JP2001256511A - データ処理システム、プリンタ、画像記録システム及び画像記録方法 - Google Patents

データ処理システム、プリンタ、画像記録システム及び画像記録方法

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JP2001256511A JP2000401556A JP2000401556A JP2001256511A JP 2001256511 A JP2001256511 A JP 2001256511A JP 2000401556 A JP2000401556 A JP 2000401556A JP 2000401556 A JP2000401556 A JP 2000401556A JP 2001256511 A JP2001256511 A JP 2001256511A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンピュータ画面に表示された画像を選択手
段により、画像の移動、回転、拡大、縮小及び範囲の選
択を容易に行えるようにする。 【解決手段】 コンピュータ１と選択手段３との間で赤
外線通信ができるようにし、選択手段３の基準位置に対
する相対位置及び自己姿勢（傾き）を検出し、選択手段
３の移動により変化した選択手段３の上記相対位置及び
自己姿勢を求め、その結果からコンピュータ１に接続さ
れたモニタ２の画面Ｄに表示された画像の一定領域を選
択し、その領域の画像をプリンタで印刷するなど、出力
出来るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、仮想空間の画像デ
ータを処理するデータ処理システム、プリンタ、画像記
録システムおよび画像記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】風景や人物をカメラを用いて撮影し、現
像、焼付けによって写真プリントを得ることが一般に行
われてきたが、近年、実空間内の視野の一部をデジタル
カメラを用いて画像データとして記憶したり、その画像
データをプリンタによって印刷したりすることが普及し
てきた。また、動画を撮影するビデオカメラやデジタル
ビデオカメラも普及し、その映像をモニタ画面で再製し
て楽しむことも行われている。
【０００３】一方、仮想空間内で風景を眺めたりさまざ
まな行動を体験したりする擬似体験のシステムが、種々
の研究領域で応用されたり、多くのアミューズメントの
場で実現してきた。ところが、この仮想空間の映像を、
上述した実体のあるカメラやデジタルカメラ、ビデオカ
メラ、デジタルビデオカメラ（これらをまとめて「撮像
機器」とする）の出力として取り出すことはこれまで知
られていなかった。これは、カメラやデジタルカメラな
どの撮像機器が空間情報を光学的に入力して撮像する手
段、システムであることに起因する。
【０００４】このような仮想空間のデータを出力として
取り出すことのできる別の方法がある。すなわち、仮想
空間の映像は、もともとコンピュータなどのデジタルデ
ータとして蓄積されたものであり、コンピュータのモニ
タ画面に表示することが可能であるので、マウスやペン
タブレットを利用して画面表示された情報を変化させる
ことが可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マウ
ス、ペンタブレットで画面の画像の一部分を選択するた
めには、画面に表示されていない範囲を画面に表示させ
たり、拡大縮小表示する操作を繰り返さなければならな
い。この繰り返し作業ために必要なアイコンやツールバ
ー等を、画面内に配置する必要がある。
【０００６】従って、表示可能の範囲が狭くなったり、
対象領域が隠れて表示されたり、不便であった。
【０００７】また、キーボードで画面の一部分を選択す
るためには、多くの種類のキーに個別に割り当てられた
機能の操作を余儀なくされ、操作が煩雑であった。
【０００８】さらに、３次元の表示装置の画面の画像を
操作するには、（１）座標数値での操作が必要で、直感
的な操作ができない、（２）マウスで指定可能な２次平
面内の２次元移動量を、３次元空間の位置と回転方向の
６個の情報に割り当てるために操作がさらに複雑化す
る、などの欠点があった。
【０００９】また、そもそも、マウスやペンタブレット
の操作は、カメラやデジタルカメラなどで風景などを撮
影するような行為を擬似体験したいという要求を満たせ
るものではなかった。
【００１０】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、（１）仮想空間内の画像データの範囲
の選択や拡大が簡単に操作できるデータ処理システムを
提供すること、および（２）仮想空間内の画像データの
範囲の選択や拡大が簡単に操作でき、用紙への印刷条件
が簡単に設定できるプリンタや画像記録システム及び画
像記録方法を提供すること、を目的とする。
【００１１】また、本発明は、あたかも、仮想空間内で
カメラやデジタルカメラなどの撮像機器を用いて撮影行
為をしているかのような擬似体験を、簡便に実現するシ
ステムを提供することをさらなる目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係るデータ処理
システム、プリンタ、画像記録システム及び画像記録方
法は、次のように構成したものである。
