JP2005122384A - Screen system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スクリーンシステムに関するものである。 The present invention relates to a screen system.
浮揚気体を用いて浮揚力を発生させ、適宜の飛行手段を設けて飛行する空中スクリーンが知られている。このような空中スクリーンの場合には、地上に飛行無線局を用意し、この飛行無線局に待機するオペレータの操作によって空中スクリーンを操作するように構成され、オペレータは、空中スクリーンの飛行指令を無線で空中スクリーンに送り、空中スクリーンに設けられた飛行手段を動作させてその進路を制御するように構成されている。 2. Description of the Related Art An aerial screen is known in which a levitation force is generated using a levitation gas, and an appropriate flying means is provided to fly. In the case of such an aerial screen, a flight radio station is prepared on the ground, and it is configured to operate the aerial screen by the operation of an operator waiting on the flight radio station. Is sent to the aerial screen, and the flight means provided on the aerial screen is operated to control the course thereof.
一方、自動で映像を対象物体に投影する自動追尾撮影装置が知られている。
従来の自動追尾撮影装置は、対象物体が飛行しても、目標点に追尾し、その対象物体の所定位置に画像を投影するものである(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、前記従来のオペレータによる操船を前提とした空中スクリーンシステム
においては、オペレータが常時空中スクリーンを操縦する必要があるため、操船技術の優れたオペレータでないと事故が発生する危険性があり、また、長時間の飛行には不向きであるという問題点がある。
また、従来の自動追尾投影装置では、スクリーン自体は、制御されていないため、スクリーンの位置を制御することはできないという問題があった。
On the other hand, an automatic tracking imaging device that automatically projects an image on a target object is known.
A conventional automatic tracking imaging device tracks a target point and projects an image at a predetermined position of the target object even if the target object flies (see, for example, Patent Document 1).
However, in the aerial screen system on the premise of the conventional maneuvering by the operator, it is necessary for the operator to always maneuver the aerial screen, there is a risk that an accident will occur unless the operator is an excellent maneuvering technology, There is a problem that it is not suitable for long-time flight.
In addition, the conventional automatic tracking projection apparatus has a problem that the screen itself cannot be controlled because the screen itself is not controlled.
本発明の目的は、飛行可能な空中スクリーンを制御することにより、スクリーンの位置を容易かつ確実に制御することができるスクリーンシステムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a screen system capable of easily and reliably controlling the position of a screen by controlling a flying aerial screen.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のスクリーンシステムは、与えられた指令に応じて動作する飛行手段および通信手段を備えた空中スクリーンと、
前記空中スクリーンの位置を測定する測定系と、
前記空中スクリーンと通信する通信手段および制御系を備えた基地局と、
前記空中スクリーンに対して、第1の波動を照射する波動照射装置とを有するスクリーンシステムであって、
前記制御系は、前記測定系により測定された前記空中スクリーンの位置に応じて前記空中スクリーンの飛行を制御するための飛行指令を含む指令を形成する指令形成手段を備え、
前記基地局の前記通信手段により、前記指令が前記空中スクリーンに対して送信され、前記空中スクリーンの前記通信手段により、前記指令を受信し、前記空中スクリーンは、前記指令に基づいて飛行を行うよう構成されていることを特徴とする。
これにより、空中スクリーンの位置を容易に制御することができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The screen system of the present invention includes an aerial screen provided with flying means and communication means that operate in response to a given command,
A measurement system for measuring the position of the aerial screen;
A base station comprising communication means and a control system for communicating with the aerial screen;
A screen system having a wave irradiation device that irradiates a first wave to the aerial screen,
The control system includes command forming means for forming a command including a flight command for controlling the flight of the aerial screen according to the position of the aerial screen measured by the measurement system,
The command is transmitted to the aerial screen by the communication means of the base station, the command is received by the communication means of the aerial screen, and the aerial screen performs flight based on the command. It is configured.
Thereby, the position of the aerial screen can be easily controlled.
本発明のスクリーンシステムでは、前記空中スクリーンは、前記飛行により、空中の目的の位置へ移動するよう構成されていることが好ましい。
これにより、空中スクリーンの所定部位に、容易かつ確実に波動を照射することができる。
本発明のスクリーンシステムでは、前記空中スクリーンは、前記飛行により、空中の目的の位置へ移動し、静止するよう構成されていることが好ましい。
これにより、空中スクリーンの所定部位に、容易かつ確実に波動を照射することができる。
In the screen system of the present invention, it is preferable that the aerial screen is configured to move to a target position in the air by the flight.
Thereby, a wave can be easily and reliably irradiated to the predetermined part of the aerial screen.
In the screen system of the present invention, it is preferable that the aerial screen is configured to move to a target position in the air and stop by the flight.
Thereby, a wave can be easily and reliably irradiated to the predetermined part of the aerial screen.
本発明のスクリーンシステムでは、前記目的の位置は、前記第1の波動が照射される位置であることが好ましい。
これにより、空中スクリーンの所定部位に、容易かつ確実に波動を照射することができる。
本発明のスクリーンシステムでは、前記波動照射装置は、投射型表示装置であることが好ましい。
これにより、空中スクリーンの所定部位に、容易かつ確実に光を照射することができる。
本発明のスクリーンシステムでは、前記波動照射装置と前記基地局とは、一体的に設けられていることが好ましい。
これにより、空中スクリーンシステムの小型化を図ることができる。
In the screen system of the present invention, it is preferable that the target position is a position where the first wave is irradiated.
Thereby, a wave can be easily and reliably irradiated to the predetermined part of the aerial screen.
In the screen system of the present invention, it is preferable that the wave irradiation device is a projection display device.
Thereby, light can be easily and reliably irradiated onto a predetermined portion of the air screen.
In the screen system of the present invention, it is preferable that the wave irradiation device and the base station are provided integrally.
Thereby, size reduction of an aerial screen system can be achieved.
本発明のスクリーンシステムでは、前記第1の波動は、光または音波であることが好ましい。
本発明のスクリーンシステムでは、前記測定系は、前記空中スクリーンに設けられた少なくとも1つの第1の測定点と、前記空中スクリーン以外の所定の位置に設けられた3つの第2の測定点との距離をそれぞれ測定する距離測定手段を含むことが好ましい。
これにより、空中スクリーンの位置を容易かつ確実に測定することができる。
In the screen system of the present invention, it is preferable that the first wave is light or sound wave.
