(57)【要約】【課題】座標情報入力を行うときのみ、光電変換部への光路を形成すべく可動ミラーを動作させ、赤外線光源からの赤外線を光電変換部へ入力することができ、座標情報入力時における光量低下を抑制した液晶プロジェクタを提供することにある。【解決手段】ポインタデバイス２０の赤外線発光ダイオード２１からの赤外線２１Ｌと連動して動作する可動ミラー３４を投射レンズ１４とダイクロイックプリズム１３との間に設け、可動ミラー３４により反射させた赤外線２１Ｌを光電変換部３６で受光できるように光電変換部３６への光路を形成し、座標情報入力を行うときのみ、光電変換部３６への光路を形成すべく可動ミラー３４を動作させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、映像信号が入力され前記光源からの光で照明される液晶パネルと、前記液晶パネルを透過した３原色の光を合成するダイクロイックプリズムと、前記液晶パネルに表示される映像をスクリーン上に投射する投射レンズと、前記ダイクロイックプリズムと前記投射レンズとの間に配置される可動ミラーと、前記可動ミラーを動作させる駆動機構と、前記駆動機構を制御する駆動制御部と、前記スクリーン上を指し示すポインタデバイスからの照射光を前記投射レンズと前記可動ミラーと全反射ミラーとを介して受光し電気信号に変換する光電変換部と、前記光電変換部のデータから前記ポインタデバイスの指点座標を導き出す座標取得部と、前記座標取得部から指点座標を受信するポインタ表示部と、前記ポインタデバイスからの前記照射光を受光する受光部と、前記受光部からの入力光を検出する照射光解析部とを有し、前記駆動制御部は、前記照射光解析部からの前記照射光検出信号により前記可動ミラーの動作制御を行うことを特徴とする液晶プロジェクタ。
【請求項２】
前記ポインタデバイスは、赤外線発光ダイオードと、前記赤外線発光ダイオードからの前記照射光をオン、オフするスイッチとを有することを特徴とする請求項１記載の液晶プロジェクタ。
【請求項３】
前記可動ミラーは、前記照射光を反射するプレート部と、支軸部とを有し、前記支軸部を中心として回転動作を行うことを特徴とする請求項１記載の液晶プロジェクタ。
【請求項４】
前記可動ミラーは、前記プレート部に赤外線反射膜を有することを特徴とする請求項３記載の液晶プロジェクタ。
【請求項５】
前記駆動制御部は、前記ポインタデバイスの前記照射光の検出信号を前記照射光解析部から受信し、前記駆動機構を制御して前記可動ミラーの回転動作の制御を行うことを特徴とする請求項１記載の液晶プロジェクタ。
【請求項６】
前記駆動制御部は、前記照射光解析部が前記照射光を検出したとき、前記ポインタデバイスからの前記照射光を反射して前記光電変換部で受光できる位置まで前記可動ミラーを回転動作させる制御を行い、前記照射光解析部が前記照射光を検出しないとき、前記ダイクロイックプリズムと前記投射レンズとの間の光路外へ退避する位置に前記可動ミラーを回転動作させる制御を行うことを特徴とする請求項１または５記載の液晶プロジェクタ。
【請求項７】
前記受光部は、赤外線パルスを受光することを特徴とする請求項１記載の液晶プロジェクタ。
【請求項８】
前記光電変換部は、電荷結合素子を有することを特徴とする請求項１記載の液晶プロジェクタ。
【請求項９】
前記駆動機構は、駆動源と、前記可動ミラーを動作させる前記駆動源との連結機構とを有することを特徴とする請求項１または５記載の液晶プロジェクタ。
【請求項１０】
前記駆動源は、ステッピングモータ、サーボモータ、ソレノイドの何れかを有することを特徴とする請求項９記載の液晶プロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶プロジェクタに関し、特に、座標情報入力手段をもつ液晶プロジェクタの座標情報入力手段による光量低下を抑制した液晶プロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の液晶プロジェクタについて、図面を参照して説明する。
【０００３】
