JP6929723B2 - Video display system - Google Patents
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本発明は、映像表示システムに関し、さらには、そのための映像表示部と入力操作部とを備えたインタラクティブスクリーン装置、並びに、投射型映像表示装置に関する。 The present invention relates to a video display system, and further relates to an interactive screen device including a video display unit and an input operation unit for that purpose, and a projection type video display device.
各種の映像画面を拡大して投射するための光学装置である投射型映像表示装置（いわゆる、プロジェクタ）は、以下の特許文献１にも知られるように、外部からの映像信号を入力してその映像を拡大してパネルや壁面等に投射するための手段として、広く利用されてきている。
As is also known in
一方、投射型映像表示装置を利用して画面を拡大して投射しながら、前記画面を介してインタラクティブに操作可能なシステムも、以下の特許文献２により既に知られている。
On the other hand, a system capable of interactively operating through the screen while enlarging the screen by using a projection type image display device is also already known in
しかしながら、上述した従来技術、特に、上記特許文献２により知られるインタラクティブプロジェクションシステムでは、映像を、天井面に取り付けたプロジェクタにより、パネルや壁面等に拡大して投射すると共に、前記拡大したパネルや壁面上に投射された映像上で操作者の指やペン等によって行われる指示を、複数台のカメラ手段によって撮像された画像から３次元的に算出・検出することにより入力することにより、インタラクティブなプロジェクションシステムを達成している。そのため、システムが大型化してしまい、特に、その可搬性や簡便性における課題が指摘されていた。
However, in the above-mentioned prior art, particularly the interactive projection system known in
そこで、本発明は、その可搬性や簡便性における課題を解消した映像表示システムを提供し、さらには、そのためのインタラクティブスクリーン装置や投射型映像表示装置を提供することをその目的とするものである。 Therefore, an object of the present invention is to provide an image display system that solves the problems in portability and convenience, and further to provide an interactive screen device and a projection type image display device for that purpose. ..
上記課題は、例えば請求の範囲に記載の発明により解決される。 The above problem is solved by the invention described in the claims, for example.
本発明によれば、容易に移動して簡単に組み立てられることから、可搬性や簡便性に優れた映像表示システムと共に、そのためのインタラクティブスクリーン装置や投射型映像表示装置が提供されるという優れた効果が達成されることとなる。 According to the present invention, since it can be easily moved and easily assembled, an excellent effect that an interactive screen device and a projection type video display device for that purpose are provided together with a video display system having excellent portability and convenience. Will be achieved.
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら、詳細に説明する。
まず、図１には、本発明の一実施の形態に係る映像表示システム全体の概観構成を示す。この図において、参照番号１、２は平面座標検出部を、３は制御部を、４はスクリーン部を、５はプロジェクタ（投射型映像表示装置）を、６は映像信号生成部を、７は座標調整部を、８は映像変更操作部を、それぞれ示している。また、上記のインタラクティブスクリーン部２３を構成する２枚の平面座標検出部１または２は、それぞれ、図にも示すように、互いに直交して配列され、かつ、その間に誘電体を挟んで対向する複数の導体（Ｘ座標導体とＹ座標導体）を備え、さらに、Ｘ座標導体をまとめたＸ座標検出まとめ配線部９または１２と、Ｙ座標導体をまとめたＹ座標検出まとめ配線部１０または１３とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
First, FIG. 1 shows an overview configuration of the entire video display system according to the embodiment of the present invention. In this figure,
また、これらのまとめ配線部９または１２、１０または１３は、それぞれ、センサ信号生成部１１または１４へ接続されている。即ち、上記の構成により、２枚の平面座標検出部１または２は、それぞれ、Ｙ座標静電検出センサ１５または１８、および、Ｘ座標静電検出センサ１６または１７を形成している。
Further, these
より詳細に説明すると、２つの平面座標検出部１、２は、誘電率のレベルを検出するセンサであって、それぞれ、Ｘ座標静電検出センサ１５または１８とＹ座標静電検出センサ１６または１７を指で触れることで、誘電率の変化を検出し、そして、前記Ｘ座標検出まとめ配線部１０または１３とＹ座標検出まとめ配線部９または１２を介して、その検出信号（座標信号）をそれぞれのセンサ信号生成部１１または１４へ送る。これらの検出信号（座標信号）は、それぞれ、平面座標検出部１または２を構成するセンサ信号生成部１１または１４から、平面座標検出信号１９または２０として、上記の制御部３へ送出される。
More specifically, the two plane
また、上記２つの平面座標検出部１、２は、互いに平行にして平面状に並べて配置されており、その間の境界線は、所定のギャップ間隔（例えば、５ｍｍ）を有している。さらに、これら２つの平面座標検出部１、２の表面は、１枚のシート（スクリーン）で覆われており、いわゆる、スクリーンシート（または、スクリーン部）４を形成している。
Further, the two plane
一方、上記のプロジェクタ５からの投影映像は、上記２つの平面座標検出部１、２を１枚のスクリーンシートで覆ったスクリーン部４の表面上へ投射される。なお、プロジェクタ５からの映像をスクリーン部４の表面上へ投射している状態を図２や図３にも示す。
