(57)【要約】【課題】従来の電子黒板では、信号処理器を取り付けたホワイトボードでしか平面上の座標が取れず、信号処理器を持たないホワイトボードでは座標取得ができない。また、画面４隅を指定するなど座標の初期化が必要である問題点があった。【解決手段】信号処理器をプロジェクタに設け、またプロジェクタからスクリーンまでの距離を取得する手段をプロジェクタに設ける。これによって、信号処理器を持たないホワイトボードでも座標取得ができる。また、画面４隅を指定するなど座標の初期化が必要ない。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外光発光部と超音波発生部を備えスクリーン上で操作される電子ペンの発する前記赤外光を受光する赤外光受光部と、
前記電子ペンの発する前記超音波を受信する少なくとも２つ以上の超音波受信部、
を有し、
前記電子ペンの前記スクリーン上での位置を取得する機能を備える、
ことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
赤外光発光部と超音波発生部を備えスクリーン上で操作される電子ペンの発する前記赤外光を受光する赤外光受光部と、
前記電子ペンの発する前記超音波を受信する少なくとも２つ以上の超音波受信部と、
前記スクリーンとの距離を計測する手段、
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
前記プロジェクタは、
さらに、前記赤外光受光部の出力と、前記超音波受信部の出力と、前記スクリーンとの距離を計測する手段の出力とから、前記電子ペンの前記スクリーン上での位置を取得する手段、
を備えることを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
ライトバルブ上の表示画像を前記スクリーンへ拡大投写するプロジェクタであって、
赤外光発光部と超音波発生部を備えスクリーン上で操作される電子ペンの発する前記赤外光を受光する赤外光受光部と、
前記電子ペンの発する前記超音波を受信する少なくとも２つ以上の超音波受信部と、
前記スクリーンとの距離を計測する手段と、
前記赤外光受光部の出力と、前記超音波受信部の出力と、前記スクリーンとの距離を計測する手段の出力とから演算される前記電子ペンの前記スクリーン上での位置を、前記拡大投写される投写矩形画像の辺の長さで正規化した座標データを出力する手段、
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
前記プロジェクタは、ミラー投写型プロジェクタである、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のプロジェクタ。
【請求項６】
赤外光発光部と超音波発生部を備えスクリーン上で操作される電子ペンの発する前記赤外光を受光する赤外光受光部と、
前記電子ペンの発する前記超音波を受信する少なくとも２つ以上の超音波受信部、
を有し、
前記電子ペンの前記スクリーン上での位置を取得する機能を前記プロジェクタに付加する、
ことを特徴とするプロジェクタの付属装置。
【請求項７】
赤外光発光部と超音波発生部を備えスクリーン上で操作される電子ペンの発する前記赤外光を受光する赤外光受光部と、
前記電子ペンの発する前記超音波を受信する少なくとも２つ以上の超音波受信部と、
前記スクリーンとの距離を計測する手段、
を備えることを特徴とするプロジェクタの付属装置。
【請求項８】
前記プロジェクタの付属装置は、
さらに、前記赤外光受光部の出力と、前記超音波受信部の出力と、前記スクリーンとの距離を計測する手段の出力とから、前記電子ペンの前記スクリーン上での位置を取得する手段、
を備えることを特徴とする請求項７に記載のプロジェクタの付属装置。
【請求項９】
前記プロジェクタは、ミラー投写型プロジェクタである、
ことを特徴とする請求項６乃至８の何れかに記載のプロジェクタの付属装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子黒板機能を有するプロジェクタ並びにプロジェクタに電子黒板機能を付加するプロジェクタの付属装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、２つの超音波受信部と１つの赤外光受光部とをもつ信号処理器と、赤外光発光部と超音波発生部を持つ電子ペンとを組み合わせた座標入力装置が見られるようになった。これは前記信号処理器をホワイトボードなどに取り付け、電子ペンから２つの超音波受信部までの距離を測定することで電子ペンの位置を取得し、パソコンで座標として取り込む電子黒板機能の一形態である。
仕組みは、まず前記信号処理部をホワイトボードの隅に取り付け、パソコンの映像をプロジェクタでホワイトボードに投写し、投写映像の特定の位置（例えばボードの４隅）を電子ペンで指定することで投写映像の位置を前記信号処理器に覚えこませ、その後は電子ペンの位置と先に覚えこませた特定の位置を比較することで電子ペンのボード上の座標を算出し、パソコンに算出された座標を渡し、ボードに描いた図形の取り込みやマウスカーソルなどを動かす処理を行うものとなっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３にその典型的な従来例を示し、動作を説明する。
