JP2003280813A - ポインティングデバイス、ポインタ制御装置、ポインタ制御方法及びその方法を記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】任意の操作位置から表示画面上の所望の位置に
直接ポインタ位置操作やコマンド実行操作を可能とする
非常に操作性の良い、小型で軽量な空間操作型のポイン
ティングデバイス、ポインタ制御装置、ポインタ制御方
法及びその方法を記録した記録媒体を提供する。 【解決手段】複数の特徴点を有する表示画面上の被検出
位置にポインタ位置を制御するポインティングデバイス
であって、前記複数の特徴点を含めて撮像する撮像手段
と、前記撮像手段により撮像された撮像画像データに基
づいて表示画面上の被検出位置の座標を算出するための
信号を送出する信号出力手段と、前記信号出力手段から
出力された結果に基づいて表示されたポインタ位置から
被検出位置までのポインタ移動感度係数を設定するため
の圧力を検出する前記圧力検出手段とを備えた構成であ
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、パーソナルコンピ
ュータから出力された表示画面上のポインタを操作する
ポインティングデバイス、またポインティングデバイス
より指示された位置にポインタ位置を制御するポインタ
制御装置、ポインタ制御方法及びその方法を記録した記
録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からコンピュータ画面上のポインタ
操作を行うポインティングデバイスとして、操作面上を
接触させながらポインタを所望の位置まで動かすマウス
や平面上の動きに拘束されず、空間的に操作できるよう
に操作部にトラックボールやジョイスティックを設けた
ポインティングデバイスなどがある。これらポインティ
ングデバイスの基本動作について、マウスを例にあげ、
簡単に説明する。操作者は、マウスを平面上で上下左右
に動かすことにより、その時の移動量がＸ方向、Ｙ方向
の信号としてＣＰＵに入力される。ＣＰＵでは現在のポ
インタの位置から、その移動量をもとに座標を算出し
て、その位置にポインタを移動させる。表示画面に表示
されるポインタは１つで、マウスの動きがそのままポイ
ンタの動きとして表わされ、操作者はポインタを見なが
らマウスを動かし、所望する位置を指示することで、ユ
ーザの意志が計算機に反映できるようになっている。

【０００３】しかしながら、これらポインティングデバ
イスの動作ではプロジェクーにより投影された大画面に
対しては操作しづらいことから、より操作性の良い大画
面用のポインティングデバイスが数多く提案されてい
る。例えば、特開平２−３０６２９４号公報、特開平４
−３０５６８７号公報、特開平６ー３０８８７９号公
報、特開平６−３３２６１２号公報、特開平１０−３９
９９４号公報、特開平１１−１４３６２９号公報などが
あげられる。

【０００４】特開平２−３０６２９４号公報は、プロジ
ェクタにより投影されたスクリーン、スクリーン上の被
検出位置を指示するレーザーポインタ、スクリーン上に
向けられレーザーポインタの輝点を検出するための固定
ＣＣＤカメラから構成されている。このＣＣＤカメラに
より所定時間毎にスクリーン上のレーザー輝点を検出
し、スクリーン上の輝点の位置を検出しようとするもの
である。

【０００５】また、特開平６ー３０８８７９号公報はス
クリーンの近傍に複数の発光素子を配置し、指示器には
複数の発光素子からの光を受光する受光素子が設けら
れ、発光素子からの光強度や光の方向性を基に計算機に
より計算しスクリーン上の位置を特定できるようにした
装置で、操作者が任意の位置で操作してもスクリーン上
の指示位置を特定できる装置である。

【０００６】さらに、特開平１０−３９９９４号公報
は、操作者の視線検出センサとポインティングデバイス
に設けられたジャイロにより操作者の動きに制限のない
ようなプレゼンテーション用ポインティングデバイスを
提案している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ポインティングデバイスのポインタ制御装置は、表示画
面上のポインタを見ながら操作面上の操作体（マウス）
を手指操作により移動させている。従って操作平面に拘
束され使用環境に制約が生じるという問題がある。

【０００８】さらに、従来のポインティングデバイスを
用いて、表示画面上の所定の位置にポインタを移動させ
る場合、操作者は以下の操作を行う必要がある。まず現
在のポインタ位置を確認し、ポインタを移動させる方向
と距離を見定め、逐次ポインタの位置を確認しつつ、ポ
インティングデバイスを操作し、目標の位置とポインタ
が重なった時点で速やかにポインティングデバイスを停
止させる。このような方法では、ポインタを長距離移動
させようとする場合、ポインティングデバイスを何回か
試行錯誤して所定の位置までポインタ操作する必要があ
り、操作が煩雑であった。

【０００９】本発明の目的は、任意の操作位置から表示
画面上の所望の位置に直接ポインタ位置操作やコマンド
実行操作を可能とする非常に操作性の良い、小型で軽量
な空間操作型のポインティングデバイス、ポインタ制御
装置、ポインタ制御方法及びその方法を記録した記録媒
体を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、本発明の請求項１は、複数の特徴点を有する
表示画面上の被検出位置にポインタ位置を制御するポイ
ンティングデバイスであって、前記複数の特徴点を含め
て撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された
撮像画像データに基づいて表示画面上の被検出位置の座
標を算出するための信号を送出する信号出力手段と、前
記信号出力手段から出力された結果に基づいて表示され
たポインタ位置から被検出位置までのポインタ移動感度
係数を設定するための圧力を検出する前記圧力検出手段
とを備えたことを特徴とする。

