JP5672019B2 - Position detection system and position detection method - Google Patents
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Description
本発明は、画像表示装置を用いる位置検出システム及び位置検出方法に関する。 The present invention relates to a position detection system and a position detection method using an image display device.
プロジェクターからスクリーンに投写された画像における任意の点を指示する指示器(電子ペン等)の位置を検出し、その位置に応じた画像を表示する入力システムが、特許文献1に開示されている。特許文献1に開示された入力システムは、事前にキャリブレーション処理を実行することにより、特殊なスクリーンを用いることなく、指示器の位置に応じた画像を表示することができる。
An input system that detects the position of an indicator (such as an electronic pen) that indicates an arbitrary point in an image projected on a screen from a projector and displays an image corresponding to the position is disclosed in
しかしながら、キャリブレーション処理には一定の時間を要する。このため、ユーザーは、位置検出システム(入力システム)を設置しても、キャリブレーション処理が完了するまで位置検出システムを使うことができないという問題があった。 However, the calibration process requires a certain time. For this reason, even if the user installs a position detection system (input system), there is a problem that the position detection system cannot be used until the calibration process is completed.
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、特殊なスクリーンを用いることなく、且つキャリブレーション処理を実行することなく、指示器の位置に応じた画像を表示することができる画像表示装置を用いる位置検出システム及び位置検出方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and can display an image corresponding to the position of the indicator without using a special screen and without performing a calibration process. An object is to provide a position detection system and a position detection method using the apparatus.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、光パルスを受光し、該光パルスのタイミングを検出するセンサーと、前記タイミングを表す信号を送信する送信部と、を有する指示器と、前記タイミングを表す信号を前記送信部から受信する受信部と、画面を複数に分割した領域に対して、光源毎に固有のタイミングで光パルスを投射する複数の光源と、前記タイミングを表す信号に基づいて、画像が表示される前記画面上の前記指示器の位置を検出する制御部と、を有する画像表示装置と、を備えることを特徴とする位置検出システムである。
この構成により、位置検出システムは、光パルスのタイミングに基づいて画面上の指示器の位置を検出するので、特殊なスクリーンを用いることなく、且つキャリブレーション処理を実行することなく、指示器の位置に応じた画像を表示すること(インタラクティブ操作)ができる。
The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and includes an indicator that receives a light pulse, detects a timing of the light pulse, and a transmission unit that transmits a signal representing the timing. A receiving unit that receives a signal representing the timing from the transmitting unit, a plurality of light sources that project light pulses at a specific timing for each light source, and an area obtained by dividing the screen into a plurality of regions, and the timing An image display device comprising: a control unit that detects a position of the indicator on the screen on which an image is displayed based on a signal to be displayed.
With this configuration, since the position detection system detects the position of the indicator on the screen based on the timing of the light pulse, the position of the indicator is not required without using a special screen and performing a calibration process. It is possible to display an image in accordance with (interactive operation).
また、本発明は、前記各光源が、自光源に対応する前記領域と該領域に隣接する領域とに対して、前記光源毎に固有のタイミングで光パルスを投射し、前記制御部が、1つの光源と該光源に隣接する1つ以上の光源とからの複数の光パルスの各タイミングに基づいて、前記指示器の位置を検出することを特徴とする位置検出システムである。
この構成により、位置検出システムは、1つの光源と該光源に隣接する1つ以上の光源とからの複数の光パルスの各タイミングに基づいて、画面上の指示器の位置を検出するので、これにより、指示器の位置に応じた画像を表示することができる。
Further, according to the present invention, each light source projects a light pulse at a timing specific to each light source to the region corresponding to the light source and a region adjacent to the region, and the control unit includes: The position detection system is characterized in that the position of the indicator is detected based on timings of a plurality of light pulses from one light source and one or more light sources adjacent to the light source.
With this configuration, the position detection system detects the position of the indicator on the screen based on each timing of a plurality of light pulses from one light source and one or more light sources adjacent to the light source. Thus, an image corresponding to the position of the indicator can be displayed.
また、本発明は、前記制御部が、隣接する複数の光源からの各光パルスの強度の比に基づいて、前記指示器の位置を検出することを特徴とする位置検出システムである。
この構成により、位置検出システムは、隣接する複数の光源からの各光パルスの強度の比に基づいて、指示器の位置を検出するので、これにより、指示器の位置に応じた画像を表示することができる。
Further, the present invention is the position detection system, wherein the control unit detects the position of the indicator based on a ratio of the intensity of each light pulse from a plurality of adjacent light sources.
With this configuration, the position detection system detects the position of the indicator based on the ratio of the intensity of each light pulse from a plurality of adjacent light sources, thereby displaying an image corresponding to the position of the indicator. be able to.
