(57)【要約】【課題】消費電力を抑えることが可能な指示体、指示体の制御方法、及びインタラクティブシステムを提供する。【解決手段】プロジェクターから周期的に送信される同期信号を受信する受信部と、受信部で受信された同期信号に同期して処理を行う処理部と、受信部への電力の供給を制御する制御部と、を備え、制御部は、受信部で受信された同期信号に基づいて、同期信号が送信されるタイミングを予測し、予測されたタイミングに基づいて、受信部に電力を供給する第１期間と、受信部への電力の供給を制限する第２期間とを切り替える。【選択図】図５
2020135593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示される画像を指示する指示体であって、
周期的に送信される同期信号を受信する受信部と、
前記受信部で受信された前記同期信号に同期して処理を行う処理部と、
前記受信部への電力の供給を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記受信部で受信された前記同期信号に基づいて、前記同期信号が送信されるタイミングを予測し、予測された前記タイミングに基づいて、前記受信部に前記電力を供給する第１期間と、前記受信部への前記電力の供給を制限する第２期間と、を切り替えることを特徴とする指示体。
【請求項２】
請求項１に記載の指示体であって、
前記同期信号は、第１同期信号と、前記第１同期信号と所定の時間をおいて送信される第２同期信号と、を含むことを特徴とする指示体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の指示体であって、
前記制御部は、前記受信部が前記同期信号を受信できずに所定時間が経過した場合、前記受信部への電力の供給を継続して前記受信部による前記同期信号の受信を待機する第１受信モードに移行することを特徴とする指示体。
【請求項４】
請求項３に記載の指示体であって、
前記制御部は、前記第１受信モード中に前記同期信号を受信した場合は、前記同期信号が送信されるタイミングを予測し直すことを特徴とする指示体。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の指示体であって、
前記処理部は、前記同期信号に同期して検出光を発する処理を行うことを特徴とする指示体。
【請求項６】
表示される画像を指示する指示体の制御方法であって、
周期的に送信される同期信号を受信部で受信し、
受信された前記同期信号に基づいて、前記同期信号が送信されるタイミングを予測し、
予測された前記タイミングに基づいて、前記受信部に電力を供給する第１期間と、前記受信部への前記電力の供給を制限する第２期間と、を切り替えることを特徴とする指示体の制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の指示体の制御方法であって、
前記同期信号は、第１同期信号と、前記第１同期信号と所定の時間をおいて送信される第２同期信号と、を含むことを特徴とする指示体の制御方法。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載の指示体の制御方法であって、
前記受信部が前記同期信号を受信できずに所定時間が経過した場合、前記受信部への電力の供給を継続して前記受信部による前記同期信号の受信を待機する第１受信モードに移行することを特徴とする指示体の制御方法。
【請求項９】
請求項８に記載の指示体の制御方法であって、
前記第１受信モード中に前記同期信号を受信した場合は、前記同期信号が送信されるタイミングを予測し直すことを特徴とする指示体の制御方法。
【請求項１０】
請求項６乃至請求項９のいずれか一項に記載の指示体の制御方法であって、
前記受信部が受信した前記同期信号に同期して検出光を発することを特徴とする指示体の制御方法。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の指示体と、
前記指示体に前記同期信号を送信する同期信号送信部と、前記画像を投写する画像投写部と、前記同期信号に同期して前記画像を撮像する撮像部と、有するプロジェクターと、
を備えることを特徴とするインタラクティブシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指示体、指示体の制御方法、及びインタラクティブシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