【００１３】（１）色、形状、大きさ、質感等の３次元
データの集合体である仮想空間データを蓄積するデータ
蓄積手段と、該仮想空間内の仮想基準点と仮想座標軸を
設定する座標系設定手段と、実空間における相対位置お
よび傾きを検出する位置検出手段と、該位置検出手段で
検出された位置データに対応して前記仮想空間内の仮想
位置を規定する仮想位置決定手段と、該仮想位置決定手
段によって規定された前記仮想位置データに対応して前
記仮想空間内の一定領域を選択する領域選択手段と、前
記選択された仮想空間内の一定領域の画像を記憶する画
像記憶手段とを有することを特徴とするデータ処理シス
テムを提供した。
【００１４】（２）色、形状、大きさ、質感等の３次元
データの集合体である仮想空間データを蓄積するデータ
蓄積手段と、該仮想空間内の仮想基準点と仮想座標軸を
設定する座標系設定手段と、実空間における相対位置お
よび傾きを検出する位置検出手段とを有し、該位置検出
手段で検出された位置データと前記仮想基準点および前
記仮想座標軸とから規定される前記仮想空間内の一定領
域の画像を印刷する印刷手段とを有することを特徴とす
るプリンタを提供した。
【００１５】（３）色、形状、大きさ、質感等の３次元
データの集合体である仮想空間データを蓄積するデータ
蓄積手段と、該仮想空間内の仮想基準点と仮想座標軸を
設定する座標系設定手段と、実空間における相対位置お
よび傾きを検出する位置検出手段と、該位置検出手段で
検出された位置データに対応して前記仮想空間内の仮想
位置を規定する仮想位置決定手段と、該仮想位置決定手
段によって規定された前記仮想位置データに対応して前
記仮想空間内の一定領域を選択する領域選択手段と、前
記選択された仮想空間内の一定領域の画像を印刷する印
刷手段とを有することを特徴とする画像記録システムを
提供した。
【００１６】（４）色、形状、大きさ、質感等の３次元
データの集合体である仮想空間データ内に仮想基準点と
仮想座標軸を設定する座標系設定工程と、実空間におけ
る相対位置及び傾きを検出する位置検出工程と、該位置
検出工程で検出された位置データに対応して前記仮想空
間内の仮想位置を規定する仮想位置決定工程と、該仮想
位置決定工程によって規定された前記仮想位置データに
対応して前記仮想空間内の一定領域を選択する領域選択
工程と、前記選択された仮想空間内の一定領域の画像を
印刷する印刷工程とを有することを特徴とする画像記録
方法を提供した。
【００１７】（５）また、色、形状、大きさ、質感等の
３次元データの集合体である仮想空間データを蓄積する
データ蓄積手段と、該仮想空間内の仮想基準点と仮想座
標軸を設定する座標系設定手段と、該仮想基準点に対す
る相対位置及び傾きを検出する仮想位置検出手段と、前
記仮想空間内で移動する仮想空間移動手段と、該仮想空
間移動手段の作用により変化した前記仮想位置検出手段
の検出結果に対応して前記仮想空間内の一定領域を選択
する領域選択手段と、前記選択された仮想空間内の一定
領域の画像を記憶する画像記憶手段とを有することを特
徴とするデータ処理システムを提供した。
【００１８】（６）前記（１）〜（３）の構成におい
て、検出手段がジャイロセンサを有するようにした。
【００１９】（７）前記（１）〜（３）の構成におい
て、検出手段が光ジャイロセンサと速度センサを有する
ようにした。
【００２０】（８）前記（１）〜（３）の構成におい
て、検出手段が、レーザ光源と、該レーザ光源から射出
されるレーザ光を異なる方向に振り分けるガルバノミラ
ーと、該振り分けられたレーザ光を反射する複数のプリ
ズムと、該複数のプリズムにより反射された光を受光す
る受光部と、前記ガルバノミラーの角度検出器とを有す
るようにした。
【００２１】（９）前記（４）の構成において、検出工
程が、ジャイロセンサを用いるようにした。
【００２２】（１０）前記（４）の構成において、検出
工程が、光ジャイロセンサと速度センサを用いるように
した。
【００２３】（１１）前記（４）の構成において検出工
程が、レーザ光源と、該レーザ光源から射出されるレー
ザ光を異なる方向に振り分けるガルバノミラーと、該振
り分けられたレーザ光を反射する複数のプリズムと、該
複数のプリズムにより反射された光を受光する受光部
と、前記ガルバノミラーの角度検出器とを用いるように
した。
【００２４】（１２）また、前記（５）の構成におい
て、仮想空間移動手段が、ローラと、該ローラの回転量
を計測する回転量計測部と、前記ローラの回転を制御す
る回転制御部と、前記ローラと一体化して重量物を支持
する支持部と、該支持部にかかる負荷を測定する負荷測
定部と、該負荷測定部の測定結果に対応して前記ローラ
と前記支持部との間の距離を変化させる距離変化部とを
有するようにした。
【００２５】（１３）また、前記（５）の構成におい
て、仮想空間移動手段が、前記ローラと前記支持部との
間の距離を計測する計測部を有するようにした。
【００２６】（１４）さらに、前記（５）の構成におい
て、仮想空間移動手段が前記仮想位置検出手段を兼ねる
ようにし、また、仮想空間移動手段を複数有するように
した。
【００２７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例の構成を示
すブロック図であり、コンピュータ画面の画像を選択手
段により画像を表示、出力するシステムの概略構成を示
している。
【００２８】図１において、１はモニタ２を有した３次
元空間におけるデータを格納したコンピュータ、３は選
