JP2003233460A - 座標入力装置 - Google Patents
座標入力装置Info
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- JP2003233460A JP2003233460A JP2002029602A JP2002029602A JP2003233460A JP 2003233460 A JP2003233460 A JP 2003233460A JP 2002029602 A JP2002029602 A JP 2002029602A JP 2002029602 A JP2002029602 A JP 2002029602A JP 2003233460 A JP2003233460 A JP 2003233460A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 任意サイズのスクリーンや壁面等に、座標入
力装置のオペレータが指示手段により指示した座標を精
度良く取得する座標入力装置を提供する。 【解決手段】 スクリーン２の全面に投影され、座標情
報を含むパターン１と、投影画像とパターン１を投影す
るスクリーン２と、パターン１の画像をＣＣＤカメラに
伝送する画像伝送レンズ４と、このレンズから受けた光
画像を光電変換するＣＣＤカメラ５と、前記画像伝送レ
ンズ４とＣＣＤカメラ５を搭載してスクリーン２上の画
像を指示する指示棒６と、ＣＣＤカメラ５から光電変換
された画像信号を受け、パターンと座標情報を検出する
コンピュータ８と、コンピュータ８からの指示によりパ
ターンを投影するパターン用プロジェクタ９から構成さ
れ、ＣＣＤカメラ５とコンピュータ８は信号ケーブル７
により接続されている。
力装置のオペレータが指示手段により指示した座標を精
度良く取得する座標入力装置を提供する。 【解決手段】 スクリーン２の全面に投影され、座標情
報を含むパターン１と、投影画像とパターン１を投影す
るスクリーン２と、パターン１の画像をＣＣＤカメラに
伝送する画像伝送レンズ４と、このレンズから受けた光
画像を光電変換するＣＣＤカメラ５と、前記画像伝送レ
ンズ４とＣＣＤカメラ５を搭載してスクリーン２上の画
像を指示する指示棒６と、ＣＣＤカメラ５から光電変換
された画像信号を受け、パターンと座標情報を検出する
コンピュータ８と、コンピュータ８からの指示によりパ
ターンを投影するパターン用プロジェクタ９から構成さ
れ、ＣＣＤカメラ５とコンピュータ８は信号ケーブル７
により接続されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、座標入力装置に関
し、さらに詳しくは、パーソナルコンピュータ等におい
て、情報の入力や選択をするために指示棒等の指示部材
によって指示された座標位置を検出する座標入力装置に
関するものである。
し、さらに詳しくは、パーソナルコンピュータ等におい
て、情報の入力や選択をするために指示棒等の指示部材
によって指示された座標位置を検出する座標入力装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、コンピュータでＣＲＴ等の表示装
置に文字や図形等のグラフィックを表示してマウス等を
用いてカーソルにより画面上の所定の座標を指示し、カ
ーソルの座標情報を画像処理装置に入力することによ
り、表示画像を変更したり、特定のプログラムを起動さ
せたりする手法が広く用いられている。また、プレゼン
テーション等において説明者は、参加者の理解を促進す
るために説明資料を拡大表示して利用することがしばし
ばある。拡大表示には通常プロジェクタ装置やＯＨＰ等
の拡大表示装置が用いられ、いずれも大画面のスクリー
ン上に画像が表示される。その時説明者は、説明内容に
応じてスクリーン上の所望の座標（位置）を指示棒等の
指示部材で指示し、表示画像を変更していくことが行わ
れている。しかし、表示画像を制御する装置と指示部材
とは独立して存在し、それらの間はインターフェースさ
れていないため、指示部材から直接表示画面の内容を変
更したり、他のプログラムを起動することができなかっ
た。特開平２−１５８８２２号公報には、ビデオプロジ
ェクタを用いて電子黒板上に画像を投影し、指示棒やマ
ーカ等により指示された位置情報を処理して、その画像
を電子黒板上に画像表示する装置について開示されてい
る。しかし、本発明における位置情報検出方法は、指示
棒やマーカの位置を電子黒板のＸ−Ｙ情報により検出す
るものであり、離れた位置から画像を指示することがで
きず、また、画像を投影する場所が電子黒板に限られて
いた。
置に文字や図形等のグラフィックを表示してマウス等を
用いてカーソルにより画面上の所定の座標を指示し、カ
ーソルの座標情報を画像処理装置に入力することによ
り、表示画像を変更したり、特定のプログラムを起動さ
せたりする手法が広く用いられている。また、プレゼン
テーション等において説明者は、参加者の理解を促進す
るために説明資料を拡大表示して利用することがしばし
ばある。拡大表示には通常プロジェクタ装置やＯＨＰ等
の拡大表示装置が用いられ、いずれも大画面のスクリー
ン上に画像が表示される。その時説明者は、説明内容に
応じてスクリーン上の所望の座標（位置）を指示棒等の
指示部材で指示し、表示画像を変更していくことが行わ
れている。しかし、表示画像を制御する装置と指示部材
とは独立して存在し、それらの間はインターフェースさ
れていないため、指示部材から直接表示画面の内容を変
更したり、他のプログラムを起動することができなかっ
た。特開平２−１５８８２２号公報には、ビデオプロジ
ェクタを用いて電子黒板上に画像を投影し、指示棒やマ
ーカ等により指示された位置情報を処理して、その画像
を電子黒板上に画像表示する装置について開示されてい
る。しかし、本発明における位置情報検出方法は、指示
棒やマーカの位置を電子黒板のＸ−Ｙ情報により検出す
るものであり、離れた位置から画像を指示することがで
きず、また、画像を投影する場所が電子黒板に限られて
いた。
【０００３】また、特許第２５９２７４３号公報には、
指示棒の利点を生かしてながら、画像処理装置とのイン
タフェースが可能な、つまり、プロジェクタ装置等の大
画面スクリーン上を直接指示することによって座標入力
によるインターフェースを可能にする座標入力用指示棒
について開示されている。これによると、スクリーン上
に画像処理装置からの画像をプロジェクタ手段（装置）
に表示し、スクリーン上の所定光をカメラでとらえて、
その画像を処理して所定光の座標を座標検出手段で検出
し、検知手段が座標特定信号を検知し、座標特定信号を
受けた時の所定光の座標（特定座標）を特定し画像処理
装置に入力して、画像上のカーソルを移動する方法であ
る。しかしながら、発光部の発生する光の輝度とスクリ
ーン上の光の輝度の区別がつきにくく、また、反射型ス
クリーンを用いる場合は、発光部の発生する光の輝度が
視聴者に向かって発せられるという欠点があった。
指示棒の利点を生かしてながら、画像処理装置とのイン
タフェースが可能な、つまり、プロジェクタ装置等の大
画面スクリーン上を直接指示することによって座標入力
によるインターフェースを可能にする座標入力用指示棒
について開示されている。これによると、スクリーン上
に画像処理装置からの画像をプロジェクタ手段（装置）
に表示し、スクリーン上の所定光をカメラでとらえて、
その画像を処理して所定光の座標を座標検出手段で検出
し、検知手段が座標特定信号を検知し、座標特定信号を
受けた時の所定光の座標（特定座標）を特定し画像処理
装置に入力して、画像上のカーソルを移動する方法であ
る。しかしながら、発光部の発生する光の輝度とスクリ
ーン上の光の輝度の区別がつきにくく、また、反射型ス
クリーンを用いる場合は、発光部の発生する光の輝度が
視聴者に向かって発せられるという欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる課題
に鑑み、任意サイズのスクリーンや壁面等に、座標入力
装置のオペレータが指示手段により指示した座標を精度
良く取得する座標入力装置を提供することを目的とす
る。
に鑑み、任意サイズのスクリーンや壁面等に、座標入力
装置のオペレータが指示手段により指示した座標を精度
良く取得する座標入力装置を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するために、請求項１は、指示部材によって指示され
た座標位置を検出する座標入力装置において、画像表示
面上の任意の位置を指示する指示手段と、該指示手段に
より指示された所定領域の画像を撮像する撮像手段と、
該撮像手段により得られた画像情報から指示位置を二次
元座標情報に変換する座標変換手段と、前記二次元座標
情報を含むパターンを前記画像表示面上に投影するパタ
ーン投影手段と、前記二次元座標情報を含むパターンを
識別するパターン識別手段と、を備え、前記パターン投
影手段により前記画像表示面上に前記パターンを投影
し、前記指示手段が指示した前記画像表示面上の領域の
パターンを前記撮像手段により撮像し、該撮像画像から
前記座標変換手段により二次元座標を取得することを特
徴とする。コンピュータはパターン信号をパターン投影
手段に送る。このパターン信号は個別のパターンの集合
体からなり、個々のパターンは、それぞれ予め定められ
た個別の座標情報を持つパターンより構成され、それら
が二次元マトリックス状に並んでいる。パターン投影手
段はパターン信号を任意の平面状の画像表示面上に投影
する。座標入力装置の使用者であるオペレータは、指示
手段を手に持ち、画像が投影された投影面に対し指示手
段を操作する。該指示手段により指示された所定領域の
画像を撮像手段が撮像し、撮像したパターン信号をコン
ピュータに通知する。そして、投影面に埋め込まれてい
るパターンをパターン識別手段により識別し、コンピュ
ータは座標変換手段により撮像されたパターン信号を座
標情報に変換する。かかる発明によれば、前記パターン
投影手段により前記画像表示面上に前記パターンを投影
し、前記指示手段が指示した前記画像表示面上の領域の
パターンを前記撮像手段により撮像し、該撮像画像から
前記座標変換手段により二次元座標を取得することによ
り、任意サイズのスクリーンや壁面等において座標入力
装置のオペレータが指示手段により指示した座標を精度
良く取得することができる。
決するために、請求項１は、指示部材によって指示され
た座標位置を検出する座標入力装置において、画像表示
面上の任意の位置を指示する指示手段と、該指示手段に
より指示された所定領域の画像を撮像する撮像手段と、
該撮像手段により得られた画像情報から指示位置を二次
元座標情報に変換する座標変換手段と、前記二次元座標
情報を含むパターンを前記画像表示面上に投影するパタ
ーン投影手段と、前記二次元座標情報を含むパターンを
識別するパターン識別手段と、を備え、前記パターン投
影手段により前記画像表示面上に前記パターンを投影
し、前記指示手段が指示した前記画像表示面上の領域の
パターンを前記撮像手段により撮像し、該撮像画像から
前記座標変換手段により二次元座標を取得することを特
徴とする。コンピュータはパターン信号をパターン投影
手段に送る。このパターン信号は個別のパターンの集合
体からなり、個々のパターンは、それぞれ予め定められ
た個別の座標情報を持つパターンより構成され、それら
が二次元マトリックス状に並んでいる。パターン投影手
段はパターン信号を任意の平面状の画像表示面上に投影
する。座標入力装置の使用者であるオペレータは、指示
手段を手に持ち、画像が投影された投影面に対し指示手
段を操作する。該指示手段により指示された所定領域の
