JP4961891B2 - Interactive rear projection television system - Google Patents

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本発明は、リアープロジェクションテレビのスクリーン上の任意の位置座標を、誤動作なく簡便かつ正確に遠隔操作で入力することができる対話型リアープロジェクションテレビシステムに関し、さらに詳しくは、画像表示領域外にフレネル中心を有するサーキュラーフレネルレンズシートを有した薄型のリアープロジェクションテレビに対応した対話型リアープロジェクションテレビシステムに関する。   The present invention relates to an interactive rear projection television system capable of easily and accurately inputting an arbitrary position coordinate on a screen of a rear projection television by a remote operation without malfunction, and more specifically, a Fresnel center outside an image display area. The present invention relates to an interactive rear projection television system that is compatible with a thin rear projection television having a circular Fresnel lens sheet.

背面投射型表示装置であるリアープロジェクションテレビは、投射装置から発せられた映像光を投影する透過型のスクリーン(以下、スクリーンという。)を備えている。このスクリーンは、一般に、投射装置から投射される映像光を観察者側へ平行光又は略平行光(以下、略平行光という。)に偏向させるためのフレネルレンズシートと、その略平行光を拡散させて画像の視野角を広くするための光拡散シートとを有している。投射装置については、従来、三原色が別々の管から投射される3管式のCRT投射装置が一般的であったが、近年のデジタル化、高精細化、コンパクト化の要求につれ、LCD(Liquid Crystal Display)やDLP(Digital Light Processing)等を用いた単光源型の投射装置(以下、本願では「単光源投射装置」ということがある。)が使用されてきている。この単光源投射装置を用いた場合には、その特徴である画素表示により、静止画や文字表示がより一層鮮明になるという利点がある。   A rear projection television, which is a rear projection display device, includes a transmissive screen (hereinafter referred to as a screen) that projects image light emitted from the projection device. In general, this screen diffuses the substantially parallel light and a Fresnel lens sheet for deflecting the image light projected from the projection device to the observer side into parallel light or substantially parallel light (hereinafter referred to as substantially parallel light). And a light diffusion sheet for widening the viewing angle of the image. Conventionally, a three-tube type CRT projection device in which the three primary colors are projected from different tubes has been common, but with the recent demand for digitization, high definition and compactness, LCD (Liquid Crystal) A single light source type projection apparatus (hereinafter, also referred to as “single light source projection apparatus” in the present application) using a display (DLP), a digital light processing (DLP), or the like has been used. When this single light source projection device is used, there is an advantage that a still image and a character display become clearer by the pixel display which is a feature of the single light source projection device.

一方、こうしたリアープロジェクションテレビにおいては、近年、観察者によって遠隔操作で指定されたスクリーン上の位置座標を検出装置で検出し、その検出情報に基づいて画像処理やデータ処理を行う対話型のテレビシステムが開発されている。一般的な対話型のテレビシステムとしては、液晶ディスプレイに見られるようなタッチパネルやスタイラスペンを用いたものがあるが、これらのシステムは、観察者が表示画面上に指等の指示手段を接触させながら操作する必要があり、リアープロジェクションテレビのように、大型のスクリーンから離れた位置にいる観察者がスクリーン上の位置を指示しようとする場合には不便である。そのため、大型スクリーンを備えたリアープロジェクションテレビにおいては、表示画面であるスクリーン上の位置を、スクリーンから離れている場所から指示することができる対話型のテレビシステムが提案されている。   On the other hand, in such rear projection television, in recent years, an interactive television system that detects a position coordinate on a screen specified by a remote operation by an observer with a detection device and performs image processing and data processing based on the detected information. Has been developed. Common interactive television systems include touch panels and stylus pens such as those found on liquid crystal displays, but these systems allow an observer to touch an indication means such as a finger on the display screen. However, it is inconvenient when an observer who is away from a large screen tries to indicate the position on the screen, such as a rear projection television. For this reason, in a rear projection television having a large screen, an interactive television system has been proposed in which the position on the screen, which is a display screen, can be indicated from a location away from the screen.

例えば特許文献1には、複数の人が大画面ディスプレイ上に同時にポインタにより入力できると共に、ポインタの各々が出力する可視光を容易に確認することができる表示装置として、スクリーンに映像光を投射することにより画像の表示を行う投射部と、光の色が互いに異なる入力用の光をスクリーンの前面から投射する複数のポインタと、スクリーンの背面からスクリーンを撮影するカメラと、カメラで撮影した画像から上記複数のポインタのうちのいずれのポインタにより投射された光であるかを区別する入力検出部と、を備えた対話型の表示装置が提案されている。この対話型の表示装置では、発光特性の異なる可視光を投射する複数のポインタを用いて入力操作を行うため、ポインタの各々が出力する可視光を容易に区別することができると共に、複数の人が同時に大画面への入力操作を行うことができるという利点があるとされている。   For example, in Patent Document 1, a plurality of persons can simultaneously input a large screen display with a pointer and project video light on a screen as a display device that can easily check the visible light output from each pointer. A projection unit that displays an image, a plurality of pointers that project input lights having different light colors from the front of the screen, a camera that shoots the screen from the back of the screen, and an image captured by the camera There has been proposed an interactive display device including an input detection unit that distinguishes which one of the plurality of pointers is a light projected by the pointer. In this interactive display device, an input operation is performed using a plurality of pointers that project visible light having different light emission characteristics. Therefore, the visible light output from each pointer can be easily distinguished, and a plurality of people can be distinguished. It is said that there is an advantage that input operation to a large screen can be performed at the same time.

また、例えば特許文献2には、ポインタを用いた入力機能を有する光ビーム投射型画像表示装置として、ポインタとしての非可視光発光体をスクリーン上に配したときこれに感応するビデオカメラを備え、このビデオカメラから得られるビデオ信号に基づいてポインタ位置座標データを生成し、このポインタ位置座標データをポインタ入力情報として描画処理又は演算処理をなす光ビーム投射型画像表示装置が提案されている。この表示装置では、赤外線レーザ光を出力する発光素子を組み込んだものをスクリーン上の位置を指示するためのポインタとして利用しており、ポインタから出力された赤外線レーザ光がスクリーンに当たった位置は、スクリーンの背面に設けられたセンサで検知される。そして、その位置からユーザの入力位置を同定するが、赤外線は不可視であるため、同定した位置に画像を表示することにより、位置が確認できるようにしている。   Further, for example, Patent Document 2 includes a video camera that responds to a non-visible light emitter as a pointer on a screen as a light beam projection type image display device having an input function using a pointer, There has been proposed a light beam projection type image display apparatus that generates pointer position coordinate data based on a video signal obtained from the video camera and performs drawing processing or calculation processing using the pointer position coordinate data as pointer input information. In this display device, a light emitting element that outputs infrared laser light is incorporated as a pointer for indicating the position on the screen, and the position where the infrared laser light output from the pointer hits the screen is It is detected by a sensor provided on the back of the screen. Then, the input position of the user is identified from the position, but since the infrared rays are invisible, the position can be confirmed by displaying an image at the identified position.

上記の特許文献1,2には、表示装置を構成するスクリーンの構成は詳しく記載されていないが、フレネル中心がシートの中央にある一般的なサーキュラーフレネルレンズシートであると考えられる。
特開平8−95157号公報 特開平5−150753号公報
In Patent Documents 1 and 2 described above, the configuration of the screen constituting the display device is not described in detail, but it is considered that the screen is a general circular Fresnel lens sheet with the Fresnel center at the center of the sheet.
JP-A-8-95157 Japanese Patent Laid-Open No. 5-150753

図9及び図10は、サーキュラーフレネルレンズシート101に対し、斜め下方又は斜め上方からのポインタ光110(ポインタから発した光のこと。)をレンズ面103及び非レンズ面104に入射させた場合の光の進行方向の説明図である。サーキュラーフレネルレンズシート101は、図9及び図10に示すように、投射装置側から投射された映像光を観察者側に偏向するフレネルレンズ面103と、実質的な偏向には寄与しない非レンズ面104とからなるフレネルレンズ102が観察者側になるように形成させたフレネルレンズシートであり、こうしたフレネルレンズシート101を有するスクリーン面にポインタ光110を当てると、観察者側から入射したポインタ光110は、レンズ面103と非レンズ面104を透過したり屈折したりして投射装置側に向かう。   9 and 10 show a case where the pointer light 110 (light emitted from the pointer) from obliquely below or obliquely above is incident on the lens surface 103 and the non-lens surface 104 with respect to the circular Fresnel lens sheet 101. FIG. It is explanatory drawing of the advancing direction of light. As shown in FIGS. 9 and 10, the circular Fresnel lens sheet 101 includes a Fresnel lens surface 103 that deflects image light projected from the projection device side to the viewer side, and a non-lens surface that does not contribute to substantial deflection. The Fresnel lens sheet 102 is formed so that the Fresnel lens 102 is on the viewer side. When the pointer light 110 is applied to the screen surface having the Fresnel lens sheet 101, the pointer light 110 incident from the viewer side is displayed. Passes through the lens surface 103 and the non-lens surface 104 and is refracted toward the projection device.

しかしながら、通常、ポインタ光110の直径は数mm(例えば4〜5mm)であるのに対し、フレネルレンズ102のピッチPは100μm程度であり、ポインタ光の直径の数十分の1であることから、フレネルレンズシート101に入射したポインタ光110は、レンズ面103で屈折した光と非レンズ面104で屈折又は反射した光とが混在した状態で投射装置側に出光したりフレネルレンズシート101内で迷光になったりするので、上記特許文献1,2に記載のようなカメラをスクリーン背面の投射装置側に設けた場合であっても、ポインタ光110の指示位置を正確に検出するのは実際にはかなり難しいという問題がある。なお、符号126の矢印は、投射装置が設置されている方向を示している。   However, the diameter of the pointer light 110 is usually several millimeters (for example, 4 to 5 mm), whereas the pitch P of the Fresnel lens 102 is about 100 μm, which is one tenth of the diameter of the pointer light. The pointer light 110 incident on the Fresnel lens sheet 101 is emitted to the projection apparatus side in a state where the light refracted by the lens surface 103 and the light refracted or reflected by the non-lens surface 104 are mixed, or within the Fresnel lens sheet 101. Since it becomes stray light, even if the camera as described in Patent Documents 1 and 2 is provided on the projection device side on the back of the screen, it is actually the case that the pointing position of the pointer light 110 is accurately detected. There is a problem that is quite difficult. In addition, the arrow of the code | symbol 126 has shown the direction in which the projection apparatus is installed.

詳しくは、図9に示すように、ポインタ光110が斜め下方からフレネルレンズシート101に入射した場合、レンズ面103に入射したポインタ光110の一部は屈折光となって筐体内に進むが、その屈折光は、投射装置の方向に向かわない多くの光111aと、投射装置の方向に向かう僅かな光111bとに分かれる。一方、非レンズ面104に入射したポインタ光110の一部も屈折光となって筐体内に進むが、その屈折光は、投射装置の方向に向かわない多くの光112aと、投射装置の方向に向かうごく僅かな光112bと、図示しない迷光とに分かれる。いずれにしても、観察者がスクリーン上の所定の位置にポインタ光110で指示した場合、フレネルレンズシート101を透過した屈折光はその多くが投射装置の方向以外の複数の方向に向かう光111a,112aとなるので、ポインタ光110がスクリーン上の他の位置を指した場合における透過屈折光との区別がつかなくなり、その結果、観察者側に配置されたカメラは、検出した光がどの位置を指したポインタ光の光であるかを正確に検出することができない。   Specifically, as shown in FIG. 9, when the pointer light 110 is incident on the Fresnel lens sheet 101 obliquely from below, a part of the pointer light 110 incident on the lens surface 103 is refracted and proceeds into the housing. The refracted light is divided into a large amount of light 111a not directed in the direction of the projection device and a small amount of light 111b directed in the direction of the projection device. On the other hand, a part of the pointer light 110 incident on the non-lens surface 104 is also refracted light and travels into the housing. It is divided into a very small amount of light 112b and stray light (not shown). In any case, when the observer indicates a predetermined position on the screen with the pointer light 110, most of the refracted light transmitted through the Fresnel lens sheet 101 is directed to a plurality of directions other than the direction of the projection device 111a, 112a, the pointer light 110 cannot be distinguished from transmitted refracted light when the pointer light 110 points to another position on the screen. As a result, the camera arranged on the viewer side determines which position the detected light is. It cannot be accurately detected whether the pointer light is pointing.

