JP2019169039A - 指示体、画像投写システム及び指示体の制御方法 - Google Patents

指示体、画像投写システム及び指示体の制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】電池の消耗を抑制し、使用できる時間を延ばすことが可能な指示体、画像投写システム及び指示体の制御方法を提供する。【解決手段】プロジェクターから投写される画像上で指示を行う発光ペン３は、電池３７と、電池３７から供給される電力によって断続的に発光を行う発光部３５と、電池３７の残量を検出する電池残量検出部３８と、電池残量検出部３８により検出された電池３７の残量が所定の閾値以下の場合に、発光部３５の発光量が低減するように発光部３５の発光モードを変更する制御部３０と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、プロジェクターから投写される画像上で指示を行う指示体、この指示体を備えた画像投写システム及び指示体の制御方法に関する。
電子ペン等の指示体で指示された位置を検出することが可能な画像投写システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の画像投写システム（プロジェクターシステム）は、プロジェクターと電子ペンとを備えて構成され、電子ペンに備わる電池の残量が低下した場合に、その旨をユーザーに報知する手段を備えている。
特開２０１４−１８６０８７号公報
しかしながら、電池残量の低下が検出されてからすぐに電池の交換ができない場合には、電池の消耗が進行し、使用中にも拘らず電子ペンが機能しなくなってしまう恐れがある。このため、電池残量の低下が検出されてから電池が交換されるまでの間、電池の消耗を抑制して電子ペンの使用を継続できるようにする技術が望まれている。
本願の指示体は、プロジェクターから投写される画像上で指示を行う指示体であって、電池と、前記電池から供給される電力によって断続的に発光を行う発光部と、前記電池の残量を検出する電池残量検出部と、前記電池残量検出部により検出された前記電池の残量が所定の閾値以下の場合に、前記発光部の発光量が低減するように前記発光部の発光態様を変更する制御部と、を備えたことを特徴とする。
上記の指示体において、前記制御部は、前記電池残量検出部により検出された前記電池の残量が前記所定の閾値以下の場合に、所定の期間内における前記発光部の発光時間を短縮することが望ましい。
上記の指示体において、前記制御部は、前記電池残量検出部により検出された前記電池の残量が前記所定の閾値以下の場合に、所定の期間内における前記発光部の発光回数を削減することが望ましい。
上記の指示体において、前記制御部は、前記電池残量検出部により検出された前記電池の残量が前記所定の閾値以下の場合に、前記発光部の発光強度を低下させることが望ましい。
上記の指示体において、前記発光部の発光態様が変更された場合に、その旨を報知する報知部をさらに備えることが望ましい。
上記の指示体において、前記発光部の発光態様を変更するタイミングを前記プロジェクターに通知する通知部をさらに備えることが望ましい。
本願の画像投写システムは、プロジェクターと、前記プロジェクターから投写される画像上で指示を行う指示体とを備えた画像投写システムであって、前記指示体は、電池と、前記電池から供給される電力によって断続的に発光を行う発光部と、前記電池の残量を検出する電池残量検出部と、前記電池残量検出部により検出された前記電池の残量が所定の閾値以下の場合に、前記発光部の発光量が低減するように前記発光部の発光態様を変更する制御部と、を備えたことを特徴とする。
本願の指示体の制御方法は、プロジェクターから投写される画像上で指示を行う指示体の制御方法であって、電池から供給される電力によって断続的に発光部を発光させ、前記電池の残量を検出し、検出された前記電池の残量が所定の閾値以下の場合に、前記発光部の発光量が低減するように前記発光部の発光態様を変更することを特徴とする。
画像投写システムを示す斜視図。 プロジェクターの概略構成を示すブロック図。 画像投写部の概略構成を示すブロック図。 発光ペンの概略構成を示すブロック図。 画像投写システムの動作タイミングを示すタイミングチャート。 発光ペンの動作を説明するためのフローチャート。 各発光モードを説明するためのタイミングチャート。
以下、本実施形態の画像投写システムについて、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態の画像投写システム１００を示す斜視図である。
図１に示すように、画像投写システム１００は、プロジェクター１と、指示体としての発光ペン３とを備えている。プロジェクター１は、外部から入力される画像情報又は予め内部に記憶されている画像情報に基づく画像を、表示面としての投写面Ｓｐに投写する。本実施形態のプロジェクター１は、固定部材Ｔを介して壁面に固定されており、同じ壁面に沿って配置されている投写面Ｓｐに向けて画像を投写する。投写面Ｓｐとしては、例えば、スクリーンやホワイトボード等を用いることができるが、壁面自体に画像を投写する態様であってもよい。
