JP4541438B2

JP4541438B2 - 情報コードの読取装置及び読取方法

Info

Publication number: JP4541438B2
Application number: JP2008507506A
Authority: JP
Inventors: 祐介曽我; 学野原; 尚行秋本; 智昭岩井; 良司野口
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2027-03-27
Also published as: US20100164912A1; WO2007111329A1; JPWO2007111329A1

Description

本発明は、ディスプレイ上に表示された情報コードを読み取る情報コードの読取装置に関する。

近年、入力映像信号に基づく主画像中にディスプレイ上の座標位置を表す座標情報を重畳表示させ、ペン型入力指示器にて座標情報を読み取らせることにより、このペン型入力指示器にて指示されたディスプレイ上の座標位置を取得できるようにした表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる表示装置においては、主画像中に座標情報を重畳表示させるべく、１フィールド表示期間内において、上記主画像を表示させる為のサブフィールド群に基づく駆動と、上記座標情報を表示させる為のサブフィールド群に基づく駆動とを順次実行する。この際、ペン型入力指示器側において上記座標情報のみを読み取らせるべく、表示装置は、座標情報を表示させる為のサブフィールド群の実行期間に同期した同期信号をこのペン型入力指示器に供給するようにしている。

従って、表示装置側には、かかる同期信号をペン型入力指示器側に送信する為の回路が必要となり、その装置規模が大になるという問題があった。
特開平０８−１１５０５７号公報

本発明は、ディスプレイ装置の回路規模を増大させることなく、このディスプレイに表示された情報コードを読み取ることが可能な情報コードの読取装置及び読取方法を提供することを目的とする。

本発明による情報コードの読取装置は、各フレーム表示期間内の所定区間においてディスプレイに表示された情報コードを読み取る情報コードの読取装置であって、前記ディスプレイから放出されるノイズを検出するノイズ検出手段と、前記ノイズに基づいて前記フレーム表示期間に同期した同期信号を生成する同期検出手段と、前記同期信号に応じて前記ディスプレイの表示画面を撮影して得られた撮影画像信号中から前記情報コードを復元する手段と、を有する。

又、本発明による情報コードの読取方法は、各フレーム表示期間内の所定区間においてディスプレイに表示された情報コードを読み取る情報コードの読取方法であって、前記ディスプレイから放出されるノイズを検出するノイズ検出行程と、前記ノイズに基づいて前記フレーム表示期間に同期した同期信号を生成する同期検出行程と、前記同期信号に応じて前記ディスプレイの表示画面を撮影して得られた撮影画像信号中から前記情報コードを復元する行程と、を有する。

ディスプレイ装置のフレーム表示期間に同期した同期信号が読取装置側において自己生成されるので、ディスプレイ装置側では、同期信号を読取装置に送信する為の回路が不要となる。

本発明に基づく電子チョークを備えた電子黒板の概略構成を示す図である。図１に示されるＰＤＰ１００における画素セルＰ及び画素ブロックＰＢの配列の一部を示す図である。ＰＤＰ１００を駆動する際の発光駆動シーケンスの一例を示す図である。図３に示される発光駆動シーケンスに従って主画像表示駆動行程（サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８）を実行した場合における発光パターンを示す図である。ＰＤＰ１００に表示される黒板画像の一例を示す図である。本発明による電子チョーク９の内部構成を示す図である。図６に示されるフレーム同期検出回路９３の内部構成の一例を示す図である。ブランキング期間ＢＴ内においてノイズＮＺＰを発生させるＰＤＰでのノイズ形態の一例を示す図である。

符号の説明

9 電子チョーク
91 イメージセンサ
92 ノイズセンサ
93 フレーム同期検出回路
１００プラズマディスプレイパネル

各フレーム表示期間内の所定区間にてディスプレイに表示された情報コードを読み取るべく、ディスプレイから放出されるノイズに基づいて各フレーム表示期間に同期した同期信号を生成し、この同期信号に応じてディスプレイの画面を撮影して得られた撮影画像信号から上記情報コードを復元する。この際、プラズマディスプレイパネルにおける各フレーム表示期間は、複数のサブフィールドによって表示駆動を行う期間と、ブランキング期間とからなるので、読取装置側では、そのノイズが上記ブランキング期間と同一期間長に亘り途切れた区間を検出したとき、又はノイズが途切れた後に最初に発生したノイズの継続期間が短い場合にはこの最初に発生したノイズのタイミングで上記同期信号を生成する。