投写面に画像を投写するプロジェクターと、投写面上を指示する発光ペン等の指示体とを含み、投写面を撮像して指示体の指示位置を検出可能なインタラクティブシステムが知られている。特許文献１には、プロジェクターから送信される赤外線の同期信号を受信して、受信した同期信号に同期して発光を行う指示体が記載されている。この指示体は、プロジェクターからの同期信号を一定時間受信していない場合等に、動作モードを通常モードから省電力モードに移行させることにより指示体の消費電力を低減し、電池を電源として動作する指示体の動作可能時間を長くすることが可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１５８８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この指示体では、通常モードにおいて同期信号を受信可能な状態を維持し続けているため、消費電力の低減に限界がある。このため、指示体の動作可能時間をさらに長くするためには、通常モードで動作している間の消費電力を低減することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の指示体は、表示される画像を指示する指示体であって、周期的に送信される同期信号を受信する受信部と、前記受信部で受信された前記同期信号に同期して処理を行う処理部と、前記受信部への電力の供給を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記受信部で受信された前記同期信号に基づいて、前記同期信号が送信されるタイミングを予測し、予測された前記タイミングに基づいて、前記受信部に前記電力を供給する第１期間と、前記受信部への前記電力の供給を制限する第２期間と、を切り替えることを特徴とする。
【０００６】
上記の指示体において、前記同期信号は、第１同期信号と、前記第１同期信号と所定の時間をおいて送信される第２同期信号と、を含むことが望ましい。
【０００７】
上記の指示体において、前記制御部は、前記受信部が前記同期信号を受信できずに所定時間が経過した場合、前記受信部への電力の供給を継続して前記受信部による前記同期信号の受信を待機する第１受信モードに移行することが望ましい。
【０００８】
上記の指示体において、前記制御部は、前記第１受信モード中に前記同期信号を受信した場合は、前記同期信号が送信されるタイミングを予測し直すことが望ましい。
【０００９】
上記の指示体において、前記処理部は、前記同期信号に同期して検出光を発する処理を行うことが望ましい。
【００１０】
本願の指示体の制御方法は、表示される画像を指示する指示体の制御方法であって、周期的に送信される同期信号を受信部で受信し、受信された前記同期信号に基づいて、前記同期信号が送信されるタイミングを予測し、予測された前記タイミングに基づいて、前記受信部に電力を供給する第１期間と、前記受信部への前記電力の供給を制限する第２期間と、を切り替えることを特徴とする。
【００１１】
上記の指示体の制御方法において、前記同期信号は、第１同期信号と、前記第１同期信号と所定の時間をおいて送信される第２同期信号と、を含むことが望ましい。
【００１２】
上記の指示体の制御方法において、前記受信部が前記同期信号を受信できずに所定時間が経過した場合、前記受信部への電力の供給を継続して前記受信部による前記同期信号の受信を待機する第１受信モードに移行することが望ましい。
【００１３】
上記の指示体の制御方法において、前記第１受信モード中に前記同期信号を受信した場合は、前記同期信号が送信されるタイミングを予測し直すことが望ましい。
【００１４】
上記の指示体の制御方法において、前記受信部が受信した前記同期信号に同期して検出光を発することが望ましい。
【００１５】
本願のインタラクティブシステムは、上記に記載の指示体と、前記指示体に前記同期信号を送信する同期信号送信部と、前記画像を投写する画像投写部と、前記同期信号に同期して前記画像を撮像する撮像部と、有するプロジェクターと、を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】インタラクティブシステムの構成を示す斜視図。
【図２】プロジェクターの概略構成を示すブロック図。
【図３】プロジェクターが備える画像投写部の概略構成を示すブロック図。
【図４】発光ペンの概略構成を示すブロック図。
【図５】インタラクティブシステムの動作タイミングを示すタイミングチャート。
【図６】発光ペンの制御方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、実施形態の指示体、指示体の制御方法、及びインタラクティブシステムについて、図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態のインタラクティブシステムの構成を示す斜視図である。以下、インタラクティブシステムの構成を、図１を参照しながら説明する。
【００１９】
図１に示すように、インタラクティブシステム１００は、プロジェクター１と、指示体としての発光ペン３と、を備えている。プロジェクター１は、外部から入力される画像情報又は予め内部に記憶されている画像情報に基づく投写画像Ｉｐを、表示面としての投写面Ｓｐに投写する。
【００２０】
本実施形態のプロジェクター１は、固定部材Ｔを介して壁面に固定されており、同じ壁面に沿って配置されている投写面Ｓｐに向けて画像を投写する。投写面Ｓｐとしては、例えば、スクリーンやホワイトボード等を用いることができるが、壁面自体に画像を投写する態様であってもよい。
【００２１】
また、プロジェクター１は、投写面Ｓｐ上に投写された投写画像Ｉｐを含む範囲を撮像可能になっている。プロジェクター１は、発光ペン３の先端の発光部３５から発せられる赤外光を撮像し、その光の位置に基づいて、投写画像Ｉｐ内で発光ペン３により指示された指示位置を検出する。そして、プロジェクター１は、検出された指示位置にポインターを重畳して表示したり、指示位置の軌跡に沿って線が描画されたような描画画像を重畳して表示したりすることができる。なお、本実施形態では、発光ペン３は、赤外光を発するものとするが、他の波長域の光を発する態様であってもよい。