また、図10に示すように、ポインタ光110が斜め上方からフレネルレンズシート101に入射した場合も同様、レンズ面103に入射したポインタ光110の一部は屈折光となって筐体内に進むが、その屈折光は、投射装置の方向に向かわない多くの光113aと、投射装置の方向に向かう少ない光113bとに分かれる。一方、レンズ面103に入射した光のうち非レンズ面104にあたる光は非レンズ面104で反射して筐体内に進むが、その屈折光は、投射装置の方向に向かわない多くの光114aと、投射装置の方向に向かうごく僅かな光114bと、図示しない迷光とに分かれる。いずれにしても、観察者がスクリーン上の所定の位置にポインタ光110で指示した場合、フレネルレンズシート101を透過した屈折光はその多くが投射装置の方向以外の複数の方向に向かう光113a,114aとなるので、ポインタ光110がスクリーン上の他の位置を指した場合における透過屈折光との区別がつかなくなり、その結果、観察者側に配置されたカメラは、検出した光がどの位置を指したポインタ光の光であるかを正確に検出することができない。   Further, as shown in FIG. 10, when the pointer light 110 is incident on the Fresnel lens sheet 101 obliquely from above, a part of the pointer light 110 incident on the lens surface 103 is refracted and proceeds into the housing. The refracted light is divided into a large amount of light 113a not directed in the direction of the projection device and a small amount of light 113b directed in the direction of the projection device. On the other hand, of the light incident on the lens surface 103, the light that hits the non-lens surface 104 is reflected by the non-lens surface 104 and travels into the housing, but the refracted light is a lot of light 114a that does not go in the direction of the projection device, It is divided into a very small amount of light 114b directed toward the projection device and stray light (not shown). In any case, when the observer indicates a predetermined position on the screen with the pointer light 110, most of the refracted light transmitted through the Fresnel lens sheet 101 is directed to a plurality of directions other than the direction of the projection device 113a, 114a, the pointer light 110 cannot be distinguished from the transmitted refracted light when the pointer light 110 points to another position on the screen. As a result, the camera arranged on the viewer side determines which position the detected light is. It cannot be accurately detected whether the pointer light is pointing.

特に最近のリアープロジェクションテレビは、LCDやDLP等の単光源投射装置が使用されてきていると共に、テレビ筐体のより一層の薄型化が要求されている。特に薄型化に対しては、フレネル中心がシートの中央にある従来型のサーキュラーフレネルレンズシートとは異なり、フレネル中心がシート内にあるが画像の表示領域外に位置するように設計されたサーキュラーフレネルレンズシートや、フレネル中心がシート内にないサーキュラーフレネルレンズシートを構成部材として備えるスクリーンが検討されている。こうしたフレネルレンズシートを、特許文献1,2で適用されているようなフレネル中心がシートの中央にある従来型のレンズシートに置き換えて適用した場合、特にポインタ光110が非レンズ面104で屈折又は反射し易く、その結果、多くの透過光が投射装置の方向以外の複数の方向に向かう光となって、ポインタ光110がスクリーン上の他の位置を指した場合における透過屈折光との区別がつかなくなり易いという問題があった。   Particularly in recent rear projection televisions, single light source projection devices such as LCD and DLP have been used, and further thinning of the television housing is required. Especially for thinning, the circular Fresnel is designed so that the Fresnel center is inside the sheet but outside the image display area, unlike the conventional circular Fresnel lens sheet where the center is Fresnel. A screen having a lens sheet or a circular Fresnel lens sheet having no Fresnel center in the sheet as a constituent member has been studied. When such a Fresnel lens sheet is applied by replacing it with a conventional lens sheet having a Fresnel center at the center of the sheet as applied in Patent Documents 1 and 2, particularly, the pointer light 110 is refracted on the non-lens surface 104. As a result, a lot of transmitted light becomes light directed to a plurality of directions other than the direction of the projection device, and the pointer light 110 is distinguished from transmitted refracted light when pointing to another position on the screen. There was a problem that it was easy to stop.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、画像表示領域外にフレネル中心を有するサーキュラーフレネルレンズシートを有した薄型のリアープロジェクションテレビにおいて、そのスクリーン上の任意の位置座標を、観察者が遠隔操作で誤動作なく簡便かつ正確に入力することができる平易な対話型リアープロジェクションテレビシステムを提案することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a thin rear projection television having a circular Fresnel lens sheet having a Fresnel center outside the image display area. It is an object of the present invention to propose a simple interactive rear projection television system in which an observer can easily and accurately input the position coordinates by remote control without malfunction.

本発明者は、誤動作が生じ難い対話型の薄型リアープロジェクションテレビシステムについて、画像表示領域外にフレネル中心を有するサーキュラーフレネルレンズシートを用いて検討を進めていたところ、カメラの設置場所をフレネル中心の軸線上に設けた場合に限り、スクリーンの周辺部にポインタ光で指示した場合や観察者がスクリーンの正面以外の位置からスクリーンに向かってポインタ光を指示した場合であっても、ポインタ光により指示された位置を極めて正確に検出できることを見出し、本発明を完成させた。   The present inventor has been studying an interactive thin rear projection television system that is unlikely to malfunction, using a circular Fresnel lens sheet having a Fresnel center outside the image display area. Only when it is provided on the axis line, even when the pointer light is indicated on the periphery of the screen or when the observer indicates the pointer light toward the screen from a position other than the front of the screen, the pointer light indicates The present invention has been completed by discovering that the determined position can be detected very accurately.

すなわち、上記課題を解決するための本発明の対話型リアープロジェクションテレビシステムは、画像が表示される表示領域外にフレネル中心を有すると共にフレネルレンズが観察者側になるように配置されているサーキュラーフレネルレンズシートを少なくとも有する透過型のスクリーンと、前記フレネル中心の軸線上に設けられ、前記スクリーンから離れた場所にいる観察者が所持する指示装置によって指示された前記スクリーン上の指示位置を検出する位置検出装置と、前記フレネル中心の軸線上に設けられ、前記スクリーンの表示領域に画像を表示すると共に前記位置検出装置により検出された指示位置に関わる情報を前記スクリーン上に形成する投射装置と、を少なくとも有し、前記位置検出装置が、前記投射装置と前記スクリーンとの間、又は、当該投射装置と前記スクリーンの反対側の筐体壁との間、に配置されていることを特徴とする。
That is, the interactive rear projection television system of the present invention for solving the above-described problems is a circular Fresnel having a Fresnel center outside the display area where an image is displayed and a Fresnel lens on the viewer side. A transmission type screen having at least a lens sheet, and a position for detecting an indication position on the screen designated by an indication device provided on an axis of the Fresnel center and held by an observer located away from the screen A detection device, and a projection device that is provided on an axis of the Fresnel center and displays an image on a display area of the screen and forms information related to the indicated position detected by the position detection device on the screen. at least possess, the position detecting device, the said projection device scree Between, or, it characterized that you have arranged between, on the opposite side of the housing wall of the with the projection device screen.

この発明によれば、画像が表示される表示領域外にフレネル中心を有すると共にフレネルレンズが観察者側になるように配置されているサーキュラーフレネルレンズシートをスクリーンの構成部材として用いた場合、そのスクリーンから離れた場所にいる観察者は、指示装置を用いてそのスクリーンに向かって位置座標を指示するが、その指示位置は、フレネル中心の軸線上に設けられた位置検出装置により誤りなく検出される。この理由は、画像が表示される表示領域外にフレネル中心を有すると共にフレネルレンズが観察者側になるように配置されているサーキュラーフレネルレンズシートにおいて、レンズ面に入射した指示光は偏向されてフレネル中心の軸線方向に必ず向かうが、非レンズ面に入射した指示光は殊に大きく偏向されてフレネル中心の軸線方向には向かわないことから、位置検出装置をフレネル中心の軸線上に配置すれば、フレネル中心の軸線方向に向かう光が光量の小さい微弱光であっても他の光と混同することなくポインタ光の光として正確に検出できるためである。なお、フレネル中心の軸線方向に向かう光は光量の小さい微弱光であることがあるので、位置検出装置をフレネル中心の軸線上に配置されていない場合には、たとえ位置検出装置が投射装置の近傍に配置されている場合であっても、その微弱光をポインタ光の光として正確に検出することができない。   According to the present invention, when a circular Fresnel lens sheet having a Fresnel center outside the display area where an image is displayed and disposed so that the Fresnel lens is on the viewer side is used as a constituent member of the screen, The observer who is away from the position points the position coordinates toward the screen using the pointing device, but the pointing position is detected without error by the position detecting device provided on the axis of the Fresnel center. . This is because, in a circular Fresnel lens sheet that has a Fresnel center outside the display area where an image is displayed and is arranged so that the Fresnel lens is on the observer side, the indicator light incident on the lens surface is deflected and the Fresnel Although it always goes in the axial direction of the center, the indicator light incident on the non-lens surface is particularly greatly deflected and does not go in the axial direction of the Fresnel center, so if the position detection device is arranged on the axial line of the Fresnel center, This is because even if the light traveling in the axial direction at the center of the Fresnel is weak light with a small light quantity, it can be accurately detected as pointer light without being confused with other light. Note that light traveling in the axial direction of the Fresnel center may be weak light with a small amount of light, so if the position detection device is not arranged on the axis of the Fresnel center, the position detection device is in the vicinity of the projection device. Even if it is arrange | positioned, the weak light cannot be accurately detected as light of pointer light.

さらに、この本発明によれば、位置検出装置をそのフレネル中心の軸線上に設けるが、用いるフレネルレンズシートは、画像が表示される表示領域外にフレネル中心を有する構造からなるサーキュラーフレネルレンズシートであるので、位置検出装置は、投射装置から投射される映像光を遮蔽することはなく、かつ表示画像又は処理画像を位置検出装置の存在を気にすることなくスクリーン上に表示することができる。
また、この発明によれば、位置検出装置が、フレネル中心の軸線上の、投射装置とスクリーンとの間又は投射装置とスクリーンの反対側の筐体壁との間に配置されているので、位置検出装置は、フレネル中心の軸線方向に向かう光が光量の小さい微弱光であっても他の光と混同することなく検出することができると共に、投射装置から投射される映像光を遮蔽することはなく、かつ表示画像又は処理画像を位置検出装置の存在を気にすることなくスクリーン上に表示することができる。
Further, according to the present invention, the position detecting device is provided on the axis of the Fresnel center, and the Fresnel lens sheet used is a circular Fresnel lens sheet having a structure having the Fresnel center outside the display area where the image is displayed. Therefore, the position detection apparatus can display the display image or the processed image on the screen without worrying about the presence of the position detection apparatus without blocking the image light projected from the projection apparatus.
Further, according to the present invention, the position detection device is disposed between the projection device and the screen or between the projection device and the housing wall on the opposite side of the screen on the Fresnel center axis. The detection device can detect the light directed in the axial direction of the Fresnel center even if it is weak light with a small amount of light without being confused with other light, and can also block the image light projected from the projection device. The display image or the processed image can be displayed on the screen without worrying about the presence of the position detection device.

本発明の対話型リアープロジェクションテレビシステムにおいて、前記サーキュラーフレネルレンズシートが、当該シート内にフレネル中心を有することを特徴とし、又は、前記サーキュラーフレネルレンズシートが、当該シート内にフレネル中心を有しないことを特徴とする。   In the interactive rear projection television system of the present invention, the circular Fresnel lens sheet has a Fresnel center in the sheet, or the circular Fresnel lens sheet does not have a Fresnel center in the sheet. It is characterized by.

これらの発明によれば、画像が表示される表示領域外にフレネル中心を有すると共にフレネルレンズが観察者側になるように配置されているサーキュラーフレネルレンズシートとして、シート内にフレネル中心を有するシート、又は、シート内にフレネル中心を有しないシートを用いることができるが、これらいずれもシートも、レンズ面に入射した指示光は偏向されてフレネル中心の軸線方向に必ず向かうが、非レンズ面に入射した指示光は殊に大きく偏向されてフレネル中心の軸線方向には向かわないことから、位置検出装置をこれらフレネルレンズシートのフレネル中心の軸線上に配置すれば、フレネル中心の軸線方向に向かう光が光量の小さい微弱光であっても他の光と混同することなく検出することができる。   According to these inventions, as a circular Fresnel lens sheet that has a Fresnel center outside the display area where an image is displayed and is arranged so that the Fresnel lens is on the viewer side, a sheet having a Fresnel center in the sheet, Alternatively, a sheet that does not have a Fresnel center in the sheet can be used. In any of these sheets, the indicator light incident on the lens surface is deflected and always goes in the axial direction of the Fresnel center, but is incident on the non-lens surface. The indicator light is particularly deflected so as not to be directed in the axial direction of the Fresnel center. Therefore, if the position detection device is arranged on the Fresnel center axis of these Fresnel lens sheets, the light directed in the axial direction of the Fresnel center is not generated. Even weak light with a small amount of light can be detected without being confused with other light.

本発明の対話型リアープロジェクションテレビシステムにおいて、前記位置検出装置が、前記投射装置に隣接もしくは接触して設けられていることを特徴とする。
In the interactive rear projection television system of the present invention, the position detection device is provided adjacent to or in contact with the projection device .

本発明の対話型リアープロジェクションテレビシステムにおいて、前記指示装置が少なくとも特定波長の指示光を発光する装置であり、前記位置検出装置が少なくとも前記指示光を検出する装置であることを特徴とする。   In the interactive rear projection television system of the present invention, the pointing device is a device that emits at least a specific wavelength indicating light, and the position detecting device is a device that detects at least the indicating light.

この発明によれば、指示装置が少なくとも特定波長の指示光を発光する装置であり、位置検出装置が指示光を検出する装置であるので、特定波長からなる信号光を検出する位置検出装置により、任意の信号処理を行うことが可能となる。なお、「少なくとも」としたのは、指示装置が特定波長の指示光を発する他、例えば検出開始信号用の光を発することを含んでもよいためである。   According to the present invention, the pointing device is a device that emits at least a specific wavelength indicating light, and the position detecting device is a device that detects the pointing light. Therefore, by the position detecting device that detects the signal light having the specific wavelength, Arbitrary signal processing can be performed. Note that “at least” is because the indicating device may include, for example, emitting light for a detection start signal in addition to emitting the indicating light of a specific wavelength.

