JP2013109390A - Position detection system and position detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像表示装置を用いる位置検出システム及び位置検出方法に関する。 The present invention relates to a position detection system and a position detection method using an image display device.
プロジェクターからスクリーンに投写された画像における任意の点を指示する指示器（電子ペン等）の位置を検出し、その位置に応じた画像を表示する入力システムが、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された入力システムは、指示器のキャリブレーション処理を事前に実行することにより、特殊なスクリーンを用いることなく、指示器の位置に応じた画像を表示することができる。
An input system that detects the position of an indicator (such as an electronic pen) that indicates an arbitrary point in an image projected on a screen from a projector and displays an image corresponding to the position is disclosed in
しかしながら、指示器のキャリブレーション処理には一定の時間を要する。このため、ユーザーは、位置検出システム（入力システム）を設置しても、指示器のキャリブレーション処理が完了するまで位置検出システムを使うことができないという問題があった。 However, the indicator calibration process requires a certain time. For this reason, even if the user installs the position detection system (input system), there is a problem that the position detection system cannot be used until the calibration process of the indicator is completed.
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、特殊なスクリーンを用いることなく、且つ指示器のキャリブレーション処理を実行することなく、指示器の位置に応じた画像を表示することができる画像表示装置を用いる位置検出システム及び位置検出方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and can display an image corresponding to the position of the indicator without using a special screen and without performing calibration processing of the indicator. An object of the present invention is to provide a position detection system and a position detection method using an image display device that can be used.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、光パルスを受光し、該光パルスのタイミングを検出するセンサーと、前記タイミングを表す信号を送信する送信部と、を有する指示器と、画面を複数に分割した領域に対して、光源毎に固有のタイミングで光パルスを投射する複数の光源と、前記タイミングを表す信号を前記送信部から受信する受信部と、前記タイミングを表す信号に基づいて、画像が表示される前記画面上の前記指示器の位置を検出する制御部と、を備えることを特徴とする位置検出システムである。
この構成により、位置検出システムは、光パルスのタイミングに基づいて画面上の指示器の位置を検出するので、特殊なスクリーンを用いることなく、且つ指示器のキャリブレーション処理を実行することなく、指示器の位置に応じた画像を表示すること（インタラクティブ操作）ができる。
The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and includes an indicator that receives a light pulse, detects a timing of the light pulse, and a transmission unit that transmits a signal representing the timing. A plurality of light sources that project light pulses at a timing specific to each light source, a reception unit that receives a signal representing the timing from the transmission unit, and And a control unit that detects a position of the indicator on the screen on which an image is displayed based on a signal to be displayed.
With this configuration, since the position detection system detects the position of the indicator on the screen based on the timing of the light pulse, the instruction is performed without using a special screen and without performing the calibration process of the indicator. An image corresponding to the position of the vessel can be displayed (interactive operation).
また、本発明は、前記光源を有する複数の画像表示装置と、前記受信部と、前記制御部と、を有する制御装置と、を備えることを特徴とする位置検出システムである。
この構成により、位置検出システムは、光パルスのタイミングに基づいて画面上の指示器の位置を検出するので、特殊なスクリーンを用いることなく、且つ指示器のキャリブレーション処理を実行することなく、指示器の位置に応じた画像を表示すること（インタラクティブ操作）ができる。
According to another aspect of the present invention, there is provided a position detection system comprising a control device having a plurality of image display devices having the light source, the receiving unit, and the control unit.
With this configuration, since the position detection system detects the position of the indicator on the screen based on the timing of the light pulse, the instruction is performed without using a special screen and without performing the calibration process of the indicator. An image corresponding to the position of the vessel can be displayed (interactive operation).
また、本発明は、前記受信部と、前記複数の光源と、前記制御部と、を有する画像表示装置を備えることを特徴とする位置検出システムである。
この構成により、位置検出システムは、光パルスのタイミングに基づいて画面上の指示器の位置を検出するので、特殊なスクリーンを用いることなく、且つ指示器のキャリブレーション処理を実行することなく、指示器の位置に応じた画像を表示すること（インタラクティブ操作）ができる。
Moreover, this invention is provided with the image display apparatus which has the said receiving part, these several light sources, and the said control part, It is a position detection system characterized by the above-mentioned.
With this configuration, since the position detection system detects the position of the indicator on the screen based on the timing of the light pulse, the instruction is performed without using a special screen and without performing the calibration process of the indicator. An image corresponding to the position of the vessel can be displayed (interactive operation).
また、本発明は、前記各光源が、自光源に対応する前記領域と該領域に隣接する領域とに対して、前記光源毎に固有のタイミングで光パルスを投射し、前記制御部が、１つの光源と該光源に隣接する１つ以上の光源とからの複数の光パルスの各タイミングに基づいて、前記指示器の位置を検出することを特徴とする位置検出システムである。
この構成により、位置検出システムは、１つの光源と該光源に隣接する１つ以上の光源とからの複数の光パルスの各タイミングに基づいて、画面上の指示器の位置を検出するので、これにより、指示器の位置に応じた画像を表示することができる。
Further, according to the present invention, each light source projects a light pulse at a timing specific to each light source to the region corresponding to the light source and a region adjacent to the region, and the control unit includes: The position detection system is characterized in that the position of the indicator is detected based on timings of a plurality of light pulses from one light source and one or more light sources adjacent to the light source.
With this configuration, the position detection system detects the position of the indicator on the screen based on each timing of a plurality of light pulses from one light source and one or more light sources adjacent to the light source. Thus, an image corresponding to the position of the indicator can be displayed.
また、本発明は、前記制御部が、隣接する複数の光源からの各光パルスの強度の比に基づいて、前記指示器の位置を検出することを特徴とする位置検出システムである。
この構成により、位置検出システムは、隣接する複数の光源からの各光パルスの強度の比に基づいて、指示器の位置を検出するので、これにより、指示器の位置に応じた画像を表示することができる。
Further, the present invention is the position detection system, wherein the control unit detects the position of the indicator based on a ratio of the intensity of each light pulse from a plurality of adjacent light sources.
With this configuration, the position detection system detects the position of the indicator based on the ratio of the intensity of each light pulse from a plurality of adjacent light sources, thereby displaying an image corresponding to the position of the indicator. be able to.
また、本発明は、前記制御部が、複数の光源からの第１パルスと、これに続く第２パルスとの間隔に基づいて、前記指示器の位置を検出することを特徴とする位置検出システムである。
この構成により、位置検出システムは、複数の光源からの第１パルスと、これに続く第２パルスとの間隔に基づいて、指示器の位置を検出するので、指示器の位置に応じた画像を表示することができる。
Further, in the present invention, the control unit detects the position of the indicator based on an interval between a first pulse from a plurality of light sources and a second pulse following the first pulse. It is.
With this configuration, the position detection system detects the position of the indicator based on the interval between the first pulse from the plurality of light sources and the subsequent second pulse, so that an image corresponding to the position of the indicator is displayed. Can be displayed.
また、本発明は、光パルスを受光し、該光パルスのタイミングを検出するセンサーと、前記タイミングに基づいて、画像が表示される画面上の自装置の位置を検出する制御部と、前記位置を表す信号を送信する送信部と、を有する指示器と、前記位置を表す信号を前記送信部から受信する受信部と、前記画面を複数に分割した領域に対して、光源毎に固有のタイミングで光パルスを投射する複数の光源と、を備えることを特徴とする位置検出システムである。
この構成により、位置検出システムは、光パルスのタイミングに基づいて画面上の指示器の位置を検出するので、特殊なスクリーンを用いることなく、且つ指示器のキャリブレーション処理を実行することなく、指示器の位置に応じた画像を表示すること（インタラクティブ操作）ができる。
The present invention also includes a sensor that receives a light pulse and detects a timing of the light pulse, a control unit that detects a position of the device on a screen on which an image is displayed based on the timing, and the position An indicator having a transmission unit that transmits a signal representing the position, a reception unit that receives the signal representing the position from the transmission unit, and a timing specific to each light source with respect to the area obtained by dividing the screen into a plurality of areas A position detection system comprising: a plurality of light sources that project light pulses.
With this configuration, since the position detection system detects the position of the indicator on the screen based on the timing of the light pulse, the instruction is performed without using a special screen and without performing the calibration process of the indicator. An image corresponding to the position of the vessel can be displayed (interactive operation).
