JP5672019B2 - 位置検出システム及び位置検出方法 - Google Patents

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。

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。

特開２０１０−１１３５９８号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

本発明の一実施形態における、位置検出システムの構成を表す図である。 本発明の一実施形態における、投射部の構成を表す図である。 本発明の一実施形態における、赤色光源部の構成を表す図である。 本発明の一実施形態における、光源毎に固有のタイミングで投射される光パルスを表す図である。 本発明の一実施形態における、画面位置と光強度との関係を表す図である。 本発明の一実施形態における、領域と投射範囲との位置関係を表す図である。 本発明の一実施形態における、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を表す図である。 本発明の一実施形態における、スクリーンに投射された光パルスを表す図である。 本発明の一実施形態における、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。 本発明の一実施形態における、指示位置を検出する方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態における、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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (7)

1. 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。
2. 前記各光源は、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。
3. 前記制御部は、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、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又は請求項２に記載の位置検出システム。
4. 前記制御部は、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、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から請求項３のいずれか１つに記載の位置検出システム。
5. 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。
6. 前記指示器は、複数備えられることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の位置検出システム。
7. 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。

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