(57)【要約】【課題】本発明は、カメラを用いることなく、表示画面に照射されたスポット光の位置を算出する装置を提供する。【解決手段】本発明は、コンピュータから画像情報を受けて、対応する画像を表示する表示画面と、表示画面の表面に配列され、光照射装置から近赤外領域のスポット光が照射されて電圧を発生する無色透明な複数の色素増感太陽電池素子と、複数の色素増感太陽電池素子のいずれかが発生した電圧を検出し、電圧を発生した色素増感太陽電池素子の表示画面上における位置を算出し、算出した位置の情報をコンピュータに出力する位置算出部と、を備えることを特徴とする。【選択図】  図１
2015191262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータから画像情報を受けて、対応する画像を表示する表示画面と、
前記表示画面の表面に配列され、光照射装置から近赤外領域のスポット光が照射されて電圧を発生する無色透明な複数の色素増感太陽電池素子と、
前記複数の色素増感太陽電池素子のいずれかが発生した電圧を検出し、前記電圧を発生した色素増感太陽電池素子の前記表示画面上における位置を算出し、算出した前記位置の情報を前記コンピュータに出力する位置算出部と、
を備える表示装置。
【請求項２】
前記位置算出部は、
前記色素増感太陽電池素子の電圧を検出し、続いて異なる色素増感太陽電池素子から電圧を検出した場合に、前記光照射装置から照射されたスポット光が移動したことを示す情報を前記コンピュータに出力することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記光照射装置は、前記近赤外領域のスポット光を照射する光源を２つ備え、
２つの前記光源は、照射するスポット光の光軸が特定の角度を形成するように固定され、前記複数の色素増感太陽電池素子のうち、２つの色素増感太陽電池素子にスポット光を照射し、
前記位置算出部は、前記スポット光が照射されている２つの色素増感太陽電池素子の位置の情報に基づいて前記スポット光が移動した際の２つの色素増感太陽電池素子の距離変化を算出し、該距離変化に基づいて前記光照射装置と前記表示画面との距離が変化したことを示す情報を前記コンピュータに出力することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記光照射装置は、前記近赤外領域のスポット光を照射する光源を２つ備え、
２つの前記光源は、照射するスポット光の光軸が特定の角度を形成するように固定され、前記複数の色素増感太陽電池素子のうち、２つの色素増感太陽電池素子にスポット光を照射し、
前記位置算出部は、前記スポット光が照射されている２つの色素増感太陽電池素子の位置の情報に基づいて前記スポット光が移動した際の２つの色素増感太陽電池素子の距離変化を算出し、該距離変化が閾値内であって、移動した前記２つの色素増感太陽電池素子の移動方向が異なる場合には、前記光照射装置が回転したことを示す情報を前記コンピュータに出力することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
近赤外領域のスポット光を受けて電圧を発生する色素増感太陽電池素子が表面に配列された表示画面に、前記近赤外領域のスポット光を照射する近赤外用光源と、
前記近赤外用光源によりスポット光が照射された前記色素増感太陽電池素子に可視領域のスポット光を照射する可視用光源と、
を備える光照射装置。
【請求項６】
画像情報を出力するコンピュータと、
前記コンピュータから受けた画像情報に対応する画像を表示する表示画面と、
前記表示画面の表面に配列され、光照射装置から近赤外領域のスポット光が照射されて電圧を発生する無色透明な複数の色素増感太陽電池素子と、
前記複数の色素増感太陽電池素子のいずれかから発生した電圧を検出し、前記電圧を発生した色素増感太陽電池素子の前記表示画面上における位置を算出し、算出した前記位置の情報を前記コンピュータに出力する位置算出部と、
を備え、
前記コンピュータは、前記位置算出部から前記表示画面上における位置の情報を受けて、前記表示画面上における前記近赤外領域のスポット光の照射位置にカーソルを表示させることを特徴とする表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を表示する表示画面にスポット光が当てられた場合に、この表示画面上におけるスポット光の位置を算出する機能を有する表示装置、表示システム及びこれらにスポット光を照射する光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
会議や学会等において、発表者は大画面ディスプレイ等の表示画面にコンピュータで作成された画像を表示して発表することがある。このとき、画面に表示されるカーソル（例えば、矢印のアイコン）等の操作は、コンピュータのマウス等を操作することによって行われるのが一般的である。
【０００３】
しかしながら、発表者の多くは、コンピュータから離れた位置で表示画面にレーザポインタ（以下、光照射装置とする）のスポット光をあてて説明することが多く、コンピュータのカーソルを操作するためには、別の人に操作させるか、あるいは自身でコンピュータの付近まで戻り直接マウスを操作する必要があった。この状況から、光照射装置のスポット光の照射位置のＸＹ座標をカメラ画像から検出し、検出した照射位置にカーソルを追従させる表示装置が考案されている(例えば、特許文献１)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２９０６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の表示装置は、光照射装置の照射位置をカメラ画像を用いて算出するため、カメラと表示画面との間に障害物（例えば発表者）が存在する場合には、光照射装置の照射位置を算出することはできない。
