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JP4620909B2 - Image input / output device - Google Patents

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JP4620909B2
JP4620909B2 JP2001225816A JP2001225816A JP4620909B2 JP 4620909 B2 JP4620909 B2 JP 4620909B2 JP 2001225816 A JP2001225816 A JP 2001225816A JP 2001225816 A JP2001225816 A JP 2001225816A JP 4620909 B2 JP4620909 B2 JP 4620909B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
image input
lens system
screen
output
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2001225816A
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Japanese (ja)
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JP2003044839A (en
Inventor
秀雄 原
文明 小泉
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.)
Nitto Optical Co Ltd
Original Assignee
Nitto Optical Co Ltd
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.)
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Publication date
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B11/00Filters or other obturators specially adapted for photographic purposes
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
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    • G03B17/54Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor adapted for combination with other photographic or optical apparatus with projector
    • GPHYSICS
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  • Studio Devices (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Image Input (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像情報の入力および出力可能な装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
プロジェクタ(データプロジェクタ)は、プレゼンテーションに欠かせないツールとなっている。図3にデータプロジェクタ90の一例を示してある。このプロジェクタ90は、画像表示素子としてLCoS(Liquid Crystal on Silicon)と呼ばれる反射型の液晶パネル(ライトバルブ)4と、超高圧水銀ランプなどからなる光源7とを備えている。光源7からの照明光71は、インテグレータ8で断面分布の均一化が図られ、その後、偏光変換素子9でS偏光に揃えられて偏光ビームスプリッタ(以下、PBS)5に入射する。ここで照明光71はS偏光なので、PBS5内の偏光分離面5aで入射方向に対して90度の方向に反射し、画像表示素子であるLCoS4に到達する。このLCoS4は、パーソナルコンピュータなどのホスト装置(ホストPC)80から供給された画像データφ1を受信した画像出力制御装置6により制御され、照明光71を画素単位でオンオフする。したがって、LCoS4で反射された光束71には画像情報φ1が付与されており、さらに、光束71はP偏光となる。このため、再びPBS5内の偏光分離面5aに到達した光束71は、偏光方向がSからPへと透過の方向に切り替えられているので分離面5aを透過し、投射レンズシステム2を介してスクリーン10へ投射される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
プロジェクタ90を用いることにより、プレゼンテーションあるいは会議などにおいては、事前に用意した画像情報φ1をスクリーン10に表示できるので、資料を参加者に対して同時に見せることができ、それに基づいて説明や議論を行えるので非常に便利である。
【0004】