図１は、本発明による情報コードの読取装置としての電子チョークを備えた電子黒板の構成を示す図である。

図１において、電子黒板本体としてのプラズマディスプレイパネル１００（以下、ＰＤＰ１００と称する）は、黒板面を担う透明な前面基板(図示せぬ)と、背面基板(図示せぬ)とを備える。前面基板及び背面基板間には放電ガスが封入された放電空間が存在する。前面基板上には、夫々表示面の水平方向（横方向）に伸長している複数の行電極が形成されている。一方、背面基板上には、表示面の垂直方向（縦方向）に伸長している複数の列電極が形成されている。各行電極と列電極との交叉部(放電空間を含む)には画素セルが形成されている。尚、画素セルは、図１に示す如く、赤色で発光する画素セルＰ_R、緑色で発光する画素セルＰ_G、及び青色で発光する画素セルＰ_Bの３種類からなる。

黒板面画像データメモリ１には、ＰＤＰ１００の画面全面に表示させるべき黒板面（例えば黒一色）を表す黒板面画像データが予め記憶されている。黒板面画像データメモリ１は、上記黒板面画像データを順次読み出し、これを黒板面画像データＤ_BBとして画像重畳回路２に供給する。

画像重畳回路２は、黒板面画像データＤ_BBにて示される黒板面画像と、外部入力画像データ信号Ｄ_INにて示される画像と、トレース画像データ信号Ｄ_TR（後述する）にて示される画像とを重畳させた画像を各画素セルＰ毎に示す画素データＰＤを生成し、ＳＦ画素駆動データ生成回路３及び駆動制御回路４の各々に供給する。尚、画像重畳回路２は、駆動制御回路４（後述する）から黒板表示解除信号が供給された場合には、外部入力画像データ信号Ｄ_INにて示される画像と、トレース画像データ信号Ｄ_TRにて示される画像とを重畳させた画像を各画素セルＰ毎に示す画素データＰＤをＳＦ画素駆動データ生成回路３及び駆動制御回路４の各々に供給する。

ＳＦ画素駆動データ生成回路３は、各画素データＰＤ毎に、その画素データＰＤによって示される輝度レベルに応じて、サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８（後述する）各々において各画素セルＰの状態を点灯モード及び消灯モードの内の一方の状態に設定させるべき画素駆動データＧＤ１〜ＧＤ８を生成してアドレスドライバ５に供給する。

座標データメモリ６には、隣接する複数の画素セルＰからなる画素ブロック毎に、その画素ブロックが位置するＰＤＰ１００の画面内での座標位置を示す座標データが予め記憶されている。例えば、図２に示す如き、ｎ行×ｍ列分の画素セルＰからなる画素ブロックＰＢ（太線枠にて囲まれた領域）毎に、その画素ブロックＰＢにおけるＰＤＰ１００の画面内での座標位置を示す座標データが対応づけして座標データメモリ６に記憶されているのである。座標データメモリ６は、かかる座標データを読み出して２次元コード変換回路７に供給する。

２次元コード変換回路７は、先ず、各画素ブロックＰＢに対応した上記座標データを（ｎ×ｍ）ビットの２次元コードに変換する。そして、２次元コード変換回路７は、上記２次元コードの各ビットを画素ブロックＰＢ内の（ｎ×ｍ）個の画素セルＰ各々に対応づけし、各画素セルＰに対応づけされたビットをその画素セルＰに対応した画素駆動データＧＤ０として、アドレスドライバ５に供給する。