【００１１】また、本発明の請求項３は、 表示画面上
の所望の位置にポインタを連続的に移動させるポインタ
制御装置であって、ポインティングデバイスにより指示
された被検出位置の座標を算出する座標演算手段と、前
記座標演算手段により算出された被検出位置の第１座標
値と第２座標値との距離に応じた移動感度係数に基づい
てポインタの位置を制御するポインタ位置制御手段とを
備えたことを特徴とする。

【００１２】さらに、本発明の請求項５は、表示画面上
の所望の位置にポインタを連続的に移動させるポインタ
制御装置であって、ポインティングデバイスにより順次
指示された被検出位置の第１、第２及び第３の座標値を
算出する座標演算手段と、前記座標演算手段から算出さ
れた第１座標値と第２座標値との距離と第２座標値と第
３座標値との距離との距離比に応じた移動感度係数に基
づいてポインタの位置を制御するポインタ位置制御手段
とを備えたことを特徴とする。

【００１３】また、本発明の請求項７は、表示画面上の
所望の位置にポインタを移動制御するポインタ制御装置
であって、ポインティングデバイスから出力された表示
画面上の被検出位置データに基づき被検出位置の座標を
算出する座標演算手段と、前記座標演算手段より算出さ
れた被検出位置座標と所望の位置とのズレ量を前記ポイ
ンティングデバイスから出力された圧力検出量に応じた
移動感度係数を設定する移動感度設定手段とを備え、前
記圧力検出量の大きさに基づいて設定された移動感度係
数と前記被検出位置座標とに基づいてポインタ位置を制
御することを特徴とする。

【００１４】さらに、本発明の請求項１１は、表示画面
上の所望の位置にポインタの位置を連続移動させるポイ
ンタ制御方法であって、ポインティングデバイスにより
順次指示された被検出位置の第１及び第２座標値を算出
する座標演算ステップと、前記座標演算ステップにより
算出された第１座標値と第２座標値との距離に応じた移
動感度係数に基づいてポインタの位置を制御するポイン
タ位置制御ステップとを含むことを特徴とするポインタ
制御方法。

【００１５】また、本発明の請求項１２は、 表示画面
上の所望の位置にポインタの位置を連続的に移動させる
ポインタ制御方法であって、ポインティングデバイスに
より順次指示された被検出位置の第１、第２及び第３座
標値を算出する座標演算ステップと、前記座標演算ステ
ップにより算出された第１座標値と第２座標値との距離
と第２座標値と第３座標値との距離との比に応じた移動
感度係数に基づいてポインタの位置を制御するポインタ
位置制御ステップとを含むことを特徴とする。

【００１６】さらに、本発明の請求項１４は、表示画面
上の所望の位置にポインタを移動制御するポインタ制御
方法であって、ポインティングデバイスから出力された
表示画面上の被検出位置データに基づき被検出位置の座
標を算出する座標演算ステップと、前記座標演算ステッ
プにより算出された被検出位置座標と所望の位置とのズ
レ量を前記ポインティングデバイスから出力された圧力
検出量に応じた移動感度係数を設定する移動感度設定ス
テップと、前記圧力検出量の大きさに基づいて設定され
た移動感度係数と前記被検出位置座標とに基づいてポイ
ンタ位置を制御することを特徴とする。

【００１７】また、本発明の請求項１５のコンピュータ
可読記録媒体は、 前記請求項１１〜１３記載のいずれ
か１つに記載された方法をコンピュータに実行させるプ
ログラムを記録したことを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】＜第１の実施の形態＞図１は第１
の実施の形態に係わるポインティングデバイスを用いた
ポインタ制御装置の構成ブロック図である。また図２は
ポインティングデバイスを用いてスクリーン面上に投影
された画像の被検出位置Ｐsをポインティングしている
システム構成概念図である。

【００１９】１００はポインティング操作入力するポイ
ンティングデバイス、１１０は座標検出対象となるスク
リーン平面、１２０はパーソナルコンピュータ（以下、
ＰＣと呼ぶ）、１３０はプロジェクタである。また、１
１１はスクリーン平面上に投影されている表示画像であ
る。また、表示画像には矩形形状を形成する４個のマー
ク画像として特徴点Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3、Ｑ4を示した。記号
は表示された９個のマーク画像のうちの４個だけに付与
した。ポインティングデバイス１００はスクリーン１１
０に対し任意の位置から操作することが可能である。破
線１０１ａはポインティングデバイス１００に設けられ
ている撮像手段１０１の撮像面の中心から垂直に表示画
像上の被検出位置まで延びている光軸である。

【００２０】また、撮像手段１０１には被写体である平
面上の被検出位置を特定するため、投影画像に重畳させ
て予め決められた位置に９個のマークを操作タイミング
動作に合わせ表示するようにしている。