On the other hand, the projected image from the
かかる構成において、上記の制御部３は、例えば、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ−Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ）等により構成されており、上記２つの平面座標検出部１、２からの平面座標検出信号１、２により、前記スクリーン部４上での指の接触位置（入力位置）を、座標を演算し、その結果を座標調整部７へ送出する。即ち、折り畳み構成が故に、平面座標検出部を２つ備え、それぞれの平面座標検出部からの検出信号を制御部３にて１系統の前記スクリーンシートの座標信号を生成し出力する構成である。
In such a configuration, the
また、上記のプロジェクタ５には、投射映像信号２１が、映像信号生成部６から送出される。ここで、プロジェクタ５からスクリーン部４上へ投影される映像スケールと、前記スクリーン部４の下層の平面座標検出部１、２とのスケール調整が必要である。そこで、例えば、前記映像スケールの座標と前記平面座標検出部１、２のスケールの対応は、座標調整部７にて行う。具体的には、スケールの対応情報２２は、映像変更操作部８へ送出され、前記映像変更操作部８は、スクリーン映像に指で触れた部位の映像に変更を加えて表示する（例えば、黒点や矢印等）。
Further, the projected video signal 21 is transmitted from the video signal generation unit 6 to the
即ち、上述した映像表示システムによれば、上記プロジェクタ５によりスクリーン部４上に映像を投射すると共に、前記スクリーン部４がその下面に備えた手書き入力が可能な複数の平面座標検出部１、２により、前記スクリーン部４表面上での操作者の指等の接触による入力操作が可能な投射型映像表示システムが達成される。
That is, according to the above-mentioned image display system, a plurality of plane
一方、上述した映像信号生成部６、座標調整部７、映像変更操作部８は、例えば、一般的なパーソナルコンピュータ（以下、単に「パソコン」と言う）等を含んで構成されており、操作者からの入力によりその出力として映像を生成すると共に、その入力により所望の処理を行うインタラクティブな装置として構成されている。さらに、上述したプロジェクタ５としては、特に、例えば、小型の机上透写型で、かつ、短焦点のプロジェクタが好ましいであろう。
On the other hand, the video signal generation unit 6, the coordinate adjustment unit 7, and the video change operation unit 8 described above include, for example, a general personal computer (hereinafter, simply referred to as a "personal computer") and the like, and are configured by an operator. It is configured as an interactive device that generates a video as its output by inputting from and performs desired processing by the input. Further, as the above-mentioned
即ち、上述した映像表示システムによれば、小型のプロジェクタ５と共に、可搬型のインタラクティブスクリーン装置２３（さらには、パソコン）を準備することにより、どこでも簡単に、インタラクティブな映像表示システムを構築することが可能となる。また、例えば、このシステムを複数台用意することによれば、複数の人間が、互いに、発表しながらその内容を検討することが可能な便利で有用な映像表示システムとすることも可能となろう。
That is, according to the above-mentioned video display system, it is possible to easily construct an interactive video display system anywhere by preparing a portable interactive screen device 23 (further, a personal computer) together with the
＜プロジェクタ装置＞
ここで、上述した映像表示システムを構成するプロジェクタ５について簡単に述べると、本実施の形態のプロジェクタ５は、投写比が０．２以下（但し、０以上）の、いわゆる、短焦点プロジェクタが好ましく、その一例として、図２および図３にも示したように、その構成部品を、底面と周囲の側面を一体に形成した、外形が略矩形状の下側ケース５０２と、その上面に配置されて固定される上側ケース５０３により形成される空間の内部に収容して構成されている。また、これらの図からも明らかなように、このプロジェクタ装置の上面である上側ケース５０３の略中央部は、いわゆる、丘陵状に盛り上がって形成されており（凸状部）、その一部には、即ち、開閉式ミラーカバー５３１が、他の部分から切り離されると共に、外側に向かって所定の角度だけ回動可能に取り付けられている。そして、この開閉式ミラーカバー５３１の内側には、光学系の一部である、凸面形状で回転非対称に形成された反射ミラー（自由曲面ミラー）１３２が取り付けられる。
<Projector device>
Here, briefly describing the
また、上述した上側ケース５０３の凸状部の内部には、主として、ここでは図示しないレンズ光学系が配置されており、そして、投写光を外部に導くための開口部が形成されている。また、上側ケース５０３の表面には、フォーカス調整用の回転ツマミや、各種入力用のプッシュボタンからなるタッチパネル式操作部などが、それぞれ、設けられている。また、プロジェクタ装置の下側ケース５０２の一側面には、装置の使用形態に対応して縦型の設置が可能なように、一対のスタンド脚５０５が本体と一体に形成されている。
Further, inside the convex portion of the
加えて、上述したプロジェクタ装置の外形寸法は、その一例として、（幅）Ｗ＝２６５ｍｍ、（奥行き）Ｄ＝２００ｍｍ、（高さ）Ｈ＝７０ｍｍの、いわゆる、Ａ４サイズに対応する寸法となっている。また、その重量は、装置全体として１．２ｋｇ程度と、比較的軽量に設定されている。即ち、簡易に設置して、投写することが可能となるように設計されている。 In addition, the external dimensions of the projector device described above are, for example, (width) W = 265 mm, (depth) D = 200 mm, and (height) H = 70 mm, which correspond to the so-called A4 size. There is. The weight of the device as a whole is set to be relatively light, about 1.2 kg. That is, it is designed so that it can be easily installed and projected.