また、本発明は、前記光源を有する複数の画像表示装置と、前記受信部、を有する制御装置と、を備えることを特徴とする位置検出システムである。
この構成により、位置検出システムは、光パルスのタイミングに基づいて画面上の指示器の位置を検出するので、特殊なスクリーンを用いることなく、且つ指示器のキャリブレーション処理を実行することなく、指示器の位置に応じた画像を表示すること（インタラクティブ操作）ができる。
In addition, the present invention is a position detection system including a plurality of image display devices having the light source and a control device having the receiving unit.
With this configuration, since the position detection system detects the position of the indicator on the screen based on the timing of the light pulse, the instruction is performed without using a special screen and without performing the calibration process of the indicator. An image corresponding to the position of the vessel can be displayed (interactive operation).
また、本発明は、前記受信部と、前記複数の光源と、を有する画像表示装置を備えることを特徴とする位置検出システムである。
この構成により、位置検出システムは、光パルスのタイミングに基づいて画面上の指示器の位置を検出するので、特殊なスクリーンを用いることなく、且つ指示器のキャリブレーション処理を実行することなく、指示器の位置に応じた画像を表示すること（インタラクティブ操作）ができる。
Moreover, this invention is provided with the image display apparatus which has the said receiving part and these light sources, It is a position detection system characterized by the above-mentioned.
With this configuration, since the position detection system detects the position of the indicator on the screen based on the timing of the light pulse, the instruction is performed without using a special screen and without performing the calibration process of the indicator. An image corresponding to the position of the vessel can be displayed (interactive operation).
また、本発明は、前記指示器が、複数備えられることを特徴とする位置検出システムである。
この構成により、位置検出システムは、複数の指示器の位置に応じた画像を表示することができる（マルチタッチ化）。
The present invention is a position detection system comprising a plurality of the indicators.
With this configuration, the position detection system can display images corresponding to the positions of a plurality of indicators (multi-touch).
また、本発明は、位置検出システムにおける位置検出方法であって、指示器が備えるセンサーが、光パルスを受光し、該光パルスのタイミングを検出するステップと、指示器が備える送信部が、前記タイミングを表す信号を送信するステップと、複数の光源が、画面を複数に分割した領域に対して、光源毎に固有のタイミングで光パルスを投射するステップと、受信部が、前記タイミングを表す信号を前記送信部から受信するステップと、制御部が、前記タイミングを表す信号に基づいて、画像が表示される前記画面上の前記指示器の位置を検出するステップと、
を有することを特徴とする位置検出方法である。
この方法により、位置検出システムは、光パルスのタイミングに基づいて、画面上の指示器の位置を検出するので、特殊なスクリーンを用いることなく、且つ指示器のキャリブレーション処理を実行することなく、指示器の位置に応じた画像を表示することができる。
The present invention is also a position detection method in a position detection system, wherein a sensor included in the indicator receives a light pulse and detects a timing of the light pulse, and a transmission unit included in the indicator includes: A step of transmitting a signal representing timing, a step of projecting light pulses at a timing specific to each light source to a region in which a plurality of light sources divide the screen into a plurality of signals, and a signal indicating the timing by the receiving unit Receiving from the transmission unit, and a control unit detecting a position of the indicator on the screen on which an image is displayed based on a signal representing the timing;
It is a position detection method characterized by having.
By this method, since the position detection system detects the position of the indicator on the screen based on the timing of the light pulse, without using a special screen and without performing the calibration process of the indicator, An image corresponding to the position of the indicator can be displayed.
また、本発明は、前記複数の光源として、複数の画像表示装置に備えられた光源と、前記受信部として、制御装置に備えられた受信部と、前記制御部として、制御装置に備えられた制御部と、を用いることを特徴とする位置検出方法である。
この方法により、位置検出システムは、光パルスのタイミングに基づいて、画面上の指示器の位置を検出するので、特殊なスクリーンを用いることなく、且つ指示器のキャリブレーション処理を実行することなく、指示器の位置に応じた画像を表示することができる。
In addition, the present invention includes a light source provided in a plurality of image display devices as the plurality of light sources, a receiving unit provided in a control device as the receiving unit, and a control device as the control unit. And a control unit.
By this method, since the position detection system detects the position of the indicator on the screen based on the timing of the light pulse, without using a special screen and without performing the calibration process of the indicator, An image corresponding to the position of the indicator can be displayed.
また、本発明は、前記受信部として、画像表示装置に備えられた受信部と、前記複数の光源として、画像表示装置に備えられた複数の光源と、前記制御部として、画像表示装置に備えられた制御部と、を用いることを特徴とする位置検出方法である。
この方法により、位置検出システムは、光パルスのタイミングに基づいて、画面上の指示器の位置を検出するので、特殊なスクリーンを用いることなく、且つ指示器のキャリブレーション処理を実行することなく、指示器の位置に応じた画像を表示することができる。
In addition, the present invention provides, as the receiving unit, a receiving unit provided in an image display device, a plurality of light sources provided in the image display device as the plurality of light sources, and a control unit provided in the image display device. A position detecting method using the control unit.
By this method, since the position detection system detects the position of the indicator on the screen based on the timing of the light pulse, without using a special screen and without performing the calibration process of the indicator, An image corresponding to the position of the indicator can be displayed.
本発明によれば、位置検出システムは、光パルスのタイミングに基づいて、画面上の指示器の位置を検出するので、特殊なスクリーンを用いることなく、且つ指示器のキャリブレーション処理を実行することなく、指示器の位置に応じた画像を表示することができる。 According to the present invention, since the position detection system detects the position of the indicator on the screen based on the timing of the light pulse, the indicator calibration process is performed without using a special screen. And an image corresponding to the position of the indicator can be displayed.
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態について図面を参照して詳細に説明する。位置検出システムにおいて、指示器は、画面上において光パルスを受光し、受光した光パルスのタイミングを表す信号を送信する。また、位置検出装置は、光パルスのタイミングを表す信号を受信し、受信した信号に基づいて、画面上における指示器の位置を検出する。また、画像表示装置は、検出された指示器の位置に応じた画像を表示する。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the position detection system, the indicator receives a light pulse on the screen and transmits a signal indicating the timing of the received light pulse. Further, the position detection device receives a signal representing the timing of the light pulse, and detects the position of the indicator on the screen based on the received signal. The image display device displays an image corresponding to the detected position of the indicator.
