JP2017142726A - Electronic blackboard system, display device, and display method - Google Patents

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JP2017142726A JP2016024812A JP2016024812A JP2017142726A JP 2017142726 A JP2017142726 A JP 2017142726A JP 2016024812 A JP2016024812 A JP 2016024812A JP 2016024812 A JP2016024812 A JP 2016024812A JP 2017142726 A JP2017142726 A JP 2017142726A
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electronic pens
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加藤 猛
Takeshi Kato
猛 加藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To display, when a plurality of electronic pens are used for an electronic blackboard system, operations with the plurality of electronic pens in an identifiable manner with a simple configuration.SOLUTION: There is provided a projector 20 that projects and displays a display image, the projector 20 photographing an imaging area 52, detecting positions of operation with a plurality of electronic pens that emit light with wavelengths different from each other, for each of the plurality of electronic pens with each of the wavelengths emitted from the electronic pens, recognizing, in a PC 10, the details of the operations with the electronic pens for each of the plurality of electronic pens on the basis of the detected operation positions and functions set respectively to the plurality of electronic pens, and displaying a display image according to the recognized details of the operations.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電子ペンを用いた電子黒板システムに関し、特に、複数の電子ペンを用いた場合に、これら複数の電子ペンによる操作を識別可能とする技術に関する。   The present invention relates to an electronic blackboard system using an electronic pen, and more particularly, to a technology that makes it possible to identify operations performed by a plurality of electronic pens when a plurality of electronic pens are used.

近年、プロジェクタ等によって表示画像が表示されるスクリーン上を電子ペンで操作した場合に、電子ペンによる操作画像が表示画像に合成して表示される電子黒板システムが利用されている。プロジェクタを用いた電子黒板システムとして現在主流なのは、電子ペンを押下することでペン先から赤外線光が出射され、この赤外線光がCMOSイメージセンサ等のカメラで取得され、それにより電子ペンによる操作位置が検出される方法である。
昨今では、複数の電子ペンを用いてこれら複数の電子ペンによる同時操作をサポートする、いわゆる「マルチタッチ(ペン)システム」が主流となっている。ところが、マルチタッチシステムにおいては、複数の電子ペンを識別することが困難であるため、複数の電子ペン毎に表示色を異ならせる等、互いに異なる機能を割り付けることが難しい。
2. Description of the Related Art In recent years, an electronic blackboard system has been used in which when an electronic pen is operated on a screen on which a display image is displayed by a projector or the like, an operation image by the electronic pen is combined with the display image and displayed. The mainstream of electronic blackboard systems using projectors is that infrared light is emitted from the pen tip when the electronic pen is pressed, and this infrared light is acquired by a camera such as a CMOS image sensor. It is a detected method.
In recent years, a so-called “multi-touch (pen) system” that uses a plurality of electronic pens to support simultaneous operation by the plurality of electronic pens has become the mainstream. However, since it is difficult to identify a plurality of electronic pens in a multi-touch system, it is difficult to assign different functions such as different display colors for each of the plurality of electronic pens.

そこで、プロジェクタ等の表示装置と複数の電子ペンとの間にて、データ転送の際に必要に応じて所定の待機時間を設けることにより、複数の電子ペンを識別する技術が考えられており、特許文献1に開示されている。   Therefore, a technique for identifying a plurality of electronic pens by providing a predetermined standby time as necessary when transferring data between a display device such as a projector and a plurality of electronic pens has been considered. It is disclosed in Patent Document 1.

特開2011−145762号公報JP 2011-145762 A

しかしながら、特許文献1に開示された技術は、表示装置と電子ペンとの間においてデータ転送の際に必要に応じて所定の待機時間を設けるものであるため、アルゴリズムが複雑になってしまうという問題点がある。
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであって、電子黒板システムに複数の電子ペンを用いた場合に、これら複数の電子ペンによる操作を簡易な構成で識別することができる、電子黒板システム及び表示方法を提供することを目的とする。
However, the technique disclosed in Patent Document 1 provides a predetermined waiting time as necessary when data is transferred between the display device and the electronic pen, and thus the algorithm becomes complicated. There is a point.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and when a plurality of electronic pens are used in an electronic blackboard system, operations with the plurality of electronic pens can be identified with a simple configuration. An object is to provide an electronic blackboard system and a display method.

上記目的を達成するために本発明は、
互いに異なる波長の光を出射する複数の電子ペンと、
撮像エリアを撮像し、前記電子ペンから出射された光を、当該光の波長によって前記複数の電子ペン毎に区別して検出する光検出部と、
前記光検出部にて検出された光の前記撮像エリア内における位置に基づいて、前記電子ペンの操作位置を前記複数の電子ペン毎に検出する位置検出部と、
前記位置検出部にて検出された操作位置と、前記複数の電子ペン毎に設定された機能とに基づいて、前記電子ペンによる操作の内容を前記複数の電子ペン毎に認識する認識部と、
前記認識部にて認識された操作の内容に応じた映像信号を生成して出力する画像生成部と、
前記画像生成部から出力された映像信号に応じた表示画像を表示する表示部とを有する。
また、電子ペンを備えた表示装置であって、
前記電子ペンは、互いに異なる波長の光を出射し、
前記表示装置は、
撮像エリアを撮像し、前記電子ペンから出射された光を、当該光の波長によって前記複数の電子ペン毎に区別して検出する光検出部と、
前記光検出部にて検出された光の前記撮像エリア内における位置に基づいて、前記電子ペンの操作位置を前記複数の電子ペン毎に検出する位置検出部と、
前記位置検出部にて検出された操作位置と、前記複数の電子ペン毎に設定された機能とに基づいて前記複数の電子ペン毎に認識された、前記電子ペンによる操作の内容に応じた表示画像を表示する表示部とを有する。
また、互いに異なる波長の光を出射する複数の電子ペンが操作される電子黒板システムにおける表示画像の表示方法であって、
撮像エリアを撮像し、前記電子ペンから出射された光を、当該光の波長によって前記複数の電子ペン毎に区別して検出する光検出処理と、
前記光検出処理にて検出した光の前記撮像エリア内における位置に基づいて、前記電子ペンの操作位置を前記複数の電子ペン毎に検出する位置検出処理と、
前記位置検出処理にて検出した操作位置と、前記複数の電子ペン毎に設定された機能とに基づいて、前記電子ペンによる操作の内容を前記複数の電子ペン毎に認識する認識処理と、
前記認識処理にて認識した操作の内容に応じた映像信号を生成し、該映像信号に応じた表示画像を表示する表示処理とを有する。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A plurality of electronic pens that emit light of different wavelengths;
A light detection unit that images an imaging area and detects light emitted from the electronic pen by distinguishing the plurality of electronic pens according to the wavelength of the light; and
A position detection unit that detects an operation position of the electronic pen for each of the plurality of electronic pens based on a position in the imaging area of the light detected by the light detection unit;
A recognition unit for recognizing the content of the operation by the electronic pen for each of the plurality of electronic pens based on the operation position detected by the position detection unit and the function set for each of the plurality of electronic pens;
An image generation unit that generates and outputs a video signal according to the content of the operation recognized by the recognition unit;
A display unit that displays a display image corresponding to the video signal output from the image generation unit.
A display device including an electronic pen,
The electronic pen emits light of different wavelengths,
The display device
A light detection unit that images an imaging area and detects light emitted from the electronic pen by distinguishing the plurality of electronic pens according to the wavelength of the light; and
A position detection unit that detects an operation position of the electronic pen for each of the plurality of electronic pens based on a position in the imaging area of the light detected by the light detection unit;
Display according to the content of the operation with the electronic pen recognized for each of the plurality of electronic pens based on the operation position detected by the position detection unit and the function set for each of the plurality of electronic pens And a display unit for displaying an image.
Also, a display image display method in an electronic blackboard system in which a plurality of electronic pens that emit light of different wavelengths is operated,
A light detection process for picking up an imaging area and detecting the light emitted from the electronic pen by distinguishing the plurality of electronic pens according to the wavelength of the light; and
A position detection process for detecting an operation position of the electronic pen for each of the plurality of electronic pens based on a position of the light detected in the light detection process in the imaging area;
A recognition process for recognizing the operation content of the electronic pen for each of the plurality of electronic pens based on the operation position detected in the position detection process and the function set for each of the plurality of electronic pens;
Display processing for generating a video signal corresponding to the content of the operation recognized in the recognition processing and displaying a display image corresponding to the video signal.