択手段、４は選択手段の基準位置に対する相対位置及び
自己姿勢（傾き）を検出する検出手段、５は選択手段の
移動により変化した検出手段４の検出結果から上記画面
の一定領域を選択する領域選択手段、ｄは選択された画
面を表示する表示手段、１ｖはコンピュータ１の内部に
設けられたメモリ部で、選択する候補の画像データを記
憶するようになっている。
【００２９】次に、上記の選択手段３の移動により連動
表示を行う本発明の原理について説明する。
【００３０】上記目的を達成するため、本発明の選択手
段３は、自己姿勢と位置を検出する手段と、コンピュー
タに接続された画面の一定領域を表示する表示手段を有
する。
【００３１】コンピュータに接続されたモニタ２の画面
をＤ、コンピュータが扱う３次元領域をＥとする。コン
ピュータに接続されたモニタ２の画面Ｄの一定領域を表
示する選択手段３の表示手段をｄとする。
【００３２】選択手段３は、装置に固定された仮想基準
点Ｏおよび仮想焦点距離ｆを有する。選択手段は、仮想
基準点Ｏを原点とし、選択手段に固定された仮想半直線
Ｌ、表示手段ｄの表示幅に対応する仮想空間の見込み角
度との関係を決める視野立体角αを有する。
【００３３】選択手段３は、起動時および初期化操作を
実行する時に、自己姿勢と位置を検出し、その時の仮想
基準点Ｏを３次元空間Ｅの中心点ｏとし、仮想半直線Ｌ
を半直線Ｔとして記憶する。点ｏと半直線Ｔの値は、起
動時および初期化操作を実行する度に置き換えられ、仮
想半直線Ｌに対しての自己姿勢を０度とする。
【００３４】選択手段３の自己姿勢と位置を検出する手
段は、移動中の各時点の仮想基準点Ｏと点ｏとの距離Ｘ
を計測し、移動中の各時点の仮想基準半直線Ｌと半直線
Ｔの成す角度Ｙ、各時点の仮想基準半直線Ｌを軸とした
自己回転角度Ｚを計測し、選択手段３は常時コンピュー
タ１に値Ｘ，Ｙ、Ｚを通知するように構成されている。
【００３５】コンピュータ１に接続された画面Ｄは仮想
焦点距離ｆのレンズを仮想基準点Ｏより３次元領域Ｅの
方向に設置した場合に、仮想基準点Ｏを含み仮想焦点距
離ｆのレンズの光軸と垂直な面を仮想結像面とした場合
の像を表示するように構成されている。まだ表示手段ｄ
は常に画面Ｄ内で、表示手段の表示領域と相似形状で、
角度Ｚだけ回転させた範囲を常に表示可能に構成されて
いる。
【００３６】使用者が選択手段の移動操作中の各時点の
仮想基準点をＯ１、仮想基準半直線をＬ１、Ｏ１とｏの
距離をＸ１、仮想半直線Ｌ１と仮想半直線Ｔの成す角度
をＹ１、仮想半直線Ｌ１を軸とした自己回転角度をＺ１
と定義する。移動終了時点の仮想基準点をＯ２、仮想基
準点Ｏ２と点ｏとの距離をＸ２、仮想基準半直線をＬ
２、仮想基準半直線Ｌ２と仮想半直線Ｔの成す角度をＹ
２、仮想半直線Ｌを軸とした自己回転角度をＺ２とす
る。
【００３７】移動操作中は各時点で上記パラメータＯ
１、Ｘ１、Ｙ１で決まる視点位置、角度から点ｏと半直
線Ｌで決まる３次元空間Ｅを視野角αで見た範囲内をＺ
１に基づいて計算される仮想面の像が表示手段ｄに表示
される。移動操作終了時点に各パラメータＯ２、Ｘ２、
Ｙ２、Ｚ２はコンピュータ１のメモリー１ｖに記憶され
る。
【００３８】移動操作終了以降は、表示手段ｄの画像は
静止し、選択手段３の移動による位置、姿勢の変化は受
けない。再び使用者が選択手段３の移動開始操作を行う
と、選択手段３は、その時点の自己姿勢と位置が、各パ
ラメータＯ２、Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２と一致するように仮想
空間Ｅの中心点ｏと半直線Ｔを設定し直す。
【００３９】表示手段ｄは、常に画面Ｄ内の選択範囲も
しくはその候補のみが表示されるように構成されてい
る。また、選択範囲もしくはその候補の形状は、表示手
段ｄの表示画面の相似形状を、自己回転角度Ｚだけ回転
したものである。
【００４０】コンピュータに接続された表示画面Ｄの画
像の表示倍率は、Ｘ１＋αをαで割った値に比例するよ
うに構成されている。ここで、αは選択手段３の起動時
および初期化操作を実行した時の画像に対して予め決め
られた値である。
【００４１】点ｏを含み、半直線Ｔに直行する平面をＰ
とし、平面Ｐと仮想基準半直線Ｌ１が交差する点をｏ１
とすると、画面Ｄに表示される画像の中心は、選択手段
３が起動時もしくは初期化操作を実行した時に画面Ｄに
表示された画像の画面内中心点が点ｏと一致するよう
に、平面Ｐに当てはめた場合の点ｏ１と一致する。
【００４２】使用者の移動終了操作によって、コンピュ
ータ１に接続された画面Ｄおよび選択手段３のコンピュ
ータ１に接続された画面の一定領域の表示手段に表示さ
れる内容は固定される。
【００４３】２次元の場合についても、基本的には上述
した３次元と同じ原理に基づいて、画像の選択、表示が
可能であるのは言うまでも無いことである。
【００４４】図２は本発明の第１の実施例を説明するた
めの選択手段３の概観とコンピュータ１に接続されたモ
ニタ２の画面Ｄと一定の位置関係を有する仮想３次元領
域を示した図で、１台の車が表示されている。選択手段
３の内部には、光ジャイロセンサーと互いに垂直な３方
向の速度センサが組み込まれ、選択手段３の位置と姿勢
の変異量が計測され、その結果がコンピュータに無線通
信を使って常時通知されている。また、選択手段３に
は、液晶画面ｄが設けられている。液晶画面ｄは選択手
段３と蝶番で固定され、液晶画面ｄを選択手段３と向か