図１には、位置検出システムの構成が表されている。位置検出システムは、画像表示装置１０００と、指示器２０００とを備える。指示器２０００は、画面上の位置を指示するためのポインティング・デバイス（例えば、電子ペン）である。指示器２０００は、フォトダイオード２０１０と、Ａ／Ｄ変換部２０２０と、送信部２０３０とを備える。
FIG. 1 shows the configuration of the position detection system. The position detection system includes an
フォトダイオード２０１０は、光パルスを受光し、受光した光パルスの強度を検出する。Ａ／Ｄ変換部２０２０は、フォトダイオード２０１０が検出した光パルスのタイミングを表すデジタル信号を出力する。ここで、光パルスのタイミングは、例えば、受光量に応じた電圧差に基づいて検出される。
The
送信部２０３０は、光パルスのタイミングを表す信号を送信する。なお、指示器２０００は、位置検出システムに複数備えられていてもよい（マルチタッチ化）。この場合、送信部２０３０は、各指示器を識別するための識別番号を送信する。
The
画像表示装置１０００は、位置検出装置１１００と、投射部１２００とを備える。位置検出装置１１００は、制御部１１１０と、液晶駆動部１１２０と、信号生成部１１３０と、赤色光源駆動部１１４０Ｒと、緑色光源部１１４０Ｇと、青色光源駆動部１１４０Ｂと、受信部１１５０とを備える。
The
受信部１１５０は、光パルスのタイミングを表す信号を、指示器２０００の送信部２０３０から受信して、制御部１１１０に転送する。指示器２０００が位置検出システムに複数備えられている場合、受信部１１５０は、受信した識別番号毎に、光パルスのタイミングを表す信号を制御部１１１０に転送する。
The
図２には、投射部の構成が表されている。投射部１２００は、クロスダイクロイックプリズム４００と、投写光学系５００とを備える。また、投射部１２００は、赤色光源部（Ｒ−ＬＥＤアレイ）１００Ｒと、赤色光用コリメーター光学系２００Ｒと、赤色光用液晶ライトバルブ３００Ｒとを備える。また、投射部１２００は、緑色光源部（Ｇ−ＬＥＤアレイ）１００Ｇと、緑色光用コリメーター光学系２００Ｇと、緑色光用液晶ライトバルブ３００Ｇとを備える。また、投射部１２００は、青色光源部（Ｂ−ＬＥＤアレイ）１００Ｂと、青色光用コリメーター光学系２００Ｂと、青色光用液晶ライトバルブ３００Ｂとを備える。なお、各光源部は、投射部１２００でなく位置検出装置１１００に備えられていてもよい。
FIG. 2 shows the configuration of the projection unit. The
図３には、赤色光源部の構成が表されている。赤色光源１０１Ｒ〜１１２Ｒは、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であり、赤色光ＬＲを投射する。各光源は、スクリーン３０００を複数に分割した領域（図５及び６を用いて後述する）のうち、自光源に対応する領域と該領域に隣接する領域とに対して、光源毎に固有のタイミングで光パルスを投射する。
FIG. 3 shows the configuration of the red light source unit. The
赤色光源１０１Ｒ〜１１２Ｒは、赤色光用液晶ライトバルブ３００Ｒ（図２を参照）と相似する形状となるように配列される。図３に表されている例では、赤色光源１０１Ｒ〜１１２Ｒは、３行４列に配列されている。なお、緑色光源部１００Ｇ及び青色光源部１００Ｂは、赤色光源部１００Ｒと同形状を有する。
The
図２に戻り、投射部の構成の説明を続ける。赤色光用コリメーター光学系２００Ｒは、複数のレンズを有し、赤色光源部１００Ｒが投射した赤色光ＬＲの照度分布を、赤色光用液晶ライトバルブ３００Ｒにおいて均一化させる。緑色光用コリメーター光学系２００Ｇ及び青色光用コリメーター光学系２００Ｂについても同様である。
Returning to FIG. 2, the description of the configuration of the projection unit will be continued. The red light collimator
赤色光用液晶ライトバルブ３００Ｒ、緑色光用液晶ライトバルブ３００Ｇ、及び青色光用液晶ライトバルブ３００Ｂは、光変調素子である。赤色光用液晶ライトバルブ３００Ｒにより変調された赤色光ＬＲは、クロスダイクロイックプリズム４００に入射する。また、緑色光用液晶ライトバルブ３００Ｇにより変調された緑色光ＬＧは、赤色光ＬＲとは異なる方向から、クロスダイクロイックプリズム４００に入射する。また、青色光用液晶ライトバルブ３００Ｂにより変調された青色光ＬＢは、赤色光ＬＲ及び緑色光ＬＧとは異なる方向から、クロスダイクロイックプリズム４００に入射する。
The red light liquid crystal
クロスダイクロイックプリズム４００は、直角プリズムが貼り合わされた構造を有し、その構造の内面には、赤色光ＬＲを反射するミラー面と、青色光ＬＢを反射するミラー面とが、十字状に形成されている。赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢは、これらのミラー面を通過することにより合成される。合成された光は、画像を形成する。
The cross
投写光学系５００は、投写レンズを有する。クロスダイクロイックプリズム４００により形成された画像は、投写レンズによりスクリーン３０００に拡大投写される。このようにして、投射部１２００は、各光源部の発光を利用して、スクリーン３０００（画面）に画像を投写する。
The projection
図１に戻り、位置検出システムの構成の説明を続ける。制御部１１１０には、画像信号と、制御信号とが入力される。制御部１１１０は、制御信号に基づいて、画像信号に所定の信号処理を施す。制御部１１１０は、例えば、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）である。また、制御部１１１０は、画像の表示タイミングに同期した同期信号を信号生成部１１３０に出力する。ここで、同期信号は、例えば、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）である。
Returning to FIG. 1, the description of the configuration of the position detection system will be continued. The
制御部１１１０には、光パルスのタイミングを表す信号が、受信部１１５０から入力される。また、位置検出システムに指示器２０００が複数備えられている場合、制御部１１１０には、各指示器を識別するための識別番号が、受信部１１５０から入力される。制御部１１１０は、光パルスのタイミングを表す信号に基づいて、指示器２０００が指示した画面上の位置（以下、「指示位置」という）を検出する。ここで、制御部１１１０は、１つの光源と該光源に隣接する１つ以上の光源とからの複数の光パルスの各タイミングに基づいて、指示位置を検出する。指示位置を検出する方法については、図４、図９〜１１などを用いて後述する。
A signal representing the timing of the optical pulse is input from the receiving
制御部１１１０は、指示位置に応じた画像（インタラクティブ画像）を表す画像信号を、液晶駆動部１１２０に出力する。例えば、制御部１１１０は、指示位置にカーソルが表示されるよう、指示位置にカーソルが重畳された画像を表す画像信号を、液晶駆動部１１２０に出力する。
The
液晶駆動部（光変調素子駆動部）１１２０は、指示位置に応じた画像を表す画像信号に応じて、各液晶ライトバルブ（光変調素子）（図２を参照）を駆動する。信号生成部１１３０は、同期信号に同期して、赤色光源駆動部１１４０Ｒ、緑色光源駆動部１１４０Ｇ及び青色光源駆動部１１４０Ｂを制御する。
A liquid crystal drive unit (light modulation element drive unit) 1120 drives each liquid crystal light valve (light modulation element) (see FIG. 2) in accordance with an image signal representing an image corresponding to the designated position. The
赤色光源駆動部１１４０Ｒは、信号生成部１１３０による制御に応じて、赤色光源部１００Ｒを駆動する。ここで、赤色光源駆動部１１４０Ｒは、赤色光源１０１Ｒ〜１１２Ｒ（図３を参照）毎にタイミングが固有である光パルスを、自光源に対応するスクリーン３０００上の領域に対して、各光源から個別に投射させる。緑色光源駆動部１１４０Ｇ及び青色光源駆動部１１４０Ｂについても同様である。
The red light
次に、光パルスについて説明する。
図４には、光源毎に固有のタイミングで投射される光パルスが表されている。光パルスにおいて、スタートパルスとこれに続く位置検出パルスとの間隔は、光源毎に固有である。ここで、各スタートパルスは、各光源から同じタイミングで投射される。
Next, the light pulse will be described.
FIG. 4 shows light pulses projected at a timing specific to each light source. In the light pulse, the interval between the start pulse and the subsequent position detection pulse is unique for each light source. Here, each start pulse is projected from each light source at the same timing.