本発明によれば、電子黒板システムに複数の電子ペンを用いた場合に、これら複数の電子ペンによる操作を簡易な構成で識別することができる。   According to the present invention, when a plurality of electronic pens are used in the electronic blackboard system, operations by the plurality of electronic pens can be identified with a simple configuration.

本発明の電子黒板システムの実施の一形態を示す図であり、(a)は全体の構成を示す図、(b)は(a)に示したプロジェクタの外観斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows one Embodiment of the electronic blackboard system of this invention, (a) is a figure which shows the whole structure, (b) is an external appearance perspective view of the projector shown to (a). 図1に示したPC及びプロジェクタの構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a PC and a projector illustrated in FIG. 1. 図2に示したカメラユニットの詳細な構成を示す図であり、(a)は断面図、(b)は光学フィルターホイールの構成を示す図、(c),(d)はフォトインタプラタの構成及び動作を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a detailed configuration of the camera unit illustrated in FIG. 2, in which (a) is a cross-sectional view, (b) is a diagram illustrating a configuration of an optical filter wheel, and (c) and (d) are configurations of a photointerplater. It is a figure for demonstrating operation | movement. 図1〜図3に示した電子黒板システムに用いられる電子ペンの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the electronic pen used for the electronic blackboard system shown in FIGS. 図1〜図4に示した電子黒板システムにおける表示画像の表示方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the display method of the display image in the electronic blackboard system shown in FIGS. 図3に示した光学フィルターの透過特性を示す図である。It is a figure which shows the permeation | transmission characteristic of the optical filter shown in FIG. スクリーン上に表示される表示画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the display image displayed on a screen. プロジェクタによって投射している表示画像とカメラユニットによって取り込まれた画像とを相関関係を調整するために用いられるテストパターンの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the test pattern used in order to adjust correlation between the display image currently projected with the projector, and the image taken in with the camera unit.

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の電子黒板システムの実施の一形態を示す図であり、(a)は全体の構成を示す図、(b)は(a)に示したプロジェクタ20の外観斜視図である。
本形態による電子黒板システムは図1に示すように、PC10と、プロジェクタ20とを有する。
プロジェクタ20は、表示装置となるものであって、ケーブル17を介してPC10に接続されており、投射レンズ40と、カメラユニット30とを具備する。プロジェクタ20は、PC10から出力された映像信号をケーブル17を介して受信し、受信した映像信号に応じた表示画像を、投射レンズ40を介して投射エリア51に投射してスクリーン50に表示する。また、プロジェクタ20は、カメラユニット30によってスクリーン50を含む撮像エリア52を撮像し、スクリーン50上にて操作された電子ペンの操作位置を、予め設定された複数の電子ペン毎に検出する。
PC10は、制御装置となるものであって、スクリーン50に表示画像を表示するための映像信号を生成し、出力する。また、PC10は、プロジェクタ20にて検出された電子ペンの操作位置と、複数の電子ペンにそれぞれ設定された機能とに基づいて、電子ペンによる操作の内容を複数の電子ペン毎に認識し、その操作の内容に応じた映像信号を生成し、プロジェクタ20に送信する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1A and 1B are diagrams showing an embodiment of an electronic blackboard system according to the present invention. FIG. 1A is a diagram showing an overall configuration, and FIG. 1B is an external perspective view of a projector 20 shown in FIG. .
The electronic blackboard system according to the present embodiment includes a PC 10 and a projector 20 as shown in FIG.
The projector 20 serves as a display device, and is connected to the PC 10 via the cable 17 and includes a projection lens 40 and a camera unit 30. The projector 20 receives the video signal output from the PC 10 via the cable 17 and projects a display image corresponding to the received video signal onto the projection area 51 via the projection lens 40 and displays it on the screen 50. Further, the projector 20 images the imaging area 52 including the screen 50 by the camera unit 30 and detects the operation position of the electronic pen operated on the screen 50 for each of a plurality of preset electronic pens.
The PC 10 serves as a control device, and generates and outputs a video signal for displaying a display image on the screen 50. Further, the PC 10 recognizes the operation content of the electronic pen for each of the plurality of electronic pens based on the operation position of the electronic pen detected by the projector 20 and the function set for each of the plurality of electronic pens. A video signal corresponding to the content of the operation is generated and transmitted to the projector 20.

上記のように構成された電子黒板システムにおいては、PC10から出力された映像信号に応じた表示画像がスクリーン50に表示されている状態において、予め設定された電子ペンによって、例えばスクリーン50上にて表示画像に情報を書き込む操作が行われると、その書き込まれた情報が表示画像に合成されてスクリーン50に表示される。また、電子ペンがマウスとして機能するものである場合は、表示画像内のアイコンを電子ペンによって指定すると、指定されたアイコンに応じて表示画像が変化する。このように、スクリーン50に表示画像が表示された状態にて、電子ペンがスクリーン50上を操作されると、その操作内容に応じた表示画像がスクリーン50に表示されることとなる。   In the electronic blackboard system configured as described above, in a state where a display image corresponding to the video signal output from the PC 10 is displayed on the screen 50, for example, on the screen 50 by a preset electronic pen. When an operation for writing information to the display image is performed, the written information is combined with the display image and displayed on the screen 50. Further, when the electronic pen functions as a mouse, when an icon in the display image is designated by the electronic pen, the display image changes according to the designated icon. As described above, when the electronic pen is operated on the screen 50 in a state where the display image is displayed on the screen 50, a display image corresponding to the operation content is displayed on the screen 50.

図2は、図1に示したPC10及びプロジェクタ20の構成例を示すブロック図である。図3は、図2に示したカメラユニット30の詳細な構成を示す図であり、(a)は断面図、(b)は光学フィルターホイール37の構成を示す図、(c),(d)はフォトインタプラタ33の構成及び動作を説明するための図である。
本例におけるプロジェクタ20は図2に示すように、インタフェース部21と、CPU22と、カメラユニット30と、投射部41とを有している。
インタフェース部21は、ケーブル17を介してPC10との間にて情報や信号の送受信を行う。
CPU22は、表示制御部25と、光区別検出部23と、位置検出部24とを有する。表示制御部25は、投射部41と合わせて表示部を構成するものであって、インタフェース部21を介してPC10から受信した映像信号に応じた表示画像を、投射部41を介して投射エリア51に投射してスクリーン50に表示する。光区別検出部23は、カメラユニット30と合わせて光検出部を構成するものであって、カメラユニット30にて撮像された撮像エリア内において、電子ペンから出射された赤外線光を検出する。その際、後述するように、スクリーン50上を操作される電子ペンとして、出射する赤外線光の波長が互いに異なる複数の電子ペンが設定されており、光区別検出部23は、区別部となって、検出した赤外線光を、その波長によって複数の電子ペン毎に区別して検出する。位置検出部24は、光区別検出部23にて検出された赤外線光の撮像エリア内における位置に基づいて、電子ペンの操作位置の座標を複数の電子ペン毎に検出する。
投射部41は、図1に示した投射レンズ40を含み、表示制御部25から出力された表示画像を投射エリア51に投射する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the PC 10 and the projector 20 illustrated in FIG. 3 is a diagram showing a detailed configuration of the camera unit 30 shown in FIG. 2, (a) is a cross-sectional view, (b) is a diagram showing a configuration of the optical filter wheel 37, and (c), (d). FIG. 5 is a diagram for explaining the configuration and operation of a photointerpreter 33;
As shown in FIG. 2, the projector 20 in this example includes an interface unit 21, a CPU 22, a camera unit 30, and a projection unit 41.
The interface unit 21 transmits and receives information and signals to and from the PC 10 via the cable 17.
The CPU 22 includes a display control unit 25, a light distinction detection unit 23, and a position detection unit 24. The display control unit 25 constitutes a display unit together with the projection unit 41, and displays a display image corresponding to the video signal received from the PC 10 via the interface unit 21 via the projection unit 41. And is displayed on the screen 50. The light distinction detection unit 23 constitutes a light detection unit together with the camera unit 30, and detects infrared light emitted from the electronic pen in the imaging area captured by the camera unit 30. At that time, as will be described later, a plurality of electronic pens having different wavelengths of emitted infrared light are set as electronic pens operated on the screen 50, and the light discrimination detection unit 23 serves as a discrimination unit. The detected infrared light is detected for each of the plurality of electronic pens according to the wavelength. The position detection unit 24 detects the coordinates of the operation position of the electronic pen for each of the plurality of electronic pens based on the position of the infrared light detected by the light distinction detection unit 23 in the imaging area.
The projection unit 41 includes the projection lens 40 illustrated in FIG. 1 and projects the display image output from the display control unit 25 onto the projection area 51.