また、本発明は、前記制御部が、複数の光源からの第1パルスと、これに続く第2パルスとの間隔に基づいて、前記指示器の位置を検出することを特徴とする位置検出システムである。
この構成により、位置検出システムは、複数の光源からの第1パルスと、これに続く第2パルスとの間隔に基づいて、指示器の位置を検出するので、指示器の位置に応じた画像を表示することができる。
Further, in the present invention, the control unit detects the position of the indicator based on an interval between a first pulse from a plurality of light sources and a second pulse following the first pulse. It is.
With this configuration, the position detection system detects the position of the indicator based on the interval between the first pulse from the plurality of light sources and the subsequent second pulse, so that an image corresponding to the position of the indicator is displayed. Can be displayed.
また、本発明は、光パルスを受光し、該光パルスのタイミングを検出するセンサーと、前記タイミングに基づいて、画像が表示される画面上の自装置の位置を検出する制御部と、前記位置を表す信号を送信する送信部と、を有する指示器と、前記位置を表す信号を前記送信部から受信する受信部と、前記画面を複数に分割した領域に対して、光源毎に固有のタイミングで光パルスを投射する複数の光源と、を有する画像表示装置と、を備えることを特徴とする位置検出システムである。
この構成により、位置検出システムは、光パルスのタイミングに基づいて画面上の指示器の位置を検出するので、特殊なスクリーンを用いることなく、且つキャリブレーション処理を実行することなく、指示器の位置に応じた画像を表示すること(インタラクティブ操作)ができる。
The present invention also includes a sensor that receives a light pulse and detects a timing of the light pulse, a control unit that detects a position of the device on a screen on which an image is displayed based on the timing, and the position An indicator having a transmission unit that transmits a signal representing the position, a reception unit that receives the signal representing the position from the transmission unit, and a timing specific to each light source with respect to the area obtained by dividing the screen into a plurality of areas A position detection system comprising: an image display device having a plurality of light sources for projecting light pulses.
With this configuration, since the position detection system detects the position of the indicator on the screen based on the timing of the light pulse, the position of the indicator is not required without using a special screen and performing a calibration process. It is possible to display an image in accordance with (interactive operation).
また、本発明は、前記指示器は、複数備えられることを特徴とする位置検出システムである。
この構成により、位置検出システムは、複数の指示器の位置に応じた画像を表示することができる(マルチタッチ化)。
Moreover, the present invention is a position detection system comprising a plurality of the indicators.
With this configuration, the position detection system can display images corresponding to the positions of a plurality of indicators (multi-touch).
また、本発明は、位置検出システムにおける位置検出方法であって、指示器が備えるセンサーが、光パルスを受光し、該光パルスのタイミングを検出するステップと、指示器が備える送信部が、前記タイミングを表す信号を送信するステップと、画像表示装置が備える受信部が、前記タイミングを表す信号を前記送信部から受信するステップと、画像表示装置が備える複数の光源が、画面を複数に分割した領域に対して、光源毎に固有のタイミングで光パルスを投射するステップと、画像表示装置が備える制御部が、前記タイミングを表す信号に基づいて、画像が表示される前記画面上の前記指示器の位置を検出するステップと、を有することを特徴とする位置検出方法である。
この方法により、位置検出システムは、光パルスのタイミングに基づいて、画面上の指示器の位置を検出するので、特殊なスクリーンを用いることなく、且つキャリブレーション処理を実行することなく、指示器の位置に応じた画像を表示することができる。
The present invention is also a position detection method in a position detection system, wherein a sensor included in the indicator receives a light pulse and detects a timing of the light pulse, and a transmission unit included in the indicator includes: A step of transmitting a signal representing timing, a step of receiving a signal representing the timing from the transmitting unit, and a plurality of light sources included in the image display device dividing the screen into a plurality of parts. The indicator on the screen on which an image is displayed on the basis of a step of projecting a light pulse to the region at a timing specific to each light source, and a control unit provided in the image display device based on a signal representing the timing And a step of detecting the position of the position.
By this method, since the position detection system detects the position of the indicator on the screen based on the timing of the light pulse, it is possible to use the indicator without using a special screen and performing the calibration process. An image corresponding to the position can be displayed.
本発明によれば、位置検出システムは、光パルスのタイミングに基づいて、画面上の指示器の位置を検出するので、特殊なスクリーンを用いることなく、且つキャリブレーション処理を実行することなく、指示器の位置に応じた画像を表示することができる。 According to the present invention, since the position detection system detects the position of the indicator on the screen based on the timing of the light pulse, the instruction is performed without using a special screen and without executing the calibration process. An image corresponding to the position of the vessel can be displayed.
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態について図面を参照して詳細に説明する。位置検出システムにおいて、指示器は、画面上において光パルスを受光し、受光した光パルスのタイミングを表す信号を送信する。また、位置検出装置は、光パルスのタイミングを表す信号を受信し、受信した信号に基づいて、画面上における指示器の位置を検出する。また、画像表示装置は、検出された指示器の位置に応じた画像を表示する。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the position detection system, the indicator receives a light pulse on the screen and transmits a signal indicating the timing of the received light pulse. Further, the position detection device receives a signal representing the timing of the light pulse, and detects the position of the indicator on the screen based on the received signal. The image display device displays an image corresponding to the detected position of the indicator.