【００２１】ここで図１の本発明の第１の実施の形態に
係わるポインタ制御装置の構成ブロック図に基づいて説
明する。ポインティングデバイス１００は撮像手段１０
１を有し、スクリーン上の被検出位置Ｐsになるように
撮像手段の撮像面の中心として延びた線と撮像レンズの
光軸とを一致させてある。すなわち、撮像レンズ光軸が
ポインティングする方向としてある。また、操作者がス
クリーン上の被検出位置を特定できるようにしたレーザ
ーポインタやファインダーなどを用いた照準手段１０２
を撮像手段に設けるようしてもよい。図３はポインティ
ングデバイスの外観斜視図である。 １１はトリガ信号
入力ボタン、すなわち撮像手段のシャッターボタンであ
る。このボタンを押下し続けている間、撮像信号をＰＣ
本体側に送出し続ける。

【００２２】１２、１３はコマンド実行出力ボタン及び
ポップアップメニューボタンである。コマンド実行ボタ
ン１２は画面上のアイコン、図、テキストなど動作対象
オブジェクトにポインタ位置を合わせコマンド実行信号
を送出するボタンである。また、ポップアップメニュー
ボタン１３は通常のマウスポインタの右クリックボタン
に相当する。ポインタ表示している位置でポップアップ
メニュー表示を行う動作である。

【００２３】また、本実施の形態では対象オブジェクト
にポインタ位置を合わせオブジェクトを移動させるドラ
ッグ操作は、ボタン１２を押下しながらボタン１１を押
すことによって実現できる。

【００２４】ＰＣ本体１２０にはポインティングデバイ
スからの画像信号を受信する受信手段１２１、撮像画像
データをＡ／Ｄ変換してポインタ位置演算手段に送出す
るインターフェース手段３、ポインティングされたスク
リーン上の被検出位置の座標を演算するポインタ位置演
算手段５、ポインタ位置制御手段６、画面表示制御手段
７などが備えられている。

【００２５】１２１は受信手段であり、ポインティング
デバイス１００から出力された撮像画像データやコマン
ド実行信号を受信する。ポインティングデバイスから受
信した被検出位置信号が含まれている撮像データは、画
像処理手段５１にて処理され被検出位置信号として出力
される。なお、本実施の形態ではポインティングデバイ
スとパソコン本体とのデータの授受は無線であるが、Ｕ
ＳＢ接続による有線接続であっても良い。

【００２６】４はポインタ制御装置全体の制御を行うＣ
ＰＵである。このＣＰＵ４はＲＡＭ４１、ＲＯＭ４２を
備えており、ＯＳ、アプリケーション、透視射影演算処
理するプログラムや各種制御プログラムなどが格納され
ている。なお、各種プログラムはＣＰＵにより読み取り
実行可能な形式でハードディスクに記録してある。な
お、プログラムはフロッピーディスク（商標登録）、光
磁気ディスクなどの外部記録媒体４３に記録してもよ
い。

【００２７】本実施の形態に係わるポインティングデバ
イスではＰＣ本体１２０に画像処理手段５を備えた構成
としたが、ポインティングデバイス１００内に画像処理
手段や被検出位置座標演算手段を設けても良い。

【００２８】ポインタ位置演算手段５はポインティング
デバイスより出力された撮像画像信号に基づき被検出位
置Ｐsの座標を演算する処理を行い、画像処理手段５１
と座標演算手段５２とから構成されている。

【００２９】特徴点抽出手段５１１はポインティングデ
バイスより送出された撮像画像データに重畳している複
数のマーク画像を、差分画像処理、二値化処理などによ
り抽出する処理を行なう。９個のマーク画像は１フレー
ムで表示され、これらマーク画像は第１及び第２のマー
ク画像として色又は輝度の異なる２種類の状態で表示さ
れ、撮像される。

【００３０】さらに特徴点特定演算手段５１２は、撮像
画像から抽出されたマークが投影画像上に表示された複
数のマークの中でどのマークに対応しているかを特定
し、特徴点としてスクリーン座標値を得る処理を行う。

【００３１】座標演算手段５２は画像処理手段５１によ
り座標特定された４個の特徴点の撮像画像系の座標値に
基づいてポインティングされたスクリーン座標系の被検
出位置Ｐsの座標を演算する。

【００３２】ポインタ位置制御手段６は、ポインタ動作
を制御するためのポインタドライバや、ポインタ位置演
算手段から被検出位置信号に基づいてポインタの単位時
間当たりの表示動作に関して制御する。

【００３３】次に本発明の実施の形態に係わるポインタ
制御装置について説明する。図４は本実施の形態に係わ
るポインタ制御システムの基本動作フローチャートであ
る。

【００３４】操作者はポインティングデバイスをスクリ
ーン上の所望の位置Ｔに向ける。所望の位置に向けられ
たポインティングデバイスの撮像レンズの視軸１０１ａ
とスクリーン平面との交点が被検出位置Ｐsとなる。す
なわち、撮像面の中心位置が被検出位置となるＰsであ
るステップＳ１０１で、この合わせた状態で撮像手段の
シャッター１１、すなわち、ポインタの連続移動動作ス
イッチがＯＮされる。ＣＰＵによりある一定の時間間隔
で間欠的なクロック制御信号を発生し、その制御信号に
より撮像シャッターが制御される。この時間間隔の設定
はポインタがスクリーン上に投影される間隔となり、時
間間隔が長ければ移動している間に投影されるポインタ
の回数が少なくなる。この時間の設定は操作中でも設定
可能となっている。