【０００６】
一方、現在、無色透明な色素増感太陽電池が開発されている（特許第５０５５６３８号）。この色素増感太陽電池は、近赤外領域の波長の光を受光して発電することができる。したがって、この色素増感太陽電池は、太陽電池として利用されるだけでなく、赤外線受光センサとしての活用が期待される。
【０００７】
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、カメラを用いることなく、表示画面に照射されたスポット光の位置を算出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の表示装置は、コンピュータから画像情報を受けて、対応する画像を表示する表示画面と、前記表示画面の表面に配列され、光照射装置から近赤外領域のスポット光が照射されて電圧を発生する無色透明な複数の色素増感太陽電池素子と、前記複数の色素増感太陽電池素子のいずれかが発生した電圧を検出し、前記電圧を発生した色素増感太陽電池素子の前記表示画面上における位置を算出し、算出した前記位置の情報を前記コンピュータに出力する位置算出部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の光照射装置は、近赤外領域のスポット光を受けて電圧を発生する色素増感太陽電池素子が表面に配列された表示画面に、前記近赤外領域のスポット光を照射する近赤外用光源と、前記近赤外用光源によりスポット光が照射された前記色素増感太陽電池素子に可視領域のスポット光を照射する可視用光源と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の表示システムは、画像情報を出力するコンピュータと、前記コンピュータから受けた画像情報に対応する画像を表示する表示画面と、前記表示画面の表面に配列され、光照射装置から近赤外領域のスポット光が照射されて電圧を発生する無色透明な複数の色素増感太陽電池素子と、前記複数の色素増感太陽電池素子のいずれかから発生した電圧を検出し、前記電圧を発生した色素増感太陽電池素子の前記表示画面上における位置を算出し、算出した前記位置の情報を前記コンピュータに出力する位置算出部と、を備え、前記コンピュータは、前記位置算出部から前記表示画面上における位置の情報を受けて、前記表示画面上における前記近赤外領域のスポット光の照射位置にカーソルを表示させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、表示画面の表面に無色透明な色素増感太陽電池素子を複数配列し、この複数の色素増感太陽電池素子が近赤外領域のスポット光を受光することによって発生する電圧に基づいて、表示画面上におけるスポット光の照射位置を算出するので、カメラを用いることなく、スポット光の照射位置を算出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る表示装置及び表示システムの構成図。
【図２】実施の形態１に係る色素増感太陽電池アレイ及び表示画面の断面図。
【図３】実施の形態１に係る色素増感太陽電池素子の構成図。
【図４】実施の形態１に係る表示装置における座標の算出原理を説明する図。
【図５】実施の形態１に係る近赤外領域及び可視領域のスポット光を照射する光照射装置の構成図。
【図６】実施の形態１に係る表示装置及び表示システムの動作フローチャート。
【図７】実施の形態１に係る位置算出部の位置算出例。
【図８】実施の形態１に係る表示装置及び表示システムにおいて表示画面上に照射されたスポット光を追従するカーソルの例。
【図９】実施の形態１に係る色素増感太陽電池アレイのプロジェクタへの適用例。
【図１０】実施の形態２に係る光照射装置の構成図。
【図１１】実施の形態２に係る位置算出部が光照射装置と表示画面との距離変化を算出する例。
【図１２】実施の形態２に係る表示装置及び表示システムの動作フローチャート。
【図１３】実施の形態３に係る位置算出部が光照射装置の回転を算出する例。
【図１４】実施の形態３に係る表示装置及び表示システムの動作フローチャート。
【図１５】複数の光源を備える光照射装置について説明する図。
【図１６】実施の形態４に係る表示装置及び表示システムにおける色素増感太陽電池素子の配置例。
【図１７】実施の形態４に係る表示装置及び表示システムにおける光照射装置のスポット光の条件を説明する図。
【図１８】実施の形態４に係る表示装置及び表示システムにおいて、複数の色素増感太陽電池素子にスポット光が照射された例。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
以下、図１から図９を用いて、実施の形態１に係る表示装置及び表示システムの構成について説明する。
【００１４】
図１において、実施の形態１に係る表示システムは、色素増感太陽電池アレイ２、比較回路３、スイッチ回路４、位置算出部５、コンピュータ６、及び表示画面７（図２に記載）から構成される。以下の説明において、色素増感太陽電池アレイ２、比較回路３、スイッチ回路４、位置算出部５、及び表示画面７を表示装置とする。
【００１５】
コンピュータ６は、例えばＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等であって、後述する表示画面７に表示する画像の情報を出力する装置である。また、ユーザは、コンピュータ６を操作することによって、後述する表示画面７に表示されるカーソルの操作等を行うことができる。