駆動制御回路４は、サブフィールド法に基づく図３に示されるが如き発光駆動シーケンスに基づき、１フレーム（又は１フィールド）の表示期間内において、２次元コード表示駆動行程と、主画像表示駆動行程と、を順次実行する。この際、主画像表示駆動行程では、駆動制御回路４は、図３に示す如き８つのサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８各々においてアドレス行程Ｗ及びサスティン行程Ｉを順次実行する。尚、駆動制御回路４は、サブフィールドＳＦ１に限り、アドレス行程Ｗに先立ち、リセット行程Ｒを実行する。又、２次元コード表示駆動行程では、駆動制御回路４は、図３に示す如きサブフィールドＳＦ０において、リセット行程Ｒ、アドレス行程Ｗ及びサスティン行程Ｉを順次実行する。尚、上記主画像表示駆動行程の後には、所定期間長を有するブランキング期間ＢＴが設けられている。

駆動制御回路４は、上記リセット行程Ｒ、アドレス行程Ｗ及びサスティン行程Ｉ各々の実行によって、ＰＤＰ１００を以下の如く駆動すべき各種制御信号を発生して、アドレスドライバ５及び行電極ドライバ８の各々に供給する。

この際、上記リセット行程Ｒの実行に応じて、行電極ドライバ８は、ＰＤＰ１００の全画素セルＰの状態を点灯モードの状態に初期化すべきリセットパルスをＰＤＰ１００の全行電極に印加する。

次に、アドレス行程Ｗの実行に応じて、アドレスドライバ５は、このアドレス行程Ｗが属するサブフィールドＳＦに対応した画素駆動データＧＤに応じた電圧を有する画素データパルスを発生する。すなわち、アドレスドライバ５は、例えばサブフィールドＳＦ１のアドレス行程Ｗでは上記画素駆動データＧＤ１に応じた画素データパルスを発生し、サブフィールドＳＦ２のアドレス行程Ｗでは上記画素駆動データＧＤ２に応じた画素データパルスを発生する。この際、例えば、画素セルＰを点灯モードの状態に設定させることを示す画素駆動データＧＤが供給された場合には、アドレスドライバ５は、高電圧の画素データパルスを発生する一方、消灯モードの状態に設定させることを示す画素駆動データＧＤが供給された場合には、低電圧の画素データパルスを発生する。

この間、行電極ドライバ８は、１表示ライン分ずつの画素データパルス群の印加タイミングに同期して、走査パルスをＰＤＰ１００の行電極各々に順次印加して行く。かかる動作により、走査パルスの印加が為された行電極に属する１表示ライン分の画素セルＰ各々が、上記画素データパルスに応じた状態（点灯モード又は消灯モード）に設定される。

次に、サスティン行程Ｉの実行に応じて、行電極ドライバ８は、そのサスティン行程Ｉが属するサブフィールドＳＦに割り当てられている発光期間に亘り、上記点灯モード状態にある画素セルＰのみを繰り返し放電発光させるべきサスティンパルスをＰＤＰ１００の全行電極に印加する。尚、図３に示される実施例においては、サブフィールドＳＦ０には最小の発光期間が割り当てられている。

ここで、図３に示す如き主画像表示駆動行程（サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８）の実行によれば、上記画素データＰＤに基づく画素駆動データＧＤ１〜ＧＤ８に応じて、図４に示す如くサブフィールドＳＦ１から連続したサブフィールドＳＦ（白丸にて示す）各々のサスティン行程Ｉにて画素セルＰの発光が為される。つまり、上記画素データＰＤによって示される輝度レベルに応じて、図４に示す如き９通りの発光パターの内のいずれか１によって画素セルＰの発光が為されるのである。この際、１フレーム表示期間内での総発光期間に対応した中間輝度が視覚される。すなわち、図４に示す如き９通りの発光パターンによれば、上記画素データＰＤによって示される輝度レベルを９段階にて表す、いわゆる９階調分の中間輝度が表現されるのである。よって、黒板面（例えば黒一色）を表す黒板面画像データＤ_BBに基づいて生成された画素データＰＤによれば、例えば図５（ａ）に示す如き黒板面を表す画像がＰＤＰ１００の全画面に表示される。