また、図４は、上述した光学系の構成の一例を示した断面図である。例えば、ここでは図示しない半導体レーザ等からなる光源からの光を、外部からの映像信号（例えば、携帯端末からの映像信号）に応じて、例えば、ＤＬＰ（デジタルライトプロセッシング）（登録商標）装置１など、マイクロミラーや反射型液晶パネル（ＬＣＯＳ（登録商標）：Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）からなる反射式や、液晶パネル等からなる透過式の光変調装置１００により変調する。それによって得られた映像は、TIRプリズム１０１で合成され、複数のレンズからなる投射レンズ系１０２を介して反射ミラー１３２に投射され、その表面で反射されて拡大投射される。なお、上述した複数のレンズから構成される投射レンズ系１０２は、映像の拡大投射に伴う各種の歪、例えば、斜め入射による歪や台形歪などを補正するために必要な、回転対称でない自由曲面形状のレンズ等を含めて、各種のレンズを含んでいる。また、投射レンズ系１０２は、投射レンズベース１０３上に移動可能に搭載されており、図のレンズ調整機構１０４の働きにより、図の上下方向に投射レンズの一部のレンズまたはレンズ群を移動させることでフォーカス性能の調整が可能となる。
Further, FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the above-mentioned optical system. For example, light from a light source made of a semiconductor laser or the like (not shown here) is emitted from an external video signal (for example, a video signal from a mobile terminal) according to, for example, a DLP (Digital Light Processing) (registered trademark)
なお、この図では、上述した光学系により拡大されて反射ミラー１３２上に投射され（図中の破線を参照）、その後、その表面で反射されて、例えば、スクリーンや壁面や机やテーブルなどの被投射表面上に投射され、当該映像光の上限光ＬＵと下限光ＬＤが、図中に矢印で示されている。そして、反射ミラー１３２として、自由曲面レンズを含む投射レンズ系１０２からなる光学系を採用することにより、当該装置から映像投射面までの距離が短くても十分に拡大された映像を投射して表示可能な優れた投射性能を確保している（いわゆる、超短型のプロジェクタ装置）。具体的には、本装置を、映像投射面にその先端部を当接した配置状態で映像の投射を行った場合、３０．５インチ×１９．１インチ(対角３６インチの画面サイズ１６：１０)の画面を得ることができる。
In this figure, it is magnified by the above-mentioned optical system and projected onto the reflection mirror 132 (see the broken line in the figure), and then reflected on the surface thereof, for example, a screen, a wall surface, a desk, a table, or the like. The upper limit light LU and the lower limit light LD of the image light projected on the surface to be projected are indicated by arrows in the figure. By adopting an optical system including a
＜可搬型のインタラクティブスクリーン装置＞
一方、上述した映像表示システムの構成においては、複数の平面座標検出部１、２を備えたインタラクティブスクリーン装置２３は、これを、図５（Ａ）に示すように、折り畳み型に、或は、図５（Ｂ）に示すように、巻取り型（円筒型）に形成することも可能であり、これによれば、コンパクトに収納して容易に可搬することができる可搬型のインタラクティブスクリーン装置２３とすることができる。特に、図５（Ａ）にも示すように、折り畳み型で、その一辺に把持（ハンドル）部４１を一体に形成することによれば、その可搬性が増大することとなり、好ましいであろう。
<Portable interactive screen device>
On the other hand, in the configuration of the video display system described above, the interactive screen device 23 provided with the plurality of plane coordinate
なお、折り畳み型のインタラクティブスクリーン装置２３は、上述したような２枚の平面座標検出部１、２を備えた構成にのみ限定されることなく、図６にも示すような３枚の平面座標検出部により構成されるもの、さらには、それ以上の枚数の平面座標検出部により構成されるものであってもよい。
The foldable interactive screen device 23 is not limited to the configuration including the two plane coordinate
また、複数（２枚）の平面座標検出部１、２を連結し、これらを平面状に開いて１枚の平面スクリーンを容易・簡単に形成するため、図７に示すような連結構造部を採用することが好ましい。即ち、この折り畳み可能な連結構造部では、２枚の平面座標検出部１、２の折り畳み部のヒンジ回転中心部４５が上記１枚のスクリーン平面より上に位置するように構成されている。
Further, in order to connect a plurality of (two) plane coordinate
なお、前記インタラクティブスクリーン装置２３は、上述したセンサ信号生成部１１、１４と共に、さらには、上述した制御部３と共に、一体に構成することが好ましいであろう。加えて、制御部３から以下にも述べる座標調整部７への電気的な接続のためには、例えば、ＵＳＢ端子を利用することが好ましい。
It is preferable that the interactive screen device 23 is integrally configured with the sensor signal generation units 11 and 14 described above and further together with the
続いて、上述した映像表示システムを構成する可搬型のインタラクティブスクリーン装置２３の詳細について、以下に述べる。 Subsequently, the details of the portable interactive screen device 23 constituting the above-mentioned video display system will be described below.
