JP2002108562A - 画像表示システム、画像表示方法、及び記憶媒体、プログラム - Google Patents

画像表示システム、画像表示方法、及び記憶媒体、プログラム

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JP2002108562A JP2001146486A JP2001146486A JP2002108562A JP 2002108562 A JP2002108562 A JP 2002108562A JP 2001146486 A JP2001146486 A JP 2001146486A JP 2001146486 A JP2001146486 A JP 2001146486A JP 2002108562 A JP2002108562 A JP 2002108562A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 指示具の指示位置画像を指示具の影に隠れな
いようにすることができ、かつ操作を快適に行うことが
できる画像表示システムを提供する。 【解決手段】 スクリーン5上に画像を表示する投影型
画像表示装置2と、指示具4の位置に応じた位置座標を
検出する座標検出器1とを備え、コンピュータ3は、指
示具4の指示位置を示す指示位置画像を、座標検出器1
が検出した位置座標に対して所定距離の位置座標に表示
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、スクリーン上に指
示具の位置に応じた画像を表示する画像表示システムに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、プレゼンテーションや会議に用い
られる投映型画像表示システムが存在する。これは、ス
クリーンである大型ディスプレイの画面に指示具によっ
て直接座標を入力することにより、接続されたコンピュ
ータを制御したり、文字や図形などを書き込むために用
いられる。特に、この種の装置としては、ビデオカメラ
を投映型表示装置に組込んだものが知られている。これ
は、ビデオカメラで指示具の発光部を撮像し、その位置
を検出して接続されたコンピュータ等に座標信号を送出
する構成となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、投映型ディスプ
レイの画面の明るさが改善され、明るく照明された環境
においても十分使用できるようになり、また、コンピュ
ータの普及が進んだため、需要が拡大されつつある。特
に、コンピュータ画面を用いたプレゼンテーションや会
議においては、画面を直接操作できる投映型画像表示シ
ステムは非常に便利なものである。加えて、この種のシ
ステムにあるフロント投映型は可搬性があり、場所に応
じて画面の大きさを変えて使える利点がある。
【0004】しかしながら、フロント投映型の場合、指
示具をスクリーンの前で操作するため、指示具や操作者
の影ができて、カーソルが見えなくなってしまう問題が
あった。
【0005】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであり、指示具の指示位置画像を指示具の影に隠れな
いようにすることができ、かつ操作を快適に行うことが
できる画像表示システムを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による画像表示システムは以下の構成を備え
る。即ち、スクリーン上に指示具の位置に応じた画像を
表示する画像表示システムであって、前記スクリーン上
に画像を表示する投影型画像表示手段と、前記指示具の
位置に応じた位置座標を検出する検出手段と、前記指示
具の指示位置を示す指示位置画像を、前記検出手段が検
出した位置座標に対して所定距離の位置座標に表示する
表示制御手段とを備える。
【0007】また、好ましくは、前記所定距離を変更す
る変更手段とを更に備える。
【0008】また、好ましくは、前記変更手段は、スイ
ッチである。
【0009】また、好ましくは、前記スイッチは、前記
指示具に複数設けられ、前記複数のスイッチの組合せに
より前記所定距離の位置座標の方向が決定される。
【0010】また、好ましくは、前記変更手段は、前記
スクリーン上に表示された変更画面が前記指示具によっ
て指示されることにより前記所定距離を変更する。
【0011】また、好ましくは、前記座標検出手段の検
出領域は、前記スクリーン上の表示画像領域より少なく
とも前記所定距離の最大設定値分広い。
【0012】また、好ましくは、前記表示制御手段は、
前記検出手段が検出した位置座標に基づいて、前記所定
距離を異ならせる。
【0013】また、好ましくは、前記表示制御手段は、
前記検出手段が検出した位置座標の画面の端からの距離
に比例するよう前記所定距離を制御する。
【0014】また、上記の目的を達成するための本発明
による画像表示システムは以下の構成を備える。即ち、
スクリーン上に指示具の位置に応じた画像を表示する画
像表示システムであって、前記スクリーン上に画像を表
示する投影型画像表示手段と、前記指示具の位置に応じ
た位置座標を検出する検出手段とを備え、前記指示具に
は複数の発光部が設けられ、当該複数の発光部の間に中
空部あるいは透明部が設けられている。
【0015】また、好ましくは、前記検出手段は、前記
発光部からの光量重心を前記指示具の位置に応じた位置
座標として検出する。
【0016】また、好ましくは、前記発光部は、光ファ
イバであり、前記検出手段は、前記光ファイバからのピ