一方、図３に示す如き２次元コード表示駆動行程（サブフィールドＳＦ０）の実行によれば、上記座標データに基づく画素駆動データＧＤ０に応じて、サブフィールドＳＦ０のサスティン行程Ｉにて各画素セルＰの発光が為される。すなわち、図２に示す如き画素ブロックＰＢ各々の座標位置を表す２次元コードに基づく点灯及び消灯パターンが、その画素ブロックＰＢの座標位置上において夫々形成されるのである。例えば、図２において、ＰＤＰ１００画面内の第１行・第１列に位置する画素ブロックＰＢ_(1,1)に属する（ｎ×ｍ）個の画素セルＰ各々では、第１行・第１列であることを表す点灯及び消灯パターンにて発光が為される。又、図２において第２行・第１列に位置する画素ブロックＰＢ_(2,1)に属する（ｎ×ｍ）個の画素セルＰ各々では、第２行・第１列であることを表す点灯及び消灯パターンにて発光が為される。尚、上述した如くサブフィールドＳＦ０のサスティン行程Ｉに割り当てられている発光期間は、上記２次元コードに基づく点灯及び消灯パターンを視覚することが出来ない程度に短期間に設定されている。

本発明による電子チョーク９は、図２に示す如き画素ブロックＰＢ単位にてＰＤＰ１００の表示画面を撮影して得られた撮影画像信号中から上記２次元コードに基づく点灯及び消灯パターンを抽出し、この点灯及び消灯パターンに対応した座標位置を示す座標信号を無線送信する。

図６は、かかる電子チョーク９の内部構成の一例を示す図である。

図６において、対物レンズ９０は、ＰＤＰ１００の画面から照射された表示光を、各画素ブロックＰＢの領域単位にて取り込みこれを、赤色及び緑色成分をカットする光学フィルタ８９を介してイメージセンサ９１に導出する。ノイズセンサ９２は、ＰＤＰ１００における各画素セルＰにおいて生起される放電に伴ってＰＤＰ１００の画面から放出されるノイズ、つまり赤外線、紫外線、又は電磁波の放出を検出した時に論理レベル１となるパルス状のノイズ検出信号ＮＺを発生しこれをフレーム同期検出回路９３に供給する。この際、１フレーム（又は１フィールド）表示期間内においてサブフィールドＳＦ０〜ＳＦ８の実行期間中は各種放電が生起されるのでこの放電が生起される度に、図３に示す如く論理レベル１となるパルス状のノイズ検出信号ＮＺが生成される。ところが、サブフィールドＳＦ８終了後のブランキング期間ＢＴでは放電が生起されないので、この間、図３に示されるようにノイズ検出信号ＮＺは論理レベル０となる。フレーム同期検出回路９３は、ノイズ検出信号ＮＺに応じて、図３に示されるサブフィールドＳＦ０のサスティン行程Ｉの実行期間中のみ論理レベル１、その他の期間は論理レベル０となる画像取込信号ＣＶを生成し、これをイメージセンサ９１に供給する。

図７は、かかるフレーム同期検出回路９３の内部構成の一例を示す図である。

図７において、タイマ９３０は、所定周波数のクロック信号（図示せぬ）のパルス数を初期値０から計数し、その計数値に対応した経過時間を表す経過時間信号を比較器９３１に供給する。比較器９３１は、かかる経過時間信号によって示される時間が図３に示す如きブランキング期間ＢＴと同一となったときに図３に示す如く論理レベル１となるフレーム同期信号ＦＳを生成し、これを遅延回路９３２に供給する。遅延回路９３２は、かかるフレーム同期信号ＦＳを図３に示す如きサブフィールドＳＦ０のリセット行程Ｒ及びアドレス行程Ｗに費やされる時間Ｔ_RWだけ遅延させてからパルス発生回路９３３に供給する。パルス発生回路９３３は、遅延回路９３２から供給されたフレーム同期信号に応じて、サブフィールドＳＦ０のサスティン行程Ｉに費やされる時間に亘り論理レベル１となる図３に示す如き画像取込信号ＣＶを生成し、これをイメージセンサ９１に供給する。