カメラユニット30は、図2及び図3に示すように、筐体38内に、CMOSイメージセンサ31と、レンズ36と、ホイール用モーター32と、光学フィルターホイール37と、フォトインタプラタ33を有して構成されている。
筐体38には、窓部となる赤外線取り込み用窓39が設けられており、この赤外線取り込み用窓39を介して、CMOSイメージセンサ31によって撮像エリア52が撮像されることで、電子ペンから出射された赤外線光が取り込まれる。
CMOSイメージセンサ31は、受光部となるものであって、赤外線取り込み用窓39に対向するように基板35上に取り付けられており、レンズ36を介して撮像エリア52を撮像する。レンズ36と赤外線取り込み窓39との間には光学フィルターホイール37が配置されている。光学フィルターホイール37は、ホイール状であって、その中心部に取り付けられたホイール用モーター32の回転とともに回転する。光学フィルターホイール37は、光学フィルターホイール37の回転方向に並んで配置された、互いに異なる波長の赤外線光を透過させる2種類の光学フィルター37a,37bを有しており、光学フィルター37a,37bが交互に赤外線取り込み用窓39に対向するように配置されている。この光学フィルター37a,37が光透過部となる。
ホイール用モーター32の外周面の一部には、識別マークとなる反射シール32aが貼り付けられている。ホイール用モーター32の外周面と反射シール32aとは光の反射率が異なる。ここで、本形態においては、ホイール用モーター32は、光の成分のほとんどを反射せず吸収する部材で構成され、反射シール32aは、光の成分のほとんどを反射する部材で構成されているものとする。反射シール32aは、ホイール用モーター32の外周面のうち、光学フィルター37a,37bの境界の一点に貼り付けられている。反射シール32aは、ホイール用モーター32の外周面に貼り付けられることで、光学フィルターホイール37の回転に伴って移動する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the camera unit 30 has a CMOS image sensor 31, a lens 36, a wheel motor 32, an optical filter wheel 37, and a photointerpreter 33 in a housing 38. Configured.
The casing 38 is provided with an infrared capturing window 39 serving as a window portion, and the imaging area 52 is imaged by the CMOS image sensor 31 through the infrared capturing window 39 to be emitted from the electronic pen. Infrared light is captured.
The CMOS image sensor 31 serves as a light receiving unit, is attached on the substrate 35 so as to face the infrared capturing window 39, and images the imaging area 52 via the lens 36. An optical filter wheel 37 is disposed between the lens 36 and the infrared capturing window 39. The optical filter wheel 37 has a wheel shape and rotates with the rotation of the wheel motor 32 attached to the center thereof. The optical filter wheel 37 has two types of optical filters 37a and 37b that are arranged side by side in the rotation direction of the optical filter wheel 37 and transmit infrared light of different wavelengths, and the optical filters 37a and 37b are alternately arranged. Are arranged so as to face the infrared capturing window 39. The optical filters 37a and 37 serve as a light transmission part.
A reflective seal 32 a serving as an identification mark is attached to a part of the outer peripheral surface of the wheel motor 32. The outer peripheral surface of the wheel motor 32 and the reflective seal 32a have different light reflectivities. Here, in this embodiment, the wheel motor 32 is composed of a member that absorbs most of the light components without reflecting, and the reflection seal 32a is composed of a member that reflects most of the light components. And The reflection seal 32a is affixed to one point of the boundary between the optical filters 37a and 37b on the outer peripheral surface of the wheel motor 32. The reflection seal 32 a is attached to the outer peripheral surface of the wheel motor 32, and moves with the rotation of the optical filter wheel 37.

フォトインタラプタ33は、光学フィルターホイール37の回転周期とタイミングを検出するためのものであって、発光素子33aと、受光素子33bとを有する。発光素子33aは、例えば、電圧が供給されると、ホイール用モーター32に向けて、所定の明るさの光を出射する。つまり、発光素子33aから出射された光は、識別マーク32aが移動する回転軌道の軌跡と1個所で交差する。ただし、交差する位置は1個所に限られず、複数でも良い。受光素子33bは、発光素子33aから出射された光がホイール用モーター32の外周面または反射シール32aにおいて反射された反射光を受光し、受光した光の明るさに対応する強度である受光強度に応じた信号を回転検出信号として出力する。上述したように、ホイール用モーター32が、光の成分のほとんどを反射せず吸収する部材で構成され、反射シール32aが、光の成分のほとんどを反射する部材で構成されていることにより、発光素子33aから出射された光が、ホイール用モーター32の外周面の反射シール32aが貼り付けられていない領域に照射された場合は、図3(c)に示すように、その反射光は受光素子33bにて受光されない。一方、発光素子33aから出射された光が、ホイール用モーター32の外周面に貼り付けられた反射シール32aに照射された場合は、図3(d)に示すように、その反射光が受光素子33bにて受光されることとなる。発光素子33aとしては、例えば、赤外線LED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)を用いることが考えられ、また、受光素子33bとしては、例えば、フォトトランジスタを用いることが考えられる。   The photo interrupter 33 is for detecting the rotation period and timing of the optical filter wheel 37, and has a light emitting element 33a and a light receiving element 33b. For example, when a voltage is supplied, the light emitting element 33a emits light having a predetermined brightness toward the wheel motor 32. That is, the light emitted from the light emitting element 33a intersects the locus of the rotation trajectory along which the identification mark 32a moves at one point. However, the crossing position is not limited to one place, and a plurality of positions may be used. The light receiving element 33b receives the light reflected from the outer peripheral surface of the wheel motor 32 or the reflection seal 32a as the light emitted from the light emitting element 33a, and has a received light intensity that is an intensity corresponding to the brightness of the received light. A corresponding signal is output as a rotation detection signal. As described above, the wheel motor 32 is configured by a member that absorbs most of the light components without reflecting, and the reflection seal 32a is configured by a member that reflects most of the light components, thereby emitting light. When the light emitted from the element 33a is applied to a region where the reflection seal 32a on the outer peripheral surface of the wheel motor 32 is not attached, the reflected light is received by the light receiving element as shown in FIG. No light is received at 33b. On the other hand, when the light emitted from the light emitting element 33a is applied to the reflective seal 32a attached to the outer peripheral surface of the wheel motor 32, as shown in FIG. Light is received at 33b. For example, an infrared LED (Light Emitting Diode) may be used as the light emitting element 33a, and a phototransistor may be used as the light receiving element 33b.

本例におけるPC10は図2に示すように、インタフェース部15と、表示部11と、情報入力部14と、制御部16とを有している。
インタフェース部15は、ケーブル17を介してプロジェクタ20との間にて情報や信号の送受信を行う。
表示部11は、液晶等のディスプレイからなり、情報を表示する。
情報入力部14は、キーボードやマウス等からなり、情報を入力するためのものである。
制御部16は、操作認識部12と画像生成部13とを有する。操作認識部12は、プロジェクタ20の位置検出部24にて検出された操作位置と、電子ペンに設定された機能とに基づいて、電子ペンによる操作の内容を認識する。画像生成部13は、操作認識部12にて認識された操作の内容に応じた映像信号を生成し、インタフェース部15を介してプロジェクタ20に出力する。例えば、PC10から出力された映像信号に応じたベースイメージが表示画像としてスクリーン50に表示されている状態において、情報を書き込むことをその機能として設定された電子ペンによって、スクリーン50上にて表示画像に情報を書き込む操作が行われると、その書き込まれた情報とベースイメージとを合成して新たな表示画像を表示するための映像信号を生成したり、マウスとして動作することをその機能として設定された電子ペンによって、表示画像内の所定のアイコンが指定する操作が行われると、指定されたアイコンに応じて新たな表示画像を表示するための映像信号を生成したりする。
As shown in FIG. 2, the PC 10 in this example includes an interface unit 15, a display unit 11, an information input unit 14, and a control unit 16.
The interface unit 15 transmits and receives information and signals to and from the projector 20 via the cable 17.
The display unit 11 includes a display such as a liquid crystal and displays information.
The information input unit 14 includes a keyboard, a mouse, and the like, and is used for inputting information.
The control unit 16 includes an operation recognition unit 12 and an image generation unit 13. The operation recognition unit 12 recognizes the content of the operation with the electronic pen based on the operation position detected by the position detection unit 24 of the projector 20 and the function set for the electronic pen. The image generation unit 13 generates a video signal corresponding to the content of the operation recognized by the operation recognition unit 12 and outputs it to the projector 20 via the interface unit 15. For example, in a state in which a base image corresponding to a video signal output from the PC 10 is displayed on the screen 50 as a display image, the display image is displayed on the screen 50 by an electronic pen set to write information. When an operation for writing information is performed, it is set as a function to generate a video signal for displaying a new display image by combining the written information and a base image, or to operate as a mouse. When an operation designated by a predetermined icon in the display image is performed with the electronic pen, a video signal for displaying a new display image is generated according to the designated icon.