本発明の対話型リアープロジェクションテレビシステムにおいて、前記位置検出装置が、前記特定波長の指示光の最大値を指示位置として検出する受光素子を備えたカメラであることを特徴とする。   In the interactive rear projection television system of the present invention, the position detection device is a camera including a light receiving element that detects the maximum value of the indication light of the specific wavelength as the indication position.

投射装置とスクリーンと観察者の位置関係において、観察者は必ず映像光が見える位置にいるので、投射装置から見た場合、光の逆進性から、観察者の発する指示光の光量が小さく微弱光であったとしても必ず見えることになる。したがって、使用したフレネルレンズシートのレンズ面に入射し、偏向されてフレネル中心の軸線方向に向かう指示光はたとえ光量が小さく微弱光であったとしても、軸線方向に向かう指示光の中ではフレネル中心の軸線上で最大値を示す。この発明によれば、位置検出装置が特定波長の指示光の最大値を指示位置として検出するカメラであるので、フレネル中心の軸線上に配置したカメラによって、フレネル中心の軸線方向に向かう指示光を他の光と混同することなく検出することができる。   In the positional relationship between the projection device, the screen, and the observer, the observer is always in a position where the image light can be seen. Therefore, when viewed from the projection device, the light quantity of the instruction light emitted by the observer is small and weak due to the reverse nature of the light. Even if it is light, it will always be visible. Therefore, even if the indicator light that is incident on the lens surface of the used Fresnel lens sheet, is deflected, and is directed toward the axial direction of the Fresnel center is small in intensity, the Fresnel center is not included in the indicator light that is directed toward the axial direction. The maximum value is shown on the axis. According to the present invention, since the position detection device is a camera that detects the maximum value of the indication light of the specific wavelength as the indication position, the indication light directed in the axial direction of the Fresnel center is obtained by the camera arranged on the axis of the Fresnel center. It can be detected without being confused with other light.

本発明の対話型リアープロジェクションテレビシステムにおいて、前記特定波長の指示光が赤外光であり、前記投射装置から投射される映像光は当該特定波長の赤外光が遮蔽された光で構成されていることを特徴とする。   In the interactive rear projection television system of the present invention, the indication light of the specific wavelength is infrared light, and the image light projected from the projection device is configured by light shielded from the infrared light of the specific wavelength. It is characterized by being.

この発明によれば、特定波長の指示光が赤外光であり、投射装置から投射される映像光はその特定波長の赤外光が遮蔽された光で構成されているので、位置検出装置は、指示装置から発せられた指示光と映像光とを混同せずに検出することができる。その結果、指示位置を誤ることなく検出することができる。   According to the present invention, the indication light of the specific wavelength is infrared light, and the image light projected from the projection device is composed of light shielded from the infrared light of the specific wavelength. Thus, the indication light emitted from the indication device and the image light can be detected without confusion. As a result, the indicated position can be detected without error.

本発明の対話型リアープロジェクションテレビシステムにおいて、前記特定波長の指示光が赤外光であり、前記投射装置と前記スクリーンとの間には当該特定波長の赤外光を遮蔽するカットフィルターが設けられていることを特徴とする。   In the interactive rear projection television system of the present invention, the indicator light of the specific wavelength is infrared light, and a cut filter for shielding the infrared light of the specific wavelength is provided between the projection device and the screen. It is characterized by.

この発明によれば、特定波長の指示光が赤外光であり、投射装置とスクリーンとの間にはその特定波長の赤外光を遮蔽するカットフィルターが設けられているので、位置検出装置は、指示装置から発せられた指示光と映像光とを混同せずに検出することができる。その結果、指示位置を誤ることなく検出することができる。   According to the present invention, the indicator light of the specific wavelength is infrared light, and the cut filter for shielding the infrared light of the specific wavelength is provided between the projection device and the screen. Thus, the indication light emitted from the indication device and the image light can be detected without confusion. As a result, the indicated position can be detected without error.

本発明の対話型リアープロジェクションテレビシステムにおいて、前記指示装置が発光する指示光が非偏光光であり、前記投射装置から投射される映像光が偏光光であり、前記スクリーンと前記位置検出装置との間には、前記サーキュラーフレネルレンズシートで反射した映像光を遮蔽する偏光フィルターが設けられていることを特徴とする。   In the interactive rear projection television system of the present invention, the indication light emitted from the indication device is unpolarized light, the image light projected from the projection device is polarized light, and the screen and the position detection device In the meantime, a polarizing filter that shields image light reflected by the circular Fresnel lens sheet is provided.

この発明によれば、指示装置が発光する指示光が非偏光光であり、投射装置から投射される映像光が偏光光であり、スクリーンと位置検出装置との間には、サーキュラーフレネルレンズシートで反射した映像光を遮蔽する偏光フィルターが設けられているので、位置検出装置は、指示装置から発せられた非偏光光と、偏光光である映像光とを混同せずに検出することができる。その結果、指示位置を誤ることなく検出することができる。   According to this invention, the indication light emitted from the indication device is non-polarized light, the image light projected from the projection device is polarized light, and a circular Fresnel lens sheet is provided between the screen and the position detection device. Since the polarizing filter that shields the reflected image light is provided, the position detecting device can detect the unpolarized light emitted from the pointing device and the image light that is the polarized light without confusion. As a result, the indicated position can be detected without error.

本発明の対話型リアープロジェクションテレビシステムにおいて、前記位置検出装置で検出した指示位置を前記スクリーン上の画像位置に変換して記憶する制御部を有し、前記投射装置は、前記制御部が記憶する指示位置の軌跡を前記画像と同期して表示する装置であることを特徴とする。   In the interactive rear projection television system of the present invention, the interactive rear projection television system includes a control unit that converts and stores the indicated position detected by the position detection device into an image position on the screen, and the projection device stores the projection device. It is a device that displays a locus of a designated position in synchronization with the image.

この発明によれば、投射装置は、制御部が記憶する指示位置の軌跡を例えば動画像と同期して表示するので、例えば、画像を処理する範囲を正確に把握したり、画像を背景として捉えて指定する画像を重畳して動作させたりすること等が可能となる。   According to this aspect of the invention, the projection device displays the locus of the indicated position stored by the control unit in synchronization with, for example, a moving image. For example, the projection device can accurately grasp the range in which the image is processed or can capture the image as a background. It is possible to superimpose an image to be designated and operate it.

本発明の対話型リアープロジェクションテレビシステムにおいて、前記位置検出装置で検出した指示位置を前記スクリーン上の画像位置に変換して記憶する記憶装置を有し、前記投射装置は、前記記憶装置が記憶する位置情報を画像化して前記スクリーン上の所定の位置に前記画像と一緒に表示することを特徴とする。   In the interactive rear projection television system of the present invention, the interactive rear projection television system includes a storage device that converts and stores the indicated position detected by the position detection device into an image position on the screen, and the projection device stores the projection device. Position information is imaged and displayed together with the image at a predetermined position on the screen.

この発明によれば、投射装置は、記憶装置が記憶する位置情報を画像化してスクリーン上の所定の位置に画像と一緒に表示するので、特に動画像の各種処理に有効で、例えば任意の位置を動画像の動きに合わせてポイントアウトして画像表示を行ったり、動画像の中の指示位置の範囲を静止画として表示したり、あるいは、別途に指示信号を重畳することで動画像中で注視するある指定した範囲のある瞬間の映像を捉えて拡大したり若しくは静止画表示をしたり、といった画像表示を行うことができる。なお、ここでいう「ポイントアウト」とは、例えば動いているボールを指定したら、そのボールを自動追跡する意味である。   According to the present invention, the projection device images the position information stored in the storage device and displays it together with the image at a predetermined position on the screen. Point out according to the motion of the moving image to display the image, display the range of the indicated position in the moving image as a still image, or superimpose the instruction signal separately in the moving image It is possible to perform image display such as capturing an image of a certain moment within a specified range to be watched and enlarging or displaying a still image. Here, “point out” means that, for example, when a moving ball is specified, the ball is automatically tracked.

本発明の対話型リアープロジェクションテレビシステムによれば、画像が表示される表示領域外にフレネル中心を有すると共にフレネルレンズが観察者側になるように配置されているサーキュラーフレネルレンズシートをスクリーンの構成部材として用いた場合、そのスクリーンから離れた場所にいる観察者は、指示装置を用いてそのスクリーンに向かって位置座標を指示するが、その指示位置は、フレネル中心の軸線上に設けられた位置検出装置により誤りなく検出することができる。また、本発明の対話型リアープロジェクションテレビシステムにおいては、位置検出装置をそのフレネル中心の軸線上に設けるが、用いるフレネルレンズシートは、画像が表示される表示領域外にフレネル中心を有する構造からなるサーキュラーフレネルレンズシートであるので、位置検出装置は、投射装置から投射される映像光を遮蔽することはなく、かつ表示画像又は処理画像を位置検出装置の存在を気にすることなくスクリーン上に表示することができる。   According to the interactive rear projection television system of the present invention, a circular Fresnel lens sheet having a Fresnel center outside the display area where an image is displayed and arranged so that the Fresnel lens is on the viewer side is used as a component of the screen. When used as an observer, a viewer away from the screen uses a pointing device to indicate the position coordinates toward the screen. The pointing position is a position detection provided on the axis of the Fresnel center. It can be detected without error by the device. In the interactive rear projection television system of the present invention, the position detecting device is provided on the axis of the Fresnel center, and the Fresnel lens sheet used has a structure having the Fresnel center outside the display area where the image is displayed. Since it is a circular Fresnel lens sheet, the position detection device does not block the image light projected from the projection device, and displays the display image or processed image on the screen without worrying about the presence of the position detection device. can do.

こうした作用効果を奏する本発明の対話型リアープロジェクションテレビシステムは、スクリーン上の任意の位置座標を、観察者が遠隔操作で誤動作なく簡便かつ正確に入力することができる対話型リアープロジェクションテレビシステムとして好ましく用いることができる。特に、LCDやDLP等の単光源投射装置を用いたリアープロジェクションテレビシステムのように、表示が鮮明な背面投射型表示装置において特に好ましく使用できる。   The interactive rear projection television system of the present invention that exhibits such effects is preferable as an interactive rear projection television system that allows an observer to input arbitrary position coordinates on a screen easily and accurately by remote control without malfunction. Can be used. In particular, it can be preferably used in a rear projection display device with a clear display such as a rear projection television system using a single light source projection device such as an LCD or DLP.

以下、本発明の対話型リアープロジェクションテレビシステム(以下、単に「PTVシステム」ということがある。)について図面を参照しつつ説明する。なお、本発明の技術的範囲は以下の実施形態に限定解釈されるものではない。   Hereinafter, an interactive rear projection television system of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as a “PTV system”) will be described with reference to the drawings. The technical scope of the present invention is not limited to the following embodiments.

図1は、本発明のPTVシステムの一例を示す構成図である。本発明のPTVシステム1は、筐体3の観察者側の面には透過型のスクリーン10が配置され、そのスクリーン10の背面側には映像光5を投射する投射装置40が配置された背面投射型の画像表示装置であり、詳しくは、画像が表示される表示領域Aの外にフレネル中心2を有すると共にフレネルレンズ12(図2,図3を参照)が観察者側になるように配置されているサーキュラーフレネルレンズシート11を少なくとも有する透過型のスクリーン10と、フレネル中心2の軸線L上に設けられ、そのスクリーン10から離れた場所にいる観察者Mが所持する指示装置20によって指示されたスクリーン10上の指示位置Sを検出する位置検出装置30と、スクリーン10の表示領域Aに画像を表示すると共に位置検出装置30により検出された指示位置Sに関わる情報をスクリーン10上に形成する投射装置40とを少なくとも有している。なお、符号50は制御部を表している。以下に、本発明のPTVシステム1の構成について、順に詳しく説明する。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of the PTV system of the present invention. In the PTV system 1 of the present invention, a transmissive screen 10 is disposed on the surface of the housing 3 on the observer side, and a rear surface on which a projection device 40 for projecting the image light 5 is disposed on the rear surface side of the screen 10. More specifically, it is a projection type image display device, and has a Fresnel center 2 outside a display area A on which an image is displayed and is arranged so that a Fresnel lens 12 (see FIGS. 2 and 3) is on the viewer side. The transmissive screen 10 having at least the circular Fresnel lens sheet 11 and the pointing device 20 which is provided on the axis L of the Fresnel center 2 and is held by the observer M located away from the screen 10 is instructed. A position detection device 30 that detects the indicated position S on the screen 10 and an image displayed on the display area A of the screen 10 and detected by the position detection device 30. The information relating to have been instructed position S has at least a projection device 40 to be formed on the screen 10. Reference numeral 50 represents a control unit. Below, the structure of the PTV system 1 of this invention is demonstrated in detail in order.