【００３５】ステップＳ１０２で第１マーク画像を表示
し、ステップＳ１０３にて第１マーク画像を撮像し取り
込む。同様にステップＳ１０４，Ｓ１０５で第２のマー
ク画像を表示し撮像する。このように連続して少なくと
も２枚の撮像画像を取り込む。

【００３６】ステップS１０６では画像処理のステップ
で取り込んだ撮像画像に基づいて複数の特徴点である複
数のマークを差分画像処理、二値化処理して抽出し、矩
形形状を特徴づける４個のマークの重心位置座標ｑ1，
ｑ2，ｑ3，ｑ4を特定する。ステップＳ１０７に進む。

【００３７】ステップＳ１０７ではこれら差分画像処理
により抽出された特徴画像の４つの座標点からディスプ
レイ平面に対するポインティングデバイスの姿勢パラメ
ータ（β、ψ、γ）を演算される。次に、この姿勢パラ
メータに基づいてディスプレイ平面上の被検出位置の座
標位置が演算処理される。

【００３８】次のステップＳ１０８ではステップＳ１０
７で得られた被検出位置座標に基づいて現在のポインタ
位置から被検出位置までポインタはポインタ位置制御手
段により表示位置制御され、スクリーン上の投影画像に
重畳表示される。このステップについては後述詳細に説
明する。

【００３９】所望の位置にポインタ移動が出来ればポイ
ンタ移動動作のスイッチはオフされ、移動動作は終了す
る。しかしながら、１度で目標位置である所望の位置ま
でポインタを移動できす、所望の位置まで移動動作を続
ける場合はステップＳ１０２に戻り反復繰り返し処理が
行われ、操作ボタンがオフされればこれら連続移動動作
は終了する。

【００４０】ここで、被検出位置Ｐsの座標演算処理に
ついて簡単に説明する。図５は操作者が任意の位置から
ポインティングデバイスに設けられた撮像手段１０１の
撮像方向を矩形形状である所定平面に向けて撮像した撮
像画像ｑを示した。図はスクリーン上の投影画像の一部
を撮像した撮像面上の画像であり、被検出位置Ｐsを撮
像面の中心（撮像面の原点Ｏｍ）に一致させてある。こ
れら４個の特徴点ｑ1，ｑ2，ｑ3，ｑ4は、図２の平面座
標系Ｘ*−Ｙ*座標系における４個のマーク画像Ｑ1、Ｑ
2、Ｑ3、Ｑ4の重心位置にそれぞれ対応する。次に撮像
された撮像画像に基づいて画像処理手段によりマーク画
像を抽出し、４個の特徴点ｑ1，ｑ2，ｑ3，ｑ4の撮像画
像上の座標を特定する。

【００４１】次にこれら４点の特徴点の座標に基づい
て、スクリーン画像上の被検出位置の座標が順次演算さ
れる。この演算方法の詳細について、すでに出願されて
いる特願２０００−２１８９６９号、特願２００１−６
２８４８号に記載されているので、ここでは簡単に説明
する。

【００４２】(1)消失点を算出する。ｑ1，ｑ2，ｑ3，ｑ
4の座標位置に基づいて、撮像画像ｑの相隣接する特徴
点を通る直線式Ｉ1．Ｉ2，Ｉ3，Ｉ4を算出し、矩形形状
である表示画面の１対の平行に対応した消失点Ｓ0、Ｔ0
を算出する。すなわち、消失点Ｓ0は、直線Ｑ1Ｑ4に対
応する撮像面上の直線 ｑ1ｑ4 と直線Ｑ2Ｑ3に対応す
る直線ｑ2ｑ3との交点である。

【００４３】(2)消失特徴点を算出する。２つの消失点
と画像原点とを結ぶ直線と矩形を特徴づける各直線Ｉ
1．Ｉ2，Ｉ3，Ｉ4との交点（この点を消失特徴点と呼
ぶ）ｑ_s1、ｑ_s2、ｑ_t1、ｑ_t2 を算出する。

【００４４】(3)画像座標系において消失点Ｓ0をＸ軸に
一致させるように、画像座標系を画像中心として座標系
を回転する。図６はＸ−Ｙ座標系を反時計回りに角度β
回転させた時の説明図である。座標回転後の座標系は
Ｘ'−Ｙ'座標系で、特徴点Ｑ１、Ｓ１、Ｓ２、Ｔ1、Ｔ
２のそれぞれの座標は、ｑ₁（Ｘ₁，Ｙ₁）→ｑ'
₁（Ｘ’₁，Ｙ’₁）、ｑ_s1（Ｘ_s1，Ｙ_s1）→ｑ'_s1（Ｘ’
_s1，Ｙ’_s1）、ｑ_s2（Ｘ_s2，Ｙ_s2）→ｑ'_s2（Ｘ’_s2，
Ｙ’_s2）、ｑ_t1（Ｘ_t1，Ｙ_t1）→ｑ'_t1（Ｘ’_t1，Ｙ’
_t1）、ｑ_t2（Ｘ_t2，Ｙ_t2）→ｑ'_t2（Ｘ’_t2，Ｙ’_t2）
となる。

【００４５】(4)座標系の回転後に得られた座標値に基
づき透視射影演算することにより、撮像面に対するスク
リーン平面の平面姿勢パラメータである角度γ、ψのい
ずれか１つを演算する。本実施の形態では角度ψは次式
数１により演算する。

