forming means.

【0019】[0019]

【作用】輝点形成手段が形成した輝点は投影スクリーン
を反射ないし透過したのち、結像手段を通過して光学手
段に到達する。また、画像形成手段が形成した投影光も
投影スクリーンで反射したのち、光学手段に到達する。
ここで、投影光は液晶パネルを透過した光であって、偏
光方向が所定方向に揃った光となっている。また、投影
光反射成分もそのほとんどが投影光と同様の偏光方向を
備えた光となっている。そのため、光学手段に到達する
光には、偏光方向の揃った投影光やスクリーン放射光の
投影光成分と、投影光およびスクリーン放出光の投影光
成分とは偏光方向の異なる光という、二つの光が存在す
ることになる。光学手段は偏光方向の相違によってこれ
ら二つの光を分離する。
The bright spots formed by the bright spot forming means are reflected or transmitted through the projection screen and then pass through the image forming means to reach the optical means. Further, the projection light formed by the image forming means also reaches the optical means after being reflected by the projection screen.
Here, the projection light is light that has passed through the liquid crystal panel and has a polarization direction aligned in a predetermined direction. Also, most of the projection light reflection component is light having the same polarization direction as the projection light. Therefore, the light that reaches the optical means includes two light components, that is, the projection light component of the projection light or the screen radiation light with the same polarization direction, and the light component of the polarization direction different from the projection light component of the projection light and the screen emission light. Will exist. The optical means separates these two lights by the difference in polarization direction.

【0020】スクリーン放射光の輝点光、すなわち、ス
クリーンを反射ないし透過した輝点光の中には、スクリ
ーン放射光の投影光成分や放射光とは偏光方向の異なる
光成分が存在しており、この光成分は、上記した光学手
段の作用によって他の光から分離される。
In the bright spot light of the screen emitted light, that is, in the bright spot light reflected or transmitted through the screen, there exists a light component having a polarization direction different from that of the projected light component or the emitted light of the screen emitted light. , This light component is separated from other light by the action of the optical means described above.

【0021】このようにして他の光成分から分離された
スクリーン放射光の輝点成分を輝点位置検出手段で検出
し、その位置情報を基にして輝点表示画像形成手段で輝
点表示画像を形成して投影スクリーンに投影表示する。
In this way, the bright spot component of the screen radiation light separated from the other light components is detected by the bright spot position detecting means, and the bright spot display image is formed by the bright spot display image forming means based on the position information. Is formed and is projected and displayed on the projection screen.

【0022】このとき、投影光の結像動作とスクリーン
放射光の集光動作とを別々に行うことなく、結像手段で
一緒に行っている。そのため、投影スクリーンの取り付
け位置精度に拘わらず、結像動作を行った投影光と集光
動作を行ったスクリーン放出光との間に、相対的な位置
関係の変化が起きない。
At this time, the image forming operation of the projection light and the condensing operation of the screen radiation light are not performed separately but are performed together by the image forming means. Therefore, regardless of the mounting position accuracy of the projection screen, the relative positional relationship does not change between the projection light that has performed the imaging operation and the screen emission light that has performed the focusing operation.

【0023】また、偏光方向によって輝点成分を分離す
るので、輝点に可視光を用いても何ら支障がない。
Further, since the bright spot component is separated according to the polarization direction, there is no problem even if visible light is used for the bright spot.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳
細に説明する。図1は本発明の第1の実施例に係る投影
表示装量を示す概略構成図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a projection display component according to the first embodiment of the present invention.

【0025】この投影表示装置1は、投影スクリーンA
に向かって画像の投影光を出力する投影表示装置本体2
と、投影スクリーンAに輝点を投射する輝点投射手段と
してのライトペン3とを備えている。
This projection display device 1 has a projection screen A.
Projection display device main body 2 for outputting projection light of an image toward
And a light pen 3 as a bright spot projection means for projecting a bright spot on the projection screen A.

【0026】投影表示装置本体2は、画像形成手段4
と、光学手段としての偏光ビームスプリッタ5と、結像
手段としての授受光兼用レンズ6と、輝点位置検出手段
としてのCCD(固体撮像素子)7と、CCD7に対し
て集光作用を施す集光手段8と、画像形成制御部9と、
電源10とを備えている。
The main body 2 of the projection display device comprises an image forming means 4
A polarizing beam splitter 5 as an optical means, a light-receiving / receiving lens 6 as an image forming means, a CCD (solid-state image pickup device) 7 as a bright spot position detecting means, and a condenser for performing a condensing action on the CCD 7. A light unit 8, an image formation control unit 9,
And a power supply 10.

【0027】画像形成手段4の画像投影光の光軸上に授
受光兼用レンズ6が配置されるとともに、授受光兼用レ
ンズ6と画像形成手段4との間に偏光ビームスプリッタ
5が配置されている。また、CCD7は偏光ビームスプ
リッタ5を通りかつ画像投影光の光軸とは直交する軸線
上に設けられており、集光手段8は、CCD7と偏光ビ
ームスプリッタ5との間に配置されている。
The light-receiving / receiving lens 6 is arranged on the optical axis of the image projection light of the image forming means 4, and the polarization beam splitter 5 is arranged between the light-receiving / receiving lens 6 and the image forming means 4. . Further, the CCD 7 is provided on the axis line that passes through the polarization beam splitter 5 and is orthogonal to the optical axis of the image projection light, and the condensing means 8 is arranged between the CCD 7 and the polarization beam splitter 5.

【0028】画像形成手段4は、反射板11を備えた投
光用光源12と、投光用光源12の出力光の光軸上に配
置された液晶パネル13とを備えている。液晶パネル1
3は、液晶セル14の両面それぞれに偏光板15A,1
5Bを貼着して構成されている。偏光板15A、15B
は、互いに直交する偏光方向となるように、液晶セル1
4に貼着されている。
The image forming means 4 comprises a light projecting light source 12 having a reflecting plate 11, and a liquid crystal panel 13 arranged on the optical axis of the output light of the light projecting light source 12. LCD panel 1
Reference numeral 3 denotes polarizing plates 15A and 1A on both surfaces of the liquid crystal cell 14, respectively.
5B is attached and it is comprised. Polarizing plates 15A and 15B
So that the polarization directions are orthogonal to each other.
It is attached to 4.