(スクリーン)
本発明のPTVシステム1を構成するスクリーン10は、図1に示すように、その背面側に配置された投射装置40から投射された映像光5を観察者側に透過することができる透過型のスクリーンである。このスクリーン10は、映像光5が投射されて画像が表示される表示領域Aと、映像光5が投射されずに画像が表示されない非表示領域Bとを有している。スクリーン10は、投射装置40から拡散光として拡大する映像光5を観察者側の方向に偏向するためのサーキュラーフレネルレンズシート11を少なくとも備えている。また、スクリーン10は、必要に応じて、偏向された映像光を水平方向又は垂直方向に拡散させて視野角を拡大するための光拡散シート16、その光拡散シート16を支持するための支持シート(図示しない)、蛍光灯等の外光がスクリーン前面に映り込んだり反射したりしない機能を有する前面シート(図示しない)等を備えていてもよい。
(screen)
As shown in FIG. 1, the screen 10 constituting the PTV system 1 of the present invention is a transmissive type capable of transmitting the image light 5 projected from the projection device 40 arranged on the back side thereof to the viewer side. It is a screen. The screen 10 has a display area A where the image light 5 is projected and an image is displayed, and a non-display area B where the image light 5 is not projected and an image is not displayed. The screen 10 includes at least a circular Fresnel lens sheet 11 for deflecting the image light 5 expanded as diffused light from the projection device 40 in the direction of the viewer. The screen 10 also includes a light diffusing sheet 16 for expanding the viewing angle by diffusing the deflected image light in the horizontal direction or the vertical direction as needed, and a support sheet for supporting the light diffusing sheet 16. (Not shown) A front sheet (not shown) having a function of preventing external light such as a fluorescent lamp from being reflected or reflected on the front surface of the screen may be provided.

図2と図3は、それぞれ、スクリーン10を構成するサーキュラーフレネルレンズシートの例を示す模式的な斜視図(A)と横断面図(B)である。サーキュラーフレネルレンズシート11(以下、フレネルレンズシート11ともいう。)は、表示領域Aの外、すなわち非表示領域Bにフレネル中心2を有すると共に、レンズ面13と非レンズ面14とからなるフレネルレンズ12が観察者側になるように配置されているレンズシートである。より具体的には、図2と図3に示すサーキュラーフレネルレンズシート11は、表示領域Aの外にフレネル中心2を有する点では共通するが、図2は、シート内にフレネル中心2を有するフレネルレンズシート11Aを表しており、図3は、シート内にフレネル中心2を有しないフレネルレンズシート11Bを表している。本発明のPTVシステム1は、こうした形態のフレネルレンズシート11を用いた点に構成上の特徴がある。   2 and 3 are a schematic perspective view (A) and a cross-sectional view (B) showing an example of a circular Fresnel lens sheet constituting the screen 10, respectively. The circular Fresnel lens sheet 11 (hereinafter also referred to as “Fresnel lens sheet 11”) has a Fresnel center 2 outside the display area A, that is, in the non-display area B, and includes a lens surface 13 and a non-lens surface 14. Reference numeral 12 denotes a lens sheet disposed on the viewer side. More specifically, the circular Fresnel lens sheet 11 shown in FIGS. 2 and 3 is common in that it has the Fresnel center 2 outside the display area A, but FIG. 2 shows the Fresnel center 2 having the Fresnel center 2 in the sheet. A lens sheet 11A is shown, and FIG. 3 shows a Fresnel lens sheet 11B having no Fresnel center 2 in the sheet. The PTV system 1 of the present invention has a structural feature in that the Fresnel lens sheet 11 having such a form is used.

サーキュラーフレネルレンズシート11において、フレネルレンズ12を構成するレンズ面13は、投射装置40から投射された映像光5を観察者側に偏向させるために、投射装置40側の平坦面15に対する角度θがフレネル中心2から離れるにしたがって連続的又は段階的に徐々に大きくなっている。具体的には、フレネルレンズシート11の仕様によっても異なるが、角度θは、フレネル中心2から離れるにしたがって、通常、0°程度〜70°程度の範囲で徐々に大きくなっている。なお、フレネルレンズ11のレンズ面のピッチPは、一定であってもよいし変化させてもよいが、通常は、0.5mm〜0.01mmの範囲内で一定のピッチで形成される。一方、フレネルレンズ12を構成する非レンズ面14は、フレネルレンズ12のレンズ面13を形成するための必須の面であり、通常、投射装置40側の平坦面15に対する角度θがおよそ約65°〜約90°の範囲内で形成されている。 In the circular Fresnel lens sheet 11, the lens surface 13 constituting the Fresnel lens 12 has an angle θ 1 with respect to the flat surface 15 on the projection device 40 side in order to deflect the image light 5 projected from the projection device 40 toward the viewer. Increases gradually from the Fresnel center 2 continuously or stepwise. Specifically, although depending on the specifications of the Fresnel lens sheet 11, the angle θ 1 usually increases gradually in the range of about 0 ° to 70 ° as the distance from the Fresnel center 2 increases. In addition, although the pitch P of the lens surface of the Fresnel lens 11 may be constant or may be changed, it is usually formed at a constant pitch within a range of 0.5 mm to 0.01 mm. On the other hand, the non-lens surface 14 of the Fresnel lens 12 is an essential surface for forming a lens surface 13 of the Fresnel lens 12, typically, the angle theta 2 is approximately about against the flat surface 15 of the projection device 40 side 65 It is formed within the range of ° to about 90 °.

こうしたサーキュラーフレネルレンズシート11は、必要に応じて従来公知の種々の技術要素を有していてもよい。例えば、シート内に光拡散剤や染料等のいずれかが含まれていてもよいし、投射装置40側の面や観察者側の面に無反射層やマット層が設けられていてもよい。また、スクリーン10に必要に応じて設けられる、上述の光拡散シート16、支持シート、前面シートにおいても、従来公知の種々の技術要素を有していてもよく、光拡散剤や染料等のいずれかが含まれ又は設けられていてもよい。また、光拡散シート16としては、シリンドリカルレンズが片面又は両面に形成されたものや、いわゆるハエの目レンズが形成されたものや、ブラックストライプ層や着色層が形成されたものであってもよい。また、各シートには、例えばノングレアー層、反射防止層、低反射層、ハードコート層、帯電防止層、防眩層、汚染防止層、偏光フィルター層、及び電磁波シールド層等が、その目的に応じて設けられていてもよい。   Such a circular Fresnel lens sheet 11 may have various conventionally known technical elements as necessary. For example, either a light diffusing agent or a dye may be included in the sheet, or a non-reflective layer or a mat layer may be provided on the surface on the projection device 40 side or the surface on the observer side. Further, the above-described light diffusion sheet 16, support sheet, and front sheet provided on the screen 10 as necessary may have various conventionally known technical elements such as a light diffusion agent and a dye. May be included or provided. Further, the light diffusion sheet 16 may be one in which a cylindrical lens is formed on one or both sides, one in which a so-called fly-eye lens is formed, or one in which a black stripe layer or a colored layer is formed. . In addition, each sheet includes, for example, a non-glare layer, an antireflection layer, a low reflection layer, a hard coat layer, an antistatic layer, an antiglare layer, a contamination prevention layer, a polarizing filter layer, an electromagnetic wave shielding layer, and the like depending on the purpose. It may be provided.

(指示装置、位置検出装置)
次に、指示装置20と位置検出装置30について説明する。指示装置20は、図1に示すように、スクリーン10から離れた場所にいる観察者Mが所持する装置であって、スクリーン10上の所定の位置を指示するための装置である。一方、位置検出装置30は、図1に示すように、指示装置20から発せられる指示光21等の指示信号に対応した装置であって、その指示装置20によって指示されたスクリーン10上の指示位置Sを検出するための装置である。位置検出装置30は、指示装置20から発する指示信号の種類に対応した装置である。
(Indicator, position detector)
Next, the instruction device 20 and the position detection device 30 will be described. As shown in FIG. 1, the pointing device 20 is a device possessed by an observer M who is away from the screen 10 and is a device for pointing a predetermined position on the screen 10. On the other hand, as shown in FIG. 1, the position detection device 30 is a device corresponding to an instruction signal such as an instruction light 21 emitted from the instruction device 20, and indicates an indicated position on the screen 10 indicated by the instruction device 20. This is a device for detecting S. The position detection device 30 is a device corresponding to the type of instruction signal issued from the instruction device 20.

指示装置20としては、例えば、特定波長の指示光21を発光する装置を用いることができる。上記特定波長の指示光21としては、映像光5に主に含まれる可視光はあまり適当ではなく、可視光以外の赤外光や紫外光等のうち特定の波長範囲の光を利用することができる。赤外光を発することができる光源としては、例えば、800nm〜1000nm程度の赤外光を発生することができるGaAs型の発光ダイオードや、GaAs化合物半導体のレーザーダイオード等を用いることができる。   As the indication device 20, for example, a device that emits indication light 21 having a specific wavelength can be used. As the indication light 21 having the specific wavelength, visible light mainly included in the image light 5 is not suitable, and light in a specific wavelength range among infrared light and ultraviolet light other than visible light can be used. it can. As a light source capable of emitting infrared light, for example, a GaAs type light emitting diode capable of generating infrared light of about 800 nm to 1000 nm, a GaAs compound semiconductor laser diode, or the like can be used.

こうした特定波長の指示光21を発光する指示装置20を用いた場合、位置検出装置30は、それに対応した受光素子を有し、その受光素子により検知された指示光21を、映像光5等の他の光と混同せずに識別することができる。   When the pointing device 20 that emits the pointing light 21 having such a specific wavelength is used, the position detecting device 30 has a light receiving element corresponding to the pointing device 21, and the pointing light 21 detected by the light receiving element is used as the image light 5 or the like. It can be identified without being confused with other lights.

また、指示装置20が非偏光光を発生させる装置であってもよい。この場合、投射装置40から投射する映像光5を偏光光とすれば、例えば図4に示すように、スクリーン10と位置検出装置30との間に偏光フィルター33を設けた位置検出装置30を用いることにより、指示装置20から発せられた非偏光光からなる指示光21を、投射装置40から投射された映像光5と混同せずに検出することができる。偏光フィルター33は、位置検出装置30に取り付けられた偏光板であることが好ましく、具体的には、位置検出装置30が備える受光素子の前面に配置されていることが好ましい。   Further, the pointing device 20 may be a device that generates non-polarized light. In this case, if the image light 5 projected from the projection device 40 is polarized light, a position detection device 30 in which a polarization filter 33 is provided between the screen 10 and the position detection device 30 is used as shown in FIG. Thus, the indication light 21 made of non-polarized light emitted from the indication device 20 can be detected without being confused with the image light 5 projected from the projection device 40. The polarizing filter 33 is preferably a polarizing plate attached to the position detection device 30, and specifically, is preferably disposed on the front surface of the light receiving element included in the position detection device 30.

また、投射装置40から映像光5が投射される箇所に偏光フィルター42を設けることもできる。このときの偏光フィルター42としては、右回りの偏光(右偏光という)のみを通過させる右偏光板や、左回りの偏光(左偏光という)のみを通過させる左偏光板を用いることができ、その偏光フィルター42を投射装置40に装着することにより、映像光5を偏光光とすることができる。このとき、右偏光板を投射装置40に装着すれば、右偏光板を通過した映像光5は右偏光のみを持つ光となってスクリーン10に投射されるので、そのスクリーン10で反射して位置検出装置30に到達する光も右偏光のみを持っている。このとき、左偏光光のみを通過させる左偏光板を位置検出装置30の前面に装着しておけば、右偏光のみを持つ光はその左偏光板でカットされるので、位置検出装置30内に入らない。一方、指示装置20からの指示光21は、通常、右偏光光と左偏光光を含む非偏光光であるので、指示装置20から発した指示光21は、スクリーン10を通過し、その指示光21のうちの左偏光光は位置検出装置30の前面にある左偏光板を通過して位置検出装置30で検出される。その結果、スクリーン10上に、投射装置40からの映像光5と、指示装置20からの指示光21とが投射され、それらの光が反射又は透過して位置検出装置30に到達した場合、指示装置20からの指示光21のみが検出されることになる。   Further, a polarizing filter 42 can be provided at a location where the image light 5 is projected from the projection device 40. As the polarizing filter 42 at this time, a right polarizing plate that passes only clockwise polarized light (referred to as right polarized light) or a left polarizing plate that allows transmission of only counterclockwise polarized light (referred to as left polarized light) can be used. By attaching the polarizing filter 42 to the projection device 40, the image light 5 can be converted into polarized light. At this time, if the right polarizing plate is attached to the projection device 40, the image light 5 that has passed through the right polarizing plate is projected onto the screen 10 as light having only the right polarized light. The light reaching the detection device 30 also has only right polarization. At this time, if a left polarizing plate that allows only left polarized light to pass through is attached to the front surface of the position detection device 30, light having only right polarization is cut by the left polarizing plate. not enter. On the other hand, the indicator light 21 from the indicator device 20 is usually non-polarized light including right polarized light and left polarized light. Therefore, the indicator light 21 emitted from the indicator device 20 passes through the screen 10 and the indicator light The left polarized light of 21 passes through the left polarizing plate in front of the position detection device 30 and is detected by the position detection device 30. As a result, when the image light 5 from the projection device 40 and the instruction light 21 from the pointing device 20 are projected onto the screen 10 and these lights are reflected or transmitted and reach the position detecting device 30, Only the instruction light 21 from the apparatus 20 is detected.