【００１６】
表示画面７は、コンピュータ６から画像の情報を受けて、対応する画像を表示する装置である。例えば、表示画面７は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等のディスプレイがこれに該当する。
【００１７】
色素増感太陽電池アレイ２は、図２に示すように、複数の色素増感太陽電池素子２２２が表示画面７の表示側にマトリックス状に配置されたものである。この色素増感太陽電池素子２２２は、例えば、特許第５０５５６３８号に記載された無色透明な色素増感太陽電池である。色素増感太陽電池素子２２２は、後述する光照射装置１から近赤外領域のスポット光（例えば、７６０ｎｍ  〜１０００ｎｍの波長帯の光）を受けて電圧を発生する光電変換素子である。色素増感太陽電池アレイ２は、複数の無色透明な色素増感太陽電池素子から構成されるので、表示画面７に表示される画像を透過することができる。したがって、ユーザは表示画面７に表示される画像を見ることができる。
【００１８】
色素増感太陽電池素子２２２は、図３（ａ）に示すように、透明な負極２１と透明な正極２２との間に透明な電解質層２３が挟まれるように構成される。また、負極２１には導線２４ａ、正極２２には導線２４ｂが接続される（図３（ｂ））。導線２４ａ、２４ｂは、表示画面７の大きさに合わせた太さのものを用いればよい。また、透明な導線を用いてもよい。
【００１９】
比較回路３は、スポット光が照射された色素増感太陽電池アレイ２の表示画面７上におけるＸ座標を算出するための装置である。比較回路３は、閾値以上の電圧を検出した場合に電気信号を後述するマイコン５１に出力する。
【００２０】
例えば、比較回路３は、コンパレータアレイ等がこれにあたる。比較回路３は、複数の導線２４ａと接続される。内部のコンパレータは、各導線２４ａを介して色素増感太陽電池素子２２２から電圧を検出し、この電圧が閾値以上である場合には、このコンパレータとそれぞれ接続された導線２５に電気信号を出力する。また、内部のコンパレータは、複数の色素増感太陽電池素子２２２の列の数だけ設けられる。
【００２１】
また、複数の導線２５は、後述するマイコン５１の複数のポートにそれぞれ接続される。
【００２２】
スイッチ回路４は、スポット光が照射された色素増感太陽電池アレイ２の表示画面７上におけるＹ座標を算出するための装置である。スイッチ回路４は例えば、コモン端子がこれにあたる。スイッチ回路４は複数の導線２４ｂのうちいずれか１つと導線２６とを接続し、接続を高速に切り替える。
【００２３】
位置算出部５は、比較回路３及びスイッチ回路４を用いて検出した電圧に基づいて、スポット光の表示画面７上における位置を算出する。また、位置算出部５は、表示画面７上に照射されたスポット光の位置に関する情報をコンピュータ６に出力する。位置算出部５は、マイコン５１及びセレクタ５２から構成される。
【００２４】
マイコン５１は、比較回路３から発生した電圧を検出し、表示画面７上における色素増感太陽電池素子２２２のＸ座標を算出する。また、マイコン５１は、セレクタ５２を制御する。したがって、マイコン５１は、スイッチ回路４がどの導線２４ｂと接続しているかを認識することができる。マイコン５１は、比較回路３から電圧を検出した際に接続している導線２４ｂの行に配列された色素増感太陽電池素子２２２のＹ座標を算出する。
【００２５】
ここで、図４を用いて、マイコン５１が色素増感太陽電池素子２２２から発生した電圧を検出する動作について詳細に説明する。
【００２６】
図４において、各色素増感太陽電池素子２２２は、導線２４ａにより比較回路３と接続される。また、各色素増感太陽電池素子２２２は、導線２４ｂによりスイッチ回路４と接続される。
【００２７】
例えば、光照射装置１によって近赤外領域のスポット光が図４斜線部の位置に照射されている場合、スポット光が照射された色素増感太陽電池素子２２２は、電圧を発生する。
【００２８】
マイコン５１がセレクタ５２を制御して導線２４ｂ（Ｂ）と接続した際に、比較回路３は、導線２４ａ（Ｄ）を介して電圧を検出する。また、比較回路３は、マイコン５１に接続された導線２５を介して、マイコン５１に電気信号を出力する。
【００２９】
マイコン５１は、比較回路３から受けた電気信号によりＸ軸（Ｄ列）の座標を算出する。また、マイコン５１は、スイッチ回路４に接続させた導線２４ｂの位置（Ｂ行）により、Ｙ軸の座標を算出することができる。マイコン５１は、算出した座標の情報をコンピュータ６に出力する。このようにして、マイコン５１は電圧を発生した色素増感太陽電池素子２２２の座標を算出することができる。
【００３０】
図５において、光照射装置１は、近赤外領域のスポット光を出力する光源１ａを備える。光源１ａが照射するスポット光は、近赤外領域のスポット光であればよく、例えば、近赤外領域のレーザ光、指向性を持たせた近赤外ランプ光、及び近赤外ＬＥＤ光がこれに該当する。
【００３１】
また、光源１ａが照射するスポット光は、色素増感太陽電池２２２に収まる径のスポット光であればなおよい。
【００３２】
なお、光照射装置１は、無色透明な色素増感太陽電池素子２２２が光電変換する波長帯域の光、すなわち、近赤外領域のスポット光を照射するものとした。本発明の光照射装置１は、図５に示すように、近赤外領域のスポット光を照射する光源１ａ（近赤外用光源）に加えて、この光源１ａのスポット光の光軸と平行に可視領域（例えば、３６０ｎｍ−８３０ｎｍの波長帯域）のスポット光を照射する光源１ａａ（可視用光源）を備えてもよい。通常、近赤外領域の光は、人間の目には見えない。このように、光照射装置１は、近赤外領域のスポット光と併せて可視領域のスポット光を照射することで、近赤外領域のスポット光が表示画面７のどこに照射されているかをユーザに認識させることができる。以下の実施の形態においても、同様のものとする。