図1には、位置検出システムの構成が表されている。位置検出システムは、画像表示装置1000と、指示器2000とを備える。指示器2000は、画面上の位置を指示するためのポインティング・デバイス(例えば、電子ペン)である。指示器2000は、フォトダイオード2010と、A/D変換部2020と、送信部2030とを備える。
FIG. 1 shows the configuration of the position detection system. The position detection system includes an
フォトダイオード2010は、光パルスを受光し、受光した光パルスの強度を検出する。A/D変換部2020は、フォトダイオード2010が検出した光パルスのタイミングを表すデジタル信号を出力する。ここで、光パルスのタイミングは、例えば、受光量に応じた電圧差により検出される。
The
送信部2030は、光パルスのタイミングを表す信号を送信する。なお、指示器2000は、位置検出システムに複数備えられていてもよい(マルチタッチ化)。この場合、送信部2030は、各指示器を識別するための識別番号を送信する。
The
画像表示装置1000は、位置検出装置1100と、投射部1200とを備える。位置検出装置1100は、制御部1110と、液晶駆動部1120と、信号生成部1130と、赤色光源駆動部1140Rと、緑色光源駆動部1140Gと、青色光源駆動部1140Bと、受信部1150とを備える。
The
受信部1150は、光パルスのタイミングを表す信号を、指示器2000の送信部2030から受信して、制御部1110に転送する。指示器2000が位置検出システムに複数備えられている場合、受信部1150は、受信した識別番号毎に、光パルスのタイミングを表す信号を制御部1110に転送する。
The
図2には、投射部の構成が表されている。投射部1200は、クロスダイクロイックプリズム400と、投写光学系500とを備える。また、投射部1200は、赤色光源部(R−LEDアレイ)100Rと、赤色光用コリメーター光学系200Rと、赤色光用液晶ライトバルブ300Rとを備える。また、投射部1200は、緑色光源部(G−LEDアレイ)100Gと、緑色光用コリメーター光学系200Gと、緑色光用液晶ライトバルブ300Gとを備える。また、投射部1200は、青色光源部(B−LEDアレイ)100Bと、青色光用コリメーター光学系200Bと、青色光用液晶ライトバルブ300Bとを備える。なお、各光源部は、投射部1200でなく位置検出装置1100に備えられていてもよい。
FIG. 2 shows the configuration of the projection unit. The
図3には、赤色光源部の構成が表されている。赤色光源101R〜112Rは、例えば、LED(Light Emitting Diode)であり、赤色光LRを投射する。各光源は、スクリーン3000を複数に分割した領域(図5及び6を用いて後述する)のうち、自光源に対応する領域と該領域に隣接する領域とに対して、光源毎に固有のタイミングで光パルスを投射する。
FIG. 3 shows the configuration of the red light source unit. The
赤色光源101R〜112Rは、赤色光用液晶ライトバルブ300R(図2を参照)と相似する形状となるように、例えば、3行4列に配列される。なお、緑色光源部100G及び青色光源部100Bは、赤色光源部100Rと同形状を有する。
The
図2に戻り、投射部の構成の説明を続ける。赤色光用コリメーター光学系200Rは、複数のレンズを有し、赤色光源部100Rが投射した赤色光LRの照度分布を、赤色光用液晶ライトバルブ300Rにおいて均一化させる。緑色光用コリメーター光学系200G及び青色光用コリメーター光学系200Bについても同様である。
Returning to FIG. 2, the description of the configuration of the projection unit will be continued. The red light collimator
赤色光用液晶ライトバルブ300R、緑色光用液晶ライトバルブ300G、及び青色光用液晶ライトバルブ300Bは、光変調素子である。赤色光用液晶ライトバルブ300Rにより変調された赤色光LRは、クロスダイクロイックプリズム400に入射する。また、緑色光用液晶ライトバルブ300Gにより変調された緑色光LGは、赤色光LRと異なる方向からクロスダイクロイックプリズム400に入射する。また、青色光用液晶ライトバルブ300Bにより変調された青色光LBは、赤色光LR及び緑色光LGと異なる方向からクロスダイクロイックプリズム400に入射する。
The red light liquid crystal
クロスダイクロイックプリズム400は、直角プリズムが貼り合わされた構造を有し、その構造の内面には、赤色光LRを反射するミラー面と、青色光LBを反射するミラー面とが十字状に形成されている。赤色光LR、緑色光LG及び青色光LBはこれらのミラー面により合成され、合成された光が画像を形成する。
The cross
投写光学系500は、投写レンズを有する。クロスダイクロイックプリズム400により形成された画像は、投写レンズによりスクリーン3000に拡大投写される。このようにして、投射部1200は、各光源部の発光を利用して、スクリーン3000(画面)に画像を投写する。
The projection
図1に戻り、位置検出システムの構成の説明を続ける。制御部1110には、画像信号と、制御信号とが入力される。制御部1110は、制御信号に基づいて、画像信号に所定の信号処理を施す。制御部1110は、例えば、DSP(Digital Signal Processor)である。また、制御部1110は、画像の表示タイミングに同期した同期信号を信号生成部1130に出力する。ここで、同期信号は、例えば、垂直同期信号(Vsync)である。