前記の場合において、投射装置40に装着する右偏光板の代わりに左偏光板を用いても、偏光光と偏光板の関係が左右逆になる以外は同様となり、スクリーン10上に、投射装置40からの映像光5と、指示装置20からの指示光21とが投射され、それらの光が反射又は透過して位置検出装置30に到達した場合、指示装置20からの指示光21のみが検出されることになる。このように、投射装置40と位置検出装置30に異なる偏光フィルター(偏光板)を装着することにより、位置検出装置30には、投射装置40からの映像光5は入射せず、指示装置20からの指示光21だけが入射する。こうして、位置検出装置30は、不要な光を省いた指示装置20からの指示光21だけを検出することができる。   In the above case, even if the left polarizing plate is used instead of the right polarizing plate mounted on the projection device 40, the same applies except that the relationship between the polarized light and the polarizing plate is reversed left and right. When the image light 5 from the pointing device 20 and the pointing light 21 from the pointing device 20 are projected, and these lights are reflected or transmitted and reach the position detecting device 30, only the pointing light 21 from the pointing device 20 is detected. Will be. Thus, by attaching different polarizing filters (polarizing plates) to the projection device 40 and the position detection device 30, the image light 5 from the projection device 40 is not incident on the position detection device 30. Only the indicator light 21 enters. In this way, the position detection device 30 can detect only the indication light 21 from the indication device 20 from which unnecessary light is omitted.

偏光板の構成及び動作については、既に知られたところであるので、本願では詳細な説明を省略するが、以下に概略を説明する。すなわち、右偏光板は、直線偏光光のみを通す直線偏光板と、直線偏光光を右偏光光にする1/4波長板から構成されるものである。具体的には、投射装置40から出た映像光5のうち、直線偏光光のみが直線偏光板を通過し、通過した直線偏光光は1/4波長板により右偏光光に変えられ、スクリーン10に投射される。一方、左偏光板は、右偏光光を直線偏光光に変える1/4波長板と、この直線偏光光を通過させないように透過軸が配置されている直線偏光板とから構成される。ここで、透過軸とは、直線偏光板に固有の軸であって、この軸方向と同じ方向の振動面を有する直線偏光光のみが直線偏光板を透過することができる軸である。1/4波長板に入る光には、投射装置40から出てスクリーン10で反射された右偏光光と、指示装置20からのあらゆる方向の偏光光を含む光(非偏光光)とがある。前記のスクリーン10で反射された右偏光光と、前記のあらゆる方向の偏光光を含む光中の右偏光光とは、1/4波長板により、直線偏光光Aと、直線偏光光Aを含む光Bとにそれぞれ変えられる。この直線偏光光Aの振動面と直線偏光板の透過軸とは直交するため、直線偏光光Aは、直線偏光板を通過することができない。そして、最終的に得られる光は、直線偏光光Aを含む光Bのうち、直線偏光板を通過した光である。   Since the configuration and operation of the polarizing plate are already known, a detailed description thereof will be omitted in the present application, but an outline will be described below. That is, the right polarizing plate is composed of a linear polarizing plate that transmits only linearly polarized light and a quarter-wave plate that converts the linearly polarized light into right polarized light. Specifically, among the image light 5 emitted from the projection device 40, only linearly polarized light passes through the linearly polarizing plate, and the linearly polarized light that has passed through is converted into right polarized light by the quarter wavelength plate, and the screen 10 Projected on. On the other hand, the left polarizing plate is composed of a ¼ wavelength plate that converts right polarized light into linearly polarized light, and a linear polarizing plate in which a transmission axis is arranged so as not to pass this linearly polarized light. Here, the transmission axis is an axis unique to the linear polarizing plate, and is an axis through which only linearly polarized light having a vibration plane in the same direction as the axial direction can pass through the linear polarizing plate. The light that enters the quarter-wave plate includes right-polarized light that exits the projection device 40 and is reflected by the screen 10, and light that includes polarized light in all directions from the pointing device 20 (unpolarized light). The right polarized light reflected by the screen 10 and the right polarized light in the light including the polarized light in all directions include the linearly polarized light A and the linearly polarized light A by the quarter wavelength plate. It can be changed to light B, respectively. Since the vibration plane of the linearly polarized light A and the transmission axis of the linearly polarizing plate are orthogonal, the linearly polarized light A cannot pass through the linearly polarizing plate. And finally the light obtained is the light which passed the linearly polarizing plate among the light B containing the linearly polarized light A.

直線偏光板は、グラン−トムソン・プリズム、ニコル・プリズム、2色性色素材料を塗布した透明プラスチック材料等により実現することができる。1/4波長板は、水晶板、チタン酸バリウム結晶等により実現することができる。1/4波長板は、波長に応じてその厚さが決まるが、厚さを決めるための基準となる波長については、投射装置40から出力される光のうち、代表的な色の波長、出力される光の波長の上限値と下限値の平均、又は出力される光量を考慮した重み付き平均とすればよい。   The linear polarizing plate can be realized by a transparent plastic material coated with a Gran-Thomson prism, a Nicol prism, or a dichroic dye material. The quarter-wave plate can be realized by a quartz plate, a barium titanate crystal, or the like. The thickness of the quarter-wave plate is determined according to the wavelength, but the wavelength serving as a reference for determining the thickness is the wavelength of a representative color out of the light output from the projection device 40, the output The upper limit value and lower limit value of the wavelength of the emitted light may be averaged or a weighted average considering the amount of light to be output.

また、直線偏光光を右偏光光に変えるためには、直線偏光板の透過軸と、1/4波長板の進相軸とを一定の関係になるように配置する必要がある。なお、1/4波長板には、1/4波長板に入射した直線偏光光がその偏光状態を変えないで1/4波長板を通過できる、互いに直交する2つの振動面の方向があるが、進相軸とは、この2つの方向のうち光の伝搬速度が速い方の方向と同じ方向を有する軸をいう。なお、上記においては、右偏光板と左偏光板の組み合せとしたが、本発明は、これに限られるものではなく、互いに透過軸が直交する直線偏光板を組み合わせてもよい。さらに、上記においては、1/4波長板を用いて円偏光を生成することを説明したが、他の波長板を用いて楕円偏光を生成してもよい。   Further, in order to change the linearly polarized light to the right polarized light, it is necessary to arrange the transmission axis of the linearly polarizing plate and the fast axis of the quarter wavelength plate so as to have a certain relationship. The quarter wavelength plate has two directions of vibration planes that are orthogonal to each other so that linearly polarized light incident on the quarter wavelength plate can pass through the quarter wavelength plate without changing its polarization state. The fast axis refers to an axis having the same direction as the direction in which the light propagation speed is faster among the two directions. In the above description, the right polarizing plate and the left polarizing plate are combined. However, the present invention is not limited to this, and linear polarizing plates whose transmission axes are orthogonal to each other may be combined. Furthermore, in the above description, it has been described that circularly polarized light is generated using a quarter wave plate, but elliptical polarized light may be generated using another wave plate.

また、上記においては、指示装置20の個数については言及していないが、単一の指示装置20を用いた場合であってもよいし、複数の指示装置を用いた場合であってもよい。なお、複数の指示装置20を用いる場合には、指示装置20からの光の周波数や強度をそれぞれ異なるようにしたり、指示装置20からの光の偏光状態を異なるようにしたりして、複数の指示装置20による指示位置の検出を可能にすることができる。   In the above description, the number of pointing devices 20 is not mentioned, but a single pointing device 20 may be used, or a plurality of pointing devices may be used. When a plurality of instruction devices 20 are used, the frequency and intensity of light from the instruction device 20 are made different from each other, or the polarization state of light from the instruction device 20 is made to be different. It is possible to detect the designated position by the device 20.

例えば、赤外線を発光する2つの指示装置を用いた場合、一方の指示装置Vには左偏光光のみを透過させる左偏光板を設け、他方の指示装置Wには右偏光光のみを透過させる右偏光板を設ければ、一方の指示装置Vからは左偏光光を持つ赤外光が投射され、他方の指示装置Wからは右偏光光を持つ赤外光が投射されることになる。そして、位置検出装置30の前には、右偏光光と左偏光光のうち、通過させる偏光光を選択することができる可変偏光板を設置する。なお、可変偏光板は、1/4波長板と1/2波長板と直線偏光板とから構成されるものであり、1/2波長板はTN(Twisted Nematic)液晶で構成されており、電圧が印加されていないときは入射した直線偏光光の振動面の方向を90度回転させるが、所定の電圧が印加されているときは入射した直線偏光の振動面の方向を変えないという特徴がある。   For example, when two indicator devices that emit infrared light are used, one indicator device V is provided with a left polarizing plate that transmits only left polarized light, and the other indicator device W is provided with a right that transmits only right polarized light. If a polarizing plate is provided, infrared light having left polarized light is projected from one indicator device V, and infrared light having right polarized light is projected from the other indicator device W. In front of the position detection device 30, a variable polarizing plate that can select polarized light to be transmitted among right polarized light and left polarized light is installed. The variable polarizing plate is composed of a quarter-wave plate, a half-wave plate, and a linear polarizing plate. The half-wave plate is composed of TN (Twisted Nematic) liquid crystal, and voltage When no voltage is applied, the direction of the vibration plane of the incident linearly polarized light is rotated 90 degrees, but when a predetermined voltage is applied, the direction of the vibration plane of the incident linearly polarized light is not changed. .

また、一方の指示装置Vからの左偏光光と他方の指示装置Wからの右偏光光とが可変偏光板に入射した場合、1/2波長板を通過後の光の振動面は、電圧印加時では、一方の指示装置Vからの光は垂直方向であるため、可変偏光板と直線偏光板を通過する。このとき、他方の指示装置Wからの光の振動面は水平方向であるため、可変偏光板も直線偏光板も通過しない。一方、電圧無印加時には逆になり、一方の指示装置Vからの光は可変偏光板を通過しないが、他方の指示装置Wからの光は可変偏光板を通過する。こうすることにより、複数の指示装置を用いた場合であっても、各指示装置からの光の偏光状態を異なるようにして対処できる。   When left polarized light from one indicating device V and right polarized light from the other indicating device W are incident on the variable polarizing plate, the vibration plane of the light after passing through the half-wave plate is applied with voltage. Sometimes the light from one indicating device V is in the vertical direction and therefore passes through the variable polarizer and the linear polarizer. At this time, since the vibration plane of the light from the other pointing device W is in the horizontal direction, neither the variable polarizing plate nor the linear polarizing plate passes through. On the other hand, the reverse occurs when no voltage is applied, and the light from one indicating device V does not pass through the variable polarizing plate, but the light from the other indicating device W passes through the variable polarizing plate. In this way, even when a plurality of indicating devices are used, it is possible to cope with the polarization state of light from each indicating device differently.

次に、位置検出装置30について詳しく説明する。位置検出装置30は、指示装置20から発せられる指示信号(例えば指示光21)に対応した装置であって、その指示装置20によって指示されたスクリーン10上の指示位置Sを検出するための装置である。そして、指示装置20が少なくとも特定波長の指示光21を発光する装置である場合、この位置検出装置30も、少なくとも指示光21を検出する装置となるが、「少なくとも」としたのは、指示装置20が特定波長の指示光21を発する他、例えば検出開始信号用の光を発することを含んでもよいためである。こうした位置検出装置30により、特定波長からなる指示光21を検出することができ、本発明のPTVシステム1は、任意の信号処理を行うことが可能となる。   Next, the position detection device 30 will be described in detail. The position detection device 30 is a device corresponding to an instruction signal (for example, an instruction light 21) emitted from the instruction device 20, and is a device for detecting an instruction position S on the screen 10 instructed by the instruction device 20. is there. When the pointing device 20 is a device that emits at least a specific wavelength indicating light 21, the position detecting device 30 is also a device that detects at least the indicating light 21. This is because, in addition to emitting indicator light 21 having a specific wavelength, for example, 20 may include emitting light for a detection start signal. The position detection device 30 can detect the indicator light 21 having a specific wavelength, and the PTV system 1 of the present invention can perform arbitrary signal processing.

例えば指示装置20が赤外光を指示光21として発光する装置である場合、位置検出装置30を、赤外光を検出可能な受光素子を有するものとすれば、スクリーン10上に指示された赤外光の位置を識別することができる。   For example, when the pointing device 20 is a device that emits infrared light as the pointing light 21, if the position detection device 30 has a light receiving element capable of detecting infrared light, the red indicated on the screen 10 The position of outside light can be identified.

また、例えば、上述したように映像光5を偏光光とし、指示装置20からの指示光21を非偏光光とした場合には、図4に例示したように、受光素子の前面に偏光板を設けた位置検出装置30が用いられる。こうした位置検出装置30により、指示装置20からの指示光21と、投射装置40から投射された映像光5とを混同せずに識別することができ、指示装置20で指示された指示位置を誤りなく検出することができる。   Further, for example, when the image light 5 is polarized light and the instruction light 21 from the instruction device 20 is non-polarized light as described above, a polarizing plate is provided on the front surface of the light receiving element as illustrated in FIG. The provided position detection device 30 is used. The position detection device 30 can identify the indication light 21 from the indication device 20 and the video light 5 projected from the projection device 40 without confusion, and the indication position indicated by the indication device 20 is incorrect. Can be detected.