出力映像に一致した座標情報入力を実現するためには、液晶プロジェクタのダイクロイックプリズムの構成としては、図４に示すような構成となる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図４を参照すると、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）、青（Ｂ）の３色の光を合成する主たるダイクロイックプリズムＭと、ダイクロイックプリズムＭの前側に赤外線１０３Ｌのみを反射させる赤外線反射膜ＳＲを有する補助のダイクロイックプリズムＳとを配置して構成される。
【０００５】
なお、ダイクロイックプリズムＭとダイクロイックプリズムＳとの詳細な説明は、省略する。
【０００６】
パーソナルコンピュータと液晶プロジェクタとを用いてプレゼンテーションを行う場合、液晶パネル（図示せず）からの光画像をダイクロイックプリズムＭ、ダイクロイックプリズムＭ、投射レンズ（図示せず）を介してスクリーン１０１に投影するが、投影すると同時に、スクリーン１０１上の位置を指し示す指し棒１０２の赤外線光源１０３からの赤外線１０３Ｌは、投射レンズを透過し、ダイクロイックプリズムＳの赤外線反射膜ＳＲで反射して赤外線受光素子（図示せず）で受光され、赤外線受光素子上の受光データから座標情報を座標検出部（図示せず）により導出し、座標情報をパーソナルコンピュータに出力することにより、パーソナルコンピュータにて位置解析などを行うことができる。
【０００７】
しかし、上述の液晶パネルと投射レンズとの間の光路中にダイクロイックプリズムＭとダイクロイックプリズムＳとを設ける構成では、液晶パネルを透過してスクリーン１０１へ向かう出力光は、常に赤外線反射膜ＳＲを通るため、光の屈折に起因する出力光の減衰が起こり、スクリーン１０１上に投影する画像の明るさが低下するという問題がある。
【０００８】
なお、特許文献１に開示されている、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）、青（Ｂ）の３色の光を合成するダイクロイックプリズムＭに、外部からの赤外線１０３Ｌを赤外線受光素子に導くプリズムも兼ねるべく赤外線反射膜ＳＲを設ける構成とした場合も、上述のケースと同様に、液晶パネルを透過してスクリーン１０１へ向かう出力光は、常に赤外線反射膜ＳＲを通るため、出力光の減衰が起こり、スクリーン１０１上に投影する画像の明るさが低下することになる。
【０００９】
また、焦点調整手段を有する投射レンズと、投射レンズの焦点調整を行う焦点調整機構と、ダイクロイックプリズムと投射レンズとの間に設置される可動反射鏡手段と、スクリーンよりの反射光を可動反射光手段経由で受光する受光素子と、焦点調整機構の駆動制御を行う焦点調整制御部と、焦点調整機構の調整位置を検出する位置検出器とを設け、スクリーンに投射した画像の反射光を画像反射鏡手段経由で受光し、受光出力信号を用いて焦点位置を検出すると共に調整機構を最適焦点位置に調整制御することにより、投射レンズの焦点調整手段の自動化を図るものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００ー１８０８１７号公報
【特許文献２】
特開平１１ー１１９１８５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述ように、特許文献１記載の３色の光を合成する主たるダイクロイックプリズムと、主たるダイクロイックプリズムの前側に赤外線のみを反射させる赤外線反射膜を有する補助のダイクロイックプリズムとを配置する構成、および、３色の光を合成するダイクロイックプリズムに、外部からの赤外線を赤外線受光素子に導くプリズムも兼ねるべく赤外線反射膜を設ける構成とした技術は、液晶パネルを透過してスクリーンへ向かう出力光は、常に赤外線反射膜を通るため、光の屈折に起因する出力光の減衰が起こり、スクリーン上に投影する画像の明るさが低下するという課題がある。
【００１２】