In the screen system of the present invention, the measurement system includes at least one first measurement point provided on the aerial screen and three second measurement points provided at predetermined positions other than the aerial screen. It is preferable to include distance measuring means for measuring each distance.
Thereby, the position of the aerial screen can be measured easily and reliably.
本発明のスクリーンシステムでは、前記指令形成手段は、前記空中スクリーンに対する波動生成指令を形成するように構成され、前記空中スクリーンは、前記波動生成指令に応じて第2の波動を発生する波動生成手段を前記第1の測定点に備え、前記距離測定手段は、前記空中スクリーンの前記各波動生成手段から放出された前記第2の波動を検出する、前記第2の各測定点に配置された波動検出器を備え、該各波動検出器により前記波動が検知された時間情報に基づいて前記第1の測定点と前記第2の各測定点との間の距離を算出するように構成されていることが好ましい。
これにより、空中スクリーンの位置を容易かつ確実に測定することができる。
本発明のスクリーンシステムでは、前記測定系は、前記基地局に設けられていることが好ましい。
これにより、空中スクリーンの小型化、軽量化を図ることができる。
In the screen system of the present invention, the command forming unit is configured to generate a wave generation command for the aerial screen, and the air screen generates a second wave in response to the wave generation command. At the first measuring point, and the distance measuring means detects the second wave emitted from the wave generating means of the aerial screen, and the wave arranged at each second measuring point is detected. A detector, and configured to calculate a distance between the first measurement point and the second measurement point based on time information when the wave is detected by the wave detector. It is preferable.
Thereby, the position of the aerial screen can be measured easily and reliably.
In the screen system of the present invention, it is preferable that the measurement system is provided in the base station.
Thereby, size reduction and weight reduction of an aerial screen can be achieved.
本発明のスクリーンシステムでは、前記空中スクリーンの進路上の障害物を検出する障害検出手段と、該障害検出手段により前記障害物が検出されると、前記空中スクリーンの進路を変更し、前記障害物を回避するように前記飛行手段を制御する障害回避手段とを有することが好ましい。
これにより、容易かつ確実に障害物を回避することができる。
本発明のスクリーンシステムでは、前記障害回避手段は、前記基地局に設けられていることが好ましい。
これにより、空中スクリーンの小型化、軽量化を図ることができる。
In the screen system of the present invention, obstacle detection means for detecting an obstacle on the path of the aerial screen, and when the obstacle is detected by the obstacle detection means, the path of the aerial screen is changed, and the obstacle It is preferable to have obstacle avoiding means for controlling the flying means so as to avoid the problem.
Thereby, an obstacle can be avoided easily and reliably.
In the screen system of the present invention, it is preferable that the failure avoiding means is provided in the base station.
Thereby, size reduction and weight reduction of an aerial screen can be achieved.
本発明のスクリーンシステムでは、前記空中スクリーンの進路上の障害物を検出する障害検出手段を備え、該障害検出手段により前記障害物が検出されると前記基地局へ障害検出信号を送信するように構成され、前記指令形成手段は、前記障害検出信号に応じて前記飛行指令を変更し、前記空中スクリーンの進路を変更し、前記障害物を回避するように構成されていることが好ましい。
これにより、容易かつ確実に障害物を回避することができる。
The screen system according to the present invention further comprises obstacle detection means for detecting an obstacle on the path of the aerial screen, and transmits the obstacle detection signal to the base station when the obstacle detection means detects the obstacle. Preferably, the command forming means is configured to change the flight command in accordance with the obstacle detection signal, change a course of the aerial screen, and avoid the obstacle.
Thereby, an obstacle can be avoided easily and reliably.
本発明のスクリーンシステムでは、前記空中スクリーンに電力を供給する充電基地を有することが好ましい。
本発明のスクリーンシステムでは、前記空中スクリーンは、電力不足時に帰還要請信号を前記基地局に送信するように構成され、前記制御手段は前記帰還要請信号を受けると帰還指令を形成して前記空中スクリーンへ送信し、前記空中スクリーンが前記飛行手段により前記充電基地に帰還するように構成されていることが好ましい。
本発明のスクリーンシステムでは、前記飛行手段は、浮揚気体が充填される浮揚体を有していることが好ましい。
これにより、空中スクリーンの小型化、軽量化を図ることができる。
In the screen system of the present invention, it is preferable to have a charging base for supplying power to the aerial screen.
In the screen system of the present invention, the aerial screen is configured to transmit a feedback request signal to the base station when power is insufficient, and when the control means receives the feedback request signal, it forms a feedback command to form the aerial screen. Preferably, the aerial screen is configured to return to the charging base by the flying means.
In the screen system of the present invention, the flying means preferably has a levitation body filled with a levitation gas.
Thereby, size reduction and weight reduction of an aerial screen can be achieved.
本発明のスクリーンシステムでは、前記浮揚体に浮揚気体を補充する気体補充基地を有することが好ましい。
本発明のスクリーンシステムでは、前記浮揚体は、浮揚気体の不足時に帰還要請信号を前記基地局に送信するように構成され、前記制御手段は前記帰還要請信号を受けると帰還指令を形成して前記空中スクリーンへ送信し、前記空中スクリーンが前記飛行手段により前記気体補充基地に帰還するように構成されていることが好ましい。
In the screen system of the present invention, it is preferable to have a gas replenishment base for replenishing the floating body with a floating gas.
In the screen system of the present invention, the levitation body is configured to transmit a feedback request signal to the base station when there is a shortage of levitation gas, and the control means forms a feedback command upon receiving the feedback request signal, and It is preferable that the air screen is transmitted to the aerial screen, and the aerial screen is returned to the gas replenishment base by the flying means.
以下、添付図面を参照して本発明に係るスクリーンシステムの実施形態について詳細に説明する。
図1は、本実施形態のスクリーンシステムの外観を示す概略構成図、図2は、図1に示す空中スクリーンを示す斜視図、図3は、図1に示す空中スクリーンにおける駆動部付近を拡大して示す斜視図、図4は、図1に示す基地局を示す斜視図である。
なお、以下では、説明の便宜上、図1中の右側を「右」、左側を「左」、上側を「上」、下側を「下」と言う。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a screen system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the appearance of the screen system of the present embodiment, FIG. 2 is a perspective view showing the aerial screen shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the drive unit in the aerial screen shown in FIG. FIG. 4 is a perspective view showing the base station shown in FIG.