【0029】CCD7は、ライトペン3によって投影ス
クリーンA上に形成されたのち反射する輝点光を検出す
るものであって、CCD以外では半導体位置検出器(P
SD)等を適用することも可能である。
The CCD 7 detects the bright spot light which is formed on the projection screen A by the light pen 3 and then reflected. Other than the CCD, the semiconductor position detector (P
SD) and the like can also be applied.

【0030】投光用光源12としては発熱量や光量等の
関係で、メタルハライド放電ランプ等の非赤熱光源が適
しているが、これに限定されるものではない。
As the light source 12 for projecting light, a non-red light source such as a metal halide discharge lamp is suitable because of the amount of heat generation and the amount of light, but the light source 12 is not limited to this.

【0031】また、反射板11は投光用光源12の光を
効率よく液晶パネル13に照射するために、液晶パネル
13の反対側に配置されるもので、金属板でもよいし、
反射コーティングされた紙やプラスチックフィルムでも
よい。
The reflecting plate 11 is arranged on the opposite side of the liquid crystal panel 13 in order to efficiently irradiate the liquid crystal panel 13 with the light from the light source 12 for projecting light, and may be a metal plate.
Reflective coated paper or plastic film may also be used.

【0032】偏光ビームスプリッタ5は、斜面に誘電体
多層膜コーティングを施した一対の直角プリズムを斜面
どうしで接着したキューブ状偏光子であって、所定の偏
光方向の光を透過する一方、この偏光方向とは直交する
偏光方向の光を反射するものである。この偏光ビームス
プリッタ5では、液晶パネル13の偏光板15A,15
Bのうち偏光ビームスプリッタ5に近接する側の偏光板
15Bの偏光方向に合致する偏光方向の光を透過させる
一方、偏光板15Bの偏光方向とは直交する偏光方向を
有する光、すなわち、偏光板15Aの偏光方向と平行な
偏光方向の光を反射するようになっている。
The polarization beam splitter 5 is a cube-shaped polarizer in which a pair of right-angled prisms each having a dielectric multilayer film coating on the slopes are bonded to each other on the slopes. The polarization beam splitter 5 transmits light in a predetermined polarization direction while The direction reflects light of a polarization direction orthogonal to the direction. In this polarization beam splitter 5, the polarizing plates 15A and 15A of the liquid crystal panel 13 are
Light having a polarization direction that matches the polarization direction of the polarizing plate 15B on the side closer to the polarization beam splitter 5 of B, while having a polarization direction orthogonal to the polarization direction of the polarizing plate 15B, that is, the polarizing plate It reflects light in a polarization direction parallel to the polarization direction of 15A.

【0033】したがって、液晶パネル13の投影光は偏
光ビームスプリッタ5を透過して授受光兼用レンズ6側
に出力される。また、投影スクリーンAを反射して授受
光兼用レンズ6で集光されるスクリーン放射光のうち、
前記投影光と同一の偏光方向を備えた投影光反射成分は
偏光ビームスプリッタ5を透過する。
Therefore, the projection light of the liquid crystal panel 13 passes through the polarization beam splitter 5 and is output to the light-receiving / receiving lens 6 side. In addition, of the screen radiated light that is reflected by the projection screen A and condensed by the lens 6 for both light transmission and reception,
The projection light reflection component having the same polarization direction as the projection light passes through the polarization beam splitter 5.

【0034】一方、ライトペン3によって投影スクリー
ンAに形成された輝点の反射光のうち投影光とは偏光方
向が直交する輝点反射光成分は偏光ビームスプリッタ5
によってCCD7側に反射する。
On the other hand, of the reflected light of the bright spots formed on the projection screen A by the light pen 3, the bright spot reflected light component whose polarization direction is orthogonal to the projection light is the polarization beam splitter 5.
Is reflected by the CCD 7 side.

【0035】集光手段8は、スリガラス板からなる焦点
板16と検出レンズ17とを備えている。焦点板16
は、授受光兼用レンズ6からみて液晶パネル13の光路
長と同じ光路長となる位置に設けられている。検出レン
ズ17は、焦点板16とCCD7との間に設けられてお
り、焦点板16を透過した光を集光してCCD7に導く
働きをしている。
The light collecting means 8 is provided with a focusing screen 16 made of a ground glass plate and a detection lens 17. Focusing screen 16
Is provided at a position where the optical path length is the same as the optical path length of the liquid crystal panel 13 when viewed from the light-receiving / receiving lens 6. The detection lens 17 is provided between the focusing screen 16 and the CCD 7, and has a function of condensing the light transmitted through the focusing plate 16 and guiding it to the CCD 7.

【0036】このように構成された集光手段8を設ける
ことにより、授受光兼用レンズ6単独の場合よりもスク
リーン放射光の焦点距離を短くしてその縮小率を大きく
している。したがって、CCD7と偏光ビームスプリッ
タ5との離間距離を短くして、装置全体寸法の小型化を
図るとともに、スクリーン放射光の縮小率を高めてCC
D7の小型化を図っている。ただ、集光手段8は装置全
体寸法やCCD7の小型化を望まなければ省略してもよ
い。
By providing the condensing means 8 having such a configuration, the focal length of the screen radiated light is shortened and the reduction ratio thereof is increased as compared with the case of using the light-receiving / receiving lens 6 alone. Therefore, the distance between the CCD 7 and the polarization beam splitter 5 is shortened to reduce the overall size of the device, and at the same time, the reduction ratio of the screen radiated light is increased.
The D7 is being miniaturized. However, the condensing means 8 may be omitted if it is not desired to reduce the overall size of the device or the CCD 7.