ここで、図６に示されるイメージセンサ９１は、対物レンズ９０から供給された表示光を図３に示す如き論理レベル１の画像取込信号ＣＶが供給されている間だけ取り込み、その表示光に対応した画像信号を撮影画像信号ＳＧとして画像処理回路９４に供給する。すなわち、イメージセンサ９１は、２次元コード表示駆動行程（サブフィールドＳＦ０）の実行によって表示された点灯及び消灯パターン、つまり画素ブロックＰＢの座標位置を示す２次元コードに対応した点灯及び消灯パターンを表す撮影画像信号ＳＧを画像処理回路９４に供給するのである。電子チョーク９の先端部に設けられた筆圧センサ９５は、その先端部がＰＤＰ１００の画面上に押しつけられている間に亘り、黒板面への描画中であることを示す描画実行信号を生成し、これを画像処理回路９４に供給する。画像処理回路９４は、かかる描画実行信号が供給されている間に限り、上記イメージセンサ９１から供給された撮影画像信号ＳＧを取り込み、これを座標情報抽出回路９６に供給する。尚、画像処理回路９４は、撮影画像信号ＳＧによって示される輝度レベルが所定輝度よりも高い輝度側に偏っている場合には、外光が強いと判断してこれを抑制させるべきオフセット信号をイメージセンサ９１に供給する。この際、イメージセンサ９１は、撮影画像信号ＳＧに対して、上記オフセット信号に応じたコントラスト調整を施す。座標２次元コードメモリ９７には、予め、図２に示す如き画素ブロックＰＢ各々のＰＤＰ１００画面上での座標位置を示す座標データと、この座標データを各画素ブロックＰＢ単位にて２次元コード化した２次元コードと、が対応づけされて記憶されている。座標情報抽出回路９６は、先ず、画像処理回路９４から供給された撮影画像信号に基づき、図２に示す如き画素ブロックＰＢ単位にてその画素ブロックＰＢ内での点灯及び消灯パターンに対応した２次元コードを生成する。そして、座標情報抽出回路９６は、この２次元コードと一致する２次元コードに対応した座標データを上記座標２次元コードメモリ９７から読み出し、これを座標データＺＤとして無線送信回路９８に供給する。無線送信回路９８は、かかる座標データＺＤに変調処理を施してこれを無線送信する。

図１に示される受信回路１０は、電子チョーク９からの送信波を受信し、これを復調することにより上記座標データＺＤを復元してトレース画像データ生成回路１１に供給する。トレース画像データ生成回路１１は、受信回路１０から順次供給される座標データＺＤにて示される座標位置各々上を順次トレースする直線又は曲線を表す画像データを生成し、これをトレース画像データ信号Ｄ_TRとして上記画像重畳回路２に供給する。これにより、かかるトレース画像データ信号Ｄ_TRを上記黒板面画像データＤ_BBに重畳させて得られた画素データＰＤに応じて、図３に示す如きサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８からなる主画像表示駆動行程に従った駆動が為される。この際、電子チョーク９の先端部をＰＤＰ１００の表示画面上に接触させつつその先端部を移動させると、その移動軌跡に沿った直線又は曲線画像が図５（ｂ）に示す如く上記黒板面画像データＤ_BBにて示される黒板面画像中に重畳表示される。

以上の如く、電子チョーク９は、先ず、ＰＤＰ１００の画面から放射される赤外線、紫外線、又は電磁波の如きノイズ（図３のＮＺにて示す）を検出する。この際、図３に示すように、各フレーム（フィールド）毎の駆動動作に同期して所定期間（ＢＴ）に亘りノイズが途切れる区間が存在する。そこで、電子チョーク９は、この所定期間（ＢＴ）に亘ってノイズが途切れる区間を検出した時に、論理レベル１となるフレーム同期信号（ＦＳ）を生成し、このフレーム同期信号に基づいてサブフィールドＳＦ０のサスティン行程Ｉの実行期間を示す画像取込信号（ＣＶ）を生成するのである。そして、電子チョーク９は、かかる画像取込信号（ＣＶ）に応じて取り込まれた撮影画像信号から２次元コードによって示される座標位置情報（ＺＤ）を復元しこれを無線送信する。

このように、電子チョーク９においては、ＰＤＰ１００の画面から放射されるノイズに基づき、ＰＤＰ１００にて実施される各フレーム毎の駆動動作に同期した同期信号を自己生成するようにしている。よって、電子チョーク９によれば、上述した如く自己生成した同期信号に応じて、各フレーム（フィールド）表示期間内の所定区間（ＳＦ０）のみで表示された情報コードのみを読み取ることが可能となるので、ディスプレイ装置側において同期信号を送信する為の回路が不要となる。