い合わせる形で折り畳み可能で、液晶画面と選択手段の
成す開き角度は図２中水平方向０度から９０度まで連続
的に固定できる。
【００４５】選択手段３の液晶画面は選択手段３に内臓
された第２のコンピュータの表示画面である。第２のコ
ンピュータは起動時にコンピュータ１の仮想３次元領域
のデータを無線通信で受け取った後、選択手段３の位
置、姿勢をジャイロセンサーと速度センサーで計測し、
その結果をコンピュータ１に送りながら、その結果に基
づいて、選択手段３の図２の光軸に合わせて焦点距離が
ｆの内臓された仮想レンズを通して見た像をソフトウェ
アでシミュレーションし、選択手段３の液晶画面ｄに結
果を表示するようになっている。
【００４６】ボタンＭは、１秒以内で１回押すごとに、
コンピュータ画面Ｄに表示される画面の静止状態と、コ
ンピュータ画面Ｄを選択手段３の移動に合わせて表示す
る連動画面とを切替えるモード切替えスイッチである。
【００４７】またボタンＭを１秒以上押すか、図示しな
い電源を入れた時に、選択手段３は初期化され、その時
点の選択手段３の位置と姿勢が記憶される。
【００４８】選択手段３の初期化時点のコンピュータ画
面Ｄは、静止状態モードで、縦３０００画素で横４００
０画素の２次元画像データの縦６００画素で横８００画
素を図示する部分が表示され、表示された２次元画像デ
ータと同一の中心点を有し、縦３００画素で横４００画
素のデータ領域となる画像が選択手段３の液晶画面ｄに
表示され、この領域がコンピュータで以降の画像データ
の編集対象領域となっている。
【００４９】まず、選択手段３をコンピュータ画面Ｄの
中心付近で、画面に向けてボタンＭを１秒以上押して初
期化し、その時点の選択手段３の位置と姿勢を選択手段
に記憶させる。
【００５０】今、ボタンＭを押して、連動画面を表示す
るモードにした時の動作を説明する。
【００５１】ボタンＢを押すか、選択手段３をコンピュ
ータ画面Ｄに近づけると、コンピュータ画面Ｄ及び液晶
画面ｄをその中心点を基準にて拡大表示し、ボタンＳを
押すか、選択手段３をコンピュータ画面Ｄから遠ざける
と、コンピュータ画面Ｄ及び液晶画面ｄをその中心点を
基準に縮小表示する。ボタンＢ、ボタンＳを押した場合
の表示拡大もしくは表示縮小率は、２秒間ボタンを押し
ている前後で縦横それぞれ２倍になるようにコンピュー
タ側で設定してある。
【００５２】選択手段３がコンピュータ画面Ｄとの距離
を変えた場合、コンピュータ画面Ｄおよび液晶画面ｄへ
の表示倍率は、選択手段３の初期化時点の選択手段３の
重心点と現時点の選択手段３の重心点との距離Ｘにαを
加算した値をαで割った値となる。αは、予め選択手段
３に設定された値である。
【００５３】連動画面表示時に選択手段３のその他の方
向の移動に対して、図３をもとに説明する。
【００５４】図３のコンピュータ画面Ｄは、図２でボタ
ンＭを押して、連動画面を表示するモードにする時の状
態である。
【００５５】また、図２に記した点線は、選択手段３の
重心点を通る仮想ベクトルで、この仮想ベクトルと選択
手段３の相対位置関係は常に固定される。
【００５６】図２の状態でボタンＭを押し、連動画面を
表示するモードにした後、選択手段を図３のＡの位置、
Ｂの位置に平行移動させた場合、選択手段３に固定され
た仮想ベクトルが初期化時点の選択手段３に固定された
仮想ベクトルと直行し、選択手段３の重心を含む平面と
ぶつかる位置を中心として、縦３００画素横４００画素
の領域が、選択手段３の表示手段ｄに表示され、この画
像データ領域が選択範囲の候補となり、ボタンＭを再度
押して静止状態モードになった時、選択範囲として確定
される。
【００５７】図４には選択手段３を光軸に対してＣから
Ｄと平行移動した際の動作を説明するための図である。
位置Ｃでは選択手段３の液晶画面に車の後部のみ表示さ
れるが、位置Ｄでは車の全部のみが表示され、仮想空間
内を移動したことが直感的にわかるようになっている。
コンピュータ１の画面Ｄは液晶画面ｄと同様に移動の結
果を表示するが、液晶画面ｄが局所を表示するのに対し
て仮想空間全体を表示するように構成されている。
【００５８】なお、連動画面表示時に、図５に示すよう
に、選択手段３が状態Ａから状態Ｂに角度αだけ自己回
転した場合には、コンピュータ画面Ｄに表示される画像
の印刷対象候補の範囲が角度αだけ自己回転し、αが９
０度である場合、画像データ領域の印刷対象候補の範囲
はコンピュータ画面に表示された２次元画像データと同
一の中心点を有し、縦４００画素で横３００画素のデー
タ領域となる。
【００５９】このようにすることで、選択手段３の画面
表示内容が、３５ｍｍフィルムカメラの撮影時の持ち方
と出来上がり写真の縦横構成の関係と同様となり、直感
的な操作が可能となる。
【００６０】なお、選択手段３の位置と姿勢により、操
作対象画像の範囲外を選択しようとした場合は、選択手
段３の位置と姿勢が操作対象画像の範囲内を選択可能と
なるまで、現在の操作モードを保持する。
【００６１】図６は本発明の第２の実施例を説明する概
念図である。第１の実施例との違いは選択手段３内には
位置と姿勢の変位量を計測する検出手段４として、実施
例１における光ジャイロセンサーと速度センサーの代わ
りに、レーザ光源、レーザ光受光部、上下左右と２次元
にレーザ光を走査する２枚のガルバノミラー及び各ガル
バノミラーの角度検出器が用いられている。コンピュー
タ表示画面Ｄの周囲に２枚のコーナキューブプリズム１