画像を撮像手段が撮像し、撮像したパターン信号をコン
ピュータに通知する。そして、投影面に埋め込まれてい
るパターンをパターン識別手段により識別し、コンピュ
ータは座標変換手段により撮像されたパターン信号を座
標情報に変換する。かかる発明によれば、前記パターン
投影手段により前記画像表示面上に前記パターンを投影
し、前記指示手段が指示した前記画像表示面上の領域の
パターンを前記撮像手段により撮像し、該撮像画像から
前記座標変換手段により二次元座標を取得することによ
り、任意サイズのスクリーンや壁面等において座標入力
装置のオペレータが指示手段により指示した座標を精度
良く取得することができる。
【０００６】請求項２は、前記撮像手段は、前記指示手
段と一体形成された棒状の光学系と、該光学系により結
像された光学画像を光電変換する光電変換手段と、を備
えたことも本発明の有効な手段である。指示手段により
指示された表示画面上の画像を精度良く取得するには、
棒状の指示部材に一体に形成された撮像手段が必要であ
る。特に、画像と撮像手段との指向性を高めるには、撮
像手段に画像を結像させる距離を光学手段（レンズ）に
より近づけることが好ましい。その方法として筒状筐体
の中に対物レンズ、リレーレンズ、接眼レンズが格納さ
れた画像伝送レンズを使用するのが有効である。かかる
技術手段によれば、前記撮像手段は、前記指示手段と一
体形成された棒状の光学系と、該光学系により結像され
た光学画像を光電変換する光電変換手段と、を備えたこ
とにより、指示手段により狙った画像を的確に捉えるこ
とができる。請求項３は、前記パターン投影手段は、光
源として不可視光領域の波長を有する光を使用し、該光
源により投影される一組のパターンは複数のドットから
構成され、該パターンには予め登録された座標情報が含
まれていることも本発明の有効な手段である。画像表示
面上には、可視像の投影像と位置情報としてのパターン
の両方を投影手段により投影される。従って、パターン
が可視像であると当然投影像と重なって、投影像を見難
くしてしまう。そこで、位置情報としてのパターンは不
可視光領域の波長の光で投影し、そのパターンを撮像す
る手段として不可視光領域の波長まで感知できる撮像手
段を使用する。また、パターン信号は個別のパターンの
集合体からなり、個々のパターンはそれぞれ予め定めら
れた個別の座標情報を持つパターンよりなっており、そ
れらが二次元マトリックス状に並んでいる。かかる技術
手段によれば、前記パターン投影手段は、光源として不
可視光領域の波長を有する光を使用し、該光源により投
影される一組のパターンは複数のドットから構成され、
該パターンには予め登録された座標情報が含まれている
ので、可視投影像とパターンを重ねて投影することがで
き、しかも、そのパターンから座標情報を同時に検出す
ることができる。
段と一体形成された棒状の光学系と、該光学系により結
像された光学画像を光電変換する光電変換手段と、を備
えたことも本発明の有効な手段である。指示手段により
指示された表示画面上の画像を精度良く取得するには、
棒状の指示部材に一体に形成された撮像手段が必要であ
る。特に、画像と撮像手段との指向性を高めるには、撮
像手段に画像を結像させる距離を光学手段（レンズ）に
より近づけることが好ましい。その方法として筒状筐体
の中に対物レンズ、リレーレンズ、接眼レンズが格納さ
れた画像伝送レンズを使用するのが有効である。かかる
技術手段によれば、前記撮像手段は、前記指示手段と一
体形成された棒状の光学系と、該光学系により結像され
た光学画像を光電変換する光電変換手段と、を備えたこ
とにより、指示手段により狙った画像を的確に捉えるこ
とができる。請求項３は、前記パターン投影手段は、光
源として不可視光領域の波長を有する光を使用し、該光
源により投影される一組のパターンは複数のドットから
構成され、該パターンには予め登録された座標情報が含
まれていることも本発明の有効な手段である。画像表示
面上には、可視像の投影像と位置情報としてのパターン
の両方を投影手段により投影される。従って、パターン
が可視像であると当然投影像と重なって、投影像を見難
くしてしまう。そこで、位置情報としてのパターンは不
可視光領域の波長の光で投影し、そのパターンを撮像す
る手段として不可視光領域の波長まで感知できる撮像手
段を使用する。また、パターン信号は個別のパターンの
集合体からなり、個々のパターンはそれぞれ予め定めら
れた個別の座標情報を持つパターンよりなっており、そ
れらが二次元マトリックス状に並んでいる。かかる技術
手段によれば、前記パターン投影手段は、光源として不
可視光領域の波長を有する光を使用し、該光源により投
影される一組のパターンは複数のドットから構成され、
該パターンには予め登録された座標情報が含まれている
ので、可視投影像とパターンを重ねて投影することがで
き、しかも、そのパターンから座標情報を同時に検出す
ることができる。
【０００７】請求項４は、前記パターン投影手段は、前
記画像表示面の前方若しくは後方の何れか一方から前記
画像表示面上に前記パターンを投影することも本発明の
有効な手段である。本構成によるとパターン投影手段は
画像表示面の前方から画像表示面上にパターンを投影す
るため、例えば建物の壁面やホワイトボード等、所定面
積を有した略平面状の面において広く用いることができ
る。また、別構成としてパターン投影手段は画像表示面
後方から画像表示面上にパターンを投影しても良く、こ
の場合パターン投影手段と画像表示面の間に、例えば人
等の投影上障害となるものが入る余地を無くすことがで
きるため、常に良好な状態でパターンを画像表示面上に
投影することができる。かかる技術手段によれば、前記
パターン投影手段は、前記画像表示面の前方若しくは後
方の何れか一方から前記画像表示面上に前記パターンを
投影するので、常に良好な状態でパターンを画像表示面
上に投影することができる。請求項５は、前記指示手段
は、該指示手段の姿勢を検出する姿勢検出手段を更に備
え、前記撮像手段が捉えた画像情報と前記姿勢検出手段
からの姿勢情報に基づいて前記画像情報の姿勢を補正す
ることも本発明の有効な手段である。オペレータが画像
表示面上で指示棒を操作する際、オペレータが画像表示
面上で指示している時の指示棒の姿勢は常に変化し、ま
た各オペレータにより指示棒の姿勢に対する個人差が現
れやすい。このため、例えば９０度回転した状態でパタ
ーンを認識をしてしまう等の誤認識の問題があり、指示
棒の操作上の不具合点となっていた。これを解決するた
めに、本発明は姿勢検出手段が指示棒と一体となって備
えられており、コンピュータが指示棒の姿勢情報を基に
補正処理を施すことができるようなしているため、オペ
レータは指示棒の姿勢を気にすることなく指示棒を操作
することができ、パターンの誤認識を防止することがで
きる。かかる技術手段によれば、前記指示手段は、該指
示手段の姿勢を検出する姿勢検出手段を更に備え、前記
撮像手段が捉えた画像情報と前記姿勢検出手段からの姿
勢情報に基づいて前記画像情報の姿勢を補正することに
より、パターンの誤認識を防止することができる。請求
項６は、前記撮像手段は、該撮像手段により撮像された
画像情報を無線により伝送する無線伝送手段を更に備
え、前記撮像手段により撮像された前記画像表示面上の
パターン画像を無線により前記パターン識別手段に伝送
することも本発明の有効な手段である。オペレータが画
像表示面上で指示棒を操作する際、信号ケーブルは操作
上の妨げになるケースがあり、また足に引っ掛けて、人
やケーブル接続された機器が転倒する危険性もあった。
これを解消するため本発明は無線伝送手段が指示棒とコ
ンピュータのそれぞれに備えられており、撮像手段が捉
えた画像情報が電気信号に変換された後、無線によりコ
ンピュータに通知されるようになっているため、オペレ
ータは信号ケーブルに気を取られることなく安全にプレ
ゼンテーションを行うことができ、また指示棒の操作性
も向上させることができる。かかる技術手段によれば、
前記撮像手段は、該撮像手段により撮像された画像情報
を無線により伝送する無線伝送手段を更に備え、前記撮
像手段により撮像された前記画像表示面上のパターン画
像を無線により前記パターン識別手段に伝送するので、
指示棒の操作性を向上させることができる。
記画像表示面の前方若しくは後方の何れか一方から前記
画像表示面上に前記パターンを投影することも本発明の
有効な手段である。本構成によるとパターン投影手段は
画像表示面の前方から画像表示面上にパターンを投影す
るため、例えば建物の壁面やホワイトボード等、所定面
積を有した略平面状の面において広く用いることができ
る。また、別構成としてパターン投影手段は画像表示面
後方から画像表示面上にパターンを投影しても良く、こ
の場合パターン投影手段と画像表示面の間に、例えば人
等の投影上障害となるものが入る余地を無くすことがで
きるため、常に良好な状態でパターンを画像表示面上に
投影することができる。かかる技術手段によれば、前記
パターン投影手段は、前記画像表示面の前方若しくは後
方の何れか一方から前記画像表示面上に前記パターンを
投影するので、常に良好な状態でパターンを画像表示面
上に投影することができる。請求項５は、前記指示手段
は、該指示手段の姿勢を検出する姿勢検出手段を更に備
え、前記撮像手段が捉えた画像情報と前記姿勢検出手段
からの姿勢情報に基づいて前記画像情報の姿勢を補正す
ることも本発明の有効な手段である。オペレータが画像
表示面上で指示棒を操作する際、オペレータが画像表示
面上で指示している時の指示棒の姿勢は常に変化し、ま
た各オペレータにより指示棒の姿勢に対する個人差が現
れやすい。このため、例えば９０度回転した状態でパタ
ーンを認識をしてしまう等の誤認識の問題があり、指示
棒の操作上の不具合点となっていた。これを解決するた
めに、本発明は姿勢検出手段が指示棒と一体となって備
えられており、コンピュータが指示棒の姿勢情報を基に
補正処理を施すことができるようなしているため、オペ
レータは指示棒の姿勢を気にすることなく指示棒を操作
することができ、パターンの誤認識を防止することがで
きる。かかる技術手段によれば、前記指示手段は、該指
示手段の姿勢を検出する姿勢検出手段を更に備え、前記
撮像手段が捉えた画像情報と前記姿勢検出手段からの姿
勢情報に基づいて前記画像情報の姿勢を補正することに
より、パターンの誤認識を防止することができる。請求
項６は、前記撮像手段は、該撮像手段により撮像された
画像情報を無線により伝送する無線伝送手段を更に備
え、前記撮像手段により撮像された前記画像表示面上の
パターン画像を無線により前記パターン識別手段に伝送
することも本発明の有効な手段である。オペレータが画
像表示面上で指示棒を操作する際、信号ケーブルは操作
上の妨げになるケースがあり、また足に引っ掛けて、人
やケーブル接続された機器が転倒する危険性もあった。
これを解消するため本発明は無線伝送手段が指示棒とコ
ンピュータのそれぞれに備えられており、撮像手段が捉
えた画像情報が電気信号に変換された後、無線によりコ
ンピュータに通知されるようになっているため、オペレ
ータは信号ケーブルに気を取られることなく安全にプレ
ゼンテーションを行うことができ、また指示棒の操作性
も向上させることができる。かかる技術手段によれば、
前記撮像手段は、該撮像手段により撮像された画像情報
を無線により伝送する無線伝送手段を更に備え、前記撮
像手段により撮像された前記画像表示面上のパターン画
像を無線により前記パターン識別手段に伝送するので、
指示棒の操作性を向上させることができる。
【０００８】請求項７は、前記撮像手段により撮像され
た画像情報に基づいて前記パターン投影手段を制御する