以下に、上記のように構成された電子黒板システムにおける表示画像の表示方法について説明する。
まず、上述した電子黒板システムに用いられる電子ペンについて説明する。
図4は、図1〜図3に示した電子黒板システムに用いられる電子ペンの構成例を示す図である。
図1〜図3に示した電子黒板システムに用いられる電子ペンは図4に示すように、軸部61a,61bの先端に、赤外線発光部62a,62bが設けられて構成されている。赤外線発光部62a,62bは、押下された場合に互いに異なる波長の赤外線光を常時出射する。本形態においては、電子ペン60aの赤外線発光部62aから850nmの波長の赤外線光が出射され、電子ペン60bの赤外線発光部62bから950nmの波長の赤外線光が出射されることとする。
Below, the display method of the display image in the electronic blackboard system comprised as mentioned above is demonstrated.
First, an electronic pen used in the above-described electronic blackboard system will be described.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of an electronic pen used in the electronic blackboard system illustrated in FIGS. 1 to 3.
As shown in FIG. 4, the electronic pen used in the electronic blackboard system shown in FIGS. 1 to 3 is configured by providing infrared light emitting portions 62 a and 62 b at the tips of the shaft portions 61 a and 61 b. The infrared light emitters 62a and 62b always emit infrared light having different wavelengths when pressed. In this embodiment, infrared light having a wavelength of 850 nm is emitted from the infrared light emitting unit 62a of the electronic pen 60a, and infrared light having a wavelength of 950 nm is emitted from the infrared light emitting unit 62b of the electronic pen 60b.

図5は、図1〜図4に示した電子黒板システムにおける表示画像の表示方法を説明するためのフローチャートである。
PC10から映像信号が出力され、映像信号に応じた表示画像がプロジェクタ20の投射レンズ40を介して投射エリア51に投射されてスクリーン50に表示されている状態において、プロジェクタ20のカメラユニット30によってスクリーン50を含む撮像エリア52が撮像される(ステップ1)。
この状態において、図4に示した電子ペン60a,60bがスクリーン50上を押下されながら操作されると、上述したように電子ペン60a,60bにおいては、赤外線発光部62a,62bが押下された場合に赤外線発光部62a,62bから赤外線光が出射されるため、この赤外線光がカメラユニット30にて検出されることになる(ステップ2)。
カメラユニット30においては、ホイール用モーター32が回転することで、この回転に伴って光学フィルターホイール37が回転している。そして、光学フィルターホイール37が回転すると、光学フィルターホイール37を構成する2種類の光学フィルター37a,37bが交互に赤外線取り込み用窓39に対向することになる。
FIG. 5 is a flowchart for explaining a display image display method in the electronic blackboard system shown in FIGS.
In a state where a video signal is output from the PC 10 and a display image corresponding to the video signal is projected onto the projection area 51 via the projection lens 40 of the projector 20 and displayed on the screen 50, the camera unit 30 of the projector 20 performs the screen display. An imaging area 52 including 50 is imaged (step 1).
In this state, when the electronic pens 60a and 60b shown in FIG. 4 are operated while being pressed down on the screen 50, as described above, in the electronic pens 60a and 60b, the infrared light emitting units 62a and 62b are pressed down. Infrared light is emitted from the infrared light emitting sections 62a and 62b, and the infrared light is detected by the camera unit 30 (step 2).
In the camera unit 30, the optical filter wheel 37 is rotated with the rotation of the wheel motor 32. When the optical filter wheel 37 rotates, the two types of optical filters 37 a and 37 b constituting the optical filter wheel 37 alternately face the infrared capturing window 39.

図6は、図3に示した光学フィルター37a,37bの透過特性を示す図である。
図3に示した光学フィルター37aは、図6(a)に示すように、850nmを中心とし、100nm程度の幅の波長を透過させるバンドパスフィルターとなっている。また、図3に示した光学フィルター37bは、図6(b)に示すように、950nmを中心とし、100nm程度の幅の波長を透過させるバンドパスフィルターとなっている。
一方、電子ペン60a,60bにおいては、上述したように、電子ペン60aは、赤外線発光部62aから850nmの波長の赤外線光が出射され、電子ペン60bは、赤外線発光部62bから950nmの波長の赤外線光が出射される。
FIG. 6 is a diagram showing the transmission characteristics of the optical filters 37a and 37b shown in FIG.
As shown in FIG. 6A, the optical filter 37a shown in FIG. 3 is a band-pass filter that transmits a wavelength having a width of about 100 nm centered at 850 nm. Further, as shown in FIG. 6B, the optical filter 37b shown in FIG. 3 is a band-pass filter that transmits a wavelength of about 100 nm centered at 950 nm.
On the other hand, in the electronic pens 60a and 60b, as described above, the electronic pen 60a emits infrared light having a wavelength of 850 nm from the infrared light emitting unit 62a, and the electronic pen 60b emits infrared light having a wavelength of 950 nm from the infrared light emitting unit 62b. Light is emitted.