図４に表されている例では、赤色光源１０１Ｒから射出された光パルスは、スタートパルスと位置検出パルスとの間隔が最も短い。また、赤色光源１１２Ｒから射出された光パルスは、スタートパルスと位置検出パルスとの間隔が最も長い。ここで、スタートパルスと位置検出パルスとが最も長い間隔は、全ての位置検出パルスを検出するために必要とされる時間として、予め定められるものとする。以下、光パルスは、各光源から同じ強度で射出されたものとして説明を続ける。なお、光パルス以外のタイミングでは、光の強度（レベル）は、例えば、画面に表示される画像に応じて変化してもよい。
In the example illustrated in FIG. 4, the light pulse emitted from the red light source 101 </ b> R has the shortest interval between the start pulse and the position detection pulse. Further, the light pulse emitted from the
また、画像が表示される画面上の指示位置（座標）は、光パルスのタイミングを表す信号に基づいて、制御部１１１０により検出される。光パルス同士の時間間隔は、所定周期でカウンタが更新されることにより、制御部１１１０により計測される。ここで、スタートパルスと次のスタートパルスとの間隔（検出周期）は、１フレーム画像の表示周期よりも短く、例えば、１［ｍｓ］である。１フレーム画像の表示周期よりも検出周期が短いので、これにより、制御部１１１０は、指示位置を短時間で検出することができる。また、ユーザーは、光パルスによる光量変化の影響をほとんど受けることなく、投写画像を観ることができる。
The designated position (coordinates) on the screen on which the image is displayed is detected by the
図５には、画面位置と光強度との関係が表されている。スクリーン３０００は、各光源（図３を参照）に対応する３行４列の領域に、予め分割されている。ここで、例えば、スクリーン３０００の領域１は、赤色光源１０１Ｒに対応する。また、例えば、スクリーン３０００の領域２は、赤色光源１０２Ｒに対応する。同様に、スクリーン３０００の領域３〜１２は、赤色光源１０３Ｒ〜１１２Ｒにそれぞれ対応する。また、緑色光源部１００Ｇ及び青色光源部１００Ｂ（図２を参照）についても同様である。
FIG. 5 shows the relationship between the screen position and the light intensity. The
図５の下段に表されているように、光パルスは、光源に対応する領域のみならず、光源に対応する領域と該領域に隣接する領域とに対して、各光源から投射される。これにより、スクリーン３０００における光強度は、ほぼ均一となる。
As shown in the lower part of FIG. 5, the light pulse is projected from each light source not only to the region corresponding to the light source but also to the region corresponding to the light source and the region adjacent to the region. Thereby, the light intensity in the
なお、スクリーン３０００に投射される光パルスは、赤色光源部１００Ｒ、緑色光源部１００Ｇ及び青色光源部１００Ｂのいずれから投射されてもよい。以下では、一例として、スクリーン３０００に投射される光パルスが、赤色光源部１００Ｒから投射される場合について説明する。
The light pulse projected on the
図６には、領域と投射範囲との位置関係が表されている。図６では、光パルスが投射される投射範囲（円形状の範囲）の中心と、対応する領域の中心とが一致するよう、赤色光源部１００Ｒの各光源の配置（図３を参照）は、予めキャリブレーションされているものとする。領域６に示されている点（図中の矢印により示されている点）は、指示位置を表す。以下、この指示位置は、一例として、光源１０２Ｒによる投射範囲（領域２を含む円形状の範囲）と、光源１０６Ｒによる投射範囲（領域６を含む円形状の範囲）と、光源１０７Ｒによる投射範囲（領域７を含む円形状の範囲）とに含まれる位置に在るものとする。
FIG. 6 shows the positional relationship between the area and the projection range. In FIG. 6, the arrangement of the light sources of the red
図７には、液晶ライトバルブに投射された光パルスと、スクリーンに投射された光パルスとの関係が表されている。図７では、赤色光用液晶ライトバルブ３００Ｒを構成する画素領域３０６Ｒを透過した光パルスが、スクリーン３０００の領域６に投射されている。以下、指示位置に投射された光パルスが液晶ライトバルブを透過した位置を「透過位置」という。
FIG. 7 shows the relationship between the light pulse projected on the liquid crystal light valve and the light pulse projected on the screen. In FIG. 7, the light pulse transmitted through the
ここで、赤色光源１０２Ｒから透過位置までの距離よりも、赤色光源１０６Ｒから透過位置までの距離のほうが短くなるよう、赤色光源部１００Ｒの位置に対して、赤色光用液晶ライトバルブ３００Ｒが予め配置されているものとする。これにより、赤色光源１０２Ｒ及び赤色光源１０６Ｒから同じ強度の光パルスが射出された場合でも、透過位置において、赤色光源１０２Ｒから投射された光パルスの強度のほうが、赤色光源１０６Ｒから投射された光パルスの強度よりも、光パルスの経路距離に応じて低くなる。
Here, the liquid crystal light valve for
図７に表されているように、一例として、赤色光源１０２Ｒから投射された光パルスは、透過位置において、強度が２０であったとする。一方、赤色光源１０６Ｒから投射された光パルスは、透過位置において、強度が１６０であったとする。これらの光パルスは、透過位置において互いに重なり合う。
As shown in FIG. 7, as an example, it is assumed that the light pulse projected from the
ここで、画素領域３０６Ｒの透過率は、一例として、５０［％］（＝０．５０）であるとする。赤色光源１０２Ｒから投射されたスタートパルスと、赤色光源１０６Ｒから投射されたスタートパルスとが重なり合ったスタートパルスは、スクリーン３０００上の指示位置において、強度が９０（＝（レベル２０＋レベル１６０）×透過率０．５０）となる。一方、赤色光源１０２Ｒから投射された位置検出パルスは、スクリーン３０００上の指示位置において、強度が１０（＝レベル２０×０．５０）となる。同様に、赤色光源１０６Ｒから投射された位置検出パルスは、スクリーン３０００上の指示位置において、強度が８０（＝レベル１６０×０．５０）となる。
Here, the transmittance of the pixel region 306R is, for example, 50 [%] (= 0.50). The start pulse in which the start pulse projected from the
図８には、スクリーンに投射された光パルスが表されている。光源１０２Ｒによる投射範囲と、光源１０６Ｒによる投射範囲と、光源１０７Ｒによる投射範囲とのいずれにも、指示位置が含まれているので（図６を参照）、指示位置におけるスタートパルスは、赤色光源１０２Ｒから投射されたスタートパルスと、赤色光源１０６Ｒから投射されたスタートパルスと、赤色光源１０７Ｒから投射されたスタートパルスとが重なり合ったスタートパルスとなる。図８では、この重なり合ったスタートパルスは、強度が１００（＝（レベル２０＋レベル１６０＋レベル２０）×透過率０．５０）となる。一方、各位置検出パルスは、射出されたタイミングがそれぞれ異なるので、波形が重なり合うことがない。このため、指示位置における各位置検出パルスの強度を算出するには、透過位置における強度に透過率０．５０を乗算するだけでよい。
FIG. 8 shows light pulses projected on the screen. Since the indication position is included in any of the projection range by the
光源１０２Ｒによる投射範囲と、光源１０６Ｒによる投射範囲と、光源１０７Ｒによる投射範囲とのいずれにも指示位置が含まれているので（図６を参照）、指示位置における位置検出パルスには、赤色光源１０２Ｒから投射された位置検出パルスと、赤色光源１０６Ｒから投射された位置検出パルスと、赤色光源１０７Ｒから投射された位置検出パルスとの３つがある。図８では、赤色光源１０２Ｒから投射された位置検出パルスの強度は、１０である。また、赤色光源１０６Ｒから投射された位置検出パルスの強度は、８０である。また、赤色光源１０７Ｒから投射された位置検出パルスの強度は、１０である。
Since the indication position is included in any of the projection range by the
したがって、図８では、重なり合ったスタートパルスの強度：赤色光源１０２Ｒからの位置検出パルスの強度：赤色光源１０６Ｒからの位置検出パルスの強度：赤色光源１０７Ｒからの位置検出パルスの強度＝１．０：０．１：０．８：０．１となっている。つまり、赤色光源１０２Ｒからの位置検出パルスの強度：赤色光源１０６Ｒからの位置検出パルスの強度：赤色光源１０７Ｒからの位置検出パルスの強度＝１：８：１となっている。
Therefore, in FIG. 8, the intensity of the overlapping start pulse: the intensity of the position detection pulse from the
図９は、指示位置に応じたベクトルの傾きを検出する方法を説明するための図である。図９に示されているベクトルは、各位置検出パルス（図８を参照）のうち、強度の比が最も大きい位置検出パルスを投射した赤色光源１０６Ｒに対応する領域６の中心から、指示位置を通るベクトルである。ここで、重なり合ったスタートパルス（図８を参照）の強度と、領域６に隣接する領域２、５、７及び１０に投射された各位置検出パルス（図８を参照）の強度との比は、制御部１１１０により算出される。なお、重なり合ったスタートパルスの強度との比でなく、領域６に隣接する領域２、５、７及び１０に投射された各位置検出パルス同士の強度の比が、算出されてもよい。
FIG. 9 is a diagram for explaining a method of detecting the inclination of a vector corresponding to the designated position. The vector shown in FIG. 9 indicates the indicated position from the center of the
図８及び図９に示されている例では、重なり合ったスタートパルスの強度と、赤色光源１０５Ｒ（図３を参照）から投射された位置検出パルスの強度との比は、１．０：０．０である。また、重なり合ったスタートパルスの強度と、赤色光源１１０Ｒ（図３を参照）から投射された位置検出パルスの強度の比は、１．０：０．０である。また、重なり合ったスタートパルスの強度と、赤色光源１０２Ｒ（図３を参照）から投射された位置検出パルスの強度との比は、１．０：０．１である。また、重なり合ったスタートパルスの強度と、赤色光源１０７Ｒ（図３を参照）から投射された位置検出パルスの強度との比は、１．０：０．１である。つまり、赤色光源１０２Ｒから投射された位置検出パルスの強度と、赤色光源１０７Ｒから投射された位置検出パルスの強度とは、同じ強度である。これらの強度の比から、制御部１１１０は、領域６の中心からスクリーンの横方向（行方向）に対して、反時計回りにベクトルが４５度傾いていることを検出する。
In the example shown in FIGS. 8 and 9, the ratio between the intensity of the overlapping start pulse and the intensity of the position detection pulse projected from the
図１０は、指示位置を検出する方法を説明するための図である。赤色光源１０２Ｒに対応する領域２の中心から指定位置までの距離は、重なり合ったスタートパルスの強度と、赤色光源１０２Ｒから投射された位置検出パルスの強度との比が、１．０：０．１であることに基づいて、制御部１１１０がルックアップテーブル（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ、ＬＵＴ）を参照することにより検出される。このルックアップテーブルには、位置検出パルスの強度の比と、スクリーン３０００上における領域の中心からの距離との関係が、予め測定されて登録されている。
FIG. 10 is a diagram for explaining a method of detecting the designated position. The distance from the center of the
図１０に示されている例では、指示位置（座標）は、ベクトルの傾き４５度と、領域２の中心から指示位置までの距離とに基づいて、制御部１１１０がルックアップテーブルを参照することにより検出される。なお、光パルスの強度の比が最も大きい光源が２つある場合、そのことは、指示位置がそれらの光源に対応する領域同士の境界に在ることを示す。
In the example illustrated in FIG. 10, the designated position (coordinates) refers to the lookup table by the
次に、位置検出システムが指示位置を検出する手順を説明する。
図１１は、位置検出システムが指示位置を検出する手順を表すフローチャートである。図１１に表された手順は、所定の検出周期で実行される。制御部１１１０は、光パルスのタイミングを表す信号におけるスタートパルスを検出したとする（ステップＳ１）。制御部１１１０は、さらに位置検出パルスを検出するために、光パルス同士の間隔を計測するためのカウンタを更新する（ステップＳ２）。
Next, a procedure for detecting the indicated position by the position detection system will be described.