スクリーン１に取り付けられた、信号処理部２には赤外光受光部２１、超音波受信部２２、超音波受信部２３が設けられている。電子ペン３からは、同時に赤外光パルス４と超音波パルス５（ここでパルスとは一瞬だけ出力される信号という意味でつかう）が出力される。そうすると、雷の光が見えてから音が聞こえるまでの時間で雷までの距離がわかる原理を利用し、信号処理部２は赤外光受光部２０に赤外光パルス４が入力されてから、超音波受信部２１、２２に超音波が入力されるまでの時間を測ることで、電子ペン３から超音波受信部２１、２２までの距離を知ることができる。超音波受光部２１、２２は信号処理部２に固定されていることから、超音波受信部２１、２２からみた電子ペン３の位置は三角測量の原理から求めることができる（異なる２点から特定の点への距離が分かればその特定点の位置は算出できる）。
【０００４】
そこで、プロジェクタでホワイトボードに映像を投写し、まず、投写映像左上６１、投写映像右上６２、投写映像左下６３、投写映像右下６４を電子ペン３で指定し、投写映像６の位置を信号処理部２に記憶させる（座標の初期化）。その後、電子ペン３を投写映像６の中で使用すれば、投写映像の位置と電子ペン３を比較することで、映像のどの位置に電子ペン３があるかを算出でき、その結果、パソコンのマウスカーソルを動かしたり、画面上のアイコンを指定したりということが可能になる。以上が従来例の仕組みである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３３１７９６号公報（第３−５頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上記で説明した従来例では、信号処理器を取り付けたホワイトボードでしか平面上の座標が取れず、信号処理器を持たないホワイトボードでは座標取得ができないこと。また、画面４隅を指定するなど座標の初期化が必要であるという問題点があった。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、信号処理器をプロジェクタに設け、またプロジェクタからスクリーンまでの距離を取得する手段をプロジェクタに設けることによって、上記２つの問題点を解決することのできる、電子黒板機能を有するプロジェクタ並びにプロジェクタに電子黒板機能を付加するプロジェクタの付属装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のプロジェクタは、赤外光発光部と超音波発生部を備えスクリーン上で操作される電子ペンの発する前記赤外光を受光する赤外光受光部と、電子ペンの発する超音波を受信する少なくとも２つ以上の超音波受信部を有し、電子ペンのスクリーン上での位置を取得する機能を備えることを特徴とする。
また別なる本発明のプロジェクタは、赤外光発光部と超音波発生部を備えスクリーン上で操作される電子ペンの発する赤外光を受光する赤外光受光部と、電子ペンの発する超音波を受信する少なくとも２つ以上の超音波受信部と、スクリーンとの距離を計測する手段を備えることを特徴とする。
プロジェクタは、さらに、赤外光受光部の出力と、超音波受信部の出力と、スクリーンとの距離を計測する手段の出力とから、電子ペンのスクリーン上での位置を取得する手段を備える。
また別なる本発明のプロジェクタは、ライトバルブ上の表示画像をスクリーンへ拡大投写するプロジェクタであって、赤外光発光部と超音波発生部を備えスクリーン上で操作される電子ペンの発する赤外光を受光する赤外光受光部と、電子ペンの発する超音波を受信する少なくとも２つ以上の超音波受信部と、スクリーンとの距離を計測する手段と、赤外光受光部の出力と、超音波受信部の出力と、スクリーンとの距離を計測する手段の出力とから演算される電子ペンのスクリーン上での位置を、拡大投写される投写矩形画像の辺の長さで正規化した座標データを出力する手段を備えることを特徴とする。
上記プロジェクタは、ミラー投写型プロジェクタである。
【０００８】
また、本発明のプロジェクタの付属装置は、赤外光発光部と超音波発生部を備えスクリーン上で操作される電子ペンの発する赤外光を受光する赤外光受光部と、電子ペンの発する超音波を受信する少なくとも２つ以上の超音波受信部を有し、電子ペンのスクリーン上での位置を取得する機能をプロジェクタに付加することを特徴とする。
別なる本発明のプロジェクタの付属装置は、赤外光発光部と超音波発生部を備えスクリーン上で操作される電子ペンの発する赤外光を受光する赤外光受光部と、電子ペンの発する超音波を受信する少なくとも２つ以上の超音波受信部と、スクリーンとの距離を計測する手段を備えることを特徴とする。
プロジェクタの付属装置は、さらに、赤外光受光部の出力と、超音波受信部の出力と、スクリーンとの距離を計測する手段の出力とから、電子ペンのスクリーン上での位置を取得する手段を備える。
上記プロジェクタは、ミラー投写型プロジェクタである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、信号処理器をプロジェクタに設け、またプロジェクタからスクリーンまでの距離を取得する手段をプロジェクタに設けることによって、従来例では、信号処理器を取り付けたホワイトボードでしか平面上の座標が取れず、信号処理器を持たないホワイトボードでは座標取得ができず、また、画面４隅を指定するなど座標の初期化が必要であるという２つの問題点を解決することのできる、電子黒板機能を有するプロジェクタ並びにプロジェクタに電子黒板機能を付加するプロジェクタの付属装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に本発明のプロジェクションシステムの実施の形態を示す。このプロジェクションシステムは、スクリーン１と、スクリーン上で図形を描く電子ペン３と、プロジェクタ７とからなる。電子ペン３は、赤外光発光部と超音波発生部を持つ。