１、１２が固定され選択手段３から出たレーザ光を反射
し、選択手段３の受光部に戻すように構成されている。
選択手段３の受光部はコーナーキューブプリズムの受光
時の２枚のガルバノミラーの角度検出器の角度値から各
コーナープリズムが配置された方向を求め、２枚のコー
ナーキューブプリズム１１、１２間の距離を基に、コン
ピュータ画面Ｄと仮想３次元領域との位置関係が計算で
きるようになっている。
【００６２】図７は本発明の選択手段３の第３の実施例
を説明する概念図で、第１の実施例の液晶画面ｄの代わ
りにファイダーを覗くように構成されていること以外は
全く同じであるので、詳細な説明は省略する。
【００６３】以上、３次元仮想空間を前提として本発明
の実施例について述べた操作方法、機能などは当然のこ
とながら、２次元空間へも全く同様に適用できるので説
明は省略する。
【００６４】図８は本発明の第４の実施例を説明する概
念図で、第１から第３の実施例で説明した選択手段３の
機能をプリンタに付加したもので、画面選択後、カラー
あるいはモノクロ印刷する以外は上記実施例と全く同じ
であるので詳細な説明は省略する。本実施例では他の実
施例における液晶画面ｄが印刷用紙ｐに置き換わってい
る。本発明の機能によれば紙の縦方向あるいは横方向に
印刷されるかを、予め画面で見ることが出来るので、従
来のような煩わしさもなく、簡単に画面選択が出来るよ
うになる。
【００６５】図９は上記第４の実施例の基本動作を示す
フローチャートであり、このフローチャートに示す制御
処理はプリンタ１０の制御部のＣＰＵ（図示せず）によ
り予め記憶されたプログラムに従って実行されるもので
ある。
【００６６】印刷を行うに際して、まず初期化を行い
（Ｓ１）、このときのプリンタ１０の基準の位置と自己
姿勢を不図示の記憶部に記憶する（Ｓ２）。そして、表
示画像の拡大や縮小を行って連動画面を表示させ（Ｓ
３）、その表示画像の中からプリンタ１０を移動させる
ことによって印刷対象範囲を選択し（Ｓ４）、印刷の操
作が行われると（Ｓ５）、印刷が開始される（Ｓ６）。
【００６７】図１０は、本発明の第５の実施例を示す図
面で、ローラースケート靴を仮想空間移動手段及び移動
検出手段に用いている。
【００６８】図１１は、本実施例において、図２に示し
た選択手段３を持った人間が、図１０に示すローラース
ケート靴をはいて仮想３次元空間内を移動する場合の動
作を説明する図である。
【００６９】まず、ローラースケート靴２０の動作と機
能を説明する。
【００７０】運動靴２１を下から伸縮自在な蛇腹２２が
支え、蛇腹２２内部の空気量は空気ポンプ２３が連結部
２４を通して制御している。連結部２４は支持板２５が
下から支え、支持板２５には、２個のローラ２６がロー
ラ支持部２７によって取り付けられている。前側ローラ
にはエンコーダ２８が取り付けられ、後ろ側ローラには
モータ２９が取り付けられている。連結部内には、荷重
計、エンコーダ２８とモータ２９の制御回路及び空気ポ
ンプ２３の制御回路、無線通信手段が設けられ、エンコ
ーダ２８の値、蛇腹内部圧力を双方で送受信できる。
【００７１】以下、説明のため、ローラースケート靴２
０を履いた使用者の左足が後ろ足の状態で歩き始める状
態をＡ、時点Ａの後で右足を軸足として左足が空中に浮
いた状態をＢ、左足が右足より前で接地する瞬間の状態
をＣ、両足が接地して体重が右足から左足に移動する状
態をＤ、使用者の右足が後ろ足の状態で歩き始める状態
をＡ’、時点Ａの後で左足を軸足として右足が空中に浮
いた状態をＢ’、右足が左足より前で接地する瞬間の状
態をＣ’、両足が接地して体重が左足から右足に移動す
る状態をＤ’とする。また、各状態が一定時間持続した
後の状態をＥとする。
【００７２】左右荷重の違いと持続時間からＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ａ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’、Ｅが判断される。
【００７３】本実施例のローラースケート靴２０の状態
の判断基準は、使用者が使用開始後、１０秒間両足で立
って静止している状態での左右それぞれの足にかかる平
均荷重から次のように決定される。
【００７４】本実施例のローラースケート靴２０を身長
１５７Ｃｍ、体重４９Ｋｇの人が使用した場合の状態の
判断基準は使用開始後、１０秒間両足で立って静止して
いる状態での左右それぞれの足にかかる平均体重が２４
Ｋｇ、２５Ｋｇであったため、この値に対してそれぞれ
約１０％の幅を持たせ、１Ｋｇ未満切り捨てて±２Ｋｇ
の範囲を状態Ｄ及び状態Ｄ’とした。
【００７５】即ち、左側荷重が２２Ｋｇ以上２４Ｋｇ未
満、右側荷重が２５Ｋｇ以上２７ｋｇ以下の時を状態
Ｄ、左側荷重が２４Ｋｇ以上２６Ｋｇ以下、右側荷重が
２３Ｋｇ以上２５ｋｇ未満の時を状態Ｄ’とした。
【００７６】また、右側荷重が体重の約９０％以上とな
る４４Ｋｇ以上の時を状態Ｂ、左側荷重が体重の約９０
％以上となる４４Ｋｇ以上の時を状態Ｂ’とした。
【００７７】状態Ｃは状態Ｂが終了した後の状態、状態
Ｃ’は状態Ｂ’が終了した後の状態、状態Ａは状態Ｄ’
が終了した後の状態、状態Ａ’は状態Ｄが終了した後の
状態とした。
【００７８】なお、各状態で、５％以内の荷重変動量が
０．２秒間続いた後の状態を状態Ｅとし、状態Ｅに続く
状態は、状態Ｂ，Ｂ’，Ｄ，Ｄ’のいずれかの条件に適
合する場合にその状態となるように予め設定されてい