In the following, for convenience of explanation, the right side in FIG. 1 is referred to as “right”, the left side as “left”, the upper side as “upper”, and the lower side as “lower”.
図1に示すスクリーンシステム100は、空中スクリーン110と、基地局121を有する。基地局121には、波動(第1の波動)照射装置として、プロジェクタ123(投射型表示装置)が、一体的に設けられている。本実施形態は、後述するように、室内に基地局121を設置すると、空中スクリーン110を部屋内に浮遊させた状態で自動飛行させることが可能な、インテリアなどとして用いることのできる小形のスクリーンシステムを構成した例を示すものである。また、本実施形態において、飛行とは、制御された状態で、空中に位置するあらゆる状態をいい、例えば、空中を移動することや、空中で静止すること等が含まれる。以下、これらの各構成要素について順次説明する。
A
図2に示す空中スクリーン110は、例えば、ヘリウム等の浮揚気体を充填した浮揚体(バルーン)111と、浮揚体111の下部位置に取り付けられた制御管理部112と、駆動部10と、スクリーン本体115と、浮揚体111の端部に配置された、第1の測定点である送受信センサS1と、障害物検知センサ41、42を備えている。また、浮遊体111と、駆動部10とで、空中スクリーン110の飛行手段が構成される。
2 includes, for example, a floating body (balloon) 111 filled with a floating gas such as helium, a
送受信センサS1および障害物検知センサ41、42は、例えば、発光素子と受光素子とを有する光センサや超音波発生器と超音波動検出器とを備えた超音波センサなどで構成できる。
また、障害物検知センサ41は、浮揚体111の右側の端部に設けられ、障害物検知センサ42は、浮揚体111の左側の端部に設けられ、送受信センサS1は、後述する回転部13の下側の端部に設けられている。
また、送受信センサS1を基準とした、スクリーン本体115の輪郭の相対位置のデータが、後述するMPU120Aのメモリに格納されている。これにより、送受信センサS1の位置を測定することにより、空中スクリーン110全体の位置を知ることができる。
The transmission / reception sensor S1 and the
The
Further, data of the relative position of the outline of the screen
駆動部10は、基部11と、回転部13と、回転部13を回転駆動する図示されない内部モータとを有している。
図3に示すように、基部11は、空中スクリーン110の下部に設けられた固定部12と、固定部12から下方に向かって突出し、回転可能に設けられた中心軸24とを有している。また、中心軸24の下側の端部には、回転部13が固着されている。
内部モータの駆動力は、図示しない動力伝達機構を介して中心軸24に伝達されるようになっており、回転部13は、内部モータの駆動により、中心軸24を中心(矢印Aの方向)に回転する。
The
As shown in FIG. 3, the
The driving force of the internal motor is transmitted to the
回転部13は、回転体14と、回転体14内に回転可能に挿通(挿入)されたファン固定軸16、17と、ファン固定軸16、17に支持されたファン25、26と、図示されない2つのモータとで構成されている。ファン固定軸16は、回転体14を介して、中心軸24に対して垂直な方向の一端側に突出し、ファン固定軸17は、他端に突出している。
また、ファン25、26は、それぞれに互いに独立して、ファン固定軸16、17を中心として回転可能に設けられている。
The rotating
The
各モータの駆動力は、図示しない動力伝達機構を介してファン固定軸16、17に、それぞれ伝達されるようになっており、ファン25は、モータの駆動により、ファン固定軸16を中心(矢印Bの方向)に回転する。また、ファン26は、モータの駆動により、ファン固定軸17を中心に回転する。
ファン25は、略円筒状のフレーム23と、フレーム23内に設けられたロータ支持部18と、ロータ支持部18に対し回転可能に設置され、回転翼34を備えているロータ118と、ロータ支持部18内に設けられ、ロータ118を回転駆動するファンモータ21とを有している。ファンモータ21の駆動力は、図示しない動力伝達機構を介してロータ支持部18に伝達されるようになっており、ファンモータ21の駆動により、回転翼34には、推進力が作用する。
The driving force of each motor is transmitted to the
The
ファン26は、略円筒状のフレーム22と、フレーム22内に設けられたロータ支持部19と、ロータ支持部19に対し回転可能に設置され、回転翼33を備えているロータ117と、ロータ支持部19内に設けられ、ロータ117を回転駆動するファンモータ20とを有している。ファンモータ20の駆動力は、図示しない動力伝達機構を介してロータ支持部19に伝達されるようになっており、ファンモータ20の駆動により、回転翼33には、推進力が作用する。
The
回転部13を所定の位置へ回転させることや、ファン固定軸16、17を回転させて、ファン25、26の向きをそれぞれ、所定の方向に変更することや、片側のファンだけを回転させたり、回転翼33、34の回転方向を変えたり、回転数に差をつけたりすることによって精度の高い飛行を行うことができる。すなわち、任意の姿勢をとることもでき、所定の位置へ任意の軌道で移動することができる。また、飛行速度も任意に変更することができる。また、空中に浮揚し、所定の位置に静止することもできる。
The rotating
スクリーン本体115としては、例えば、後述する基地局121から投影された画像(映像)を表示する反射型スクリーンまたは、透過(半透過)型スクリーンを用いることができる。また、スクリーン本体115の投影面(画像が表示される面)は、略平面状をなしている。
なお、本実施形態においては、スクリーン本体115の投影面が、例えば公知の方法により、後述するプロジェクタ123から照射される光の照射方向(光束の中心軸の方向)に対して、略垂直に保たれるように空中スクリーン110の姿勢が制御されている。
また、空中スクリーン110には、地面(床面)に安定的に接地するための接地脚(図示せず)が設けられていてもよい。
As the
In the present embodiment, the projection surface of the screen
In addition, the
制御管理部112には、図5に示すように、後述する基地局121との間で無線通信を行うための通信回路T/R(通信手段)と、駆動部10を駆動する駆動回路(図示せず)と、これらの通信回路や駆動回路を制御する制御回路(図示せず)と、浮揚体111内に連通したガス供給路の開閉を行う弁構造や前記各回路に電力を供給する蓄電部(いずれも図示せず)などが内蔵されている。
As shown in FIG. 5, the
図4に示すように、基地局121は、この基地局121上に設けられた基地台122と、プロジェクタ123とを有している。基地局121内には後述する制御回路(制御系)を設けた回路基板、充電系やガス供給系とともに、送受信センサS4(第2の測定点)が収容されている。また、基地台122の上面には、後述するように、空中スクリーン110と接続される充電部122a及び給気口122bが設けられている。さらに、基地局121にはアンテナ122cが突出形成されている。基地本体121からは配線124,125が引き出され、これらの配線124,125はセンサ容器126,127に接続されている。センサ容器126,127内には送受信センサS5,S6(第2の測定点)が収容されている。
また、プロジェクタ123は、上下方向および水平方向(図1中左右方向)に回転可能になっており、これら回転を組み合わせることによって、例えばモータ等の駆動により、上下方向および水平方向(図1中左右方向)に所定の方向に指向性良く投影を行うことができる。
As shown in FIG. 4, the
Further, the