この折り畳みタッチパネルのタッチセンサを備えたインタラクティブスクリーン装置２３は、本実施の形態では、静電方式として記載する。しかしながら、本発明はこれに限定されることなく、その他、抵抗シート検出方式、光学式検出方式、超音波検出方式など、種々の既知の検出方式のものを採用することができることは、当業者であれば明らかであろう。 The interactive screen device 23 provided with the touch sensor of the folding touch panel is described as an electrostatic method in the present embodiment. However, the present invention is not limited to this, and other known detection methods such as a resistance sheet detection method, an optical detection method, and an ultrasonic detection method can be adopted by those skilled in the art. It will be clear if there is.
静電検出方式のタッチセンサであるインタラクティブスクリーン装置２３の仕組みの一例を図８（図１の断面図）に示す。なお、この図には示されないが、スクリーン部４の下層には、電極１５、１６，１７、１８（例えばワイヤー、あるいは銀ナノ印刷などで形成。上記の図１を参照）がＸ軸とＹ軸方向に格子状にはりめぐらされており、Ｘ軸とＹ軸の格子状のフィルム層は、フィルムレイヤーを重ねて離別層配置させてあり、これにより、Ｘ軸とＹ軸の交差点は、一種のコンデンサの役割を担う構造となっている。
An example of the mechanism of the interactive screen device 23, which is an electrostatic detection type touch sensor, is shown in FIG. 8 (cross-sectional view of FIG. 1). Although not shown in this figure,
上記の構成により、スクリーン部４の下層には、座標（上記交差点）に対応した複数のコンデンサ群が配列されており、そのため、人が指で上記交差点に触ることで、上記交差点のコンデンサ容量が人体の容量性により変化する。即ち、スクリーン部４にタッチした座標に相当するコンデンサ容量変化を検出することで、スクリーン部４にタッチした座標を検出する。
With the above configuration, a plurality of capacitors corresponding to the coordinates (the intersection) are arranged in the lower layer of the
なお、上述した静電検出手段では、平面座標検出部１、２の周囲には、静電的外乱が存在する場合が多く、静電検出にノイズが混入して感度が低下する等、検出に影響がある。そこで、図８に示す構造とすることが好ましい。
In the above-mentioned electrostatic detection means, electrostatic disturbances often exist around the plane coordinate
この図８において、参照符号３０は、平面座標検出部１、２を保持するための非金属の保持部材であり、ここでは、例えば、ウレタン等の樹脂材により形成されている。また、符号３１は、上記折り畳み式のタッチパネルの外装を形成する薄い金属層（板）を示す。この金属層（板）３１によれば、上述した周囲からの静電的外乱によるノイズの混入や感度の低下を防止すると共に、タッチパネルの意匠性をも向上する（具体的には、タッチパネルを折り畳んだ状態での高級感を得ることができる。
In FIG. 8,
また、符号３２は、上記タッチパネルを開いた状態において、折り畳み境界線３３に沿って形成される、平面座標検出部１と平面座標検出部２との間のギャップを示しており、このギャップの間隔は、できる限り小さいことが好ましいが、上述したように、実際的には、その折り畳み構造から、１〜５ｍｍ程度の範囲内に設定することが好ましいであろう。加えて、上述した静電検出におけるノイズや感度の低下等の問題を解決するためには、上記の薄い金属層（板）３１と制御部３とを電気的にアースに接続することにより、平面座標検出手段の下面（通常、机）からの電気的ノイズや静電ノイズを遮断し、また、薄い金属層（板）３１を電気的基準電位とすることで、安定した静電検出が可能となる。加えて、上記の薄い金属層（板）３１の表面である机面との接触面には、例えば、透明なゴム等による滑り止め部材（膜）を設けることにより、使用中での平面座標検出部１、２の机上での移動（ズレ）を防止することができる。
Further,
なお、平面座標検出部１、２と薄い金属層（板）３１との間は、上記の交差点でのコンデンサ容量の電荷が、前記薄い金属層（板）３１を通して抜けてしまうことを防止するために、少なくとも数ｍｍ程度の距離だけ離別する必要がある。そこで、本例では、平面座標検出部１，２と薄い金属層（板）３１との間に、厚さ３ｍｍ程度のウレタン等からなる樹脂層３０が挿入されている。
It should be noted that between the plane coordinate
＜可搬型インタラクティブスクリーン装置の動作＞
一般的に、上記のインタラクティブスクリーン装置２３を机上に配置して使用する場合には、図５にも示すように、操作者の指（図９（Ａ）参照）を、または、入力用のペン等の先端（図９（Ｂ）参照）をスクリーン部４の面上を接触することにより、入力を行うことが考えられる。
<Operation of portable interactive screen device>
Generally, when the above-mentioned interactive screen device 23 is arranged and used on a desk, as shown in FIG. 5, the operator's finger (see FIG. 9A) or a pen for input is used. Etc. (see FIG. 9B) may be brought into contact with the surface of the
そこで、上述した映像表示システムでは、投影映像を、上記プロジェクタ５から、２つの平面座標検出部１、２から構成されたスクリーン部４の表面上へ投射する場合、まず、例えば、ここでは図示しないが、プロジェクタ５から投射された映像上の予め設定された位置（例えば、映像画面の四隅において、指やペン等による入力を促す。このことによれば、２つの平面座標検出部１、２からなる１枚のスクリーン部４の表面上での座標を、投影された映像上の座標に対して対応させることができ、以降、クリーン部４の表面上での座標の入力（有効座標）が可能となる。
Therefore, in the above-mentioned image display system, when the projected image is projected from the
