(57)【要約】  ユーザに対して第1の情報を表示するためのディスプレイ・エリア2を有する対話型ディスプレイ1は、対象物の位置を決定するために、ディスプレイ・エリア2から対象物20を介して生じる第2の情報を検出するためのリムエリア3を具備している。当該リムエリア3は、ディスプレイ・エリア2から生じる光を有する第2の情報を検出するためのセンサ31乃至50を有してもよい。当該リムエリア3は、センサ31乃至50上に光を焦束するためのレンズ51乃至70を更に有してもよい。当該レンズ51乃至70は、レンチキュラレンズ、及び/又は円筒レンズ、及び/又は凸レンズでもよい。対象物20は、ディスプレイ・エリア2からリムエリア3へと第2の情報を反射するためのリフレクタ21を有している。装置100は、対話型ディスプレイ1と、ディスプレイ・エリア2の部分であって、当該部分から第2の情報が生じる部分を規定するため、並びに/又は第2の情報の頻度、及び/若しくは時間依存性、及び/若しくは強度を規定するために、対話型ディスプレイ1を制御するコントローラ101とを有する。
2010519605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザに対して第1の情報を表示するためのディスプレイ・エリアと、対象物の位置を決定するために、前記ディスプレイ・エリアから当該対象物を介して生じた第2の情報を検出するためのリムエリアとを有する対話型ディスプレイ。
【請求項２】
前記リムエリアが、前記ディスプレイ・エリアから生じる光を有する前記第2の情報を検出するためのセンサを有する、請求項１に記載の対話型ディスプレイ。
【請求項３】
前記センサの面と、前記ディスプレイ・エリア面とが45度と135度との間の角度を成す、請求項２に記載の対話型ディスプレイ。
【請求項４】
前記リムエリアが、前記センサ上に光を焦束するためのレンズを更に有する、請求項２に記載の対話型ディスプレイ。
【請求項５】
前記レンズは、少なくともレンチキュラレンズ、及び/又は円筒レンズ、及び/又は凸レンズの一部を有する、請求項４に記載の対話型ディスプレイ。
【請求項６】
前記対象物が、前記ディスプレイ・エリアから前記リムエリアへと、前記第2の情報を反射するためのリフレクタを有する、請求項１に記載の対話型ディスプレイと組み合わせて使用するための対象物。
【請求項７】
前記ディスプレイ・エリアの部分から前記第2の情報が生じる、前記ディスプレイ・エリアの当該部分を規定するため、並びに/又は前記第2の情報の頻度、及び/若しくは時間依存性、及び/若しくは強度を規定するための、請求項１に記載の対話型ディスプレイを制御するためのコントローラ。
【請求項８】
ディスプレイ・エリアとリムエリアとを有する、対話型ディスプレイを介して対象物の位置を決定する方法であって、前記ディスプレイ・エリアを介して、ユーザに対して第1の情報を表示するステップと、前記ディスプレイ・エリアから前記対象物を介して生じる第2の情報を、前記リムエリアを介して検出するステップとを有する、方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法のステップを実行するためのコンピュータ・プログラム、
及び/又は前記コンピュータ・プログラムを有し、記憶している媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はユーザに対して第1の情報を表示するためのディスプレイ・エリアを有する対話型ディスプレイに関する。
【０００２】
斯様な対話型ディスプレイの例は、対話型液晶表示装置、対話型LED表示装置、他の対話型スクリーン、及び対話型パネルである。
【背景技術】
【０００３】
米国特許公開公報US 2003/0156100 A1は、その表題でディスプレイ・システムを開示しており、当該公報の図1において、画素と光センサとをもつディスプレイ・エリアを有する対話型ディスプレイを開示している。画素が、ディスプレイに対する対象物についての情報を供するために用いられ、光センサが、ディスプレイによって生成され、対象物を介して反射される光を検出するために用いられている。ディスプレイに対する対象物についての情報は、複数の光センサから検出される光の量を、対象物に関する情報と関連付けることによって供されることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このディスプレイ・システムは、画素とセンサとがディスプレイ・エリア内で組み合わされねばならないという事実に起因して、比較的複雑な構造をもつ。