そのため、光学フィルター37aが赤外線取り込み用窓39に対向している場合は、電子ペン60aの赤外線発光部62aから出射された赤外線光が、光学フィルター37a及びレンズ36を介してCMOSイメージセンサ31にて取り込まれ、電子ペン60bの赤外線発光部62bから出射された赤外線光は、CMOSイメージセンサ31にて取り込まれない。また、光学フィルター37bが赤外線取り込み用窓39に対向している場合は、電子ペン60bの赤外線発光部62bから出射された赤外線光が、光学フィルター37b及びレンズ36を介してCMOSイメージセンサ31にて取り込まれ、電子ペン60aの赤外線発光部62aから出射された赤外線光は、CMOSイメージセンサ31にて取り込まれない。
ここで、光学フィルター37a,37bは、光学フィルターホイール37の回転によって赤外線取り込み用窓39に交互に対向することとなるが、光学フィルターホイール37の回転は、フォトインタプラタ33から出力される回転検出信号によって光区別検出部23にて検出されている。フォトインタプラタ33から出力される回転検出信号は、上述したように、受光素子33bにおける受光強度に応じたものである。そして、ホイール用モーター32の外周面のうち、光学フィルター37a,37bの境界の一点に反射シール32aが貼り付けられており、受光素子33bが、発光素子33aから出射されてホイール用モーター32の外周面にて反射した光を受光することにより、光区別検出部23においては、フォトインタプラタ33から出力された回転検出信号に基づいて、光学フィルター37a,37bのうちどちらが赤外線取り込み用窓39に対向しているかを認識することができる。例えば、光学フィルターホイール37が120Hzで回転している場合、光学フィルターホイール37の回転周期が8.3msとなるため、回転検出信号に基づいて、発光素子33aから出射されて反射シール32aにて反射された反射光が受光素子33bにて受光されたタイミングをトリガとし、そのトリガから2.0ms後、すなわち、光学フィルターホイール37が1/4回転後にCMOSイメージセンサ31にて取り込まれた赤外線光は、光学フィルター37aを透過したものであると認識され、トリガから6.2ms後、すなわち、光学フィルターホイール37が3/4回転後にCMOSイメージセンサ31にて取り込まれた赤外線光は、光学フィルター37bを透過したものであると認識されることとなる。なお、ホイール用モーター32の回転周波数はCPU22によって制御されるが、CPU22において、フォトインタラプタ33から出力された回転周期信号に基づいて光学フィルターホイール37の回転周波数を算出し、回転周波数が常に一定になるようにフィードバック制御が行われる。
このように、光区別検出部23においては、電子ペン60a,60bから出射された光を、その光の波長によって電子ペン60a,60b毎に区別して検出することができる。
次に、位置検出部24において、CMOSイメージセンサ31にて取り込まれた光の画像内における位置に基づいて、電子ペン60a,60bの操作位置の座標が検出される(ステップ3)。この際、光学フィルターホイール37の回転と、上述したような赤外線光の取り込みタイミングを用いた座標検出処理とを時分割で連動させることで、電子ペン60a,60b毎に操作位置の座標を検出することができる。
Therefore, when the optical filter 37 a faces the infrared capturing window 39, the infrared light emitted from the infrared light emitting unit 62 a of the electronic pen 60 a is transmitted from the CMOS image sensor 31 via the optical filter 37 a and the lens 36. The infrared light that is captured and emitted from the infrared light emitting unit 62 b of the electronic pen 60 b is not captured by the CMOS image sensor 31. When the optical filter 37b faces the infrared capturing window 39, the infrared light emitted from the infrared light emitting unit 62b of the electronic pen 60b is transmitted by the CMOS image sensor 31 via the optical filter 37b and the lens 36. The infrared light that is captured and emitted from the infrared light emitting unit 62 a of the electronic pen 60 a is not captured by the CMOS image sensor 31.
Here, the optical filters 37a and 37b are alternately opposed to the infrared capturing window 39 by the rotation of the optical filter wheel 37. The rotation of the optical filter wheel 37 is detected by the rotation detection output from the photointerpreter 33. It is detected by the light distinction detection unit 23 based on the signal. As described above, the rotation detection signal output from the photointerpreter 33 is in accordance with the light reception intensity in the light receiving element 33b. A reflection seal 32a is affixed to one point of the boundary between the optical filters 37a and 37b on the outer peripheral surface of the wheel motor 32, and the light receiving element 33b is emitted from the light emitting element 33a and is outer periphery of the wheel motor 32. By receiving the light reflected by the surface, in the light discrimination detection unit 23, which of the optical filters 37 a and 37 b faces the infrared capturing window 39 based on the rotation detection signal output from the photointerpreter 33. You can recognize what you are doing. For example, when the optical filter wheel 37 rotates at 120 Hz, the rotation period of the optical filter wheel 37 is 8.3 ms. Therefore, the optical filter wheel 37 is emitted from the light emitting element 33a and reflected by the reflective seal 32a based on the rotation detection signal. The timing at which the reflected light is received by the light receiving element 33b is used as a trigger, and the infrared light captured by the CMOS image sensor 31 after 2.0 ms from the trigger, that is, after the optical filter wheel 37 is rotated by 1/4, The infrared light captured by the CMOS image sensor 31 after 6.2 ms from the trigger, that is, after the optical filter wheel 37 has been rotated by 3/4 rotation, passes through the optical filter 37b. It will be recognized as being transparent. The rotation frequency of the wheel motor 32 is controlled by the CPU 22. The CPU 22 calculates the rotation frequency of the optical filter wheel 37 based on the rotation period signal output from the photo interrupter 33, and the rotation frequency is always constant. Thus, feedback control is performed.
As described above, the light distinction detection unit 23 can distinguish and detect the light emitted from the electronic pens 60a and 60b for each of the electronic pens 60a and 60b according to the wavelength of the light.
Next, the position detection unit 24 detects the coordinates of the operation positions of the electronic pens 60a and 60b based on the position in the image of the light captured by the CMOS image sensor 31 (step 3). At this time, the coordinates of the operation position are detected for each of the electronic pens 60a and 60b by interlocking the rotation of the optical filter wheel 37 and the coordinate detection process using the infrared light capturing timing as described above in a time-sharing manner. be able to.

このようにして電子ペン60a,60b毎に検出された操作位置の座標情報は、その座標が検出されたタイミングを示す情報とともに、ケーブル17を介してプロジェクタ20からPC10に送信される。
すると、PC10の操作認識部12において、まず、操作位置の座標情報とともにプロジェクタ20から送信されてきたタイミングを示す情報に基づいて、送信されてきた座標情報が、電子ペン60a,60bのいずれの操作位置を示すものであるかが判断される。これは、上述したように、操作位置の座標が検出されたタイミングが、フォトインタプラタ33から出力された回転検出信号によるトリガからどれだけの時間が経過したものであるかに基づいて、CMOSイメージセンサ31にて取り込まれた赤外線光が、電子ペン60a,60bのいずれから出射されたものであるかが特定されるため、操作位置の座標が検出されたタイミングに基づいて、送信されてきた座標情報が、電子ペン60a,60bのいずれの操作位置を示すものであるかを判断することができる。
操作認識部12においては、プロジェクタ20から送信されてきた座標情報が、電子ペン60a,60bのいずれの操作位置を示すものであるかを判断すると、その電子ペン60a,60bに設定された機能と、プロジェクタ20から送信されてきた座標情報とに基づいて、電子ペン60a,60bによる操作の内容が電子ペン60a,60b毎に認識される(ステップ4)。例えば、電子ペン60aに設定された機能が、情報を黒色で書き込むものである場合は、プロジェクタ20から送信されてきた座標情報によって示される操作位置に黒色で情報が書き込まれた旨が認識され、また、電子ペン60bに設定された機能が、情報を赤色で書き込むものである場合は、プロジェクタ20から送信されてきた座標情報によって示される操作位置に赤色で情報が書き込まれた旨が認識される。また、電子ペン60bに設定された機能が、マウスとして動作するものである場合は、プロジェクタ20から送信されてきた座標情報によって示される操作位置に表示されたアイコンが指定された旨が認識される。
The coordinate information of the operation position detected for each of the electronic pens 60a and 60b in this way is transmitted from the projector 20 to the PC 10 through the cable 17 together with information indicating the timing at which the coordinates are detected.
Then, in the operation recognizing unit 12 of the PC 10, first, based on the information indicating the timing transmitted from the projector 20 together with the coordinate information of the operation position, the transmitted coordinate information is the operation of either of the electronic pens 60a and 60b. It is determined whether the position is indicated. As described above, the CMOS image is based on how much time has elapsed from the trigger based on the rotation detection signal output from the photointerpreter 33 when the coordinate of the operation position is detected. Since it is specified from which of the electronic pens 60a and 60b the infrared light captured by the sensor 31 is emitted, the transmitted coordinates are based on the timing at which the coordinates of the operation position are detected. It can be determined which information indicates the operation position of the electronic pens 60a and 60b.
When the operation recognition unit 12 determines which of the operation positions of the electronic pens 60a and 60b the coordinate information transmitted from the projector 20 indicates, the function set for the electronic pens 60a and 60b and Based on the coordinate information transmitted from the projector 20, the contents of the operation with the electronic pens 60a and 60b are recognized for each of the electronic pens 60a and 60b (step 4). For example, if the function set in the electronic pen 60a is to write information in black, it is recognized that the information is written in black at the operation position indicated by the coordinate information transmitted from the projector 20, If the function set in the electronic pen 60b is to write information in red, it is recognized that the information has been written in red at the operation position indicated by the coordinate information transmitted from the projector 20. . If the function set in the electronic pen 60b operates as a mouse, it is recognized that the icon displayed at the operation position indicated by the coordinate information transmitted from the projector 20 is specified. .