【００３３】
なお、光照射装置１は、1つの光源から近赤外領域及び可視領域の波長を含むスポット光を照射するように構成することも可能である。
【００３４】
次に、図６から図８を用いて、実施の形態１に係る表示装置及び表示システムの動作について説明する。図６は、実施の形態１に係る表示装置及び表示システムの動作フローチャートである。図７は、実施の形態１に係る位置算出部の位置算出例である。図８は、実施の形態１に係る表示装置及び表示システムにおいて表示画面上に照射されたスポット光を追従するカーソルの例である。
【００３５】
図７の上図は、色素増感太陽電池アレイ２上のスポット光照射位置を示すものである。また、図７の下図は、各状態１から４において、マイコン５１が各色素増感太陽電池素子２２２ａ〜２２２ｃのそれぞれから電圧を検出する例である。図７の下図の２２２ａ〜２２２ｃのそれぞれにおいて、縦軸は電圧、横軸は時間を示す。
【００３６】
以下の説明において、色素増感太陽電池アレイ２は、図７の状態１から状態４に示した順序で光照射装置１から近赤外領域のスポット光を受光するものとする。
【００３７】
ＳＴ１において、ユーザにより表示画面７の電源をＯＮとする。
【００３８】
ＳＴ２において、ユーザにより比較回路３の閾値の初期化を実行する。なお、比較回路３は、必要であれば、室内の明るさ等の室内環境に応じて、閾値を再設定する。
【００３９】
ＳＴ３において、コンピュータ６は、座標の情報をリセットする。このとき、図７においては、色素増感太陽電池アレイ２にはスポット光が当てられていない状態１が該当する。また、状態１において、図７下図に示すように、マイコン５１は、各色素増感太陽電池２２２ａ〜２２２ｃから電圧を検出していない。
【００４０】
ＳＴ４において、マイコン５１は複数の色素増感太陽電池素子２２２のいずれかから電圧を検出したか否かを判定する。例えば、図７上図の状態２に示すように、色素増感太陽電池素子２２２ａに近赤外領域のスポット光が照射された場合、マイコン５１は、色素増感太陽電池素子２２２ａが発生した電圧を検出する（図７下図の２２２ａ）。マイコン５１は、電圧を検出した場合に、電圧を発生した色素増感太陽電池２２２ａの座標を算出する。マイコン５１は、複数の色素増感太陽電池素子２２２のいずれかから電圧を検出できるまで、ＳＴ４の検出動作を繰り返し行う。
【００４１】
ＳＴ５において、マイコン５１は、図４で説明したように、複数の導線２４ａ及び複数の導線２４ｂのうちどの導線との接続時に電圧を検出したかによって座標を算出する。この例の場合、マイコン５１は、色素増感太陽電池素子２２２ａの座標（４、４）を算出する。
【００４２】
ＳＴ６において、マイコン５１は、算出した座標が前回算出した座標と異なるか否かを算出する。この例の場合、前回座標は算出していないため（状態１）、今回算出した座標は前回算出した座標と異なるものとし、ＳＴ７に進む。マイコン５１は、今回算出した座標が前回算出した座標と同じであると判定した場合には、ＳＴ４に戻り電圧の検出を繰り返す。
【００４３】
ＳＴ７において、マイコン５１は、コンピュータ６に座標の情報を出力する。コンピュータ６は、マイコン５１から受けた座標の情報に基づいて、表示画面７に表示されるカーソルを色素増感太陽電池２ａの座標に対応する位置に表示する。
【００４４】
続いて、マイコン５１は、ＳＴ４に戻り色素増感太陽電池素子２２２の電圧を検出する。このとき、ユーザの操作により、スポット光が色素増感太陽電池素子２２２ｂの位置に移動したものとする（状態３）。この場合、色素増感太陽電池素子２２２ｂは、電圧を発生する。
【００４５】
再びＳＴ５において、マイコン５１は色素増感太陽電池素子２２２ｂの電圧を検出して、座標（５、４）を算出する。さらに、マイコン５１はＳＴ６の動作を実行し、前回算出した座標と今回算出した座標が同じか否かを判定する。この場合、前回座標が（４、４）で、今回の座標が（５、４）であるので、マイコン５１は前回算出した座標と今回算出した座標が異なると判断する。
【００４６】
ＳＴ７において、マイコン５１はコンピュータ６にこの座標の情報を出力する。また、コンピュータ６は、座標の情報をマイコン５１から受けて、表示画面７に表示されるカーソルを色素増感太陽電池２２２ｂの座標（５、４）に移動させる。
【００４７】
続いて、スポット光が色素増感太陽電池２２２ｃに照射された場合（状態４）においても、マイコン５１は、ＳＴ４からＳＴ７の動作を実行する。すなわち、マイコン５１は、電圧を発生した色素増感太陽電池素子２２２ｃの座標（６、４）を算出する。また、コンピュータ６は、マイコン５１から受ける座標（６、４）の情報に従って、表示画面７上におけるスポット光が照射された位置にカーソルを移動させる。
【００４８】
このように、スポット光が状態２から状態４へ移動した場合、図８に示すように、コンピュータ６は、光照射装置１から表示画面７に照射されるスポット光に追従してカーソルを移動させることができる。
【００４９】
図６の動作フローは、表示画面７、コンピュータ６の電源がＯＦＦとなった場合に終了する。
【００５０】
なお、実施の形態１に係る表示画面７は、ＬＣＤ等のディスプレイであるものとしたが、これに限られず、プロジェクタ８に用いられるスクリーン７ａでもよい。
【００５１】