FIG. 11 is a flowchart showing a procedure for the position detection system to detect the designated position. The procedure shown in FIG. 11 is executed at a predetermined detection cycle. It is assumed that
制御部１１１０は、位置検出パルスを検出したか否か、すなわち、光パルスのタイミングを表す信号に所定の電圧差があるデーターを検出したか否か判定する（ステップＳ３）。位置検出パルスを検出していない場合（ステップＳ３−ＮＯ）、制御部１１１０の処理は、ステップＳ２に戻る。一方、位置検出パルスを検出した場合（ステップＳ３−ＹＥＳ）、制御部１１１０は、更新したカウンタ値に基づいて、その位置検出パルスを投射した光源がいずれの光源かを検出する。また、制御部１１１０は、光パルスのタイミングを表す信号に基づいて、その位置検出パルスの強度を検出する（ステップＳ４）。
The
制御部１１１０は、予め定められた最大値とカウンタ値とが一致したか否かを判定する（ステップＳ５）。予め定められた最大値とカウンタ値とが一致していない場合（ステップＳ５−ＮＯ）、制御部１１１０の処理は、ステップＳ２に戻る。一方、予め定められた最大値とカウンタ値とが一致した場合（ステップＳ５−ＹＥＳ）、制御部１１１０は、重なり合ったスタートパルスの強度と、他の位置検出パルスの強度の比を算出する。また、制御部１１１０は、スタートパルスの強度と、位置検出パルスの強度との比が最も大きい光源に対応する領域を検出する（図８を参照）（ステップＳ６）。
制御部１１１０は、指示位置に応じたベクトルの傾きを検出する（図９を参照）。また、制御部１１１０は、ルックアップテーブルを参照し、位置検出パルスの強度との比に基づいて、領域の中心から指示位置までの距離を算出することで（図１０を参照）、指示位置（座標）を検出する（ステップＳ７）。このように、指示位置が光パルスの強度比に基づいて検出されるので、位置検出システムは、ノイズの影響を受けることなく、指示位置に応じた画像を表示することができる。
The
なお、指示位置を検出する制御部は、指示器に備えられていてもよい。この場合、位置検出システムは、光パルスを受光し、該光パルスのタイミングを検出するフォトダイオード２０１０と、前記タイミングに基づいて、画像が表示される画面上の自装置の位置を検出する制御部（不図示）と、前記位置を表す信号を送信する送信部２０３０と、を有する指示器と、前記位置を表す信号を送信部２０３０から受信する受信部１１５０と、前記画面を複数に分割した領域に対して、光源毎に固有のタイミングで光パルスを投射する複数の赤色光源部１００Ｒ、緑色光源部１００Ｇ及び青色光源部１００Ｂと、を有する画像表示装置と、を備える。
In addition, the control part which detects an instruction | indication position may be provided in the indicator. In this case, the position detection system receives a light pulse and detects the timing of the light pulse, and a control unit that detects the position of the device on the screen on which an image is displayed based on the timing. (Not shown), an indicator having a
［第２実施形態］
第２実施形態では、光パルスが投射される投射範囲が、他の投射範囲とオーバーラップしていない点が、第１実施形態と異なる。第２実施形態では、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
[Second Embodiment]
The second embodiment is different from the first embodiment in that the projection range in which the light pulse is projected does not overlap with other projection ranges. In the second embodiment, only differences from the first embodiment will be described.
赤色光源１０１Ｒ〜１１２Ｒ（図３を参照）は、自光源に対応する領域のみに、光源毎に固有のタイミングで光パルスを投射する。すなわち、光パルスを投射する投射範囲が他の投射範囲とオーバーラップしないように、各光源は、自光源に対応する領域のみに光パルスを投射する。
The
また、制御部１１１０は、タイミングを表す信号における、スタートパルスと位置検出パルスとの間隔のみに基づいて、指示器２０００の位置を領域毎に検出する。投射範囲が互いにオーバーラップしていないので、タイミングを表す信号には、指示器２０００の位置に応じた１つの位置検出パルスのみが検出される。制御部１１１０は、この１つの位置検出パルス対応する領域内のいずれかの位置に指示位置があることを検出する。
Further, the
この構成により、位置検出システムは、光源毎に固有のスタートパルス及び位置検出パルスの間隔に基づいて、指示器の位置を領域毎に検出するので、これにより、領域毎の指示器の指示位置に応じた画像を表示することができる。 With this configuration, the position detection system detects the position of the indicator for each region based on the interval between the start pulse and the position detection pulse unique to each light source. A corresponding image can be displayed.
［第３実施形態］
第３実施形態では、位置検出システムが複数の画像表示装置（マルチプロジェクター）を備えている点が、第１及び第２実施形態と異なる。第３実施形態では、第１及び第２実施形態との相違点についてのみ説明する。
[Third Embodiment]
The third embodiment is different from the first and second embodiments in that the position detection system includes a plurality of image display devices (multi-projectors). In the third embodiment, only differences from the first and second embodiments will be described.