【０００５】
比較的単純な構造をもつ対話型ディスプレイを供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第1の態様は、ユーザに対して第1の情報を表示するためのディスプレイ・エリアを有し、対象物の位置を決定するために、ディスプレイ・エリアから当該対象物を介して生じた第2の情報を検出するためのリム（縁）エリアを有する対話型ディスプレイを供する。ユーザに示されるべき第1の情報を表示し、対象物の位置の決定するために検出されるべき第2の情報を生成するためにディスプレイ・エリアを用いることによって、及び第2の情報の検出のためにリムエリアを用いることによって、ディスプレイ・エリアは情報生成機能とプレゼンテーション機能とを依然としてもつが、しかし、検出機能はディスプレイ・エリアの外側に位置するリムエリアへと移動された。この結果、従来技術の観点から、センサが画素の間に位置することは最早なく、対話型ディスプレイが比較的複雑な構造をもつことは最早ない。
【０００７】
対象物はユーザの体の部分でもよいし、又はユーザ及び/若しくは機械によって保持され、及び/若しくは動かされる別個のアイテムでもよい。当該対象物は、ディスプレイに接触するために使われてもよいし、又は接触することは無いが、ディスプレイに近接して使われてもよい。第1の情報と第2の情報とは同一の情報であってもよいし、第1（第2）の情報が第2（第1）の情報の一部を形成することによって部分的に異なる情報であってもよいし、又は、第1の情報と第2の情報とを、例えば時間及び/若しくは周波数で多重化することによって完全に異なる情報であってもよい。
【０００８】
実施例によれば、対話型ディスプレイは、ディスプレイ・エリアから生じる光を有する第2の情報を検出するためのセンサを有するリムエリアによって規定される。センサは、一つより多くでもよい。当該センサは、光をセンサの中央部、又は中央部から左若しくは右で少なくとも検出することができる、電荷結合素子のチップ全体、又は当該チップの一部などのフォトセンサでもよい。好ましくは、少なくとも二つのリムが、一つ又はこれより多くのセンサを各々有する。
【０００９】
実施例によれば、対話型ディスプレイは、45度と135度との間の角度を成すセンサ面及びディスプレイ・エリア面によって規定される。好ましくは、センサ面とディスプレイ・エリア面との間の角度は45度と135度の間であろうが、更に好ましくは60度と120度との間であり、尚更に好ましくは80度と100度との間で、理想的には90度である。
【００１０】
実施例によれば、対話型ディスプレイは、光を収束するために、センサ上にレンズを更に有するリムエリアによって規定される。センサの前、センサの一部の前、又は、一群のセンサの前に配置されるレンズは、（複数の）センサの性能を増大させ、異なる対象物の検出の数を増加させる。
【００１１】
実施例によれば、対話型ディスプレイは、レンチキュラレンズ、及び/又は円筒レンズ、及び/又は凸レンズの少なくとも一部を有するレンズによって規定される。例えば凸レンズを用いると、対象物がディスプレイより上にどれくらい高く保持されているかが、測定されることができる。これは、（複数の）センサ上に到達する光の2方向の処理を必要とする。
【００１２】
本発明の第2の態様は、上記で規定された対話型ディスプレイと組み合わせて使用するための対象物を供し、当該対象物は、ディスプレイ・エリアからリムエリアへと第2の情報を反射するための反射部（リフレクタ）を有している。好ましくは、少なくともリフレクタの一部は、ディスプレイ・エリア面及び/又は（複数の）センサ面と、30度と60度との間、更に好ましくは40度と50度との間、理想的には45度の角度を成す面に位置している。代替的にはリフレクタは、例えば対象物が傾けられている場合でもディスプレイから光の少なくとも幾らかが（複数の）センサへと導かれるチャンスを増大させるために、例えば円筒状の対象物の底部で、半球体を介して湾曲されていることがある。
【００１３】