フィードバック制御手段を備え、前記撮像手段により撮
像された画像情報から座標情報を取得し、該座標情報か
ら得られた座標及び該座標近傍の輝度を強くするように
前記パターン投影手段を制御することも本発明の有効な
手段である。従来、オペレータが画像表示面上で指示棒
を操作する際、オペレータが画像表示面上で指示してい
る場所と指示していない場所でパターンの投影状況が変
わらなかった。そのため、どの場所を指示しているのか
判然としなかった。これを解消するため、本発明ではフ
ィードバック制御手段をコンピュータと一体となって備
え、撮像手段から得られた座標情報を基に、その情報を
パターン投影手段にフィードバックして、その座標付近
のパターンを高輝度に投影するようにした。これによ
り、指示棒が指示する指示位置をより精度よく特定する
ことができる。かかる技術手段によれば、前記撮像手段
により撮像された画像情報に基づいて前記パターン投影
手段を制御するフィードバック制御手段を備え、前記撮
像手段により撮像された画像情報から座標情報を取得
し、該座標情報から得られた座標及び該座標近傍の輝度
を強くするように前記パターン投影手段を制御するた
め、指示棒が指示する指示位置をより精度よく特定する
ことができる。請求項８は、前記撮像手段は、前記指示
手段と一体に構成され先端に対物レンズを有する複数の
光ファイバから成る光伝送手段と、該光伝送手段により
伝送された光学画像を光電変換する光電変換手段と、を
備え、前記光伝送手段の先端が前記指示手段の先端とな
るように構成され、前記指示手段には前記光伝送手段の
み搭載されていることも本発明の有効な手段である。指
示手段はオペレータが手に持って表示画面上を指示す
る。従って、その重量は可能な限り軽いほうが好まし
い。従って、指示手段には必要最小限の部品のみ搭載す
る構成にする。それを実現するためには、光ファイバ等
の軽い材質で構成された光伝送手段を使用することが有
望である。かかる技術手段によれば、前記光伝送手段の
先端が前記指示手段の先端となるように構成され、前記
指示手段には前記光伝送手段のみ搭載するようにしたの
で、指示手段が軽くなり、操作性を高めることができ
る。
た画像情報に基づいて前記パターン投影手段を制御する
フィードバック制御手段を備え、前記撮像手段により撮
像された画像情報から座標情報を取得し、該座標情報か
ら得られた座標及び該座標近傍の輝度を強くするように
前記パターン投影手段を制御することも本発明の有効な
手段である。従来、オペレータが画像表示面上で指示棒
を操作する際、オペレータが画像表示面上で指示してい
る場所と指示していない場所でパターンの投影状況が変
わらなかった。そのため、どの場所を指示しているのか
判然としなかった。これを解消するため、本発明ではフ
ィードバック制御手段をコンピュータと一体となって備
え、撮像手段から得られた座標情報を基に、その情報を
パターン投影手段にフィードバックして、その座標付近
のパターンを高輝度に投影するようにした。これによ
り、指示棒が指示する指示位置をより精度よく特定する
ことができる。かかる技術手段によれば、前記撮像手段
により撮像された画像情報に基づいて前記パターン投影
手段を制御するフィードバック制御手段を備え、前記撮
像手段により撮像された画像情報から座標情報を取得
し、該座標情報から得られた座標及び該座標近傍の輝度
を強くするように前記パターン投影手段を制御するた
め、指示棒が指示する指示位置をより精度よく特定する
ことができる。請求項８は、前記撮像手段は、前記指示
手段と一体に構成され先端に対物レンズを有する複数の
光ファイバから成る光伝送手段と、該光伝送手段により
伝送された光学画像を光電変換する光電変換手段と、を
備え、前記光伝送手段の先端が前記指示手段の先端とな
るように構成され、前記指示手段には前記光伝送手段の
み搭載されていることも本発明の有効な手段である。指
示手段はオペレータが手に持って表示画面上を指示す
る。従って、その重量は可能な限り軽いほうが好まし
い。従って、指示手段には必要最小限の部品のみ搭載す
る構成にする。それを実現するためには、光ファイバ等
の軽い材質で構成された光伝送手段を使用することが有
望である。かかる技術手段によれば、前記光伝送手段の
先端が前記指示手段の先端となるように構成され、前記
指示手段には前記光伝送手段のみ搭載するようにしたの
で、指示手段が軽くなり、操作性を高めることができ
る。
【０００９】請求項９は、前記光伝送手段は、その表面
を軟性部材により覆われていることも本発明の有効な手
段である。光伝送手段は数千から数万本の光ファイバの
束からなり、先端に対物レンズを配し周りは湾曲可能な
ように合成樹脂などの軟性部材で覆われている。これに
より、光ファイバを外力から保護し、傷や切断といった
障碍を防ぐことができる。請求項１０は、前記指示手段
は、前記光伝送手段と共に前記対物レンズの視野角内に
光ビームを投影する光投影手段を更に備えたことも本発
明の有効な手段である。オペレータが表示画面上で指示
手段を操作する際、オペレータが表示画面上で指示して
いる場所は、指示手段先端の延長線上であったり、指示
手段先端が表示画面上で最も近い場所であったり、各オ
ペレータにより個人差が現れやすい。そして、対物レン
ズはオペレータの指示位置に応じて表示画面上の画像を
捉えるが、オペレータによっては指示している場所と、
画像を捉える場所が一致しないという問題があり、指示
手段の操作上の不具合点となっていた。これを解決する
ため本発明は、光投影手段が表示画面上で対物レンズの
視野角の範囲内にビーム光を投影するようになしている
ため、オペレータは対物レンズの画像を捉える位置をビ
ーム光で確認しながら指示することができ、指示位置と
撮像位置が一致しないという不具合を解決することがで
きる。かかる技術手段によれば、前記指示手段は、前記
光伝送手段と共に前記対物レンズの視野角内に光ビーム
を投影する光投影手段を更に備えたことにより、指示位
置と撮像位置が一致しないという不具合を解決すること
ができる。請求項１１は、前記光投影手段は、可視領域
のレーザビーム若しくは可視光源からの光束を複数の光
ファイバにより伝送して該光ファイバの先端から放射す
るライトガイドであることも本発明の有効な手段であ
る。レーザビームはその光束が遠方に到達しても拡散し
ないという性質があり、そのため、光通信等に利用され
ている。もっと身近な例として、プロジェクタにより投
影された画像の位置を指し示すポインタとしても利用さ
れている。また、可視光源からの光を光ファイバにより
指示手段の先端まで導いて、その先端から放射して指示
位置を示すことも可能である。かかる技術手段によれ
ば、前記光投影手段は、可視領域のレーザビーム若しく
は可視光源からの光束を複数の光ファイバにより伝送し
て該光ファイバの先端から放射するライトガイドである
ので、投影された光を参考に指示位置を適切な位置に変
更することができる。
を軟性部材により覆われていることも本発明の有効な手
段である。光伝送手段は数千から数万本の光ファイバの
束からなり、先端に対物レンズを配し周りは湾曲可能な
ように合成樹脂などの軟性部材で覆われている。これに
より、光ファイバを外力から保護し、傷や切断といった
障碍を防ぐことができる。請求項１０は、前記指示手段
は、前記光伝送手段と共に前記対物レンズの視野角内に
光ビームを投影する光投影手段を更に備えたことも本発
明の有効な手段である。オペレータが表示画面上で指示
手段を操作する際、オペレータが表示画面上で指示して
いる場所は、指示手段先端の延長線上であったり、指示
手段先端が表示画面上で最も近い場所であったり、各オ
ペレータにより個人差が現れやすい。そして、対物レン
ズはオペレータの指示位置に応じて表示画面上の画像を
捉えるが、オペレータによっては指示している場所と、
画像を捉える場所が一致しないという問題があり、指示
手段の操作上の不具合点となっていた。これを解決する
ため本発明は、光投影手段が表示画面上で対物レンズの
視野角の範囲内にビーム光を投影するようになしている
ため、オペレータは対物レンズの画像を捉える位置をビ
ーム光で確認しながら指示することができ、指示位置と
撮像位置が一致しないという不具合を解決することがで
きる。かかる技術手段によれば、前記指示手段は、前記
光伝送手段と共に前記対物レンズの視野角内に光ビーム
を投影する光投影手段を更に備えたことにより、指示位
置と撮像位置が一致しないという不具合を解決すること
ができる。請求項１１は、前記光投影手段は、可視領域
のレーザビーム若しくは可視光源からの光束を複数の光
ファイバにより伝送して該光ファイバの先端から放射す
るライトガイドであることも本発明の有効な手段であ
る。レーザビームはその光束が遠方に到達しても拡散し
ないという性質があり、そのため、光通信等に利用され
ている。もっと身近な例として、プロジェクタにより投
影された画像の位置を指し示すポインタとしても利用さ
れている。また、可視光源からの光を光ファイバにより
指示手段の先端まで導いて、その先端から放射して指示
位置を示すことも可能である。かかる技術手段によれ
ば、前記光投影手段は、可視領域のレーザビーム若しく
は可視光源からの光束を複数の光ファイバにより伝送し
て該光ファイバの先端から放射するライトガイドである
ので、投影された光を参考に指示位置を適切な位置に変
更することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施形
態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載
される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配
置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそ
れのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎな
い。
態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載
される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配
置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそ
れのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎな
い。
【００１１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る座
標入力装置の構成図である。この構成は、スクリーン２
の全面に投影され、座標情報を含むパターン１と、投影
画像とパターン１を投影するスクリーン２と、パターン
１の画像をＣＣＤカメラに伝送する画像伝送レンズ４
と、このレンズから受けた光画像を光電変換するＣＣＤ
カメラ５と、前記画像伝送レンズ４とＣＣＤカメラ５を
搭載してスクリーン２上の画像を指示する指示棒６と、
ＣＣＤカメラ５から光電変換された画像信号を受け、パ
ターンと座標情報を検出するコンピュータ８と、コンピ
ュータ８からの指示によりパターンを投影するパターン
用プロジェクタ９から構成され、ＣＣＤカメラ５とコン
ピュータ８は信号ケーブル７により接続されている。本
発明に係る座標入力装置においては、コンピュータ８は
パターン信号をパターン用プロジェクタ９に通知する。
パターン信号は個別のパターンの集合体からなり、個々
のパターンは、それぞれ予め定められた個別の座標情報
を持つパターンより構成され、それらが二次元マトリッ