しかしながら、プレゼンテーションされた資料に対して、その場で質問が出されて協議したり、会議で資料に基づき打ち合わせたりした際に、その内容や結論はメモ書きして記憶する必要がある。さらに討論の内容を参加者全員が分かるようにするには、画像を表示しているスクリーンとは別にホワイトボード等にメモ書きする作業が必要である。たとえば、記録を行う担当者を配置し、文章やフリーハンドの図などにより、協議内容をホワイトボードなどに記録することが行われている。そして、担当者が会議やプレゼンテーションが終了した後、この手書きの内容を整理して議事録などを作成して配布することになる。
【0005】
この際、記録した内容と、プレゼンテーションに用いられた画像や図表とをリンクさせようとすると、担当者が画像や図表を作成し直して、記録した内容を盛り込む必要があるが、非常に手間のかかる作業となる。また、作成し直した資料には誤りが入り込む確率も高くなる。
【0006】
このため、本発明においては、プロジェクタやOHPなどで画像をスクリーンに表示しながら説明あるいは議論を行ったときに、その過程を画像と共に一括して記録することができる装置を提供することを目的としている。そして、上述したような議事録を作り直したりする手間をかけずに、プレゼンテーションの内容や、会議の内容を記録することができる装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明においては、レンズシステムと、このレンズシステムを介してスクリーンに画像を投影可能な画像出力手段と、レンズシステムを介してスクリーンの画像を取得可能な画像入力手段とを有する画像入出力装置を提供する。すなわち、本発明においては、プロジェクタあるいはOHPなどの画像を投射する装置における投射レンズは撮影レンズとしても機能することに本願の発明者らは着目し、レンズシステムに対してスクリーンの共役面として画像を形成する面と、画像を取得する面とを設けることにより、同一の装置により画像を投射すると共に画像を入力することができる装置を開発した。
【0008】
この画像入出力装置は、さらに、画像出力手段からの光束をレンズシステムに導き、レンズシステムからの光束を前記画像入力手段に導くビームスプリッタを有し、画像出力手段は、光源と、光源からの光を第1の偏光方向に揃える偏光変換素子と、偏光変換素子により揃えられた第1の偏光方向の光束を画像データに基づき変調する反射型の変調手段とを備え、ビームスプリッタは、第1の方向から入力された、偏光変化素子により揃えられた第1の偏光方向の光束を第1の方向に対し90度方向の第2の方向に出力して反射型の変調手段に導き、第2の方向から入力された反射型の変調手段により変調された光束を第2の方向に対し180度方向の第3の方向に出力してレンズシステムに導き、第3の方向から入力された前記レンズシステムからの光束を第1の方向に対し180度方向の第4の方向に出力して画像入力手段に導く。また、画像出力手段の画像を形成する面と、画像入力手段の画像を取得する面とが、レンズシステムに対しスクリーンと共役な面となるので、スクリーンに対して画像を鮮明に投射するようなレンズシステムを採用し、画像の投射位置や、焦点距離を合わせるなどの調整を行うことにより、スクリーンに投射された画像を画像入力手段の画像を取得する面の所定の領域に、鮮明に結像することができる。したがって、投射された画像以外にスクリーンに追記された情報も画像と同様に画像入力手段で、鮮明な画像として取得することが可能となる。そして、画像入力手段では、画像出力手段で出力した画像情報も取得できるので、スクリーンに投射された画像にリンクさせて、そこに付加情報が追加された画像情報を外界からの画像情報として取り込むことができる。したがって、上述したようなプレゼンテーションや会議などの状況では、本発明の画像入出力装置によりスクリーンに表示された画像情報に対し、外界から付加された画像情報を、手間を掛けずに簡単に、そして表示された画像情報とリンクして確実に取得することが可能である。さらに、画像の入出力に対しレンズシステムなどが共通になるので、コストアップを抑えることが可能であり、低コストで多機能な画像入出力装置を提供できる。

【0009】
すなわち、一般的なプロジェクタやOHPは、事前に用意した情報を一方的に流すだけの機器であるのに対し、本発明の画像入出力装置は、情報の双方向の流れを作ることができる新しい装置である。
【0010】
画像出力手段は、光源と、この光源から照射される光束を画像データに基づき変調可能な変調手段とを備えたプロジェクタタイプのものである。たとえば、パーソナルコンピュータから画像データを受信して画像出力手段でスクリーン上に投射し、スクリーン上で付加された情報を含めて画像入力手段で画像データとして取得し、パーソナルコンピュータに送信あるいはフィードバックすることが可能となる。

【0011】
また、画像入力手段に、取得した画像データを記録する手段を設けることも有効である。本発明の画像入出力装置をスタンドアロンの装置として利用する場合に適している。記録する手段としてはハードディスクなどの、デジタルデータとして取得した画像データを記憶するものであっても良い。記録用紙に画像データを記録する手段であれば、プレゼンテーションあるいは会議などでスクリーンに投射した画像に基づき応答した内容をその場でメモなどとして出力できる。
【0012】
さらに、画像入力手段が、取得した画像データをモニターに出力する手段を備えていれば、画像入力手段が取得している画像データを随時モニターできる。また、画像入力手段において、画像データを取得するための光学素子としては、現状ではCCDやCMOSなどの撮像素子が、コストおよび性能の点で最も適している。