本発明の第3の態様は、対象物をもつか又はもたない、上記で規定された対話型ディスプレイを有する装置を供する。
【００１４】
本発明によれば、第2の情報が生じるディスプレイ・エリアの部分を規定するため、並びに/又は第2の情報の頻度、及び/若しくは時間依存性、及び/若しくは強度を規定するために、対話型ディスプレイを制御するコントローラが供される。ディスプレイ・エリアの一部のみから、及び/又はディスプレイ・エリアの種々異なる部分から次々と第2の情報を生成することによって、対象物の位置が調べられることができる。第2の情報の頻度、及び/若しくは時間依存性、及び/若しくは強度を規定することによって、検出の信頼性が改善されることができ、並びに/又は第1の情報と第2の情報の違いが導かれることができ、及び/若しくはこの違いが顕著にされることができる。
【００１５】
本発明の第4の態様は、ディスプレイ・エリアとリムエリアとを有する対話型ディスプレイを介して対象物の位置を決定する方法を供し、当該方法は、ディスプレイ・エリアを介して、ユーザに対して第1の情報を表示するステップと、ディスプレイ・エリアから対象物を介して生じた第2の情報を、リムエリアを経由して検出するステップとを有する。
【００１６】
本発明の第5の態様は、上記で規定された方法のステップを実行するためのコンピュータ・プログラムを供し、及び/又は、当該コンピュータ・プログラムを有し、これを記憶するための媒体を供する。
【００１７】
装置の実施例、方法の実施例、コンピュータ・プログラムの実施例、及び媒体の実施例は、対話型ディスプレイの実施例に対応する。
【００１８】
同一のディスプレイ・エリアに、画素とセンサとを配置することは比較的複雑であるという知見がある。ディスプレイ・エリアは情報を生成し表示するために使われるべきであり、リムエリアは対象物の位置を決定するために、対象物を介して情報を検出するために使用されるべきであるとの基本的な着想がある。
【００１９】
比較的単純な構造をもつ対話型ディスプレイを供するという課題が解決された。解像度が画素間のセンサの存在によってもはや制限されることはないという、対話型ディスプレイの更なる長所がある。
【００２０】
本発明のこれらの態様及び他の態様は、これ以降説明される実施例から明らかであり、同実施例を参照して説明されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による対話型ディスプレイ、及び本発明による対象物の平面図を示す。
【図２】本発明による対話型ディスプレイの複数の面に対する、本発明による対象物の側面図を示す。
【図３】本発明による対話型ディスプレイの一部、本発明による対象物の平面図、及び対象物を介して反射された光の射影を示す。
【図４】本発明による対話型ディスプレイの複数の面、及び当該対象物を介して反射された光の反射に関する本発明による対象物の3D図を示す。
【図５】本発明による対話型ディスプレイ及びコントローラを有する、本発明による装置の概念図を示す。
【図６】センサ及びレンズに関して異なる高さで使用される対象物の側面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
平面図で図1に示される対話型ディスプレイ1は、ディスプレイ・エリア2（内側エリア）及びリムエリア3（外側エリア）を有する。ディスプレイ・エリア2は、すべて図示されてはいないのであるが、例えば液晶表示部品即ち発光ダイオードを有する。対象物20は、ディスプレイ・エリア2の上、又は直上に接近して置かれている。リムエリア3は、例えばセンサ31乃至36、及びレンズ51乃至56の六つの組合せを第1のリムに有し、例えばセンサ37乃至40、及びレンズ57乃至60の四つの組合せを第2のリムに有し、例えばセンサ41乃至46、及びレンズ61乃至66の六つの組合せを第3のリムに有し、例えばセンサ47乃至50、及びレンズ67乃至70の四つの組合せを第4のリムに有する。
【００２３】