【0037】検出レンズ17としては、口径の大きいも
のほどスクリーン放射光を大量に取り込むことができ有
効である。しかしながら、口径の大きなレンズほど収差
が大きくなって像が乱れるという欠点がある。そこで集
光手段8では、授受光兼用レンズ6からみて液晶パネル
13の光路長と同じ光路長となる位置に焦点板16を設
けており、この焦点板16でいったんスクリーン放射光
を結像させ、その結像光を焦点板16で散乱させて透過
したのち、検出レンズ17で集光してCCD7に導いて
いる。検出レンズ17と偏光ビームスプリッタ5との間
に焦点板16を設けることで、検出レンズ17の小型化
を図っている。
The detection lens 17 having a larger aperture is more effective because it can capture a larger amount of screen radiation light. However, there is a drawback in that the larger the lens diameter, the larger the aberration and the more disturbed the image. Therefore, in the condensing means 8, the focusing plate 16 is provided at a position where the optical path length is the same as the optical path length of the liquid crystal panel 13 as viewed from the light-receiving / receiving lens 6, and the screen radiation light is once focused by the focusing plate 16. The image-forming light is scattered by the focusing screen 16 and transmitted, and then condensed by the detection lens 17 and guided to the CCD 7. By providing the focusing screen 16 between the detection lens 17 and the polarization beam splitter 5, the size of the detection lens 17 is reduced.

【0038】なお、焦点板16に代えてフレネルレンズ
を用いることもできる。フレネルレンズは大口径のレン
ズに相当する光学性能(特に光の利用効率)を安価かつ
小型なもので達成できるという特徴があり、大口径レン
ズと同様の欠点(収差の悪化)を問題にしないのであれ
ば有効な光学手段となる。
A Fresnel lens may be used instead of the focusing screen 16. The Fresnel lens has the characteristic that it can achieve the optical performance (especially the light utilization efficiency) equivalent to a large-diameter lens with a low-priced and small-sized one, and does not cause the same drawbacks (deterioration of aberration) as a large-diameter lens. If it becomes an effective optical means.

【0039】画像形成制御部9は、液晶パネル13の駆
動制御を行う表示制御回路18と、CCD7の駆動制御
を行うCCD制御回路19と、マイクロコンピュータか
らなる信号処理回路20とを備えている。
The image forming control section 9 comprises a display control circuit 18 for controlling the drive of the liquid crystal panel 13, a CCD control circuit 19 for controlling the drive of the CCD 7, and a signal processing circuit 20 including a microcomputer.

【0040】信号処理回路20は、座標変換や座標の位
置補正のためのテーブルメモリ(図示省略)を備えて構
成されており、CCD制御回路19や表示制御回路18
を介して液晶パネル13およびCCD7の制御を行って
いる。また、信号処理回路20は、CCD7で検出され
た輝点位置情報信号を座標変換して、その座標信号を表
示制御回路18に出力している。表示制御回路18は、
入力される輝点の座標信号に基づいて輝点表示画像を形
成し、その輝点表示画像を投影画像信号と合成して液晶
パネル13に出力している。
The signal processing circuit 20 comprises a table memory (not shown) for coordinate conversion and coordinate position correction, and the CCD control circuit 19 and the display control circuit 18 are provided.
The liquid crystal panel 13 and the CCD 7 are controlled via the. Further, the signal processing circuit 20 performs coordinate conversion of the bright spot position information signal detected by the CCD 7 and outputs the coordinate signal to the display control circuit 18. The display control circuit 18 is
A bright spot display image is formed based on the input bright spot coordinate signal, and the bright spot display image is combined with the projection image signal and output to the liquid crystal panel 13.

【0041】なお、授受光兼用レンズ6および検出レン
ズ17の収差や投影スクリーンAの取り付け誤差等によ
って、投影スクリーンA上の輝点位置と液晶パネル13
の表示位置とが合致しなくなることが考えられる。そこ
で、信号処理回路20では、投影スクリーンA上の輝点
位置と液晶パネル13の表示位置とが一致するように前
記した座標信号に補正を行うようになっている。
The positions of the bright spots on the projection screen A and the liquid crystal panel 13 are dependent on the aberrations of the light-receiving / receiving lens 6 and the detection lens 17, the mounting error of the projection screen A, and the like.
It is possible that the display position of does not match. Therefore, the signal processing circuit 20 corrects the coordinate signal so that the position of the bright spot on the projection screen A and the display position of the liquid crystal panel 13 coincide with each other.

【0042】また、投影スクリーンAの表示領域内に各
種処理内容を指定するエリアを設定しておき、これらエ
リアをライトペン3で指定することによって、そのエリ
アを信号処理回路20で認識してその処理を行うような
制御を行うこともできる。
Further, areas for designating various processing contents are set in the display area of the projection screen A, and the areas are recognized by the signal processing circuit 20 by designating these areas with the light pen 3. It is also possible to perform control such that processing is performed.

【0043】なお、図中符号21は信号処理回路20に
接続されたキーボード、外部記憶装置等の端末機器であ
る。
Reference numeral 21 in the drawing denotes a terminal device such as a keyboard and an external storage device connected to the signal processing circuit 20.

【0044】ところで、CCD制御回路19によって駆
動されるCCD7の読み取り周波数は、表示制御回路1
8によって駆動される液晶パネル13の表示周波数と略
同じであってもよいが、より高い精度が要求される場合
には、読み取り周波数を表示周波数よりも高く設定する
のが好ましい。例えば、表示のフレーム周波数が6OH
zである場合、読み取りフレーム周波数を120Hzと
すれば、輝点の位置検出が各フレーム毎に行われるか
ら、輝点検出点数が120点/秒となる。
By the way, the reading frequency of the CCD 7 driven by the CCD control circuit 19 depends on the display control circuit 1.
Although the display frequency may be substantially the same as the display frequency of the liquid crystal panel 13 driven by the display panel 8, the read frequency is preferably set higher than the display frequency when higher accuracy is required. For example, if the display frame frequency is 6OH
In the case of z, if the reading frame frequency is 120 Hz, the position of the bright spot is detected for each frame, so the number of bright spot detection points is 120 points / sec.