例えば、本発明の色素増感太陽電池アレイ２は、図９（ａ）に示すように、ビニールやアクリル、ガラス等で出来た半透明のスクリーンの背面から映像を投影するプロジェクタ８にも適用可能である。また、図９（ｂ）に示すように、スクリーンの表側から映像を投影するプロジェクタ８に対しても適用可能である。色素増感太陽電池アレイ２をスクリーンの表側から映像を投影するプロジェクタ８に適用する場合、プロジェクタ８のレンズに近赤外領域の光を遮蔽するフィルタを用いることにより、プロジェクタ８の光に含まれる近赤外領域の光による誤検出を防止することができる。
【００５２】
以上のように、実施の形態１に係る表示装置及び表示システムは、表示画面の表面に複数の無色透明な色素増感太陽電池素子２２２を配列し、この複数の色素増感太陽電池素子２２２が近赤外領域のスポット光を受光することにより発生する電圧に基づいて、表示画面７上におけるスポット光の位置を算出するので、カメラを用いることなく、スポット光の照射位置を算出することが可能となる。
【００５３】
実施の形態２．
実施の形態２に係る表示装置及び表示システムは、光照射装置１と表示画面７との距離の変化を算出することを特徴とする。
【００５４】
以下、図１０から図１２を用いて、実施の形態２に係る表示装置及び表示システムについて説明する。図１０は、実施の形態２に係る光照射装置の構成図である。図１１は、実施の形態２に係る位置算出部が光照射装置と表示画面との距離変化を算出する例である。図１２は、実施の形態２に係る表示装置及び表示システムの動作フローチャートである。
【００５５】
なお、実施の形態１に係る表示装置及び表示システムの説明において、図１から図３と同じ構成のものには同じ番号を付して説明を省略する。
【００５６】
図１０において、実施の形態２に係る光照射装置１は、光源１ａ、１ｂを備える。光源１ａ、１ｂは、近赤外領域のスポット光を照射する。また、光源１ａ、１ｂは、互いの光源が照射するスポット光の光軸のなす角が特定の角度θとなるように固定されている。角度θは、表示画面７及び色素増感太陽電池アレイ２の大きさに応じて任意に設計される。
【００５７】
色素増感太陽電池アレイ２は、光照射装置１から照射される２つの近赤外領域のスポット光を受けて、電圧を発生する。すなわち、複数の色素増感太陽電池素子２２２のうち、２つの色素増感太陽電池素子２２２がスポット光を受光し、それぞれ電圧を発生する。
【００５８】
マイコン５１は、電圧を発生した色素増感太陽電池素子２２２のそれぞれの電圧を検出し、電圧を発生した色素増感太陽電池素子２２２の座標をそれぞれ算出する。また、マイコン５１は、電圧を発生した２つの色素増感太陽電池素子２２２の距離Ｌを算出する。２つの色素増感太陽電池素子２２２の距離Ｌは、それぞれの色素増感太陽電池素子２２２の座標を（ｘ１、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）とすると、以下の式１で表される。
【００５９】
【数１】
2015191262.tif 000003
【００６０】
次に図１１、図１２を用いて、実施の形態２に係る表示装置及び表示システムの動作について説明する。なお、図１２の説明において、実施の形態１と同様の動作（ＳＴ１〜ＳＴ５）については、図６と同様の番号を付してその説明を省略する。
【００６１】
以下の説明において、図１１に示すように、後述する色素増感太陽電池素子２２２ａ、２２２ｂの間の距離をＬ２、色素増感太陽電池素子２２２ｃ、２２２ｄの間の距離をＬ１、及び２２２ｅ、２２２ｆの間の距離をＬ３とする。また、それぞれの距離Ｌの関係は、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３であるものとする。
【００６２】
図１２において、ＳＴ１からＳＴ５において、マイコン５１は、図１１の状態２に示すように、色素増感太陽電池素子２２２ａ及び２２２ｂに照射された近赤外領域のスポット光の座標を算出したものとする。
【００６３】
ＳＴ６において、マイコン５１は、算出した色素増感太陽電池素子２２２ａ及び２２２ｂの座標に基づいて、この色素増感太陽電池素子２２２ａ、２２２ｂの距離Ｌ２を算出する。マイコン５１は、この色素増感太陽電池素子２２２ａ、２２２ｂの間の距離Ｌ２を記憶する。ここで、今回算出した色素増感太陽電池素子２２２ａ、２２２ｂの座標は、前回算出した色素増感太陽電池素子２２２の座標と同様のものとして、ＳＴ４に戻る。
【００６４】
次に、光照射装置１は、ユーザの操作により、色素増感太陽電池素子２２２ｃ、２２２ｄに近赤外領域のスポット光が照射されたものとする（図１２状態１）。
【００６５】
マイコン５１は再度ＳＴ４からＳＴ５の動作を繰り返す。すなわち、マイコン５１は、色素増感太陽電池素子２２２ｃ、２２２ｄから電圧を検出し、それぞれの座標を算出する。
【００６６】
ＳＴ５において、前回算出した色素増感太陽電池素子２２２ａ、２２２ｂの座標と、今回算出した色素増感太陽電池素子２２２ｃ、２２２ｄとの座標が異なるか否かを判定する。マイコン５１は、少なくとも１つのスポット光の座標が変化していれば座標が異なると判定するものとする。この例において、スポット光の照射位置は状態２から状態１に変化しているので、マイコン５１は、前回算出した色素増感太陽電池素子２２２ａ、２２２ｂの座標と今回算出した色素増感太陽電池素子２２２ｃ、２２２ｄとの座標は異なると判定し、色素増感太陽電池素子２２２ｃ、２２２ｄの間の距離Ｌ１を算出してＳＴ６１に進む。
【００６７】