図１２には、位置検出システムの構成が表されている。位置検出システムは、複数の画像表示装置１０００ａと、制御装置４０００と、指示器２０００とを備える。以下、位置検出システムには、一例として、画像表示装置１０００ａ−１〜１０００ａ−１２が備えられているものとして説明を続ける。また、画像表示装置１０００ａ−１〜１０００ａ−１２に共通する事項については、符号を省略して、「画像表示装置１０００ａ」と表記する。
FIG. 12 shows the configuration of the position detection system. The position detection system includes a plurality of
制御装置４０００は、制御部４１００と、受信部４２００とを備える。受信部４２００は、光パルスのタイミングを表す信号を、指示器２０００の送信部２０３０から受信して、制御部４１００に転送する。指示器２０００が位置検出システムに複数備えられている場合、受信部４２００は、受信した識別番号毎に、光パルスのタイミングを表す信号を制御部４１００に転送する。
The
制御部４１００には、画像信号と、制御信号とが入力される。制御部４１００は、制御信号に基づいて、画像信号に所定の信号処理を施す。ここで、制御部４１００は、入力された画像信号に切り出しを実行し、投写を担当する画像表示装置１０００ａ−１〜１０００ａ−１２に、切り出した画像信号をそれぞれ分配する。制御部４１００は、例えば、ＤＳＰである。
The
制御部４１００には、光パルスのタイミングを表す信号が、受信部４２００から入力される。また、位置検出システムに指示器２０００が複数備えられている場合、制御部４１００には、各指示器を識別するための識別番号が、受信部４２００から入力される。制御部４１００は、光パルスのタイミングを表す信号に基づいて、指示位置を検出する。ここで、制御部４１００は、１つの光源（画像表示装置１０００ａ）と、該光源に隣接する１つ以上の光源（画像表示装置１０００ａ）とからの複数の光パルスの各タイミングに基づいて、指示位置を検出する。指示位置を検出する方法は、図４、図９〜１１などを用いて説明した方法と同様である。
A signal representing the timing of the optical pulse is input from the receiving
制御部４１００は、指示位置に応じた画像（インタラクティブ画像）を表す画像信号を、画像表示装置１０００ａに出力する。例えば、制御部４１００は、指示位置にカーソルが表示されるよう、指示位置にカーソルが重畳された画像を表す画像信号を、画像表示装置１０００ａに出力する。
The
制御部４１００は、画像表示装置１０００ａ−１〜１０００ａ−１２の配置を示す情報を予め記憶する。画像表示装置１０００ａ−１〜１０００ａ−１２の配置を示す情報については、図１７を用いて後述する。
The
なお、制御部４１００は、画像表示装置１０００ａ−１〜１０００ａ−１２のそれぞれに備えられてもよい。この場合、制御部４１００は、他の画像表示装置１０００ａの制御部４１００と互いに通信することにより、切り出した画像信号を分配し、且つ、指示位置を検出する。
Note that the
画像表示装置１０００ａ−１〜１０００ａ−１２は同構成を有するので、以下では、画像表示装置１０００ａ−１の構成についてのみ説明する。画像表示装置１０００ａ−１は、位置検出装置１１００ａ−１と、投射部１３００−１とを備える。位置検出装置１１００ａ−１は、制御部１１６０−１と、液晶駆動部１１７０−１と、信号生成部１１８０−１と、光源駆動部１１９０−１とを備える。
Since the
制御部１１６０−１には、切り出した画像信号と、制御信号とが入力される。制御部１１６０−１は、切り出した画像信号に所定の補正を施し、補正された画像信号を液晶駆動部１１７０−１に出力する。制御部１１６０−１は、例えば、ＤＳＰである。また、制御部１１６０−１は、画像の表示タイミングに同期した同期信号を、信号生成部１１８０−１に出力する。同期信号は、例えば、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）である。 The cut image signal and the control signal are input to the control unit 1160-1. The control unit 1160-1 performs predetermined correction on the cut-out image signal, and outputs the corrected image signal to the liquid crystal drive unit 1170-1. The control unit 1160-1 is a DSP, for example. In addition, the control unit 1160-1 outputs a synchronization signal synchronized with the image display timing to the signal generation unit 1180-1. The synchronization signal is, for example, a vertical synchronization signal (Vsync).
液晶駆動部１１７０−１は、指示位置に応じた画像を表す補正された画像信号に応じて、各液晶ライトバルブ（光変調素子）（図１３を用いて後述する）を駆動する。 The liquid crystal driving unit 1170-1 drives each liquid crystal light valve (light modulation element) (which will be described later with reference to FIG. 13) in accordance with a corrected image signal representing an image corresponding to the designated position.
信号生成部１１８０−１は、同期信号に同期して、光源駆動部１１９０−１を制御する。ここで、信号生成部１１８０−１は、画像表示装置１０００ａ−１〜１０００ａ−１２毎にタイミングが固有である光パルスのタイミング情報を生成し、生成したタイミング情報を光源駆動部１１９０−１に出力する。光源駆動部１１９０−１は、自装置に対応するスクリーン３０００上の領域に対して、タイミング情報に基づいて、光パルスを投射部１３００−１から投射させる。
The signal generation unit 1180-1 controls the light source driving unit 1190-1 in synchronization with the synchronization signal. Here, the signal generation unit 1180-1 generates optical pulse timing information whose timing is unique for each of the
図１３には、投射部の構成が表されている。投射部１３００−１は、クロスダイクロイックプリズム４００と、投写光学系５００とを備える。また、投射部１３００−１は、赤色光源部（Ｒ−ＬＥＤ）６００Ｒと、赤色光用コリメーター光学系７００Ｒと、赤色光用液晶ライトバルブ８００Ｒとを備える。また、投射部１３００−１は、緑色光源部（Ｇ−ＬＥＤ）６００Ｇと、緑色光用コリメーター光学系７００Ｇと、緑色光用液晶ライトバルブ８００Ｇとを備える。また、投射部１３００−１は、青色光源部（Ｂ−ＬＥＤ）６００Ｂと、青色光用コリメーター光学系７００Ｂと、青色光用液晶ライトバルブ８００Ｂとを備える。なお、各光源部は、投射部１３００−１でなく位置検出装置１１００ａ−１に備えられていてもよい。
FIG. 13 shows the configuration of the projection unit. The projection unit 1300-1 includes a cross
スクリーン３０００に投射される光パルスは、赤色光源部６００Ｒ、緑色光源部６００Ｇ及び青色光源部６００Ｂのいずれから投射されてもよい。以下では、一例として、スクリーン３０００に投射される光パルスが、赤色光源部６００Ｒから投射される場合について説明する。
The light pulse projected on the
赤色光用コリメーター光学系７００Ｒは、赤色光源部６００Ｒが投射した赤色光ＬＲの照度分布を、赤色光用液晶ライトバルブ８００Ｒにおいて均一化させる。緑色光用コリメーター光学系７００Ｇ及び青色光用コリメーター光学系７００Ｂについても同様である。
The red light collimator
赤色光用液晶ライトバルブ８００Ｒ、緑色光用液晶ライトバルブ８００Ｇ、及び青色光用液晶ライトバルブ８００Ｂは、光変調素子である。赤色光用液晶ライトバルブ８００Ｒにより変調された赤色光ＬＲは、クロスダイクロイックプリズム４００に入射する。また、緑色光用液晶ライトバルブ８００Ｇにより変調された緑色光ＬＧは、赤色光ＬＲとは異なる方向から、クロスダイクロイックプリズム４００に入射する。また、青色光用液晶ライトバルブ８００Ｂにより変調された青色光ＬＢは、赤色光ＬＲ及び緑色光ＬＧとは異なる方向から、クロスダイクロイックプリズム４００に入射する。
The liquid crystal light valve for
クロスダイクロイックプリズム４００は、直角プリズムが貼り合わされた構造を有し、その構造の内面には、赤色光ＬＲを反射するミラー面と、青色光ＬＢを反射するミラー面とが、十字状に形成されている。赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢは、これらのミラー面を通過することにより合成される。合成された光は、画像を形成する。
The cross
投写光学系５００は、投写レンズを有する。クロスダイクロイックプリズム４００により形成された画像は、投写レンズによりスクリーン３０００に拡大投写される。このようにして、投射部１２００は、各光源部の発光を利用して、スクリーン３０００（画面）に画像を投写する。
The projection
図１４には、画像表示装置の配置例が、上面図により表されている。位置検出システムは、スクリーン３０００上の領域１（図１５を用いて後述する）に画像を投写可能な位置、且つ、光パルスを投射可能な位置に、画像表示装置１０００ａ−１を配置する。また、位置検出システムは、スクリーン３０００上の領域２（図１５を用いて後述する）に画像を投写可能な位置、且つ、光パルスを投射可能な位置に、画像表示装置１０００ａ−２を配置する。画像表示装置１０００ａ−３〜１０００ａ−１２についても同様である。すなわち、画像表示装置１０００ａ−１〜１０００ａ−１２は、スクリーン３０００前に３行４列に配置される。
In FIG. 14, an example of the arrangement of the image display device is represented by a top view. In the position detection system, the