基地局121内には、図11に示すように、CPU(中央処理ユニット、バス、メモリ、各種インターフェイス等を含むMPU(マイクロプロセッサユニット)120Aと、このMPU120Aに接続された通信回路120Bと、MPU120Aに接続された給電制御部128aと、MPU120Aに接続された給気弁などを含む給気制御部129aとが内蔵されている。また、通信回路120Bは前記アンテナ122cに接続されている。
In the
図12に示すように、基地局121内には、前記回路系の他に蓄電器128とガスボンベ129とが収容されている。蓄電器128は前記給気制御部128aを経て基地台122の充電部122aに接続されている。また、ガスボンベ129は前記給気制御部129aを介して前記給気口122bに連結されている。
図5に示すように、送受信センサS1には、超音波を発生する超音波発生器が、内蔵され、この超音波発生器から放出された超音波は、送受信センサS4、S5およびS6内にそれぞれ設けられた波動検出器SDによってそれぞれ検出されるようになっている。これらの送受信センサS4,S5,S6によって得られた検出信号は基地本体121内に送られ、これに基づいて空中スクリーン110の位置が算出される。スクリーン本体115の平面の法線方向と送受信センサS1の指向性とを一致させておく。そうすることによって、強度の高い方向を検出すれば空中スクリーン110の姿勢が検出できることになる。
As shown in FIG. 12, in the
As shown in FIG. 5, the transmission / reception sensor S1 includes an ultrasonic generator that generates ultrasonic waves, and the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic generator are respectively transmitted into the transmission / reception sensors S4, S5, and S6. Each is detected by the provided wave detector SD. Detection signals obtained by these transmission / reception sensors S4, S5, and S6 are sent into the
また、送受信センサS1と、送受信センサS4、S5およびS6と、制御回路と、通信回路T/Rと、MPU120Aと、通信回路120Bとで、空中スクリーン110の位置を測定する測定系の主要部が構成される。
以下、本実施形態のスクリーンシステムの位置測定手段(距離測定手段)の原理を図6を用いて説明する。
The main part of the measurement system that measures the position of the
Hereinafter, the principle of the position measuring means (distance measuring means) of the screen system of this embodiment will be described with reference to FIG.
図6に示すように、送受信センサS4,S5およびS6は相互に異なる測定点に配置され、これら3つのセンサの相互距離L12、L23、L13が知られていれば、S1から送受信センサS4,S5およびS6までの距離LO1,LO2,LO3を測定することによって、前記3つの測定点を含む平面を基準としてS1の相対位置を決定することができる。そして、送受信センサS4、S5およびS6が固定されていれば、S1が、A地点からA’地点に移動すると、前記平面を基準とした空中スクリーン110の移動方向及び移動距離を知ることができる。
As shown in FIG. 6, the transmission / reception sensors S4, S5, and S6 are arranged at different measurement points. If the mutual distances L12, L23, and L13 of these three sensors are known, the transmission / reception sensors S4 and S5 are transmitted from S1. By measuring the distances LO1, LO2 and LO3 to S6, the relative position of S1 can be determined with reference to the plane including the three measurement points. If the transmission / reception sensors S4, S5, and S6 are fixed, when S1 moves from point A to point A ', the moving direction and moving distance of the
図7は、基地局121において、空中スクリーン110の位置を制御する、位置制御のプロセスを示すタイミングチャートである。また、図15は、空中スクリーン110の位置測定プロセスにおける、MPU120Aの処理手順を示す概略フローチャートである。
まず、プロジェクタ123により所定の位置に光の照射を行う。次に、B地点の基地局121内のMPU120Aで形成された波生成指令b1が通信回路120Bにより無線でO地点の空中スクリーン110に送信される。すると、空中スクリーン110の制御管理部112から、S1に信号が送信され、指令受信時から既定の時間to経過後にS1から超音波を発生する。この超音波は、送受信センサS4、S5およびS6にて、それぞれ検出され、それらの波検出信号c1、c2およびc3は、基地局121へと送られる。基地局121では、MPU120Aにおいて、前記検出信号c1、c2およびc3を受けた時点を表す時間情報に基づいて、超音波がS1から各送受信センサS4、S5およびS6まで伝播するのに要した時間to1、to2、to3(無線による通信時間はほとんど無視できる。)を求め、これらの時間と前記超音波の伝播速度とから、距離LO1,LO2およびLO3を算出する。
これらの距離は、一旦MPU120A内のメモリに保存され、これらの距離から送受信センサS1の相対的座標(x1、y1、z1)(センサS4、S5およびS6含む平面を基準とした位置座標)が算出される。
FIG. 7 is a timing chart showing a position control process for controlling the position of the
First, light is irradiated to a predetermined position by the
These distances are temporarily stored in the memory in the
前記相対的座標に基づいて、MPU120Aは、プロジェクタ123からの照射が行われる位置に基づいて定められた目標点(x1’、y1’、z1’)との差分(Δx1、Δy1、Δz1)を算出する。MPU120Aは、前記差分に基づいて、制御管理部112に対して、各点が目標点に向かうようにファン25、26を駆動する制御信号を送信する。これにより、空中スクリーン110は、所定距離だけ離れた各目標点に対して、飛行を開始する。所定時間経過後、前記と同様にして、MPU120Aは、送受信センサS1の現時点の座標を算出し、差分を更新し、前記動作を繰り返す。送受信センサS1と目標点の位置が一致(座標の差分が0になった)後に、空中スクリーン110は、その位置を保った状態(送受信センサS1と目標点との一致を略保った状態)で静止(浮揚)する。
Based on the relative coordinates, the
また、前述したように、送受信センサS1の強度が最大になるように姿勢制御を行うことにより、空中スクリーン110は、所定の位置および姿勢を保った状態で静止する。これにより、プロジェクタ123から照射された光すなわち画像が、スクリーン本体115上に表示される。また、前述した原理で、前記目標点を連続的または段階的に移動させつつ、プロジェクタ123から光を照射することにより、空中スクリーン110を連続的または段階的に移動させながら、そのスクリーン本体115に画像を表示することもできる。