【００１１】
また、プロジェクタ７の構成ブロックを図２に示す
プロジェクタ７は、信号処理部１０と、投写光学系４０と、ＣＰＵ３０から構成される。信号処理部１０は、赤外光受光部７０と、超音波受信部７１、７２と、スクリーンまでの距離測定手段７３と、これらの出力から電子ペン３までの距離を算出する距離演算部５０から構成される。
【００１２】
投写光学系４０は、ここでは複数の非球面ミラーによってライトバルブ（図示せず）の表示画像を投写するミラー投写系の場合を示す。この方式のプロジェクタは、超短焦点化が実現でき、プレゼンテータがスクリーンの前面に立っても投写光を遮らないため眩しくならずまた影にならないという電子黒板機能を利用する上での利点を有す。
【００１３】
スクリーンまでの距離測定手段７３は、ここでは超音波センサで構成されている。
超音波センサは、４０〜５０ＫＨｚ程度の振動周波数の圧電屈曲振動子を一定周期のバーストパルスで駆動することによって、空気中に超音波パルスを送出し、スクリーン１からの反射パルスエコーを同じ振動子によって検知するものである。
スクリーンまでの距離測定手段７３は、ミリ波の送受波手段であってもよい。ミリ波の連続波をスクリーンに向けて送出すると、スクリーンからの反射波との間で干渉が生じる。干渉の山谷の位置は、発振周波数を掃引すると変化する。周波数の掃引幅と干渉振幅とから、プロジェクタとスクリーンとの距離を検出することができる。
【００１４】
距離演算部５０は、赤外光受光部７０の受光する電子ペン３からの赤外光パルス４と超音波受信部７１、７２が受信する超音波パルス５１、５２との時間差、並びに、距離測定手段７３が計測するスクリーンまでの距離情報とから、スクリーン上の電子ペン３とプロジェクタ７との三次元座標距離を演算してＣＰＵ３０に出力する。
【００１５】
ＣＰＵ３０は、投写画像入力に必要に応じて投写時の台形歪みを補正する処理等を施して、ライトバルブに出力する。と同時に、距離演算部５０の出力から電子ペン３の位置を算出しプロジェクタ外へ出力する。
【００１６】
次にプロジェクタの動作を説明する。
プロジェクタ７は、スクリーン１上に入力画像を投写する。
電子ペン３の位置を取得する動作原理は、信号処理器をスクリーン設けた従来例と同様だが、従来例と違って超音波受信部７１、７２がスクリーン面上になく２次元上での三角測量の原理が使用できない。実際に超音波パルス５１、５２によって電子ペン３から超音波受信部７１、７２までの２つの距離がわかっても、超音波受信部による電子ペンの位置８に見られるように２つの超音波受信部７１、７２を結んだ直線の一部を中心とし直線に垂直な円周上に電子ペン３が位置するということしかわからない。
このため、スクリーン上での電子ペン３の位置を得るためには超音波受信部７１、７２からスクリーンまでの距離を得る必要がある。この距離がわかれば、超音波受信部による電子ペンの位置８が描く円周とスクリーン面の交点９から電子ペン３の位置が限定できる。面と円周の交点は２点あり電子ペン３が交点９０に位置する可能性もあるが現実的には交点９の方だけ考えればよい。
スクリーン上の投影画像の位置は、プロジェクタとスクリーン間の距離よりＣＰＵ２にて計算される。この位置を基準にして電子ペン３の位置を正規化し、座標データとして出力する。したがってプロジェクタ７がスクリーン１へ画像を投写しなくても電子ペンの位置は取得できる。
【００１７】
本実施例では、画面サイズを可変することを想定して距離取得手段７３を用いてスクリーンまでの距離を取得しているが、プロジェクタ本体が固定設置されている場合はスクリーンまでの距離を直接プロジェクタに入力する方法でもよい。
また、信号処理部１０は、プロジェクタ７に実装されている場合を説明したが、オプションの一つとして、必要に応じて装備する付属部品とすることもできる。
【００１８】
以上の説明ではプロジェクタは、ミラー投写型のプロジェクタの場合について説明したが、レンズ投写型であっても本発明は有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のプロジェクションシステムの利用形態を説明する図である。
【図２】本発明のプロジェクタの構成を示すブロック図である。
【図３】従来の電子黒板を説明する図である。
【符号の説明】
【００２０】
１    スクリーン
２    信号処理器
３    電子ペン
４    赤外光パルス
５    超音波パルス
６    投写映像
７    プロジェクタ
８    位置
９    交点
１０    信号処理部
２０    赤外光受光部
２１、２２    超音波受信部
３０    ＣＰＵ
４０    投写光学系
５０    距離演算部
５１、５２    超音波パルス
６１    投写映像左上
６２    投写映像右上
６３    投写映像左下
６４    投写映像右下
７０    赤外光受光部
７１、７２    超音波受信部
７３    距離取得手段
７４    スクリーン−プロジェクタ間距離
９０    交点
【図１】
2005115870.tif 000003
【図２】
2005115870.tif 000004
【図３】
2005115870.tif 000005