【0013】
画像出力手段からの画像を投射するための光束をレンズシステムに導き、レンズシステムからの画像を取得するための光束を画像入手力手段に導く光学素子を偏光板と共に採用することにより、画像出力手段と画像入力手段とをほぼ完全にセパレートすることが可能である。したがって、それぞれの手段に適した部品や光学素子を採用できるので、レンズシステムを共用する装置として画像出力手段および画像入力手段を最適化でき、画像出力および画像入力の性能を向上できると共にコストも低減できる。

【0014】
光学素子は、ビームスプリッタである。
【0015】
本発明の画像入出力装置は、スクリーンを別体にして、スクリーンの前方あるいは後方に配置できるものでも良いし、さらには、スクリーンと一体にしてレンズシステムがスクリーンの背面に配置されている画像入出力装置としても提供できる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照してさらに説明する。図1に、本発明の実施の形態に係る画像入出力装置の概要を示してある。この画像入出力装置1は、スクリーン10と対峙したレンズシステム2と、このレンズシステム2を介してスクリーン10に画像を投影する画像出力部20と、レンズシステム2を介してスクリーン10の画像を取得する画像入力部30とを有している。画像出力部20は、先に図3に基づき説明したプロジェクタと同様の構成であり、超高圧水銀ランプなどからなる光源7と、この光源7からの照射光(光束)71の断面方向の分布の均一化を図るインテグレータ8と、この光束71をS偏光に揃える偏光変換素子9と、S偏光に揃えられた光束71がPBS5の偏光分離面5aで反射されるほぼ90度の方向に配置されたLCoS4を備えている。さらに、画像出力部20は、ホストPC80から画像データφ1を受信してLCoS4を制御し、入射光束71をドット(画素)単位で変調する画像出力制御装置6を備えている。したがって、光源7からの光71は、LCoS4に至り、このLCoS4で反射される際に変調され、所望の画像情報φ1が付与され、P偏光となってPBS5を透過し、投射レンズ(レンズシステム)2を介してスクリーン10へ投射される。
【0017】
画像入力部30は、レンズシステム2を介して取得され、PBS5で分離された入射光束73に含まれる画像をデジタルデータの画像データφ2に変換する撮像素子(CCDまたはCMOS)3と、画像データφ2をモニターできるLCD(モニター)32と、画像データφ2を記録用紙35に出力できるプリンタ33を備えている。さらに、画像データφ2をモニター32やプリンタ33に適したフォーマットなどに変換する機能などを持つ画像入力制御部31を備えており、この画像入力制御部31からホストPC80に対しても撮像素子3で得られた画像データφ2を送信できるようになっている。
【0018】
さらに、本例の画像入出力装置1においては、PBS5を透過して出射される光束71はP偏光であり、レンズシステム2を透過してPBS5により撮像素子3の方向に導かれる撮像に関与する光束73の偏光はS偏光となる。したがって、スクリーン10の散乱特性に偏光保持性がある場合には、レンズシステム2とPBS5との間の光路に、1/4波長板などの偏光板13を挿入し撮像性能を改善している。
【0019】
本例では、撮像素子3が、画像出力部20のLCoS4が貼り付けられているPBS5の面5bとは異なる面、すなわち、照射光71が入射する面5cと対向する面5dに配置されている。したがって、PBS5は、画像出力部20から出射された画像を投射するための光束71をレンズシステム2に導き、その一方で、レンズシステム2を介して入力された画像を取得するための光束73を画像入力部30に導く光学素子として機能する。そして、LCoS4および撮像素子3が、レンズシステム2に対しスクリーン10と共役な面となる。したがって、レンズシステム2は、画像出力部20に対しては変調された光束71をスクリーン10に投射あるいは投影するレンズとして機能し、画像入力部30に対してはスクリーン10からの入射光束73を撮像素子3に導く撮影レンズとして機能する。そして、LCoS4および撮像素子3がスクリーン10に対して共役な位置となるように調整されている。このため、スクリーン10に投射しようとする画像が鮮明に映し出されるように画像入出力装置1の向きや高さを調整したり、レンズシステム2の焦点距離(ズーム)を調整することにより、スクリーン10に投射あるいは形成された画像を撮像素子3に鮮明に結像させることができる。
【0020】
したがって、画像入力部30においては、画像出力部20のLCoS4により変調しスクリーン10に投影したオリジナルの画像情報φ1に加えて、スクリーン10の上に付加された情報も含む画像情報φ2を取得することが可能となる。このため、例えば、画像出力部20で画像をホワイトボードなどをスクリーン10として、それに投射しながらプレゼンテーションを行っている最中に、ホワイトボードに書き込まれた内容を、ホワイトボードに投射している情報とリンクさせて、1つの画像情報φ2として取得することができる。そして、その取得された情報φ2は、モニター32に表示したり、プリンタ33から記録用紙35に出力したり、ホストPC80に出力することができる。さらには、画像入力部30にハードディスク装置などの記憶装置36を設けて画像データφ2を記憶するようにしても良い。
【0021】