ーク位置を前記指示具の位置に応じた位置座標として検
出する。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
好適な実施形態について詳細に説明する。
【0018】(実施形態1)図1は実施形態1の画像表
示システムの構成を示す図であり、図2は実施形態1の
画像表示システムの機能構成を示す図である。
【0019】図1に示すように、画像表示システムは、
投映型表示装置2と、画像が表示されるスクリーン5
と、指示具4の先端に設けられた発光素子41の位置座
標等を検出する座標検出器1と、コンピュータ3とから
なる。そして、コンピュータ3が生成する画像信号が投
映型表示装置2に入力され、一方で、座標検出器1が検
出した発光素子41の位置座標や制御信号がコンピュー
タ3に入力されるよう接続されている。尚、座標検出器
1は、投映型表示装置2と機械的に固定されている。ま
た、投映型表示装置2はスクリーン5上に所定の位置、
大きさで画像が投映されるよう位置調整して設置されて
いる。
【0020】指示具4は、赤外LED等の発光素子41
と、その発光を駆動制御する発光制御部42、複数の操
作用スイッチ(SW)43とを内蔵している。発光制御
部42は、操作用スイッチ43の状態により、発光のO
N(オン)/OFF(オフ)と、光を変調することによ
って、制御信号を重畳する発光制御を行う。
【0021】座標検出器1は、赤外ビデオカメラ部11
と、この赤外ビデオカメラ部11の出力信号から座標演
算を行う座標演算部14、指示具4からの制御信号を検
出する受光素子12と制御信号検出部13、さらに座標
と制御信号をコンピュータ3に送出し、あるいはコンピ
ュータ3の指令により動作状態の切換えを行なうモード
制御信号を受信する機能を有する通信制御部16とから
構成されている。加えて、座標補正部15が設けられて
いる。
【0022】このような構成により、発光素子41の座
標位置及び指示具4の後述する各スイッチの状態に対応
する制御信号とを検出して、コンピュータ3にその情報
を通信するようにしている。
【0023】投映型表示装置2は、コンピュータ3から
の画像信号が入力されると、その画像情報をスクリーン
5に表示することができる。また、コンピュータ3は、
画像信号にカーソル(指示位置画像)55Lを重畳する
機能を有しており、座標検出器1からの座標と制御信号
に応じてカーソル55Lの表示位置と形状を変化させた
り、各種の処理を実行して表示画像を変化できるように
構成されている。
【0024】このように構成することで、指示具4によ
りスクリーン5上で文字情報や線画情報を入力し、その
情報を投映型表示装置5で表示することにより、あたか
も『紙と鉛筆』のような関係で情報の入出力を可能とす
る。それ以外にも、ボタン操作やアイコンの選択決定な
どの入力操作を自由に行えるように構成されている。
【0025】以下、実施形態1の投映型画像表示システ
ムの詳細について具体的に説明する。
【0026】<指示具4の詳細説明>図3は実施形態1
の指示具の概略構造図である。
【0027】図3に示すように、赤外光を放射する発光
素子41と、その発光を駆動制御する発光制御部42、
並びに実施形態1では4個の操作用スイッチ43A〜4
3Dとを内蔵している。発光制御部42は、4個の操作
用スイッチ43A〜43Dの状態により、発光のON
(オン)/OFF(オフ)と、光を変調することによっ
て、制御信号を重畳した発光制御を行う。
【0028】ここで、指示具4の動作モードについて図
4を用いて説明する。
【0029】図4は実施形態1の指示具の動作モードを
示す図である。
【0030】スイッチA〜Dは、図3のスイッチ43A
〜43Dに対応している。尚、図4中、「発光」とは発
光信号(座標信号)に対応し、「ペンダウン」、「ペン
ボタン」とは制御信号に対応する。また、光の変調は、
リモコン等で使用されよく知られているものと同様であ
るので、説明を省略する。
【0031】操作者は、指示具4を握ってスクリーン5
の前でその先端を座標検出器1のほうに発光素子41を
向ける。このとき、スイッチ43Aは親指が自然に触れ
る位置に配置されており、これを押すことによって、発
光素子41が発光を開始して、座標検出器1が動作して
所定の処理によって座標信号が出力され始めるが、この
状態ではペンダウン及びペンボタンの制御信号はOFF
の状態である。このため、スクリーン5上では、カーソ
ルの動きやボタンのハイライト切換等による操作者への
指示位置の明示のみが行われる。
【0032】また、人差し指及び中指が自然に触れる位
置に配置されたスイッチ43C、43Dを押すことによ
って、図4に示すようにペンダウン及びペンボタンの制
御信号が、発光信号に重畳された信号となる。即ち、ス
イッチ43Cを押すことによってペンダウンの状態とな
り、文字や線画の入力を開始したり、ボタンを選択決定
する等の画面制御が実行できる。スイッチ43Dを押す
ことによって、ペンボタンの状態となり、メニューの呼
出等の別機能に対応させることができる。これにより、
操作者は、片手でスクリーン5上の任意の位置で、すば
やく正確に文字や図形を描いたり、ボタンやメニューを
選択したりすることによって、軽快な操作を実行するこ
とができる。
【0033】一方、スイッチ43Bは、スイッチ43A
と同様に操作者が親指で押せる位置にあり、このためス
イッチ43Aと同時に押すことが困難な位置にある。こ
れは、同時に押す必要がないためである。また、スイッ
チ43Aに比べてスイッチ43Bは、あまり頻繁に使用