ＳＴ６１において、マイコン５１は、色素増感太陽電池素子２２２ａ、２２２ｂの距離Ｌ２と、色素増感太陽電池素子２２２ｃ、２２２ｄの距離Ｌ１とを比較する。マイコン５１は、２つの色素増感太陽電池素子２２２の間の距離が変化していると判断した場合、ＳＴ６２に進む。一方、距離Ｌが変化していない場合、すなわち、距離Ｌ１＝距離Ｌ２である場合は、マイコン５１は、光照射装置１と表示画面７との距離が変化していないと判断してＳＴ４に戻る。
【００６８】
ＳＴ６２において、Ｌ１＜Ｌ２なので、マイコン５１は、今回算出した距離Ｌ１の方が小さいと判断し、ＳＴ６３ａに進む。
【００６９】
ＳＴ６３ａにおいて、マイコン５１は、光照射装置１が表示画面７から近づいた（近距離移動した）と判断し、コンピュータ６に今回算出した距離Ｌ１の情報と、色素増感太陽電池素子２２２ｃ、２２２ｄの座標の情報とをコンピュータ６に出力する（ＳＴ６４）。
【００７０】
コンピュータ６は、距離Ｌ２の情報と、色素増感太陽電池素子２２２ｃ、２２２ｄの座標の情報とを受けて、入力操作を実行する。ここでいう入力操作とは、例えば、画像の拡大等が該当する。すなわち、ユーザが光照射装置１を遠ざけることによって、表示画面７上で２つのスポット光が広げられ、本実施の形態に係る及び表示システムは、この動作を検出して画像を拡大する。なお、この入力操作は、画像の拡大に限られず、画像の切り替え、明るさの調整等でもよい。
【００７１】
スポット光の照射位置が、図１１に示す状態２から状態３に変化した場合についても同様に、マイコン５１はＳＴ４からＳＴ６１を実行する。また、ＳＴ６２において算出した色素増感太陽電池素子２２２ａ、２２２ｂの距離Ｌ２と、続いて算出した色素増感太陽電池素子２２２ｅ、２２２ｆの距離Ｌ３とを比較する。ＳＴ６３ｂにおいて、距離Ｌ２＜距離Ｌ３なので、マイコン５１は、光照射装置１が表示画面７に遠ざかった（遠距離移動した）と判断し、コンピュータ６に距離Ｌ３の情報と、色素増感太陽電池素子２２２ｅ、２２２ｆの座標の情報とをコンピュータ６に出力する（ＳＴ６４）。コンピュータ６は、距離Ｌ３の情報と、色素増感太陽電池素子２２２ｅ、２２２ｆの座標の情報とを受けて、対応する入力操作を実行する。例えば、画像の縮小等を行う。
【００７２】
なお、実施の形態２に係る表示装置及び表示システムの説明において、光照射装置１は、２つの光源１ａ、１ｂから近赤外領域のスポット光を照射するものとした。この光照射装置１を用いて１点を指し示す場合には、２つのスポット光の中心点を光照射装置１の指示先とすればよい。マイコン５１は、２つのスポット光の中心点を算出し、算出した中心点の座標をコンピュータ６に出力する。このようにマイコン５１が動作することによって、本実施の形態のように光照射装置１から２つのスポット光が照射された場合においても、中心点にカーソルを追従させる動作を行うことも可能である。表示画面７上で２つのスポット光が照射された位置の中心点の求め方は、２つのスポット光の座標をそれぞれ（ｘ１、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）とすると、以下の式２で算出することが可能である。
【００７３】
【数２】
2015191262.tif 000004
【００７４】
以上のように、実施の形態２に係る表示装置及び表示システムは、スポット光が照射されて電圧を発生した２つの色素増感太陽電池素子２２２の距離を算出し、このスポット光が移動した場合に、移動前のスポット光が照射された色素増感太陽電池素子の距離及び移動後のスポット光が照射された色素増感太陽電池素子２２２の距離とを比較し、移動前と移動後で距離変化があった場合には、光照射装置１と表示画面７との距離が変化したと判定することができる。
【００７５】
したがって、本実施の形態に係る表示装置及び表示システムを用いれば、ユーザは、光照射装置１と表示画面７との距離を変化させるだけで、コンピュータ６に対して様々な入力操作（例えば、画像の拡大、縮小）を行うことができる。
【００７６】
実施の形態３．
実施の形態３に係る表示装置及び表示システムは、光照射装置１の回転を検出することを特徴とする。
【００７７】
以下、図１３から図１５を用いて、実施の形態３について説明する。図１３は、実施の形態３に係る位置算出部が光照射装置の回転を算出する例である。図１４は実施の形態３に係る表示装置及び表示システムの動作フローチャートである。図１５は、複数の光源を備える光照射装置について説明する図である。
【００７８】
実施の形態３に係る表示装置及び表示システムは、図１から図３及び図１０に示した表示装置及び表示システムの構成と同じである。以下、位置算出部５の処理について説明する。
【００７９】
位置算出部５のマイコン５１は、電圧を発生した色素増感太陽電池素子２２２のそれぞれの電圧を検出し、電圧を発生した色素増感太陽電池素子２２２の座標をそれぞれ算出する。また、マイコン５１は、電圧を発生した２つの色素増感太陽電池素子２２２の距離Ｌを算出する。
【００８０】
さらに、マイコン５１は、算出した距離Ｌに関する情報を記憶する。
【００８１】
また、マイコン５１は、距離Ｌに関する閾値の情報を予め記憶している。ここでいう閾値の情報とは、スポット光が移動した場合に、移動前に算出した距離Ｌと移動後に算出した距離Ｌとの差分値の上限を示すものである。マイコン５１は、スポット光が移動した場合に、スポット光の移動前に算出した距離Ｌと移動後に算出した距離Ｌとの差分を計算し、この差分値が閾値以内である場合には、距離の変化がないとみなす。
【００８２】
マイコン５１は、スポット光の移動前と移動後の距離Ｌの差分値が閾値内であると判断した場合、２つのスポット光のそれぞれの移動方向を算出する。マイコン５１は、２つのスポット光の移動方向が同一である場合には、２つのスポット光が平行移動したものとして回転とはみなさない。
【００８３】