クス状に並んでいる。パターン用プロジェクタ９はパタ
ーン信号を任意の平面状のスクリーン２上に投影する。
座標入力装置の使用者であるオペレータは画像伝送レン
ズ４とＣＣＤカメラ５を備えた指示棒６を手に持ち、画
像が投影されたスクリーン２に対し指示棒６を操作す
る。ＣＣＤカメラ５は画像伝送レンズ４を介して投影面
に埋め込まれているパターン１を撮像し、撮像したパタ
ーン信号をコンピュータ８に通知する。コンピュータ８
は撮像されたパターン信号を座標情報に変換する。
標入力装置の構成図である。この構成は、スクリーン２
の全面に投影され、座標情報を含むパターン１と、投影
画像とパターン１を投影するスクリーン２と、パターン
１の画像をＣＣＤカメラに伝送する画像伝送レンズ４
と、このレンズから受けた光画像を光電変換するＣＣＤ
カメラ５と、前記画像伝送レンズ４とＣＣＤカメラ５を
搭載してスクリーン２上の画像を指示する指示棒６と、
ＣＣＤカメラ５から光電変換された画像信号を受け、パ
ターンと座標情報を検出するコンピュータ８と、コンピ
ュータ８からの指示によりパターンを投影するパターン
用プロジェクタ９から構成され、ＣＣＤカメラ５とコン
ピュータ８は信号ケーブル７により接続されている。本
発明に係る座標入力装置においては、コンピュータ８は
パターン信号をパターン用プロジェクタ９に通知する。
パターン信号は個別のパターンの集合体からなり、個々
のパターンは、それぞれ予め定められた個別の座標情報
を持つパターンより構成され、それらが二次元マトリッ
クス状に並んでいる。パターン用プロジェクタ９はパタ
ーン信号を任意の平面状のスクリーン２上に投影する。
座標入力装置の使用者であるオペレータは画像伝送レン
ズ４とＣＣＤカメラ５を備えた指示棒６を手に持ち、画
像が投影されたスクリーン２に対し指示棒６を操作す
る。ＣＣＤカメラ５は画像伝送レンズ４を介して投影面
に埋め込まれているパターン１を撮像し、撮像したパタ
ーン信号をコンピュータ８に通知する。コンピュータ８
は撮像されたパターン信号を座標情報に変換する。
【００１２】ここで、パターン用プロジェクタ９は赤外
線プロジェクタであり、スクリーン２の後方に配設して
もよい。パターン用プロジェクタ９の解像度は横１０２
４画素、縦７６８画素である。液晶パネルの垂直操作周
波数は６０Ｈｚで１フレームの表示には１６．７ｍｓ要
する。液晶パネルは縦方向に走査し、その１ゲートパス
の走査時間は２１．７μｓ（１６．７ｍｓ／７６８）で
ある。ここで、パターン用プロジェクタ９は、不可視光
である赤外光を投影するので可視光との干渉を避けるこ
とができる。また、パターン１は、異なる太さや間隔を
もつ平行な縦線の組み合わせによって文字を表現するコ
ードであって、横断走査によって光学的に読み取るもの
であるバーコードを用いてもよい。バーコードとして、
例えば、水平方向の一次元方向に情報を有する一次元バ
ーコードがある。一次元バーコードとしては、例えば、
ＮａｒｒｏｗとＷｉｄｅの２種類の太さのバー４本、ス
ペース３本の計７本で１キャラクターが表されるＮＷ−
７（ＣＯＤＡＢＡＲ）がある。ＮＷ−７はＪＩＳ規格で
あり、比較的単純な構成と高い印刷精度が要求されなこ
とから広く用いられている。また、バーコードとして、
例えば、水平方向と垂直方向の二次元方向に情報を有す
る二次元バーコードがある。二次元バーコードとして
は、一次元バーコードを縦に積み重ねて縦横で情報を表
示したバーコードであるスタック式、あるいは、情報を
白黒交互の桝目（セル）で縦横モザイク状に表示したバ
ーコードであるマトリックス式の二次元バーコードがあ
る。
線プロジェクタであり、スクリーン２の後方に配設して
もよい。パターン用プロジェクタ９の解像度は横１０２
４画素、縦７６８画素である。液晶パネルの垂直操作周
波数は６０Ｈｚで１フレームの表示には１６．７ｍｓ要
する。液晶パネルは縦方向に走査し、その１ゲートパス
の走査時間は２１．７μｓ（１６．７ｍｓ／７６８）で
ある。ここで、パターン用プロジェクタ９は、不可視光
である赤外光を投影するので可視光との干渉を避けるこ
とができる。また、パターン１は、異なる太さや間隔を
もつ平行な縦線の組み合わせによって文字を表現するコ
ードであって、横断走査によって光学的に読み取るもの
であるバーコードを用いてもよい。バーコードとして、
例えば、水平方向の一次元方向に情報を有する一次元バ
ーコードがある。一次元バーコードとしては、例えば、
ＮａｒｒｏｗとＷｉｄｅの２種類の太さのバー４本、ス
ペース３本の計７本で１キャラクターが表されるＮＷ−
７（ＣＯＤＡＢＡＲ）がある。ＮＷ−７はＪＩＳ規格で
あり、比較的単純な構成と高い印刷精度が要求されなこ
とから広く用いられている。また、バーコードとして、
例えば、水平方向と垂直方向の二次元方向に情報を有す
る二次元バーコードがある。二次元バーコードとして
は、一次元バーコードを縦に積み重ねて縦横で情報を表
示したバーコードであるスタック式、あるいは、情報を
白黒交互の桝目（セル）で縦横モザイク状に表示したバ
ーコードであるマトリックス式の二次元バーコードがあ
る。
【００１３】図２は、本発明のパターン図であり、ｘ座
標とｙ座標の二次元座標情報を持つパターンを用いる。
個々のパターンはパターン投影面に格子状に分布してお
り、それぞれパターン投影面の相対座標を表している。
一組のパターン１０は２５の点（画素）よりなり、５×
５の格子中に格納されている。そして、それぞれの点に
対する赤外光の投影のオンオフ状況により二次元座標情
報を表している。５×５の２５点からなる一組のパター
ン１０は、縦横それぞれに１点ずつの間隔をおいて配置
される。ここで、パターン用プロジェクタ９の画素数が
横１０２４、縦７６８であるから、パターンは横に１７
０、縦に１２８程パターン投影面上に配置される。ま
た、それぞれのパターンにはコンピュータに登録された
座標情報が書き込まれている。オペレータは画像伝送レ
ンズ４とＣＣＤカメラ５を具備した指示棒６を手に持っ
て、指示棒の先端でスクリーン２上の点を指示するが、
指示棒６の代わりにオペレータ自身の指先に画像伝送レ
ンズ４を具備し、指先でスクリーン２上の点を指示して
もよい。また、画像伝送レンズ４はステンレスの筒状筐
体の中に図示しない対物レンズ、リレーレンズ、接眼レ
ンズが格納されており、先端の対物レンズが捉えた画像
を複数のリレーレンズでリレーしながらＣＣＤカメラ５
まで伝送する。また、画像伝送レンズ４は指示棒６と一
体となって配設されており、指示棒６の先端と画像伝送
レンズ４の先端はほぼ同じ所に位置しており、指示棒６
で指示する場所の画像を取り込めるようになっている。
また、ＣＣＤカメラ５には可視光から赤外光までの波長
領域を感知する図示しないシリコンフォトダイオードを
具備しており、パターン用プロジェクタ９の投影するパ
ターン１を検知できるようになっている。ＣＣＤカメラ
５はパターンリーダーとしてパターンを検知し、電気信
号に変換してコンピュータに通知する。ここで、市販さ
れている赤外線カメラを用いることで、背景色や外来
光、照明の変化に影響されずパターン領域だけを安定し
て抽出することができる。
標とｙ座標の二次元座標情報を持つパターンを用いる。
個々のパターンはパターン投影面に格子状に分布してお
り、それぞれパターン投影面の相対座標を表している。
一組のパターン１０は２５の点（画素）よりなり、５×
５の格子中に格納されている。そして、それぞれの点に
対する赤外光の投影のオンオフ状況により二次元座標情
報を表している。５×５の２５点からなる一組のパター
ン１０は、縦横それぞれに１点ずつの間隔をおいて配置
される。ここで、パターン用プロジェクタ９の画素数が
横１０２４、縦７６８であるから、パターンは横に１７
０、縦に１２８程パターン投影面上に配置される。ま
た、それぞれのパターンにはコンピュータに登録された
座標情報が書き込まれている。オペレータは画像伝送レ
ンズ４とＣＣＤカメラ５を具備した指示棒６を手に持っ
て、指示棒の先端でスクリーン２上の点を指示するが、
指示棒６の代わりにオペレータ自身の指先に画像伝送レ
ンズ４を具備し、指先でスクリーン２上の点を指示して
もよい。また、画像伝送レンズ４はステンレスの筒状筐
体の中に図示しない対物レンズ、リレーレンズ、接眼レ
ンズが格納されており、先端の対物レンズが捉えた画像
を複数のリレーレンズでリレーしながらＣＣＤカメラ５
まで伝送する。また、画像伝送レンズ４は指示棒６と一
体となって配設されており、指示棒６の先端と画像伝送
レンズ４の先端はほぼ同じ所に位置しており、指示棒６
で指示する場所の画像を取り込めるようになっている。
また、ＣＣＤカメラ５には可視光から赤外光までの波長
領域を感知する図示しないシリコンフォトダイオードを
具備しており、パターン用プロジェクタ９の投影するパ
ターン１を検知できるようになっている。ＣＣＤカメラ
５はパターンリーダーとしてパターンを検知し、電気信
号に変換してコンピュータに通知する。ここで、市販さ
れている赤外線カメラを用いることで、背景色や外来
光、照明の変化に影響されずパターン領域だけを安定し
て抽出することができる。
【００１４】コンピュータ８はＣＣＤカメラ５により得
られた画像情報からパターンを識別するパターン識別機
能と、識別されたパターンを二次元座標情報に変換する
変換機能を有している。また、コンピュータ８は演算装
置と記憶装置からなり、記憶装置にはパターン情報と二
次元ｘｙ座標情報の対からなるルックアップテーブルが
格納されている。ここで、スクリーン上には原点が予め
定められており、個々のパターンの座標値はスクリーン
上の原点を基に定められている。また、演算装置は、Ｃ
ＣＤカメラ５により通知された画像情報を一定の閾値で
２値化処理し、パターン領域を抽出する。次に、演算装
置は抽出されたパターン領域をルックアップテーブル内
のパターン情報と照合し、ＣＣＤカメラ５により通知さ
れた画像情報がパターン情報を含んでいるかどうかを判
別する。パターン情報を含んでいない場合は、座標情報
として認識せずに処理を終了する。パターン情報を含ん
でいる場合は、ＣＣＤカメラ５により通知された情報を
座標情報として認識し、パターン情報を取得する。次
に、ルックアップテーブル内のパターン情報に対応する
二次元ｘｙ座標情報を検索する。次に、一致するパター
ン情報より二次元ｘｙ座標情報を取得し、オペレータが
指示棒６により指示した位置のｘ座標値、ｙ座標値を決
定する。オペレータがスクリーン２上を指示棒６で指示
すると、上述した一連の作用によってコンピュータ８は
指示棒６の座標を取得し、指示棒６を走査すると、その
軌跡を座標情報として取得することができる。ここで、
対物レンズはスクリーン２上に投影されたパターン１を
スクリーン２近傍で捉え、ＣＣＤカメラ５は対物レンズ
が捕らえた画像を画像伝送レンズ４を介して入力するた
め、座標情報を精度良く取得することができる。また、
ＣＣＤカメラ５は画像伝送レンズ４を介して画像を取り
込むため、ＣＣＤカメラ５自体を指示棒６の先端に配設
することなく画像の入力が行え、指示棒６の操作におい
て、例えばＣＣＤカメラ５とスクリーン２との接触によ
る破損を防止することができる。さらに、本構成による
とパターン用プロジェクタ９はスクリーン２の前方から
パターンを投影するため、例えば建物の壁面やホワイト
ボード等、所定面積を有した略平面状の面において広く
用いることができる。また、別の構成として図３のよう
にパターン用プロジェクタ９は、スクリーン２の後方か
らパターン１を投影しても良く、この場合パターン用プ
ロジェクタ９とスクリーン２の間に例えば人等の投影上
障害となるものが入る余地を無くすことができるため、
常に良好な状態でパターンをスクリーン上に投影するこ
とができる。