Returning to FIG. 1, the description of the configuration of the position detection system will be continued. The
制御部1110には、光パルスのタイミングを表す信号が、受信部1150から入力される。また、位置検出システムに指示器2000が複数備えられている場合、制御部1110には、各指示器を識別するための識別番号が、受信部1150から入力される。制御部1110は、光パルスのタイミングを表す信号に基づいて、指示器2000が指示した画面上の位置(以下、「指示位置」という)を検出する。ここで、制御部1110は、1つの光源と該光源に隣接する1つ以上の光源とからの複数の光パルスの各タイミングに基づいて、指示位置を検出する。指示位置を検出する方法については、図4、図9〜11などを用いて後述する。
A signal representing the timing of the optical pulse is input from the receiving
制御部1110は、指示位置に応じた画像(インタラクティブ画像)を表す画像信号を、液晶駆動部1120に出力する。例えば、制御部1110は、指示位置にカーソルが表示されるよう、指示位置にカーソルが重畳された画像を表す画像信号を、液晶駆動部1120に出力する。
The
液晶駆動部(光変調素子駆動部)1120は、指示位置に応じた画像を表す画像信号に応じて、各液晶ライトバルブ(光変調素子)(図2を参照)を駆動する。信号生成部1130は、同期信号に同期して、赤色光源駆動部1140R、緑色光源駆動部1140G及び青色光源駆動部1140Bを制御する。
A liquid crystal drive unit (light modulation element drive unit) 1120 drives each liquid crystal light valve (light modulation element) (see FIG. 2) in accordance with an image signal representing an image corresponding to the designated position. The
赤色光源駆動部1140Rは、信号生成部1130による制御に応じて、赤色光源部100Rを駆動する。ここで、赤色光源駆動部1140Rは、赤色光源101R〜112R毎(図3を参照)にタイミングが固有である光パルスを、自光源に対応するスクリーン3000上の領域に対して各光源から個別に投射させる。緑色光源駆動部1140G及び青色光源駆動部1140Bについても同様である。
The red light
次に、光パルスについて説明する。
図4には、光源毎に固有のタイミングで投射される光パルスが表されている。光パルスにおいて、スタートパルスとこれに続く位置検出パルスとの間隔は、光源毎に固有である。ここで、各スタートパルスは、各光源から同じタイミングで投射される。
Next, the light pulse will be described.
FIG. 4 shows light pulses projected at a timing specific to each light source. In the light pulse, the interval between the start pulse and the subsequent position detection pulse is unique for each light source. Here, each start pulse is projected from each light source at the same timing.
図4では、赤色光源101Rから射出された光パルスは、スタートパルスと位置検出パルスとの間隔が最も短い。また、赤色光源112Rから射出された光パルスは、スタートパルスと位置検出パルスとの間隔が最も長い。ここで、スタートパルスと位置検出パルスとが最も長い間隔は、全ての位置検出パルスを検出するために必要とされる時間として予め定められる。以下、光パルスは、各光源から同じ強度で射出されたものとして説明を続ける。なお、光パルス以外における光の強度は、例えば、画面に表示される画像に応じて強度(レベル)が変化してもよい。
In FIG. 4, the light pulse emitted from the
また、画像が表示される画面上の指示位置(座標)は、光パルスのタイミングを表す信号に基づいて、制御部1110により検出される。光パルス同士の時間間隔は、所定周期でカウンタが更新されることにより、制御部1110により計測される。ここで、スタートパルスと次のスタートパルスとの間隔である検出周期は、1フレーム画像の表示周期よりも短く、例えば、1[ms]である。1フレーム画像の表示周期よりも検出周期が短いので、これにより、制御部1110は、指示位置を短時間で検出することができる。また、ユーザーは、光パルスによる光量変化の影響をほとんど受けることなく、投写画像を観ることができる。
The designated position (coordinates) on the screen on which the image is displayed is detected by the
図5には、画面位置と光強度との関係が表されている。スクリーン3000は、各光源(図3を参照)に対応する3行4列の領域に、予め分割されている。例えば、スクリーン3000の領域1は、赤色光源101Rに対応する。また、例えば、スクリーン3000の領域2は、赤色光源102Rに対応する。同様に、スクリーン3000の領域3〜12は、赤色光源103R〜112Rにそれぞれ対応する。また、緑色光源部100G及び青色光源部100B(図2を参照)についても同様である。
FIG. 5 shows the relationship between the screen position and the light intensity. The