る。
【００７９】ローラ２６は予め設定された歩幅と各時点
の歩行速度に合わせた回転速度で回転する。
【００８０】被験者の歩幅は約６０Ｃｍで、使用開始時
の歩行速度は時速２．４Ｋｍとしてあらかじめ設定し
た。
【００８１】平面の歩行運動の最中は、蛇腹２２内の空
気は空気ポンプ２３で排出され、ローラ２６の接地面と
運動靴の底との距離は一定である。平面の歩行運動の状
態Ｂ、Ｂ’の各軸足側の靴のローラーモータ２９が、エ
ンコーダ２８の回転量で制御され、軸足側の靴の位置が
歩幅分後方に移動する。ここで、速い歩行運動のため、
状態Ｂの最中に、軸足側のローラースケート靴２０の位
置が後方に移動しきれなかった場合状態Ｃ、Ｄ、Ａ’で
残りの必要量だけ両方のローラースケート靴２０の位置
が移動するように左右のローラーモータ２９が回転す
る。また、歩幅と状態Ｂの時間から、次の状態Ｂ’のロ
ーラ回転速度を決定する。
【００８２】状態Ｂ’で、速い歩行運動のため、状態
Ｂ’の最中に、軸足側のローラースケート靴２０の位置
が後方に移動しきれなかった場合状態Ｃ’、Ｄ’、Ａで
残りの必要量だけ両方のローラースケート靴２０の位置
が移動するように左右のローラーモータ２９が回転す
る。また、歩幅と状態Ｂ’の時間から、次の状態Ｂのロ
ーラ回転速度を決定する。
【００８３】上り坂歩行運動の時は、状態Ｂでは、左足
用のローラースケート靴２０の蛇腹２２内に空気ポンプ
２３が空気を送り込み、右足用のローラースケート靴２
２の蛇腹２２内から空気ポンプ２３が空気を吐き出し、
左足用の運動靴の高さが最大で、右足用の運動靴が最小
になるように調整される。上り坂歩行運動の状態Ｂ’で
は、左右のローラースケート靴２０の動作は状態Ｂと反
対となる。ローラーモータ２９の回転量と回転速度は平
面の歩行運動の時と同様である。
【００８４】下り坂歩行運動の時は、状態Ｂでは、左足
用のローラースケート靴２０の蛇腹２２内から空気ポン
プ２３が空気を吐き出し、右足用のローラースケート靴
２０の蛇腹２２内に空気ポンプ２３が空気を送り込み右
足用の運動靴２１の高さが最大で右足用の運動靴２１の
高さが最小になるように調整される。下り坂歩行運動の
状態Ｂ’では、左右のローラースケート靴２０の動作は
状態Ｂと反対となる。ローラーモータ２９の回転量と回
転速度は平面の歩行運動の時と同様である。
【００８５】平面歩行、上り坂歩行、下り坂歩行の切替
えは、非図示のスイッチで切替える。運動靴２１の部分
は、足を固定できれば、下駄や革靴等履くものであれば
よい。運動靴２１の底に砂や石の格納部を設け、格納さ
れた物の上を歩行する感覚を足の裏に伝えても良い。左
右それぞれの蛇腹２２の伸び量を計測する手段を設け、
空気ポンプ２３で蛇腹２２の伸び量を調整し、エンコー
ダ２８の回転量からローラーモータ２９によるローラ２
６の強制回転量を制御することで、上り坂や下り坂の傾
斜角度を変化させてもよい。
【００８６】図２に示した選択手段３と、図１０で説明
したローラースケート靴２０で仮想３次元空間内を移動
する場合の動作を、図１１を用いて説明する。
【００８７】図１１では、基準位置に対する選択手段３
の傾きを検出し、ローラースケート靴２０で仮想３次元
空間内の基準位置に対する相対位置を検出し、両方を合
わせて、図１の検出手段４の機能を実現している。図１
１で、基準位置に対する選択手段３の相対位置をローラ
ースケート靴２０で仮想３次元空間内の基準位置に対す
る相対位置と加算した結果と、基準位置に対する選択手
段３の傾きとを合わせて図１の検出手段４の機能を実現
することも可能である。
【００８８】本実施例で、図２に示した選択手段３の代
わりに、図８で示したプリンタ１０を用い、図１０で説
明したローラースケート靴２０と合わせて仮想３次元空
間内を移動する構成も実現可能である。
【００８９】図１２は、本発明の第６の実施例の仮想空
間移動手段及び移動検出手段であるローラースケート靴
２０の形態を説明する図である。本発明の第５の実施例
のローラースケート靴２０との違いは、運動靴２１を下
から連結部２４が支え、連結部２４は伸縮自在な蛇腹２
２が下から支えてあることである。
【００９０】図１３は、本発明の第７の実施例の仮想空
間移動手段及び移動検出手段であるローラースケート靴
２０の形態を説明する図である。本発明の第５の実施例
のローラースケート靴２０との違いは、蛇腹２２の伸縮
に合わせ、支持棒３０が伸縮し、蛇腹２２が倒れる方向
にかかる過重を補強することである。
【００９１】図１４は、本発明の第８の実施例の仮想空
間移動手段及び移動検出手段であるローラースケート靴
２０の形態を説明する図である。本発明の第５の実施例
のローラースケート靴２０との違いは、エンコーダ２８
の付いたローラ２６と支持板２５の間に回転台３１が設
けられ、モーター２９付きのローラ２６が２個に増えた
ことである。回転台３１によって、エンコーダ２８付き
のローラ２６の向きは進行方向と異なる方向に向かうこ
とが可能となり、２個のモータ２９付きローラ２６の回
転数を互いに異なるようにすることで、自由な方向に滑
走が可能なことである。
【００９２】図１５は、本発明の第９の実施例の仮想空
間移動手段及び移動検出手段であるローラースケート靴
２０の形態を説明する図である。本発明の第５の実施例
のローラースケート靴２０との違いは、運動靴２１を支
える蛇腹２２と空気ポンプ２３がそれぞれ３個となり、
ローラ接地面に対する運動靴２１の底のなす角が自在に