られた画像情報からパターンを識別するパターン識別機
能と、識別されたパターンを二次元座標情報に変換する
変換機能を有している。また、コンピュータ８は演算装
置と記憶装置からなり、記憶装置にはパターン情報と二
次元ｘｙ座標情報の対からなるルックアップテーブルが
格納されている。ここで、スクリーン上には原点が予め
定められており、個々のパターンの座標値はスクリーン
上の原点を基に定められている。また、演算装置は、Ｃ
ＣＤカメラ５により通知された画像情報を一定の閾値で
２値化処理し、パターン領域を抽出する。次に、演算装
置は抽出されたパターン領域をルックアップテーブル内
のパターン情報と照合し、ＣＣＤカメラ５により通知さ
れた画像情報がパターン情報を含んでいるかどうかを判
別する。パターン情報を含んでいない場合は、座標情報
として認識せずに処理を終了する。パターン情報を含ん
でいる場合は、ＣＣＤカメラ５により通知された情報を
座標情報として認識し、パターン情報を取得する。次
に、ルックアップテーブル内のパターン情報に対応する
二次元ｘｙ座標情報を検索する。次に、一致するパター
ン情報より二次元ｘｙ座標情報を取得し、オペレータが
指示棒６により指示した位置のｘ座標値、ｙ座標値を決
定する。オペレータがスクリーン２上を指示棒６で指示
すると、上述した一連の作用によってコンピュータ８は
指示棒６の座標を取得し、指示棒６を走査すると、その
軌跡を座標情報として取得することができる。ここで、
対物レンズはスクリーン２上に投影されたパターン１を
スクリーン２近傍で捉え、ＣＣＤカメラ５は対物レンズ
が捕らえた画像を画像伝送レンズ４を介して入力するた
め、座標情報を精度良く取得することができる。また、
ＣＣＤカメラ５は画像伝送レンズ４を介して画像を取り
込むため、ＣＣＤカメラ５自体を指示棒６の先端に配設
することなく画像の入力が行え、指示棒６の操作におい
て、例えばＣＣＤカメラ５とスクリーン２との接触によ
る破損を防止することができる。さらに、本構成による
とパターン用プロジェクタ９はスクリーン２の前方から
パターンを投影するため、例えば建物の壁面やホワイト
ボード等、所定面積を有した略平面状の面において広く
用いることができる。また、別の構成として図３のよう
にパターン用プロジェクタ９は、スクリーン２の後方か
らパターン１を投影しても良く、この場合パターン用プ
ロジェクタ９とスクリーン２の間に例えば人等の投影上
障害となるものが入る余地を無くすことができるため、
常に良好な状態でパターンをスクリーン上に投影するこ
とができる。
【００１５】図４は、本発明の第２の実施形態に係る座
標入力装置の構成図である。同じ構成要素には同じ参照
番号が付されており、重複する説明は省略する。図４が
図１と異なる点は、指示棒６に姿勢を検出する圧電ジャ
イロ１０を追加した点である。本発明に係る座標入力装
置においては、圧電ジャイロ１０は指示棒６と一体とな
って配設されており、ＣＣＤカメラ５が捉えた画像情報
と圧電ジャイロ１０が捉えた指示棒６の姿勢情報が電気
信号に変換された後、一体となってコンピュータ８に通
知されるようになっている。コンピュータ８はＣＣＤカ
メラ５が捉えた画像情報と圧電ジャイロ１０が捉えた指
示棒６の姿勢情報を処理する。指示棒６が傾いている場
合にも、指示棒６の姿勢情報を基に補正処理を施すこと
により精度よくパターンを認識することができる。つま
り、オペレータがスクリーン２上で指示棒６を操作する
際、オペレータがスクリーン２上で指示している時の指
示棒６の姿勢は常に変化し、また各オペレータにより指
示棒６の姿勢に対する個人差が現れやすい。このため、
例えば９０度回転した状態でパターン１を認識をしてし
まう等の誤認識の問題があり、指示棒６の操作上の不具
合点となっていた。しかし、本発明は圧電ジャイロ１０
が指示棒６と一体となって配設されており、コンピュー
タ８が指示棒６の姿勢情報を基に補正処理を施すことが
できるようにしているため、オペレータは指示棒６の姿
勢を気にすることなく操作することができ、パターン１
の誤認識を防止することができる。
標入力装置の構成図である。同じ構成要素には同じ参照
番号が付されており、重複する説明は省略する。図４が
図１と異なる点は、指示棒６に姿勢を検出する圧電ジャ
イロ１０を追加した点である。本発明に係る座標入力装
置においては、圧電ジャイロ１０は指示棒６と一体とな
って配設されており、ＣＣＤカメラ５が捉えた画像情報
と圧電ジャイロ１０が捉えた指示棒６の姿勢情報が電気
信号に変換された後、一体となってコンピュータ８に通
知されるようになっている。コンピュータ８はＣＣＤカ
メラ５が捉えた画像情報と圧電ジャイロ１０が捉えた指
示棒６の姿勢情報を処理する。指示棒６が傾いている場
合にも、指示棒６の姿勢情報を基に補正処理を施すこと
により精度よくパターンを認識することができる。つま
り、オペレータがスクリーン２上で指示棒６を操作する
際、オペレータがスクリーン２上で指示している時の指
示棒６の姿勢は常に変化し、また各オペレータにより指
示棒６の姿勢に対する個人差が現れやすい。このため、
例えば９０度回転した状態でパターン１を認識をしてし
まう等の誤認識の問題があり、指示棒６の操作上の不具
合点となっていた。しかし、本発明は圧電ジャイロ１０
が指示棒６と一体となって配設されており、コンピュー
タ８が指示棒６の姿勢情報を基に補正処理を施すことが
できるようにしているため、オペレータは指示棒６の姿
勢を気にすることなく操作することができ、パターン１
の誤認識を防止することができる。
【００１６】図５は、本発明の第３の実施形態に係る座
標入力装置の構成図である。同じ構成要素には同じ参照
番号が付されており、重複する説明は省略する。図５が
図１と異なる点は、指示棒６にＣＣＤカメラ５により得
られた画像情報を送信する送信機１１ａと、コンピュー
タ８にその情報を受信する受信機１１ｂを追加した点で
ある。本発明に係る座標入力装置においては、Bluetoot
h用送信機１１ａが指示棒６に、受信機１１ｂがコンピ
ュータ８のそれぞれに配設されており、ＣＣＤカメラ５
が捉えた画像情報が電気信号に変換された後、送信機１
１ａから無線によりコンピュータ８の受信機１１ｂに通
知されるようになっている。ここで、Bluetoothは、パ
ーソナルネットワーク市場に革命をもたらす画期的なワ
イヤレス通信技術である。小規模で低コストなワイヤレ
ス通信技術の世界標準規格として、ノートブックコンピ
ュータや携帯電話、その他のモバイル機器を結び、さら
にインターネットへの接続が将来的には可能になる。電
気通信、コンピュータ、ネットワーク分野の世界主要メ
ーカーで構成するBluetooth SIG（Special Interest Gr
oup）によって技術の標準化が行われ、参加企業により
技術開発と製品化が進められている。Bluetooth SIGに
は、現在２，０００社以上のノートブックコンピュー
タ、携帯電話、家電機器のメーカーなどが全世界から参
加している。また、Bluetoothを使うと、１台のマスタ
ー機器（Bluetoothにおいて、通信の基準となる周波数
やタイミングを制御する機器）と、最大７台のスレーブ
機器（Bluetoothにおいて、周波数やタイミングをマス
ター機器に同期する機器）を無線ネットワークで接続
し、データをやりとりすることができる。マスター機器
は、周辺にあるBluetooth対応機器に呼びかけ、呼びか
けに応えたBluetooth対応機器は、スレーブ機器として
マスター機器に接続することができる。コンピュータの
ような機器は、マスター機器として周辺にあるBluetoot
h対応機器に呼びかけることができる。また、マスター
機器からの呼びかけに応じて、スレーブ機器としてマス
ター機器と接続することもできる。そして、Bluetooth
は、最大７２３Ｋｂｐｓのデータ転送に対応している
が、実際の転送速度は、通信機器間の距離や障害物、電
波状況、使用するソフトウェア、ＯＳ、通信する機器の
受信感度、アンテナ性能などにより自動的に、最適のデ
ータ転送速度に調整される。また、Bluetooth対応機器
には、見通し距離約１００〜１０ｍで通信できるPower
class 1の機器と、見通し距離約１０ｍ以下で通信でき
るPower class 2,3の機器がある。障害物がない場合。
実際の通信距離は、通信機器間の障害物や電波状況、使
用するソフトウェア、ＯＳ、通信する機器の受信感度、
アンテナ性能などによって異なる。さらに、各社のBlue
tooth対応機器がBluetoothを使ってスムーズに通信がで
きるように、Bluetooth SIGがBluetooth標準規格とし
て、無線通信の方式、セキュリティの方式、用途別のデ
ータ通信方式などを定めている。すべてのBluetooth対
応機器は、Bluetooth SIGが定めている方法でBluetooth
標準規格に適合していることを確認し、認証を受けるこ
とが義務付けられている。ただし、Bluetooth標準規格
に適合していても、接続する機器の特性や仕様によって
操作方法が異なったり、接続してもデータのやりとりが
できない場合がある。しかし、今後オフィスソリューシ
ョンを実現する各種ＯＡ機器はBluetooth対応が順次取
られるのは確実な情勢となっている。
標入力装置の構成図である。同じ構成要素には同じ参照
番号が付されており、重複する説明は省略する。図５が
図１と異なる点は、指示棒６にＣＣＤカメラ５により得
られた画像情報を送信する送信機１１ａと、コンピュー
タ８にその情報を受信する受信機１１ｂを追加した点で
ある。本発明に係る座標入力装置においては、Bluetoot
h用送信機１１ａが指示棒６に、受信機１１ｂがコンピ
ュータ８のそれぞれに配設されており、ＣＣＤカメラ５
が捉えた画像情報が電気信号に変換された後、送信機１
１ａから無線によりコンピュータ８の受信機１１ｂに通
知されるようになっている。ここで、Bluetoothは、パ
ーソナルネットワーク市場に革命をもたらす画期的なワ
イヤレス通信技術である。小規模で低コストなワイヤレ
ス通信技術の世界標準規格として、ノートブックコンピ
ュータや携帯電話、その他のモバイル機器を結び、さら
にインターネットへの接続が将来的には可能になる。電
気通信、コンピュータ、ネットワーク分野の世界主要メ
ーカーで構成するBluetooth SIG（Special Interest Gr
oup）によって技術の標準化が行われ、参加企業により
技術開発と製品化が進められている。Bluetooth SIGに
は、現在２，０００社以上のノートブックコンピュー
タ、携帯電話、家電機器のメーカーなどが全世界から参
加している。また、Bluetoothを使うと、１台のマスタ
ー機器（Bluetoothにおいて、通信の基準となる周波数
やタイミングを制御する機器）と、最大７台のスレーブ
機器（Bluetoothにおいて、周波数やタイミングをマス
ター機器に同期する機器）を無線ネットワークで接続
し、データをやりとりすることができる。マスター機器
は、周辺にあるBluetooth対応機器に呼びかけ、呼びか
けに応えたBluetooth対応機器は、スレーブ機器として
マスター機器に接続することができる。コンピュータの
ような機器は、マスター機器として周辺にあるBluetoot
h対応機器に呼びかけることができる。また、マスター
機器からの呼びかけに応じて、スレーブ機器としてマス
ター機器と接続することもできる。そして、Bluetooth
は、最大７２３Ｋｂｐｓのデータ転送に対応している
が、実際の転送速度は、通信機器間の距離や障害物、電
波状況、使用するソフトウェア、ＯＳ、通信する機器の
受信感度、アンテナ性能などにより自動的に、最適のデ