また、プロジェクター１は、投写面Ｓｐ上に投写された画像（以降、「投写画像Ｉｐ」とも呼ぶ。）を含む範囲を撮像可能になっている。プロジェクター１は、発光ペン３の先端の発光部３５から発せられる赤外光を撮像し、その光の位置に基づいて、投写画像Ｉｐ内で発光ペン３により指示された位置（指示位置）を検出する。そして、プロジェクター１は、検出された指示位置にポインターを重畳して表示したり、指示位置の軌跡に沿って線が描画されたような画像（以降、「描画画像」とも呼ぶ。）を重畳して表示したりすることができる。なお、本実施形態では、発光ペン３は、赤外光を発するものとするが、他の波長域の光を発する態様であってもよい。
図２は、プロジェクター１の概略構成を示すブロック図であり、図３は、プロジェクター１が備える画像投写部１９の概略構成を示すブロック図である。
図２に示すように、プロジェクター１は、制御部１０と、記憶部１１と、入力操作部１２と、同期信号送信部１４と、撮像部１５と、電源回路１６と、画像情報入力部１７と、画像情報処理部１８と、表示部としての画像投写部１９とを一体的に備えて構成されている。プロジェクター１は、画像情報入力部１７に入力される画像情報に基づいて、画像投写部１９から投写面Ｓｐに画像を投写する。
制御部１０は、１つ又は複数のプロセッサーを備えて構成され、記憶部１１に記憶されている制御プログラムに従って動作することによりプロジェクター１の動作を統括制御する。
記憶部１１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリーを備えて構成される。ＲＡＭは、各種データ等の一時記憶に用いられ、ＲＯＭは、プロジェクター１の動作を制御するための制御プログラムや制御データ等を記憶する。また、記憶部１１は、画像投写部１９から投写するための画像情報を記憶していてもよい。
入力操作部１２は、ユーザーがプロジェクター１に対して各種指示を行うための複数の操作キーを備えている。入力操作部１２が備える操作キーとしては、電源のオンとオフ（スタンバイ）とを切り替えるための「電源キー」、各種設定を行うためのメニュー画像を表示させる「メニューキー」、メニュー画像上で項目を選択するための「方向キー」等がある。ユーザーが入力操作部１２の各種操作キーを操作すると、入力操作部１２は、ユーザーの操作内容に応じた操作信号を制御部１０に出力する。なお、遠隔操作が可能なリモコン（図示せず）を、入力操作部１２として用いる構成としてもよい。この場合、リモコンは、ユーザーの操作内容に応じた赤外線の操作信号を発信し、図示しないリモコン信号受信部がこれを受信して制御部１０に伝達する。
同期信号送信部１４は、発光ペン３に同期用の信号（同期信号）を送信するための発光部を有している。発光部の光源としては、例えば、赤外光を発するＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられる。同期信号送信部１４は、制御部１０の制御に基づいて、周期的に発光部を発光させて、発光ペン３に赤外光の同期信号を送信する。発光ペン３は、この同期信号を周期的に受信し、受信した同期信号に同期したタイミングで繰り返し発光部３５を発光させる。
撮像部１５は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー、或いはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサー等の撮像素子（図示せず）を備えたカメラである。撮像部１５は、可視光を吸収して赤外光を透過させる赤外透過フィルターを有しており、この赤外透過フィルターを介して発光ペン３から発せられる赤外光を撮像する。撮像部１５は、制御部１０の制御に基づいて投写面Ｓｐ上の投写画像Ｉｐを含む範囲を撮像し、その撮像結果である画像情報（撮像画像情報）を制御部１０に出力する。制御部１０は、同期信号送信部１４が送信する同期信号に同期したタイミングで撮像部１５に撮像を行わせる。つまり、撮像部１５は、発光ペン３が発光するタイミングに合わせて撮像を繰り返す。
プロジェクター１の制御部１０は、制御プログラムによって実現される機能ブロックとして、検出部２５を備えている。検出部２５は、撮像部１５から入力される撮像画像情報に基づいて、撮像された画像の中から、発光ペン３が発した赤外光を検出する。検出部２５は、撮像された画像内に含まれる赤外光の像のうち、所定の閾値以上の明るさで、所定の閾値以上の大きさを有する像を、発光ペン３が発した光とみなして検出し、それ以外の像については、ノイズとみなして検出しない。
電源回路１６には、外部からＡＣ１００Ｖ等の商用電源（図示せず）が供給される。電源回路１６は、商用電源（交流電源）を所定の電圧の直流電源に変換して、プロジェクター１の各部に電力を供給する（各部への供給経路については、図示を省略する）。制御部１０は、電源回路１６を制御して、各部への電力供給を開始したり、停止したりすることができる。
画像情報入力部１７は、コンピューターや画像再生装置等の外部の画像供給装置５に接続され、画像供給装置５から画像情報の供給を受ける。また、画像情報入力部１７は、制御部１０から、記憶部１１に記憶されている画像情報の供給を受けることができる。画像情報入力部１７は、入力された画像情報を画像情報処理部１８に出力する。
画像情報処理部１８は、制御部１０の制御に基づいて、画像情報入力部１７から入力される画像情報に対して様々な処理を施し、処理後の画像情報を画像投写部１９のライトバルブ駆動部２４（図３参照）に出力する。例えば、画像情報処理部１８は、明るさやコントラスト等の画質を調整する処理や、画像の歪みを補正する処理、ポインター、描画画像、メニュー画像等のＯＳＤ（オンスクリーンディスプレイ）画像を重畳する処理等を必要に応じて画像情報に施す。