することがないので、むしろ容易には押せないようにし
てあるほうが望ましい。このスイッチ43Bを押しなが
らスイッチ43C、43Dを押した場合は、図4に示す
ように、ペンダウン及びペンボタンの制御信号はOFF
の状態で、LEFTあるいはRIGHTという信号が送
信される。LEFTあるいはRIGHTという信号は座
標検出器1からコンピュータに送出されずに、座標補正
部15において出力座標に加減算されるオフセット値を
変化させるよう作用するようになっている。
【0034】このような構成により、スクリーン5の前
で、スイッチ43C、43Dを押すことで、図5に示し
たようにカーソルの位置を55L、55、55Rのよう
に、変化させることができる。
【0035】この図では、オフセットゼロの位置である
55のカーソルは、指示具の影40に一部が隠されてい
るが、55Lあるいは55Rに変更することによって、
カーソルが影40に隠れることがなくなり、操作が容易
になることがわかる。また、操作者が画面の右側に立つ
か、左側に立つかにより、55L、55Rのいずれかの
ほうが、操作しやすい場合があることは明白である。こ
のために、実施形態1では、いずれかを指示具4のスイ
ッチ操作で簡便に切換えられるようにしている。
【0036】図14のフローチャートを用いて上記した
左右各1種類のオフセットを切換える場合の座標補正部
の処理の流れを示す。
【0037】図中、Xk、Ykは所定のオフセット量、
Xm、Ymはオフセット変数で、直前の設定状態を保持
しており、X、Yは座標値である。なお、座標系の原点
は画面の左上とし、Xは右が+、Yは下が+とする。
【0038】制御信号検出部で制御信号が、座標演算部
で有効な座標入力信号がともに検出されると、S140
2で入力ありと判断する。S1403、S1404、S
1405にて制御信号RIGHTの状態とLEFTの状
態を調べる。RIGHTのみONの場合はS1406に
てXmをXk、YmをYkに、LEFTのみONの場合
はS1408にてXmを−Xk、YmをYkに変更す
る。両方ONの場合はS1407にてXm、Ymとも0
にもどす。また両方OFFであれば、Xm、Ymは変更
しない。このようにして設定されたXm、Ymを用いて
S1409にて座標値X、Yに変更を加え、S1410
にて通信制御部へ座標値を渡して出力を実行させる。
【0039】このような動作により、RIGHTで右上
に、LEFTで左上に、同時に押すと元の位置に戻すと
いう切替えができ、その設定をその後の動作中継続させ
られる。
【0040】尚、このオフセット値の変化量は、上記の
説明のように左右各一種類でも十分効果があるが、可変
にしてもよいことはいうまでもない。その場合、各スイ
ッチの操作を繰り返すことにより徐々に変化するように
して微妙な変更が可能である。
【0041】図15のフローチャートを用いてオフセッ
ト量を徐々に変化させる場合の座標補正部の処理の流れ
を示す。
【0042】図中、Xkは所定の最大オフセット量、X
0は一回当たりのオフセット可変量、Xm、Ymはオフ
セット変数で、直前の設定状態を保持しており、X、Y
は座標値である。図14と異なるのは、S1503〜S
1505にて制御信号RIGHTの状態とLEFTの状
態を調べた後の処理のみであるので、その部分のみ説明
する。
【0043】RIGHTのみONの場合はS1506に
てXmをX0だけ大きくし、S1509にてXmがXk
以下となるように最大値を制限した上でYmはXmの絶
対値と等しくする。LEFTのみONの場合はS150
7にてXmをX0だけ小さくし、S1510にてXmが
−Xk以上となるように最小値を制限した上でYmはX
mの絶対値と等しくする。両方ONの場合、両方OFF
の場合は、図14と同様である。このようにして設定さ
れたXm、Ymを用いてS1511にて座標値X、Yに
変更を加え、S1512にて通信制御部への座標値をわ
たして、出力を実行させる。
【0044】このような動作により、RIGHTで左上
から右上に、LEFTで逆に、徐々にオフセット量を可
変することができる。このようにして調整した設定はそ
の後の動作中継続させられ、同時押しによってリセット
することもできる。
【0045】また、指示具4に設けられたスイッチで変
更するのでなく、座標検出器1側にスイッチやダイヤル
等を設けてもほぼ同様の効果を得ることが可能である。
更に、例えば、スイッチ43C、43Dの一回あたりの
変化量を座標検出器1側のダイヤルで設定し、オフセッ
ト量の可変操作は指示具4のスイッチ43C,43Dで
行なうようにすれば、さらに便利である。
【0046】続いて、図2を用いて、座標検出器1の内
部構成の各構成要素の詳細動作について説明する。
【0047】<座標検出器1の詳細説明>この座標検出
器1には、光強度変調信号を受信する受光素子12と、
光の到来方向を検出するビデオカメラ11とが設けられ
ており、指示具4に内蔵された発光素子41からの光を
それぞれ受光する。
【0048】<制御信号検出部13の動作説明>受光素
子12の出力信号から制御信号検出部13が制御信号を
検出する動作は、広く実用されている赤外線リモートコ
ントローラと同様のものであり、外乱に強く十分高速に
制御信号を受信できる。受信された制御信号は、座標補
正部15に送られるようになっている。
【0049】<座標演算部14の動作説明>実施形態1
の赤外ビデオカメラ部11の有効画面領域51は、図5
に示すようにスクリーン5上の画像表示全域より若干広
くなっており、この有効画面領域51内で発光させられ
た発光素子41の光は、その出力信号上にピーク信号と