ータ転送速度に調整される。また、Bluetooth対応機器
には、見通し距離約１００〜１０ｍで通信できるPower
class 1の機器と、見通し距離約１０ｍ以下で通信でき
るPower class 2,3の機器がある。障害物がない場合。
実際の通信距離は、通信機器間の障害物や電波状況、使
用するソフトウェア、ＯＳ、通信する機器の受信感度、
アンテナ性能などによって異なる。さらに、各社のBlue
tooth対応機器がBluetoothを使ってスムーズに通信がで
きるように、Bluetooth SIGがBluetooth標準規格とし
て、無線通信の方式、セキュリティの方式、用途別のデ
ータ通信方式などを定めている。すべてのBluetooth対
応機器は、Bluetooth SIGが定めている方法でBluetooth
標準規格に適合していることを確認し、認証を受けるこ
とが義務付けられている。ただし、Bluetooth標準規格
に適合していても、接続する機器の特性や仕様によって
操作方法が異なったり、接続してもデータのやりとりが
できない場合がある。しかし、今後オフィスソリューシ
ョンを実現する各種ＯＡ機器はBluetooth対応が順次取
られるのは確実な情勢となっている。
【００１７】このように、オペレータがスクリーン１上
で指示棒６を操作する際、図１の信号ケーブル７は操作
上の妨げになるケースがあり、また足に引っ掛けて人や
ケーブル接続された機器が転倒する危険性もあった。し
かし、本発明はBluetooth用デバイス１１ａ、１１ｂが
指示棒６とコンピュータ８のそれぞれに配設されてお
り、ＣＣＤカメラ５が捉えた画像情報が電気信号に変換
されたあと無線によりコンピュータ８に通知されるよう
になっているため、オペレータは信号ケーブルに気を取
られることなく、安全にプレゼンテーションを行うこと
ができ、また指示棒６の操作性も向上させることができ
る。
で指示棒６を操作する際、図１の信号ケーブル７は操作
上の妨げになるケースがあり、また足に引っ掛けて人や
ケーブル接続された機器が転倒する危険性もあった。し
かし、本発明はBluetooth用デバイス１１ａ、１１ｂが
指示棒６とコンピュータ８のそれぞれに配設されてお
り、ＣＣＤカメラ５が捉えた画像情報が電気信号に変換
されたあと無線によりコンピュータ８に通知されるよう
になっているため、オペレータは信号ケーブルに気を取
られることなく、安全にプレゼンテーションを行うこと
ができ、また指示棒６の操作性も向上させることができ
る。
【００１８】図６は、本発明の第４の実施形態に係る座
標入力装置の構成図である。同じ構成要素には同じ参照
番号が付されており、重複する説明は省略する。図６が
図１と異なる点は、ＣＣＤカメラ５により得られた画像
情報に基づきパターン用プロジェクタ９を制御するフィ
ードバック回路１２を追加した点である。フィードバッ
ク回路１２はコンピュータ８と一体となって配設されて
おり、ＣＣＤカメラ５が捉えた画像情報が電気信号に変
換されたあと、フィードバック回路１２及びコンピュー
タ８に通知されるようになっている。フィードバック回
路１２及びコンピュータ８は指示棒６が指示する座標情
報を取得し、その座標近辺のパターンの輝度を強くする
ようパターン用プロジェクタ９に信号を通知する。パタ
ーン用プロジェクタ９は指示棒６が指示する指示位置近
辺のみ高輝度のパターン１３を投影する。ＣＣＤカメラ
５は高輝度パターン１３を撮像することにより、精度よ
くパターン１を入力することができる。フィードバック
回路１２及びコンピュータ８は精度よくパターン１が入
力されたＣＣＤカメラ５が捉えた画像情報を電気信号と
して受け取る。これにより、フィードバック回路１２及
びコンピュータ８は、より精度よくパターンを認識し、
指示棒６が指示する指示位置をより精度よく特定するこ
とができる。つまり、従来、オペレータがスクリーン２
上で指示棒６を操作する際、オペレータがスクリーン２
上で指示している場所と、その他の場所でパターンの投
影状況が変わらなかった。しかし、本発明はフィードバ
ック回路１２がコンピュータ８と一体となって配設され
ており、得られた座標情報を基にその座標付近のパター
ンを高輝度１３で投影するフィードバックの作用を施す
ようにしているため、指示棒６が指示する指示位置をよ
り精度よく特定することができる。
標入力装置の構成図である。同じ構成要素には同じ参照
番号が付されており、重複する説明は省略する。図６が
図１と異なる点は、ＣＣＤカメラ５により得られた画像
情報に基づきパターン用プロジェクタ９を制御するフィ
ードバック回路１２を追加した点である。フィードバッ
ク回路１２はコンピュータ８と一体となって配設されて
おり、ＣＣＤカメラ５が捉えた画像情報が電気信号に変
換されたあと、フィードバック回路１２及びコンピュー
タ８に通知されるようになっている。フィードバック回
路１２及びコンピュータ８は指示棒６が指示する座標情
報を取得し、その座標近辺のパターンの輝度を強くする
ようパターン用プロジェクタ９に信号を通知する。パタ
ーン用プロジェクタ９は指示棒６が指示する指示位置近
辺のみ高輝度のパターン１３を投影する。ＣＣＤカメラ
５は高輝度パターン１３を撮像することにより、精度よ
くパターン１を入力することができる。フィードバック
回路１２及びコンピュータ８は精度よくパターン１が入
力されたＣＣＤカメラ５が捉えた画像情報を電気信号と
して受け取る。これにより、フィードバック回路１２及
びコンピュータ８は、より精度よくパターンを認識し、
指示棒６が指示する指示位置をより精度よく特定するこ
とができる。つまり、従来、オペレータがスクリーン２
上で指示棒６を操作する際、オペレータがスクリーン２
上で指示している場所と、その他の場所でパターンの投
影状況が変わらなかった。しかし、本発明はフィードバ
ック回路１２がコンピュータ８と一体となって配設され
ており、得られた座標情報を基にその座標付近のパター
ンを高輝度１３で投影するフィードバックの作用を施す
ようにしているため、指示棒６が指示する指示位置をよ
り精度よく特定することができる。
【００１９】図７は、本発明の第５の実施形態に係る座
標入力装置の構成図である。同じ構成要素には同じ参照
番号が付されており、重複する説明は省略する。図７が
図１と異なる点は、指示棒６に画像伝送レンズ４の変わ
りにイメージガイドファイバ１４のみを配設し、コンピ
ュータ８の近くに信号ケーブル１５ａにより接続された
ＣＣＤカメラ５を配設した点である。本発明に係る座標
入力装置においては、画像伝送手段は、先端にスクリー
ン２上の画像を捉える対物レンズを、後端に該画像伝送
手段とＣＣＤカメラを接続するイメージガイドコネクタ
を配し、周囲に合成樹脂等の軟性部材で覆い、石英ガラ
スやプラスチックを材料とした光の伝送路として用いら
れる屈折率の高い部材からなるコアと、該コアの周囲を
取り囲む屈折率の低い部材からなるクラッドとの２層構
造による極めて細いグラスファイバーからなる光ファイ
バを数千〜数万本束ねたイメージガイドファイバを備え
た。つまり、オペレータはイメージガイドファイバ１４
を具備した指示棒６を手に持って、指示棒６の先端でス
クリーン２上の点を指示するが、指示棒６の代わりにオ
ペレータ自身の指先にイメージガイドファイバ１４を具
備し、指先でスクリーン２上の点を指示してもよい。
標入力装置の構成図である。同じ構成要素には同じ参照
番号が付されており、重複する説明は省略する。図７が
図１と異なる点は、指示棒６に画像伝送レンズ４の変わ
りにイメージガイドファイバ１４のみを配設し、コンピ
ュータ８の近くに信号ケーブル１５ａにより接続された
ＣＣＤカメラ５を配設した点である。本発明に係る座標
入力装置においては、画像伝送手段は、先端にスクリー
ン２上の画像を捉える対物レンズを、後端に該画像伝送
手段とＣＣＤカメラを接続するイメージガイドコネクタ
を配し、周囲に合成樹脂等の軟性部材で覆い、石英ガラ
スやプラスチックを材料とした光の伝送路として用いら
れる屈折率の高い部材からなるコアと、該コアの周囲を
取り囲む屈折率の低い部材からなるクラッドとの２層構
造による極めて細いグラスファイバーからなる光ファイ
バを数千〜数万本束ねたイメージガイドファイバを備え
た。つまり、オペレータはイメージガイドファイバ１４
を具備した指示棒６を手に持って、指示棒６の先端でス
クリーン２上の点を指示するが、指示棒６の代わりにオ
ペレータ自身の指先にイメージガイドファイバ１４を具
備し、指先でスクリーン２上の点を指示してもよい。
【００２０】図８は、本発明の第１の実施形態に係る指
示装置の断面構成図である。イメージガイドファイバ１
４は数千から数万本の光ファイバ２０の束からなり、先
端に対物レンズ１７を配し、周りは湾曲可能なように合
成樹脂などの軟性部材１９で覆われている。対物レンズ
１７で捉えられた画像はイメージガイドファイバ１４を
通じてＣＣＤカメラ５に伝送される。対物レンズで捉え
られた画像はＣＣＤカメラ５に入力されたあと電気信号
に変換され、信号ケーブル１５ａを介してコンピュータ
８に通知される。また、イメージガイドファイバ１４は
指示棒６と一体となって配設されており、指示棒６の先
端とイメージガイドファイバ１４の先端はほぼ同じ所に
位置しており、指示棒６で指示する場所の画像を取り込
めるようになっている。また、ＣＣＤカメラ５は指示棒
６と分離してもよく、ＣＣＤカメラ５は指示棒６と一体
となったイメージガイドファイバ１４を延長することに
よって対物レンズ１７が捉えた画像を直接入力すること
ができる。つまり、オペレータがスクリーン２上を指示
棒６で指示すると、上述した一連の作用によってコンピ
ュータ８は指示棒６の座標を取得し、指示棒６を走査す
ることにより、その軌跡を座標情報として取得すること
ができる。ここで、対物レンズ１７はスクリーン２上に
投影されたパターン１をスクリーン２近傍で捉え、ＣＣ
Ｄカメラ５は対物レンズ１７が捕らえた画像をイメージ
ガイドファイバ１４を介して入力するため、座標情報を
精度良く取得することができる。また、ＣＣＤカメラ５
はイメージガイドファイバ１４を介して画像を取り込む
ため、ＣＣＤカメラ５自体を指示棒６の先端に配設する
ことなく画像の入力が行え、指示棒６の操作において、
例えばＣＣＤカメラ５とスクリーン２との接触による破
損を防止することができる。また、軟性部材１９からな
るイメージガイドファイバ１４を介すことにより、ＣＣ
Ｄカメラ５を指示棒６から分離することができるため、
指示棒６の軽量化が図れ、指示棒６の操作性を向上させ
ることができる。
示装置の断面構成図である。イメージガイドファイバ１
４は数千から数万本の光ファイバ２０の束からなり、先
端に対物レンズ１７を配し、周りは湾曲可能なように合
成樹脂などの軟性部材１９で覆われている。対物レンズ
１７で捉えられた画像はイメージガイドファイバ１４を
通じてＣＣＤカメラ５に伝送される。対物レンズで捉え
られた画像はＣＣＤカメラ５に入力されたあと電気信号
に変換され、信号ケーブル１５ａを介してコンピュータ
８に通知される。また、イメージガイドファイバ１４は
指示棒６と一体となって配設されており、指示棒６の先
端とイメージガイドファイバ１４の先端はほぼ同じ所に
位置しており、指示棒６で指示する場所の画像を取り込
めるようになっている。また、ＣＣＤカメラ５は指示棒
６と分離してもよく、ＣＣＤカメラ５は指示棒６と一体
となったイメージガイドファイバ１４を延長することに
よって対物レンズ１７が捉えた画像を直接入力すること
ができる。つまり、オペレータがスクリーン２上を指示
棒６で指示すると、上述した一連の作用によってコンピ
ュータ８は指示棒６の座標を取得し、指示棒６を走査す
ることにより、その軌跡を座標情報として取得すること