概して、ディスプレイ・エリア2は、ユーザに対して予定されている第1の情報を表示し、リムエリア3は、対象物20の位置を決定するために、ディスプレイ・エリア2から当該対象物20を介して生じる第2の情報を検出する。実施例によれば、リムエリア3は、ディスプレイ・エリア2から生じる可視光及び/又は非可視光を有する第2の情報を検出するために、一つ以上のセンサ31乃至50を有してもよい。代替的にはリムエリアは、ディスプレイ・エリア2から生じる電磁波を有する第2の情報を検出するために、一つ以上の検出器を有してもよい。更に、実施例によれば、リムエリア3は、センサ31乃至50上に光を焦束するために、一つ以上のレンズ51乃至70を有してもよい。これらの一つ以上のレンズ51乃至70は、レンチキュラレンズ、及び/又は円筒レンズ、及び/又は凸レンズの少なくとも一部を有してもよい。センサ31乃至50は、センサの中心で、又は中心から左側若しくは右側で少なくとも光の検出ができる、電荷結合素子チップなどの光センサでもよい。代替的には、光センサの各サブセンサがセンサ31乃至50であると考えてもよい。好ましくは、少なくとも二つのリムが、一つ以上のセンサ31乃至50を各々有することであろう。
【００２４】
電荷結合素子チップは、例えば画像を生成する。この画像は、デジタルデータによって規定されるか、又はデジタルデータへと変換されるべきものである。このデジタルデータは、例えばどの時間に画像のどの場所が、どの色で、及び/又はどの強度で測定されたかを規定している。恐らくは異なるリムの異なるチップから生じるこのデジタルデータから、対象物の位置が抽出されることができる。
【００２５】
側面図で図2に示されている対象物20は、ディスプレイ・エリア2からリムエリア3へと第2の情報を反射するためのリフレクタ21を有する。使用時は、実施例によれば、少なくともリフレクタ21の一部は、ディスプレイ・エリアの面4及び/又はセンサの面5と、30度と60度との間の、好ましくは40度と50度との間の、理想的には45度の角度を成す面6にあるであろう。更なる実施例によれば、センサ31乃至50の面5、及びディスプレイ・エリア2の面4は、45度と135度との間の、好ましくは60度と120度との間の、更に好ましくは80度と100度との間の、理想的には90度の角度を成すであろう。第2の情報は、例えば面4から生じ、面5へと反射される光を有する。
【００２６】
リフレクタ21がユーザの体の部分に取り付けられるべき部品である場合、対象物20はユーザの体の部分であり、ユーザ及び/若しくは機械によって保持される、並びに/又は動かされるべき別個のアイテムでもよい。対象物20は、ディスプレイ・エリア2に接触するために使われてもよいし、又は当該エリアに接触はしないが、ディスプレイ・エリア2に近接して使われてもよい。
【００２７】
図3に平面図で示されている対話型のディスプレイ1の一部及び対象物20は、図1で既に示された対応する部品に相当し、加えて、ディスプレイ・エリア2から生じ、対象物20及び当該対象物20のリフレクタ21を介して反射された光が示されている。センサ31乃至50、及びレンズ51乃至70の組合せは、センサ31乃至50の一部への光の射影を生じ、この一部は、ディスプレイ・エリア2に対する対象物20の位置に依存する。代替的には、一つより多くのセンサが一つのレンズによってカバーされることができ、又は、一つのセンサが一つより多くのレンズによってカバーされることもできる。
【００２８】
図4で3D図にて示されている対象物20は、対話型ディスプレイの面4から生じている光を面5へと反射するリフレクタ21を有する。面5での第2の情報の検出は（面4の一部と面5の一つとで形成するx‐方向又はy‐方向などの）1方向の検出でもよく、又は（面4の一部及び面5の一つとで形成するx‐方向又はy‐方向などの第1の方向と、面5の一部で形成し、面4と直交するz‐方向などの第2の方向との）2方向の検出を有してもよい。
【００２９】
図5に示される装置100は、既に図1で示されたディスプレイ・エリア2、及びリムエリア3を伴う対話型ディスプレイ1を有する。ここではリムエリア3は、図1で既に示されたセンサ37乃至40及びセンサ41乃至46を具備し、更に、ディスプレイ・エリア2の行及び列を駆動するための、列ドライバ103及び行ドライバ104を有する。装置100は、センサ37乃至40、センサ41乃至46、及びドライバ103、104に繋がれたコントローラ101を更に有する。当該コントローラ101は、メモリ102に更に繋がれ、すべてが示されていないが、人‐機械インタフェース及びネットワーク・インターフェース等々に更に繋がれることができる。メモリ102は、別の種類の媒体も含め、コンピュータ・プログラムを有して記憶するための媒体でもよい。