図5の下段に表されているように、光パルスは、領域と該領域に隣接する領域とに対して各光源から投射される。これにより、スクリーン3000における光強度は、ほぼ均一となる。
As shown in the lower part of FIG. 5, the light pulse is projected from each light source to the region and a region adjacent to the region. Thereby, the light intensity in the
なお、スクリーン3000に投射される光パルスは、赤色光源部100R、緑色光源部100G及び青色光源部100Bのいずれから投射されてもよい。以下では、一例として、スクリーン3000に投射される光パルスが、赤色光源部100Rから投射される場合について説明する。
The light pulse projected on the
図6には、領域と投射範囲との位置関係が表されている。図6では、光パルスが投射される投射範囲(円形状)の各中心と、領域の各中心とは同位置に定められている。領域6に示されている点(図中の矢印により示されている点)は、指示位置を表す。以下では、この指示位置は、一例として、光源102Rによる投射範囲と、光源106Rによる投射範囲と、光源107Rによる投射範囲とに含まれているものとする。
FIG. 6 shows the positional relationship between the area and the projection range. In FIG. 6, each center of the projection range (circular shape) on which the light pulse is projected and each center of the region are determined at the same position. A point shown in the region 6 (a point indicated by an arrow in the figure) represents a designated position. In the following, it is assumed that the indicated position is included in a projection range by the
図7には、液晶ライトバルブに投射された光パルスと、スクリーンに投射された光パルスとの関係が表されている。図7では、赤色光用液晶ライトバルブ300Rを構成する画素領域306Rを透過した光パルスが、スクリーン3000の領域6に投射されている。以下、指示位置に投射された光パルスが液晶ライトバルブを透過した位置を「透過位置」という。
FIG. 7 shows the relationship between the light pulse projected on the liquid crystal light valve and the light pulse projected on the screen. In FIG. 7, the light pulse transmitted through the
また、赤色光源102Rから透過位置までの距離と、赤色光源106Rから透過位置までの距離とでは、赤色光源106Rから透過位置までの距離のほうが短いものとする。これにより、赤色光源102R及び赤色光源106Rから同じ強度の光パルスが射出された場合でも、透過位置において、赤色光源102Rから投射された光パルスのほうが、赤色光源106Rから投射された光パルスよりも、光パルスの経路距離に応じて強度が低くなる。
Further, it is assumed that the distance from the
一例として、赤色光源102Rから投射された光パルスは、透過位置において、強度が20であったとする。一方、赤色光源106Rから投射された光パルスは、透過位置において、強度が160であったとする。これらの光パルスは、透過位置において互いに重なり合う。
As an example, it is assumed that the light pulse projected from the
ここで、画素領域306Rの透過率は、一例として、50[%](=0.50)であるとする。赤色光源102Rから投射されたスタートパルスと赤色光源106Rから投射されたスタートパルスとが重なり合ったスタートパルスは、スクリーン3000上の指示位置において、強度が90(=(レベル20+レベル160)×透過率0.50)となる。一方、赤色光源102Rから投射された位置検出パルスは、スクリーン3000上の指示位置において、強度が10(=レベル20×0.50)となる。同様に、赤色光源106Rから投射された位置検出パルスは、スクリーン3000上の指示位置において、強度が80(=レベル160×0.50)となる。
Here, the transmittance of the pixel region 306R is, for example, 50 [%] (= 0.50). The start pulse in which the start pulse projected from the
図8には、スクリーンに投射された光パルスが表されている。光源102Rによる投射範囲と、光源106Rによる投射範囲と、光源107Rによる投射範囲とのいずれにも指示位置が含まれているので(図6を参照)、指示位置におけるスタートパルスは、赤色光源102Rから投射されたスタートパルスと、赤色光源106Rから投射されたスタートパルスと、赤色光源107Rから投射されたスタートパルスとが重なり合ったスタートパルスとなる。図8では、この重なり合ったスタートパルスは、強度が100(=(レベル20+レベル160+レベル20)×透過率0.50)となる。一方、各位置検出パルスは、射出されたタイミングがそれぞれ異なるので重なり合うことがない。このため、指示位置における各位置検出パルスの強度を算出するには、透過位置における強度に透過率0.50を乗算するだけでよい。