マイコン５１は、スポット光の移動を検出するとともに、スポット光の移動前と移動後において算出した２つの色素増感太陽電池素子２２２の距離に変化がなく、かつ２つのスポット光が異なる方向に移動したと判定した場合には、スポット光を照射する光照射装置１が回転したと判定し、スポット光が照射された色素増感太陽電池素子２２２の座標と、スポット光がどの方向に回転したかを示す情報をコンピュータ６に出力する。
【００８４】
次に、図１３から図１５を用いて、実施の形態３に係る表示装置及び表示システムの動作について説明する。なお、図１２において説明した動作については、同じ番号を付して説明を省略する。
【００８５】
図１２の動作と同様に、実施の形態３に係る表示装置及び表示システムは、ＳＴ１からＳＴ６を実施する。このとき、スポット光は、図１３の状態１に示す位置に照射されているものとする。マイコン５１は、色素増感太陽電池素子２２２ａ、２２２ｂの座標と２点間の距離Ｌ１を算出する。
【００８６】
また、再度ＳＴ４に戻り、マイコン５１は、ＳＴ４からＳＴ５の動作を実行したものとする。このとき、スポット光は、図１３の状態２に示す位置に照射されているものとする。
【００８７】
ＳＴ６において、マイコン５１は、色素増感太陽電池素子２２２ｃ、２２２ｄの座標と２点間の距離Ｌ２を算出する。スポット光の照射位置は、状態１から状態２に変化しているので、ＳＴ６１に進む。
【００８８】
ＳＴ６１において、マイコン５１は、色素増感太陽電池素子２２２ａ、２２２ｂの距離Ｌ１及び色素増感太陽電池素子２２２ｃ、２２２ｄの距離Ｌ２が異なるか否かを判定する。すなわち、マイコン５１は、距離Ｌ１と距離Ｌ２との差分値が閾値以内であるかを判定する。この例において、差分値は閾値以内であり、二点間距離Ｌ１とＬ２が同一であるとみなしてＳＴ６１１に進む。一方、差分値が閾値以上である場合には、二点間距離Ｌ１とＬ２が異なるものとしてＳＴ６２に進む。
【００８９】
ＳＴ６１１において、マイコン５１は、２つのスポット光の移動方向が異なるか否かを判断する。具体的には、マイコン５１は、電圧を発生した色素増感太陽電池素子２２２ａの座標から色素増感太陽電池素子２２２ｃの座標のベクトルと、電圧を発生した色素増感太陽電池素子２２２ｂの座標から２２２ｄの座標のベクトルとが異なるか否かを判定する。この例においては、電圧を発生した色素増感太陽電池素子２２２ａの座標から色素増感太陽電池素子２２２ｃへのベクトルと、電圧を発生した色素増感太陽電池素子２２２ｂから２２２ｄへのベクトルとは異なるものであるため、マイコン５１は、スポット光が照射された２点の移動方向が異なると判定してＳＴ６１２に進む。一方、２つのスポット光の移動方向が同じ場合には、マイコン５１は、この２つのスポット光が平行移動したと判断して、ＳＴ４に戻る。
【００９０】
ＳＴ６１２において、マイコン５１は、算出した座標の情報から光照射装置１の回転方向を算出する。右回転である場合には、ＳＴ６１３ａに進み、左回転であると判断した場合には、ＳＴ６１３ｂにすすむ。この例においては、右回転なので、ＳＴ６１３ａに進む。
【００９１】
ＳＴ６１３ａにおいて、マイコン５１は、移動前と移動後の色素増感太陽電池素子２２２の座標に対するベクトルの差分値から回転の方向と移動距離を算出し、コンピュータ６に回転の方向と移動距離に関する情報を出力する（ＳＴ６１４）。
【００９２】
コンピュータ６は、マイコン５１から回転の方向と移動距離に関する情報を受けて、入力操作を実行する。ここでいう入力操作とは、例えば、画像の回転を入力する操作を指す。コンピュータ６は、表示画面７に表示された画像等をマイコン５１から得られた回転の方向及び移動距離に基づいて回転させる。なお、この入力操作は、画像の回転に限られず、回転の方向及び移動距離に関連するものであれば利用可能である。例えば、回転方向と移動距離に基づいて、音量を調整してもよい。
【００９３】
このように、本実施の形態に係る表示装置及び表示システムにおいて、ＳＴ６１からＳＴ６１４を実行することで、コンピュータ６は光照射装置１の回転を検出することができる。
【００９４】
なお、実施の形態２及び実施の形態３に係る表示装置及び表示システムに用いる光照射装置１は、近赤外領域のスポット光を照射する光源を２つ備えるものとしたが、これに限られず３つでもよい。
【００９５】
例えば、図１５に示すように、光照射装置１は、光源１ａ、１ｂの間に光源１ｃを備えてもよい。光照射装置１は、表示画面７に対して、スポット光が斜めから入射する場合には、２つの光源１ａ、１ｂのうち１つが色素増感太陽電池アレイ２の外側にはみ出すおそれがある（図１５（ｂ））。このような場合においても、光源１ｂ及び１ｃの２点を用いれば、回転及び光照射装置１と表示画面７との距離変化を算出することが可能である。
【００９６】
光照射装置１の光源を３つとした場合、仮に図１５（ａ）に示すように３つの光源１ａ、１ｂ、１ｃが色素増感太陽電池アレイ２の内側に照射された場合であっても、マイコン５１は、外側の光源１ａ、１ｂから照射されたスポット光の位置、すなわち、電圧を出力した色素増感太陽電池素子２２２の座標のうち１番離れた２点の座標を用いて、回転及び光照射装置１と表示画面７との距離の変化を算出すればよい。なお、光照射装置１の光源は３つ以上としてもよい。
【００９７】
以上のように、実施の形態３に係る表示装置及び表示システムは、スポット光が照射された２つの色素増感太陽電池素子２２２の位置の情報に基づいて、スポット光が移動した際の２つの色素増感太陽電池素子２２２の距離変化を算出し、この距離変化が閾値内であって、移動した２つの色素増感太陽電池素子２２２の移動方向が異なる場合には、光照射装置１が回転したと判断する。したがって、ユーザは光照射装置１を回転するだけで、コンピュータ６の回転に応じた入力操作を実行させることができる。