【0045】読み取り周波数を高く設定するのは、次の
ような理由によっている。すなわち、輝点の位置を求め
て画像認識を行う場合、毎秒検出フレーム数が多いほ
ど、認識率が高くなる。また、表示フレーム数よりも読
み取りフレーム数が多くなれば、検出した座標位置の平
均を求めてその平均値を検出座標とすることにより、座
標検出精度が向上する。
The reason why the reading frequency is set high is as follows. That is, when performing image recognition by obtaining the position of the bright spot, the recognition rate increases as the number of detected frames per second increases. If the number of read frames is larger than the number of display frames, the coordinate detection accuracy is improved by calculating the average of the detected coordinate positions and using the average value as the detected coordinate.

【0046】図2はライトペン3の構造を示す断面図で
ある。ライトペン3は、合成樹脂等からなる先細り円筒
状のケース30内に電源31、制御回路32、発光素子
33、およびマイクロスイッチ34が内蔵されている。
発光素子33とマイクロスイッチ34とは、ケース30
の一端に設けられた透明の出力窓35と対向して設けら
れており、発光素子33の光は出力窓35からケース3
0外部に出力されるようになっている。
FIG. 2 is a sectional view showing the structure of the light pen 3. The light pen 3 includes a power source 31, a control circuit 32, a light emitting element 33, and a micro switch 34 in a tapered cylindrical case 30 made of synthetic resin or the like.
The light emitting element 33 and the micro switch 34 are provided in the case 30.
The light of the light emitting element 33 is provided so as to face the transparent output window 35 provided at one end of the case 3 through the output window 35.
0 is output to the outside.

【0047】出力窓35の中央部には透孔36が設けら
れており、この透孔36とマイクロスイッチ34との間
には棒状の接触子37が設けられている。接触子37の
一端37aは透孔36からケース30の外部に突出して
おり、この一端37aを押圧してマイクロスイッチ34
を操作することで、発光素子33をオンオフ操作するよ
うになっている。
A through hole 36 is provided in the center of the output window 35, and a rod-shaped contact 37 is provided between the through hole 36 and the microswitch 34. One end 37a of the contactor 37 projects from the through hole 36 to the outside of the case 30, and the one end 37a is pressed to press the microswitch 34.
The light emitting element 33 is turned on and off by operating.

【0048】発光素子33はLEDや半導体レーザーか
らなっており、容易に目視できるように、比較的波長の
長い赤色光を発生するようになっているが、特にこれに
限定されるものではなく、可視光を発光させるものであ
ればよい。
The light emitting element 33 is composed of an LED or a semiconductor laser and emits red light having a relatively long wavelength so that it can be easily seen, but the light emitting element 33 is not particularly limited to this. Any material that emits visible light may be used.

【0049】ライトペン3は、次のように操作される。
すなわち、操作者が手に持って接触子37を投影スクリ
ーンAに接触させると、マイクロスイッチ34が動作
し、それに応じて制御回路32が発光素子33を点灯し
てその出力光が出力窓35を透過してケース30外部に
放射され、投影スクリーンA上に輝点を形成する。な
お、ライトペン3は長尺の指示棒の先端に取り付けて用
いてもよく、そうすれば、投影スクリーンA上で手の届
かない部分にも輝点を形成することができる。
The light pen 3 is operated as follows.
That is, when the operator holds the contactor 37 in contact with the projection screen A, the microswitch 34 operates, and accordingly, the control circuit 32 turns on the light emitting element 33, and the output light from the output window 35. The light is transmitted and radiated to the outside of the case 30 to form a bright spot on the projection screen A. Note that the light pen 3 may be attached to the tip of a long indicator rod for use, and if so, a bright spot can be formed even on a part of the projection screen A that is out of reach.

【0050】ところで、投影スクリーンAの近辺で、操
作者等が喫煙した場合、投影表示装置本体2側では、た
ばこの火をライトペン3からの光と誤検出してしまう恐
れがある。このような誤検出は、制御回路32によって
発光素子33を所定の周期で点滅させるようにすれば、
信号処理回路20で、ライトペン3の光とたばこの光と
を識別することができるようになる。ただし、その場
合、識別精度を高めるためには、発光素子33の点滅周
期をCCD7による読み取りフレーム周期より高く設定
するのが好ましい。
When the operator or the like smokes in the vicinity of the projection screen A, there is a possibility that the cigarette light is erroneously detected as light from the light pen 3 on the side of the projection display apparatus main body 2. Such erroneous detection can be achieved by causing the light emitting element 33 to blink in a predetermined cycle by the control circuit 32.
The signal processing circuit 20 can distinguish the light of the light pen 3 and the light of the cigarette. However, in this case, in order to improve the identification accuracy, it is preferable to set the blinking period of the light emitting element 33 higher than the reading frame period of the CCD 7.

【0051】さらに、ライトペン3のケース30の外周
部にもう一つマイクロスイッチ38を設け、操作者の指
でこのマイクロスイッチ38を操作することで発光素子
33の点灯を行うようにしてもよい。この場合、制御回
路32等において、マイクロスイッチ34の操作による
発光とマイクロスイッチ38の操作による発光とを、例
えばそれぞれの点灯周波数を異なるものにすることで区
別するようにする。そうすれば、一方のマイクロスイッ
チ(例えば、マイクロスイッチ34)の操作の場合に
は、ライトペン3の軌跡の表示(軌跡表示はライトペン
3によって投影スクリーンA上に文字等を表示すること
を可能にする)を行う一方、他方のマイクロスイッチ
(例えば、マイクロスイッチ38)の操作の場合には、
軌跡表示を行わないといった、輝点表示に変化を付ける
ことが可能になる。このようにすれば、操作者はライト
ペン3のよる文字等の表示と、投影スクリーンA上の指
示等とを区別して操作することができ、操作がやりやす
くなる。
Further, another micro switch 38 may be provided on the outer peripheral portion of the case 30 of the light pen 3, and the light emitting element 33 may be turned on by operating the micro switch 38 with the operator's finger. . In this case, in the control circuit 32 and the like, the light emission by the operation of the micro switch 34 and the light emission by the operation of the micro switch 38 are distinguished by making the respective lighting frequencies different, for example. Then, when one of the micro switches (for example, the micro switch 34) is operated, the locus of the light pen 3 is displayed (the locus can be displayed on the projection screen A by the light pen 3). On the other hand, in the case of operating the other micro switch (for example, the micro switch 38),
It is possible to change the bright spot display such as not displaying the locus. In this way, the operator can distinguish between the display of characters and the like by the light pen 3 and the instruction on the projection screen A, and the operation becomes easier.