【００２２】
図２は、プロジェクターの概略構成を示すブロック図である。図３は、プロジェクターが備える画像投写部の概略構成を示すブロック図である。以下、プロジェクターの概略構成、及び画像投写部の概略構成を、図２及び図３を参照しながら説明する。
【００２３】
図２に示すように、プロジェクター１は、制御部１０と、記憶部１１と、入力操作部１２と、送信部としての同期信号送信部１４と、撮像部１５と、電源回路１６と、画像情報入力部１７と、画像情報処理部１８と、画像投写部１９とを一体的に備えて構成されている。プロジェクター１は、画像情報入力部１７に入力される画像情報に基づいて、画像投写部１９から投写面Ｓｐに画像を投写する。
【００２４】
制御部１０は、１つ又は複数のプロセッサーを備えて構成され、記憶部１１に記憶されている制御プログラムに従って動作することによりプロジェクター１の動作を統括制御する。
【００２５】
記憶部１１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリーを備えて構成される。ＲＡＭは、各種データ等の一時記憶に用いられ、ＲＯＭは、プロジェクター１の動作を制御するための制御プログラムや制御データ等を記憶する。また、記憶部１１は、画像投写部１９から投写するための画像情報を記憶していてもよい。
【００２６】
入力操作部１２は、ユーザーがプロジェクター１に対して各種指示を行うための複数の操作キーを備えている。入力操作部１２が備える操作キーとしては、電源のオンとオフとを切り替えるための電源キー、各種設定を行うためのメニュー画像を表示させるメニューキー、メニュー画像上で項目を選択するための方向キー等がある。ユーザーが入力操作部１２の各種操作キーを操作すると、入力操作部１２は、ユーザーの操作内容に応じた操作信号を制御部１０に出力する。なお、遠隔操作が可能な図示しないリモコンを、入力操作部１２として用いる構成としてもよい。この場合、リモコンは、ユーザーの操作内容に応じた赤外線の操作信号を発信し、図示しないリモコン信号受信部がこれを受信して制御部１０に伝達する。
【００２７】
同期信号送信部１４は、発光ペン３に同期用の信号である同期信号を送信するための発光部を有している。発光部の光源としては、例えば、赤外光を発するＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられる。同期信号送信部１４は、制御部１０の制御に基づいて、周期的に発光部を発光させて、発光ペン３に赤外光の同期信号を送信する。発光ペン３は、この同期信号を周期的に受信し、受信した同期信号に同期したタイミングで繰り返し発光部３５を発光させる。
【００２８】
撮像部１５は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー、或いはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサー等の図示しない撮像素子を備えたカメラである。撮像部１５は、可視光を吸収して赤外光を透過させる赤外透過フィルターを有しており、この赤外透過フィルターを介して発光ペン３から発せられる赤外光を撮像する。
【００２９】
また撮像部１５は、制御部１０の制御に基づいて投写面Ｓｐ上の投写画像Ｉｐを含む範囲を撮像し、その撮像結果である画像情報（撮像画像情報）を制御部１０に出力する。制御部１０は、同期信号送信部１４が送信する同期信号に同期したタイミングで撮像部１５に撮像を行わせる。つまり、撮像部１５は、発光ペン３が発光するタイミングに合わせて撮像を繰り返す。
【００３０】
プロジェクター１の制御部１０は、制御プログラムによって実現される機能ブロックとして、検出部２５を備えている。検出部２５は、撮像部１５から入力される撮像画像情報に基づいて、撮像された画像の中から、発光ペン３が発した赤外光を検出する。検出部２５は、撮像された画像内に含まれる赤外光の像のうち、所定の閾値以上の明るさで、所定の閾値以上の大きさを有する像を、発光ペン３が発した光とみなして検出し、それ以外の像については、ノイズとみなして検出しない。
【００３１】
電源回路１６には、外部からＡＣ１００Ｖ等の図示しない商用電源が供給される。電源回路１６は、交流の商用電源を所定の電圧の直流電源に変換して、プロジェクター１の各部に電力を供給する。制御部１０は、電源回路１６を制御して、各部への電力供給を開始したり、停止したりすることができる。
【００３２】
画像情報入力部１７は、コンピューターや画像再生装置等の外部の画像供給装置５に接続され、画像供給装置５から画像情報の供給を受ける。また、画像情報入力部１７は、制御部１０から、記憶部１１に記憶されている画像情報の供給を受けることができる。画像情報入力部１７は、入力された画像情報を画像情報処理部１８に出力する。
【００３３】
画像情報処理部１８は、制御部１０の制御に基づいて、画像情報入力部１７から入力される画像情報に対して様々な処理を施し、処理後の画像情報を画像投写部１９のライトバルブ駆動部２４（図３参照）に出力する。例えば、画像情報処理部１８は、明るさやコントラスト等の画質を調整する処理や、画像の歪みを補正する処理、ポインター、描画画像、メニュー画像等のＯＳＤ（オンスクリーンディスプレイ）画像を重畳する処理等を必要に応じて画像情報に施す。