また、特許文献２記載の投射レンズの焦点調整手段の自動化を図る技術は、投射レンズの自動焦点調整に際し、操作部より自動焦点調整モードを入力することにより、可動反射光手段を動作させており、指し棒などの外部の赤外線光源からの赤外線を直接受光することにより、外部の赤外線の発光の有無と可動反射光手段とを連動して動作させることができず、座標情報入力を行うときのみ、可動反射光手段を動作させるということはできないという課題がある。
【００１３】
本発明の発明の目的は、上記課題を解決すべく、外部の赤外線光源からの赤外線と連動して動作する可動ミラーを投射レンズとダイクロイックプリズムとの間に設け、可動ミラーにより赤外線を反射させ、外部からの赤外線を光電変換部（ＣＣＤ）で受光できるように光電変換部への光路を形成し、座標情報入力を行うときのみ、光電変換部への光路を形成すべく可動ミラーを回転動作させ、赤外線光源からの赤外線を光電変換部へ入力することができ、座標情報入力時以外のときにおける光量低下を抑制した液晶プロジェクタを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶プロジェクタは、光源と、映像信号が入力され光源からの光で照明される液晶パネルと、液晶パネルを透過した３原色の光を合成するダイクロイックプリズムと、液晶パネルに表示される映像をスクリーン上に投射する投射レンズと、ダイクロイックプリズムと投射レンズとの間に配置される可動ミラーと、可動ミラーを動作させる駆動機構と、駆動機構を制御する駆動制御部と、スクリーン上を指し示すポインタデバイスからの照射光を投射レンズと可動ミラーと全反射ミラーとを介して受光し電気信号に変換する光電変換部と、光電変換部のデータからポインタデバイスの指点座標を導き出す座標取得部と、座標取得部から指点座標を受信するポインタ表示部と、ポインタデバイスからの照射光を受光する受光部と、受光部からの入力光を検出する照射光解析部とを有し、駆動制御部は、照射光解析部からの照射光検出信号により可動ミラーの動作制御を行うことを特徴とする。
【００１５】
ポインタデバイスは、赤外線発光ダイオードと、赤外線発光ダイオードからの照射光をオン、オフするスイッチとを有することを特徴とする。
【００１６】
可動ミラーは、照射光を反射するプレート部と、支軸部とを有し、支軸部を中心として回転動作を行うことを特徴とする。
【００１７】
可動ミラーは、プレート部に赤外線反射膜を有することを特徴とする。
【００１８】
駆動制御部は、ポインタデバイスの照射光の検出信号を照射光解析部から受信し、駆動機構を制御して可動ミラーの回転動作の制御を行うことを特徴とする。
【００１９】
駆動制御部は、照射光解析部が照射光を検出したとき、ポインタデバイスからの照射光を反射して光電変換部で受光できる位置まで可動ミラーを回転動作させる制御を行い、照射光解析部が照射光を検出しないとき、ダイクロイックプリズムと投射レンズとの間の光路外へ退避する位置に可動ミラーを回転動作させる制御を行うことを特徴とする。
【００２０】
受光部は、赤外線パルスを受光することを特徴とする。
【００２１】
光電変換部は、電荷結合素子を有することを特徴とする。
【００２２】
駆動機構は、駆動源と、可動ミラーを動作させる駆動源との連結機構とを有することを特徴とする。
【００２３】
駆動源は、ステッピングモータ、サーボモータ、ソレノイドの何れかを有することを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の液晶プロジェクタの一実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は、本発明の液晶プロジェクタ１の一実施の形態を示す概略構成図である。
【００２６】