【0052】次の、この投影表示装置1による投影表示
操作を説明する。
Next, the projection display operation by the projection display device 1 will be described.

【0053】投影スクリーンAは通常の布製の一枚シー
トやホワイトボード等から構成されており、さらには、
投影スクリーンAが準備できない場合には壁面でも流用
可能である。この投影スクリーンAを会議室等に設置す
る。この際、授受光兼用レンズ6の光軸に対して投影ス
クリーンAの表面が直交するように投影スクリーンAを
投影表示装置本体2に対して相対配置する。そして、液
晶パネル13の表示像が投影スクリーンA上に結像する
ように授受光兼用レンズ6の焦点位置を調整する。
The projection screen A is composed of an ordinary sheet of cloth, a white board, etc.
If the projection screen A cannot be prepared, it can be used on the wall surface. This projection screen A is installed in a conference room or the like. At this time, the projection screen A is arranged relative to the projection display apparatus main body 2 so that the surface of the projection screen A is orthogonal to the optical axis of the light-receiving / receiving lens 6. Then, the focal position of the light-receiving / receiving lens 6 is adjusted so that the display image on the liquid crystal panel 13 is formed on the projection screen A.

【0054】このような準備作業を行ったうえで、画像
形成制御部9によって液晶パネル13を駆動して液晶パ
ネル13に表示画像を形成するとともに、投光用光源1
2を駆動して液晶パネル13に向かって光を放射する。
すると、液晶パネル13に形成された画像は投影光とな
って偏光ビームスプリッタ5側に出力される。投影光
は、液晶パネル13に設けられた偏光板15Bによって
所定の方向に偏光された光となって放出される。偏光ビ
ームスプリッタ5は前述したように、液晶パネル13が
放出する投影光を透過させる働きをするので、投影光は
偏光ビームスプリッタ5を透過して授受光兼用レンズ6
に達する。そして、授受光兼用レンズ6に達した投影光
はここで集光されて投影スクリーンA上に拡大表示され
る。
After performing such preparation work, the liquid crystal panel 13 is driven by the image formation control section 9 to form a display image on the liquid crystal panel 13, and the light source 1 for projecting light is also emitted.
2 is driven to emit light toward the liquid crystal panel 13.
Then, the image formed on the liquid crystal panel 13 becomes projection light and is output to the polarization beam splitter 5 side. The projection light is emitted as light polarized in a predetermined direction by the polarizing plate 15B provided on the liquid crystal panel 13. Since the polarization beam splitter 5 has a function of transmitting the projection light emitted from the liquid crystal panel 13 as described above, the projection light passes through the polarization beam splitter 5 and also serves as the light-receiving / receiving lens 6
Reach Then, the projection light that has reached the light-receiving / receiving lens 6 is condensed here and is enlarged and displayed on the projection screen A.

【0055】ここで、操作者が投影スクリーンA上に投
影された表示像に対して、ライトペン3の発光素子33
を点灯した状態で操作すると、投影スクリーンAの表示
像の光とライトペン3による輝点の光とが共に投影スク
リーンAを反射して、スクリーン放射光となって授受光
兼用レンズ6に向う。
Here, with respect to the display image projected on the projection screen A by the operator, the light emitting element 33 of the light pen 3 is displayed.
When is operated in a state where is turned on, both the light of the display image on the projection screen A and the light of the bright spot by the light pen 3 are reflected by the projection screen A and become the screen radiation light, which is directed to the light-receiving / receiving lens 6.

【0056】なお、布製の投影スクリーンAを用いる場
合には、投影表示装置本体2とは反対側となる投影スク
リーンAの裏面側でライトペン3を操作することもあ
る。この場合、輝点の光は投影スクリ―ンAを透過した
のち、投影光のスクリーン反射光と一緒になってスクリ
ーン放射光を形成して授受光兼用レンズ6に向かう。こ
のようにして投影スクリーンAから放射されたスクリー
ン放射光は授受光兼用レンズ6で集光されて偏光ビーム
スプリッタ5に達する。
When the cloth-made projection screen A is used, the light pen 3 may be operated on the back side of the projection screen A, which is the opposite side of the projection display apparatus main body 2. In this case, the light at the bright spot passes through the projection screen A, and then, together with the screen-reflected light of the projection light, forms the screen radiation light and travels to the dual-use lens 6 for light reception and reception. In this way, the screen radiation light radiated from the projection screen A is condensed by the lens 6 for both light transmission and reception and reaches the polarization beam splitter 5.