【００９８】
実施の形態４．
実施の形態４に係る表示装置及び表示システムは、色素増感太陽電池素子２２２を表示画面７のカラーフィルターの一部に設けることを特徴とする。
【００９９】
以下、図１６から図１８を用いて、実施の形態４に係る表示装置及び表示システムについて説明する。なお、実施の形態４に係る表示装置及び表示システムの説明において、図１から図３及び図１０で説明した構成と同様のものについては、同じ番号を付して説明を省略する。
【０１００】
図１６は、実施の形態４に係る表示装置及び表示システムにおける色素増感太陽電池素子の配置例である。図１７は、実施の形態４に係る表示装置及び表示システムにおける光照射装置のスポット光の条件を説明する図である。図１８は、実施の形態４に係る表示装置及び表示システムにおいて、複数の色素増感太陽電池素子にスポット光が照射された例である。
【０１０１】
本実施の形態の表示画面７は、ＬＣＤであることを前提とする。ＬＣＤは、白色の光を出すバックライト、液晶が入った液晶セル７１から構成される。液晶セル７１は、表面のガラス基板が３色のカラーフィルター（Ｒ、Ｇ、Ｂ）になっており、液晶に電圧がかかることにより、バックライトからの光を透過又は遮断を制御し、カラーフィルターの３原色の組み合わせを変化させて画像を表示する。
【０１０２】
図１６において表示画面７は、液晶セル７１のカラーフィルター層に色素増感太陽電池素子２２２を備える。
【０１０３】
色素増感太陽電池素子２２２は、それぞれ比較回路３及びスイッチ回路４と接続される。マイコン５１は、複数の色素増感太陽電池素子２２２のうち、近赤外領域のスポット光が照射された色素増感太陽電池素子２２２の位置をこの色素増感太陽電池素子２２２の電圧を検出することによって算出する。
【０１０４】
本実施の形態において、表示画面７に照射するスポット光の照射領域は、色素増感太陽電池素子２２２の幅より十分大きいものとする。具体的には、図１７に示すように、スポット光の直径は、１つの液晶セル７１の対角の長さよりも大きい方が好ましい。
【０１０５】
色素増感太陽電池素子２２２と３色のカラーフィルター（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の大きさが同じである場合、スポット光の半径をｒ、色素増感太陽電池素子の一辺をａとすると、以下の関係式（式３）が成り立つ。
【０１０６】
【数３】
2015191262.tif 000005
【０１０７】
スポット光が色素増感太陽電池素子２２２の対角の長さよりもはるかに大きい場合には、複数の色素増感太陽電池素子２２２に対してスポット光が照射されることとなる。例えば、図１８に示すように、光照射装置１から照射されたスポット光には、色素増感太陽電池素子ａ〜ｉの９個が含まれる。この場合、マイコン５１は、電圧が検出された色素増感太陽電池素子ａ〜ｉの座標の重心を算出し、この重心の座標をスポット光が照射された位置として判断する。
【０１０８】
なお、色素増感太陽電池素子ａ、ｃ、ｇ、ｉについては、一部にしかスポット光が照射されていない。このように、一部にしかスポット光が照射されていない色素増感太陽電池素子２２２に関しては、比較回路３の閾値判定によりスポット光が照射されていないものとみなすことも可能である。比較回路３内の個々のコンパレータの閾値は、色素増感太陽電池素子２２２の製造時の受光ばらつき特性に合わせて個別に設定可能である。
【０１０９】
以上のように、実施の形態４に係る表示装置及び表示システムは、液晶セル７１の一部に色素増感太陽電池素子２２２を備えるので、表示画面７の表面に色素増感太陽電池アレイ２を設ける必要がない。したがって、表示画面７の厚さを変えることなく、スポット光が照射された位置を算出することが可能となる。
【０１１０】
なお、以上の実施の形態１から実施の形態４に係る表示装置及び表示システムは、位置算出部５をコンピュータ６と別に構成したが、位置算出部５をコンピュータ６内に設けてもよい。
【符号の説明】
【０１１１】
１  光照射装置、２  色素増感太陽電池アレイ、３  比較回路、４  スイッチ回路、５  位置算出部、６  コンピュータ、７  表示画面、８  プロジェクタ、２１  負極、２２  正極、２３  電解質層、２４ａ、２４ｂ  導線、２５、２６  導線、５１  マイコン、５２  セレクタ、２２２  色素増感太陽電池素子
【図１】
2015191262.tif 000006
【図２】
2015191262.tif 000007
【図３】
2015191262.tif 000008
【図４】
2015191262.tif 000009
【図５】
2015191262.tif 000010
【図６】
2015191262.tif 000011
【図７】
2015191262.tif 000012
【図８】
2015191262.tif 000013
【図９】
2015191262.tif 000014
【図１０】
2015191262.tif 000015
【図１１】
2015191262.tif 000016
【図１２】
2015191262.tif 000017
【図１３】
2015191262.tif 000018
【図１４】
2015191262.tif 000019
【図１５】
2015191262.tif 000020
【図１６】
2015191262.tif 000021
【図１７】
2015191262.tif 000022
【図１８】
2015191262.tif 000023