【００３４】
なお、画像情報入力部１７及び画像情報処理部１８は、１つ又は複数のプロセッサー等によって構成されてもよいし、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の専用の処理装置によって構成されてもよい。
【００３５】
図３に示すように、画像投写部１９は、光源２１、光変調装置としての３つの液晶ライトバルブ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ、投写光学系２３、ライトバルブ駆動部２４等を備えて構成されている。画像投写部１９は、光源２１から射出された光を、液晶ライトバルブ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂで変調して画像光を形成し、レンズ及びミラーの少なくとも一方を含む投写光学系２３からこの画像光を投写して投写面Ｓｐに画像を表示する。
【００３６】
光源２１は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の放電型の光源ランプ、又は発光ダイオードや半導体レーザー等の固体光源を含んで構成されている。光源２１から射出された光は、図示しないインテグレーター光学系によって輝度分布が略均一な光に変換され、図示しない色分離光学系によって光の３原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色光成分に分離された後、それぞれ液晶ライトバルブ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂに入射する。
【００３７】
液晶ライトバルブ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは、それぞれ一対の透明基板間に液晶が封入された透過型の液晶パネル等によって構成される。各液晶パネルには、マトリクス状に配列された複数の画素からなる矩形の画像形成領域２２ｉが形成されており、液晶に対して画素毎に駆動電圧を印加可能になっている。
【００３８】
ライトバルブ駆動部２４は、液晶ライトバルブ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの画像形成領域２２ｉに画像を形成する。具体的には、ライトバルブ駆動部２４は、画像情報処理部１８から入力される画像情報に応じた駆動電圧を、画像形成領域２２ｉの各画素に印加することにより、各画素を画像情報に応じた光透過率に設定する。光源２１から射出された光は、液晶ライトバルブ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの画像形成領域２２ｉを透過することによって画素毎に変調され、画像情報に応じた画像光が色光毎に形成される。形成された各色の画像光は、図示しない色合成光学系によって画素毎に合成されてカラー画像を表す画像光となり、投写光学系２３によって投写面Ｓｐに拡大投写される。この結果、投写面Ｓｐ上には、画像情報入力部１７に入力された画像情報に基づく投写画像Ｉｐが表示される。
【００３９】
図４は、発光ペンの概略構成を示すブロック図である。以下、発光ペンの概略構成を、図４を参照しながら説明する。
【００４０】
図４に示すように、発光ペン３は、制御部３０と、記憶部３１と、受信部としての同期信号受信部３２と、先端スイッチ３３と、側面スイッチ３４と、処理部としての発光部３５と、電源回路３６と、電源制御回路３８とを備えて構成される。電源回路３６には、電池３７が含まれている。
【００４１】
制御部３０は、１つ又は複数のプロセッサーを備えて構成され、記憶部３１に記憶されている制御プログラムに従って動作することにより発光ペン３の動作を統括制御する。
【００４２】
記憶部３１は、発光ペン３の動作を制御するための制御プログラムや制御データ等を記憶するメモリー等によって構成される。
【００４３】
同期信号受信部３２は、赤外光を受光する受光素子等によって構成され、プロジェクター１の同期信号送信部１４から周期的に送信される赤外光の同期信号を受信して電気信号に変換し、制御部３０に出力する。
【００４４】
先端スイッチ３３は、発光ペン３の先端部に配置され、先端部を投写面Ｓｐに押し付ける操作が行われた場合等に、先端部の押圧を検知し、検知結果を制御部３０に出力する。
【００４５】
側面スイッチ３４は、発光ペン３の側面に配置された操作ボタンに対するユーザーの押圧操作を検知して、検知結果を制御部３０に出力する。
【００４６】
発光部３５は、発光ペン３の先端部の近傍に配置された光源（例えば、ＬＥＤ）を備えて構成され、制御部３０の制御に基づいて検出光としての赤外光を発する。制御部３０は、同期信号受信部３２で周期的に受信される同期信号に同期して、発光部３５を周期的に、又は、断続的に発光させる。
【００４７】
電源回路３６は、電池３７を備えており、電池３７から供給される直流電源を所定の電圧に変換して、発光ペン３の各部に電力を供給する。なお、同期信号受信部３２へ電力の供給を制御する電源制御回路３８以外の各部への供給経路については、図示を省略する。制御部３０は、電源回路３６、または、その供給経路を制御して、各部への電力供給を開始したり、停止したりすることが可能であり、発光部３５は、電源回路３６から供給される電力によって発光を行う。