【0057】投影スクリーンAで反射した投影光の偏光
方向は、反射時に偏光方向を変える光も現れるものの、
ほとんどは投影光の偏光方向と略同じ方向に揃ってい
る。そのため、偏光ビームスプリッタ5に達したスクリ
ーン放射光のうち、投影光の反射光成分は、ほとんどが
偏光ビームスプリッタ5を透過していく。一方、ライト
ペン3が作成した光はあらゆる偏光方向の光が含まれて
いるので、スクリーン放射光のなかの輝点成分はその多
くが偏光ビームスプリッタ5で反射される。偏光ビーム
スプリッタ5で反射したスクリーン反射光の輝点成分
は、液晶パネル13と同じ光路長位置に配置された焦点
板16上で結像したのち透過散乱して、検出レンズ17
によって再びCCD7上に結像する。
As for the polarization direction of the projection light reflected by the projection screen A, although some light changes its polarization direction at the time of reflection,
Most are aligned in the same direction as the polarization direction of the projected light. Therefore, of the screen radiation light that has reached the polarization beam splitter 5, most of the reflected light component of the projection light passes through the polarization beam splitter 5. On the other hand, since the light generated by the light pen 3 includes light in all polarization directions, most of the bright spot components in the screen radiation light are reflected by the polarization beam splitter 5. The bright spot component of the screen-reflected light reflected by the polarization beam splitter 5 forms an image on the focusing screen 16 arranged at the same optical path length position as the liquid crystal panel 13, and then is transmitted and scattered to form the detection lens 17
The image is again formed on the CCD 7 by.

【0058】CCD7は、結像した光に応じた輝点位置
信号をCCD制御回路19を介して信号処理回路20に
送る。信号処理回路20では、入力された輝点位置信号
に基づいて最も輝度の高い位置をライトペン3による輝
点の位置として決定する。そして、決定された輝点位置
情報に基づいて表示制御回賂18が、輝点表示画像と画
像とを合成した輝点合成画像を液晶パネル13で作成し
て、投影スクリーンAに投影表示する。
The CCD 7 sends a bright spot position signal corresponding to the imaged light to the signal processing circuit 20 via the CCD control circuit 19. The signal processing circuit 20 determines the position with the highest brightness as the position of the bright spot by the light pen 3 based on the input bright spot position signal. Then, based on the determined bright spot position information, the display control circuit 18 creates a bright spot composite image, which is a composite of the bright spot display image and the image, on the liquid crystal panel 13 and projects and displays it on the projection screen A.

【0059】ライトペン3による輝点入力位置は投影ス
クリーンA上に投影される画像の位置との相対関係で決
まり、輝点表示に際しては両者の相対位置を合致させる
必要がある。そこで、投影表示装置1では、液晶パネル
13の投影光を結像するレンズと、投影スクリーンAの
スクリーン放射光の集光するレンズとを単一の授受光兼
用レンズ6で兼用しており、このように構成することで
投影表示装置本体2と投影スクリーンAとの相対的な位
置関係が操作途中で変動したとしても、輝点表示位置と
画像表示位置との位置関係がばらつくことをなくし、輝
点表示と画像表示との連続性を常に確保している。
The bright spot input position by the light pen 3 is determined by the relative relationship with the position of the image projected on the projection screen A, and it is necessary to match the relative positions of both when displaying the bright spot. Therefore, in the projection display device 1, a single lens 6 for transmitting and receiving light serves both as a lens for focusing the projection light of the liquid crystal panel 13 and a lens for condensing the screen radiation light of the projection screen A. With such a configuration, even if the relative positional relationship between the projection display apparatus main body 2 and the projection screen A changes during the operation, the positional relationship between the bright spot display position and the image display position is prevented from varying, and The continuity of dot display and image display is always secured.

【0060】ところで、液晶パネル13は単色のもので
もよいが、カラー表示を行う場合には、各面素につき2
色あるいはR(赤)、G(緑)、B(青)の3色のフィ
ルタを備えた液晶パネルを用いればよい。
By the way, the liquid crystal panel 13 may be of a single color, but in the case of performing color display, it is necessary to use two pixels for each surface element.
A liquid crystal panel provided with filters of three colors, R (red), G (green), and B (blue) may be used.

【0061】また、上記実施例では単一の液晶パネル1
3を用いて投影表示を行っていたが、本発明は、複数の
液晶パネルとダイクロイックミラーと全反射ミラーとを
用いて高輝度カラー表示を行う投影表示装置においても
適用できるのはいうまでもない。
In the above embodiment, a single liquid crystal panel 1 is used.
Although the projection display is performed by using the display No. 3, it is needless to say that the present invention can be applied to a projection display device that performs high-intensity color display using a plurality of liquid crystal panels, a dichroic mirror, and a total reflection mirror. .

【0062】さらにまた、ライトペン3としては、図2
に示す構成に限定されるものではない。例えば、発光素
子33の前方位置に凸レンズを設け、この凸レンズの焦
点位置と発光素子33の発光点とを―致させておけば、
出射する光を平行光とすることができる。ライトペン3
をこのように構成すれば、投影スクリーンAからある程
度離れてライトペン3を操作しても、投影スクリーンA
上に輝点を形成することができるようになる。
Furthermore, as the light pen 3, FIG.
The configuration is not limited to that shown in FIG. For example, if a convex lens is provided in front of the light emitting element 33 and the focal position of this convex lens and the light emitting point of the light emitting element 33 are matched,
The emitted light can be collimated light. Light pen 3
With this configuration, even if the light pen 3 is operated at a certain distance from the projection screen A, the projection screen A
It becomes possible to form a bright spot on the top.

【0063】また、投影表示装置1では、偏光板15B
を省略して、コストダウンと装置の小型化を図ることが
できるという構造上の特徴がある。以下、このことを説
明する。
In the projection display device 1, the polarizing plate 15B
There is a structural feature that the cost can be reduced and the device can be downsized by omitting. This will be described below.