制御可能となり、歩行面の起伏間隔をより現実に近い状
態で実現できることである。
【００９３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
仮想空間のデータを観察しながら、実空間における移動
を通じて前記仮想空間の回転、拡大、縮小及び範囲の選
択を容易に行うことができ、初心者でも直感的な操作で
簡単に扱うことができるという効果がある。
【００９４】また、本発明によれば、仮想空間のデータ
を観察しながら、あたかも仮想空間内を移動しているか
のような体験をしながら、前記仮想空間の回転、拡大、
縮小及び範囲の選択を容易に行うことができ、初心者で
も直感的な操作で簡単に扱うことができるという効果も
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る画像記録システムの構成を示す
ブロック図
【図２】 本発明の第１の実施例を示す概念図
【図３】 第１の実施例における動作を示す説明図
【図４】 第１の実施例における別の動作を示す説明図
【図５】 第１の実施例における動作を示す補完図
【図６】 本発明の第２の実施例を示す概念図
【図７】 本発明の第３の実施例を示す概念図
【図８】 本発明の第４の実施例を示す概念図
【図９】 第４の実施例のシステムの動作を示すフロー
チャート
【図１０】本発明の第５の実施例で用いるローラースケ
ート靴の説明図
【図１１】本発明の第５の実施例の仮想３次元空間内を
移動する場合の動作を説明する図
【図１２】本発明の第６の実施例で用いるローラースケ
ート靴の説明図
【図１３】本発明の第７の実施例で用いるローラースケ
ート靴の説明図
【図１４】本発明の第８の実施例で用いるローラースケ
ート靴の説明図
【図１５】本発明の第９の実施例で用いるローラースケ
ート靴の説明図
【符号の説明】
１ コンピュータ ２ モニタ ３ 選択手段 ４ 検出手段 ５ 領域選択手段 １０ プリンタ １１、１２ コーナキューブプリズム ２０ ローラースケート靴 ２１ 運動靴 ２２ 蛇腹 ２３ 空気ポンプ ２４ 連結部 ２５ 支持板 ２６ ローラ ２７ ローラ支持部 ２８ エンコーダ ２９ モータ ３０ 支持棒 ３１ 回転台 Ｄ （コンピュータ）表示画面 ｄ 液晶画面（表示手段） Ｍ モード切替えボタン Ｂ 画像拡大ボタン Ｓ 画像縮小ボタン ｐ 印刷用紙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 13/00 Ｈ０４Ｎ 13/00

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 形状を規定する３次元データの集合体で
    ある仮想空間データを蓄積するデータ蓄積手段と、 該仮想空間内の仮想基準点と仮想座標軸を設定する座標
    系設定手段と、 実空間における相対位置および傾きを検出する位置検出
    手段と、 該位置検出手段で検出された位置データに対応して前記
    仮想空間内の仮想位置を規定する仮想位置決定手段と、 該仮想位置決定手段によって規定された前記仮想位置デ
    ータに対応して前記仮想空間内の一定領域を選択する領
    域選択手段と、 前記選択された仮想空間内の一定領域の画像を記憶する
    画像記憶手段とを有することを特徴とするデータ処理シ
    ステム。
  2. 【請求項２】 前記検出手段が、ジャイロセンサを有す
    ることを特徴とする請求項１記載のデータ処理システ
    ム。
  3. 【請求項３】 前記検出手段が、光ジャイロセンサと速
    度センサを有することを特徴とする請求項１記載のデー
    タ処理システム。
  4. 【請求項４】 前記検出手段が、レーザ光源と、 該レーザ光源から射出されるレーザ光を異なる方向に振
    り分けるガルバノミラーと、該振り分けられたレーザ光
    を反射する複数のプリズムと、 該複数のプリズムにより反射された光を受光する受光部
    と、 前記ガルバノミラーの角度検出器とを有することを特徴
    とする請求項１記載のデータ処理システム。
  5. 【請求項５】 前記３次元データは更に色、大きさ、質
    感を含むことを特徴とする請求項１記載のデータ処理シ
    ステム。
  6. 【請求項６】 形状を規定する３次元データの集合体で
    ある仮想空間データを蓄積するデータ蓄積手段と、 該仮想空間内の仮想基準点と仮想座標軸を設定する座標
    系設定手段と、 実空間における相対位置および傾きを検出する位置検出
    手段とを有し、 該位置検出手段で検出された位置データと前記仮想基準
    点および前記仮想座標軸とから規定される前記仮想空間
    内の一定領域の画像を印刷する印刷手段とを有すること
    を特徴とするプリンタ。
  7. 【請求項７】 前記検出手段が、ジャイロセンサを有す
    ることを特徴とする請求項６記載のプリンタ。
  8. 【請求項８】 前記検出手段が、光ジャイロセンサと速
    度センサを有することを特徴とする請求項６記載のプリ
    ンタ。
  9. 【請求項９】 前記検出手段が、レーザ光源と、 該レーザ光源から射出されるレーザ光を異なる方向に振
    り分けるガルバノミラーと、該振り分けられたレーザ光
    を反射する複数のプリズムと、 該複数のプリズムにより反射された光を受光する受光部
    と、 前記ガルバノミラーの角度検出器とを有することを特徴