このように、本例の画像入出力装置1は、基本的な構成は、図3で示した従来のプロジェクタとほぼ同じであるが、所望のオリジナルの画像情報φ1を映し出すだけでなく、外界、すなわち、スクリーン10に表示あるいは書き込まれた画像情報φ2を読み込むことができる。したがって、例えば、スクリーン10にホワイトボードを兼ねたものを用いることで、プレゼンテーション中にされる協議の内容や結論を、画像情報φ1が表示されているスクリーン10上に書き加えることで、プレゼンテーションに用いられた画像や図表と共に自動的に読込むことができる。このため、プレゼンテーションや会議のときの記録作業を簡単に、そして確実に行うことができる。したがって、本例の画像入出力装置1は、プロジェクタのように画像を一方的に投射するだけでなく、また、カメラのように情報を一方的に撮影するだけでなく、画像情報を双方向で取り扱いできる装置となる。したがって、上記のようにプレゼンテーションや会議などのコミュニケーションツールとして好適なものである。
【0022】
また、上述したようにレンズシステム2が投射レンズおよび撮影レンズを兼ねるため、低コストで、プロジェクタのように画像を出力する機能と画像を入力する機能を備えた装置を実現できる。さらに、レンズシステム2を共用するために、PBS5により画像出力部20からの出射光71をレンズシステム2に導き、また、レンズシステム2からの入射光73を画像入力部30に導いている。したがって、画像出力部20および画像入力部30は、各々が独立した構成を採用することが可能であり、それぞれの構成を最適化して高性能で低コストな画像入出力装置1を提供できる。
【0023】
さらに、図2に示す画像入出力装置1のように、PBS5とレンズシステム2の間にPBS12を配置し、スクリーン10から入力された光73をPBS12で90度折り曲げて画像入力部30の撮像素子(CCD)3に導くようにすることも可能である。このように、PBS5および12と偏光板13といった偏光分離素子を配置することにより、画像出力部20の光源7から出射される光束71の方向から、画像入力部30の撮像素子3を外すことが可能となる。したがって、光源7からの照明光71がPBS5から漏れてノイズ光となり、それが撮像素子3に入るのを防止することができる。
【0024】
また、図2に示した画像入出力装置1は、スクリーン10が一体となったものであり、そのスクリーン10に対しレンズシステム2を背面に設置し、背面から画像出力手段による画像を投射すると共に、背面からスクリーン10に投影または書き込まれた文字情報などを画像情報と共に取得することができる。もちろん、図1に示した画像入出力装置1のように、スクリーン10を別体として提供し、スクリーン10の正面から画像を投射し、正面からスクリーン10の画像を読み込むことも可能である。また、これらの例の画像入出力装置1では、モニター32およびプリンタ33などの投射した画像をその場で出力できる装置が内蔵されているが、ホストPC80に取得した画像データを確認したり、ホストPC80を経由してローカルあるいはネットワークを介して接続されたプリンタなどの周辺機器から取得した画像データを出力することも可能である。
【0025】
このように、本発明の画像入出力装置では、プロジェクタにより表示された画像情報に、外界から付加された画像情報を、手間を掛けずに、記録作業が簡単にそして確実に行うことができる。したがって、本発明の画像入出力装置を1台と、ホワイトボードを兼ねるスクリーンが1枚あれば、プレゼンテーション画面の投射は言うにおよばず、プレゼンテーション中に協議した内容の手書きメモまでプレゼンテーション画像と共に記録できるので、プレゼンテーションや会議終了後に議事録などを作成する際に、誤りが入り込む確率を大幅に低減することが可能となる。
【0026】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の画像入出力装置では、レンズシステムを、画像出力手段で変調された光束をスクリーンに投射する投射レンズとして使用すると共に、画像入力手段でスクリーン上に表示されている画像情報を取得するための撮像レンズとしても使用している。したがって、本発明の画像入出力装置を用いることにより、予め準備された画像情報に加え、スクリーン上で追加された情報を含む画像情報を外界からの画像情報として、逆のルートで取り込むことができる。このため、プレゼンテーションなどにおいて表示した画像データと、そのときにスクリーン上に追加された情報とをリンクして取得あるいは記録することができる付加価値の高い画像入出力装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像入出力装置の概略構成を示す図である。
【図2】上記と異なる画像入出力装置の概略構成を示す図である。
【図3】一般的なプロジェクタの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
1 画像入出力装置
2 投射レンズ
3 撮像素子(CCDまたはCMOS)
4 画像形成装置(画像表示素子、LCoS)
5、12 偏光ビームスプリッタ(PBS)
5a 偏光ビームスプリッタの偏光分離面
7 光源
8 インテグレータ
9 偏光変換素子
10 スクリーン
13 偏光板
20 画像出力部
30 画像入力部
φ1、φ2 画像情報
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus capable of inputting and outputting image information.