なお、画像情報入力部１７及び画像情報処理部１８は、１つ又は複数のプロセッサー等によって構成されてもよいし、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の専用の処理装置によって構成されてもよい。
図３に示すように、画像投写部１９は、光源２１、光変調装置としての３つの液晶ライトバルブ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ、投写光学系２３、ライトバルブ駆動部２４等を備えて構成されている。画像投写部１９は、光源２１から射出された光を、液晶ライトバルブ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂで変調して画像光を形成し、レンズ及びミラーの少なくとも一方を含む投写光学系２３からこの画像光を投写して投写面Ｓｐに画像を表示する。
光源２１は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の放電型の光源ランプ、又は発光ダイオードや半導体レーザー等の固体光源を含んで構成されている。光源２１から射出された光は、図示しないインテグレーター光学系によって輝度分布が略均一な光に変換され、図示しない色分離光学系によって光の３原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色光成分に分離された後、それぞれ液晶ライトバルブ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂに入射する。
液晶ライトバルブ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは、それぞれ一対の透明基板間に液晶が封入された透過型の液晶パネル等によって構成される。各液晶パネルには、マトリクス状に配列された複数の画素からなる矩形の画像形成領域２２ｉが形成されており、液晶に対して画素毎に駆動電圧を印加可能になっている。
ライトバルブ駆動部２４は、液晶ライトバルブ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの画像形成領域２２ｉに画像を形成する。具体的には、ライトバルブ駆動部２４は、画像情報処理部１８から入力される画像情報に応じた駆動電圧を、画像形成領域２２ｉの各画素に印加することにより、各画素を画像情報に応じた光透過率に設定する。光源２１から射出された光は、液晶ライトバルブ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの画像形成領域２２ｉを透過することによって画素毎に変調され、画像情報に応じた画像光が色光毎に形成される。形成された各色の画像光は、図示しない色合成光学系によって画素毎に合成されてカラー画像を表す画像光となり、投写光学系２３によって投写面Ｓｐに拡大投写される。この結果、投写面Ｓｐ上には、画像情報入力部１７に入力された画像情報に基づく画像が表示される。
図４は、発光ペン３の概略構成を示すブロック図である。
図４に示すように、発光ペン３は、制御部３０と、記憶部３１と、同期信号受信部３２と、先端スイッチ３３と、側面スイッチ３４と、発光部３５と、電源回路３６と、報知部３９とを備えて構成される。電源回路３６には、電池３７が含まれている。
制御部３０は、１つ又は複数のプロセッサーを備えて構成され、記憶部３１に記憶されている制御プログラムに従って動作することにより発光ペン３の動作を統括制御する。
記憶部３１は、発光ペン３の動作を制御するための制御プログラムや制御データ等を記憶するメモリー等によって構成される。
同期信号受信部３２は、赤外光を受光する受光素子等によって構成され、プロジェクター１の同期信号送信部１４から周期的に送信される赤外光の同期信号を受信して電気信号に変換し、制御部３０に出力する。
先端スイッチ３３は、発光ペン３の先端部（ペン先）に配置され、先端部を投写面Ｓｐに押し付ける操作が行われた場合等に、先端部の押圧を検知し、検知結果を制御部３０に出力する。
側面スイッチ３４は、発光ペン３の側面に配置された操作ボタンに対するユーザーの操作（押圧）を検知して、検知結果を制御部３０に出力する。
発光部３５は、発光ペン３の先端部の近傍に配置された光源（例えば、ＬＥＤ）を備えて構成され、制御部３０の制御に基づいて赤外光を発する。制御部３０は、同期信号受信部３２で周期的に受信される同期信号に同期して、発光部３５を周期的に、即ち断続的に発光させる。
電源回路３６は、電池３７を備えており、電池３７から供給される直流電源を所定の電圧に変換して、発光ペン３の各部に電力を供給する（各部への供給経路については、図示を省略する）。制御部３０は、電源回路３６を制御して、各部への電力供給を開始したり、停止したりすることが可能であり、発光部３５は、電源回路３６（電池３７）から供給される電力によって発光を行う。また、電源回路３６は、電池３７の出力電圧を常に計測しており、計測結果を制御部３０に出力する。
電池３７は、例えば、交換可能に収容された一次電池であり、電源回路３６に電力を供給する。なお、電池３７としては、充電が可能な二次電池を採用してもよい。
