JP4811203B2 - プロジェクタ、端末及び画像通信システム - Google Patents
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Description
そして、上述のプロジェクタにおいて、被映写領域に複数の走査線が走査されており、この走査線の走査方向に関して被映写領域をi等分(iは2以上の整数。)する長さを有し、及び、走査線の走査方向に直交する方向に関してi本以上の走査線を含む長さを有する情報区画領域で、被映写領域が区切られていることが好ましい。そして、この情報区画領域が、通信信号担持光が画像を介して送信する情報の単位となっている。
また、プロジェクタが送信する情報を、1個の情報区画領域内で完結させることができる。またこの構成によれば、情報区画領域を走査線の走査方向に関してi個設け、及び、個々の情報区画領域にi本以上の走査線を含ませることができる。これにより、走査線の走査方向に沿って並ぶ、i個の情報区画領域のそれぞれに、確実に1個以上の走査点を存在させることができる。
ここで、「走査点」とは、走査線上における光画像ビームの収束点を示す。また、個々の情報区画領域で通信信号担持光が送信する情報量の最大値を、情報区画領域に含まれる走査線数と、1本の光画像ビームが1個の情報区画領域を走査するのに要する時間と、通信信号担持光の通信速度とを乗じた量とすることができる。
そして、上述のプロジェクタにおいて、被映写領域に複数の走査線が走査されており、この走査線の走査方向に関して被映写領域をi等分(iは2以上の整数。)する長さを有し、及び、走査線の走査方向に直交する方向に関してi本以上の走査線を含む長さを有する情報区画領域で、被映写領域が区切られていることが好ましい。そして、この情報区画領域が、通信信号担持光が画像を介して送信する情報の単位となっている。
(1)画像通信システムの概略構成
図1を参照して、実施の形態1の画像通信システムの構成及び動作の概略について説明する。図1は、画像通信システムの構成を概略的に示す模式図である。なお、この発明の理解を助けるために、画像通信システムにより映画が映写されているものとして説明を行う。また、画像通信システムを構成する個別の構成要素については後述する。
次に、図2〜図7を参照して、画像通信システム10を構成するプロジェクタ12について説明する。
次に、図3及び図4を参照して、発光部31及び走査部28について説明する。図3は、発光部31及び走査部28の構成を概略的に示す模式図である。
次に、図5を参照して、光画像信号IBRについて説明する。図5は、光画像信号IBRの強度の時間変化を表す模式図である。図5は、横軸が時間(任意単位)を表し、及び縦軸が光画像信号IBRの光強度(任意単位)をそれぞれ表している。
次に図6を参照して、スクリーン20上に映写される画像の構成について説明する。図6は、画像区画領域及び情報区画領域の説明に供するスクリーン20の模式図である。
次に、図7を参照して、スクリーン20上における走査点の走査方法について説明する。図7は、走査点の走査方法の説明に供する図であり、1列分の情報区画領域IUC1〜IUC8を表したスクリーン20の一部拡大模式図である。なお、本図では、理解の容易さを考慮して、個々の情報区画領域を実線で区切って示してある。
次に、図7を参照して、個々の情報区画領域IUC1〜IUC8から送信される情報量について説明する。
ところで、情報区画領域IUC3内では、走査点P1〜P8が途切れることなく、例えばP3→P4→P5→P6→P7→P8→P1→P2→P3→P4→・・・・の順序で走査される。
ここで、NはIUC3に含まれる総走査線数を示す。
次に、図8を参照して、画像通信システム10を構成する端末14について詳細に説明する。図8は、1個の端末14の機能ブロック図である。
以下、この実施の形態の画像通信システム10、プロジェクタ12及び端末14の奏する効果について説明する。
この発明の画像通信システム10は、不特定多数の端末14とプロジェクタ12との間で双方向通信を行うことが可能である。
この発明の画像通信システム10及びプロジェクタ12は、通信信号担持光SBを送信するための光源として、変調速度の速いLED(R−LED50R)を用いている。したがって、プロジェクタ12から端末14への通信速度が数十Mbit/秒程度の高速通信を行うことができる。
この発明の画像通信システム10及び端末14は、端末14からプロジェクタ12への応答情報の送信に当たって、応答用LED94から送信される応答光信号TSを用いている。その結果、“端末14→プロジェクタ12”への通信速度を、“プロジェクタ12→端末14”の通信速度と同程度にまで高めることができる。
図5に示すように、この発明の画像通信システム10では、光画像信号IBRに、画像信号担持光IBと通信信号担持光SBとが同時に含まれている。よって、プロジェクタ12は、スクリーン20上に画像を映写すると同時に、端末14への情報の送信を行うことができる。