して現れる。まず、始めに、投映画像の四隅で順次発光
素子41を発光させて、その時の赤外ビデオカメラ部1
1の出力信号のピーク位置から、座標を計算するための
基準となるデータを座標演算部14に記憶させる。これ
により、任意の発光素子41の位置座標を赤外ビデオカ
メラ部11の出力信号からピーク位置を検出すること
で、位置座標を演算できるようになる。
【0050】<座標補正部15の動作説明>このように
して得られた位置座標は、座標補正部15に送られ、オ
フセット値を加減算された後、制御信号検出部13から
送出された制御信号とともに、通信制御部16を介して
コンピュータ3に送信される。この座標補正部15は、
制御信号のうちLEFTとRIGHTの信号により、オ
フセット量を変化させ、他の制御信号はそのまま通信制
御部16に送るよう動作する。このようにすることで、
上述の指示具4のスイッチ操作によって、表示画像内の
カーソルやボタンを操作したり、カーソル位置を55
L,55,55Rと変化させることが可能になる。
【0051】尚、上述のようにオフセット量の変更を座
標検出器1に設けたスイッチやダイアルで行なう場合
は、これらを制御信号の代わりに座標補正部15が検出
して動作すればよいことはいうまでもない。
【0052】また、赤外ビデオカメラ部11の有効画面
領域51は、表示画像に対して、ほぼオフセット量の最
大設定値分大きくされている。これによりオフセットを
行なっても画面内に操作不能な領域ができることがなく
なる効果がある。
【0053】以上説明したように、実施形態1によれ
ば、指示具によりスクリーン上の影にカーソルが隠れる
ことがなく、快適に操作が行なえ、操作者の好みにより
オフセット量を可変できるので、使い勝手のよい投映型
画像表示システムを実現することができる。
【0054】(実施形態2)実施形態2では、図6A、
図6Bに示すように、画面内の位置、即ち、座標によっ
て、オフセット量を変化させる。つまり、オフセット量
が一定値に加えて、縦方向は画面の下辺からの、横方向
は画面右辺からの距離に比例して漸増するものである。
これにより、赤外ビデオカメラ11の有効画面領域51
を一定値分だけ大きくすれば十分であるので、赤外ビデ
オカメラ部11の光学系や解像度の点で有利である。
【0055】図16のフローチャートを用いて、オフセ
ット量を画面内の位置に応じて変化させる場合の座標補
正部の処理の流れを説明する。
【0056】図中、Xk、Ykは所定のオフセット量、
Xm、Ymはオフセット変数で、直前の設定状態を保持
しており、X、Yは座標値である。また、f1(X)、
f2(X)、g(Y)は、右オフセット、左オフセッ
ト、Y方向オフセットを画面内の位置に応じて変化させ
るための関数である。Xm、Ymを制御信号RIGHT
の状態とLEFTの状態により変化させるところまでは
図14と同様である。図14と異なるのは、S1609
以降なので、その部分のみ説明する。
【0057】S1609、S1610にてXmの符号に
より場合分けして処理する。Xmが正の場合はS161
1にてXにXm×f1(X)を加える。f1(X)は、
X=0(画面の左側)からX=XMAX(画面の右側)
に近づくにしたがって、漸増し、最大値が1であるよう
な関数である。たとえば、f1(X)=X/XMAXと
すると、画面の左辺からの距離に比例してオフセット量
が増加し、画面の右辺近傍では最大値Xmだけオフセッ
トすることになる。この関数は他にも種々考えられ、適
当なものを採用することができる。また、Yについても
同様にYm×g(Y)を差し引く。g(Y)はY=0
(画面の上辺)からY=YMAX(画面の下辺)に近づ
くにしたがって漸減し、やはり最大値は1であるような
関数である。たとえば、g(Y)=1−Y/YMAXと
すると、画面の下辺からの距離に比例してオフセット量
が増加し、画面の上辺近傍では最大値Ymだけオフセッ
トすることになる。
【0058】Xmが負の場合はS1612にてXにXm
×f2(X)を加える。f2(X)は正の場合と逆にX
=0からX=XMAXに近づくにしたがって、漸減し、
最大値が1であるような関数とすればよい。たとえば、
f2(X)=1−X/XMAXとすると、画面の右辺か
らの距離に比例してオフセット量が増加し、画面の左辺
近傍では最大値Xmだけオフセットすることになる。Y
についてはXmが正の場合と同様である。
【0059】なお、Xmが0の場合は、X、Yともその
まま座標出力され、オフセットを行なわないようになっ
ている。このようにして、S1613にて通信制御部へ
補正された座標値X、Yをわたして、出力を実行させ
る。
【0060】このような動作により、RIGHTで右上
に、LEFTで左上にオフセットされる量を、画面内の
位置に応じて変化させることができる。
【0061】なお、オフセット量を徐々に変化させる図
15の場合についても、S1511の処理の代りに、図
16のS1609以降の処理を行なうことで適用できる
ことはいうまでもない。
【0062】このように、画面内の位置によってオフセ
ット量を変化させる方法としては、多くの方法があり、
本発明はそれらを含むものである。要は、有効画面領域
51をあまり大きくせずに全画面にわたる入力とオフセ
ットによるカーソル隠れ防止ができればよい。
【0063】(実施形態3)図7に示すように、座標検
出器1には、図2における座標補正部15を設けず、オ
フセットの制御信号をそのままコンピュータ3に送出
し、コンピュータ3内の座標信号および制御信号を処理
するドライバーソフトウェアが座標補正を行なうように
したものである。このようにしてもなんら不都合はな