次に、画像生成部13において、ステップ4にて認識された操作の内容に応じた表示画像を表示するための映像信号が生成される。例えば、電子ペン60aに設定された機能が、情報を黒色で書き込むものである場合は、スクリーン50上に表示されているベースイメージとなる表示画像に、操作位置にて黒色で情報が書き込まれた情報を合成した新たな表示画像を表示するための映像信号が生成されたり、電子ペン60bに設定された機能が、マウスとして動作するものである場合は、操作位置に表示されたアイコンに応じて新たな表示画像を表示するための映像信号が生成されたりする。
画像生成部13にて生成された映像信号は、PC10からプロジェクタ20に送信され、表示制御部25によって映像信号に応じた表示画像が投射部41を介して投射されてスクリーン50上に表示される(ステップ5)。なお、このように、電子ペン60a,60bによる操作の内容に応じた表示画像の表示は、その描画レスポンスに影響することとなるため、電子ペン60a,60bによる操作位置を検出するための光学フィルターホイール37の回転周波数は、映像信号のフレームレートよりも十分に早くする必要がある。例えば、映像信号のフレームレートが60Hzである場合、光学フィルターホイール37の1回転で電子ペン60a,60bの双方の操作位置による座標を取得する必要があるため、60Hzの回転周波数が必要である。ただし、光学フィルターホイール37の回転と映像信号とは非同期であるため、十分な処理裕度を設けるためにも、光学フィルターホイール37の回転周波数は、映像信号のフレームレートの2倍程度以上であることが好ましい。
Next, the image generation unit 13 generates a video signal for displaying a display image corresponding to the content of the operation recognized in step 4. For example, when the function set in the electronic pen 60a is to write information in black, the information is written in black at the operation position on the display image that is the base image displayed on the screen 50. When a video signal for displaying a new display image obtained by combining information is generated, or when the function set in the electronic pen 60b operates as a mouse, it corresponds to the icon displayed at the operation position. A video signal for displaying a new display image is generated.
The video signal generated by the image generation unit 13 is transmitted from the PC 10 to the projector 20, and a display image corresponding to the video signal is projected via the projection unit 41 by the display control unit 25 and displayed on the screen 50. (Step 5). In addition, since the display of the display image according to the content of the operation with the electronic pens 60a and 60b affects the drawing response in this way, the optical filter for detecting the operation position with the electronic pens 60a and 60b. The rotation frequency of the wheel 37 needs to be sufficiently faster than the frame rate of the video signal. For example, when the frame rate of the video signal is 60 Hz, it is necessary to acquire coordinates according to the operation positions of both the electronic pens 60a and 60b with one rotation of the optical filter wheel 37, and thus a rotation frequency of 60 Hz is required. However, since the rotation of the optical filter wheel 37 and the video signal are asynchronous, the rotational frequency of the optical filter wheel 37 is about twice or more the frame rate of the video signal in order to provide a sufficient processing margin. It is preferable.

図7は、スクリーン50上に表示される表示画像の例を示す図である。
表示画像がスクリーン50に表示されている状態において、例えば、図7(a)に示すように、黒色で情報を書き込むことをその機能として設定された電子ペン60aによって、スクリーン50上にて表示画像に情報を書き込む操作が行われるとともに、赤色で情報を書き込むことをその機能として設定された電子ペン60bによって、スクリーン50上にて表示画像に情報を書き込む操作が行われると、それら書き込まれた情報とベースイメージとが合成され、電子ペン60aによる操作位置に黒色による記入情報71aが表示されるとともに、電子ペン60bによる操作位置に赤色による記入情報71bが表示されてなる表示画像70がスクリーン50上に表示されることとなる。
また、表示画像がスクリーン50に表示されている状態において、例えば、図7(b)に示すように、黒色で情報を書き込むことをその機能として設定された電子ペン60aによって、スクリーン50上にて表示画像に情報を書き込む操作が行われると、書き込まれた情報とベースイメージとが合成され、電子ペン60aによる操作位置に黒色による記入情報71aが表示されてなる表示画像70がスクリーン50上に表示されることとなり、また、マウスとして動作することをその機能として設定された電子ペン60bによって、表示画像70に表示された複数のアイコン72a〜72iのうち、所定のアイコン72fを指定する操作が行われると、指定されたアイコン72fに応じて新たな表示画面がスクリーン50上に表示されることとなる。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a display image displayed on the screen 50.
In the state where the display image is displayed on the screen 50, for example, as shown in FIG. 7A, the display image is displayed on the screen 50 by the electronic pen 60a set as a function of writing information in black. When the operation of writing information on the display image is performed on the screen 50 by the electronic pen 60b set as the function of writing information in red, the operation of writing information on the screen is performed. And the base image are combined, and the black entry information 71a is displayed at the operation position by the electronic pen 60a, and the display image 70 in which the red entry information 71b is displayed at the operation position by the electronic pen 60b is displayed on the screen 50. Will be displayed.
Further, in a state where the display image is displayed on the screen 50, for example, as shown in FIG. 7B, the electronic pen 60a set as a function to write information in black is displayed on the screen 50. When an operation of writing information to the display image is performed, the written information and the base image are combined, and a display image 70 in which black entry information 71a is displayed at the operation position by the electronic pen 60a is displayed on the screen 50. In addition, an operation for designating a predetermined icon 72f among the plurality of icons 72a to 72i displayed on the display image 70 is performed by the electronic pen 60b set to function as a mouse. A new display screen is displayed on the screen 50 in accordance with the designated icon 72f. It made.

このように、本形態においては、互いに異なる波長の赤外線光を出射する複数の電子ペンによるスクリーン50における操作位置を、互いに異なる波長の赤外線光を透過させる2種類の光学フィルター37a,37bを用いて電子ペン毎に検出可能とすることで、簡易な構成において、複数の電子ペンによる操作を識別して表示画像を表示することができる。   Thus, in this embodiment, the operation position on the screen 50 by the plurality of electronic pens that emit infrared light having different wavelengths is used by using two types of optical filters 37a and 37b that transmit infrared light having different wavelengths. By making detection possible for each electronic pen, it is possible to display a display image by identifying operations with a plurality of electronic pens with a simple configuration.

なお、上述したように、撮像エリア52内にて検出された赤外線光の位置に基づいて電子ペンの表示画像における操作位置を正しく検出するためには、プロジェクタ20によって投射している表示画像とカメラユニット30によって取り込まれた画像との相関関係を調整する必要がある。
図8は、プロジェクタ20によって投射している表示画像とカメラユニット30によって取り込まれた画像との相関関係を調整するために用いられるテストパターンの例を示す図である。
例えば、図8に示すように、マトリックス状に9つのキャリブレーションポイント81a〜81iが配置されてなるキャリブレーション用テストパターン画像80をプロジェクタ20からスクリーン50上に投射し、キャリブレーションポイント81a〜81iを全て電子ペンでタッチすることにより、プロジェクタ20から投射される表示画面の座標と、プロジェクタ20にて撮像される画面の座標との相関関係を確立することができる。
As described above, in order to correctly detect the operation position in the display image of the electronic pen based on the position of the infrared light detected in the imaging area 52, the display image and the camera projected by the projector 20 The correlation with the image captured by the unit 30 needs to be adjusted.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a test pattern used for adjusting the correlation between the display image projected by the projector 20 and the image captured by the camera unit 30.
For example, as shown in FIG. 8, a calibration test pattern image 80 in which nine calibration points 81a to 81i are arranged in a matrix is projected on the screen 50 from the projector 20, and the calibration points 81a to 81i are projected. By touching all with the electronic pen, the correlation between the coordinates of the display screen projected from the projector 20 and the coordinates of the screen imaged by the projector 20 can be established.

なお、上述した実施の形態においては、互いに異なる波長の赤外線光を出射する2本の電子ペン60a,60bを用いた例を示したが、複数の電子ペンから出射される赤外線光の波長を細かく設定できる場合、電子ペンの本数を増やすことも可能である。その場合、光学フィルターホイール37は、電子ペンの本数だけの光学フィルターを有し、この複数の光学フィルターが、光学フィルターホイール37の回転によって赤外線取り込み用窓39に選択的に対向するように設定することとなる。
また、電子ペン60a,60bから出射される光としては、互いに波長が異なれば赤外線光以外でもよいが、可視光の場合、表示画像が見にくくなってしまうため、不可視光であることが好ましい。
また、プロジェクタ20とPC10とから電子黒板システムを構成しているが、直視モニターディスプレイに全ての構成要素を組み込んで、直視モニターディスプレイのみで電子黒板システムを構成してもよい。
In the above-described embodiment, the example in which the two electronic pens 60a and 60b that emit infrared light having different wavelengths are used has been described. However, the wavelengths of infrared light emitted from a plurality of electronic pens are finely defined. If it can be set, the number of electronic pens can be increased. In this case, the optical filter wheel 37 has as many optical filters as the number of electronic pens, and the plurality of optical filters are set to selectively face the infrared capturing window 39 by the rotation of the optical filter wheel 37. It will be.
Further, the light emitted from the electronic pens 60a and 60b may be other than infrared light as long as the wavelengths are different from each other. However, in the case of visible light, it is difficult to see the display image.
Moreover, although the electronic blackboard system is comprised from the projector 20 and PC10, all the components may be integrated in a direct-view monitor display, and an electronic blackboard system may be comprised only by a direct-view monitor display.