Further, as described above, by performing posture control so that the intensity of the transmission / reception sensor S1 is maximized, the
図8は、上記のように空中スクリーン110の位置を測定する前に行われるべき、送受信センサS4,S5およびS6間の相互距離L12,L23,L13を求める測定位置検出プロセスを説明するための説明図である。また、図14は、上記測定位置検出プロセスにおけるMPU120Aの処理手順を示す概略フローチャートである。
図8に示すように、送受信センサS4,S5およびS6は、その内部に超音波を受信可能な波動検出器SDと、超音波を発生する波発生器STとをそれぞれ備えている。なお、波発生器STは上記3つの送受信センサのうち2つ(図示例では送受信センサS4、S5)だけに設けられていてもよい。
FIG. 8 is a diagram for explaining a measurement position detection process for obtaining the mutual distances L12, L23, and L13 between the transmission / reception sensors S4, S5, and S6 to be performed before the position of the
As shown in FIG. 8, the transmission / reception sensors S4, S5, and S6 each include a wave detector SD that can receive ultrasonic waves and a wave generator ST that generates ultrasonic waves. The wave generator ST may be provided in only two of the three transmission / reception sensors (transmission / reception sensors S4 and S5 in the illustrated example).
本実施形態では、最初に、図14に示すように、MPU120Aからの波生成指令が送受信センサS4へ送られ、図8に示すように送受信センサS4内の波発生器STにて超音波を発信させる。そして、この超音波が送受信センサS5,S6内のそれぞれの波動検出器SDにて検出されると、その波検出信号を受けたMPU120Aは、上記超音波の発信時から受信時までの時間に基づいて、相互距離L12,L13を求める。
In this embodiment, first, as shown in FIG. 14, a wave generation command from the
次に、上記と同様に、MPU120Aからの波生成指令が送受信センサS5へ送られ、図8に示すように送受信センサS2内の波発生器STにて超音波を発信させる。そして、この超音波が送受信センサS4,S6内のそれぞれの波動検出器SDにて検出されると、前記と同様にMPU120Aは相互距離L23,L21を求める。このようにして、3つの送受信センサS4、S5およびS6間の各相互距離L12,L23,L13を求めることができる。
Next, similarly to the above, a wave generation command from the
なお、前記において相互距離L12の算出とL21の算出とは送受信センサS4とS5との相互距離を重複して求めていることとなるので、いずれか一方のみを演算してもよいが、例えば、図8に示すように、双方の演算が完了した時点でL12とL21との整合性を確認し、これが一致しない場合には、測定中にセンサが移動したものと判断して、上述の相互距離の測定プロセスをやり直すようにしてもよい。
図13は、スクリーンシステム100を動作させるためのMPU120Aの処理手順を示す概略フローチャートである。まず、基地局121に設けられた図示しないスタートボタン等を手動で操作することなどによって、MPU120A内のメモリ内などに格納された動作プログラムが起動され、実行される。
In the above description, the calculation of the mutual distance L12 and the calculation of L21 are obtained by duplicating the mutual distance between the transmission / reception sensors S4 and S5. As shown in FIG. 8, when both operations are completed, the consistency between L12 and L21 is confirmed. If they do not match, it is determined that the sensor has moved during the measurement, and the above mutual distance is determined. The measurement process may be redone.
FIG. 13 is a schematic flowchart showing a processing procedure of the
次に、前記の図5、図6、図7及び図15を参照して説明した位置測定プロセスが行われる。そして、この位置測定プロセスにて得られた空中スクリーン110の位置に応じて、予め定められた飛行プログラムに従った位置へと空中スクリーン110を飛行させるための飛行指令が作成され、これが空中スクリーン110へと送信される。
その後、MPU120Aは、空中スクリーン110から異常信号や帰還要請信号が送られてきているか否かを確認し、異常信号を受信していれば異常ルーチンを実行し、また、帰還要請信号を受信していれば帰還ルーチンを実行する。
Next, the position measurement process described with reference to FIGS. 5, 6, 7 and 15 is performed. Then, according to the position of the
After that, the
ここで、異常ルーチンとは、何らかの原因で空中スクリーン110の制御回路や駆動回路、ファン25、26等が故障し、或いは、浮力が失われるなどの理由で飛行指令どおりに空中スクリーン110が動作しない場合に、制御管理部112の電力供給を強制的に遮断するなどの処理を行う。
また、この異常ルーチンにおいて、飛行指令通りには空中スクリーン110が動作しないものの、或る程度の飛行が可能な場合には、後述する帰還ルーチンと同様に、空中スクリーン110を強制的に基地局121の基地台上に帰還させるように構成してもよい。
Here, the abnormal routine means that the control circuit or drive circuit of the
In this abnormal routine, although the
さらに、この異常ルーチンでは、障害物検知センサ41、42にて、空中スクリーン110の左方向または右方向に障害物が検知されたとき、一時的に進路を予定の進路から外すように制御する飛行指令をMPU120Aが形成し、空中スクリーン110が障害物を回避するように構成されている。障害物が検知されなくなると、MPU120Aは元の進路上に空中スクリーン110を戻すように飛行指令を送信し、空中スクリーン110は最初の予定通りの進路を辿って進んでいく。
Further, in this abnormal routine, when an obstacle is detected in the left direction or the right direction of the
なお、本実施形態では、前記のように障害物の回避動作も基地局121からの指令に従って行うように構成されているため、空中スクリーン110の制御回路等をより簡素に構成することが可能となっている。ただし、障害物検知センサ41、42で障害物が検知された場合には、空中スクリーン110自身の判断で自動的に回避動作を行うように構成しても構わない。この場合には、障害物が検知されなくなるまで進路を一時的に変更するように飛行し、障害物が検知されなくなると、基地局121からの飛行指令に従った飛行状態に復帰するように構成すればよい。