[0002]
[Prior art]
Projectors (data projectors) are indispensable tools for presentations. An example of the data projector 90 is shown in FIG. The projector 90 includes a reflective liquid crystal panel (light valve) 4 called LCoS (Liquid Crystal on Silicon) as an image display element, and a light source 7 composed of an ultrahigh pressure mercury lamp. Illumination light 71 from the light source 7 is made uniform in cross-sectional distribution by the integrator 8, and then is made to be S-polarized light by the polarization conversion element 9 and enters a polarization beam splitter (hereinafter, PBS) 5. Here, since the illumination light 71 is S-polarized light, it is reflected by the polarization separation surface 5a in the PBS 5 in a direction of 90 degrees with respect to the incident direction, and reaches the LCoS4 that is an image display element. The LCoS 4 is controlled by the image output control device 6 that has received the image data φ1 supplied from a host device (host PC) 80 such as a personal computer, and turns on and off the illumination light 71 in units of pixels. Therefore, the image information φ1 is given to the light beam 71 reflected by the LCoS4, and the light beam 71 becomes P-polarized light. For this reason, the light beam 71 that has again reached the polarization separation surface 5a in the PBS 5 is transmitted through the separation surface 5a because the polarization direction is switched from S to P and transmitted through the projection lens system 2. 10 is projected.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By using the projector 90, image information φ1 prepared in advance can be displayed on the screen 10 in a presentation or a meeting, so that the materials can be shown to the participants at the same time, and explanations and discussions can be made based on the information. So it is very convenient.
[0004]
However, it is necessary to write down and memorize the contents and conclusions of the presented materials when questions are given on the spot for discussion or when meetings are held based on the materials. Furthermore, in order for all participants to understand the contents of the discussion, it is necessary to write down notes on a whiteboard or the like separately from the screen displaying the images. For example, a person in charge of recording is arranged, and the contents of the discussion are recorded on a whiteboard or the like by means of sentences or freehand drawings. Then, after the person in charge finishes the meeting or the presentation, the handwritten contents are organized and the minutes are created and distributed.
[0005]
At this time, if you try to link the recorded contents with the images and charts used in the presentation, the person in charge needs to recreate the images and charts and include the recorded contents. This is an operation. In addition, there is a high probability that an error will occur in the re-created material.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide an apparatus capable of recording the process together with an image when an explanation or discussion is performed while displaying the image on a screen with a projector or an OHP. Yes. And it aims at providing the apparatus which can record the content of a presentation, and the content of a meeting, without taking the effort which recreates the minutes as mentioned above.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in the present invention, an image input / output having a lens system, an image output means capable of projecting an image onto the screen via the lens system, and an image input means capable of obtaining an image on the screen via the lens system. Providing equipment. That is, in the present invention, the inventors of the present application pay attention to the fact that the projection lens in an apparatus for projecting an image such as a projector or an OHP also functions as a photographic lens, and the image is displayed as a conjugate plane of the screen to the lens system. By providing a surface to be formed and a surface to acquire an image, an apparatus capable of projecting an image and inputting an image by the same apparatus has been developed.
[0008]
The image input / output device further includes a beam splitter that guides the light flux from the image output means to the lens system and guides the light flux from the lens system to the image input means. The image output means includes a light source and a light source from the light source. A polarization conversion element that aligns the light in the first polarization direction; and reflection-type modulation means that modulates the light beam in the first polarization direction aligned by the polarization conversion element based on image data. A light beam having a first polarization direction aligned by the polarization changing element is output in a second direction 90 degrees with respect to the first direction and is guided to the reflection type modulation means. The light beam modulated by the reflection type modulation means input from the direction of the lens is output in a third direction 180 degrees with respect to the second direction, guided to the lens system, and the lens system input from the third direction. The light beam from beam is output to the fourth direction of the first 180-degree direction to the direction leading to the image input unit. In addition, the surface of the image output unit that forms the image and the surface of the image input unit that acquires the image are conjugate to the screen for the lens system, so that the image is projected clearly on the screen. By adopting a lens system and making adjustments such as adjusting the image projection position and focal length, the image projected on the screen is clearly imaged in a predetermined area on the surface from which the image input means obtains the image. can do. Therefore, in addition to the projected image, information added to the screen can be acquired as a clear image by the image input means as with the image. Since the image input means can also acquire the image information output by the image output means, the image information linked with the image projected on the screen and added with the additional information is captured as image information from the outside world. Can do. Therefore, in a situation such as a presentation or a meeting as described above, image information added from the outside world can be easily added to the image information displayed on the screen by the image input / output device of the present invention, and without trouble. It is possible to reliably acquire the information linked with the displayed image information. Furthermore, since a lens system and the like are shared for image input / output, it is possible to suppress an increase in cost, and a low-cost and multifunctional image input / output device can be provided.