【００４６】

【数１】

【００４７】(5)スクリーン画像上の被検出位置の座標
は、上記姿勢パラメータψを用いて次式数２により演算
する。

【００４８】

【数２】

【００４９】ここで、横軸比ｍ＝｜Ｓ1Ｐs｜／｜Ｓ2Ｐs
｜、縦軸比ｎ＝｜Ｔ１Ｐs｜／｜Ｔ2Ｐs｜、Umax、Vmax
はスクリーン座標系の横軸、縦軸の最大スケール、ｆは
撮像レンズの焦点距離である。

【００５０】次に図４のＳ１０８のポインタ位置制御手
段の詳細動作について説明する前に、ポインタ位置制御
のない場合の連続移動動作について説明する。図７はポ
インタ位置制御のない場合のポインタ連続動作を説明す
る図である。

【００５１】ポインティングデバイスの連続動作スイッ
チがオンされるとポインティングデバイスにより表示画
面上の指示された被検出位置を検出する動作が始まる。
サンプリング時間は先に説明した基本動作の周期により
決まる。ポインティングデバイスの視軸の方向１０１ａ
にある表示画面上の被検出位置Ｐs1を指し示されれば、
ポインタは現在のポインタ位置C0から被検出位置Ｐs1で
示された位置C1に瞬時に移動する。同様に、視軸方向１
０１ｂの被検出位置Ｐs2、１０１cのＰs3を指し示せば
瞬時にポインタ移動する。すなわち、ポインティングデ
バイスの視軸方向に示される表示画面上の被検出位置に
ポインタが追随するように移動するのである。このよう
な動作では、ポインタを大きく移動させる場合には問題
ないが、ポインタを微妙に移動させる時に問題が生じ
る。本実施の形態のポインタ制御方法では、上記ポイン
タ制御方法に加え、ポインタの微少操作もできるような
制御方法とすることにより、さらに使い易いポインティ
ングデバイスとなる。そのポインタ制御方法である第１
から第３の実施の形態について説明する。これらのポイ
ンタ制御装置の動作フローに記述されている機能を実現
するためのプログラムはコンピュータが読み取り可能な
プログラムコードの形態で記録媒体に記録されている。

【００５２】図８は第１の実施の形態のポインタ位置制
御手段の動作フローである。第１の実施の形態では、ポ
インタ位置の移動制御方法は、被検出位置と現在のポイ
ンタ表示位置との距離または距離比に基づいて検出され
た被検出位置までポインタ移動を制御する方法である。

【００５３】ステップＳ２０１は時系列的に得られる被
検出位置データ間の距離の演算を順次行い、それぞれの
距離Ｌｉを算出する。ステップＳ２０２ではステップＳ
２０１で得られた距離から検出されたデータに基づき距
離比εi=Ｌi-1／Ｌiを順次算出する。このεiはポイン
タ移動動作の急激な変化を距離比で検出しようとするも
のである。すなわち、次のステップＳＳ２０３ではポイ
ンティングした位置（被検出位置）Ｐsが所望の位置Ｔ
に近づき度合いを表す係数としてαを用いてポインタ動
作切り替え判断を行う。 距離比εiは係数αと比較さ
れ、α＞εi（本実施の形態ではα=０．９５とした）で
あれば、ステップＳ２０４に進み、α＜εiであれば急
激な変化はないと判断し、ステップＳ２０５に進む。こ
の係数αは予め経験的に設定しておくようにする。

【００５４】次のステップＳ２０４では、第ｉ番目のポ
インタ位置は予め定められた移動感度係数Ｋ1を用いて
次式にて算出する。ポインタ位置Ｃｉは、次の式により
ポインタの位置は移動する。

【００５５】Ｃｉ=Ｋ1（Ｌi−Ｃi-1） （本実施の形態
ではＫ1＝０．２とした） この式に従えば、所望の位置に近づいた後、大きなポイ
ンティング操作であってもポインティング位置を微少に
動かしながら所望の位置までポインティング制御が可能
となる。

【００５６】ステップＳ２０５は被検出位置と第２の移
動感度係数Ｋ2とからポインタ位置を決定する。本実施
の形態では第２の移動感度係数Ｋ2を１とした。すなわ
ち、指し示した位置（被検出位置）にポインタを表示す
る。この移動感度係数Ｋ2はこの位置間のポインタをど
う表示するか依存する係数であり設定変更も可能であ
る。

【００５７】図９は本実施の形態に係わるポインタ制御
方法を説明するための図であり、ポインティングデバイ
スを用いた時のスクリーン上のポインタ位置の軌跡を示
した。 図に基づき所望の位置Ｔまでのカーソル位置の
動作について説明する。Ｃ0はポインティング操作する
前の最初のポインタ位置である。次にポインティングデ
バイスが指し示した方向１０１ａ、１０１ｂの表示画面
上の被検出位置Ｐs1、Ｐs2にポインタが位置Ｃ1、Ｃ2と
して順次移動表示する。これら最初の３個のポインタ位
置データＣ0、被検出位置データＰ1、Ｐ2に基づいて距
離比εを算出する。これは図８のステップＳ２０２に相
当する。次のポインタ位置Ｃ3からポインタの位置制御
開始し、所望の位置Ｔに向けてポインタの位置が制御さ
れる。図ではポインティングされた被検出位置Ｐs3によ
り所望の位置Tにポインタを移動制御され位置Ｃ3として
いる。