なお、上記のシステムでは、スクリーン部４の座標の入力（有効座標）の際、指やペンの先端だけではなく、肘がスクリーン部４の表面に接触することも考えられ、その場合には、スクリーン部４上の肘の接触位置は、入力位置とはならない、いわゆる、無効座標として処理することが必要となる。
In the above system, when the coordinates of the
そこで、本発明では、上述した問題点を解消するため、図１０の処理フローにも示すように、所定の数以下の前記座標検出値のみを前記平面座標信号とすることとして処理を行う。なお、この処理は、上述した制御部３において、そのＣＰＵ内に内蔵した内部メモリなどに予め格納されたソフトウェアあるいはＬＳＩに内蔵したシーケンサに基づいて実行される。
Therefore, in the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, as shown in the processing flow of FIG. 10, processing is performed by using only the coordinate detection values of a predetermined number or less as the plane coordinate signals. In the
具体的には、スクリーン部４上の接触ポイントについて、その座標値（位置のＸ値とＹ値）を検出し（ステップＳ１０１）、その際に検出された複数の座標値において、該複数の座標値相互間距離を算出する（ステップＳ１０２）。その結果、算出された座標間の座標値相互間距離が、所定の値（Ｔｍｍ）より大きいか否かにより、複数検出された座標点の集合体が近接座標ポイントであるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
Specifically, the coordinate values (X value and Y value of the position) of the contact point on the
上記の判定の結果、所定の値より小さい（「Ｙｅｓ」）と判断された場合には、該当する近接座標ポイントの数が所定の値（Ｎ）より大きいか否かを判定し（ステップＳ１０４）、大きい（「Ｙｅｓ」）と判断された場合のみ、検出された座標は無効であると判断し（ステップＳ１０５）、前記座標値は出力しない（ステップＳ１０６）。 As a result of the above determination, if it is determined that the value is smaller than the predetermined value (“Yes”), it is determined whether or not the number of the corresponding proximity coordinate points is larger than the predetermined value (N) (step S104). Only when it is determined to be large (“Yes”), it is determined that the detected coordinates are invalid (step S105), and the coordinate values are not output (step S106).
他方、上記の判定（Ｓ１０３）の結果、大きい（「Ｎｏ」）と判断された場合には、座標ポイントの数が所定の値（Ｍ）より小さいかを判定し（ステップＳ１０７）、その結果、「Ｙｅｓ」と判断された場合のみ、座標値は有効であると判断し（ステップＳ１０８）、座標値を出力する（ステップＳ１０９）。また、前記判定（Ｓ１０７）の結果、座標のポイント数が（Ｍ）より大きかった場合は、検出された座標値は無効と判断（Ｓ１０５）し、座標値は出力しない（Ｓ１０６）。また、前記判定（Ｓ１０４）の結果、座標ポイント数が（Ｎ）より小さかった場合は、検出された座標は有効と判断（Ｓ１０８）し、座標値を出力する（Ｓ１０９）。 On the other hand, if it is determined to be large (“No”) as a result of the above determination (S103), it is determined whether the number of coordinate points is smaller than the predetermined value (M) (step S107), and as a result, Only when it is determined as "Yes", it is determined that the coordinate value is valid (step S108), and the coordinate value is output (step S109). If the number of coordinate points is larger than (M) as a result of the determination (S107), it is determined that the detected coordinate value is invalid (S105), and the coordinate value is not output (S106). If the number of coordinate points is smaller than (N) as a result of the determination (S104), it is determined that the detected coordinates are valid (S108), and the coordinate values are output (S109).
上述した処理の結果、以上に述べた無効座標の入力を排除して、有効座標の入力のみを可能にすることができる。例えば、タッチスクリーンに肘をつきながら、金属等のペン形状のタッチペンで手書き入力をする際、肘の部分のタッチ座標の検出はしないで、タッチペンの手書き入力を検出することができる。 As a result of the above-mentioned processing, it is possible to eliminate the input of the invalid coordinates described above and enable only the input of the valid coordinates. For example, when handwriting is input with a pen-shaped touch pen made of metal or the like while the elbow is attached to the touch screen, the handwriting input of the touch pen can be detected without detecting the touch coordinates of the elbow portion.