【0064】液晶パネル13の画像投射動作において
は、偏光ビームスプリッタ5は液晶パネル13の偏光板
15Bと同一の偏光動作を行っている。すなわち、偏光
ビームスプリッタ5は、偏光板15Bの偏光方向と同じ
方向をもつ光のみ透過させる動作を行っている。そのた
め、液晶パネル13の画像投射動作に関しては、偏光板
15Bと偏光ビームスプリツタ5とのうちのいずれか一
方を省略することができる。一方、輝点位置検出動作に
おいては、偏光板ビームスプリッタ5は必要な部品であ
るが偏光板15Bは全く不必要な部品である。
In the image projection operation of the liquid crystal panel 13, the polarization beam splitter 5 performs the same polarization operation as the polarizing plate 15B of the liquid crystal panel 13. That is, the polarization beam splitter 5 performs an operation of transmitting only light having the same direction as the polarization direction of the polarizing plate 15B. Therefore, regarding the image projection operation of the liquid crystal panel 13, either one of the polarization plate 15B and the polarization beam splitter 5 can be omitted. On the other hand, in the bright spot position detecting operation, the polarizing plate beam splitter 5 is a necessary component, but the polarizing plate 15B is completely unnecessary.

【0065】このような理由により、投影表示装置1で
は、第2の偏光板15Bを無くして、その材料代や接着
工程等を省くことができ、その分、コストを低減でき
る。さらには、偏光板を一つ省略することで、投影光の
利用効率が上昇して投影スクリーン上の表示画像の輝度
を上昇させることができる。
For these reasons, in the projection display device 1, the second polarizing plate 15B can be eliminated, and the cost of the material and the bonding step can be omitted, and the cost can be reduced accordingly. Furthermore, by omitting one polarizing plate, the utilization efficiency of projection light can be increased and the brightness of the display image on the projection screen can be increased.

【0066】また、上記実施例ではライトペン3の放出
光は単に可視光としたが次のようにしてもよい。すなわ
ち、ライトペン3として、その放出光の偏光方向がラン
ダムなものを使用すれば、ライトペン3の放出光のなか
で、偏光ビームスプリッタ5で反射される放出光の成分
比率が高くなり、検出精度が上がる。
Further, in the above embodiment, the light emitted from the light pen 3 is merely visible light, but it may be as follows. That is, if the light pen 3 is one in which the polarization direction of the emitted light is random, the component ratio of the emitted light reflected by the polarization beam splitter 5 in the emitted light of the light pen 3 becomes high, and the detection is performed. The accuracy increases.

【0067】さらには、ライトペン3として、円偏光状
態の放出光を出力するものを用いれば、ライトペン3の
放出光中に、偏光ビームスプリッタ5で反射される光成
分が確実に存在するのことになり、さらに検出精度が上
がる。
Further, when the light pen 3 that outputs the circularly polarized emission light is used, the light component reflected by the polarization beam splitter 5 is surely present in the emission light of the light pen 3. This further increases the detection accuracy.

【0068】また、上記した投影表示装置1では、偏光
ビームスプリッタ5は、液晶パネル13を構成する偏光
板15Bの偏光方向と平行な光、すなわち、偏光板15
Aの偏光方向と直交する偏光方向を有する光を透過する
ようにしていたが、偏光ビームスプリッタ5を次のよう
に構成してもよい。すなわち、偏光ビームスプリッタ5
において、液晶パネル19を構成する偏光板15Bを無
くすとともに、偏光板15Bの偏光方向と直交する偏光
方向を有する光(偏光板15Aの偏光方向と平行な偏光
方向を有する光)を透過させる一方、偏光板15Bの偏
光方向と平行な偏光方向を有する光(偏光板15Aの偏
光方向と直交する偏光方向を有する光)を反射させるよ
うにしてもよい。このように構成しても、投影スクリー
ンA上で表示の反転が起こるだけで基本的な動作に影響
を及ぼすことはない。
In the projection display device 1 described above, the polarization beam splitter 5 emits light parallel to the polarization direction of the polarizing plate 15B constituting the liquid crystal panel 13, that is, the polarizing plate 15
Although the light having the polarization direction orthogonal to the polarization direction of A is transmitted, the polarization beam splitter 5 may be configured as follows. That is, the polarization beam splitter 5
In addition, while eliminating the polarizing plate 15B constituting the liquid crystal panel 19, while transmitting light having a polarization direction orthogonal to the polarization direction of the polarizing plate 15B (light having a polarization direction parallel to the polarization direction of the polarizing plate 15A), Light having a polarization direction parallel to the polarization direction of the polarizing plate 15B (light having a polarization direction orthogonal to the polarization direction of the polarizing plate 15A) may be reflected. Even with such a configuration, only the display is inverted on the projection screen A and the basic operation is not affected.

【0069】さらには、上記した投影表示装置1では、
偏光ビームスプリッタ5は、液晶パネル13の投影光を
透過させる一方、液晶パネル13の投影光とは偏光方向
が直交するスクリーン放射光の成分を反射させること
で、スクリーン放射光から輝点成分を分離したが、これ
に限るものではなく、次のように構成することもでき
る。すなわち、偏光ビームスプリッタ5で液晶パネル1
3の投影光を反射させる一方、液晶パネル13の投影光
とは偏光方向が直交するスクリーン放射光の成分を透過
させることで、スクリーン放射光から輝点成分を分離す
る。この場合、偏光ビームスプリッタ5に対して、液晶
パネル13の配設位置と、CCD7の配設位置とを反対
にする必要があるが、このように構成しても基本的な動
作に影響を及ぼすことはない。
Furthermore, in the projection display device 1 described above,
The polarization beam splitter 5 transmits the projection light of the liquid crystal panel 13 while reflecting the component of the screen radiation light whose polarization direction is orthogonal to the projection light of the liquid crystal panel 13 to separate the bright spot component from the screen radiation light. However, the present invention is not limited to this, and may be configured as follows. That is, the liquid crystal panel 1 with the polarization beam splitter 5
While the projection light of No. 3 is reflected, the bright spot component is separated from the screen radiation by transmitting the component of the screen radiation whose polarization direction is orthogonal to the projection of the liquid crystal panel 13. In this case, the arrangement position of the liquid crystal panel 13 and the arrangement position of the CCD 7 need to be opposite with respect to the polarization beam splitter 5, but even with this configuration, the basic operation is affected. There is no such thing.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、次のよう
な効果が得られる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

【0071】・請求項1の効果 投影光の結像動作とスクリーン放射光の集光動作とを別
々に行うことなく、結像手段で一緒に行うことができる
ようになった。そのため、投影スクリーンの位置精度に
拘わらず、結像動作を行った投影光と集光動作を行った
スクリーン放射光との間に、相対的な位置関係の変化が
起きず、精度の高い輝点表示が行えるようになった。
Effect of Claim 1 The image forming operation can be performed together by the image forming means without separately performing the image forming operation of the projection light and the condensing operation of the screen radiation light. Therefore, regardless of the positional accuracy of the projection screen, there is no change in the relative positional relationship between the projection light that has performed the imaging operation and the screen emission light that has performed the focusing operation, and a bright spot with high accuracy can be obtained. You can now display.