特定波長の指示光21に対応した受光素子のうち、指示光21として赤外光を適用した場合における受光素子としては、例えばCdS等のフォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光素子が好ましく用いられる。また、そうした受光素子を有する位置検出装置30は、特定波長の指示光21の最大値を指示位置として検出することができるカメラであることが好ましい。   Of the light receiving elements corresponding to the instruction light 21 having a specific wavelength, as a light receiving element when infrared light is applied as the instruction light 21, for example, a light receiving element such as a photodiode such as CdS or a phototransistor is preferably used. The position detection device 30 having such a light receiving element is preferably a camera that can detect the maximum value of the indication light 21 having a specific wavelength as the indication position.

フレネルレンズシート11のレンズ面13に入射し、偏向されてフレネル中心2の軸線Lの方向に向かう指示光(図10中の符号111b、112b及び図11中の符号113b,114bを参照))は、フレネル中心2の軸線L上で最大値を示すが、位置検出装置40を、特定波長の指示光21の最大値を指示位置として検出するカメラとすることにより、フレネル中心2の軸線L上に配置したカメラによって、フレネル中心2の軸線Lの方向に向かう指示光を他の光(例えば映像光)と混同することなく検出することができる。なお、特定波長の指示光21の最大値を指示位置として認識するためには、受光素子で受光した光をO/E変換する装置を備えることが望ましい。   The indicator light that is incident on the lens surface 13 of the Fresnel lens sheet 11 and is deflected toward the axis L of the Fresnel center 2 (see reference numerals 111b and 112b in FIG. 10 and reference numerals 113b and 114b in FIG. 11)). The maximum value is shown on the axis L of the Fresnel center 2, but the position detection device 40 is a camera that detects the maximum value of the indication light 21 having a specific wavelength as the indication position. With the arranged camera, it is possible to detect the instruction light traveling in the direction of the axis L of the Fresnel center 2 without being confused with other light (for example, image light). In order to recognize the maximum value of the indication light 21 having a specific wavelength as the indication position, it is desirable to provide a device that performs O / E conversion on the light received by the light receiving element.

また、指示装置20から発せられる特定波長の指示光21が赤外光である場合、図5に示すように、投射装置40とスクリーン10との間に特定波長の赤外光を遮蔽するカットフィルター43を設けることもできる。こうした構成とすることにより、投射装置40から投射される映像光5から特定波長の赤外光成分がカットされるので、カットフィルター43を通過した映像光5と、指示装置20からの指示光21とを区別することができる。その結果、位置検出装置30が検出した光の中に特定波長の赤外光成分が含まれている場合には、その赤外光の位置が指示装置20で指示された指示位置Sとなる。なお、特定波長の赤外光を遮蔽するカットフィルター43としては、例えば干渉フィルター、誘電多層膜フィルター、色ガラスフィルター等を例示することができる。   In addition, when the indication light 21 having a specific wavelength emitted from the indication device 20 is infrared light, as shown in FIG. 5, a cut filter that shields infrared light having the specific wavelength between the projection device 40 and the screen 10. 43 can also be provided. With such a configuration, since the infrared light component having a specific wavelength is cut from the image light 5 projected from the projection device 40, the image light 5 that has passed through the cut filter 43 and the instruction light 21 from the instruction device 20. And can be distinguished. As a result, when an infrared light component having a specific wavelength is included in the light detected by the position detection device 30, the position of the infrared light becomes the indication position S indicated by the indication device 20. Examples of the cut filter 43 that shields infrared light having a specific wavelength include an interference filter, a dielectric multilayer filter, and a colored glass filter.

図6は、図2に示すサーキュラーフレネルレンズシート11Aをスクリーン10の構成部材として用いたときの本発明のPTVシステム1の構成を示す配置図であり、図7は、図3に示すサーキュラーフレネルレンズシート11Bをスクリーン10の構成部材として用いたときの本発明のPTVシステム1の構成を示す配置図である。本発明において、位置検出装置30は、図6及び図7に示すように、フレネル中心2の軸線L上に設けられている。位置検出装置30がフレネル中心2の軸線L上に設けられていれば、投射装置40とスクリーン10との間であっても、投射装置40とスクリーン10の反対側の筐体壁6との間であってもよいが、いずれの場合であっても投射装置40に近い位置に設けられていることが好ましく、投射装置40に隣接もしくは接触して設けられていることがより好ましい。   FIG. 6 is a layout diagram showing the configuration of the PTV system 1 of the present invention when the circular Fresnel lens sheet 11A shown in FIG. 2 is used as a constituent member of the screen 10, and FIG. 7 is a circular Fresnel lens shown in FIG. FIG. 2 is a layout diagram showing a configuration of the PTV system 1 of the present invention when a sheet 11B is used as a constituent member of a screen 10. In the present invention, the position detection device 30 is provided on the axis L of the Fresnel center 2 as shown in FIGS. 6 and 7. If the position detection device 30 is provided on the axis L of the Fresnel center 2, even between the projection device 40 and the screen 10, between the projection device 40 and the housing wall 6 on the opposite side of the screen 10. However, in any case, it is preferably provided at a position close to the projection device 40, and more preferably provided adjacent to or in contact with the projection device 40.

本発明では、位置検出装置30をフレネル中心2の軸線L上に設けるが、本発明で用いるサーキュラーフレネルレンズシート11は、画像が表示される表示領域Aの外である非表示領域Bにフレネル中心2を有すると共にフレネルレンズ12が観察者側になるように配置されている。そのため、スクリーン10から離れた場所にいる観察者Mが指示装置20を用いてそのスクリーン10上の位置座標を指示光21で指示したとき、図10及び図11に示したように、レンズ面13に入射した指示光21は偏向されてフレネル中心2の軸線方向に向かうが、非レンズ面14に入射した指示光21は殊に大きく偏向されてフレネル中心2の軸線方向には向かわないことから、位置検出装置30をフレネル中心2の軸線L上に配置すれば、フレネル中心2の軸線方向に向かう光の光量が小さい場合であっても他の光と混同することなく検出できる。なお、フレネル中心2の軸線方向に向かう光とは、例えば図10中の符号111b、112b及び図11中の符号113b,114bを指している。   In the present invention, the position detection device 30 is provided on the axis L of the Fresnel center 2, but the circular Fresnel lens sheet 11 used in the present invention has a Fresnel center in a non-display area B that is outside the display area A in which an image is displayed. 2 and the Fresnel lens 12 is arranged on the viewer side. Therefore, when an observer M who is away from the screen 10 indicates the position coordinates on the screen 10 with the indicating light 21 using the pointing device 20, as shown in FIGS. The indicator light 21 incident on the lens is deflected and travels in the axial direction of the Fresnel center 2, but the indicator light 21 incident on the non-lens surface 14 is particularly greatly deflected and does not travel in the axial direction of the Fresnel center 2. If the position detection device 30 is arranged on the axis L of the Fresnel center 2, even if the amount of light traveling in the axial direction of the Fresnel center 2 is small, it can be detected without being confused with other light. Note that light traveling in the axial direction of the Fresnel center 2 refers to, for example, reference numerals 111b and 112b in FIG. 10 and reference numerals 113b and 114b in FIG.

フレネル中心2は、サーキュラーフレネルレンズシート11のレンズ中心であるので、投射装置40は通常このフレネル中心2の軸線上に配置される。そうすることにより、投射装置40から投射された映像光5はスクリーン10の正面方向にいる観察者側に偏向され、観察者は、スクリーン10上に映し出された画像を良好な画像として見ることができる。本発明では、そうしたフレネル中心2の軸線L上に位置検出装置30を設けているので、観察者Mから発せられる指示装置20からの指示光21のような、映像光5とは逆方向に進む光は、図10や図11に示すように、フレネル中心2の軸線L上に向かわない光(111a,112a,113a,114a)もあるが、レンズ面13で屈折する指示光21は、その強弱はあるにしろフレネル中心2の軸線上のいずれかの位置に向かう光(111b、112b、113b、114b)を含んでいる。その結果、フレネル中心2の軸線L上に位置検出装置30を配置しておけば、観察者Mから発せられる指示装置20からの指示光21を外光や迷光等の他の光と区別して検出することができる。   Since the Fresnel center 2 is the lens center of the circular Fresnel lens sheet 11, the projection device 40 is usually disposed on the axis of the Fresnel center 2. By doing so, the image light 5 projected from the projection device 40 is deflected to the viewer side in the front direction of the screen 10, and the viewer can see the image projected on the screen 10 as a good image. it can. In the present invention, since the position detection device 30 is provided on the axis L of the Fresnel center 2, it proceeds in the opposite direction to the image light 5 such as the indication light 21 from the indication device 20 emitted from the observer M. As shown in FIGS. 10 and 11, there is also light (111 a, 112 a, 113 a, 114 a) that does not go on the axis L of the Fresnel center 2, but the indicator light 21 that is refracted by the lens surface 13 is strong or weak. Contains light (111b, 112b, 113b, 114b) that goes to any position on the axis of the Fresnel center 2 at least. As a result, if the position detection device 30 is arranged on the axis L of the Fresnel center 2, the indication light 21 from the indication device 20 emitted from the observer M is detected separately from other light such as outside light and stray light. can do.

また、位置検出装置30を投射装置40に隣接もしくは接触して設けることが特に好ましいが、その理由としては、投射装置40が設けられた位置は投射する映像光5の発光元であり、しかもその投射装置40はフレネル中心2の軸線L上に設けられているので、映像光5とは逆方向に進む光である指示光21を検出する位置検出装置30の設置位置として、フレネル中心2の軸線L上であって投射装置40にできるだけ近い位置が最も望ましいことになる。そして、フレネル中心2の軸線L上に設けられた位置検出装置30を投射装置40にできるだけ近づければ、位置検出装置30で検出される指示光21の形状は、略円形形状がより絞られて小さくなり、光量の多い円形形状になるので好ましい。一方、フレネル中心2の軸線L上であっても投射装置40から離れていくと、位置検出装置30で検出される指示光21の形状は、略円形形状が大きくなり、ややぼけた感じの円形形状になる。ただし、これらはいずれも位置検出装置30をフレネル中心2の軸線L上に設けているので、形状の大小はあるにしろ、その円形の中心位置が最も光量が多い場合が多く、その円形の中心位置が、観察者Mから発せられる指示装置20からの指示光21が示す位置座標を表すものとなり、指示位置Sを誤りなく検出することができる。   In addition, it is particularly preferable to provide the position detection device 30 adjacent to or in contact with the projection device 40. The reason is that the position where the projection device 40 is provided is a light emission source of the image light 5 to be projected, and that Since the projection device 40 is provided on the axis L of the Fresnel center 2, the axis of the Fresnel center 2 is used as the installation position of the position detection device 30 that detects the indicator light 21 that travels in the opposite direction to the image light 5. A position on L and as close as possible to the projection device 40 is most desirable. Then, if the position detection device 30 provided on the axis L of the Fresnel center 2 is as close as possible to the projection device 40, the shape of the indication light 21 detected by the position detection device 30 is further reduced to a substantially circular shape. Since it becomes small and becomes circular shape with many light quantities, it is preferable. On the other hand, even if it is on the axis L of the Fresnel center 2, when it moves away from the projection device 40, the shape of the indication light 21 detected by the position detection device 30 becomes a substantially circular shape, and a slightly blurred circular shape. Become a shape. However, since the position detection device 30 is provided on the axis L of the Fresnel center 2 in any case, the center position of the circle often has the most light amount, although the shape is large or small. The position represents the position coordinate indicated by the indication light 21 from the indication device 20 emitted from the observer M, and the indication position S can be detected without error.

これに対し、位置検出装置30をフレネル中心2の軸線L上に設けない場合には、位置検出装置30で検出される指示光21の形状は、円形形状にはなり難く、楕円形状のようになるので、容易にはその中心位置を判断できず、観察者Mから発せられる指示装置20からの指示光21が示す位置座標を容易には判断できないものとなる。   On the other hand, when the position detection device 30 is not provided on the axis L of the Fresnel center 2, the shape of the indication light 21 detected by the position detection device 30 is unlikely to be a circular shape and is like an elliptical shape. Therefore, the center position cannot be easily determined, and the position coordinates indicated by the pointing light 21 emitted from the pointing device 20 emitted from the observer M cannot be easily determined.

以上のように、本発明においては、画像が表示される表示領域外にフレネル中心2を有する構造のサーキュラーフレネルレンズシート11を用いるので、位置検出装置30をそのフレネル中心2の軸線L上に設けても、その位置検出装置30が投射装置40から投射される映像光5を遮蔽しない。その結果、投射装置40から投射された映像光5によってスクリーン10上に映し出される表示画像又は処理画像は、フレネル中心2の軸線L上に設けられた位置検出装置30に影響されることなくスクリーン上に表示される。   As described above, in the present invention, since the circular Fresnel lens sheet 11 having the Fresnel center 2 is used outside the display area where the image is displayed, the position detection device 30 is provided on the axis L of the Fresnel center 2. However, the position detection device 30 does not block the image light 5 projected from the projection device 40. As a result, the display image or the processed image projected on the screen 10 by the image light 5 projected from the projection device 40 is not affected by the position detection device 30 provided on the axis L of the Fresnel center 2. Is displayed.