い。
【0064】図17、図18、図19を用いてカーソル
位置のオフセットをコンピュータ3が有するドライバー
ソフトウェアで制御する場合を説明する。
【0065】図17は、スクリーン5に表示されたドラ
イバーソフトウェアの制御画面の例であり、オフセット
を行なうかどうかを図に示すOn、Offボタンで切り
かえるものである。この例ではオフセットは一定距離で
一定方向のみであるが、距離や方向を可変にしても構わ
ない。表示画面上でOnが指示された場合、ペンドライ
バーはOnを認識し、座標検出器1から送られてくる座
標にペンドライバーが一定のオフセットを加えてカーソ
ルを表示し、Offの場合はそのまま表示するようにな
っている。
【0066】図18は、図17に示すドライバーソフト
ウェアの制御画面を用いてカーソル位置のオフセットを
制御する流れを示すフローチャートである。まず、ST
OPになったか判定し(S1801)、STOPの場合
はペンドライバーが終了する。STOPでなければ次に
座標検出器からの入力があるか判定し(S1802)、
入力がなければ戻る。入力があった場合、OFFSET
がONかOFFかを判定する(S1803)。ONの場
合、座標検出器1から送られてくる座標値X,Yからオ
フセット量であるXm、Ymを引いた値を(S180
4)、Offの場合は座標検出器1から送られてくる座
標値を、表示コンピュータのシステムソフトウェアに出
力する。
【0067】また、図19はオフセット方向が6方向選
択できる場合の制御画面の例である。図の状態では黒く
表示されている左上方向にカーソルが移動することにな
る。
【0068】なお、ペンドライバー側の制御と座標検出
器側でのオフセットを両方行なうことも可能であること
はいうまでもない。
【0069】また、実施形態1、2で述べたLEFTと
RIGHTの制御信号をそのままコンピュータ3に送出
し、コンピュータ3内の座標信号および制御信号を処理
するドライバーソフトウェアが座標補正を行なうように
してもなんら不都合はない。
【0070】以上説明したように、実施形態1〜3によ
れば、指示具の先端部に対して、所定距離離れた位置の
座標を用いてカーソル表示を行なうことにより、カーソ
ルが指示具の影に隠れてしまわないようにすることがで
きる。また、当該所定距離は変更可能であり、この変更
を指示具のスイッチでこの距離の変更を行なえる。これ
により、カーソルが指示具の影に隠れないだけでなく、
投映画像の大きさや操作者の好みに応じた扱いが可能と
なる。
【0071】(実施形態4)図8は実施形態4の画像表
示システムの概観構成を示す図である。
【0072】尚、実施形態1の画像表示システムと同一
の構成要素については、同一の参照番号を付加し、その
詳細については省略する。また、機能構成ついては、実
施形態3の図7と同様であるので、その詳細については
省略する。
【0073】指示具4は、赤外LED等の3個の発光素
子41を有し、3個の発光素子41は同一の信号で発光
させられる。この構成により、発光素子41の座標位
置、及び指示具4の後述する各スイッチの状態に対応す
る制御信号とを検出して、コンピュータ3にその情報を
通信するようにしている。
【0074】投映型表示装置2は、コンピュータ3から
の画像信号が入力されると、その画像情報をスクリーン
5に表示することができる。また、コンピュータ3は、
画像信号にカーソル55を重畳する機能を有しており、
座標検出器1からの座標と制御信号に応じてカーソル5
5の表示位置と形状を変化させたり、各種の処理を実行
して表示画像を変化できるように構成されている。
【0075】以下、実施形態4の投影型画像表示システ
ムの詳細について具体的に説明する。
【0076】<指示具4の詳細説明>図9は実施形態4
の指示具の概略構成図である。
【0077】図9に示すように、赤外光を放射する3つ
の発光素子41と、その発光を駆動制御する発光制御部
42、並びに実施形態4では3個の操作用スイッチ43
A〜43Cとを内蔵している。これら3個の発光素子4
1は、円周上に並べられ、この円の内側は可能な限り大
きな孔が空けられている。発光制御部42は、3個の操
作用スイッチ43A〜43Cの状態により、発光のON
(オン)/OFF(オフ)と、光を変調することによっ
て、制御信号を重畳した発光制御を行う。
【0078】ここで、指示具4の動作モードについて図
10を用いて説明する。
【0079】図10は実施形態4の指示具の動作モード
を示す図である。
【0080】スイッチA〜Cは、図9のスイッチ43A
〜43Cに対応している。尚、図10中、「発光」とは
発光信号(座標信号)に対応し、「ペンダウン」、「ペ
ンボタン」とは制御信号に対応する。また、光の変調
は、リモコン等で使用されよく知られているものと同様
であるので、説明を省略する。
【0081】操作者は、指示具4を握ってスクリーン5
の前でその先端を座標検出器1のほうに発光素子41を
向ける。このとき、スイッチ43Aは親指が自然に触れ
る位置に配置されている。尚、スクリーン5の右側に立
って操作するか、左側に立って操作するかにより、発光
素子41の向きが反対になってしまうので、先端部を回
転可能にして切り替えられるようにしてもよい。このス
イッチ43Aを押すことによって、発光素子41が発光
を開始して、座標検出器1が動作して所定の処理によっ
て座標信号が出力され始めるが、この状態ではペンダウ
ン及びペンボタンの制御信号はOFFの状態である。こ
のため、スクリーン5上では、カーソルの動きやボタン
のハイライト切換等による操作者への指示位置の明示の