【００４８】
電池３７は、例えば、交換可能に収容された一次電池であり、電源回路３６に電力を供給する。なお、電池３７としては、充電が可能な二次電池を採用してもよい。
【００４９】
電源制御回路３８は、制御部３０の制御により、電源回路３６の電力を同期信号受信部３２に供給したり、電力の供給を停止したりする。電源制御回路３８は、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）等のスイッチング素子で構成されている。
【００５０】
図５は、インタラクティブシステムの動作タイミングを示すタイミングチャートである。以下、インタラクティブシステムの動作タイミングを、図５を参照しながら説明する。
【００５１】
図５に示すタイミングチャートは、上から順に、プロジェクター１の同期信号送信部１４が同期信号Ｓｙｎｃを送信（発光）するタイミング、プロジェクター１の撮像部１５が撮像を行うタイミング、発光ペン３の同期信号受信部３２がＯＮ／ＯＦＦするタイミング、発光ペン３の受光信号がＯＮ／ＯＦＦするタイミング、及び発光ペン３の発光部３５が発光するタイミングを示している。図５において、横軸は時間軸であり、縦軸はそれぞれの動作状態を表している。
【００５２】
図５に示すように、プロジェクター１の撮像部１５は、所定の周期で撮像を繰り返す。ここで、撮像の周期を「フェーズ」と呼ぶものとすると、プロジェクター１及び発光ペン３は、第１フェーズＰ１、第２フェーズＰ２、第３フェーズＰ３、及び第４フェーズＰ４の４つのフェーズからなる基準期間毎に同様の動作を繰り返す。本実施形態において、撮像の周期、即ち各フェーズの長さは、約９．４ミリ秒である。
【００５３】
第１フェーズＰ１は、同期用のフェーズであり、プロジェクター１の同期信号送信部１４は、発光ペン３に対してパルス信号からなる同期信号Ｓｙｎｃを送信する。同期信号送信部１４は、３２フェーズの期間、即ち８回の基準期間のうち、連続する２回の基準期間の第１フェーズＰ１において、同期信号Ｓｙｎｃを送信し、その後の６回の基準期間では、同期信号Ｓｙｎｃを送信しない。つまり、同期信号送信部１４は、３２フェーズの期間、即ち約３００ミリ秒の間に同期信号Ｓｙｎｃを２回送信し、これ以降、この動作を周期的に繰り返す。
【００５４】
プロジェクター１の撮像部１５は、同期信号Ｓｙｎｃに同期して、各フェーズＰ１〜Ｐ４の所定の撮像期間に撮像を行う。各フェーズＰ１〜Ｐ４における撮像部１５の撮像期間は、例えば、約１．４ミリ秒の期間である。
【００５５】
発光ペン３の制御部３０は、受信した２回の同期信号Ｓｙｎｃに基づいて、これ以降の同期信号Ｓｙｎｃが送信されるタイミングを予測し、同期信号Ｓｙｎｃが送信される期間に同期信号受信部３２に電力が供給され、同期信号Ｓｙｎｃが送信されない期間では、同期信号受信部３２に電力が供給されないように制御する。具体的には、制御部３０は、電源制御回路３８を制御して、プロジェクター１から同期信号Ｓｙｎｃが送信される前のタイミングで同期信号受信部３２に電力を供給させる。言い換えれば、同期信号受信部３２は、同期信号Ｓｙｎｃを受信する前に起動し、ＯＮになる。一方、発光ペン３の制御部３０は、電源制御回路３８を制御して、同期信号Ｓｙｎｃの送信が終わった後のタイミングで同期信号受信部３２への電力の供給を停止させる。言い換えれば、同期信号受信部３２は、同期信号Ｓｙｎｃを受信した後に起動を停止し、ＯＦＦになる。
【００５６】
図５に示す第１期間は、同期信号受信部３２に電力が供給されている期間であり、この第１期間に同期信号Ｓｙｎｃが送信される。また、第２期間は、同期信号受信部３２に電力が供給されていない期間であり、電力の消費が抑制される。第１期間に同期信号受信部３２がＯＮになっていることにより、プロジェクター１から送信された同期信号Ｓｙｎｃを、同期信号受信部３２によって受信することができる。
【００５７】
このように、制御部３０は、同期信号Ｓｙｎｃが送信されるタイミングを予測し、予測したタイミングに基づいて、電源制御回路３８に第１期間と第２期間とを切り替えさせる。つまり、制御部３０は、電源制御回路３８を用いて、同期信号受信部３２への電力の供給をＯＮ／ＯＦＦさせることにより、必要な期間のみ同期信号受信部３２へ電力を供給することが可能となり、同期信号受信部３２へ常に電力を供給し続けている場合と比較して、発光ペン３の消費電力を低減させることができる。
【００５８】
発光ペン３の受光信号は、プロジェクター１の同期信号送信部１４から送信された同期信号Ｓｙｎｃに基づいてＯＮ／ＯＦＦする。
【００５９】
発光ペン３の制御部３０は、第２フェーズＰ２及び第４フェーズＰ４に発光ペン３の発光部３５を発光させ、発光ペン３の指示位置をプロジェクター１に通知する。第３フェーズＰ３では、発光ペン３の制御部３０は、先端スイッチ３３や側面スイッチ３４が押圧されているか否かに基づいて発光部３５を発光させたり、発光させなかったりする。そして、制御部３０は、複数の基準期間に亘る第３フェーズＰ３での発光部３５の発光状態の推移によって、先端スイッチ３３の状態と、側面スイッチ３４の状態とをプロジェクター１に通知する。また、第１フェーズＰ１は同期用のフェーズであるが、発光ペン３の制御部３０は、第１フェーズＰ１において、側面スイッチ３４が押圧状態や第３フェーズと連動させて、発光部３５を発光させたり、発光させなかったりする。発光ペン３の発光部３５の発光は検出光として、プロジェクター１の撮像部１５によって撮像される。