[0009]
That is, a general projector or OHP is a device that unilaterally flows information prepared in advance, whereas the image input / output device of the present invention is a new device that can create a bidirectional flow of information. Device.
[0010]
The image output means is of a projector type including a light source and a modulation means capable of modulating a light beam emitted from the light source based on image data. For example, image data is received from a personal computer, projected on a screen by an image output means, acquired as image data by an image input means including information added on the screen, and transmitted or fed back to the personal computer. It becomes possible.

[0011]
It is also effective to provide a means for recording the acquired image data in the image input means. This is suitable when the image input / output device of the present invention is used as a stand-alone device. As a recording means, image data acquired as digital data, such as a hard disk, may be stored. If it is a means for recording image data on a recording sheet, the response contents based on the image projected on the screen at a presentation or a meeting can be output as a memo on the spot.
[0012]
Furthermore, if the image input means includes means for outputting the acquired image data to the monitor, the image data acquired by the image input means can be monitored at any time. In addition, as an optical element for acquiring image data in the image input means, at present, an imaging element such as a CCD or a CMOS is most suitable in terms of cost and performance.
[0013]
By adopting an optical element that guides the luminous flux for projecting the image from the image output means to the lens system and guides the luminous flux for obtaining the image from the lens system to the image acquisition power means together with the polarizing plate, the image output means And the image input means can be separated almost completely. Therefore, since components and optical elements suitable for each means can be adopted, the image output means and the image input means can be optimized as a device sharing the lens system, and the performance of image output and image input can be improved and the cost can be reduced. can Ru.

[0014]
The optical element is a beam splitter.
[0015]
The image input / output device of the present invention may be one that can be placed in front of or behind the screen with a separate screen. Further, the image input / output device is integrated with the screen and the lens system is placed on the back of the screen. It can also be provided as an output device.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Further description will be given below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of an image input / output device according to an embodiment of the present invention. The image input / output device 1 acquires a lens system 2 facing the screen 10, an image output unit 20 that projects an image onto the screen 10 via the lens system 2, and an image of the screen 10 via the lens system 2. And an image input unit 30. The image output unit 20 has the same configuration as that of the projector described above with reference to FIG. 3, and the distribution of the distribution in the cross-sectional direction of the light source 7 composed of an ultrahigh pressure mercury lamp and the irradiation light (light beam) 71 from the light source 7. The integrator 8 for homogenization, the polarization conversion element 9 that aligns the light beam 71 with S-polarized light, and the light beam 71 aligned with S-polarized light are arranged in a direction of approximately 90 degrees that is reflected by the polarization separation surface 5a of the PBS 5. LCoS4 is provided. Further, the image output unit 20 includes an image output control device 6 that receives the image data φ1 from the host PC 80, controls the LCoS4, and modulates the incident light beam 71 in units of dots (pixels). Therefore, the light 71 from the light source 7 reaches the LCoS4, and is modulated when reflected by the LCoS4, is provided with desired image information φ1, is converted to P-polarized light, passes through the PBS 5, and is a projection lens (lens system). 2 is projected onto the screen 10.
[0017]
The image input unit 30 includes an imaging element (CCD or CMOS) 3 that converts an image included in the incident light beam 73 acquired through the lens system 2 and separated by the PBS 5 into image data φ2 of digital data, and image data φ2. An LCD (monitor) 32 and a printer 33 capable of outputting the image data φ2 to the recording paper 35. Furthermore, an image input control unit 31 having a function of converting the image data φ2 into a format suitable for the monitor 32 and the printer 33 is provided. The obtained image data φ2 can be transmitted.
[0018]
Furthermore, in the image input / output device 1 of the present example, the light beam 71 transmitted through the PBS 5 is P-polarized light, and is involved in the imaging transmitted through the lens system 2 and guided in the direction of the image sensor 3 by the PBS 5. The polarized light of the light beam 73 is S-polarized light. Therefore, when the scattering characteristic of the screen 10 has polarization maintaining property, the polarizing plate 13 such as a quarter wavelength plate is inserted in the optical path between the lens system 2 and the PBS 5 to improve the imaging performance.