この発明の画像通信システム10及びプロジェクタ12では、プロジェクタ12がスクリーン20の全面に画像を映写できる。
この発明の画像通信システム10及びプロジェクタ12は、光画像信号IBRが、画像信号担持光IBと通信信号担持光SBとを同時に含んでいる。つまり、通信信号担持光SBを送信するために専用のLEDを別途設ける必要がない。
この発明の画像通信システム10及びプロジェクタ12では、スクリーン20を構成する情報区画領域IUの行数(8行)と、1個の情報区画領域IUに含まれる走査線数(8本)とを等しくしている。
この発明の画像通信システム10及びプロジェクタ12では、個々の情報区画領域IUにおいて、隣接する走査線に属する走査点から送信される情報を連続させることにより、個々の情報区画領域IUから端末14に向けて送信される情報の最大値を上述の(2)式にまで大きくすることができる。
この発明の画像通信システム10では、スクリーン20に映写される画像区画領域Fが、1個以上の情報区画領域IUにより構成されている。更に1個の画像区画領域Fに含まれる情報区画領域IUのそれぞれからは、同じ情報が送信されている。したがって、端末14を画像区画領域Fに向けること、すなわち、端末14の望遠光学系68で画像区画領域F中の任意の1個の情報区画領域IUを拡大することにより、端末14は、通信信号担持光SBを受信することができる。つまり、通信信号担持光SBの受信を簡単な操作で実現できる。
以下、この実施の形態の画像通信システム10、プロジェクタ12及び端末14の設計条件及び変形例について説明する。
この実施の形態では、スクリーン20上に2個の画像区画領域F1及びF2(又は、FA及びFB)が映写されている場合を説明した。しかし、スクリーン20上に映写する画像区画領域は、2個には限定されない。画像区画領域は、1個以上かつスクリーン20を構成する情報区画領域IUの総数以下の個数とすることができる。
この実施の形態では、スクリーン20を8行11列の情報区画領域IUで区画した場合を説明した。しかし、情報区画領域IUの個数は、8行11列には限定されない。スクリーン20は、設計に応じた任意好適な個数の情報区画領域に区画することができる。ただし、個々の情報区画領域IUは、1本以上の走査線を含むことが必要である。
この実施の形態では、被映写領域として平面状のスクリーン20を用いた場合を説明した。しかし、被映写領域は、平面状のスクリーン20には限定されない。例えば、湾曲面状のスクリーンを用いてもよい。
この実施の形態では、赤色光としての光画像信号IBRに、通信信号担持光SBが含まれている場合を説明した。しかし、通信信号担持光SBは、G−LED50Gから照射される緑色光やB−LED50Bから照射される青色光に重畳してもよい。
この実施の形態では、プロジェクタ12から端末14に向けて送信される通信信号担持光SBが、1チャネルのみの場合を説明した。しかし、通信信号担持光SBは1チャネルに限定されない。例えば、G−LED50Gから照射される緑色光に第2通信信号担持光を重畳し、及びB−LED50Bから照射される青色光に第3通信信号担持光をそれぞれ重畳してもよい。このようにすることにより、通信信号担持光のチャネル数を増やすことができる。
この実施の形態では、1次元状に配列された発光部311〜31kを用い、これらの発光部311〜31kから照射された光画像ビームB1〜Bkを走査部281〜28kで直線状に走査する場合について説明した。
この実施の形態では、画像区画領域F1とF2とが重複しないことを暗黙の前提としていた。これは、各画像区画領域F1,F2から送信される通信信号担持光SB1とSB2との混信を防ぐためである。
この実施の形態では、端末14の出力装置76が電子装置で構成される場合について説明した。しかし出力装置76としては光学式ファインダーを用いてもよい。
この実施の形態では、1個の情報区画領域IUに含まれる走査線数NL(8本)と、スクリーン20の一列に存在する情報区画領域IUの数NC(8行)とを等しくした場合を説明した。
この実施の形態では、発光部31が光の三原色に対応する光を放射するLED(R−LED50R,G−LED50G及びB−LED50B)を備えた場合について説明した。しかし、発光部31が備える、画像信号担持光IB用のLEDは、三色に限定されない。例えば、光の三原色(RGB)に加えて、白色のLED等を追加してもよい。
図10に画像通信システム10の変形例を示す。この変形例に係る画像通信システム110では、プロジェクタ112として背面映写型プロジェクタを用い、端末114からプロジェクタ112への通信に電波を用いている。