In the present embodiment, as described above, the obstacle avoidance operation is also performed in accordance with the command from the
また、帰還ルーチンとは、空中スクリーン110からの帰還要請信号を受信した場合に、MPU120Aが、図16に示す概略フローチャートに従って動作し、空中スクリーン110を基地局121の基地台122上に帰還させるものである。この帰還ルーチンにおいては、図16に示すように、前記と同様の位置測定プロセスによって測定された空中スクリーン110の現在位置に応じて、帰還指令を空中スクリーン110に対して送信し、空中スクリーン110を基地台122上に誘導する。空中スクリーン110が基地台122上に到着すると、基地台122に内蔵された図示されないセンサから帰還完了信号が出力され、MPU120Aはこの帰還完了信号を受けて、充電制御部128aを制御して充電部122aを介して空中スクリーン110の制御管理部112に対する充電作業を開始する。また、給気制御部129aを制御して同様に空中スクリーン110に対する給気作業を開始する。これらの充電作用及び給気作業は、図16に示すように並行して行ってもよく、或いは、順次行うようにしてもよい。空中スクリーン110の制御管理部112から充電完了信号が送信されると、MPU120Aは充電制御部128aに制御信号を送り、充電作業を終了させる。同様に、制御管理部112から給気完了信号が送信されると、MPU120Aは給気制御部129aに制御信号を送り、給気作業を終了させる。
前記の充電作業及び給気作業が完了すると、MPU120Aは図13に示す動作プログラムに基づいて再び空中スクリーン110を離陸させ、所定の飛行プログラムに従って飛行させる。この飛行状態は、図13に示すように、ストップボタンなどの操作がなされるまで継続する。
In the feedback routine, when a feedback request signal from the
When the charging operation and the air supply operation are completed, the
以上説明したように、本実施形態では、空中スクリーン110は飛行プログラムに従って自動的に飛行し、途中で電力不足や浮揚気体(ヘリウムなど)の不足が生じた場合には自動的に基地台122上に帰還し、充電及びガス補給も自動的に行い、その後、再び飛行を継続するようになっている。
本実施形態では、基地局121の指令(前記波生成指令、飛行指令、帰還指令など)に基づいて空中スクリーン110が自動的に制御されるので、空中スクリーン110には高性能で消費電力の大きいMPUなどの複雑な制御回路を設ける必要がなくなり、制御管理部112の重量や消費電力を従来よりも格段に小さくすることができる。
As described above, in the present embodiment, the
In the present embodiment, since the
前記のような構成は、本実施形態のように室内でも飛行可能な小形の空中スクリーンではきわめて重要なものである。その理由は、浮揚気体を入れた風船が例えば球形の場合は直径と浮揚力との間には3次関数の正の相関があり、風船の直径が小さくなると浮揚力は急減に減少するからである。例えば、風船の直径が30cmの球体で浮揚気体にヘリウムを使用した場合は浮揚させることの可能な重量は15g程度であり、従来構成では浮上することは非常に困難である。室内等で用いるには、風船の直径は30〜50cm程度、大きくても1m程度でなければ扱い難くなる。 Such a configuration is extremely important for a small aerial screen that can fly indoors as in this embodiment. The reason is that if the balloon with buoyant gas is spherical, for example, there is a positive third-order correlation between the diameter and the levitation force, and the levitation force decreases rapidly as the balloon diameter decreases. is there. For example, when helium is used as the buoyant gas with a sphere having a balloon diameter of 30 cm, the weight that can be levitated is about 15 g, and it is very difficult to ascend with the conventional configuration. When used indoors, the balloon has a diameter of about 30 to 50 cm, and it is difficult to handle unless it is about 1 m at most.
また、上記実施形態においては、基地局120と2つの送受信センサS5およびS6を収容するセンサ容器126,127とが別体に構成され、配線124,125によって接続されているが、このような構成に限定されるものではない。
例えば、図9に示す基地局220においては、送受信センサS4を内蔵した基地本体221、基地台222及びアンテナ223を有する点は上記実施形態と同様であるが、送受信センサS5およびS6は基地本体221に対して折畳式の連結アーム224,225によって連結されている。これらの連結アーム224,225は図示矢印に示すように2箇所で折りたたむことにより、基地本体の側面上にコンパクトに収納できるように構成されている。
Moreover, in the said embodiment, although the base station 120 and the
For example, the
また、図10に示す基地局320においては、基地本体321、基地台322及びアンテナ323を備えているが、送受信センサS4,S5およびS6の全てが基地本体321内に収容されている。
なお、上記以外の構成例としては、3つの送受信センサS4,S5およびS6の全てが基地本体の外側に配置されているもの、また、基地本体と各送受信センサとの間のやり取りを無線等のワイヤレス通信手段で行うようにしたものなどが挙げられる。
10 includes a
As an example of the configuration other than the above, all of the three transmission / reception sensors S4, S5, and S6 are arranged outside the base body, and the exchange between the base body and each transmission / reception sensor is wireless or the like. For example, it is possible to use wireless communication means.
前記実施形態は本発明の構成を何ら限定するものではなく、前記実施形態には記載していないが、以下のような構成を採ることも可能である。
空中スクリーン110には、前記の障害検知センサ以外に、光や画像を感じる目に相当する撮像装置、声や音を聞き取るマイク等の録音装置、匂いを感じる嗅覚センサ、などの各種センサを搭載することもできる。これらのセンサを搭載することによって、例えば空中スクリーン110に光、音、匂い等を与えることによって所定の動作を行わせることが可能になる。例えば、画像を録画したり、音声を録音したりしながら飛行するように構成することもでき、或いは、人が呼ぶと空中スクリーン110が接近するように構成することもできる。
The embodiment does not limit the configuration of the present invention at all, and although not described in the embodiment, the following configuration may be employed.