みが行われる。
【0082】また、人差し指及び中指が自然に触れる位
置に配置されたスイッチ43B、43Cを押すことによ
って、図10に示すようにペンダウン及びペンボタンの
制御信号が、発光信号に重畳された信号となる。即ち、
スイッチ43Bを押すことによってペンダウンの状態と
なり、文字や線画の入力を開始したり、ボタンを選択決
定するなどの画面制御が実行できる。スイッチ43Cを
押すことによってペンボタンの状態となり、メニューの
呼出等の別機能に対応させることができる。これによ
り、操作者は、片手でスクリーン5上の任意の位置で、
すばやく正確に文字や図形を描いたり、ボタンやメニュ
ーを選択したりすることによって、軽快に操作すること
ができる。
【0083】<座標演算部14の動作説明>実施形態4
の赤外ビデオカメラ11の有効画面領域は、実施形態1
と同様にスクリーン5上の画像全域より若干広く範囲を
検出できるように設定されている。この領域内で発光さ
せられた発光素子41の光は、図11(a)に示すよう
に、その出力信号上に山形の信号として現れる。まず、
始めに、投映画像の四隅に指示具4の先端部を置いて順
次3個の発光素子41を発光させて、その時の赤外ビデ
オカメラ部11の出力信号の山形の光量重心位置から、
座標を計算するための基準となるデータを座標演算部1
4に記憶させる。これにより、任意の発光素子41の位
置座標を赤外ビデオカメラ部11の出力信号から山形の
光量重心位置を検出することで演算できるようになる。
【0084】このようにして得られた位置座標は、制御
信号検出部13から送出された制御信号とともに、コン
ピュータ3に送信される。このようにすることで、上述
の指示具4のスイッチ操作によって、表示画像内のカー
ソルやボタンを操作することが可能になる。このとき、
表示されるカーソル55の位置は、スクリーン5の四隅
で基準となるデータを入力したときの発光素子41を画
像に対して合わせた状態を再現することになるが、実施
形態4では発光素子41は3個あり、これらの中間は中
空になっているため、この中空部の中央を画像に合わせ
るのがもっとも自然である。このようにすれば、カーソ
ルがこの中空部内に表示されるので、指示具4の影40
に隠されることなく常にカーソル55をみながら快適に
操作できる。
【0085】尚、この中空部を薄い透明部材で塞いで、
十字線などの目印を設けることもできることは言うまで
もない。このようにすると、カーソルと十字線が重なる
ため、文字を書く場合などのように細かい作業が容易に
なる場合もある。また、指示具4の先端部の強度を向上
させる効果もある。透明部材とはいえ、透明度が100
%ではないので、若干カーソル55がみにくくなる場合
もあるので、使い分けが必要である。
【0086】また、赤外ビデオカメラ部11の解像度と
ピント調整状態及び発光素子41の発光点の大きさとそ
の間の距離によっては、赤外ビデオカメラ部11の出力
信号が図11(b)に示すように複数のピークに別れる
ことがある。しかしながら、位置計算に重心を使用すれ
ば、このような場合でも発光素子41の中間部の位置を
求めることができるので不都合はない。
【0087】即ち、ピーク検出により位置を計算するよ
うな座標入力器では、精度が悪くなるおそれがあり、本
発明には適当でないといえる。
【0088】尚、指示具4の姿勢は操作者の持ち方に影
響されるので、発光素子41は拡散光源である必要があ
る。この拡散角度は広いほど姿勢の影響が軽減される
が、光強度がさがるため、適度な拡散角度を選択する必
要がある。この拡散角度を変化させる方法としては、発
光素子41として用いるLEDそのものの特性を選択す
る方法だけでなく、拡散板やレンズなどの光学素子を設
けることも有効である。このように光学素子を追加した
場合には、発光点の大きさが変化するので、上述のよう
に赤外ビデオカメラ部11の出力信号の波形にも影響が
あるが、適当な方法を選択することで位置計算が行える
ことは明白である。
【0089】以上説明したように、実施形態4によれ
ば、指示具4によるスクリーン5上の影にカーソル55
が隠れることなく、快適に操作が行なえ、使い勝手のよ
い投映型画像表示システムを実現することができる。
【0090】(実施形態5)図12は指示具4の発光素
子41として、光ファイバを用いて光源からの光を円周
上にほぼ均一に並べて構成したものである。実施形態5
の場合、円周上にほぼ均一に光が分布するため、赤外ビ
デオカメラ11の出力信号は滑らかな山形になる。この
場合には、位置計算を重心ではなくピーク位置で検出す
ることも可能である。
【0091】(実施形態6)図13は指示具4の発光素
子41を2個としたものである。この場合、図11
(c)のように2つの分離した波形が得られる可能性が
高い。また、指示具4の姿勢によりこの二つの分離した
波形のピーク間の距離が変化し、図11(a)のような
波形が出力されることもある。しかしながら、このよう
な場合でも重心位置はこの2つの発光点の中点であり、
位置計算は支障なく行えることはいうまでもない。実施
形態6では、使用するLEDが2個ですむ利点がある。
【0092】以上説明したように、実施形態4〜6によ
れば、指示具の先端部に複数の発光部を設け、それらの
間に中空部ないしは透明部を設けることにより、カーソ
ルが指示具の影に隠れてしまわないようにすることがで
きる。また、座標を検出する方式として、重心計算を用
いているので、発光部が離れていてもその中間の中空部
ないしは透明部内の一定の位置を精度よく検出すること
が可能となる。
【0093】尚、上記実施形態1〜6では、座標検出器