[0019]
In this example, the imaging device 3 is disposed on a surface different from the surface 5b of the PBS 5 to which the LCoS 4 of the image output unit 20 is attached, that is, the surface 5d facing the surface 5c on which the irradiation light 71 is incident. . Accordingly, the PBS 5 guides the light beam 71 for projecting the image emitted from the image output unit 20 to the lens system 2, while the light beam 73 for acquiring the image input through the lens system 2. It functions as an optical element that leads to the image input unit 30. The LCoS 4 and the image sensor 3 are surfaces that are conjugate with the screen 10 with respect to the lens system 2. Therefore, the lens system 2 functions as a lens that projects or projects the modulated light beam 71 on the screen 10 for the image output unit 20, and images the incident light beam 73 from the screen 10 for the image input unit 30. It functions as a photographic lens that leads to the element 3. The LCoS 4 and the image sensor 3 are adjusted so as to be in a conjugate position with respect to the screen 10. For this reason, the screen 10 is adjusted by adjusting the orientation and height of the image input / output device 1 so that the image to be projected on the screen 10 is clearly displayed, or by adjusting the focal length (zoom) of the lens system 2. The image projected or formed on the imaging element 3 can be clearly imaged.
[0020]
Therefore, the image input unit 30 acquires image information φ2 including information added on the screen 10 in addition to the original image information φ1 modulated by the LCoS4 of the image output unit 20 and projected onto the screen 10. Is possible. For this reason, for example, the information output on the whiteboard during the presentation while the image output unit 20 performs the presentation while projecting the image on the whiteboard or the like as the screen 10. Can be acquired as one piece of image information φ2. The acquired information φ2 can be displayed on the monitor 32, output from the printer 33 to the recording paper 35, or output to the host PC 80. Further, a storage device 36 such as a hard disk device may be provided in the image input unit 30 to store the image data φ2.
[0021]
As described above, the basic configuration of the image input / output device 1 of the present example is almost the same as that of the conventional projector shown in FIG. 3, but not only the desired original image information φ1 is displayed, but also the outside world, That is, the image information φ2 displayed or written on the screen 10 can be read. Therefore, for example, by using the screen 10 that also serves as a whiteboard, the contents and conclusions of the discussion during the presentation are added to the screen 10 on which the image information φ1 is displayed, and used for the presentation. It can be automatically read with images and charts. For this reason, the recording work at the time of a presentation or a meeting can be performed easily and reliably. Therefore, the image input / output device 1 of this example not only projects the image unilaterally like a projector, but also captures image information bidirectionally, as well as shooting information unilaterally like a camera. It becomes a device that can be handled. Therefore, it is suitable as a communication tool for presentations and meetings as described above.
[0022]
Further, as described above, since the lens system 2 serves as both a projection lens and a photographing lens, an apparatus having a function of outputting an image and a function of inputting an image can be realized at a low cost. Further, in order to share the lens system 2, the outgoing light 71 from the image output unit 20 is guided to the lens system 2 by the PBS 5, and the incident light 73 from the lens system 2 is guided to the image input unit 30. Therefore, the image output unit 20 and the image input unit 30 can each adopt an independent configuration, and the configuration can be optimized to provide the high-performance and low-cost image input / output device 1.
[0023]
Further, as in the image input / output device 1 shown in FIG. 2, the PBS 12 is arranged between the PBS 5 and the lens system 2, and the light 73 input from the screen 10 is bent 90 degrees with the PBS 12 and the image pickup device of the image input unit 30. It is also possible to guide to (CCD) 3. As described above, by arranging the polarization separation elements such as the PBSs 5 and 12 and the polarizing plate 13, the imaging element 3 of the image input unit 30 can be removed from the direction of the light beam 71 emitted from the light source 7 of the image output unit 20. It becomes possible. Therefore, it is possible to prevent the illumination light 71 from the light source 7 from leaking from the PBS 5 to become noise light and entering the image sensor 3.
[0024]
Further, the image input / output apparatus 1 shown in FIG. 2 has a screen 10 integrated therein. The lens system 2 is installed on the back of the screen 10 and an image is output from the back by an image output means. The character information projected or written on the screen 10 from the back side can be acquired together with the image information. Of course, like the image input / output device 1 shown in FIG. 1, it is also possible to provide the screen 10 as a separate body, project an image from the front of the screen 10, and read the image of the screen 10 from the front. In addition, the image input / output device 1 in these examples has a built-in device that can output the projected image on the spot, such as the monitor 32 and the printer 33, but the host PC 80 can check the acquired image data, It is also possible to output image data acquired from a peripheral device such as a printer connected via the PC 80 locally or via a network.