FIG. 8 shows light pulses projected on the screen. Since the indication position is included in any of the projection range by the
光源102Rによる投射範囲と、光源106Rによる投射範囲と、光源107Rによる投射範囲とのいずれにも指示位置が含まれているので(図6を参照)、指示位置における位置検出パルスには、赤色光源102Rから投射された位置検出パルスと、赤色光源106Rから投射された位置検出パルスと、赤色光源107Rから投射された位置検出パルスとの3つがある。図8では、赤色光源102Rから投射された位置検出パルスの強度は、10である。また、赤色光源106Rから投射された位置検出パルスの強度は、80である。また、赤色光源107Rから投射された位置検出パルスの強度は、10である。
Since the indication position is included in any of the projection range by the
図8では、重なり合ったスタートパルスの強度:赤色光源102Rからの位置検出パルスの強度:赤色光源106Rからの位置検出パルスの強度:赤色光源107Rからの位置検出パルスの強度=1.0:0.1:0.8:0.1となっている。つまり、赤色光源102Rからの位置検出パルスの強度:赤色光源106Rからの位置検出パルスの強度:赤色光源107Rからの位置検出パルスの強度=1:8:1となっている。
In FIG. 8, the intensity of the overlapping start pulse: the intensity of the position detection pulse from the
図9は、指示位置に応じたベクトルの傾きを検出する方法を説明するための図である。このベクトルの傾きは、各位置検出パルス(図8を参照)のうち強度の比が最も大きい位置検出パルスを投射した赤色光源106Rに対応する領域6の中心から、指示位置までを結ぶベクトルの傾きである。また、重なり合ったスタートパルスの強度と、領域6に隣接する領域2、5、7及び10に投射された各位置検出パルス(図8を参照)の強度との比は、制御部1110により算出される。また、制御部1110により、領域6に隣接する領域2、5、7及び10に投射された各位置検出パルス同士の強度との比が算出されてもよい。
FIG. 9 is a diagram for explaining a method of detecting the inclination of a vector corresponding to the designated position. The inclination of this vector is the inclination of the vector connecting from the center of the
重なり合ったスタートパルスの強度と、赤色光源105Rから投射された位置検出パルスの強度との比は、100:0である。重なり合ったスタートパルスの強度と、赤色光源110Rから投射された位置検出パルスの強度との比も、100:0である。また、重なり合ったスタートパルスの強度と、赤色光源102Rから投射された位置検出パルスの強度との比は、1:0.1である。重なり合ったスタートパルスの強度と、赤色光源107Rから投射された位置検出パルスの強度との比も、1:0.1である。これら強度の比から、制御部1110は、スクリーンの横方向(行方向)に対して反時計回りにベクトルが45度傾いていることを検出する。
The ratio of the overlap and the strength of the start pulses, the intensity of the
図10は、指示位置を検出する方法を説明するための図である。赤色光源102Rに対応する領域2から指定位置までの距離は、赤色光源102Rから投射された位置検出パルスの強度の比が0.1であることに基づいて、制御部1110がルックアップテーブル(Look Up Table、LUT)を参照することにより検出される。このルックアップテーブルには、位置検出パルスの強度の比と、スクリーン3000上における領域の中心からの距離との関係が、予め測定されて登録されている。
FIG. 10 is a diagram for explaining a method of detecting the designated position. The distance from the
指示位置(座標)は、ベクトルの傾き45度と、領域2の中心から指示位置までの距離とに基づいて、制御部1110により検出される。なお、光パルスの強度の比が最も大きい光源が2つある場合、指示位置は、それらの光源に対応する領域同士の境界にある。
The designated position (coordinates) is detected by the
次に、位置検出システムが指示位置を検出する手順を説明する。
図11は、位置検出システムが指示位置を検出する手順を表すフローチャートである。図11に表された手順は、所定の検出周期で実行される。制御部1110は、光パルスのタイミングを表す信号におけるスタートパルスを検出したとする(ステップS1)。制御部1110は、さらに位置検出パルスを検出するために、光パルス同士の間隔を計測するためのカウンタを更新する(ステップS2)。
Next, a procedure for detecting the indicated position by the position detection system will be described.