図１を参照すると、液晶プロジェクタ１は、ランプ光源１１と、映像信号が入力され光源１１からの光で照明されるクプリズム１３と、液晶パネル１２に表示される映像をスクリーン４１上に投射する投射レンズ１４と、ダイクロイックプリズム１３と投射レンズ１４との間に配置され、赤外線反射膜３４ａを有するプレート部３４１と支軸部３４２とで構成され、支軸部３４２を中心として回転動作を行う可動ミラー３４と、可動ミラー３４を動作させる駆動機構３３と、駆動機構３３を制御する駆動制御部３９と、スクリーン４１上を指し示す赤外線発光ダイオード２１と赤外線発光ダイオード２１をオン、オフするスイッチ２２とを有するポインタデバイス２０からの赤外線パルスを投射レンズ１４と可動ミラー３４と全反射ミラー３５とを経由して受光し電気信号に変換する電荷結合素子（ＣＣＤ）を有する光電変換部３６と、光電変換部３６のデータからポインタデバイス２０の指点座標を導き出す座標取得部３７と、座標取得部３７から指点座標を受信するポインタ表示部３８と、ポインタデバイス２０からの赤外線パルスを受光する赤外線パルス受光部３１と、赤外線パルス受光部３１から入力される赤外線パルスを検出して赤外線発光ダイオード２１のオン、オフを解析する赤外線パルス解析部３２とで構成され、駆動制御部３９は、赤外線パルス解析部３２からの出力信号により可動ミラー３４の動作制御を行うよう構成される。
【００２７】
略示する駆動機構３３は、可動ミラー３４を回転動作させるステッピングモータ、サーボモータ、ソレノイドの何れかの駆動源（図示せず）と、駆動源と可動ミラー３４との連結機構（図示せず）とで構成される。
【００２８】
次に、上述のように構成された液晶プロジェクタ１の動作について、図面を参照して説明する。
【００２９】
図２、図３は、可動ミラー３４の動作を説明するための図である。
【００３０】
図２、図３、および、図１を参照すると、液晶パネル１２には、入力された映像が表示され、ダイクロイックプリズム１３、投射レンズ１４を介してスクリーン４１上に映像が投射される。
【００３１】
そのとき、ユーザーがスクリーン４１上の映像の任意の箇所をポイント指示して、ポインタデバイス２０の先端部に設けられた赤外線発光ダイオード２１の発光をオン、オフするスイッチ２２をオンにすると、赤外線発光ダイオード２１から赤外線（赤外線パルス）２１Ｌが照射される。
【００３２】
照射された赤外線パルスは、赤外線パルス受光部３１で受光され、赤外線パルス受光部３１から出力されて赤外線パルス解析部３２に入力される。
【００３３】
なお、赤外線発光ダイオード２１と赤外線パルス受光部３１との基本構成、機能は、パーソナルコンピュータ、家電機器などで一般的に使用されている赤外線リモートコントローラと同一である。
【００３４】
赤外線パルス解析部３２は、赤外線パルス受光部３１から入力された赤外線パルスにより、ポインタデバイス２０のスイッチ２２がオン状態であることを検出し、スイッチ２２がオン状態であることを示す信号を駆動制御部３９に送信する。
【００３５】
駆動制御部３９は、スイッチ２２のオン状態の信号を受信すると、駆動機構３３を制御して、ポインタデバイス２０からの赤外線２１Ｌが投射レンズ１４を通って可動ミラー３４の赤外線反射膜３４ａで反射した後、全反射ミラー３５を通って光電変換部３６で受光できる位置まで可動ミラー３４を回転動作させる制御を行う（可動ミラー３４を、図２の状態から図３の状態に回転動作させる）。
【００３６】
可動ミラー３４が図３の状態になると、ポインタデバイス２０からの赤外線２１Ｌは、投射レンズ１４と可動ミラー３４と全反射ミラー３５とを経由して、光電変換部（ＣＣＤ）３６で受光され、光電変換部３６は、受光した光信号を電気信号に変換し、変換した電気信号データを光電変換部３６から座標取得部３７へ送信し、座標取得部３７は、受信データからポインタデバイス２０の映像上の指点位置座標を導き出し、ポインタ表示部３８、或いは、外部のパーソナルコンピュータ（図示せず）へ送信する。
【００３７】
ここで、詳細な図示をしない駆動機構３３について、簡単に説明する。
【００３８】
いま、駆動源としてステッピングモータを用いた場合、ステッピングモータの回転駆動力を可動ミラー３４の支軸部３４２に伝達するための連結機構は、例えば、ステッピングモータのシャフト（図示せず）と支軸部３４２とを連結するカップリング機構とするか、或いは、ステッピングモータのシャフトと支軸部３４２とに各々ギアを設け、ギアを介して回転駆動力を支軸部３４２に伝達する機構とする。
【００３９】