1としてビデオカメラを用いた例を述べたが、本発明は
これに限定されるものではなく、他の検出器、例えば電
磁誘導方式や超音波方式などでも同様に適用可能であ
る。さらには、光を用いる他の検出器、例えばラインセ
ンサを用いるものやPSD(位置検出素子)を用いるも
のなどでも同様に適用可能である。
【0094】また、画像生成手段としてコンピュータ3
を用いたが、ビデオ装置などでも本発明を適用可能であ
ることはいうまでもない。座標信号を入力してこれに対
応する画像信号を生成する装置であれば、本発明を適用
可能である。
【0095】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
指示具の指示位置画像を指示具の影に隠れないようにす
ることができ、かつ操作を快適に行うことができる画像
表示システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1の投映型画像表示システムの構成を
示す図である。
【図2】実施形態1の投映型画像表示システムの機能構
成を示す図である。
【図3】実施形態1の指示具の概略構成図である。
【図4】実施形態1の指示具の動作モードを示す図であ
る。
【図5】実施形態2の表示画面の説明図である。
【図6】Aは、実施形態2の表示画面の説明図である。
Bは、実施形態2の表示画面の説明図である。
【図7】実施形態3の投映型画像表示システムの機能構
成を示す図である。
【図8】実施形態4の画像表示システムの概観構成を示
す図である。
【図9】実施形態4の指示具の概略構成図である。
【図10】実施形態4の指示具の動作モードを示す図で
ある。
【図11】指示具の出力信号の波形図である。
【図12】実施形態5の指示具の概略構成図である。
【図13】実施形態6の指示具の概略構成図である。
【図14】左右各1種類のオフセットを切換える場合の
座標補正部の処理の流れを示す図である。
【図15】オフセット量を徐々に変化させる場合の座標
補正部の処理の流れを示す図である。
【図16】オフセット量を画面内の位置に応じて変化さ
せる場合の座標補正部の処理の流れを示す図である。
【図17】スクリーン5に表示されたドライバーソフト
ウェアの制御画面を示す図である。
【図18】図17に示すドライバーソフトウェアの制御
画面を用いてカーソル位置のオフセットを制御する流れ
を示す図である。
【図19】オフセット方向が6方向選択できる場合の制
御画面を示す図である。
【符号の説明】
1 座標検出器 2 画像投映装置 3 コンピュータ 4 指示具 5 スクリーン 11 赤外ビデオカメラ 12 受光素子 13 制御信号検出手段 14 座標演算手段 15 座標補正手段 41 発光素子 42 発光制御手段 43 スイッチ 51 有効画面領域 55,55L,55R カーソル

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スクリーン上に指示具の位置に応じた画
    像を表示する画像表示システムであって、 前記スクリーン上に画像を表示する投影型画像表示手段
    と、 前記指示具の位置に応じた位置座標を検出する検出手段
    と、 前記指示具の指示位置を示す指示位置画像を、前記検出
    手段が検出した位置座標に対して所定距離の位置座標に
    表示する表示制御手段と、 を備えることを特徴とする画像表示システム。
  2. 【請求項2】 前記所定距離を変更する変更手段を更に
    備えることを特徴とする請求項1に記載の画像表示シス
    テム。
  3. 【請求項3】 前記変更手段は、スイッチであることを
    特徴とする請求項2に記載の画像表示システム。
  4. 【請求項4】 前記スイッチは、前記指示具に複数設け
    られ、 前記複数のスイッチの組合せにより前記所定距離の位置
    座標の方向が決定されることを特徴とする請求項3に記
    載の画像表示システム。
  5. 【請求項5】 前記変更手段は、前記スクリーン上に表
    示された変更画面が前記指示具によって指示されること
    により前記所定距離を変更することを特徴とする請求項
    2に記載の画像表示システム。
  6. 【請求項6】 前記座標検出手段の検出領域は、前記ス
    クリーン上の表示画像領域より少なくとも前記所定距離
    の最大設定値分広いことを特徴とする請求項1に記載の
    画像表示システム。
  7. 【請求項7】 前記表示制御手段は、前記検出手段が検
    出した位置座標に基づいて、前記所定距離を異ならせる
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示システム。
  8. 【請求項8】 前記表示制御手段は、前記検出手段が検
    出した位置座標の画面の端からの距離に比例するよう前
    記所定距離を制御することを特徴とする請求項1に記載
    の画像表示システム。
  9. 【請求項9】 スクリーン上に指示具の位置に応じた画
    像を表示する画像表示システムの制御方法であって、 前記スクリーン上に画像を表示する投影型画像表示工程
    と、 前記指示具の位置に応じた位置座標を検出する検出工程
    と、 前記指示具の指示位置を示す指示位置画像を、前記検出
    手段が検出した位置座標に対して所定距離の位置座標に
    表示する表示制御工程と、 を備えることを特徴とする画像表示システムの制御方
    法。
  10. 【請求項10】 前記所定距離を変更する変更工程を更