図１５には、画面位置と光強度との関係が表されている。スクリーン３０００は、各画像表示装置１０００ａに対応する３行４列の領域に、予め分割されている。画像表示装置１０００ａ−１による投射光は、その投射範囲が領域１に隣接する領域にオーバーラップするように、領域１に照射される（図１５の下段「１台の画像表示装置による光強度分布（調整前）」を参照）。また、画像表示装置１０００ａ−２による投射光は、その投射範囲が領域２に隣接する領域にオーバーラップするように、領域２に照射される（図１５の下段、三角印が重ねられた実線を参照）。また、画像表示装置１０００ａ−３による投射光は、その投射範囲が領域３に隣接する領域にオーバーラップするように、領域３に照射される（図１５の下段、丸印が重ねられた実線を参照）。また、画像表示装置１０００ａ−４による投射光は、その投射範囲が領域４に隣接する領域にオーバーラップするように、領域４に照射される（図１５の下段、逆三角印が重ねられた実線を参照）。画像表示装置１０００ａ−５〜１０００ａ−１２についても同様である。したがって、各画像表示装置１０００ａがエッジブレンディング（光強度分布の調整）を実行しない場合、図１５の下段「全ての画像表示装置による光強度分布（調整前）」に表されているように、スクリーン３０００全体は、均一な光強度分布とはならない。
FIG. 15 shows the relationship between the screen position and the light intensity. The
各画像表示装置１０００ａは、エッジブレンディングを実行する。ここで、画像表示装置１０００ａ−１の液晶ライトバルブ８００Ｒ、液晶ライトバルブ８００Ｇ及び液晶ライトバルブ８００Ｂ（図１３を参照）の透過率は、図１５の下段「１台の画像表示装置による光強度分布（調整後）」に表されているように、隣接する領域で均一な光強度分布となるように調整される。画像表示装置１０００ａ−２〜１０００ａ−１２についても同様である。したがって、各画像表示装置１０００ａがエッジブレンディング（光強度分布の調整）を実行した場合、図１５の下段「全ての画像表示装置による光強度分布（調整後）」に表されているように、スクリーン３０００全体は、均一な光強度分布となる。また、制御部４１００（図１２を参照）により、画像の切り出し範囲が調整されてもよい。これにより、画像表示装置１０００ａは、オーバーラップしている投射範囲において、異なる画像表示装置１０００ａから投写された画像の境界が視認されることを防ぐことができる。
Each
図１６には、液晶ライトバルブに投射された光パルスと、スクリーンに投射された光パルスとの関係が表されている。以下、指示位置は、一例として、赤色光源部６００Ｒ−２による投射範囲（領域２を含むエッジブレンディングされた投射範囲）と、赤色光源部６００Ｒ−６による投射範囲（領域６を含むエッジブレンディングされた投射範囲）とに含まれる位置に在るものとする。
FIG. 16 shows the relationship between the light pulse projected on the liquid crystal light valve and the light pulse projected on the screen. Hereinafter, as an example, the indicated position is a projection range (edge-blended projection range including the region 2) by the red
指示位置では、赤色光源部６００Ｒ−２から投射された光パルスと、赤色光源部６００Ｒ−６から投射された光パルスとは、互いに重なり合う。図１６には、赤色光源部６００Ｒ−２から投射されたスタートパルスと、赤色光源部６００Ｒ−６から投射されたスタートパルスとが重なり合ったスタートパルスの強度が、スクリーン３０００上の指示位置において、第１実施形態と同様に９０である場合が表されている。同様に、赤色光源部６００Ｒ−２から投射された位置検出パルスの強度が、スクリーン３０００上の指示位置において、第１実施形態と同様に１０である場合が表されている。また、赤色光源部６００Ｒ−６から投射された位置検出パルスの強度が、スクリーン３０００上の指示位置において、第１実施形態と同様に８０である場合が表されている。
At the indicated position, the light pulse projected from the red
このように、オーバーラップしている投射範囲には、異なる画像表示装置１０００ａから複数の光パルスが投射されるので、制御装置４０００の制御部４１００（図１２を参照）は、図４、図９〜１１などを用いて説明した方法により、複数の光パルスに基づいて指示位置を精度よく検出することができる。
As described above, since a plurality of light pulses are projected from the different
図１７には、投射範囲と光パルスとの関係が表されている。図１７の上段には、図１６に示した場合における、光強度分布と、オーバーラップした投射範囲と、光パルスの強度とが表されている。この場合、指示位置では、赤色光源部６００Ｒ−２から投射された位置検出パルスと、赤色光源部６００Ｒ−６から投射された位置検出パルスとが検出される。
FIG. 17 shows the relationship between the projection range and the light pulse. The upper part of FIG. 17 shows the light intensity distribution, the overlapped projection range, and the intensity of the light pulse in the case shown in FIG. In this case, the position detection pulse projected from the red
一方、図１７の下段には、図１６に示した場合と比較して投射範囲のオーバーラップ量が少ない場合における、光強度分布と、オーバーラップした投射範囲と、光パルスの強度とが表されている。この場合、同じ指示位置でも、赤色光源部６００Ｒ−２から投射された位置検出パルスが検出されない。
On the other hand, the lower part of FIG. 17 shows the light intensity distribution, the overlapped projection range, and the intensity of the light pulse when the overlap amount of the projection range is small compared to the case shown in FIG. ing. In this case, the position detection pulse projected from the red
このように、スクリーン３０００上の同じ指示位置でも、光パルスの強度の比は、画像表示装置１０００ａの配置（図１４を参照）に応じて変化する。そこで、制御装置４０００の制御部４１００（図１２を参照）は、画像表示装置１０００ａ−１〜１０００ａ−１２の配置を示す情報として、画面位置毎の光パルス波形を予め記憶する。制御部４１００は、画面位置毎の光パルス波形に基づいて、指示位置を検出する。
Thus, even at the same designated position on the
なお、指示位置を検出する制御部は、指示器に備えられていてもよい。この場合、位置検出システムは、光パルスを受光し、該光パルスのタイミングを検出するフォトダイオード２０１０と、前記タイミングに基づいて、画像が表示される画面上の自装置の位置を検出する制御部（不図示）と、前記位置を表す信号を送信する送信部２０３０と、を有する指示器と、前記画面を複数に分割した領域に対して、光源毎に固有のタイミングで光パルスを投射する赤色光源部６００Ｒ、緑色光源部６００Ｇ及び青色光源部６００Ｂと、を有する複数の画像表示装置１０００ａと、前記位置を表す信号を送信部２０３０から受信する受信部４２００を有する制御装置と、を備える。
In addition, the control part which detects an instruction | indication position may be provided in the indicator. In this case, the position detection system receives a light pulse and detects the timing of the light pulse, and a control unit that detects the position of the device on the screen on which an image is displayed based on the timing. (Not shown) and an indicator having a
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
例えば、第１及び第２実施形態では、光源部としてＬＥＤアレイを用いたが、光学構成は、スクリーンの領域毎に光強度を制御できる構成であれば、ＬＥＤアレイを含む構成に限らなくてよい。例えば、光学構成は、ホログラム素子（回折光学素子）により、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）からの光をスクリーンにおいて整形することが可能である構成であってもよい。これにより、位置検出システムは、レンズ光学系を用いた場合と比較して、投射範囲をオーバーラップさせながら、無駄なく均一にスクリーンを照明することができる。 For example, in the first and second embodiments, the LED array is used as the light source unit. However, the optical configuration is not limited to the configuration including the LED array as long as the optical intensity can be controlled for each area of the screen. . For example, the optical configuration may be a configuration in which light from an LD (Laser Diode) can be shaped on a screen by a hologram element (diffractive optical element). Thereby, the position detection system can illuminate the screen uniformly without waste while overlapping the projection range as compared with the case where the lens optical system is used.
また、例えば、投射部１３００（図１３を参照）には、ＬＥＤアレイ（図３を参照）が備えられてもよい。 Further, for example, the projection unit 1300 (see FIG. 13) may be provided with an LED array (see FIG. 3).