駆動制御部３９により、可動ミラー３４の所定回転角度に対応するステッピングモータの発生パルス数を制御することで、可動ミラー３４の回転制御を行うことになる。
【００４０】
なお、図２、３において、可動ミラー３４が水平になる方向（支軸部３４２を中心として左回転方向のモーメントが働く方向）に付勢力を与えるスプリング（図示せず）を設ける構成として、座標情報入力を行うとき以外の通常時における可動ミラー３４の位置を一層確実に決定できることになる。
【００４１】
次に、ユーザーがスイッチ２２をオフにし、スクリーン４１上の映像の任意の箇所のポイント指示を行わないときの動作について説明する。
【００４２】
スイッチ２２をオフにすると、赤外線発光ダイオード２１から赤外線２１Ｌの発光がなくなり、赤外線パルス受光部３１は、赤外線２１Ｌが受光されず、赤外線パルス解析部３２は、赤外線パルス受光部３１からの入力信号が無くなるが、このとき、ポインタデバイス２０のスイッチ２２がオフ状態であることを検出し、スイッチ２２がオフ状態であることを示す信号を駆動制御部３９に送信する。
【００４３】
駆動制御部３９は、スイッチ２２がオフ状態であることを示す信号を受信すると、駆動機構３３を制御して、ダイクロイックプリズム１３と投射レンズ１４との間の光路外へ退避する位置に可動ミラー３４を回転動作させる制御を行う（可動ミラー３４を、図３の状態から図２の状態に回転動作させる）。
【００４４】
図２の状態において、液晶パネル１２に入力された映像が表示され、ダイクロイックプリズム１３、投射レンズ１４を介してスクリーン４１上に映像が投射されるが、可動ミラー３４は、ダイクロイックプリズム１３と投射レンズ１４との間の光路から退避する位置にあり、液晶パネル１２を透過してスクリーン４１へ向かう出力光は、減衰が起こらず、スクリーン４１上に投影する映像の明るさが低下することを防止できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の液晶プロジェクタは、ポインタデバイスの赤外線発光ダイオードからの赤外線と連動して動作する可動ミラーを投射レンズとダイクロイックプリズムとの間に設け、可動ミラーにより赤外線を反射させ、外部からの赤外線を光電変換部で受光できるように光電変換部への光路を形成する構成として、座標情報入力を行うときのみ、光電変換部への光路を形成すべく可動ミラーを回転動作させ、赤外線発光ダイオードからの赤外線を光電変換部へ入力することができ、座標情報入力時以外におけるスクリーンへの投射光量の低下を抑制することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶プロジェクタの一実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】可動ミラーの動作を説明するための図である。
【図３】可動ミラーの動作を説明するための図である。
【図４】従来の液晶プロジェクタのダイクロイックプリズムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１    液晶プロジェクタ
１１    光源
１２    液晶パネル
１３    ダイクロイックプリズム
１４    投射レンズ
２０    ポインタデバイス
２１    赤外線発光ダイオード
２１Ｌ    赤外線
２２    スイッチ
３１    赤外線パルス受光部
３２    赤外線パルス解析部
３３    駆動機構
３４    可動ミラー
３４ａ    赤外線反射膜
３４１    プレート部
３４２    支軸部
３５    全反射ミラー
３６    光電変換部
３７    座標取得部
３８    ポインタ表示部
３９    駆動制御部
４１、１０１    スクリーン
１０２    指し棒
１０３    赤外線光源
１０３Ｌ    赤外線
Ｍ、Ｓ    ダイクロイックプリズム
ＳＲ    赤外線反射膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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