【００５８】本実施の形態では所望の位置（目標位置）
Ｔに対しポインティングデバイスを大きく移動させても
表示画面上のポインタを微小な動きになるように予めポ
インタ移動感度係数Ｋを決めておき、操作者がポインタ
を所望の位置Ｔに移動させる動作が１回でできず、所望
の位置で繰り返されるポインティング動作を極力少な
く、また所望の位置に移動し易くする方法である。

【００５９】所望の位置Ｔまでポインタ移動させる近づ
け方は移動感度係数Ｋに依存する。移動感度係数Ｋは、
ポインタ移動倍率モードであり、Ｋ<1であれば実際の移
動量に対し小さい移動量となり、また、Ｋ>1であれば実
際の移動量に対し大きい移動量となる。

【００６０】本実施の形態では、ある操作タイミングで
移動感度係数による制御を動作させるようにしてある。
すなわち、移動感度係数の切り替えはディスプレイ上に
直接指示した位置座標（被検出位置座標）を演算でき、
その位置にポインタを移動することができるので第１回
目の動作ではＫ=１とし、指し示した被検出位置にポイ
ンタを移動させ、切り替え後の動作からK=０．２として
ポインタ位置制御するようにした。

【００６１】このような制御方法によれば、第１回目で
表示されたポインタ位置が操作者が意図する位置である
ならば操作オフし、わずかにずれた場合には操作オンの
状態で自動的に近づいたことの判断が行われ、移動感度
係数に基づいたポインタ位置制御を行うことができる。 ＜第２の実施の形態＞次に、第２の実施の形態について
説明する。

【００６２】第１の実施の形態では距離比に基づいて移
動感度係数Ｋを自動的に切り替える方法であったが、第
２実施の形態では、距離の絶対値に基づいてポインタ表
示移動制御を行い、移動感度係数Ｋの切り替えは被検出
位置座標に対し制御対象とする領域を予め設定しておく
方法である。

【００６３】移動感度係数Ｋが切替られ、指示位置Psに
対してＫi・Psの量だけポインタを移動するようにす
る。この時の倍率Ｋiは、操作者が最も操作しやすい量
を予め求めておき、その値を設定するようにする。

【００６４】図１０は第２の実施の形態のポインタ制御
の動作フローである。図に従って説明する。第１の実施
の形態と異なる動作は移動感度係数を変更する判断ステ
ップであり、他のステップは同じである。

【００６５】ステップＳ３０２で時系列的に演算された
被検出位置の座標データ間の距離Ｌiを算出する。次の
ステップＳ３０２ではステップＳ３０１で得られた距離
がＬi＜ｒであるならばステップＳ３０３に進み、第１
の移動感度係数を用いて次式に基づいてポインタ位置制
御される。

【００６６】Ｃi=Ｋ1（Ｐi −Ｃi-1） 本実施の形態ではｒ＝５０mm、第１の移動感度係数Ｋ1=
０．２とした。また、ステップＳ３０２でＬi＞ｒであ
るならばステップＳ３０４に進み、第２の移動感度係数
に基づいて次式によりポインタ位置が制御される。

【００６７】Ｃi=Ｋ2・Ｐi 第２の実施の形態は第１の実施の形態と異なる点は、移
動感度係数の切り替え条件が異なる点のみであり、他の
処理は同じである。移動感度係数の切り替えは、予め設
定されている被検出位置を中心とした半径ｒの表示領域
に基づいて行われる。本実施の形態では算出された被検
出位置の座標を中心に領域ｒが設定され、その後にポイ
ンタがその座標値に向かって移動する。ポインタがその
領域に入ったら移動感度係数が変わるようになってい
る。

【００６８】なお、この切り替え領域は距離ｒは、予め
適切な表示ドット領域を実験的に算出しておく。 ＜第３の実施の形態＞第３の実施の形態は、操作部に設
けられた押圧力検出部により検出された押圧力の大きさ
に応じてポインタ移動の係数Ｋiを変えようとするもの
である。

【００６９】図１１は第３の実施の形態のポインティン
グデバイスの構成である。ポインティングデバイスは、
把持された時の押圧力を検出する圧力検出手段３００お
よびその出力信号を処理し、ＰＣ本体側へ送出する信号
処理手段３０１とから構成される。

【００７０】図１２はポインティングデバイスに設けら
れた押圧力検出手段からの出力信号に基づくポインタ動
作基本フローである。ステップＳ４０１で、この合わせ
た状態で撮像手段のシャッター１１、すなわち、ポイン
タの連続移動動作スイッチがＯＮされる。ステップＳ４
０２ではポインティングデバイスに設けられている圧力
検出手段３００にて圧力が検出されたか否か判断され
る。圧力検出されなければステップＳ４０３に進み、圧
力が検出されるまでポインタは静止したままであり、移
動動作は行われない。ステップＳ４０３からＳ４０８ま
での動作は図４で説明した基本動作と同じであり説明は
省く。ステップＳ４０９のポインタ制御手段動作につい
ては図１３で後述する。 ステップＳ４１０では操作ボ
タンがオフされなければステップＳ４０２に戻り、動作
が繰り返される。操作ボタンがオフされれば、動作は終
了する。