以下、図11を参照して、参考例のプロジェクタについて説明する。図11に示すように、プロジェクタ150は、通信信号発生部としてのIR−LED152を備えている点を除いてプロジェクタ12と、ほぼ同様に構成されている。したがって、以下の説明では、プロジェクタ12との相違点を主に説明する。
12,112,150 プロジェクタ
14,114 端末
15 フィルタ
16,116 プロジェクタ本体
18 プロジェクタ側受信部
20,120 スクリーン
28 走査部
30 メインコントローラ
31 発光部
32 画像メモリ
34 通信信号生成部
34a 内部メモリ
36 同期信号出力部
38 情報処理部
39 制御部
40 被変調画像信号選択部
41a,41b D/A変換部
42 変調部
50R,154R R−LED
50G G−LED
50B B−LED
54,156 投影光学系(光画像ビーム発生部)
60 ミラー
62 基部
64 ダイクロックプリズム
66 投影レンズ
68 望遠光学系
70 端末側受信部
72 端末側処理部
74 送信部
76 出力装置
78 入力装置
80 光スプリッタ
82 光信号受光器
84 ハイパスフィルタ
86 受信機
88 制御部
90 応答入力回路
92 応答用LED駆動回路
94 応答用LED
96 CCD
98 通信信号除去器
100 画像処理部
102 ディスプレイ
104 発音装置
122 反射ミラー
152 IR−LED
IB 画像信号担持光
IBR 光画像信号
IBG,IBB 副光画像信号
B 光画像ビーム
SB 通信信号担持光
F 画像区画領域
IU 情報区画領域
TS 応答光信号
C 列
L 走査線
P 走査点
Claims (18)
- 被映写領域上で光画像ビームを直線走査させて画像を映写するためのプロジェクタであって、
画像信号を出力する画像信号生成部と、
通信信号を出力する通信信号生成部と、
前記画像信号を前記通信信号で変調して、変調済画像信号を出力する変調部と、
該変調済画像信号で駆動されて、前記画像信号に対応する光成分としての画像信号担持光と、前記通信信号に対応する光変調成分としての通信信号担持光とを含む光画像信号を発生する光画像信号発生部と、
該光画像信号を前記光画像ビームに変換する光画像ビーム発生部と、
前記被映写領域から反射された前記通信信号担持光を受信した端末から送信される該通信信号担持光の、前記通信信号に対する応答情報を受信するプロジェクタ側受信部とを備えており、
前記被映写領域に複数の走査線が走査されており、
該走査線の走査方向に関して前記被映写領域をi等分(iは2以上の整数。)する長さを有し、及び、該走査線の走査方向に直交する方向に関してi本以上の前記走査線を含む長さを有する情報区画領域で、前記被映写領域が区切られており、
該情報区画領域が、前記通信信号担持光が前記画像を介して送信する情報の単位となっていることを特徴とするプロジェクタ。 - 前記画像信号生成部が、前記画像信号とともに副画像信号を発生する被変調画像信号選択部を更に備え、
前記副画像信号で駆動されて、該副画像信号を副光画像信号に変換する副光画像信号発生部を備え、
前記光画像ビーム発生部が、前記光画像信号と前記副光画像信号とを合成した光画像ビームを発生することを特徴とする請求項1に記載のプロジェクタ。 - 前記光画像信号発生部及び前記副光画像信号発生部のそれぞれは、可視光を発生する1個以上のLEDを備え、該LEDの合計個数は3個以上であり、
3個以上の該LEDには、光の三原色のそれぞれに対応する波長の可視光を発生するLEDが少なくとも含まれていることを特徴とする請求項2に記載のプロジェクタ。 - 前記被映写領域が、スクリーンであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
- 前記被映写領域に映写される前記画像は、1個以上の前記情報区画領域が配置され、かつ前記被映写領域上で移動可能かつ大きさが可変である画像区画領域をj個(jは1以上の整数)同時に含み、
個々の該画像区画領域において、1個の当該画像区画領域を構成する全ての前記情報区画領域からは、同じ情報を担持した前記通信信号担持光が送信されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のプロジェクタ。 - 前記プロジェクタ側受信部が、受信した前記端末からの前記応答情報に応じた処理を行うプロジェクタ側処理部を更に備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
- 前記プロジェクタ側受信部が、無線通信で行われる前記端末からの前記応答情報を受信する受信機であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
- 前記プロジェクタ側受信部が、光通信で行われる前記端末からの前記応答情報を受信する光受信機であり、該光受信機が、前記被映写領域の背後に配置されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