ができる。ここで、対物レンズ１７はスクリーン２上に
投影されたパターン１をスクリーン２近傍で捉え、ＣＣ
Ｄカメラ５は対物レンズ１７が捕らえた画像をイメージ
ガイドファイバ１４を介して入力するため、座標情報を
精度良く取得することができる。また、ＣＣＤカメラ５
はイメージガイドファイバ１４を介して画像を取り込む
ため、ＣＣＤカメラ５自体を指示棒６の先端に配設する
ことなく画像の入力が行え、指示棒６の操作において、
例えばＣＣＤカメラ５とスクリーン２との接触による破
損を防止することができる。また、軟性部材１９からな
るイメージガイドファイバ１４を介すことにより、ＣＣ
Ｄカメラ５を指示棒６から分離することができるため、
指示棒６の軽量化が図れ、指示棒６の操作性を向上させ
ることができる。
【００２１】図９は、本発明の第２の実施形態に係る指
示装置の断面構成図である。同じ構成要素には同じ参照
番号が付されており、重複する説明は省略する。図９が
図８と異なる点は、指示棒にレーザビームポインタを追
加した点である。イメージガイドファイバ１４は指示棒
６と一体となって配設されており、対物レンズ１７の視
野角１６の範囲で画像を捉えイメージガイドファイバ１
４とイメージガイドコネクタ１８を介して対物レンズ１
７が捉えた画像がＣＣＤカメラ５に伝送され、ＣＣＤカ
メラ５で電気信号に変換されたあとコンピュータ８に通
知されるようになっている。また、指示棒６には光投影
装置としてレーザビームポインタ２１が格納されてお
り、対物レンズ１７の視野角１６内にビーム光２２を投
影するように配設されており、スクリーン２上の点をポ
インティングする。つまり、オペレータがスクリーン２
上で指示棒６を操作する際、オペレータがスクリーン２
上で指示している場所は指示棒６先端の延長線上であっ
たり、指示棒６先端がスクリーン２上で最も近い場所で
あったり、各オペレータにより個人差が現れやすい。対
物レンズ１７はオペレータの指示位置に応じてスクリー
ン２上の画像を捉えるが、オペレータによっては指示し
ている場所と画像を捉える場所が一致しないという問題
があり、指示棒６の操作上の不具合点となっていた。し
かし、本発明はレーザビームポインタ２１がスクリーン
２上で対物レンズ１７の視野角１６の範囲内にビーム光
２２を投影するようにしているため、オペレータは対物
レンズ１７の画像を捉える位置をビーム光２２で確認し
ながら指示することができ、指示位置と撮像位置が一致
しないという不具合を解決することができる。
示装置の断面構成図である。同じ構成要素には同じ参照
番号が付されており、重複する説明は省略する。図９が
図８と異なる点は、指示棒にレーザビームポインタを追
加した点である。イメージガイドファイバ１４は指示棒
６と一体となって配設されており、対物レンズ１７の視
野角１６の範囲で画像を捉えイメージガイドファイバ１
４とイメージガイドコネクタ１８を介して対物レンズ１
７が捉えた画像がＣＣＤカメラ５に伝送され、ＣＣＤカ
メラ５で電気信号に変換されたあとコンピュータ８に通
知されるようになっている。また、指示棒６には光投影
装置としてレーザビームポインタ２１が格納されてお
り、対物レンズ１７の視野角１６内にビーム光２２を投
影するように配設されており、スクリーン２上の点をポ
インティングする。つまり、オペレータがスクリーン２
上で指示棒６を操作する際、オペレータがスクリーン２
上で指示している場所は指示棒６先端の延長線上であっ
たり、指示棒６先端がスクリーン２上で最も近い場所で
あったり、各オペレータにより個人差が現れやすい。対
物レンズ１７はオペレータの指示位置に応じてスクリー
ン２上の画像を捉えるが、オペレータによっては指示し
ている場所と画像を捉える場所が一致しないという問題
があり、指示棒６の操作上の不具合点となっていた。し
かし、本発明はレーザビームポインタ２１がスクリーン
２上で対物レンズ１７の視野角１６の範囲内にビーム光
２２を投影するようにしているため、オペレータは対物
レンズ１７の画像を捉える位置をビーム光２２で確認し
ながら指示することができ、指示位置と撮像位置が一致
しないという不具合を解決することができる。
【００２２】図１０は、本発明の第３の実施形態に係る
指示装置の断面構成図である。同じ構成要素には同じ参
照番号が付されており、重複する説明は省略する。図１
０が図８と異なる点は、イメージガイドファイバ１４に
併設して、ライトガイドコネクタ２６と光源２７を備え
たライトガイドファイバ２４を設けた点である。本発明
に係る座標入力装置においては、照明光を発生させる光
源２７と、この光源２７とライトガイドファイバ２４を
接続するライトガイドコネクタ２６と、図８の指示装置
の周囲を合成樹脂等の軟性部材２５を配した構成であ
る。イメージガイドファイバ１４は先端に対物レンズ１
７を備え、合成樹脂などの軟性部材２５で覆われ指示棒
と一体となって配設されている。また同様に、ライトガ
イドファイバ２４はイメージガイドファイバ１４と同じ
軟性部材２５の中に格納され、光源２７が発する光をラ
イトガイドコネクタ２６を介して受け取り、ライトガイ
ドファイバ２４先端から投影光３を放出する。ライトガ
イドファイバ２６はイメージガイドファイバ１４と同じ
石英ガラスやプラスチックを材料とする極めて細いグラ
スファイバーを数千から数万本束ねた光ファイバ２０を
用いてもよい。指示棒はイメージガイドファイバ１４と
ライトガイドファイバ２４を格納した軟性部材２５と一
体となっており、指示棒先端とイメージガイドファイバ
１４及びライトガイドファイバ２４の先端はほぼ同じ場
所に位置している。ＣＣＤカメラ５や光源２７は指示棒
から分離されており、イメージガイドファイバ１４とラ
イトガイドファイバ２４を格納した湾曲可能な軟性部材
２５により接続されている。
指示装置の断面構成図である。同じ構成要素には同じ参
照番号が付されており、重複する説明は省略する。図１
０が図８と異なる点は、イメージガイドファイバ１４に
併設して、ライトガイドコネクタ２６と光源２７を備え
たライトガイドファイバ２４を設けた点である。本発明
に係る座標入力装置においては、照明光を発生させる光
源２７と、この光源２７とライトガイドファイバ２４を
接続するライトガイドコネクタ２６と、図８の指示装置
の周囲を合成樹脂等の軟性部材２５を配した構成であ
る。イメージガイドファイバ１４は先端に対物レンズ１
７を備え、合成樹脂などの軟性部材２５で覆われ指示棒
と一体となって配設されている。また同様に、ライトガ
イドファイバ２４はイメージガイドファイバ１４と同じ
軟性部材２５の中に格納され、光源２７が発する光をラ
イトガイドコネクタ２６を介して受け取り、ライトガイ
ドファイバ２４先端から投影光３を放出する。ライトガ
イドファイバ２６はイメージガイドファイバ１４と同じ
石英ガラスやプラスチックを材料とする極めて細いグラ
スファイバーを数千から数万本束ねた光ファイバ２０を
用いてもよい。指示棒はイメージガイドファイバ１４と
ライトガイドファイバ２４を格納した軟性部材２５と一
体となっており、指示棒先端とイメージガイドファイバ
１４及びライトガイドファイバ２４の先端はほぼ同じ場
所に位置している。ＣＣＤカメラ５や光源２７は指示棒
から分離されており、イメージガイドファイバ１４とラ
イトガイドファイバ２４を格納した湾曲可能な軟性部材
２５により接続されている。
【００２３】オペレータが指示棒を操作してスクリーン
２上の点を指示すると、対物レンズ１７は視野角１６の
範囲で画像を捉え、捉えられた画像はイメージガイドフ
ァイバ１４とイメージガイドコネクタ１８を介してＣＣ
Ｄカメラ５に伝送される。ＣＣＤカメラ５で撮像された
画像は電気信号に変換され、信号ケーブル１５ａにより
コンピュータ８に通知される。また、光源２７は図示し
ない内部に電球と反射ミラーを備え、光をライトガイド
コネクタ２６に向かって放射する。ライトガイドファイ
バ２４はライトガイドコネクタ２６を介して光源２７の
光を受け取り、イメージガイドファイバ１４の先端に取
り付けられた対物レンズ１７の視野角１６内に受け取っ
た光を投影する。オペレータは指示棒を操作するとスク
リーン２上に投影された光をみてパターン１の撮像範囲
を確認し、指示位置が意図した位置と異なっている場合
にはライトガイドファイバ２４から投影された光２３を
参考に指示位置を適切な位置に変更する。このように、
本発明の座標入力装置によると、オペレータはライトガ
イドファイバ２４の投影光２３を参考にすることによ
り、ＣＣＤカメラ５の撮像位置を確認することができる
ため、撮像位置に準拠した適切な位置を指示棒で指示す
ることができる。また、ＣＣＤカメラ５や光源２７など
をイメージガイドファイバ１４とライトガイドファイバ
２４を格納した軟性部材２５を介して指示棒から分離す
ることができるため、指示棒に光源等を備える必要がな
く、軽量化による指示棒の操作性向上を図ることができ
る。この際、イメージガイドファイバ１４とライトガイ
ドファイバ２４を格納する軟性部材２５は湾曲可能であ
るから、指示棒の操作を妨げることがない。
２上の点を指示すると、対物レンズ１７は視野角１６の
範囲で画像を捉え、捉えられた画像はイメージガイドフ
ァイバ１４とイメージガイドコネクタ１８を介してＣＣ
Ｄカメラ５に伝送される。ＣＣＤカメラ５で撮像された
画像は電気信号に変換され、信号ケーブル１５ａにより
コンピュータ８に通知される。また、光源２７は図示し
ない内部に電球と反射ミラーを備え、光をライトガイド
コネクタ２６に向かって放射する。ライトガイドファイ
バ２４はライトガイドコネクタ２６を介して光源２７の
光を受け取り、イメージガイドファイバ１４の先端に取
り付けられた対物レンズ１７の視野角１６内に受け取っ
た光を投影する。オペレータは指示棒を操作するとスク
リーン２上に投影された光をみてパターン１の撮像範囲
を確認し、指示位置が意図した位置と異なっている場合
にはライトガイドファイバ２４から投影された光２３を
参考に指示位置を適切な位置に変更する。このように、
本発明の座標入力装置によると、オペレータはライトガ
イドファイバ２４の投影光２３を参考にすることによ
り、ＣＣＤカメラ５の撮像位置を確認することができる
ため、撮像位置に準拠した適切な位置を指示棒で指示す
ることができる。また、ＣＣＤカメラ５や光源２７など
をイメージガイドファイバ１４とライトガイドファイバ
２４を格納した軟性部材２５を介して指示棒から分離す
ることができるため、指示棒に光源等を備える必要がな
く、軽量化による指示棒の操作性向上を図ることができ
る。この際、イメージガイドファイバ１４とライトガイ
ドファイバ２４を格納する軟性部材２５は湾曲可能であ
るから、指示棒の操作を妨げることがない。
【００２４】
【発明の効果】以上記載のごとく請求項１の発明によれ
ば、前記パターン投影手段により前記画像表示面上に前
記パターンを投影し、前記指示手段が指示した前記画像
表示面上の領域のパターンを前記撮像手段により撮像
し、該撮像画像から前記座標変換手段により二次元座標
を取得することにより、任意サイズのスクリーンや壁面
等において座標入力装置のオペレータが指示手段により
指示した座標を精度良く取得することができる。また請
求項２では、前記撮像手段は、前記指示手段と一体形成
された棒状の光学系と、該光学系により結像された光学
画像を光電変換する光電変換手段と、を備えたことによ
り、指示手段により狙った画像を的確に捉えることがで
きる。また請求項３では、前記パターン投影手段は、光
源として不可視光領域の波長を有する光を使用し、該光
源により投影される一組のパターンは複数のドットから
構成され、該パターンには予め登録された座標情報が含
まれているので、可視投影像とパターンを重ねて投影す
ることができ、しかも、そのパターンから座標情報を同