FIG. 11 is a flowchart showing a procedure for the position detection system to detect the designated position. The procedure shown in FIG. 11 is executed at a predetermined detection cycle. It is assumed that
制御部1110は、位置検出パルスを検出したか否か、すなわち、光パルスのタイミングを表す信号に所定の電圧差があるデーターを検出したか否か判定する(ステップS3)。位置検出パルスを検出していない場合(ステップS3−NO)、制御部1110の処理は、ステップS2に戻る。一方、位置検出パルスを検出した場合(ステップS3−YES)、制御部1110は、更新したカウンタ値に基づいて、その位置検出パルスを投射した光源がいずれの光源かを検出する。また、制御部1110は、光パルスのタイミングを表す信号に基づいて、その位置検出パルスの強度を検出する(ステップS4)。
The
制御部1110は、予め定められた最大値とカウンタ値とが一致したか否かを判定する(ステップS5)。予め定められた最大値とカウンタ値とが一致していない場合(ステップS5−NO)、制御部1110の処理は、ステップS2に戻る。一方、予め定められた最大値とカウンタ値とが一致した場合(ステップS5−YES)、制御部1110は、重なり合ったスタートパルスの強度と、他の位置検出パルスの強度の比を算出する。また、制御部1110は、スタートパルスの強度と、位置検出パルスの強度との比が最も大きい光源に対応する領域を検出する(図8を参照)(ステップS6)。
制御部1110は、指示位置に応じたベクトルの傾きを検出する(図9を参照)。また、制御部1110は、ルックアップテーブルを参照し、位置検出パルスの強度との比に基づいて、領域の中心から指示位置までの距離を算出することで(図10を参照)、指示位置(座標)を検出する(ステップS7)。このように、指示位置が光パルスの強度比に基づいて検出されるので、位置検出システムは、ノイズの影響を受けることなく、指示位置に応じた画像を表示することができる。
The
なお、指示位置を検出する制御部は、指示器に備えられていてもよい。この場合、位置検出システムは、光パルスを受光し、該光パルスのタイミングを検出するフォトダイオード2010と、前記タイミングに基づいて、画像が表示される画面上の自装置の位置を検出する制御部(不図示)と、前記位置を表す信号を送信する送信部2030と、を有する指示器と、前記位置を表す信号を送信部2030から受信する受信部1150と、前記画面を複数に分割した領域に対して、光源毎に固有のタイミングで光パルスを投射する複数の赤色光源部100R、緑色光源部100G及び青色光源部100Bと、を有する画像表示装置と、を備える。
In addition, the control part which detects an instruction | indication position may be provided in the indicator. In this case, the position detection system receives a light pulse and detects the timing of the light pulse, and a control unit that detects the position of the device on the screen on which an image is displayed based on the timing. (Not shown), an indicator having a
[第2実施形態]
第2実施形態では、光パルスが投射される投射範囲が、他の投射範囲とオーバーラップしていない点が、第1実施形態と異なる。第2実施形態では、第1実施形態との相違点についてのみ説明する。
[Second Embodiment]
The second embodiment is different from the first embodiment in that the projection range in which the light pulse is projected does not overlap with other projection ranges. In the second embodiment, only differences from the first embodiment will be described.
赤色光源101R〜112R(図3を参照)は、自光源に対応する領域のみに、光源毎に固有のタイミングで光パルスを投射する。すなわち、光パルスを投射する投射範囲が他の投射範囲とオーバーラップしないように、各光源は、自光源に対応する領域のみに光パルスを投射する。
The
また、制御部1110は、タイミングを表す信号における、スタートパルスと位置検出パルスとの間隔のみに基づいて、指示器2000の位置を領域毎に検出する。投射範囲が互いにオーバーラップしていないので、タイミングを表す信号には、指示器2000の位置に応じた1つの位置検出パルスのみが検出される。制御部1110は、この1つの位置検出パルス対応する領域内に指示位置があることを検出する。
Further, the
この構成により、位置検出システムは、光源毎に固有のスタートパルス及び位置検出パルスの間隔に基づいて、指示器の位置を領域毎に検出するので、これにより、領域毎の指示器の指示位置に応じた画像を表示することができる。 With this configuration, the position detection system detects the position of the indicator for each region based on the interval between the start pulse and the position detection pulse unique to each light source. A corresponding image can be displayed.
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
例えば、上記では、光源部としてLEDアレイを用いたが、光学構成は、投写画面の領域毎に光源を制御できる構成であれば、LEDアレイを含む構成に限らなくてよい。例えば、光学構成は、ホログラム素子(回折光学素子)により、LD(Laser Diode)アレイからの光を照明領域において整形することが可能である構成であっても良い。これにより、位置検出システムは、レンズ光学系を用いた場合と比較して、照明領域をオーバーラップさせながら、無駄なく均一に画面を照明することができる。 For example, in the above description, the LED array is used as the light source unit. However, the optical configuration is not limited to the configuration including the LED array as long as the light source can be controlled for each region of the projection screen. For example, the optical configuration may be a configuration in which light from an LD (Laser Diode) array can be shaped in an illumination area by a hologram element (diffractive optical element). Accordingly, the position detection system can illuminate the screen uniformly without waste while overlapping the illumination areas as compared with the case where the lens optical system is used.