(投射装置)
次に、投射装置40について説明する。投射装置40は、スクリーン10の表示領域Aに画像を表示すると共に位置検出装置30により検出された指示位置Sに関わる情報をスクリーン10上に形成する装置であり、用いたサーキュラーフレネルレンズシート11のフレネル中心2の軸線上に設けられる。投射装置40としては、近年のデジタル化、高精細化、コンパクト化の要求に対応した、LCD(Liquid Crystal Display)やDLP(Digital Light Processing)等の単光源投射装置を好ましく用いることができるが、従来型の3管式CRTも用いることも可能である。なお、単光源投射装置は、小型のものが多く、フレネル中心2の軸線上に容易に設けることができるが、3管式CRTは大型であるので、通常は、その真ん中の管がフレネル中心2の軸線上になるように設けることが好ましい。
(Projection device)
Next, the projection device 40 will be described. The projection device 40 is a device that displays an image in the display area A of the screen 10 and forms information on the designated position S detected by the position detection device 30 on the screen 10. The projection device 40 of the circular Fresnel lens sheet 11 used is used. It is provided on the axis of the Fresnel center 2. As the projection device 40, a single light source projection device such as LCD (Liquid Crystal Display) or DLP (Digital Light Processing) that can meet the recent demands for digitization, high definition and compactness can be preferably used. A conventional three-tube CRT can also be used. The single light source projection apparatus is often small and can be easily provided on the axis of the Fresnel center 2. However, since the three-tube CRT is large, the middle tube is usually the Fresnel center 2. It is preferable to provide it so that it may be on the axis line.

また、投射装置40は、図6(A)及び図7(A)に示すように、映像光5を直接スクリーン10に向かって投射させるものであってもよいし、図6(B)及び図7(B)に示すように、反射ミラー4で映像光5を反射させてスクリーン10に投射させるものであってもよい。いずれもの場合であっても、近年のPTVシステムの薄型化要求により、投射装置40から投射する映像光5の拡散角θはより大きくなる傾向があるので、そうした薄型化要求に応えることができる投射装置40が好ましく用いられる。   Further, the projection device 40 may project the image light 5 directly toward the screen 10 as shown in FIGS. 6A and 7A, or FIG. 6B and FIG. As shown in FIG. 7B, the image light 5 may be reflected by the reflection mirror 4 and projected onto the screen 10. In any case, the diffusion angle θ of the image light 5 projected from the projection device 40 tends to be larger due to the recent demand for thinning of the PTV system. The device 40 is preferably used.

投射装置40は、制御部50が記憶する指示位置Sの軌跡を画像と同期して表示する装置であることが望ましく、又は、制御部50内のハードディスク53が記憶する位置情報を画像化してスクリーン10上の所定の位置に画像と一緒に表示する装置であることが望ましい。これにより、例えば、画像を処理する範囲を正確に把握したり、画像を背景として捉えて指定する画像を重畳して動作させたりすること等が可能となる。なお、このように、指示位置の軌跡を画像と同期して表示するためには、例えば、指示位置が手振れのため正確に指示できない場合(例えば、キーボードを映して所定のキーをクリックするような場合)では、指示位置が軌跡の面としての中心にあることを認識させる処理、又は指示位置の通過回数が最も多い位置にあることを認識させる処理が必要となる。   The projection device 40 is preferably a device that displays the locus of the designated position S stored in the control unit 50 in synchronism with the image, or the position information stored in the hard disk 53 in the control unit 50 is imaged and screened. It is desirable that the device display an image together with an image at a predetermined position on the screen. As a result, for example, it is possible to accurately grasp the range in which the image is processed, or to superimpose and operate an image that is designated by capturing the image as a background. In this way, in order to display the locus of the designated position in synchronization with the image, for example, when the designated position cannot be accurately designated due to camera shake (for example, a predetermined key is displayed by projecting a keyboard). In the case), it is necessary to perform processing for recognizing that the designated position is at the center as the locus plane, or processing for recognizing that the designated position is at the position where the number of passages of the designated position is the largest.

また、投射装置40は、位置検出装置30で検出した指示位置に関わる位置情報を記憶する記憶装置を有し、その位置情報を画像化してスクリーン10上の所定の位置に画像と一緒に表示する装置であることが望ましい。これにより、例えば特に動画像の各種処理に有効で、例えば任意の位置を動画像の動きに合わせてポイントアウトして画像表示を行ったり、動画像の中の指示位置の範囲を静止画として表示したり、あるいは、別途に指示信号を重畳することで動画像中で注視するある指定した範囲のある瞬間の映像を捉えて拡大したり若しくは静止画表示をしたり、といった画像表示を行うことができる。なお、ここでいう「ポイントアウト」とは、例えば動いているボールを指定したら、そのボールを自動追跡する意味である。   Further, the projection device 40 has a storage device that stores position information related to the indicated position detected by the position detection device 30, images the position information, and displays it together with the image at a predetermined position on the screen 10. A device is desirable. This is particularly effective for various processing of moving images, for example. For example, an arbitrary position is pointed out according to the movement of the moving image to display an image, or the range of the designated position in the moving image is displayed as a still image. Or by superimposing an instruction signal separately to capture an image of a certain range within a specified range to be watched in a moving image, and to display an image such as a still image display. it can. Here, “point out” means that, for example, when a moving ball is specified, the ball is automatically tracked.

(制御システム)
次に、本発明のPTVシステム全体の制御システムについて説明する。図1に示す本発明のPTVシステム1の基本的な構成は、スクリーン10と、指示装置20でスクリーン10上に指示された指示位置Sを検出する位置検出装置30と、位置検出装置30が検出した位置信号を処理すると共に処理された位置信号を必要に応じて画像信号に変換して画像情報とし、その画像情報を本来の画像情報に加えて投射装置40に映像信号として送る制御部50と、その制御部50からの映像信号をスクリーン10上に映像光5として投射する投射装置40とを備えている。
(Control system)
Next, a control system for the entire PTV system of the present invention will be described. The basic configuration of the PTV system 1 of the present invention shown in FIG. 1 includes a screen 10, a position detection device 30 that detects a pointing position S indicated on the screen 10 by the pointing device 20, and a detection by the position detection device 30. A control unit 50 that processes the processed position signal, converts the processed position signal into an image signal as necessary to obtain image information, and sends the image information to the projection device 40 as a video signal in addition to the original image information; And a projection device 40 that projects the video signal from the control unit 50 onto the screen 10 as the video light 5.

こうしたPTVシステム1において、制御部50は、位置検出装置30と投射装置40に接続されており、位置検出装置30が検出した位置信号を受け、その位置信号を必要に応じて画像処理し、投射装置40から発する映像光に乗せてスクリーン10に表示させるものである。この制御部50の具体的態様としては、例えば、(1)位置検出装置30で検出した指示位置Sを画像情報に変換して記憶し、投射装置40により、その指示位置Sの軌跡を画像と同期して表示させるようにしてもよいし、或いは、(2)位置検出装置30で検出した指示位置Sに関わる位置情報を記憶装置で記憶した後、投射装置40により、その位置情報を画像化してスクリーン10上の所定の位置に画像と一緒に表示するようにしてもよい。このときの記憶装置としては、制御部50が備えるものであってもよいし、投射装置40が備えるものであってもよい。   In such a PTV system 1, the control unit 50 is connected to the position detection device 30 and the projection device 40, receives the position signal detected by the position detection device 30, performs image processing on the position signal as necessary, and performs projection. The image is emitted from the device 40 and displayed on the screen 10. As specific modes of the control unit 50, for example, (1) the indication position S detected by the position detection device 30 is converted into image information and stored, and the projection device 40 uses the locus of the indication position S as an image. Alternatively, the position information related to the indicated position S detected by the position detection device 30 may be stored in the storage device, and then the position information may be imaged by the projection device 40. The image may be displayed together with the image at a predetermined position on the screen 10. As the storage device at this time, the control unit 50 may be provided, or the projection device 40 may be provided.

図8は、制御部50のハードウエアの一例を示す構成図である。制御部50は、図8に例示したように、PTVシステム全体を制御するものであり、CPU51と、位置検出装置30が検出した指示信号を画像情報に変換する位置情報制御部31と、位置情報制御部31で変換された画像情報を画像信号に変換する画像情報制御部41と、主記憶部52と、ハードディスク部53と、CPU51/位置情報制御部31/画像情報制御部41/主記憶部52/ハードディスク部53間を繋ぐバス54とで構成されている。なお、位置情報制御部31は、図8に示すように制御部50内に含まれていてもよいし、位置検出装置30内に含まれていてもよい。同様に、画像情報制御部41も、図8に示すように制御部50内に含まれていてもよいし、投射装置40内に含まれていてもよい。なお、こうした構成は本発明のPTVシステムの一例であり、図示の構成に限定されない。   FIG. 8 is a configuration diagram illustrating an example of hardware of the control unit 50. As illustrated in FIG. 8, the control unit 50 controls the entire PTV system, and includes a CPU 51, a position information control unit 31 that converts an instruction signal detected by the position detection device 30 into image information, and position information. Image information control unit 41 that converts image information converted by control unit 31 into an image signal, main storage unit 52, hard disk unit 53, CPU 51 / position information control unit 31 / image information control unit 41 / main storage unit 52 / the hard disk unit 53 is connected to the bus 54. Note that the position information control unit 31 may be included in the control unit 50 as illustrated in FIG. 8 or may be included in the position detection device 30. Similarly, the image information control unit 41 may be included in the control unit 50 as illustrated in FIG. 8 or may be included in the projection device 40. Such a configuration is an example of the PTV system of the present invention, and is not limited to the illustrated configuration.

主記憶部52は、CPU51が実行する制御部50の処理プログラムの実行時の記憶部であり、さらに位置情報制御部31や画像情報制御部41の処理プログラムの実行時の記憶部としても作用する。   The main storage unit 52 is a storage unit when the processing program of the control unit 50 executed by the CPU 51 is executed, and also functions as a storage unit when the processing program of the position information control unit 31 and the image information control unit 41 is executed. .

ハードディスク53は、位置検出装置30で検出した指示位置Sの位置情報や、その位置情報をスクリーン10上に形成する画像情報に変換した画像データを記憶するものであり、具体的には、指示装置20により指定され、位置情報制御部31により識別された位置情報、及び指示装置20の識別情報等を記憶する装置である。また、このハードディスク53には、CPU51が実行する制御部50、位置情報制御部31及び画像情報制御部41の処理プログラムが記憶されており、その記憶情報は、処理プログラムの実行時に主記憶部52に転送される。   The hard disk 53 stores position information of the indicated position S detected by the position detection device 30 and image data obtained by converting the position information into image information formed on the screen 10. 20 is a device that stores the position information specified by 20 and identified by the position information control unit 31, the identification information of the pointing device 20, and the like. The hard disk 53 stores processing programs of the control unit 50, the position information control unit 31, and the image information control unit 41 executed by the CPU 51. The stored information is stored in the main storage unit 52 when the processing program is executed. Forwarded to

位置情報制御部31は、CPU51からの指示を受け、位置検出装置30で検出した検出信号をA/D変換し、得られたデジタルデータを主記憶部52に送るものである。   The position information control unit 31 receives an instruction from the CPU 51, A / D converts the detection signal detected by the position detection device 30, and sends the obtained digital data to the main storage unit 52.

画像情報制御部41は、CPU51から、スクリーン10上に形成する画像情報を受け、その画像情報に基づいて投射装置40に出力するものである。   The image information control unit 41 receives image information formed on the screen 10 from the CPU 51 and outputs the image information to the projection device 40 based on the image information.

位置検出装置30と投射装置40とは、同期を取って動作させてもよいし、同期を取らないで動作させてもよい。同期を取って動作させる場合は、投射装置40の垂直帰線期間に位置検出装置30で撮影することが望ましい。   The position detection device 30 and the projection device 40 may be operated while being synchronized, or may be operated without being synchronized. In the case of operating in synchronization, it is desirable to take an image with the position detection device 30 during the vertical blanking period of the projection device 40.

制御部50は、位置情報制御部31から位置情報を受けた後、その位置情報に従った処理を実行する。例えば、複数のメニューが画面上に表示されている場合に、指示位置Sが画面上のいずれか1つのメニューを指定したときは、指示された指示位置Sのメニューが選択されたと解釈し、そのメニューを開く処理を行う。この実行結果として、開かれたメニューを表示する画像を生成するためのデータを画像情報制御部41に送る。画像情報制御部41は、このデータに従って、所定の画像信号を生成し、生成した画像信号を投射装置40に送る。送られた画像信号は、投射装置40内で映像光5に変換され、映像光5をスクリーン10に投射する。   After receiving the position information from the position information control unit 31, the control unit 50 executes a process according to the position information. For example, when a plurality of menus are displayed on the screen and the designated position S designates any one menu on the screen, it is interpreted that the menu at the designated designated position S is selected, and Process to open the menu. As an execution result, data for generating an image for displaying the opened menu is sent to the image information control unit 41. The image information control unit 41 generates a predetermined image signal according to this data, and sends the generated image signal to the projection device 40. The sent image signal is converted into video light 5 in the projection device 40, and the video light 5 is projected onto the screen 10.

以上説明したように、本発明のPTVシステムは、一般家庭用のテレビシステムとして、例えば、番組中の好みの部分を拡大したり、劇中の人物をあらかじめ入力してあった他の人物に変換したりするといった画像のパフォーマンスの向上や、指示をゲームの入力機能として働かせたりすることはもちろん、PC端末であるマウスを用いた位置指定手段の代わりの信号送信手段(赤外線、電磁波、特定波長の指示光等)として用いるとことが可能である。   As described above, the PTV system of the present invention is a general home television system, for example, expanding a favorite part in a program or converting a person in a play into another person previously input. In addition to improving the performance of the image, such as performing an instruction as an input function of the game, the signal transmitting means (infrared rays, electromagnetic waves, specific wavelengths of the specific wavelength) instead of the position specifying means using the mouse which is a PC terminal It can be used as an indicator light or the like.