【００６０】
プロジェクター１の検出部２５は、第２フェーズＰ２及び第４フェーズＰ４で撮像された赤外光の位置に基づいて、発光ペン３の指示位置を検出する。また、検出部２５は、第３フェーズＰ３で撮像された赤外光の発光状態の推移に基づいて、発光ペン３の先端スイッチ３３や側面スイッチ３４の状態を認識する。そして、検出部２５は、検出した発光ペン３の指示位置やスイッチ３３，３４の状態に基づいて画像情報処理部１８を制御し、ポインターや描画画像を重畳させる処理等を行わせる。
【００６１】
図６は、指示体としての発光ペンの制御方法を示すフローチャートである。以下、発光ペンの制御方法を、図６を参照しながら説明する。例えば、発光ペン３に電池３７が装着されて電源が投入されると、発光ペン３が起動し、図６に示すフローに従って動作を開始する。
【００６２】
ステップＳ１１では、発光ペン３の制御部３０は、電源制御回路３８を制御して、同期信号受信部３２に電力を供給させ、同期信号受信部３２をＯＮにして起動させ、受信可能状態とする。制御部３０は、同期信号受信部３２がＯＮの状態を継続させ、同期信号Ｓｙｎｃの受信を待機する。同期信号Ｓｙｎｃを待機する状態は、「第１受信モード」とも呼ばれる。
【００６３】
ステップＳ１２では、制御部３０は、同期信号受信部３２が同期信号Ｓｙｎｃを受信したか否かを判定する。同期信号Ｓｙｎｃを受信すれば、ステップＳ１３に処理を移行する。受信していなければ、ステップＳ１２の処理を繰り返す。具体的には、図５に示すように、同期信号受信部３２は、１回目の基準期間における第１フェーズＰ１の第１同期信号と、２回目の基準期間における第１フェーズＰ１の第２同期信号と、を受信する。制御部３０は、同期信号受信部３２で受信した第１同期信号と第２同期信号との間隔に基づいて、それらが同期信号Ｓｙｎｃであると判断する。
【００６４】
ステップＳ１３では、制御部３０は、同期信号受信部３２で受信された同期信号Ｓｙｎｃに基づいて、プロジェクター１の同期信号送信部１４から同期信号Ｓｙｎｃが送信されるタイミングを予測する。
【００６５】
ステップＳ１４では、制御部３０は、電源制御回路３８を制御して、同期信号受信部３２への電力の供給を停止させ、同期信号受信部３２を停止させ、ＯＦＦ状態にする。これ以降、制御部３０は、予測した結果に基づいて電源制御回路３８を制御して、同期信号受信部３２に電力を供給する第１期間と、同期信号受信部３２への電力の供給を制限する第２期間とを切り替える。このように、第１期間で同期信号受信部３２へ電力の供給を行い、第２期間で電力の供給を停止する状態は、「第２受信モード」とも呼ばれる。第１期間では、同期信号受信部３２は同期信号を受信可能であり、第２期間では、同期信号受信部３２は電力の消費を抑制できる。
【００６６】
ステップＳ１５では、制御部３０は、電源制御回路３８を制御して、同期信号のうち１つ目の第１同期信号を受信するべく、予測結果に基づくタイミングで、同期信号受信部３２に電力を供給させる。即ち、１回目の基準期間における第１フェーズＰ１において、予測結果に基づくタイミングで、同期信号受信部３２をＯＮにする。
【００６７】
ステップＳ１６では、制御部３０は、電源制御回路３８を制御して、同期信号のうち１つ目の第１同期信号の受信終了において、予測結果に基づくタイミングで、同期信号受信部３２に電力の供給を停止させる。即ち、１回目の基準期間において、予測結果に基づくタイミングで、同期信号受信部３２をＯＦＦにする。
【００６８】
ステップＳ１７では、制御部３０は、電源制御回路３８を制御して、同期信号のうち２つ目の第２同期信号を受信するべく、予測結果に基づくタイミングで、同期信号受信部３２に電力を供給させる。即ち、２回目の基準期間における第１フェーズＰ１において、予測結果に基づくタイミングで、同期信号受信部３２をＯＮにする。
【００６９】
ステップＳ１８では、制御部３０は、電源制御回路３８を制御して、同期信号のうち２つ目の第２同期信号の受信終了において、予測結果に基づくタイミングで、同期信号受信部３２に電力の供給を停止させる。即ち、２回目の基準期間において、予測結果に基づくタイミングで、同期信号受信部３２をＯＦＦにする。
【００７０】
ステップＳ１９では、制御部３０は、同期信号受信部３２が、ステップＳ１５〜ステップＳ１８において同期信号Ｓｙｎｃを受信したか否かを判断する。同期信号Ｓｙｎｃを受信していれば、ステップＳ２０に処理を移行する。一方、プロジェクター１が同期信号Ｓｙｎｃの送信を停止したり、障害物等により同期信号Ｓｙｎｃが遮られたりした結果、同期信号受信部３２が同期信号Ｓｙｎｃを受信していなければ、ステップＳ２１に処理を移行する。
【００７１】
ステップＳ２０では、制御部３０は、ステップＳ１３で予測した同期信号Ｓｙｎｃのタイミングを調整する。このように、制御部３０が３２フェーズごとにタイミングを調整しているため、誤差の累積によってタイミングがずれてしまうことが抑制される。この後、制御部３０は、ステップＳ１５に処理を戻し、同期信号の受信を繰り返す。なお、図示は省略しているが、制御部３０は、受信した同期信号Ｓｙｎｃに同期して、第２フェーズＰ２および第４フェーズに発光部３５を発光させる。