【0072】また、偏光方向によって輝点成分を分離す
ることで可視光による輝点形成が可能になった。そのた
め、投影スクリーン上の輝点の位置を目視によって確認
することができ、確実な輝点形成を行えるようになるう
え、輝点投射手段に、別途可視光出射手段を設ける必要
がなりなり、その分、余分な部品がいらなくなって、コ
ストダウンが図れた。
Further, by separating the bright spot components according to the polarization direction, it becomes possible to form bright spots by visible light. Therefore, it is possible to visually confirm the position of the bright spot on the projection screen, and it becomes possible to reliably form the bright spot, and it is necessary to separately provide the bright spot projecting means with the visible light emitting means. As a result, no extra parts are needed and the cost is reduced.

【0073】・請求項2の効果 偏光ビームスプリッタによって、スクリーン放射光を分
離するので、分離精度が高くなり、その分、輝点検出の
確実性が増す。
Effect of Claim 2 Since the screen radiation light is separated by the polarization beam splitter, the separation accuracy is increased, and the certainty of bright spot detection is increased accordingly.

【0074】・請求項3の効果 スクリーン放射光の輝点成分の縮小率が大きくなり、こ
れに応じて輝点位置検出手段の構成を小型化できるの
で、その分、コストダウンが図れる。
The effect of claim 3 The reduction ratio of the bright spot component of the screen radiated light is increased, and accordingly, the structure of the bright spot position detecting means can be downsized, and the cost can be reduced accordingly.

【0075】・請求項4の効果 スクリーン放射光の中に、光学手段で反射される光成分
が確実に存在することになり、さらに輝点の位置検出の
精度が上がる。
Effect of Claim 4 In the screen radiated light, the light component reflected by the optical means is surely present, and the precision of the position detection of the bright spot is further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る投影表示装置の概略構
戒図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a projection display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施例の投影表示装置を構成するライトペンの
構造を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a light pen that constitutes the projection display device of the embodiment.

【図3】第1の従来例の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a first conventional example.

【図4】第2の従来例の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a second conventional example.

【図5】第3の従来例の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a third conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 偏光ビームスプリッタ 6 授受光兼用レンズ 13 液晶パネル 5 Polarization beam splitter 6 Lens for both light transmission and reception 13 Liquid crystal panel

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 5/74 H04N 5/74 Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H04N 5/74 H04N 5/74 Z

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液晶パネルに光を透過させることで、こ
の液晶パネルで作成した画像の投影光を投影スクリーン
に向かって出力する画像形成手段と、 前記投影光を前記投影スクリーン上で結像させる一方、
前記投影スクリーンを反射ないし透過したスクリーン放
射光を集光する結像手段と、 前記投影スクリーンに可視光からなる輝点を投射する輝
点投射手段と、 前記結像手段と前記画像形成手段との間に設けられて、
前記スクリーン放射光や前記投影光の中から、スクリー
ン放射光の投影光反射成分や投射光とは偏光方向の異な
る輝点成分を分離する光学手段と、 前記光学手段で分離したスクリーン放射光の輝点成分の
位置を検出する輝点位置検出手段と、 前記輝点位置検出手段が検出した輝点位置情報を基にし
て輝点表示画像を前記画像形成手段で作成させる輝点表
示画像形成手段とを備えていることを特徴とする投影表
示装置。
1. An image forming unit for outputting projection light of an image created by the liquid crystal panel to a projection screen by transmitting light to the liquid crystal panel, and forming the projection light on the projection screen. on the other hand,
An image forming means for collecting screen radiation light reflected or transmitted through the projection screen; a bright spot projection means for projecting a bright spot of visible light on the projection screen; and the image forming means and the image forming means. Provided between
From the screen emission light or the projection light, an optical means for separating a projection light reflection component of the screen emission light or a bright spot component having a polarization direction different from that of the projection light, and the brightness of the screen emission light separated by the optical means Bright spot position detecting means for detecting the position of the point component, and bright spot display image forming means for causing the image forming means to create a bright spot display image based on the bright spot position information detected by the bright spot position detecting means A projection display device comprising:
【請求項2】 スクリーン放射光の投影光反射成分およ
び投影光と、スクリーン放射光の輝点成分とを、偏光方
向の相違によって分離し一方を反射するとともに他方を
透過する偏光ビームスプリッタから前記光学手段を構成
したことを特徴とする請求項1記載の投影表示装置。
2. A polarization beam splitter which separates a projection light reflection component and projection light of screen radiation light and a bright spot component of screen radiation light according to a difference in polarization direction, reflects one and transmits the other from the polarization beam splitter. The projection display device according to claim 1, wherein the projection display device comprises means.
【請求項3】 前記光学手段と前記輝点位置検出手段と
の間に、スクリーン放射光の輝点成分を集光する集光手
段を更に設けたことを特徴とする請求項l記載の投影表
示装置。
3. The projection display according to claim 1, further comprising a condensing unit that condenses a luminescent spot component of screen radiated light between the optical unit and the luminescent spot position detecting unit. apparatus.
【請求項4】 前記輝点投射手段は、円偏光状態の光か
らなる輝点を投射するものであることを特徴とする請求
項1記載の投影表示装置。
4. The projection display device according to claim 1, wherein the bright spot projection means projects a bright spot made of light in a circularly polarized state.
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