さらに、大画面として用いる産業用においては、殊にスクリーンが大画面であるため、指示装置20からの指示光21の投射点のサイズが小さくなりすぎる可能性があり、位置検出装置30で検出する場合、解像度が不足して誤検出されるという従来考えられていたような懸念もあるが、本発明のPTVシステム1では、そうした懸念は不要であり、指示位置Sを正確に検出することができる。   Further, in industrial use used as a large screen, the screen is a large screen in particular, and therefore the size of the projection point of the indication light 21 from the indication device 20 may be too small, and the position detection device 30 detects it. In this case, there is a concern that it has been thought that the resolution is insufficient and is erroneously detected. However, in the PTV system 1 of the present invention, such a concern is unnecessary, and the indication position S can be accurately detected. .

また、本発明のPTVシステムでは、指示位置Sを正確に検出することができるので、例えば、プレゼンテーションシステム、電子会議システム、管制システム、監視システム、プラント制御システム、等に好ましく用いることができる。   Further, in the PTV system of the present invention, the indicated position S can be accurately detected, and therefore, it can be preferably used for, for example, a presentation system, an electronic conference system, a control system, a monitoring system, a plant control system, and the like.

プレゼンテーションシステムに適用する場合には、所定の画像表示を行うと共に、プレゼンター(上記における観察者Mに相当する)の指示位置Sに応じて画像処理を行うことでさまざまな機能を付加をすることとができる。より具体的には、例えば、静止画のみならず動画であっても、ある部分の画像のみを拡大・縮小したり、移動したりすることが可能となる。その結果、大画面のスクリーンから離れた位置にいるプレゼンターが指示光等で指示することにより、従来にはないプレゼンテーションを行うことができる。   When applied to a presentation system, a predetermined image is displayed, and various functions are added by performing image processing according to an instruction position S of a presenter (corresponding to the observer M in the above). Can do. More specifically, for example, it is possible to enlarge / reduce or move only a certain portion of an image, not only a still image but also a moving image. As a result, an unprecedented presentation can be performed when a presenter located at a position away from the large-screen screen gives an instruction with an instruction light or the like.

電子会議システムに適用する場合には、所定の画像表示を行うと共に、司会者、議長(上記における観察者に相当する)の指示位置に応じた情報の表示をすることとができる。より具体的には、例えば、指示位置の情報のバックデータ表示をすることが可能となり、その結果、大画面のスクリーンから離れた位置にいる司会者又は議長が指示光等で指示することにより、従来にはない電子会議を行うことができる。なお、「バックデータ」とは、例えば表作成ソフトで作成した図における、元の数値データ等の関連データの意味である。   When applied to an electronic conference system, it is possible to display a predetermined image and display information according to the designated position of the chairperson and chairperson (corresponding to the observer in the above). More specifically, for example, it becomes possible to display the back data of the information on the indicated position, and as a result, the moderator or the chair located at a position away from the screen of the large screen indicates with the instruction light or the like, An unconventional electronic conference can be held. Note that “back data” means related data such as original numerical data in a diagram created by, for example, a table creation software.

管制システムや監視システムに適用する場合には、所定の画像表示を行うと共に、管制官や監視官(上記における観察者に相当する)の指示位置に応じ、管制や監視対象に関する情報を収集することができ、その情報を基にその後の指示や管制作業を行うことができる。その結果、大画面のスクリーンから離れた位置にいる管制官が指示光等で指示することにより、従来にはない管制を行うことができる。   When applied to a control system or monitoring system, display a predetermined image and collect information on the control or monitoring target according to the indicated position of the controller or the monitor (corresponding to the observer in the above). And the subsequent instructions and control work can be performed based on the information. As a result, an unprecedented control can be performed by the controller at a position away from the large-screen screen using an instruction light or the like.

本発明のPTVシステムの一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the PTV system of this invention. スクリーンを構成するサーキュラーフレネルレンズシートの一例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows an example of the circular Fresnel lens sheet which comprises a screen. スクリーンを構成するサーキュラーフレネルレンズシートの他の一例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows another example of the circular Fresnel lens sheet which comprises a screen. スクリーンと位置検出装置との間に、偏光フィルターを設けた形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the form which provided the polarizing filter between the screen and the position detection apparatus. 投射装置とスクリーンとの間に、特定波長の赤外光を遮蔽するカットフィルターを設けた形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the form which provided the cut filter which shields the infrared light of a specific wavelength between a projection apparatus and a screen. 図2に示すサーキュラーフレネルレンズシートをスクリーンの構成部材として用いたときのPTVシステムの構成を示す配置図である。FIG. 3 is a layout diagram illustrating a configuration of a PTV system when the circular Fresnel lens sheet illustrated in FIG. 2 is used as a constituent member of a screen. 図3に示すサーキュラーフレネルレンズシートをスクリーンの構成部材として用いたときのPTVシステムの構成を示す配置図である。FIG. 4 is a layout view showing a configuration of a PTV system when the circular Fresnel lens sheet shown in FIG. 3 is used as a constituent member of a screen. 制御部のハードウエアの一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the hardware of a control part. 実質的な画像表示領域にフレネル中心が存在しないサーキュラーフレネルレンズシートに対し、斜め下方からの指示光をレンズ面及び非レンズ面に入射させた場合の光の進行方向の説明図である。It is explanatory drawing of the advancing direction of the light when the instruction | indication light from diagonally downward is made to inject into a lens surface and a non-lens surface with respect to the circular Fresnel lens sheet in which a Fresnel center does not exist in a substantial image display area. 実質的な画像表示領域にフレネル中心が存在しないサーキュラーフレネルレンズシートに対し、斜め上方からの指示光をレンズ面及び非レンズ面に入射させた場合の光の進行方向の説明図を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows explanatory drawing of the advancing direction of the light at the time of making the indicator light from diagonally upper direction inject into a lens surface and a non-lens surface with respect to the circular Fresnel lens sheet which does not have a Fresnel center in a substantial image display area. is there.

符号の説明Explanation of symbols

1 対話型リアープロジェクションテレビシステム(PTVシステム)
2 フレネル中心
3 筐体
4 反射ミラー
5 映像光
6 筐体壁
10 スクリーン
11 サーキュラーフレネルレンズシート
12 フレネルレンズ
13 レンズ面
14 非レンズ面
15 平坦面
16 光拡散シート
20 指示装置
21 指示光
30 位置検出装置
31 位置検出制御部
32 位置情報制御部
33 偏光フィルター
40 投射装置
41 画像情報制御部
42 偏光フィルター
43 カットフィルター
50 制御部
51 CPU
52 主記憶部
53 ハードディスク
A 表示領域
B 非表示領域
L フレネル中心の軸線
M 観察者
S 指示位置
P レンズ面のピッチ
θ 平坦面に対するレンズ面の角度
θ 平坦面に対する非レンズ面の角度
θ 拡散角
1 Interactive rear projection television system (PTV system)
2 Fresnel center 3 Housing 4 Reflecting mirror 5 Video light 6 Housing wall 10 Screen 11 Circular Fresnel lens sheet 12 Fresnel lens 13 Lens surface 14 Non-lens surface 15 Flat surface 16 Light diffusing sheet 20 Indicator device 21 Indicator light 30 Position detector DESCRIPTION OF SYMBOLS 31 Position detection control part 32 Position information control part 33 Polarization filter 40 Projection apparatus 41 Image information control part 42 Polarization filter 43 Cut filter 50 Control part 51 CPU
52 Main memory 53 Hard disk A Display area B Non-display area L Fresnel center axis M Observer S Instructed position P Lens surface pitch θ 1 Angle of lens surface to flat surface θ 2 Angle of non-lens surface to flat surface θ Diffusion Corner

Claims (11)

画像が表示される表示領域外にフレネル中心を有すると共にフレネルレンズが観察者側になるように配置されているサーキュラーフレネルレンズシートを少なくとも有する透過型のスクリーンと、
前記フレネル中心の軸線上に設けられ、前記スクリーンから離れた場所にいる観察者が所持する指示装置によって指示された前記スクリーン上の指示位置を検出する位置検出装置と、
前記フレネル中心の軸線上に設けられ、前記スクリーンの表示領域に画像を表示すると共に前記位置検出装置により検出された指示位置に関わる情報を前記スクリーン上に形成する投射装置と、
を少なくとも有し、
前記位置検出装置が、前記投射装置と前記スクリーンとの間、又は、当該投射装置と前記スクリーンの反対側の筐体壁との間、に配置されていることを特徴とする対話型リアープロジェクションテレビシステム。
A transmissive screen having at least a circular Fresnel lens sheet that has a Fresnel center outside the display area where an image is displayed and is arranged so that the Fresnel lens is on the viewer side
A position detection device that is provided on the axis of the Fresnel center and detects an indicated position on the screen indicated by an indication device possessed by an observer away from the screen;
A projection device that is provided on the axis of the Fresnel center, displays an image on a display area of the screen, and forms information related to the indicated position detected by the position detection device on the screen;
At least have a,
The position detecting device, between the screen and the projection device, or interactive rear projection television is characterized that you have arranged between, on the opposite side of the housing wall of the with the projection device screen system.
前記サーキュラーフレネルレンズシートが、当該シート内にフレネル中心を有することを特徴とする請求項1に記載の対話型リアープロジェクションテレビシステム。   The interactive rear projection television system according to claim 1, wherein the circular Fresnel lens sheet has a Fresnel center in the sheet. 前記サーキュラーフレネルレンズシートが、当該シート内にフレネル中心を有しないことを特徴とする請求項1に記載の対話型リアープロジェクションテレビシステム。   2. The interactive rear projection television system according to claim 1, wherein the circular Fresnel lens sheet does not have a Fresnel center in the sheet. 前記位置検出装置が、前記投射装置に隣接もしくは接触して設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の対話型リアープロジェクションテレビシステム。 The interactive rear projection television system according to claim 1, wherein the position detection device is provided adjacent to or in contact with the projection device . 前記指示装置が少なくとも特定波長の指示光を発光する装置であり、前記位置検出装置が少なくとも前記指示光を検出する装置であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の対話型リアープロジェクションテレビシステム。   5. The interactive type according to claim 1, wherein the pointing device is a device that emits at least a specific wavelength of pointing light, and the position detecting device is a device that detects at least the pointing light. Rear projection television system. 前記位置検出装置が、前記特定波長の指示光の最大値を指示位置として検出する受光素子を備えたカメラであることを特徴とする請求項5に記載の対話型リアープロジェクションテレビシステム。   6. The interactive rear projection television system according to claim 5, wherein the position detection device is a camera including a light receiving element that detects the maximum value of the indication light of the specific wavelength as the indication position. 前記特定波長の指示光が赤外光であり、前記投射装置から投射される映像光は当該特定波長の赤外光が遮蔽された光で構成されていることを特徴とする請求項5又は6に記載の対話型リアープロジェクションテレビシステム。   The instruction light of the specific wavelength is infrared light, and the image light projected from the projection device is configured by light shielded from the infrared light of the specific wavelength. Interactive rear projection television system described in 1. 前記特定波長の指示光が赤外光であり、前記投射装置と前記スクリーンとの間には当該特定波長の赤外光を遮蔽するカットフィルターが設けられていることを特徴とする請求項5又は6に記載の対話型リアープロジェクションテレビシステム。   The indicator light of the specific wavelength is infrared light, and a cut filter for shielding the infrared light of the specific wavelength is provided between the projection device and the screen. 6. The interactive rear projection television system according to 6. 前記指示装置が発光する指示光が非偏光光であり、前記投射装置から投射される映像光が偏光光であり、前記スクリーンと前記位置検出装置との間には、前記サーキュラーフレネルレンズシートで反射した映像光を遮蔽する偏光フィルターが設けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の対話型リアープロジェクションテレビシステム。   The indication light emitted from the indication device is non-polarized light, the image light projected from the projection device is polarized light, and is reflected by the circular Fresnel lens sheet between the screen and the position detection device. 5. The interactive rear projection television system according to claim 1, further comprising a polarizing filter for shielding the image light. 前記位置検出装置で検出した指示位置を前記スクリーン上の画像位置に変換して記憶する制御部を有し、
前記投射装置は、前記制御部が記憶する指示位置の軌跡を前記画像と同期して表示する装置であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の対話型リアープロジェクションテレビシステム。
A controller that converts and stores the indicated position detected by the position detection device into an image position on the screen;
The interactive rear projection television system according to claim 1, wherein the projection device is a device that displays a locus of an instruction position stored in the control unit in synchronization with the image.
前記位置検出装置で検出した指示位置を前記スクリーン上の画像位置に変換して記憶する記憶装置を有し、
前記投射装置は、前記記憶装置が記憶する位置情報を画像化して前記スクリーン上の所定の位置に前記画像と一緒に表示することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の対話型リアープロジェクションテレビシステム。
A storage device for converting and storing the indicated position detected by the position detection device into an image position on the screen;
The interactive type according to claim 1, wherein the projection device images the position information stored in the storage device and displays the image together with the image at a predetermined position on the screen. Rear projection television system.
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