    に備えることを特徴とする請求項9に記載の画像表示シ
    ステムの制御方法。
  11. 【請求項11】 前記変更工程は、スイッチによって前
    記所定距離を変更することを特徴とする請求項9に記載
    の画像表示システムの制御方法。
  12. 【請求項12】 前記スイッチは、前記指示具に複数設
    けられ、 前記複数のスイッチの組合せにより前記所定距離の位置
    座標の方向が決定されることを特徴とする請求項11に
    記載の画像表示システム。
  13. 【請求項13】 前記変更工程は、前記スクリーン上に
    表示された変更画面が前記指示具によって指示されるこ
    とにより前記所定距離を変更することを特徴とする請求
    項10に記載の画像表示システムの制御方法。
  14. 【請求項14】 前記座標検出工程の検出領域は、前記
    スクリーン上の表示画像領域より少なくとも前記所定距
    離の最大設定値分広いことを特徴とする請求項9に記載
    の画像表示システムの制御方法。
  15. 【請求項15】 前記表示制御工程は、前記検出手段が
    検出した位置座標に基づいて、前記所定距離を異ならせ
    ることを特徴とする請求項9に記載の画像表示システム
    の制御方法。
  16. 【請求項16】 前記表示制御工程は、前記検出手段が
    検出した位置座標の画面の端からの距離に比例するよう
    前記所定距離を制御することを特徴とする請求項9に記
    載の画像表示システムの制御方法。
  17. 【請求項17】 スクリーン上に指示具の位置に応じた
    画像を表示する画像表示システムを実行可能とするコン
    ピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、 前記スクリーン上に画像を表示する投影型画像表示工程
    のプログラムコードと、 前記指示具の位置に応じた位置座標を検出する検出工程
    のプログラムコードと、 前記指示具の指示位置を示す指示位置画像を、前記検出
    手段が検出した位置座標に対して所定距離の位置座標に
    表示する表示制御工程のプログラムコードとを備えるこ
    とを特徴とするコンピュータプログラムの記憶媒体。
  18. 【請求項18】 スクリーン上に指示具の位置に応じた
    画像を表示する画像表示システムを実行可能とするコン
    ピュータプログラムであって、 前記スクリーン上に画像を表示する投影型画像表示工程
    のプログラムコードと、 前記指示具の位置に応じた位置座標を検出する検出工程
    のプログラムコードと、 前記指示具の指示位置を示す指示位置画像を、前記検出
    手段が検出した位置座標に対して所定距離の位置座標に
    表示する表示制御工程のプログラムコードとを備えるこ
    とを特徴とするコンピュータプログラム。
  19. 【請求項19】 スクリーン上に指示具の位置に応じた
    画像を表示する画像表示システムであって、 前記スクリーン上に画像を表示する投影型画像表示手段
    と、 前記指示具の位置に応じた位置座標を検出する検出手段
    とを備え、 前記指示具には複数の発光部が設けられ、当該複数の発
    光部の間に中空部あるいは透明部が設けられていること
    を特徴とする画像表示システム。
  20. 【請求項20】 前記検出手段は、前記発光部からの光
    量重心を前記指示具の位置に応じた位置座標として検出
    することを特徴とする請求項19に記載の画像表示シス
    テム。
  21. 【請求項21】 前記発光部は、光ファイバであり、 前記検出手段は、前記光ファイバからのピーク位置を前
    記指示具の位置に応じた位置座標として検出することを
    特徴とする請求項19に記載の画像表示システム。
  22. 【請求項22】 スクリーン上に指示具の位置に応じた
    画像を表示する画像表示システムの制御方法であって、 前記スクリーン上に画像を表示する投影型画像表示工程
    と、 複数の発光部の間に中空部あるいは透明部が設けられて
    いる前記指示具の位置に応じた位置座標を検出する検出
    工程とを備えることを特徴とする画像表示システムの制
    御方法。
  23. 【請求項23】 スクリーン上に指示具の位置に応じた
    画像を表示する画像表示システムの制御方法を実行可能
    なプログラムの記憶媒体であって、 前記スクリーン上に画像を表示する投影型画像表示工程
    のプログラムコードと、 複数の発光部が設けられ、当該複数の発光部の間に中空
    部あるいは透明部が設けられている前記指示具の位置に
    応じた位置座標を検出する検出工程のプログラムコード
    とを備えることを特徴とする画像表示システムの制御方
    法を実行可能なプログラムの記憶媒体。
  24. 【請求項24】 スクリーン上に指示具の位置に応じた
    画像を表示する画像表示システムの制御方法を実行可能
    なプログラムであって、 前記スクリーン上に画像を表示する投影型画像表示工程
    のプログラムコードと、 複数の発光部が設けられ、当該複数の発光部の間に中空
    部あるいは透明部が設けられている前記指示具の位置に
    応じた位置座標を検出する検出工程のプログラムコード
    とを備えることを特徴とする画像表示システムの制御方
    法を実行可能なプログラム。
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