(付記1)
互いに異なる波長の光を出射する複数の電子ペンと、
撮像エリアを撮像し、前記電子ペンから出射された光を、当該光の波長によって前記複数の電子ペン毎に区別して検出する光検出部と、
前記光検出部にて検出された光の前記撮像エリア内における位置に基づいて、前記電子ペンの操作位置を前記複数の電子ペン毎に検出する位置検出部と、
前記位置検出部にて検出された操作位置と、前記複数の電子ペン毎に設定された機能とに基づいて、前記電子ペンによる操作の内容を前記複数の電子ペン毎に認識する認識部と、
前記認識部にて認識された操作の内容に応じた映像信号を生成して出力する画像生成部と、
前記画像生成部から出力された映像信号に応じた表示画像を表示する表示部とを有する、電子黒板システム。
(付記2)
付記1に記載の電子黒板システムにおいて、
前記光検出部は、
前記複数の電子ペン毎に対応し、前記複数の電子ペンのうち対応する電子ペンから出射された波長の光を透過させ、それ以外の電子ペンから出射された波長の光を透過させない複数の光透過部と、
前記光透過部を透過した光を受光することで、前記電子ペンから出射された光を検出する受光部とを有する、電子黒板システム。
(付記3)
付記2に記載の電子黒板システムにおいて、
前記光検出部は、
前記電子ペンから出射された光を取り込む窓部と、
前記複数の光透過部が回転方向に並んで配置され、回転に伴って前記複数の光透過部が選択的に前記窓部に対向するように配置されたフィルターホイールと、
前記フィルターホイールの回転に伴って移動する識別マークと、
前記識別マークが移動する軌跡と交差するように所定の明るさの光を出射する発光素子と、
前記発光素子から出射された光が反射された反射光を受光する受光素子と、
前記受光素子が受光した光の明るさに対応する受光強度の変化に基づいて、前記窓部にて取り込まれた光を、前記複数の電子ペン毎に区別する区別部とを有する、電子黒板システム。
(付記4)
付記3に記載の電子黒板システムにおいて、
前記フィルターホイールの回転周波数が一定である、電子黒板システム。
(付記5)
請求項3または請求項4に記載の電子黒板システムにおいて、
前記フィルターホイールの回転周波数が、前記映像信号のフレームレートの2倍以上である、電子黒板システム。
(付記6)
電子ペンを備えた表示装置であって、
前記電子ペンは、互いに異なる波長の光を出射し、
前記表示装置は、
撮像エリアを撮像し、前記電子ペンから出射された光を、当該光の波長によって前記複数の電子ペン毎に区別して検出する光検出部と、
前記光検出部にて検出された光の前記撮像エリア内における位置に基づいて、前記電子ペンの操作位置を前記複数の電子ペン毎に検出する位置検出部と、
前記位置検出部にて検出された操作位置と、前記複数の電子ペン毎に設定された機能とに基づいて前記複数の電子ペン毎に認識された、前記電子ペンによる操作の内容に応じた表示画像を表示する表示部とを有する表示装置。
(付記7)
互いに異なる波長の光を出射する複数の電子ペンが操作される電子黒板システムにおける表示画像の表示方法であって、
撮像エリアを撮像し、前記電子ペンから出射された光を、当該光の波長によって前記複数の電子ペン毎に区別して検出する光検出処理と、
前記光検出処理にて検出した光の前記撮像エリア内における位置に基づいて、前記電子ペンの操作位置を前記複数の電子ペン毎に検出する位置検出処理と、
前記位置検出処理にて検出した操作位置と、前記複数の電子ペン毎に設定された機能とに基づいて、前記電子ペンによる操作の内容を前記複数の電子ペン毎に認識する認識処理と、
前記認識処理にて認識した操作の内容に応じた映像信号を生成し、該映像信号に応じた表示画像を表示する表示処理とを有する、表示方法。
(Appendix 1)
A plurality of electronic pens that emit light of different wavelengths;
A light detection unit that images an imaging area and detects light emitted from the electronic pen by distinguishing the plurality of electronic pens according to the wavelength of the light; and
A position detection unit that detects an operation position of the electronic pen for each of the plurality of electronic pens based on a position in the imaging area of the light detected by the light detection unit;
A recognition unit for recognizing the content of the operation by the electronic pen for each of the plurality of electronic pens based on the operation position detected by the position detection unit and the function set for each of the plurality of electronic pens;
An image generation unit that generates and outputs a video signal according to the content of the operation recognized by the recognition unit;
An electronic blackboard system, comprising: a display unit configured to display a display image corresponding to the video signal output from the image generation unit.
(Appendix 2)
In the electronic blackboard system described in Appendix 1,
The light detection unit is
Corresponding to each of the plurality of electronic pens, among the plurality of electronic pens, a plurality of lights that transmit light having a wavelength emitted from the corresponding electronic pen and that do not transmit light having a wavelength emitted from other electronic pens A transmission part;
An electronic blackboard system comprising: a light receiving unit that detects light emitted from the electronic pen by receiving light transmitted through the light transmission unit.
(Appendix 3)
In the electronic blackboard system described in Appendix 2,
The light detection unit is
A window for capturing light emitted from the electronic pen;
The plurality of light transmission parts are arranged side by side in the rotation direction, and the filter wheel is arranged so that the plurality of light transmission parts selectively oppose the window part with rotation,
An identification mark that moves with the rotation of the filter wheel;
A light emitting element that emits light of a predetermined brightness so as to intersect the trajectory of the identification mark moving;
A light receiving element that receives reflected light from which light emitted from the light emitting element is reflected;
An electronic blackboard system comprising: a distinguishing unit that distinguishes each of the plurality of electronic pens based on a change in received light intensity corresponding to the brightness of light received by the light receiving element. .
(Appendix 4)
In the electronic blackboard system described in Appendix 3,
An electronic blackboard system in which a rotation frequency of the filter wheel is constant.
(Appendix 5)
In the electronic blackboard system according to claim 3 or 4,
The electronic blackboard system, wherein a rotation frequency of the filter wheel is twice or more a frame rate of the video signal.
(Appendix 6)
A display device equipped with an electronic pen,
The electronic pen emits light of different wavelengths,
The display device
A light detection unit that images an imaging area and detects light emitted from the electronic pen by distinguishing the plurality of electronic pens according to the wavelength of the light; and
A position detection unit that detects an operation position of the electronic pen for each of the plurality of electronic pens based on a position in the imaging area of the light detected by the light detection unit;
Display according to the content of the operation with the electronic pen recognized for each of the plurality of electronic pens based on the operation position detected by the position detection unit and the function set for each of the plurality of electronic pens And a display unit that displays an image.
(Appendix 7)
A display image display method in an electronic blackboard system in which a plurality of electronic pens that emit light of different wavelengths is operated,
A light detection process for picking up an imaging area and detecting the light emitted from the electronic pen by distinguishing the plurality of electronic pens according to the wavelength of the light; and
A position detection process for detecting an operation position of the electronic pen for each of the plurality of electronic pens based on a position of the light detected in the light detection process in the imaging area;
A recognition process for recognizing the operation content of the electronic pen for each of the plurality of electronic pens based on the operation position detected in the position detection process and the function set for each of the plurality of electronic pens;
And a display process for generating a video signal corresponding to the content of the operation recognized in the recognition process and displaying a display image corresponding to the video signal.