【００７２】
ステップＳ１９において、同期信号Ｓｙｎｃの受信が否と判断して、ステップＳ２１に処理が移行した場合、制御部３０は、同期信号Ｓｙｎｃの受信ができなくなってから第１所定時間が過ぎたか否かを判断する。第１所定時間が過ぎていれば、ステップＳ１１に処理を移行する。第１所定時間が過ぎていなければ、ステップＳ１５に処理を移行する。第１所定時間は、例えば、４．５秒である。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態の発光ペン３、発光ペン３の制御方法、及びインタラクティブシステム１００によれば、以下の効果を得ることができる。
【００７４】
（１）本実施形態によれば、制御部３０は、プロジェクター１から同期信号Ｓｙｎｃが送信されるタイミングを予測して、電源制御回路３８に同期信号受信部３２への電力の供給と停止とを切り替えるので、必要な期間のみ同期信号受信部３２に電力を供給することが可能となり、同期信号受信部３２へ常に電力を供給している場合と比較して、発光ペン３の消費電力を低減することができる。
【００７５】
（２）本実施形態によれば、同期信号Ｓｙｎｃは、所定の時間をおいて送信される第１同期信号及び第２同期信号を含むため、第１同期信号及び第２同期信号の受信間隔に基づいて同期信号を判断することができる。
【００７６】
（３）本実施形態によれば、制御部３０は、同期信号受信部３２が同期信号Ｓｙｎｃを受信できずに第１所定時間が経過した場合、同期信号受信部３２への電力の供給が継続する第１受信モードに移行するため、改めて同期信号Ｓｙｎｃを受信し直すことが可能となる。
【００７７】
（４）本実施形態によれば、制御部３０は、第１受信モード中に同期信号Ｓｙｎｃを受信した場合は、改めて同期信号Ｓｙｎｃが送信されるタイミングを予測し直すため、適切なタイミングで電力を供給する第１期間と電力の供給を停止する第２期間とを切り替えることが可能となる。
【００７８】
（５）本実施形態によれば、同期信号受信部３２が受信した同期信号Ｓｙｎｃに同期して発光部３５が赤外光を発する処理を行うため、プロジェクター１は、適切なタイミングで赤外光を撮像することができる。
【００７９】
（変形例）
また、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
【００８０】
上記した実施形態では、制御部３０は、電源制御回路３８に、同期信号受信部３２への電力の供給と停止を行わせているが、これに限定されず、電力の供給を停止する代わりに、供給する電力を低減させるなど、電力の供給を制限するようにしてもよい。この場合にも、同期信号受信部３２へ常に一定の電力を供給している場合と比較して、発光ペン３の消費電力を抑えることができる。
【００８１】
上記実施形態では、プロジェクター１が、指示体である発光ペン３に同期信号を送信する同期信号送信部１４と、画像を投写する画像投写部１９と、同期信号に同期して画像を撮像する撮像部１５とを備える構成としたが、画像投写部１９を含まない構成としてもよい。例えば、発光ペン３が指示する画像は、液晶パネル等の表示装置が表示し、その画像を撮像可能に撮像部１５と同期信号送信部１４を備えた検出装置を配置することで、表示装置が表示する画像に対する発光ペン３の指示位置を検出できる。
【００８２】
上記実施形態において、発光ペン３は、プロジェクター１から送信される同期信号に同期して赤外光を発する発光部３５を処理部として備えているが、指示体は、発光部３５を備えた発光ペン３に限定されない。例えば、指示体は、プロジェクター１から送信される同期信号に同期して周期的に撮像を行う撮像部１５を処理部として備えた構成であってもよい。この指示体と、同期信号に同期して周期的にパターン画像を投写するプロジェクター１とを組み合わせれば、パターン画像を指示体で撮像した撮像結果を指示位置の検出に利用することができる。
【００８３】
上記実施形態では、光変調装置として、透過型の液晶ライトバルブ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを用いているが、反射型の液晶ライトバルブ等、反射型の光変調装置を用いることも可能である。また、入射した光の射出方向を、画素としてのマイクロミラー毎に制御することにより、光源２１から射出された光を変調するデジタルミラーデバイス等を用いることもできる。また、色光別に複数の光変調装置を備える構成に限定されず、１つの光変調装置で複数の色光を時分割で変調する構成としてもよい。
【００８４】
以下に、実施形態から導き出される内容を記載する。
【００８５】
指示体は、表示される画像を指示する指示体であって、周期的に送信される同期信号を受信する受信部と、前記受信部で受信された前記同期信号に同期して処理を行う処理部と、前記受信部への電力の供給を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記受信部で受信された前記同期信号に基づいて、前記同期信号が送信されるタイミングを予測し、予測された前記タイミングに基づいて、前記受信部に前記電力を供給する第１期間と、前記受信部への前記電力の供給を制限する第２期間と、を切り替えることを特徴とする。
【００８６】