尚、上記実施例においては、図３に示す如きブランキング期間ＢＴに亘り画面から放射されるノイズが停止するＰＤＰに対して本発明を適用させた場合の動作について説明したが、ＰＤＰの中には、図８に示されるように、ブランキング期間ＢＴ内においてノイズＮＺＰを発生させるものがある。そこで、このようなＰＤＰに対しては、電子チョーク９は、以下の如き動作を実行する。

すなわち、先ず、フレーム同期検出回路９３は、ノイズ検出信号ＮＺに応じて、そのノイズが図８に示す如き第１期間ｔ１に亘り途切れた区間を検出する。そして、かかる第１期間ｔ１に亘りノイズが途切れた区間を検出した後、最初に検出されたノイズＮＺＰの継続期間が図８に示す如き第２期間ｔ２よりも短い場合に、このノイズＮＺＰの検出タイミングに応じて図８に示す如き論理レベル１となるフレーム同期信号（ＦＳ）を生成するのである。この際、図８に示されるように、第１期間ｔ１及び第２期間ｔ２は共にブランキング期間ＢＴよりも短い期間である。

又、上記実施例にて示される電子黒板においては、表示装置としてプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ１００）を用いるようにしているが、これに限定されるものではない。要するに、フレーム（又はフィールド）表示期間に同期した周期で表示画面からノイズを発生（又は停止）するディスプレイであれば、如何なるディスプレイを採用しても良いのである。

ディスプレイ上に表示された情報コードを撮影することにより情報コードの読み取りを行うようにしたシステムにおいて、読取装置側に同期信号を送出する為の回路が設けられていない通常のディスプレイ装置を用いることが可能となる。

Claims

各フレーム表示期間内の所定区間においてディスプレイに表示された情報コードを読み取る情報コードの読取装置であって、
前記ディスプレイから放出されるノイズを検出するノイズ検出手段と、
前記ノイズに基づいて前記フレーム表示期間に同期した同期信号を生成する同期検出手段と、
前記同期信号に応じて前記ディスプレイの表示画面を撮影して得られた撮影画像信号中から前記情報コードを復元する手段と、を有することを特徴とする情報コードの読取装置。
前記ディスプレイはプラズマディスプレイパネルであり、
前記ノイズ検出手段は、前記プラズマディスプレイパネルにおいて生起された放電に伴って放出される赤外線、紫外線又は電磁波を前記ノイズとして検出することを特徴とする請求項１記載の情報コードの読取装置。
前記ディスプレイはプラズマディスプレイパネルであり、
前記フレーム表示期間は、前記所定区間での表示駆動を担う少なくとも１のサブフィールドを含むサブフィールド群によって前記プラズマディスプレイパネルの表示駆動を行う期間と、ブランキング期間と、からなり、
前記同期検出手段は、前記ノイズがブランキング期間と同一期間長に亘り途切れた区間を検出したときに前記同期信号を生成することを特徴とする請求項１記載の情報コードの読取装置。
前記ディスプレイはプラズマディスプレイパネルであり、
前記フレーム表示期間は、前記所定区間での表示駆動を担う少なくとも１のサブフィールドを含むサブフィールド群によって前記プラズマディスプレイパネルの表示駆動を行う期間と、ブランキング期間と、からなり、
前記同期検出手段は、前記ブランキング期間よりも短く且つ所定の第１期間長よりも長い期間に亘り前記ノイズが途切れた後に最初に検出されたノイズの継続期間が前記ブランキング期間よりも短い所定の第２期間長よりも短い場合には前記最初に検出されたノイズの検出に応じたタイミングで前記同期信号を生成することを特徴とする請求項１記載の情報コードの読取装置。
各フレーム表示期間内の所定区間においてディスプレイに表示された情報コードを読み取る情報コードの読取方法であって、
前記ディスプレイから放出されるノイズを検出するノイズ検出行程と、
前記ノイズに基づいて前記フレーム表示期間に同期した同期信号を生成する同期検出行程と、
前記同期信号に応じて前記ディスプレイの表示画面を撮影して得られた撮影画像信号中から前記情報コードを復元する行程と、を有することを特徴とする情報コードの読取方法。