発光ペン３の制御部３０は、制御プログラムによって実現される機能ブロックとして、電池残量検出部３８を有している。電池残量検出部３８は、電源回路３６から入力される電池３７の出力電圧の計測結果に基づいて、電池３７の残量（以降、「電池残量」とも呼ぶ。）を検出する。制御部３０は、電池残量検出部３８で検出された電池残量に基づいて、発光部３５の発光の態様（以降、「発光モード」又は「発光態様」とも呼ぶ。）を決定し、決定した発光モードで発光部３５を発光させる。具体的には、制御部３０は、電池残量に基づいて、断続的に発光を行う発光部３５の１回あたりの発光時間、所定の期間内における発光回数、発光強度等を変化させる。
報知部３９は、可視光を発する１つ又は複数の光源（例えば、ＬＥＤ）を備えたインジケーターであり、制御部３０の制御に基づいて発光する。制御部３０は、発光部３５の発光モードに応じて報知部３９の発光色や発光状態（消灯、点滅又は点灯）を変更することにより、発光モードが変更されたことや現在の発光モードをユーザーに報知する。
図５は、画像投写システム１００の動作タイミングを示すタイミングチャートであり、上から順に、プロジェクター１の同期信号送信部１４が同期信号Ｓｙｎｃを送信（発光）するタイミング、プロジェクター１の撮像部１５が撮像を行うタイミング、及び発光ペン３の発光部３５が発光するタイミングを示している。図５において、横軸は、時間軸であり、縦軸は、それぞれの動作状態を表している。
図５に示すように、プロジェクター１の撮像部１５は、所定の周期（例えば、約９．４ミリ秒の周期）で撮像を繰り返す。ここで、撮像の周期を「フェーズ」と呼ぶものとすると、プロジェクター１及び発光ペン３は、第１フェーズＰ１、第２フェーズＰ２、第３フェーズＰ３、及び第４フェーズＰ４の４つのフェーズからなる基準期間毎に同様の動作を繰り返す。
第１フェーズＰ１は、同期用のフェーズであり、第１フェーズＰ１において、プロジェクター１の同期信号送信部１４は、発光ペン３に対して同期信号Ｓｙｎｃを送信する。同期信号Ｓｙｎｃは、投写画像Ｉｐの全域で発光ペン３に受信され得る発光強度で送信される。プロジェクター１の撮像部１５は、同期信号Ｓｙｎｃに同期して、各フェーズＰ１〜Ｐ４の所定の撮像期間Ｔｃに撮像を行う。各フェーズＰ１〜Ｐ４における撮像部１５の撮像期間Ｔｃ（露光時間）は、例えば、約１．４ミリ秒の期間である。
発光ペン３の同期信号受信部３２は、第１フェーズＰ１にて同期信号Ｓｙｎｃを受信し、発光ペン３の制御部３０は、受信した同期信号Ｓｙｎｃに同期したタイミングで発光部３５を発光させる。具体的には、制御部３０は、発光部３５の発光が撮像部１５で撮像されるように、撮像部１５の撮像期間Ｔｃに発光部３５を矩形波で発光させる。より具体的には、制御部３０は、撮像期間Ｔｃに含まれる１２０マイクロ秒の期間（発光時間）に、発光部３５を所定の発光強度で発光させる。なお、制御部３０は、発光部３５が投写画像Ｉｐ内のどの位置で発光した場合でも、プロジェクター１の撮像部１５に十分な明るさで撮像されて、検出部２５で適切に検出され得るような発光量で発光部３５を発光させる。ここで、撮像期間Ｔｃ内における発光部３５の発光量は、発光強度と発光時間とによって定まる。
発光ペン３の制御部３０は、１回の基準期間内に、発光部３５を２回又は３回発光させる。具体的には、制御部３０は、４つのフェーズＰ１〜Ｐ４のうち、第２フェーズＰ２及び第４フェーズＰ４の撮像期間Ｔｃでは、発光部３５を必ず発光させ、第３フェーズＰ３の撮像期間Ｔｃでは、先端スイッチ３３や側面スイッチ３４の状態（押圧されているか否か）に基づいて発光部３５を発光させたり、発光させなかったりする。そして、制御部３０は、複数の基準期間に亘る第３フェーズＰ３での発光部３５の発光状態の推移（以降、「発光シーケンス」とも呼ぶ。）によって、先端スイッチ３３の状態と、側面スイッチ３４の状態とをプロジェクター１に通知する。撮像期間Ｔｃにおける発光ペン３の発光部３５の発光は、プロジェクター１の撮像部１５によって撮像される。なお、発光部３５が上記のような態様で発光する発光モードを「通常発光モード」又は「第１の発光モード」と呼ぶ。発光ペン３は、通常発光モード以外に、通常発光モードよりも消費電力が低い省電力発光モードでの動作が可能である。省電力発光モードの詳細については後述する。
プロジェクター１の検出部２５は、第２フェーズＰ２及び第４フェーズＰ４で撮像された赤外光の位置に基づいて、発光ペン３の位置（指示位置）を検出する。また、検出部２５は、第３フェーズＰ３で撮像された赤外光の発光シーケンスに基づいて、発光ペン３の先端スイッチ３３や側面スイッチ３４の状態を認識する。そして、検出部２５は、検出した発光ペン３の指示位置やスイッチ３３，３４の状態に基づいて画像情報処理部１８を制御し、ポインターや描画画像を重畳させる処理等を行わせる。
次に、電池残量の変化に応じた発光ペン３の動作について説明する。
発光ペン３の制御部３０は、発光ペン３の使用に伴って電池３７の残量が低下してくると、発光部３５の発光モードを省電力発光モードに変更して、発光部３５の発光量を低減させることにより、電池３７の消耗を抑制するようになっている。
図６は、発光ペン３の動作を説明するためのフローチャートであり、図７は、各発光モードを説明するためのタイミングチャートである。