【００３０】
コントローラ101は、第2の情報が生じるディスプレイ・エリアの部分を規定するため、並びに/又は第2の情報の頻度、及び/若しくは時間依存性、及び/若しくは強度を規定するために、対話型ディスプレイ1を制御することができる。ディスプレイ・エリア2の一部のみから、及び/又はディスプレイ・エリア2の種々異なる部分から次々と第2の情報を生成することによって、対象物20の位置が、調べられることができる。第2の情報の頻度、及び/若しくは時間依存性、及び/若しくは強度を規定することによって、検出の信頼性が改善されることができ、並びに/又は第1の情報と第2の情報との間の違いが導入及び/若しくは増大されることができる。第1の情報及び第2の情報は、同一の情報でもよいし、又は第1の（第2）情報が第2の（第1の）情報の一部を形成することによって、部分的に異なる情報でもよいし、又は、コントローラ101からの制御の下で、第1の情報及び第2の情報を、例えば時間又は周波数で多重化することによって、完全に異なる情報であってもよい。
【００３１】
図6では、対象物20が、センサ38及びレンズ58の組合せに対して、異なる高さで使われている。異なる高さでの使用は、図示するように、レンズ58を介しセンサ38内で（z-方向において）種々異なる射影を生じる可能性がある。これに対して、例えばレンズは、特別な形状を与えられても良いし、及び/若しくは特別な材料で作成されても良いし、並びに/又は、例えば対象物20のリフレクタ21は、特別な形状を与えられても良いし、及び/若しくは特別な材料等々で作成されても良い。
【００３２】
対象物20が、ディスプレイ・エリア2に接触するために使われても良いし、又は接触すること無くディスプレイ・エリア2に近接して使われても良いという事実は、以下のように注目されるべきである。ディスプレイ・エリア2に接触するために使われる場合、センサ31乃至50の面5、及びディスプレイ・エリア2の面4は、対象物20（のリフレクタ21）のサイズ及び/又は構造に依存して、例えば互いに45度と90度との間の角度を成すことができる。ディスプレイ・エリア2に接触することは無く、近接して使われる場合、センサ31乃至50の面5、及びディスプレイ・エリア2の面4は、対象物20（のリフレクタ21）のサイズ及び/又は構造に依存して、例えば互いに90度と135度との間の角度を成すことができる。
【００３３】
対話型ディスプレイ1は、Philips社のEntertaibleなどの対話型テーブルトップの例えば一部を形成し、例えばゲームの駒、又は指及び（必要に応じて複数のユーザからの）他の手の部分などの対象物を使用することにより、ディスプレイと対話するための解決策を供する。例えばディスプレイの光が、駒などの対象物の例えば45度の反射面（鏡）を介して、ディスプレイのリムへと反射される解決策が、提案されている。反射された光は、リムと一体化されたレンチキュラレンズアレイの背後の、例えば光センサによって感知されることができる。この配置の長所は、ディスプレイの光が使われるので、別個の光源が必要とされない点であり、一方、測定は、スクリーンのリムに沿った従来技術の全ループ走査を必要とせずに連続的であることができる。ゲーム用の駒とは別に、代替的に、指又は他の体の部分の屈折が位置決めのために使われ、感知されることができる。スクリーンによって生成される色情報及び/又は他の光の符号化技術が、位置決定を援助するために使用されることができる。
【００３４】
考え得る実施例は、リムに沿って、レンチキュラレンズアレイの背後に置かれた、（例えば小型CCDチップなどの）光センサのアレイを伴うフラットスクリーンから構成することができる。スクリーン上で使用される駒は、ディスプレイから当該ディスプレイのリム部へと光を反射するために、底部に45度の反射面をもつことができる。レンチキュラレンズは、駒から受信した光の方向（角度）を、センサの水平軸上での光の位置に変換することであろう。レンズをまっすぐに横切る駒からの光は、センサの中央部に光のスポットを作るだろうし、一方、センサの右（左）に位置する駒からの光は、センサの右（左）側にスポットを生成するであろう。