10 PC
11 表示部
12 操作認識部
13 画像生成部
14 情報入力部
15,21 インタフェース部
16 制御部
17 ケーブル
20 プロジェクタ
22 CPU
23 光区別検出部
24 位置検出部
25 表示制御部
30 カメラユニット
31 CMOSイメージセンサ
32 ホイール用モーター
32a 反射シール
33 フォトインタプラタ
33a 発光素子
33b 受光素子
35 基板
36 レンズ
37 光学フィルターホイール
37a,37b フィルター
38 筐体
39 赤外線取り込み窓
40 投射レンズ
41 投射部
50 スクリーン
51 投射エリア
52 撮像エリア
60a,60b 電子ペン
61a,61b 軸部
62a,62b 赤外線発光部
70 表示画像
71a,71b 記入情報
72a〜72i アイコン
80 キャリブレーション用テストパターン画像
81a〜81i キャリブレーションポイント
10 PC
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Display part 12 Operation recognition part 13 Image generation part 14 Information input part 15, 21 Interface part 16 Control part 17 Cable 20 Projector 22 CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 23 Light distinction detection part 24 Position detection part 25 Display control part 30 Camera unit 31 CMOS image sensor 32 Motor for wheel 32a Reflective seal 33 Photointerpreter 33a Light emitting element 33b Light receiving element 35 Substrate 36 Lens 36 Optical filter wheel 37a, 37b Filter 38 Case 39 Infrared capturing window 40 Projection lens 41 Projection unit 50 Screen 51 Projection area 52 Imaging area 60a, 60b Electronic pen 61a, 61b Shaft unit 62a, 62b Infrared light emitting unit 70 Display image 71a, 71b Entry information 72a-72i Icon 80 Calibration Test pattern images 81a to 81i Calibration points

Claims (7)

互いに異なる波長の光を出射する複数の電子ペンと、
撮像エリアを撮像し、前記電子ペンから出射された光を、当該光の波長によって前記複数の電子ペン毎に区別して検出する光検出部と、
前記光検出部にて検出された光の前記撮像エリア内における位置に基づいて、前記電子ペンの操作位置を前記複数の電子ペン毎に検出する位置検出部と、
前記位置検出部にて検出された操作位置と、前記複数の電子ペン毎に設定された機能とに基づいて、前記電子ペンによる操作の内容を前記複数の電子ペン毎に認識する認識部と、
前記認識部にて認識された操作の内容に応じた映像信号を生成して出力する画像生成部と、
前記画像生成部から出力された映像信号に応じた表示画像を表示する表示部とを有する、電子黒板システム。
A plurality of electronic pens that emit light of different wavelengths;
A light detection unit that images an imaging area and detects light emitted from the electronic pen by distinguishing the plurality of electronic pens according to the wavelength of the light; and
A position detection unit that detects an operation position of the electronic pen for each of the plurality of electronic pens based on a position in the imaging area of the light detected by the light detection unit;
A recognition unit for recognizing the content of the operation by the electronic pen for each of the plurality of electronic pens based on the operation position detected by the position detection unit and the function set for each of the plurality of electronic pens;
An image generation unit that generates and outputs a video signal according to the content of the operation recognized by the recognition unit;
An electronic blackboard system, comprising: a display unit configured to display a display image corresponding to the video signal output from the image generation unit.
請求項1に記載の電子黒板システムにおいて、
前記光検出部は、
前記複数の電子ペン毎に対応し、前記複数の電子ペンのうち対応する電子ペンから出射された波長の光を透過させ、それ以外の電子ペンから出射された波長の光を透過させない複数の光透過部と、
前記光透過部を透過した光を受光することで、前記電子ペンから出射された光を検出する受光部とを有する、電子黒板システム。
The electronic blackboard system according to claim 1,
The light detection unit is
Corresponding to each of the plurality of electronic pens, among the plurality of electronic pens, a plurality of lights that transmit light having a wavelength emitted from the corresponding electronic pen and that do not transmit light having a wavelength emitted from other electronic pens A transmission part;
An electronic blackboard system comprising: a light receiving unit that detects light emitted from the electronic pen by receiving light transmitted through the light transmission unit.
請求項2に記載の電子黒板システムにおいて、
前記光検出部は、
前記電子ペンから出射された光を取り込む窓部と、
前記複数の光透過部が回転方向に並んで配置され、回転に伴って前記複数の光透過部が選択的に前記窓部に対向するように配置されたフィルターホイールと、
前記フィルターホイールの回転に伴って移動する識別マークと、
前記識別マークが移動する軌跡と交差するように所定の明るさの光を出射する発光素子と、
前記発光素子から出射された光が反射された反射光を受光する受光素子と、
前記受光素子が受光した光の明るさに対応する受光強度の変化に基づいて、前記窓部にて取り込まれた光を、前記複数の電子ペン毎に区別する区別部とを有する、電子黒板システム。
The electronic blackboard system according to claim 2,
The light detection unit is
A window for capturing light emitted from the electronic pen;
The plurality of light transmission parts are arranged side by side in the rotation direction, and the filter wheel is arranged so that the plurality of light transmission parts selectively oppose the window part with rotation,
An identification mark that moves with the rotation of the filter wheel;
A light emitting element that emits light of a predetermined brightness so as to intersect the trajectory of the identification mark moving;
A light receiving element that receives reflected light from which light emitted from the light emitting element is reflected;
An electronic blackboard system comprising: a distinguishing unit that distinguishes each of the plurality of electronic pens based on a change in received light intensity corresponding to the brightness of light received by the light receiving element. .
請求項3に記載の電子黒板システムにおいて、
前記フィルターホイールの回転周波数が一定である、電子黒板システム。
The electronic blackboard system according to claim 3,
An electronic blackboard system in which a rotation frequency of the filter wheel is constant.
請求項3または請求項4に記載の電子黒板システムにおいて、
前記フィルターホイールの回転周波数が、前記映像信号のフレームレートの2倍以上である、電子黒板システム。
In the electronic blackboard system according to claim 3 or 4,
The electronic blackboard system, wherein a rotation frequency of the filter wheel is twice or more a frame rate of the video signal.
電子ペンを備えた表示装置であって、
前記電子ペンは、互いに異なる波長の光を出射し、
前記表示装置は、
撮像エリアを撮像し、前記電子ペンから出射された光を、当該光の波長によって前記複数の電子ペン毎に区別して検出する光検出部と、
前記光検出部にて検出された光の前記撮像エリア内における位置に基づいて、前記電子ペンの操作位置を前記複数の電子ペン毎に検出する位置検出部と、
前記位置検出部にて検出された操作位置と、前記複数の電子ペン毎に設定された機能とに基づいて前記複数の電子ペン毎に認識された、前記電子ペンによる操作の内容に応じた表示画像を表示する表示部とを有する表示装置。
A display device equipped with an electronic pen,
The electronic pen emits light of different wavelengths,
The display device
A light detection unit that images an imaging area and detects light emitted from the electronic pen by distinguishing the plurality of electronic pens according to the wavelength of the light; and
A position detection unit that detects an operation position of the electronic pen for each of the plurality of electronic pens based on a position in the imaging area of the light detected by the light detection unit;
Display according to the content of the operation with the electronic pen recognized for each of the plurality of electronic pens based on the operation position detected by the position detection unit and the function set for each of the plurality of electronic pens And a display unit that displays an image.
互いに異なる波長の光を出射する複数の電子ペンが操作される電子黒板システムにおける表示画像の表示方法であって、
撮像エリアを撮像し、前記電子ペンから出射された光を、当該光の波長によって前記複数の電子ペン毎に区別して検出する光検出処理と、
前記光検出処理にて検出した光の前記撮像エリア内における位置に基づいて、前記電子ペンの操作位置を前記複数の電子ペン毎に検出する位置検出処理と、
前記位置検出処理にて検出した操作位置と、前記複数の電子ペン毎に設定された機能とに基づいて、前記電子ペンによる操作の内容を前記複数の電子ペン毎に認識する認識処理と、
前記認識処理にて認識した操作の内容に応じた映像信号を生成し、該映像信号に応じた表示画像を表示する表示処理とを有する、表示方法。
A display image display method in an electronic blackboard system in which a plurality of electronic pens that emit light of different wavelengths is operated,
A light detection process for picking up an imaging area and detecting the light emitted from the electronic pen by distinguishing the plurality of electronic pens according to the wavelength of the light; and
A position detection process for detecting an operation position of the electronic pen for each of the plurality of electronic pens based on a position of the light detected in the light detection process in the imaging area;
A recognition process for recognizing the operation content of the electronic pen for each of the plurality of electronic pens based on the operation position detected in the position detection process and the function set for each of the plurality of electronic pens;
And a display process for generating a video signal corresponding to the content of the operation recognized in the recognition process and displaying a display image corresponding to the video signal.
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