発光ペン３に電池３７が装着されて電源が投入されると、発光ペン３の制御部３０は、図６に示すフローに従って動作を開始する。そして、これ以降、制御部３０は、同期信号受信部３２で受信した同期信号Ｓｙｎｃに同期して、発光部３５を第１の発光モード（通常発光モード）で繰り返し発光させる。なお、図６は、電池残量の低下に応じて発光モードを変更するフローを説明する図であり、同期信号Ｓｙｎｃを受信するステップや、同期信号Ｓｙｎｃに応じて発光部３５を発光させるステップ等については図示を省略している。また、図７において、横軸は、時間軸であり、縦軸は、発光部３５の発光強度を表している。
図６に示すように、ステップＳ１０１では、制御部３０は、電池残量検出部３８で検出された電池残量が第１の閾値以下であるか否かを判断する。発光ペン３の記憶部３１には、電池残量の大小を判断するための４つの閾値（第１〜第４の閾値）が記憶されており、制御部３０は、４つの閾値のうち、最も値が大きな閾値である第１の閾値と、検出された電池残量とを比較する。そして、制御部３０は、電池残量が第１の閾値以下である場合にはステップＳ１０２に処理を移し、第１の閾値より大きい場合にはステップＳ１０１を繰り返す。
電池残量が第１の閾値以下となってステップＳ１０２に処理が移行した場合には、制御部３０は、発光部３５の発光モードを、第１の発光モードから第２の発光モードに変更する。第２の発光モードは、省電力発光モードの１つであり、第２の発光モードにおいて、制御部３０は、発光部３５の１回あたりの発光時間、即ち撮像期間Ｔｃ内における発光時間を短縮する。例えば、制御部３０は、１回あたりの発光時間を、第１の発光モードにおける１２０マイクロ秒から１００マイクロ秒に短縮する（図７参照）。これにより、基準期間内における累積の発光時間も低減される。なお、発光部３５の発光強度については、第１の発光モードと同じ値Ｌとする。
また、制御部３０は、報知部３９を制御して、発光ペン３の発光モードが第２の発光モードに変更されたことをユーザーに報知する。
第２の発光モードになって発光時間が短縮されると、その分だけ撮像期間Ｔｃ内における発光部３５の発光量が低減され、発光ペン３の電力消費が抑制される。ただし、プロジェクター１の撮像部１５で撮像される赤外光がわずかに暗くなるため、発光ペン３がプロジェクター１から遠い位置にある場合には、光量が不足してプロジェクター１に適切に検出されない事態が生じ得る。このため、第２の発光モードでは、ユーザーは、プロジェクター１から最も遠い位置（例えば、投写画像Ｉｐの４つの角部（隅）のうち、プロジェクター１から遠い側の２つの角部）での発光ペン３の使用を避けることが望ましい。
続くステップＳ１０３では、制御部３０は、電池残量検出部３８で検出された電池残量が第１の閾値よりも小さい第２の閾値以下であるか否かを判断する。そして、制御部３０は、電池残量が第２の閾値以下である場合にはステップＳ１０４に処理を移し、第２の閾値より大きい場合にはステップＳ１０３を繰り返す。
電池残量が第２の閾値以下となってステップＳ１０４に処理が移行した場合には、制御部３０は、発光部３５の発光モードを、第２の発光モードから第３の発光モードに変更する。第３の発光モードも省電力発光モードの１つであり、第３の発光モードにおいて、制御部３０は、第４フェーズＰ４における発光部３５の発光を停止することにより、基準期間内における発光部３５の発光回数を削減する。つまり、制御部３０は、第２フェーズＰ２では必ず発光部３５を発光させ、第３フェーズＰ３では先端スイッチ３３や側面スイッチ３４の状態に応じて発光部３５を発光させるが、第４フェーズＰ４では発光部３５を発光させない（図７参照）。なお、制御部３０は、第２フェーズＰ２及び第３フェーズＰ３における発光部３５の発光時間を、第２の発光モードと同じく１００マイクロ秒とする。また、発光部３５の発光強度については、第１及び第２の発光モードと同じ値Ｌとする。
また、制御部３０は、報知部３９を制御して、発光ペン３の発光モードが第３の発光モードに変更されたことをユーザーに報知する。
第４フェーズＰ４における発光部３５の発光を停止することにより、基準期間内における発光部３５の発光回数が削減されるため、基準期間あたりの発光部３５の発光量がその分だけ低減し、発光ペン３の電力消費がさらに抑制される。ただし、指示位置の検出頻度が半分になるため、指示位置に表示されるポインターや描画画像の更新間隔が長くなり、ポインターや描画画像の指示位置への追従が遅れやすくなる。このため、第３の発光モードでは、ユーザーは、発光ペン３で指示を行う際には、発光ペン３をゆっくりと動かすことが望ましい。なお、基準期間内における発光部３５の発光回数を削減することは、基準期間内における累積の発光時間を低減することにも相当する。
続くステップＳ１０５では、制御部３０は、電池残量検出部３８で検出された電池残量が第２の閾値よりも小さい第３の閾値以下であるか否かを判断する。そして、制御部３０は、電池残量が第３の閾値以下である場合にはステップＳ１０６に処理を移し、第３の閾値より大きい場合にはステップＳ１０５を繰り返す。
電池残量が第３の閾値以下となってステップＳ１０６に処理が移行した場合には、制御部３０は、発光部３５の発光モードを、第３の発光モードから第４の発光モードに変更する。第４の発光モードも省電力発光モードの１つであり、第４の発光モードにおいて、制御部３０は、第２フェーズＰ２及び第３フェーズＰ３における発光の波形を、矩形波から三角波に変更する。具体的には、制御部３０は、発光の立ち上がり時にはそれまでの発光強度と同一の値Ｌで発光部３５を発光させるが、時間の経過に伴って発光強度を低下させる（図７参照）。なお、制御部３０は、第４フェーズＰ４では、第３の発光モードと同じく発光部３５を発光させず、第２フェーズＰ２及び第３フェーズＰ３における発光部３５の発光時間を、第２及び第３の発光モードと同じく１００マイクロ秒とする。