駒がどこに居なければならないかを算出するために、すべてのセンサからの情報を組み合わせることによって、この関係は（方向から位置へと）逆方向に用いられることができる。駒の位置決定は、さまざまなパラメータを用いて行われる。第1のパラメータは、光センサによって記録された画像中の対象物の位置である：即ち、左はテーブルの左側を意味し、右はテーブルの右側を意味する。第2のパラメータは、立体視及び3D写真では知られている、センサの画像間の水平転位である。左右の画像を隣同士に位置させるとき、ビューアの近くにある対象物の対は、更に離れている対象物に比べて、画像対で互いにより近接している。この情報を使って、対象物の距離を判断することが可能である。第3のパラメータは光の強度及びサイズであり、これらも対象物の距離について言及することができる。
【００３５】
原理的には、単一の駒を2個のCCDチップのみで検出することが可能であろう。しかしながら複数の駒を使用するときは、重なりが測定をすぐに阻害することであろう。重なりの問題を取扱う場合、CCDの数を増加させることが解決策である。好ましい実施例は、ディスプレイ上の対象物の最良の視認を可能にするために、ディスプレイの全ての四つの側に光センサ及びレンチキュラレンズをもち、多数の対象物の位置が同時に決定されることを可能にする。一旦駒の位置が決定されると、システムは符号化された光を用いて二重チェックを実行することができる。この場合、駒の位置がセンサの画像上の対象物と一致するかどうか見るために、ディスプレイは、例えばすばやく明滅するか、又は駒の下にある画素の色を変化させる。
【００３６】
要約すると、ユーザに対して第1の情報を表示するためのディスプレイ・エリア2を有する対話型ディスプレイ1は、対象物の位置を決定するために、ディスプレイ・エリア2から対象物20を介して生じる第2の情報を検出するためのリムエリア3を具備している。当該リムエリア3は、ディスプレイ・エリア2から生じる光を有する第2の情報を検出するためのセンサ31乃至50を有してもよい。リムエリア3は、センサ31乃至50上に光を焦束するためのレンズ51乃至70を更に有してもよい。当該レンズ51乃至70は、レンチキュラレンズ、及び/又は円筒レンズ、及び/又は凸レンズでもよい。対象物20は、ディスプレイ・エリア2からリムエリア3へと第2の情報を反射するためのリフレクタ21を有する。装置100は、対話型ディスプレイ1と、第2の情報が生じるディスプレイ・エリア2の部分を規定するため、並びに/又は第2の情報の頻度、及び/若しくは時間依存性、及び/若しくは強度を規定するために、対話型ディスプレイ1を制御するコントローラ101とを有する。
【００３７】
本発明が図及び前述の説明にて詳細に例示され説明される一方、斯様な図例及び説明は、例示的又は典型的であると看做されるべきで、制限的であると看做されるべきではなく、本発明は開示された実施例に限定されることはない。開示された実施例に対する他のバリエーションが、図、開示物、及び添付の請求の範囲の学習から、請求された本発明を実施する際に当業者によって理解され、及び遂行されることができる。請求項において、単語「有する」は他の要素又はステップを除外することはなく、不定冠詞「a」、又は「an」は複数を除外することはない。単一のデータプロセッサ又は他のユニットが、請求項において列挙されている複数の項目の機能を満たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項において羅列されているという単なる事実は、これらの手段の組合せが有効に使用されることができないことを示してはいない。コンピュータ・プログラムは、他のハードウェアと共に、又は他のハードウェアの一部として供される光学記憶媒体、又は半導体媒体などの適切な媒体上に記憶/配信されてもよいが、インターネット、又は他の有線及び/若しくは無線の通信システムなどを介して、他の形態で配布されてもよい。請求項中のいかなる引用符号も、範囲を限定するものとして解釈されてはならない。
【図１】
2010519605.tif 000003
【図２】
2010519605.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010519605.tif 000008
【国際調査報告】
2010519605.tif 000009
2010519605.tif 000010