【００７１】図１３は図１２で示したステップＳ４０９
のポインタ制御の詳細動作である。ステップＳ５０１は
被検出位置Ｐi間の距離を算出するステップである。次
のステップＳ５０２では、検出された押圧力に応じて移
動感度係数Ｋpを設定するステップである。ここで押圧
力と移動感度係数Ｋpとの対応データは、予め実験的に
求めておくことが必要である。例えば、移動量を大きく
したい場合は、ポインティングデバイスの操作部を強く
握るまたは強く操作ボタンを押す操作をする。この時、
移動感度係数Ｋpが大きくなるように設定される。ま
た、移動量を小さくしたい場合は、操作部の押圧力検出
部を弱く握るまたは押下する。この時、移動感度係数Ｋ
pは小さくなるよう設定される。

【００７２】この押圧力に対する移動感度係数の決め方
がポインティングデバイスの使い易さ、操作者が意図す
るようなポインタ操作ができるか否かを左右することに
なる。 ステップＳ５０３では、Ｓ５０２で設定された
移動感度係数でポインタの移動を行う。すなわち、被検
出位置Ｐiにポインタ位置Ｃiを近づける。

【００７３】このようなポインタ制御方法によれば、操
作者がディスプレイ上を見ながら現在のポインタ表示位
置と所望の位置との遠近により操作者の意図を反映する
ことができる。

【００７４】以上説明した第１から第３の実施の形態に
よるポインタ表示移動制御方法を用いたポインティング
デバイスであれば手ぶれなどの不安定な操作であっても
容易に所望の位置にポインタを移動することができる。

【００７５】なお、第１及び第２の実施の形態で示した
距離による移動感度係数切り替えと第３の実施の形態で
説明した押圧力によるポインタ移動とを組み合わせた使
い方であってもよい。

【００７６】また、本実施の形態に係わるポインタ制御
方法は、最初の検出動作でディスプレイ上の所望の位置
座標を取得できる方法であれば良く、本実施の形態以外
の交差方法、レーザーを用いて行う視線検出方法や輝点
検出方法などの他の検出方法や演算方法であってもよ
い。また、本実施の形態に係わるポインタ制御方法を用
いたポインティングデバイスはプロジェクタ投影画像の
みならず、一般に用いられる表示画面であってもよい。

【００７７】

【発明の効果】以上の説明したように、本発明の実施の
形態に係わるポインティングデバイス、ポインタ制御装
置及び方法によれば、操作者はスクリーン上の所望の位
置にポインタを自在に空間操作ができ、ポインタを所望
の位置に迅速かつ容易に移動操作することが可能とな
る。

【００７８】さらには、ポインティングデバイスに圧力
検出部を設けたことにより、スクリーンのポインタ位置
を見ながら操作者の意志を反映させるべく違和感のない
ポインタ制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態の構成ブロック図。

【図２】 本実施の形態に係わるポインティングデバイ
ス及びポインタ制御方法を説明するためのシステム構成
斜視図。

【図３】 本実施の形態のポインティングデバイスの構
成斜視図。

【図４】 本発明の実施の形態に係わるポインタ制御動
作を説明するポインティングシステムの基本動作フロ
ー。

【図５】 被検出位置座標演算を説明するためスクリー
ン上の投影画像を撮像した撮像画像。

【図６】 撮像画像の座標系回転を説明する図。

【図７】 ポインタ位置制御されていない場合のスクリ
ーン上のポインタ軌跡。

【図８】 第１の実施の形態に係わるポインタ制御動作
フロー。

【図９】 第１の実施の形態に係わるスクリーン上のポ
インタ動作を説明するポインタ軌跡図。

【図１０】 第２の実施の形態に係わるポインタ制御動
作フロー。

【図１１】 第３の実施の形態に係わるポインティング
デバイスの構成ブロック図。

【図１２】 第３の実施の形態に係わるポインタ動作フ
ロー。

【図１３】 第３の実施の形態に係わるポインタ制御動
作の詳細フロー。

【符号の説明】

５ 画像処理手段 ６ ポインタ位置演算手段 ７ ポインタ位置制御手段 １１ シャッターボタン（トリガボタン） １００ ポインティングデバイス １０１ 撮像手段 １１０ スクリーン １２０ パソコン １３０ プロジェクタ ３００ 圧力検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石野 行宣 東京都品川区二葉１丁目３番25号 株式会 社ニコン技術工房内 (72)発明者 田中 雅英 東京都品川区二葉１丁目３番25号 株式会 社ニコン技術工房内 (72)発明者 加藤 勇 埼玉県さいたま市風渡野683番３号106 有 限会社エジクン技研内 Ｆターム(参考） 2K103 AA16 AB10 CA58 5B087 AA09 BC08 BC31 CC01 CC09 DE07