また、制御部３０は、報知部３９を制御して、発光ペン３の発光モードが第４の発光モードに変更されたことをユーザーに報知する。
第４の発光モードになって発光の波形が三角波になることにより、発光強度が低下した分だけ発光部３５の発光量が低減され、発光ペン３の電力消費がさらに抑制される。ただし、プロジェクター１の撮像部１５で撮像される赤外光が一層暗くなるため、発光ペン３がプロジェクター１から遠い位置にある場合には、光量が不足してプロジェクター１に適切に検出されない事態が生じやすくなる。このため、第４の発光モードでは、ユーザーは、プロジェクター１の近傍でのみ発光ペン３を使用することが望ましい。
続くステップＳ１０７では、制御部３０は、電池残量検出部３８で検出された電池残量が第３の閾値よりも小さい第４の閾値以下であるか否かを判断する。そして、制御部３０は、電池残量が第４の閾値以下である場合にはステップＳ１０８に処理を移し、第４の閾値より大きい場合にはステップＳ１０７を繰り返す。ここで、第４の閾値は、発光ペン３の動作を維持することが可能な電池残量の下限値に近い値である。
電池残量が第４の閾値以下となってステップＳ１０８に移行した場合には、制御部３０は、これ以降の発光部３５の発光を停止させる。そして、制御部３０は、報知部３９を制御して、発光ペン３が動作不能であることをユーザーに報知して、フローを終了する。
以上説明したように、本実施形態の画像投写システム１００、発光ペン３及びそれらの制御方法によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態によれば、発光ペン３の制御部３０は、電池３７の残量が低下して所定の閾値以下になった場合に、発光モードを変更して、発光部３５の発光量を低減させる。このため、電池３７の消耗が抑制され、発光ペン３が使用可能な時間を延ばすことが可能となる。
（２）本実施形態によれば、制御部３０は、発光モードを第１の発光モードから第２の発光モードに変更する際に、撮像期間Ｔｃ内における発光部３５の発光時間を短縮するため、発光時間を短縮させた分だけ発光部３５の発光量を低減することが可能となる。
（３）本実施形態によれば、制御部３０は、発光モードを第２の発光モードから第３の発光モードに変更する際に、基準期間内における発光部３５の発光回数を削減するため、発光回数が削減した分だけ発光部３５の発光量を低減することが可能となる。
（４）本実施形態によれば、制御部３０は、発光モードを第３の発光モードから第４の発光モードに変更する際に、発光部３５の発光の波形を矩形波から三角波に変更することにより、発光強度を低下させるため、発光強度を低下させた分だけ発光部３５の発光量を低減することが可能となる。
（５）本実施形態によれば、発光ペン３が報知部３９を有しているため、発光モードを変更したことをユーザーに報知することが可能となる。
（変形例）
また、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
上記実施形態では、発光部３５の発光量を低減させるために、第２の発光モードでは、１回あたりの発光時間を短縮し、第３の発光モードでは、第４フェーズＰ４での発光を停止することによって発光回数を削減し、第４の発光モードでは、発光の波形を三角波にすることによって発光強度を低下させているが、発光部３５の発光量を低減させる態様は、これらの態様に限定されない。例えば、発光強度を一様に低下させた矩形波で発光部３５を発光させる態様であってもよい。
また、第２フェーズＰ２及び第４フェーズＰ４のうち、一方のフェーズの発光のみを停止させた基準期間と、双方のフェーズの発光を停止させた基準期間とを交互に繰り返すことによって、第３の発光モードよりもさらに発光量を低減させた発光モードを設けるようにしてもよい。同様に、第２フェーズＰ２及び第４フェーズＰ４のうち、一方のフェーズの発光のみを停止させた基準期間と、双方のフェーズで発光を行う基準期間とを交互に繰り返すことによって、第２の発光モードよりは発光量が少なく、第３の発光モードよりは発光量が多い発光モードを設けるようにしてもよい。
また、所定の期間内における発光部３５の発光量を低減するために、発光部３５の発光周期を長くする発光モードを設けて、発光部が発光しない時間を長くするようにしてもよい。ただし、この場合には、発光部３５の発光周期に合わせて、プロジェクター１の撮像部１５の撮像周期も長くする必要がある。また、それぞれの周期の変更は、同じタイミングで実施されることが望ましい。このため、この態様では、発光ペン３が発光モード（発光周期）を変更するタイミングをプロジェクター１に通知する必要がある。例えば、発光ペン３の制御部３０は、所定のフェーズにおける発光の有無又は複数の基準期間に亘る所定のフェーズの発光シーケンスに基づいて、周期変更のタイミングをプロジェクター１に通知することができる。具体的には、第４フェーズＰ４では必ず発光部３５を発光させる発光モードにおいて、制御部３０は、発光周期を変更する前に、所定の回数の基準期間に亘って、第４フェーズＰ４での発光部３５の発光を停止させ、その後の基準期間から発光周期を長くする。プロジェクター１の制御部１０は、第４フェーズＰ４で発光部３５が発光しない基準期間が所定の回数だけ連続した場合に、以降の基準期間から撮像周期を長くすることで、周期変更のタイミングを合わせることが可能となる。なお、周期変更のタイミングを通知するフェーズは、第４フェーズＰ４に限定されず、第２フェーズＰ２であってもよいし、同期フェーズである第１フェーズＰ１を利用してもよい。この例において、発光部３５は、発光モードを変更するタイミングをプロジェクター１に通知する通知部に相当する。なお、通知部は、発光部３５に限定されず、例えば、無線通信手段を利用するようにしてもよい。