In addition to the obstacle detection sensor, the
さらに、空中スクリーン110には、前記ファン以外の種々の移動手段、例えば、プロペラ、イオンエンジン、ガスボンベ、ポンプなどを用いることができる。ここで、進路を制御可能に構成するには、前記ファン等の移動手段の作用方向を変えるために移動手段自体の方向を変える駆動機構や気流の方向を変える気流制御板などを設けたりすることができる。また、上下方向に飛行する場合には、バラスト、気体の圧縮手段、小形のガスボンベなどを用いることができる。
Further, various moving means other than the fan, such as a propeller, an ion engine, a gas cylinder, and a pump, can be used for the
また、前記の障害物に対する回避動作は、障害物に接触してから動作するように、衝撃や加速度を検知したときに開始されるように構成してもよい。
さらに、前記空中スクリーンには、光、音などを生ずる発光素子、スピーカーなどを搭載してもよい。例えば、特定部位や飛行位置に応じた場所を照明したり、人が接近すると点灯したり挨拶をしたりするように構成することもできる。
そして、前記空中スクリーンに別のセンサを取り付け、リモコンなどの遠隔操作手段によって指令を与え、空中スクリーンの飛行を操作するように構成してもよい。この場合、空中スクリーンが受けた操作信号を一旦基地局に転送し、基地局から空中スクリーンに改めて飛行指令等の各種指令を送るように構成してもよい。
Further, the avoiding operation for the obstacle may be configured to be started when an impact or acceleration is detected so as to operate after contacting the obstacle.
Further, the aerial screen may be equipped with a light emitting element that generates light, sound, or the like, a speaker, or the like. For example, it can be configured to illuminate a place corresponding to a specific part or flight position, or to light up or greet when a person approaches.
Then, another sensor may be attached to the aerial screen, and a command may be given by remote control means such as a remote controller to operate the flight of the aerial screen. In this case, an operation signal received by the aerial screen may be once transferred to the base station, and various commands such as a flight command may be sent from the base station to the aerial screen again.
また、本実施形態では、ファン25と、26とを別個に設けたことから、ファン25の回転数(回転速度)と、ファン26の回転数(回転速度)とをそれぞれ別個に調整(調節)することができ、これにより、より容易かつ確実に、空中スクリーン110の飛行、回転を制御することができる。
また、例えば、通信手段を用いて、空中スクリーンの座標データをプロジェクタに送信し、プロジェクタは、座標データを基に、フォーカスレンズを駆動し、オートフォーカス(自動焦点合わせ)を行うように構成することもできる。
In the present embodiment, since the
In addition, for example, the coordinate data of the aerial screen is transmitted to the projector using a communication unit, and the projector is configured to drive the focus lens and perform autofocus (automatic focusing) based on the coordinate data. You can also.
また、例えば、プロジェクタにCCD等のイメージセンサ(撮像手段)を設け、フォーカスレンズを駆動しながら、テストパターンを投射し、空中スクリーン内の画像を前記イメージセンサで撮像し、エッジが最もはっきりしているところを判断して(最適なフォーカスの状態で)、フォーカスレンズを停止させ、オートフォーカスを行うように構成することもできる。 In addition, for example, an image sensor (imaging means) such as a CCD is provided in the projector, a test pattern is projected while driving a focus lens, an image in an aerial screen is captured by the image sensor, and the edge is most clear. It is also possible to configure the system so that the focus lens is stopped and the autofocus is performed by determining the position (in an optimal focus state).
また、例えば、通信手段を用いて、空中スクリーンの座標データをプロジェクタに送信し、プロジェクタの設定画面サイズを元に、ズームレンズおよびフォーカスレンズを回転させ、画面サイズおよびフォーカスを決定するオートズームを行うように構成することもできる。
また、前記オートフォーカスと、前記オートズームを組み合わせ、設定画面サイズに基づいて、ズームレンズで空中スクリーンに投影する画像サイズを決定し、フォーカスレンズを回転させながら画像をイメージセンサでとらえ、エッジが最もはっきりしているところを判断して、自動調整するように構成することもできる。
In addition, for example, by using communication means, the coordinate data of the aerial screen is transmitted to the projector, and the zoom lens and the focus lens are rotated based on the setting screen size of the projector, and auto zoom for determining the screen size and focus is performed. It can also be configured as follows.
Also, combining the auto focus and auto zoom, the image size to be projected on the aerial screen is determined by the zoom lens based on the set screen size, the image is captured by the image sensor while rotating the focus lens, and the edge is the most It can also be configured to adjust automatically by judging what is clear.
また、例えば、空中スクリーンをオペレータが操作(遠隔操作や、手に持って操作)し、MPUによって、空中スクリーンのデータをプロジェクタに送信し、プロジェクタの照射方向を変化させることにより、空中スクリーンの動きに合わせてプロジェクタが自動追随するよう構成することもできる。この場合、スクリーンの姿勢制御は、別途、公知の方法で行う。 In addition, for example, when an operator operates the aerial screen (remotely or holds it in hand), the MPU transmits the aerial screen data to the projector, and changes the irradiation direction of the projector, thereby moving the aerial screen. The projector can also be configured to automatically follow. In this case, the screen attitude control is separately performed by a known method.
また、例えば、プロジェクタ側の操作手段(リモコン等)で、照射位置(距離等)、画像サイズを設定すると、空中スクリーンが、自動追従するよう構成することもできる。
この場合、スクリーンの姿勢制御は、前述したように行う。
また、例えば、2次電池または燃料電池をプロジェクタおよび空中スクリーンに内蔵するよう構成することもできる。これにより、プロジェクタと、空中スクリーンとが、より自由なレイアウトをとることができる。これにより、空中スクリーンを不使用時や携帯時にコンパクトにでき、使用時には、所望の位置に投影できる。
Further, for example, when an irradiation position (distance, etc.) and an image size are set by an operation means (remote controller, etc.) on the projector side, the aerial screen can be configured to automatically follow.
In this case, the screen attitude control is performed as described above.