この構成によれば、同期信号が送信されるタイミングを予測し、第１期間に受信部へ電力を供給し、第２期間に受信部へ電力の供給を制限するので、必要な期間のみ受信部へ電力を供給することが可能となり、指示体の消費電力を低減することができる。
【００８７】
上記の指示体において、前記同期信号は、第１同期信号と、前記第１同期信号と所定の時間をおいて送信される第２同期信号と、を含むことが望ましい。
【００８８】
この構成によれば、第１同期信号及び第２同期信号の受信間隔に基づいて同期信号を判断することができる。
【００８９】
上記の指示体において、前記制御部は、前記受信部が前記同期信号を受信できずに所定時間が経過した場合、前記受信部への電力の供給を継続して前記受信部による前記同期信号の受信を待機する第１受信モードに移行することが望ましい。
【００９０】
この構成によれば、制御部は、受信部が同期信号を受信できずに所定時間が経過した場合に待機モードに移行するため、改めて同期信号を受信し直すことが可能となる。
【００９１】
上記の指示体において、前記制御部は、前記第１受信モード中に前記同期信号を受信した場合は、前記同期信号が送信されるタイミングを予測し直すことが望ましい。
【００９２】
この構成によれば、改めて同期信号が送信されるタイミングを予測し直すので、適切なタイミングで第１期間と第２期間とを切り替えることが可能となる。
【００９３】
上記の指示体において、前記処理部は、前記同期信号に同期して検出光を発する処理を行うことが望ましい。
【００９４】
この構成によれば、処理部は、受信した同期信号に同期して検出光を発するので、適切なタイミングで検出光を検出することができる。
【００９５】
指示体の制御方法は、表示される画像を指示する指示体の制御方法であって、周期的に送信される同期信号を受信部で受信し、受信された前記同期信号に基づいて、前記同期信号が送信されるタイミングを予測し、予測された前記タイミングに基づいて、前記受信部に電力を供給する第１期間と、前記受信部への前記電力の供給を制限する第２期間と、を切り替えることを特徴とする。
【００９６】
この方法によれば、同期信号が送信されるタイミングを予測し、第１期間に受信部へ電力を供給し、第２期間に受信部へ電力の供給を制限するので、必要な期間のみ受信部へ電力を供給することが可能となり、指示体の消費電力を低減することができる。
【００９７】
上記の指示体の制御方法において、前記同期信号は、第１同期信号と、前記第１同期信号と所定の時間をおいて送信される第２同期信号と、を含むことが望ましい。
【００９８】
この方法によれば、第１同期信号及び第２同期信号の受信間隔に基づいて同期信号を判断することができる。
【００９９】
上記の指示体の制御方法において、前記受信部が前記同期信号を受信できずに所定時間が経過した場合、前記受信部への電力の供給を継続して前記受信部による前記同期信号の受信を待機する第１受信モードに移行することが望ましい。
【０１００】
この方法によれば、受信部が同期信号を受信できずに所定時間が経過した場合に待機モードに移行するため、改めて同期信号を受信し直すことが可能となる。
【０１０１】
上記の指示体の制御方法において、前記第１受信モード中に前記同期信号を受信した場合は、前記同期信号が送信されるタイミングを予測し直すことが望ましい。
【０１０２】
この方法によれば、改めて同期信号が送信されるタイミングを予測し直すので、適切なタイミングで第１期間と第２期間とを切り替えることが可能となる。
【０１０３】
上記の指示体の制御方法において、前記受信部が受信した前記同期信号に同期して検出光を発することが望ましい。
【０１０４】
この方法によれば、受信した同期信号に同期して検出光を発するので、適切なタイミングで検出光を検出される。
【０１０５】
インタラクティブシステムは、上記に記載の指示体と、前記指示体に前記同期信号を送信する同期信号送信部と、前記画像を投写する画像投写部と、前記同期信号に同期して前記画像を撮像する撮像部と、有するプロジェクターと、を備えることを特徴とする。
【０１０６】
この構成によれば、消費電力を低減することが可能なインタラクティブシステムを提供することができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１…プロジェクター、３…指示体としての発光ペン、５…画像供給装置、１０…制御部、１１…記憶部、１２…入力操作部、１４…送信部としての同期信号送信部、１５…撮像部、１６…電源回路、１７…画像情報入力部、１８…画像情報処理部、１９…画像投写部、２１…光源、２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ…液晶ライトバルブ、２２ｉ…画像形成領域、２４…ライトバルブ駆動部、３０…制御部、３１…記憶部、３２…受信部としての同期信号受信部、３３…先端スイッチ、３４…側面スイッチ、３５…処理部としての発光部、３６…電源回路、３７…電池、１００…インタラクティブシステム。
【図１】
2020135593.tif 000003
【図２】
2020135593.tif 000004
【図３】
2020135593.tif 000005
【図４】
2020135593.tif 000006
【図５】
2020135593.tif 000007
【図６】
2020135593.tif 000008