なお、以上に説明した位置検出システム及び位置検出方法を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリー（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。 Note that the program for realizing the position detection system and the position detection method described above may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program may be read into the computer system and executed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, “computer-readable recording medium” means a volatile memory (RAM) inside a computer system that becomes a server or client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included. The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
１００Ｒ…赤色光源部（Ｒ−ＬＥＤアレイ）、１０１Ｒ〜１１２Ｒ…赤色光源（Ｒ−ＬＥＤ）、１００Ｇ…緑色光源部（Ｇ−ＬＥＤアレイ）、１００Ｂ…青色光源部（Ｂ−ＬＥＤアレイ）、２００Ｒ…赤色光用コリメーター光学系、２００Ｇ…緑色光用コリメーター光学系、２００Ｂ…青色光用コリメーター光学系、３００Ｒ…赤色光用液晶ライトバルブ（光変調素子）、３０２Ｒ，３０６Ｒ，３１０Ｒ…画素領域、３００Ｇ…緑色光用液晶ライトバルブ（光変調素子）、３００Ｂ…青色光用液晶ライトバルブ（光変調素子）、４００…クロスダイクロイックプリズム、５００…投写光学系、６００Ｒ…赤色光源部（Ｒ−ＬＥＤ）、６００Ｇ…緑色光源部（Ｇ−ＬＥＤ）、６００Ｂ…青色光源部（Ｂ−ＬＥＤ）、１０００…画像表示装置、１０００ａ…画像表示装置、１１００…位置検出装置、１１００ａ…位置検出装置、１１１０…制御部（ＤＳＰ）、１１２０…液晶駆動部、１１３０…信号生成部、１１４０Ｒ…赤色光源駆動部、１１４０Ｇ…緑色光源駆動部、１１４０Ｂ…青色光源駆動部、１１５０…受信部、１１６０…制御部（ＤＳＰ）、１１７０…液晶駆動部、１１８０…信号生成部、１１９０…光源駆動部、１２００…投射部、１３００…投射部、２０００…指示器（電子ペン）、２０１０…フォトダイオード、２０２０…Ａ／Ｄ変換部、２０３０…送信部、３０００…スクリーン、４０００…制御装置、４１００…制御部、４２００…受信部 100R: Red light source (R-LED array), 101R to 112R ... Red light source (R-LED), 100G ... Green light source (G-LED array), 100B ... Blue light source (B-LED array), 200R ... Collimator optical system for red light, 200G ... collimator optical system for green light, 200B ... collimator optical system for blue light, 300R ... liquid crystal light valve (light modulation element) for red light, 302R, 306R, 310R ... pixel region , 300G: liquid crystal light valve for green light (light modulation element), 300B: liquid crystal light valve for blue light (light modulation element), 400: cross dichroic prism, 500: projection optical system, 600R: red light source unit (R-LED) ), 600G: Green light source (G-LED), 600B: Blue light source (B-LED), 1000: Image display device, 1 00a ... Image display device, 1100 ... Position detection device, 1100a ... Position detection device, 1110 ... Control unit (DSP), 1120 ... Liquid crystal drive unit, 1130 ... Signal generation unit, 1140R ... Red light source drive unit, 1140G ... Green light source drive 1140B ... Blue light source drive unit, 1150 ... Reception unit, 1160 ... Control unit (DSP), 1170 ... Liquid crystal drive unit, 1180 ... Signal generation unit, 1190 ... Light source drive unit, 1200 ... Projection unit, 1300 ... Projection unit, 2000 ... Indicator (electronic pen), 2010 ... Photodiode, 2020 ... A / D converter, 2030 ... Transmitter, 3000 ... Screen, 4000 ... Controller, 4100 ... Controller, 4200 ... Receiver
Claims (13)
前記タイミングを表す信号を送信する送信部と、
を有する指示器と、
画面を複数に分割した領域に対して、光源毎に固有のタイミングで光パルスを投射する複数の光源と、
前記タイミングを表す信号を前記送信部から受信する受信部と、
前記タイミングを表す信号に基づいて、画像が表示される前記画面上の前記指示器の位置を検出する制御部と、
を備えることを特徴とする位置検出システム。 A sensor that receives the light pulse and detects the timing of the light pulse;
A transmission unit for transmitting a signal representing the timing;
An indicator having
A plurality of light sources that project light pulses at a specific timing for each light source, with respect to a region divided into a plurality of screens,
A receiver that receives a signal representing the timing from the transmitter;
A control unit for detecting a position of the indicator on the screen on which an image is displayed based on a signal representing the timing;
A position detection system comprising:
を有する複数の画像表示装置と、
前記受信部と、
前記制御部と、
を有する制御装置と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。 A plurality of image display devices having the light source;
The receiver;
The control unit;
A control device comprising:
The position detection system according to claim 1, further comprising:
前記複数の光源と、
前記制御部と、
を有する画像表示装置
を備えることを特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。 The receiver;
The plurality of light sources;
The control unit;
The position detection system according to claim 1, further comprising: an image display device having:
前記制御部は、１つの光源と該光源に隣接する１つ以上の光源とからの複数の光パルスの各タイミングに基づいて、前記指示器の位置を検出することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の位置検出システム。 Each light source projects a light pulse at a timing specific to each light source with respect to the region corresponding to the light source and a region adjacent to the region,
The control unit detects the position of the indicator based on each timing of a plurality of light pulses from one light source and one or more light sources adjacent to the light source. The position detection system according to claim 3.
前記タイミングに基づいて、画像が表示される画面上の自装置の位置を検出する制御部と、
前記位置を表す信号を送信する送信部と、
を有する指示器と、
前記位置を表す信号を前記送信部から受信する受信部と、
前記画面を複数に分割した領域に対して、光源毎に固有のタイミングで光パルスを投射する複数の光源と、
を備えることを特徴とする位置検出システム。 A sensor that receives the light pulse and detects the timing of the light pulse;
Based on the timing, a control unit that detects the position of the device on the screen on which the image is displayed;
A transmitter for transmitting a signal representing the position;
An indicator having
A receiver that receives a signal representing the position from the transmitter;
A plurality of light sources that project light pulses at a specific timing for each light source, with respect to an area obtained by dividing the screen into a plurality of parts,
A position detection system comprising:
を有する複数の画像表示装置と、
前記受信部、
を有する制御装置と、
を備えることを特徴とする請求項７に記載の位置検出システム。 A plurality of image display devices having the light source;
The receiver,
A control device comprising:
The position detection system according to claim 7, further comprising:
前記複数の光源と、
を有する画像表示装置
を備えることを特徴とする請求項７に記載の位置検出システム。 The receiver;
The plurality of light sources;
The position detection system according to claim 7, further comprising: an image display device including:
指示器が備えるセンサーが、光パルスを受光し、該光パルスのタイミングを検出するステップと、
指示器が備える送信部が、前記タイミングを表す信号を送信するステップと、
複数の光源が、画面を複数に分割した領域に対して、光源毎に固有のタイミングで光パルスを投射するステップと、
受信部が、前記タイミングを表す信号を前記送信部から受信するステップと、
制御部が、前記タイミングを表す信号に基づいて、画像が表示される前記画面上の前記指示器の位置を検出するステップと、
を有することを特徴とする位置検出方法。 A position detection method in a position detection system, comprising:
A sensor provided in the indicator receives the light pulse and detects the timing of the light pulse;
A transmitter provided in the indicator transmits a signal representing the timing;
A plurality of light sources projecting a light pulse at a timing specific to each light source with respect to an area obtained by dividing the screen into a plurality of;
A receiving unit receiving a signal representing the timing from the transmitting unit;
A step of detecting a position of the indicator on the screen on which an image is displayed based on a signal representing the timing;
A position detection method comprising:
前記受信部として、制御装置に備えられた受信部と、
前記制御部として、制御装置に備えられた制御部と、
を用いることを特徴とする請求項１１に記載の位置検出方法。 As the plurality of light sources, a light source provided in a plurality of image display devices,
As the receiving unit, a receiving unit provided in a control device;
As the control unit, a control unit provided in a control device;
The position detection method according to claim 11, wherein:
前記複数の光源として、画像表示装置に備えられた複数の光源と、
前記制御部として、画像表示装置に備えられた制御部と、
を用いることを特徴とする請求項１１に記載の位置検出方法。 As the receiving unit, a receiving unit provided in an image display device;
As the plurality of light sources, a plurality of light sources provided in an image display device;
As the control unit, a control unit provided in the image display device;
The position detection method according to claim 11, wherein:
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