上記実施形態において、第１の発光モードから第２の発光モードに変更する際と、第３の発光モードから第４の発光モードに変更する際には、１回の撮像期間Ｔｃ内における発光部３５の発光量が低減するため、検出部２５による検出漏れが生じやすくなる。このため、発光モードの変更に合わせて、検出部２５が発光部３５の発光を検出する際の閾値を変更するようにしてもよい。具体的には、プロジェクター１の制御部１０は、発光部３５の発光量が低減することに対応させて、検出時の閾値を小さくする。この態様によれば、閾値を小さくすることで、ノイズの影響による誤検出が生じやすくなるものの、発光量の低減による検出漏れを抑制することが可能となる。なお、この場合にも、発光モードを変更するタイミングを、上記と同様の方法でプロジェクター１に通知することで、プロジェクター１が閾値を変更するタイミングを、発光ペン３が発光モードを変更するタイミングに合わせることができる。
上記実施形態では、制御部３０は、電池残量が低下するにつれて、発光時間の短縮と、発光回数の削減と、波形の変更とを累積的に適用するようにしているが、それぞれを単独で行うようにしてもよい。例えば、制御部３０は、第３の発光モードにおいて、第２フェーズＰ２及び第３フェーズＰ３での発光時間を１２０マイクロ秒としたうえで、第４フェーズＰ４の発光を停止するようにしてもよい。また、制御部３０は、第４の発光モードにおいて、第４フェーズＰ４での発光を停止させず、各フェーズでの発光時間を１２０マイクロ秒としたうえで、三角波で発光させるようにしてもよい。
上記実施形態において、報知部３９は、ＬＥＤ等の光源の発光により発光ペン３の発光モードを報知しているが、この態様に限定されない。例えば、液晶表示装置、有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置又は電気泳動表示装置等の表示装置を発光ペン３に備え、この表示装置にメッセージや画像を表示することによって発光モードを報知する態様であってもよい。また、図示しない音声出力手段から音声を出力することによって発光モードを報知してもよい。
上記実施形態では、光変調装置として、透過型の液晶ライトバルブ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを用いているが、反射型の液晶ライトバルブ等、反射型の光変調装置を用いることも可能である。また、入射した光の射出方向を、画素としてのマイクロミラー毎に制御することにより、光源２１から射出された光を変調するデジタルミラーデバイス等を用いることもできる。また、色光別に複数の光変調装置を備える構成に限定されず、１つの光変調装置で複数の色光を時分割で変調する構成としてもよい。
以下に、実施形態から導き出される内容を記載する。
指示体は、プロジェクターから投写される画像上で指示を行う指示体であって、電池と、前記電池から供給される電力によって断続的に発光を行う発光部と、前記電池の残量を検出する電池残量検出部と、前記電池残量検出部により検出された前記電池の残量が所定の閾値以下の場合に、前記発光部の発光量が低減するように前記発光部の発光態様を変更する制御部と、を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、制御部は、電池の残量が低下して閾値以下になった場合に、発光部の発光態様を変更して発光部の発光量を低減させる。このため、電池の消耗が抑制され、指示体を使用できる時間を延ばすことが可能となる。
上記の指示体において、前記制御部は、前記電池残量検出部により検出された前記電池の残量が前記所定の閾値以下の場合に、所定の期間内における前記発光部の発光時間を短縮することが望ましい。
この構成によれば、制御部は、所定の期間内における発光部の発光時間を短縮するため、発光時間を短縮させた分だけ発光部の発光量を低減することが可能となる。
上記の指示体において、前記制御部は、前記電池残量検出部により検出された前記電池の残量が前記所定の閾値以下の場合に、所定の期間内における前記発光部の発光回数を削減することが望ましい。
この構成によれば、制御部は、所定の期間内における発光部の発光回数を削減するため、発光回数を削減した分だけ発光部の発光量を低減することが可能となる。
上記の指示体において、前記制御部は、前記電池残量検出部により検出された前記電池の残量が前記所定の閾値以下の場合に、前記発光部の発光強度を低下させることが望ましい。
この構成によれば、制御部は、発光部の発光強度を低下させるため、発光強度を低下させた分だけ発光部の発光量を低減することが可能となる。
上記の指示体において、前記発光部の発光態様が変更された場合に、その旨を報知する報知部をさらに備えることが望ましい。
この構成によれば、指示体が報知部を備えるため、発光態様を変更したことをユーザーに報知することが可能となる。
上記の指示体において、前記発光部の発光態様を変更するタイミングを前記プロジェクターに通知する通知部をさらに備えることが望ましい。