また、上記のインタラクティブスクリーン装置２３は、上述したように、折り畳み可能な２つの平面座標検出部１、２から構成されていることから、図１１（Ａ）および（Ｂ）にも示すように、平面座標検出部の長手辺の配列境界線に沿って、電極１５、１６，１７、１８を格子状に形成することができない場所（即ち、上述したギャップ）が存在する。そのため、このギャップ領域では、静電容量の変化を検出した指やペンの接触による座標（交差点）の検出を行う座標検出部が存在せず、座標検出不可領域、または、不感帯領域を生じてしまう。より具体的には、この不感帯領域を跨いで指やペンによる座標の入力は不連続なものとなってしまい、それでは座標入力信号としては好ましくない。
Further, as described above, the interactive screen device 23 is composed of two foldable plane coordinate
そこで、上述した映像表示システムでは、平面座標検出部１、２の間のギャップ部の不感帯領域の座標を埋める補完処理を行っており、以下、これについて説明する。
Therefore, in the above-mentioned video display system, complementary processing is performed to fill the coordinates of the dead zone region of the gap portion between the plane coordinate
図１１（Ａ）には、一例として、１枚のスクリーンタッチ領域内に、２枚平面座標検出部１，２を備え、かつ、その折り畳み機構の構成から、その２枚の平面に並べられた平面座標検出部１，２の間に所定のギャップを持っている状態が示されている。なお、指書き時のギャップ補間を行うため、前記ギャップ間隔は、人の指幅の半分以下とする。また、ギャップ部には座標検出部がないため、そのギャップ領域をタッチしても検出はされず不感帯領域となってしまう。そのため、本発明では、このギャップ領域の座標値を補完して座標入力とする。
In FIG. 11A, as an example, two plane coordinate
より具体的には、図１１（Ｂ）にも示すように、平面座標検出部１，２を跨ぐタッチ、例えば、図の平面座標検出部１上のタッチ位置４０から、平面座標検出部２上のタッチ位置４１へ向かって右斜め方向に直線でタッチした場合には、前記タッチの検出は、平面座標検出部１，２の境界端において、平面座標検出部１の右端座標から平面座標検出部２の左端座標の間を直線で補間した補間座標４２，４３，４４を、前記ギャップ領域における座標信号として、上記制御部３が生成する。また、ギャップ領域の座標を補完すべきか否かを判定するために、平面座標検出部を跨ぐ時間を利用して、前記時間が所定時間以下である場合においてのみ、ギャップ領域の座標を補完することとする。
More specifically, as shown in FIG. 11B, a touch straddling the plane coordinate
制御部３における上述した座標の補完処理フローの一例を図１２に示す。まず、入力が２つの平面座標検出部１，２を跨いで検出したか否かを判定し（ステップＳ１２１）、その結果、入力が２つの平面座標検出部１，２を跨いで検出された（「Ｙｅｓ」）場合には、さらに、２つの平面座標検出部１，２を跨いで検出された時刻が所定の時間（ｔ０秒）以下であるか否かを判定する（ステップＳ１２２）。なお、上記の判定（ステップＳ１２１およびステップＳ１２２）で（「Ｎｏ」）と判定された場合には、それらの入力は独立して行われたものとして一連の処理を終了する。
FIG. 12 shows an example of the coordinate complement processing flow described above in the
他方、上記の判定（ステップＳ１２１およびステップＳ１２２）で（「Ｙｅｓ」）と判定された場合には、それらの入力は連続した入力として、平面座標検出部１の最端座標Ａと平面座標検出部２の最端座標Ｂを検出し（ステップＳ１２３）、そして、最端座標Ａと最端座標Ｂの間において直線補間演算を実行する（ステップＳ１２４）。加えて、得られた直線補間演算値を、平面座標検出部１、２の座標分解能へ間引き演算を実行し（ステップＳ１２５）、得られた間引き演算値を、補正すべき座標値として制御部３より出力する（ステップＳ１２６）。
On the other hand, when it is determined as (“Yes”) in the above determinations (step S121 and step S122), those inputs are regarded as continuous inputs, and the end coordinate A and the plane coordinate detection unit of the plane coordinate
上述した補完処理によれば、映像表示システムにおいて、映像を２枚の平面座標検出部から構成されたインタラクティブスクリーン装置２３上に投射して使用する場合でも、指やペンのタッチによる座標入力を、平面座標検出部の間のギャップ領域を跨いで、連続的に行うことが可能となる。 According to the above-mentioned complement processing, even when the image is projected onto the interactive screen device 23 composed of the two plane coordinate detection units in the image display system and used, the coordinate input by the touch of a finger or a pen can be performed. It is possible to continuously perform the operation across the gap region between the plane coordinate detection units.
また、インタラクティブスクリーン装置２３は、上述した２枚の平面座標検出部１，２だけではなく、それ以上の枚数の平面座標検出部から構成されることも考えられるが、かかる場合においても、上述した補完処理を実施することによれば、指やペンを複数の平面座標検出部の間に亘って（跨いで）接触しながら行われる座標入力についても連続的に行うことが可能となる。
Further, it is conceivable that the interactive screen device 23 is composed of not only the two plane coordinate
さらに、手書き入力は、大別すると、指そのもので描く方法と、ペン等の棒状の物をもって描く方法とがある。特に、細かい文字等を書き込む場合には、先の尖ったペンを持って書き込む方が書き良い。一方で、指先で書き込む場合は、何も持たずに行えるという便利さもがある。そこで、上記の二通りの書込手段と共に、その際に好適である静電検出方式の平面座標検出部の感度の切り替について、図１３を参照しながら、以下に説明する。 Further, handwriting input can be roughly divided into a method of drawing with a finger itself and a method of drawing with a stick-shaped object such as a pen. In particular, when writing fine characters, it is better to write with a sharp-pointed pen. On the other hand, when writing with your fingertips, there is also the convenience of being able to do it without holding anything. Therefore, the switching of the sensitivity of the plane coordinate detection unit of the electrostatic detection method, which is suitable at that time, will be described below with reference to FIG. 13, together with the above-mentioned two types of writing means.