なお、以上に説明した位置検出システム及び位置検出方法を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。 Note that the program for realizing the position detection system and the position detection method described above may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program may be read into the computer system and executed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Further, the “computer-readable recording medium” is a volatile memory (RAM) inside a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted through a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included. The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
100R…赤色光源部(R−LEDアレイ)、101R〜112R…赤色光源(R−LED)、100G…緑色光源部(G−LEDアレイ)、100B…青色光源部(B−LEDアレイ)、200R…赤色光用コリメーター光学系、200G…緑色光用コリメーター光学系、200B…青色光用コリメーター光学系、300R…赤色光用液晶ライトバルブ(光変調素子)、302R,306R,310R…画素領域、300G…緑色光用液晶ライトバルブ(光変調素子)、300B…青色光用液晶ライトバルブ(光変調素子)、400…クロスダイクロイックプリズム、500…投写光学系、1000…画像表示装置、1100…位置検出装置、1110…制御部(DSP)、1120…液晶駆動部、1130…信号生成部、1140R…赤色光源駆動部、1140G…緑色光源駆動部、1140B…青色光源駆動部、1150…受信部、1200…投射部、2000…指示器(電子ペン)、2010…フォトダイオード、2020…A/D変換部、2030…送信部、3000…スクリーン 100R: Red light source (R-LED array), 101R to 112R ... Red light source (R-LED), 100G ... Green light source (G-LED array), 100B ... Blue light source (B-LED array), 200R ... Collimator optical system for red light, 200G ... collimator optical system for green light, 200B ... collimator optical system for blue light, 300R ... liquid crystal light valve (light modulation element) for red light, 302R, 306R, 310R ... pixel region , 300G: liquid crystal light valve for green light (light modulation element), 300B: liquid crystal light valve for blue light (light modulation element), 400: cross dichroic prism, 500: projection optical system, 1000: image display device, 1100: position Detection device, 1110 ... control unit (DSP), 1120 ... liquid crystal drive unit, 1130 ... signal generation unit, 1140R ... red Light source drive unit, 1140G ... green light source drive unit, 1140B ... blue light source drive unit, 1150 ... reception unit, 1200 ... projection unit, 2000 ... indicator (electronic pen), 2010 ... photodiode, 2020 ... A / D conversion unit, 2030 ... Transmitter, 3000 ... Screen
Claims (7)
前記タイミングを表す信号を送信する送信部と、
を有する指示器と、
前記タイミングを表す信号を前記送信部から受信する受信部と、
画面を複数に分割した領域に対して、光源毎に固有のタイミングで光パルスを投射する複数の光源と、
前記タイミングを表す信号に基づいて、画像が表示される前記画面上の前記指示器の位置を検出する制御部と、
を有する画像表示装置と、
を備えることを特徴とする位置検出システム。 A sensor that receives the light pulse and detects the timing of the light pulse;
A transmission unit for transmitting a signal representing the timing;
An indicator having
A receiver that receives a signal representing the timing from the transmitter;
A plurality of light sources that project light pulses at a specific timing for each light source, with respect to a region divided into a plurality of screens,
A control unit for detecting a position of the indicator on the screen on which an image is displayed based on a signal representing the timing;
An image display device comprising:
A position detection system comprising:
前記制御部は、1つの光源と該光源に隣接する1つ以上の光源とからの複数の光パルスの各タイミングに基づいて、前記指示器の位置を検出することを特徴とする請求項1に記載の位置検出システム。 Each light source projects a light pulse at a timing specific to each light source with respect to the region corresponding to the light source and a region adjacent to the region,
The control unit detects the position of the indicator based on each timing of a plurality of light pulses from one light source and one or more light sources adjacent to the light source. The described position detection system.
前記タイミングに基づいて、画像が表示される画面上の自装置の位置を検出する制御部と、
前記位置を表す信号を送信する送信部と、
を有する指示器と、
前記位置を表す信号を前記送信部から受信する受信部と、
前記画面を複数に分割した領域に対して、光源毎に固有のタイミングで光パルスを投射する複数の光源と、
を有する画像表示装置と、
を備えることを特徴とする位置検出システム。 A sensor that receives the light pulse and detects the timing of the light pulse;
Based on the timing, a control unit that detects the position of the device on the screen on which the image is displayed;
A transmitter for transmitting a signal representing the position;
An indicator having
A receiver that receives a signal representing the position from the transmitter;
A plurality of light sources that project light pulses at a specific timing for each light source, with respect to an area obtained by dividing the screen into a plurality of parts,
An image display device comprising:
A position detection system comprising:
指示器が備えるセンサーが、光パルスを受光し、該光パルスのタイミングを検出するステップと、
指示器が備える送信部が、前記タイミングを表す信号を送信するステップと、
画像表示装置が備える受信部が、前記タイミングを表す信号を前記送信部から受信するステップと、
画像表示装置が備える複数の光源が、画面を複数に分割した領域に対して、光源毎に固有のタイミングで光パルスを投射するステップと、
画像表示装置が備える制御部が、前記タイミングを表す信号に基づいて、画像が表示される前記画面上の前記指示器の位置を検出するステップと、
を有することを特徴とする位置検出方法。 A position detection method in a position detection system, comprising:
A sensor provided in the indicator receives the light pulse and detects the timing of the light pulse;
A transmitter provided in the indicator transmits a signal representing the timing;
A reception unit included in the image display device receives a signal representing the timing from the transmission unit;
A plurality of light sources included in the image display device projecting light pulses at a timing specific to each light source with respect to an area obtained by dividing the screen into a plurality of areas;
A control unit provided in the image display device detects a position of the indicator on the screen on which an image is displayed based on a signal representing the timing; and
A position detection method comprising:
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