時に検出することができる。また請求項４では、前記パ
ターン投影手段は、前記画像表示面の前方若しくは後方
の何れか一方から前記画像表示面上に前記パターンを投
影するので、常に良好な状態でパターンを画像表示面上
に投影することができる。また請求項５では、前記指示
手段は、該指示手段の姿勢を検出する姿勢検出手段を更
に備え、前記撮像手段が捉えた画像情報と前記姿勢検出
手段からの姿勢情報に基づいて前記画像情報の姿勢を補
正することにより、パターンの誤認識を防止することが
できる。また請求項６では、前記撮像手段は、該撮像手
段により撮像された画像情報を無線により伝送する無線
伝送手段を更に備え、前記撮像手段により撮像された前
記画像表示面上のパターン画像を無線により前記パター
ン識別手段に伝送するので、指示棒の操作性を向上させ
ることができる。
ば、前記パターン投影手段により前記画像表示面上に前
記パターンを投影し、前記指示手段が指示した前記画像
表示面上の領域のパターンを前記撮像手段により撮像
し、該撮像画像から前記座標変換手段により二次元座標
を取得することにより、任意サイズのスクリーンや壁面
等において座標入力装置のオペレータが指示手段により
指示した座標を精度良く取得することができる。また請
求項２では、前記撮像手段は、前記指示手段と一体形成
された棒状の光学系と、該光学系により結像された光学
画像を光電変換する光電変換手段と、を備えたことによ
り、指示手段により狙った画像を的確に捉えることがで
きる。また請求項３では、前記パターン投影手段は、光
源として不可視光領域の波長を有する光を使用し、該光
源により投影される一組のパターンは複数のドットから
構成され、該パターンには予め登録された座標情報が含
まれているので、可視投影像とパターンを重ねて投影す
ることができ、しかも、そのパターンから座標情報を同
時に検出することができる。また請求項４では、前記パ
ターン投影手段は、前記画像表示面の前方若しくは後方
の何れか一方から前記画像表示面上に前記パターンを投
影するので、常に良好な状態でパターンを画像表示面上
に投影することができる。また請求項５では、前記指示
手段は、該指示手段の姿勢を検出する姿勢検出手段を更
に備え、前記撮像手段が捉えた画像情報と前記姿勢検出
手段からの姿勢情報に基づいて前記画像情報の姿勢を補
正することにより、パターンの誤認識を防止することが
できる。また請求項６では、前記撮像手段は、該撮像手
段により撮像された画像情報を無線により伝送する無線
伝送手段を更に備え、前記撮像手段により撮像された前
記画像表示面上のパターン画像を無線により前記パター
ン識別手段に伝送するので、指示棒の操作性を向上させ
ることができる。
【００２５】また請求項７では、前記撮像手段により撮
像された画像情報に基づいて前記パターン投影手段を制
御するフィードバック制御手段を備え、前記撮像手段に
より撮像された画像情報から座標情報を取得し、該座標
情報から得られた座標及び該座標近傍の輝度を強くする
ように前記パターン投影手段を制御するため、指示棒が
指示する指示位置をより精度よく特定することができ
る。また請求項８では、前記光伝送手段の先端が前記指
示手段の先端となるように構成され、前記指示手段には
前記光伝送手段のみ搭載するようにしたので、指示手段
が軽くなり、操作性を高めることができる。また請求項
９では、光ファイバを外力から保護し、傷や切断といっ
た障碍を防ぐことができる。また請求項１０では、前記
指示手段は、前記光伝送手段と共に前記対物レンズの視
野角内に光ビームを投影する光投影手段を更に備えたこ
とにより、指示位置と撮像位置が一致しないという不具
合を解決することができる。また請求項１１では、前記
光投影手段は、可視領域のレーザビーム若しくは可視光
源からの光束を複数の光ファイバにより伝送して該光フ
ァイバの先端から放射するライトガイドであるので、投
影された光を参考に指示位置を適切な位置に変更するこ
とができる。
像された画像情報に基づいて前記パターン投影手段を制
御するフィードバック制御手段を備え、前記撮像手段に
より撮像された画像情報から座標情報を取得し、該座標
情報から得られた座標及び該座標近傍の輝度を強くする
ように前記パターン投影手段を制御するため、指示棒が
指示する指示位置をより精度よく特定することができ
る。また請求項８では、前記光伝送手段の先端が前記指
示手段の先端となるように構成され、前記指示手段には
前記光伝送手段のみ搭載するようにしたので、指示手段
が軽くなり、操作性を高めることができる。また請求項
９では、光ファイバを外力から保護し、傷や切断といっ
た障碍を防ぐことができる。また請求項１０では、前記
指示手段は、前記光伝送手段と共に前記対物レンズの視
野角内に光ビームを投影する光投影手段を更に備えたこ
とにより、指示位置と撮像位置が一致しないという不具
合を解決することができる。また請求項１１では、前記
光投影手段は、可視領域のレーザビーム若しくは可視光
源からの光束を複数の光ファイバにより伝送して該光フ
ァイバの先端から放射するライトガイドであるので、投
影された光を参考に指示位置を適切な位置に変更するこ
とができる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る座標入力装置の
構成図である。
構成図である。
【図２】本発明のパターンの一例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る座標入力装置に
おいて、スクリーンの後方から投影した図である。
おいて、スクリーンの後方から投影した図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る座標入力装置の
構成図である。
構成図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る座標入力装置の
構成図である。
構成図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る座標入力装置の
構成図である。
構成図である。
【図７】本発明の第５の実施形態に係る座標入力装置の
構成図である。
構成図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る指示装置の断面
構成図である。
構成図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る指示装置の断面
構成図である。
構成図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る指示装置の断
面構成図である。
面構成図である。
１ パターン、２ スクリーン、４ 画像伝送レンズ、
５ ＣＣＤカメラ、６指示棒、７ 信号ケーブル、８
コンピュータ、９ パターン用プロジェクタ
５ ＣＣＤカメラ、６指示棒、７ 信号ケーブル、８
コンピュータ、９ パターン用プロジェクタ
Claims (11)
- 【請求項１】 指示部材によって指示された座標位置を
検出する座標入力装置において、 画像表示面上の任意の位置を指示する指示手段と、該指
示手段により指示された所定領域の画像を撮像する撮像
手段と、該撮像手段により得られた画像情報から指示位
置を二次元座標情報に変換する座標変換手段と、前記二
次元座標情報を含むパターンを前記画像表示面上に投影
するパターン投影手段と、前記二次元座標情報を含むパ
ターンを識別するパターン識別手段と、を備え、 前記パターン投影手段により前記画像表示面上に前記パ
ターンを投影し、前記指示手段が指示した前記画像表示
面上の領域のパターンを前記撮像手段により撮像し、該
撮像画像から前記座標変換手段により二次元座標を取得
することを特徴とする座標入力装置。 - 【請求項２】 前記撮像手段は、前記指示手段と一体形
成された棒状の光学系と、該光学系により結像された光
学画像を光電変換する光電変換手段と、を備えたことを
特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。 - 【請求項３】 前記パターン投影手段は、光源として不
可視光領域の波長を有する光を使用し、該光源により投
影される一組のパターンは複数のドットから構成され、
該パターンには予め登録された座標情報が含まれている
ことを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。 - 【請求項４】 前記パターン投影手段は、前記画像表示
面の前方若しくは後方の何れか一方から前記画像表示面
上に前記パターンを投影することを特徴とする請求項１
又は３に記載の座標入力装置。 - 【請求項５】 前記指示手段は、該指示手段の姿勢を検
出する姿勢検出手段を更に備え、前記撮像手段が捉えた
画像情報と前記姿勢検出手段からの姿勢情報に基づいて
前記画像情報の姿勢を補正することを特徴とする請求項
１乃至４の何れか一項に記載の座標入力装置。 - 【請求項６】 前記撮像手段は、該撮像手段により撮像
された画像情報を無線により伝送する無線伝送手段を更
に備え、前記撮像手段により撮像された前記画像表示面
上のパターン画像を無線により前記パターン識別手段に
伝送することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項
に記載の座標入力装置。 - 【請求項７】 前記撮像手段により撮像された画像情報
に基づいて前記パターン投影手段を制御するフィードバ
ック制御手段を備え、前記撮像手段により撮像された画
像情報から座標情報を取得し、該座標情報から得られた
座標及び該座標近傍の輝度を強くするように前記パター
ン投影手段を制御することを特徴とする請求項１乃至５
の何れか一項に記載の座標入力装置。 - 【請求項８】 前記撮像手段は、前記指示手段と一体に
構成され先端に対物レンズを有する複数の光ファイバか
ら成る光伝送手段と、該光伝送手段により伝送された光
学画像を光電変換する光電変換手段と、を備え、前記光
伝送手段の先端が前記指示手段の先端となるように構成
され、前記指示手段には前記光伝送手段のみ搭載されて
いることを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。 - 【請求項９】 前記光伝送手段は、その表面を軟性部材
により覆われていることを特徴とする請求項８に記載の
座標入力装置。 - 【請求項１０】 前記指示手段は、前記光伝送手段と共
に前記対物レンズの視野角内に光ビームを投影する光投
影手段を更に備えたことを特徴とする請求項９に記載の
座標入力装置。 - 【請求項１１】 前記光投影手段は、可視領域のレーザ
ビーム若しくは可視光源からの光束を複数の光ファイバ
により伝送して該光ファイバの先端から放射するライト
ガイドであることを特徴とする請求項１０に記載の座標
入力装置。
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| JP2003233460A true JP2003233460A (ja) | 2003-08-22 |
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-
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- 2002-02-06 JP JP2002029602A patent/JP4217021B2/ja not_active Expired - Fee Related
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