この一例で用いられている静電検出方式は、人体の容量を利用することから、指で平面座標検出部をタッチ場合に比較し、導電性のペンを手に保持して平面座標検出部をタッチした場合には、感度が例えば半分以下に低下する。そこで、本実施の形態では、導電性のペンを用いる場合は、センサ信号生成部の感度を切り替えることで、指で書き込みした場合と同様の感度での好適な書き込みを実現するものである。 Since the electrostatic detection method used in this example uses the capacity of the human body, the plane coordinate detection unit is held by holding the conductive pen in the hand compared to the case where the plane coordinate detection unit is touched with a finger. When touched, the sensitivity drops to, for example, less than half. Therefore, in the present embodiment, when a conductive pen is used, by switching the sensitivity of the sensor signal generation unit, suitable writing with the same sensitivity as when writing with a finger is realized.
図中の符号５０は導電性のペンを示しており、５１は、前記ペンを脱着（または収納）するためのペンボックス内に設けられたスイッチであり、前記スイッチ５１は、ペン５０を装着している状態ではスイッチはオン（ＯＮ）となり、ペンを取り外しているときスイッチはオフ（ＯＦＦ）となる。このスイッチ５１の信号は、上述したセンサ信号生成部１１、１４に内包されたた利得切替（Ｌｏｗ／Ｈｉ）部５３，５４に入力されており、これにより、センサ信号生成部１１、１４は、ペン５０の脱着動作に応じて、センサ信号生成部内の利得を切り替える。例えば、ペン５０を装着しているときには、利得を０ｄＢ（Ｌｏｗ）とし、他方、ペン５０を取り外しているときは、利得は６ｄＢ（Ｈｉ）にアップ（上昇）するように動作する。
これによれば、手書き入力時において、指先を使用する場合と、ペンを使用する場合とで、異なる感度で入力が行われることから、手書き入力の種類に応じた好適な書き込みを実現することが可能となる。 According to this, at the time of handwriting input, since the input is performed with different sensitivities depending on whether the fingertip is used or the pen is used, it is possible to realize suitable writing according to the type of handwriting input. It will be possible.
上記にも詳述したように、本発明になる映像表示システムによれば、投射型映像表示やパソコン等と共に、上述した可搬型のインタラクティブスクリーン装置２３を、例えば、机やテーブル等の上に、簡単に設置し、そして、移動することができ、どこでも簡単にインタラクティブなシステムを構築することが可能となる。 As described in detail above, according to the image display system of the present invention, the above-mentioned portable interactive screen device 23 is mounted on, for example, a desk, a table, or the like together with a projection type image display, a personal computer, or the like. It is easy to install and move, and you can easily build an interactive system anywhere.
以上、本発明の実施の形態について種々述べたが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために装置全体を詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、本発明では、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 Although various embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment describes the entire apparatus in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the configurations described. Further, in the present invention, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Is also possible. Further, it is possible to add / delete / replace other configurations with respect to a part of the configurations of each embodiment.
１、２…平面座標検出部、３…制御部、４…スクリーン部、５…プロジェクタ（投射型映像表示装置）、６…映像信号生成部、７…座標調整部、８…映像変更操作部、９、１２…Ｘ座標検出まとめ配線部、１０、１３…Ｙ座標検出まとめ配線部、１１、１４…センサ信号生成部、１５，１８…Ｙ座標静電検出センサ、１６，１７…Ｘ座標静電検出センサ、１９，２０…平面座標検出信号、２３…インタラクティブスクリーン装置。
1, 2 ... Plane coordinate detection unit, 3 ... Control unit, 4 ... Screen unit, 5 ... Projector (projection type image display device), 6 ... Video signal generation unit, 7 ... Coordinate adjustment unit, 8 ... Image change operation unit, 9, 12 ... X coordinate detection
Claims (11)
前記複数の平面座標検出部と接続され、平面座標値を演算する制御部と、
前記平面座標検出部に重ねて配置したスクリーン部と、
前記スクリーン部に映像を投射するプロジェクタと、
前記プロジェクタに映像信号を供給する映像信号生成部と、
投射する前記映像の座標値と前記制御部からの前記平面座標値との座標スケールの調整を行う座標調整部と、
前記座標調整部により座標調整された前記スクリーン部の手書き入力の前記平面座標値に応じて、前記映像に変更を付加する映像変更操作部と、を備え、
前記複数の平面座標検出部は、所定の距離を隔てて平面配置され、
前記スクリーン部は、前記複数の平面座標検出部の境界部分において折り畳み可能であり、
前記制御部は、前記複数の平面座標検出部の境界線に沿った座標検出不可領域において、前記複数の平面座標検出部の配列境界線部に跨って検出される座標情報と前記座標情報を検出した時間情報に基づいて、前記手書き入力の前記平面座標値を補完する、映像表示システム。 Multiple plane coordinate detectors that allow handwriting input and
A control unit that is connected to the plurality of plane coordinate detection units and calculates plane coordinate values,
A screen unit placed on top of the plane coordinate detection unit and
A projector that projects an image on the screen
A video signal generator that supplies video signals to the projector,
A coordinate adjustment unit that adjusts the coordinate scale between the coordinate value of the projected image and the plane coordinate value from the control unit, and
A video change operation unit that adds changes to the video according to the plane coordinate values of the handwritten input of the screen unit whose coordinates have been adjusted by the coordinate adjustment unit is provided .