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の特徴点を有する表示画面上の被検
   出位置にポインタ位置を制御するポインティングデバイ
   スであって、前記複数の特徴点を含めて撮像する撮像手
   段と、前記撮像手段により撮像された撮像画像データに
   基づいて表示画面上の被検出位置の座標を算出するため
   の信号を送出する信号出力手段と、 前記信号出力手段から出力された結果に基づいて表示さ
   れたポインタ位置から被検出位置までのポインタ移動感
   度係数を設定するための圧力を検出する前記圧力検出手
   段とを備えたことを特徴とするポインティングデバイ
   ス。
2. 【請求項２】 前記被検出位置は撮像レンズの光軸と撮
   像面との交点としたことを特徴とする請求項１記載のポ
   インティングデバイス。
3. 【請求項３】 表示画面上の所望の位置にポインタを連
   続的に移動させるポインタ制御装置であって、ポインテ
   ィングデバイスにより指示された被検出位置の座標を算
   出する座標演算手段と、前記座標演算手段により算出さ
   れた被検出位置の第１座標値と第２座標値との距離に応
   じた移動感度係数に基づいてポインタの位置を制御する
   ポインタ位置制御手段とを備えたことを特徴とするポイ
   ンタ制御装置。
4. 【請求項４】 前記ポインタ位置制御手段は、前記距離
   が所定値以下になった時、ポインタの位置を制御するこ
   とを特徴とする請求項３記載のポインタ制御装置。
5. 【請求項５】 表示画面上の所望の位置にポインタを連
   続的に移動させるポインタ制御装置であって、ポインテ
   ィングデバイスにより順次指示された被検出位置の第
   １、第２及び第３の座標値を算出する座標演算手段と、 前記座標演算手段から算出された第１座標値と第２座標
   値との距離と第２座標値と第３座標値との距離との距離
   比に応じた移動感度係数に基づいてポインタの位置を制
   御するポインタ位置制御手段とを備えたことを特徴とす
   るポインタ制御装置。
6. 【請求項６】 前記ポインタ位置制御手段は前記距離比
   が所定値以下になった時、ポインタの位置を制御するこ
   とを特徴とする請求項５記載のポインタ制御装置。
7. 【請求項７】 表示画面上の所望の位置にポインタを移
   動制御するポインタ制御装置であって、ポインティング
   デバイスから出力された表示画面上の被検出位置データ
   に基づき被検出位置の座標を算出する座標演算手段と、
   前記座標演算手段より算出された被検出位置座標と所望
   の位置とのズレ量を前記ポインティングデバイスから出
   力された圧力検出量に応じた移動感度係数を設定する移
   動感度設定手段とを備え、前記圧力検出量の大きさに基
   づいて設定された移動感度係数と前記被検出位置座標と
   に基づいてポインタ位置を制御することを特徴とするポ
   インタ制御装置。
8. 【請求項８】 前記圧力検出量が大きい時にはポインタ
   を被検出位置に速く近づけ、押圧力が小さい時にはポイ
   ンタを被検出位置に遅く近づけることを特徴とする請求
   項７記載のポインタ制御装置。
9. 【請求項９】 前記座標演算手段は前記ポインティング
   デバイスから入力された撮像画像データに基づいて演算
   することを特徴とする請求項３、５又は７記載のポイン
   タ制御装置。
10. 【請求項１０】 前記座標演算手段は表示画面に対する
    撮像面の姿勢パラメータに基づいて演算することを特徴
    とする請求項３、５又は７記載のポインタ制御装置。
11. 【請求項１１】 表示画面上の所望の位置にポインタの
    位置を連続的に移動させるポインタ制御方法であって、
    ポインティングデバイスにより順次指示された被検出位
    置の第１及び第２座標値を算出する座標演算ステップ
    と、前記座標演算ステップにより算出された第１座標値
    と第２座標値との距離に応じた移動感度係数に基づいて
    ポインタの位置を制御するポインタ位置制御ステップと
    を含むことを特徴とするポインタ制御方法。
12. 【請求項１２】 表示画面上の所望の位置にポインタの
    位置を連続的に移動させるポインタ制御方法であって、
    ポインティングデバイスにより順次指示された被検出位
    置の第１、第２及び第３座標値を算出する座標演算ステ
    ップと、前記座標演算ステップにより算出された第１座
    標値と第２座標値との距離と第２座標値と第３座標値と
    の距離との比に応じた移動感度係数に基づいてポインタ
    の位置を制御するポインタ位置制御ステップとを含むこ
    とを特徴とするポインタ制御方法。
13. 【請求項１３】 前記移動感度係数はポインティングデ
    バイスからの出力信号により変更することを特徴とする
    請求項１１または１２記載のポインタ制御方法。
14. 【請求項１４】 表示画面上の所望の位置にポインタを
    移動制御するポインタ制御方法であって、ポインティン
    グデバイスから出力された表示画面上の被検出位置デー
    タに基づき被検出位置の座標を算出する座標演算ステッ
    プと、前記座標演算ステップにより算出された被検出位
    置座標と所望の位置とのズレ量を前記ポインティングデ
    バイスから出力された圧力検出量に応じた移動感度係数
    を設定する移動感度設定ステップと、前記圧力検出量の
    大きさに基づいて設定された移動感度係数と前記被検出
    位置座標とに基づいてポインタ位置を制御することを特
    徴とするポインタ制御方法。
15. 【請求項１５】 前記請求項１１〜１４記載のいずれか
    １つに記載された方法をコンピュータに実行させるプロ
    グラムを記録したことを特徴とするコンピュータ可読記
    録媒体。