この構成によれば、指示体が、発光態様を変更するタイミングをプロジェクターに通知する通知部を備えるため、プロジェクターは、指示体の発光態様の変更に合わせた動作を行うことが可能となる。
画像投写システムは、プロジェクターと、前記プロジェクターから投写される画像上で指示を行う指示体とを備えた画像投写システムであって、前記指示体は、電池と、前記電池から供給される電力によって断続的に発光を行う発光部と、前記電池の残量を検出する電池残量検出部と、前記電池残量検出部により検出された前記電池の残量が所定の閾値以下の場合に、前記発光部の発光量が低減するように前記発光部の発光態様を変更する制御部と、を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、指示体は、電池の残量が低下して閾値以下になった場合に、発光部の発光態様を変更して発光部の発光量を低減させる。このため、電池の消耗が抑制され、指示体を使用できる時間を延ばすことが可能となる。
指示体の制御方法は、プロジェクターから投写される画像上で指示を行う指示体の制御方法であって、電池から供給される電力によって断続的に発光部を発光させ、前記電池の残量を検出し、検出された前記電池の残量が所定の閾値以下の場合に、前記発光部の発光量が低減するように前記発光部の発光態様を変更することを特徴とする。
この構成によれば、電池の残量が低下して閾値以下になった場合に、発光部の発光態様を変更して発光部の発光量を低減させるため、電池の消耗が抑制され、指示体を使用できる時間を延ばすことが可能となる。
１…プロジェクター、３…発光ペン、５…画像供給装置、１０…制御部、１１…記憶部、１２…入力操作部、１４…同期信号送信部、１５…撮像部、１６…電源回路、１７…画像情報入力部、１８…画像情報処理部、１９…画像投写部、２１…光源、２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ…液晶ライトバルブ、２２ｉ…画像形成領域、２３…投写光学系、２４…ライトバルブ駆動部、２５…検出部、３０…制御部、３１…記憶部、３２…同期信号受信部、３３…先端スイッチ、３４…側面スイッチ、３５…発光部、３６…電源回路、３７…電池、３８…電池残量検出部、３９…報知部、１００…画像投写システム、Ｉｐ…投写画像、Ｐ１〜Ｐ４…フェーズ、Ｓｐ…投写面、Ｓｙｎｃ…同期信号、Ｔｃ…撮像期間。

Claims (8)

  1. プロジェクターから投写される画像上で指示を行う指示体であって、
    電池と、
    前記電池から供給される電力によって断続的に発光を行う発光部と、
    前記電池の残量を検出する電池残量検出部と、
    前記電池残量検出部により検出された前記電池の残量が所定の閾値以下の場合に、前記発光部の発光量が低減するように前記発光部の発光態様を変更する制御部と、
    を備えたことを特徴とする指示体。
  2. 請求項１に記載の指示体であって、
    前記制御部は、前記電池残量検出部により検出された前記電池の残量が前記所定の閾値以下の場合に、所定の期間内における前記発光部の発光時間を短縮することを特徴とする指示体。
  3. 請求項１又は２に記載の指示体であって、
    前記制御部は、前記電池残量検出部により検出された前記電池の残量が前記所定の閾値以下の場合に、所定の期間内における前記発光部の発光回数を削減することを特徴とする指示体。
  4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の指示体であって、
    前記制御部は、前記電池残量検出部により検出された前記電池の残量が前記所定の閾値以下の場合に、前記発光部の発光強度を低下させることを特徴とする指示体。
  5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の指示体であって、
    前記発光部の発光態様が変更された場合に、その旨を報知する報知部をさらに備えたことを特徴とする指示体。
  6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の指示体であって、
    前記発光部の発光態様を変更するタイミングを前記プロジェクターに通知する通知部をさらに備えたことを特徴とする指示体。
  7. プロジェクターと、前記プロジェクターから投写される画像上で指示を行う指示体とを備えた画像投写システムであって、
    前記指示体は、
    電池と、
    前記電池から供給される電力によって断続的に発光を行う発光部と、
    前記電池の残量を検出する電池残量検出部と、
    前記電池残量検出部により検出された前記電池の残量が所定の閾値以下の場合に、前記発光部の発光量が低減するように前記発光部の発光態様を変更する制御部と、
    を備えたことを特徴とする画像投写システム。
  8. プロジェクターから投写される画像上で指示を行う指示体の制御方法であって、
    電池から供給される電力によって断続的に発光部を発光させ、
    前記電池の残量を検出し、
    検出された前記電池の残量が所定の閾値以下の場合に、前記発光部の発光量が低減するように前記発光部の発光態様を変更することを特徴とする指示体の制御方法。
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