    とする請求項６記載のプリンタ。
  10. 【請求項１０】 前記３次元データは更に色、大きさ、
    質感を含むことを特徴とする請求項６記載のプリンタ。
  11. 【請求項１１】 形状を規定する３次元データの集合体
    である仮想空間データを蓄積するデータ蓄積手段と、 該仮想空間内の仮想基準点と仮想座標軸を設定する座標
    系設定手段と、 実空間における相対位置および傾きを検出する位置検出
    手段と、 該位置検出手段で検出された位置データに対応して前記
    仮想空間内の仮想位置を規定する仮想位置決定手段と、 該仮想位置決定手段によって規定された前記仮想位置デ
    ータに対応して前記仮想空間内の一定領域を選択する領
    域選択手段と、 前記選択された仮想空間内の一定領域の画像を印刷する
    印刷手段とを有することを特徴とする画像記録システ
    ム。
  12. 【請求項１２】 前記検出手段が、ジャイロセンサを有
    することを特徴とする請求項１１記載の画像記録システ
    ム。
  13. 【請求項１３】 前記検出手段が、光ジャイロセンサと
    速度センサを有することを特徴とする請求項１１記載の
    画像記録システム。
  14. 【請求項１４】 前記検出手段が、レーザ光源と、 該レーザ光源から射出されるレーザ光を異なる方向に振
    り分けるガルバノミラーと、該振り分けられたレーザ光
    を反射する複数のプリズムと、 該複数のプリズムにより反射された光を受光する受光部
    と、 前記ガルバノミラーの角度検出器とを有することを特徴
    とする請求項１１記載の画像記録システム。
  15. 【請求項１５】 前記３次元データは更に色、大きさ、
    質感を含むことを特徴とする請求項１１記載の画像記録
    システム。
  16. 【請求項１６】 形状を規定する３次元データの集合体
    である仮想空間データ内に仮想基準点と仮想座標軸を設
    定する座標系設定工程と、 実空間における相対位置及び傾きを検出する位置検出工
    程と、 該位置検出工程で検出された位置データに対応して前記
    仮想空間内の仮想位置を規定する仮想位置決定工程と、 該仮想位置決定工程によって規定された前記仮想位置デ
    ータに対応して前記仮想空間内の一定領域を選択する領
    域選択工程と、 前記選択された仮想空間内の一定領域の画像を印刷する
    印刷工程とを有することを特徴とする画像記録方法。
  17. 【請求項１７】 前記検出工程が、ジャイロセンサを用
    いることを特徴とする請求項１６記載の画像記録方法。
  18. 【請求項１８】 前記検出工程が、光ジャイロセンサと
    速度センサを用いることを特徴とする請求項１６記載の
    画像記録方法。
  19. 【請求項１９】 前記検出工程が、レーザ光源と、 該レーザ光源から射出されるレーザ光を異なる方向に振
    り分けるガルバノミラーと、該振り分けられたレーザ光
    を反射する複数のプリズムと、 該複数のプリズムにより反射された光を受光する受光部
    と、 前記ガルバノミラーの角度検出器とを用いることを特徴
    とする請求項１６記載の画像記録方法。
  20. 【請求項２０】 前記３次元データは更に色、大きさ、
    質感を含むことを特徴とする請求項１６記載の画像記録
    方法。
  21. 【請求項２１】 形状を規定する３次元データの集合体
    である仮想空間データを蓄積するデータ蓄積手段と、 該仮想空間内の仮想基準点と仮想座標軸を設定する座標
    系設定手段と、 該仮想基準点に対する相対位置及び傾きを検出する仮想
    位置検出手段と、 前記仮想空間内で移動する仮想空間移動手段と、 該仮想空間移動手段の作用により変化した前記仮想位置
    検出手段の検出結果に対応して前記仮想空間内の一定領
    域を選択する領域選択手段と、 前記選択された仮想空間内の一定領域の画像を記憶する
    画像記憶手段とを有することを特徴とするデータ処理シ
    ステム。
  22. 【請求項２２】 前記仮想空間移動手段が、ローラと、 該ローラの回転量を計測する回転量計測部と、 前記ローラの回転を制御する回転制御部と、 前記ローラと一体化して重量物を支持する支持部と、 該支持部にかかる負荷を測定する負荷測定部と、 該負荷測定部の測定結果に対応して前記ローラと前記支
    持部との間の距離を変化させる距離変化部とを有する事
    を特徴とする請求項２１のデータ処理システム。
  23. 【請求項２３】 前記仮想空間移動手段が、前記ローラ
    と前記支持部との間の距離を計測する計測部を有するこ
    とを特徴とした請求項２１または２２記載のデータ処理
    システム。
  24. 【請求項２４】 前記仮想空間移動手段が前記仮想位置
    検出手段を兼ねることを特徴とした請求項２１ないし２
    ３のいずれか記載のデータ処理システム。
  25. 【請求項２５】 前記仮想空間移動手段を複数有するこ
    とを特徴とした請求項２１ないし２４のいずれか記載の
    データ処理システム。
  26. 【請求項２６】 前記３次元データは更に色、大きさ、
    質感を含むことを特徴とする請求項２１記載のデータ処
    理システム。
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