- 請求項5に記載のプロジェクタから送信される前記通信信号担持光を受信する前記端末であって、
前記通信信号担持光を受信すべき前記情報区画領域を含む前記画像の一部領域を拡大して表示する望遠光学系と、
当該情報区画領域から送信される当該通信信号担持光を受信する端末側受信部と、
受信した該通信信号担持光に含まれる情報を処理する端末側処理部と、
処理された前記情報が、前記プロジェクタに対する応答要求を含む場合に、該応答要求に応じた前記応答情報を前記プロジェクタに向けて送信する送信部と
を備えることを特徴とする端末。 - 前記端末側処理部により処理された前記情報が、前記端末に対する情報表示要求を含む場合に、該情報表示要求に応じて、当該情報を表示するディスプレイを備えていることを特徴とする請求項9に記載の端末。
- 前記端末側処理部により処理された前記情報が、前記端末に対する情報発音要求を含む場合に、該情報発音要求に応じて、当該情報を発音する発音装置を備えていることを特徴とする請求項9又は10に記載の端末。
- 被映写領域上で光画像ビームを直線走査させて画像を映写するためのプロジェクタと、該プロジェクタから送信される通信信号担持光を受信する1個以上の端末とを含む画像通信システムであって、
前記プロジェクタは、
画像信号を出力する画像信号生成部と、
通信信号を出力する通信信号生成部と、
前記画像信号を前記通信信号で変調して、変調済画像信号を出力する変調部と、
該変調済画像信号で駆動されて、前記画像信号に対応する光成分としての画像信号担持光と、前記通信信号に対応する光変調成分としての通信信号担持光とを含む光画像信号を発生する光画像信号発生部と、
該光画像信号を前記光画像ビームに変換する光画像ビーム発生部と、
前記被映写領域から反射された前記通信信号担持光を受信した端末から送信される該通信信号担持光の、前記通信信号に対する応答情報を受信するプロジェクタ側受信部とを備えており、
前記被映写領域に複数の走査線が走査されており、
該走査線の走査方向に関して前記被映写領域をi等分(iは2以上の整数。)する長さを有し、及び、該走査線の走査方向に直交する方向に関してi本以上の前記走査線を含む長さを有する情報区画領域で、前記被映写領域が区切られており、
該情報区画領域が、前記通信信号担持光が前記画像を介して送信する情報の単位となっており、及び、
前記端末は、前記通信信号担持光を受信すべき前記画像の一部領域を拡大して表示する望遠光学系と、
当該画像の一部領域から送信される当該通信信号担持光を受信する端末側受信部と、
受信した該通信信号担持光に含まれる情報を処理する端末側処理部と、
処理された前記情報が、前記プロジェクタに対する応答要求を含む場合に、該応答要求に応じた前記応答情報を前記プロジェクタに向けて送信する送信部とを備えることを特徴とする画像通信システム。 - 前記画像信号生成部が、前記画像信号とともに副画像信号を発生する被変調画像信号選択部を更に備え、
前記副画像信号で駆動されて、該副画像信号を副光画像信号に変換する副光画像信号発生部を備え、
前記光画像ビーム発生部が、前記光画像信号と前記副光画像信号とを合成した光画像ビームを発生することを特徴とする請求項12に記載の画像通信システム。 - 前記光画像信号発生部及び前記副光画像信号発生部のそれぞれは、可視光を発生する1個以上のLEDを備え、該LEDの合計個数は3個以上であり、
3個以上の該LEDには、光の三原色のそれぞれに対応する波長の可視光を発生するLEDが少なくとも含まれていることを特徴とする請求項13に記載の画像通信システム。 - 前記被映写領域が、スクリーンであることを特徴とする請求項12〜14のいずれか一項に記載の画像通信システム。
- 前記被映写領域に映写される前記画像は、1個以上の前記情報区画領域が配置され、かつ前記被映写領域上で移動可能かつ大きさが可変である画像区画領域をj個(jは1以上の整数)同時に含み、
個々の該画像区画領域において、1個の当該画像区画領域を構成する全ての前記情報区画領域からは、同じ情報を担持した前記通信信号担持光が送信されることを特徴とする請求項12〜15のいずれか一項に記載の画像通信システム。 - 前記端末側処理部により処理された前記情報が、前記端末に対する情報表示要求を含む場合に、該情報表示要求に応じて、当該情報を表示するディスプレイを備えていることを特徴とする請求項12〜16のいずれか一項に記載の画像通信システム。
- 前記端末側処理部により処理された前記情報が、前記端末に対する情報発音要求を含む場合に、該情報発音要求に応じて、当該情報を発音する発音装置を備えていることを特徴とする12〜17のいずれか一項に記載の画像通信システム。
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