[0025]
As described above, in the image input / output device of the present invention, it is possible to easily and reliably perform the recording operation without taking time and effort to add image information added from the outside to the image information displayed by the projector. Therefore, if there is one image input / output device of the present invention and one screen that also serves as a whiteboard, it is possible to record the presentation screen as well as the handwritten memo of the contents discussed during the presentation, not to mention the projection of the presentation screen. Therefore, it is possible to greatly reduce the probability of errors when creating minutes after the presentation or meeting.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, in the image input / output device of the present invention, the lens system is used as a projection lens that projects the light beam modulated by the image output means onto the screen and is displayed on the screen by the image input means. It is also used as an imaging lens for acquiring existing image information. Therefore, by using the image input / output device of the present invention, in addition to image information prepared in advance, image information including information added on the screen can be taken in as a reverse route as image information from the outside world. . Therefore, it is possible to provide a high-value added image input / output device capable of linking and acquiring or recording image data displayed in a presentation or the like and information added on the screen at that time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an image input / output device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an image input / output device different from the above.
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a general projector.
[Explanation of symbols]
1 Image input / output device 2 Projection lens 3 Image sensor (CCD or CMOS)
4 Image forming apparatus (image display element, LCoS)
5,12 Polarized beam splitter (PBS)
5a Polarization Separation Surface 7 of Polarizing Beam Splitter 7 Light Source 8 Integrator 9 Polarization Conversion Element 10 Screen 13 Polarizing Plate 20 Image Output Unit 30 Image Input Units φ1, φ2 Image Information

Claims (6)

レンズシステムと、このレンズシステムを介してスクリーンに画像を投影可能な画像出力手段と、前記レンズシステムを介して前記スクリーンの画像を取得可能な画像入力手段と
前記画像出力手段からの光束を前記レンズシステムに導き、前記レンズシステムからの光束を前記画像入力手段に導くビームスプリッタとを有し、
前記画像出力手段は、光源と、前記光源からの光を第1の偏光方向に揃える偏光変換素子と、前記偏光変換素子により揃えられた前記第1の偏光方向の光束を画像データに基づき変調する反射型の変調手段とを備え、
前記ビームスプリッタは、第1の方向から入力された前記偏光変換素子により揃えられた前記第1の偏光方向の光束を前記第1の方向に対し90度方向の第2の方向に出力して前記反射型の変調手段に導き、前記第2の方向から入力された前記反射型の変調手段により変調された光束を前記第2の方向に対し180度方向の第3の方向に出力して前記レンズシステムに導き、前記第3の方向から入力された前記レンズシステムからの光束を前記第1の方向に対し180度方向の第4の方向に出力して前記画像入力手段に導く、画像入出力装置。
A lens system, an image output means capable of projecting an image on a screen via the lens system, and an image input means capable of acquiring an image of the screen via the lens system ;
A beam splitter that guides the light flux from the image output means to the lens system, and guides the light flux from the lens system to the image input means,
The image output means modulates a light source, a polarization conversion element that aligns light from the light source in a first polarization direction, and a light beam in the first polarization direction that is aligned by the polarization conversion element based on image data. A reflection type modulation means,
The beam splitter outputs a light beam in the first polarization direction aligned by the polarization conversion element input from a first direction in a second direction 90 degrees with respect to the first direction, and The lens is guided to a reflection type modulation means, and the light beam modulated by the reflection type modulation means input from the second direction is output in a third direction 180 degrees with respect to the second direction. An image input / output device that guides to the system , outputs the light flux from the lens system input from the third direction in a fourth direction that is 180 degrees with respect to the first direction, and guides the light to the image input unit .
請求項1において、前記画像入力手段は、前記レンズシステムに対して前記スクリーンと共役な面となる、画像を取得する面を含む撮像素子を備えている画像入出力装置。The image input / output apparatus according to claim 1, wherein the image input unit includes an image pickup device including a surface for acquiring an image that is a surface conjugate with the screen with respect to the lens system. 請求項1または2において、前記画像入力手段は、取得した画像データを記録する手段を備えている画像入出力装置。 3. The image input / output apparatus according to claim 1, wherein the image input means includes means for recording the acquired image data. 請求項において、前記記録する手段は、記録用紙に前記画像データを記録する画像入出力装置。4. The image input / output device according to claim 3 , wherein the recording unit records the image data on a recording sheet. 請求項1ないし4のいずれかにおいて、前記画像入力手段は、取得した画像データをモニターに出力する手段を備えている画像入出力装置。5. The image input / output apparatus according to claim 1, wherein the image input means includes means for outputting the acquired image data to a monitor. 請求項1ないし5のいずれかにおいて、前記スクリーンを有し、前記レンズシステムが前記スクリーンの背面に配置されている画像入出力装置。6. The image input / output device according to claim 1, comprising the screen, wherein the lens system is disposed on a back surface of the screen.
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