The plurality of plane coordinate detection units are arranged in a plane at a predetermined distance.
The screen portion can be folded at the boundary portion of the plurality of plane coordinate detection portions, and the screen portion can be folded.
The control unit detects the coordinate information detected across the array boundary line portion of the plurality of plane coordinate detection units and the coordinate information in the coordinate undetectable region along the boundary line of the plurality of plane coordinate detection units. An image display system that complements the plane coordinate values of the handwritten input based on the time information.
前記複数の平面座標検出部は、長方形であって、
前記長方形の長手辺に沿って前記平面座標検出部を平面に配列し、
配列した前記平面座標検出部に対して、前記スクリーン部を重ねて配置する、映像表示システム。 In the video display system according to claim 1,
The plurality of plane coordinate detection units are rectangular and have a rectangular shape.
The plane coordinate detection unit is arranged in a plane along the longitudinal side of the rectangle.
An image display system in which the screen unit is superposed on the arranged plane coordinate detection units.
前記複数の平面座標検出部は、前記平面座標検出部の長手辺の配列境界線に沿って折り畳み構造部を備え、
前記平面座標検出部を平面に開くことで、前記スクリーン部は１枚の平面スクリーンとなる、映像表示システム。 In the video display system according to claim 2,
The plurality of plane coordinate detection units include a folding structure portion along the arrangement boundary line of the longitudinal side of the plane coordinate detection unit.
An image display system in which the screen unit becomes a single flat screen by opening the plane coordinate detection unit in a plane.
前記折り畳み構造部の構造は、前記折り畳み構造部の折り畳み部のヒンジ回転中心部が、前記スクリーン部の平面より上に位置する、映像表示システム。 In the video display system according to claim 3,
The structure of the folding structure portion is an image display system in which the hinge rotation center portion of the folding portion of the folding structure portion is located above the plane of the screen portion.
前記制御部は、所定時間内に、所定距離以下の近接座標の座標検出値が所定数以上検出された場合は、前記平面座標値の演算対象としない、映像表示システム。 In the video display system according to claim 1,
The control unit is an image display system that does not calculate the plane coordinate values when a predetermined number or more of coordinate detection values of proximity coordinates of a predetermined distance or less are detected within a predetermined time.
前記制御部は、所定時間内に検出された、所定数以下の座標検出値のみを、前記平面座標値として演算する、映像表示システム。 In the video display system according to claim 1,
The control unit is a video display system that calculates only coordinate detection values of a predetermined number or less detected within a predetermined time as the plane coordinate values.
前記複数の平面座標検出部は、静電検出手段である、映像表示システム。 In the video display system according to claim 1,
The plurality of plane coordinate detection units are an image display system which is an electrostatic detection means.
複数の平面座標検出部の下層に、樹脂層と金属層とを備え、
前記金属層は、前記制御部の電気的アース接続を施す、映像表示システム。 In the video display system according to claim 1,
The lower layer of the plurality of plane coordinate detecting unit, and a tree fat layer and the metal layer,
The metal layer is an image display system that provides an electrical ground connection for the control unit.
前記平面座標検出部の検出感度を調整する感度調整部を備え、
前記スクリーンへの書き込み入力が、指または指以外の書き込みで、前記平面座標検出部の感度を切り替える、映像表示システム。 In the video display system according to claim 8,
A sensitivity adjusting unit for adjusting the detection sensitivity of the plane coordinate detecting unit is provided.
A video display system in which the writing input to the screen is a finger or a writing other than a finger to switch the sensitivity of the plane coordinate detection unit.
前記指以外の書き込みは、静電伝導部材を使った書き込み入力であって、
前記静電伝導部材は、前記スクリーン部の端に脱着する構造をなし、前記静電伝導部材の脱着に応じて、前記平面座標検出部の感度を切り替える、映像表示システム。 In the video display system according to claim 9,
Writing other than the finger is a writing input using an electrostatic conduction member, and is
An image display system in which the electrostatic conduction member has a structure of being attached to and detached from the edge of the screen portion, and the sensitivity of the plane coordinate detection portion is switched according to the attachment and detachment of the electrostatic conduction member.
前記プロジェクタは、投写比が０．２以下の短焦点プロジェクタであって、
前記スクリーン部を机上に置き、机上に映像を投写する形態である、映像表示システム。 In the video display system according to claim 1,
The projector is a short-focus projector having a projection ratio of 0.2 or less.
An image display system in which the screen unit is placed on a desk and an image is projected on the desk.
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