Further, for example, a secondary battery or a fuel cell may be built in the projector and the aerial screen. Thereby, the projector and the aerial screen can take a more free layout. Thereby, the aerial screen can be made compact when not in use or carried, and can be projected to a desired position when in use.
また、透過型(半透過型)スクリーンを使うことにより、プロジェクタを背面に持っていくこともできる。
また、スクリーン本体を浮遊体に本体を設け、その本体内にスクリーン本体を、例えばロール状(円筒状)に収納し、使用時に引き出して広げて使用するよう構成することもできる。これにより、空中スクリーンを不使用時や携帯時にコンパクトにできる。
Further, by using a transmissive (semi-transmissive) screen, the projector can be brought to the back.
Alternatively, the screen body may be provided on a floating body, and the screen body may be housed in, for example, a roll (cylindrical shape) inside the body, and drawn out and used when used. As a result, the aerial screen can be made compact when not in use or carried.
また、不使用時や携帯時に、空中スクリーンが、2つ、又は3つ以上に折りたたまれた状態で収納され、使用時にそれを展開して使用するよう構成することもできる。これにより、空中スクリーンをコンパクトにすることができる。
また、前記空中スクリーンをプロジェクタに収納し、使用時には、所望の位置に展開できるよう構成することもできる。これにより、空中スクリーンを不使用時や携帯時にコンパクトにできる。
In addition, when not in use or when being carried, the aerial screen is stored in a state of being folded into two or three or more, and it can be configured to be used by unfolding it when in use. Thereby, the air screen can be made compact.
In addition, the aerial screen can be housed in a projector so that it can be deployed at a desired position when used. As a result, the aerial screen can be made compact when not in use or carried.
以上、本発明のスクリーンシステムを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
The screen system of the present invention has been described based on the illustrated embodiment, but the present invention is not limited to this, and the configuration of each part is replaced with an arbitrary configuration having the same function. be able to. In addition, any other component may be added to the present invention.
Further, the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of the above embodiments.
また、本発明では、波動検出器は、相互位置を自由に変更可能に構成されていてもよく、あるいは、あらかじめ既定の位置関係となるように配置されていてもよい。
また、本実施形態では、空中スクリーンに設ける送受信センサの数を1つとしたが、それに限られず、例えば、2つ以上でもよい。
また、本実施形態では、スクリーン本体115の投影面は、平面状に限らず、例えば、球面状等の曲面でもよい。また、バルーン111上に投影面を設けてもよい。
In the present invention, the wave detector may be configured such that the mutual position can be freely changed, or may be arranged in advance so as to have a predetermined positional relationship.
In the present embodiment, the number of transmission / reception sensors provided on the aerial screen is one. However, the number is not limited thereto, and may be two or more, for example.
In the present embodiment, the projection surface of the
なお、スクリーン本体の形状が、中空の略球状で構成されている場合、本実施形態で別途行った姿勢制御を行う必要がなく、本発明をより簡易なシステムで構成することができる。
また、本実施形態では、プロジェクタと、基地局の機能を一体的に形成したが、それに限られず、例えば、基地局と、プロジェクタとは、別個のものとしてもよい。
In addition, when the shape of a screen main body is comprised by the hollow substantially spherical shape, it is not necessary to perform the attitude | position control separately performed by this embodiment, and this invention can be comprised with a simpler system.
In this embodiment, the functions of the projector and the base station are integrally formed. However, the present invention is not limited to this. For example, the base station and the projector may be separate.
なお、本実施形態では、空中スクリーン110に照射される波動は、画像(映像)を構成する光束であったが、本発明ではこれに限らず、例えば、音(波動)等であってもよい。すなわち、本実施形態では、波動照射装置は、プロジェクタであったが、本発明では、これに限らず、例えば、パラメトリックスピーカー等の各種スピーカー等であってもよい。換言すれば、本発明のスクリーンシステムの用途は、特に限定されず、例えば、パラメトリックスピーカーからの音を反射させるシステム等に用いることができる。
In this embodiment, the wave applied to the
11・・・基部、12・・・固定部、13・・・回転部、14・・・回転体、16、17・・・ファン固定軸、18、19・・・ロータ支持部、20、21・・・ファンモータ、22、23・・・フレーム、24・・・中心軸、25、26・・・ファン、33、34・・・回転翼、41、42・・・障害物検知センサ、100・・・空中スクリーンシステム、110・・・空中スクリーン、111・・・浮揚体、112・・・制御管理部、115・・・スクリーン本体、117、118・・・ロータ、120A・・・MPU、120B・・・通信回路、121・・・基地局、122・・・基地台、122a・・・充電部、122b・・・給気口、123・・・プロジェクタ、122c・・・アンテナ、124、125・・・配線、126、127・・・センサ容器、128・・・蓄電器、128a・・・充電制御部、129・・・ガスボンベ、129a・・・給気制御部、10・・・駆動部、S1、S4、S5、S6・・・送受信センサ、SD・・・波動検出器、ST・・・波発生器
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記空中スクリーンの位置を測定する測定系と、
前記空中スクリーンと通信する通信手段および制御系を備えた基地局と、
前記空中スクリーンに対して、第1の波動を照射する波動照射装置とを有するスクリーンシステムであって、
前記制御系は、前記測定系により測定された前記空中スクリーンの位置に応じて前記空中スクリーンの飛行を制御するための飛行指令を含む指令を形成する指令形成手段を備え、
前記基地局の前記通信手段により、前記指令が前記空中スクリーンに対して送信され、前記空中スクリーンの前記通信手段により、前記指令を受信し、前記空中スクリーンは、前記指令に基づいて飛行を行うよう構成されていることを特徴とするスクリーンシステム。 An aerial screen with flying means and communication means operating in response to a given command;
A measurement system for measuring the position of the aerial screen;
A base station comprising communication means and a control system for communicating with the aerial screen;
A screen system having a wave irradiation device that irradiates a first wave to the aerial screen,
The control system includes command forming means for forming a command including a flight command for controlling the flight of the aerial screen according to the position of the aerial screen measured by the measurement system,
The command is transmitted to the aerial screen by the communication means of the base station, the command is received by the communication means of the aerial screen, and the aerial screen performs flight based on the command. A screen system characterized by being configured.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070109 |