JP2007028351A

JP2007028351A - 投影型遠隔指示装置

Info

Publication number: JP2007028351A
Application number: JP2005209365A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Komine; 隆宏小峯
Original assignee: National Institute of Information and Communications Technology
Current assignee: National Institute of Information and Communications Technology
Priority date: 2005-07-20
Filing date: 2005-07-20
Publication date: 2007-02-01

Abstract

【課題】光ファイバー等のネットワーク回線を利用した遠隔テレビ会議等において、遠隔地間で指示及び意思表示等を行うための遠隔指示投影装置を提供する。
【解決手段】遠隔地にある対象物を撮影する撮像手段により得られた映像情報がネットワークを介して送信され、該映像情報は映像出力手段により表示される。映像出力手段に表示された対象物に対し、意思表示手段により所定の描画オブジェクトを選択して、前記映像出力手段において表示する位置を決定すると、描画オブジェクト情報及び表示位置情報が電子データに変換されて、ネットワークを介して送信される。光像投影手段は、受信した描画オブジェクト情報及び表示位置情報に基づいて、上記遠隔地の対象物に所定の光像を投影する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバー通信等のネットワーク回線を利用した遠隔テレビ会議等において、遠隔地間で指示及び意思表示等を行うための投影型遠隔指示装置に関する。

ＡＤＳＬ等の高速デジタル加入者回線、光ファイバー通信網の急速な普及により、動画の相互通信をリアルタイムに自由且つ安価に行うことが可能となった。そのため、遠隔会議や遠隔講義（以下、単に「遠隔会議システム」という。）が一般的に行われている。しかし、このような遠隔会議システムを円滑に活用するには、会議場間で情報を予め共有化しておく必要がある。会議中に新たに入手された資料は、テレビカメラを用いて映し出すことによって、ある程度の情報を会議の参加者に伝えることができるが、受信状態や送受信機器の性能等の問題上、一度に伝達できる情報量には限界がある。そのため、その資料の映像を受信する側の参加者は資料を映し出す側の参加者に音声で所望の部分を音声で明確に伝える必要があるが、聞き違い等の錯誤が双方間で生じやすく、会議の遅滞を招くことも少なくなかった。

特開平５−２０４５３４号公報には、テレビカメラを用いた映像情報のやり取りを行っている状況において、Ａ地点にいる者が画面上で対象物を特定する手段と、その特定された対象物に光ビームのスポットを当てる手段を備えることにより、Ａ地点にいる者が何を指示しているのかをＢ地点にいる者が即座に且つ確実に認識することができる遠隔ポインティング装置が開示されている。

しかしながら、上記のような遠隔ポインティング装置は、単に固定光像を投影するものであり、様々な意見を明確に伝達することはできない。そのため、複数の遠隔地間で同時中継の遠隔会議を行う場合、光ビームのスポットが対象物に当てられても、指示する内容がどのような意味なのか、指示した者が誰であったのか、即座に理解することは困難であるので、結局のところ、音声による情報伝達に頼るところが大きいという問題があった。また、上記のような遠隔ポインティング装置は固定光像のみで指示を行うので、一度に複数の指示を出すことができない。そのため、遠隔地から作業を指示する場合、実際の作業者に予め入念に教育した上でなければ、順調に作業を行うことが困難になるという問題があった。

特開平５−２０４５３４号公報

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、光ファイバー通信等のネットワーク回線を利用した遠隔テレビ会議等において、他の会場や遠隔地の作業者に対する指示及び意思表示を行うための投影型遠隔指示装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために本発明の投影型遠隔指示装置は以下のような特徴を有する。

請求項１に記載の投影型遠隔指示装置は、遠隔地にある対象物を撮影し、該撮影した映像情報を電子映像データに変換し、ネットワークを介して該映像データを送信する撮像手段と、前記撮像手段から上記映像データを受信し、且つ表示する映像出力手段と、所定の描画オブジェクトを選択し、且つ該描画オブジェクトを前記映像出力手段に表示する位置を決定する意思表示手段と、前記意思表示手段により生成された描画オブジェクト情報及び表示位置情報を電子データに変換し、ネットワークを介して送信する指示情報送信手段と、前記指示情報送信手段から受信した描画オブジェクト情報及び表示位置情報に基づいて、上記遠隔地の対象物に所定の光像を投影する光像投影手段とを備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の投影型遠隔指示装置において、前記撮像手段による撮影可能範囲に複数の基準座標を設け、上記の光像投影手段から校正用の光ビームを投射し、前記撮像手段で基準座標間の校正用光ビームの相対位置をサーチすることにより校正用光ビームの座標情報を算出し、該座標情報により光像の投影位置を校正する位置校正手段を設けたことを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の投影型遠隔指示装置を構成する光像投影手段が、光源と、前記光源の出力光の光量を変調する光量変調手段と、前記光量変調手段により変調された変調光を水平方向に偏向する水平偏向手段と、前記水平偏向手段により偏向された光を垂直方向に偏向する垂直偏向手段とを備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の投影型遠隔装置を構成する光源が、半導体レーザー、発光ダイオードから選択されたいずれかであることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の投影型遠隔装置を構成する垂直偏向手段が、ガルバノミラーであることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の投影型遠隔装置を構成する水平偏向手段が、ポリゴンミラーであることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の投影型遠隔装置を構成する光量変調手段に色分離フィルターを設けたことを特徴とする。

本発明の投影型遠隔指示装置によれば、遠隔地にある対象物をネットワークを介して映像表示する映像出力手段と、所定の描画オブジェクトを選択し、且つ該描画オブジェクトを前記映像出力手段に表示する位置を決定する意思表示手段と、描画オブジェクト情報及び表示位置情報に基づいて、上記遠隔地の対象物に所定の光像を投影する光像投影手段とを具備するので、互いに遠距離にある会場間であっても意思表示をリアルタイムで緊密に行うことができる。

また、本発明の投影型遠隔指示装置によれば、遠隔地間であっても多様な作業指示を行うことができ、例えば、遠隔地にある対象物に複数の光像を投影することにより、連続した複数の数字で作業手順を示すと同時に、安全な部位と要注意部位を光像により明確に区別することができる。従って、本発明の投影型遠隔指示装置によれば、作業指示者が遠隔地にいる場合であっても、作業内容を指示する音声とともに、作業部位を指示する光像によって、現場の作業者はリアルタイムで指示を受けることができるので、該作業者は指示内容を錯誤することが極めて少なくなる。

また、本発明の投影型遠隔指示装置によれば、位置校正手段により光像の投影位置が校正されるので、実際に投射される描画オブジェクトの投射位置が、意思表示手段により指示された位置とほぼ同一になる。

また、本発明の投影型遠隔指示装置を構成する光像投影手段として、光源と、前記光源の出力光の光量を変調する光量変調手段と、前記光量変調手段により変調された変調光を水平方向に偏向する水平偏向手段と、前記水平偏向手段により偏向された光を垂直方向に偏向する垂直偏向手段とを備えるものを用い、光源として、特に半導体レーザー、発光ダイオード等を用いることにより、光像投影手段の全体の構成を小さくすることができる。

また、上記構成の光像投影手段において、垂直偏向手段としてガルバノミラーを用い、水平偏向手段としてポリゴンミラーを用いることにより、対象物に投射される投射光を所望の回数折り曲げることができる。そのため、光源、垂直偏向手段、水平偏向手段を自由に配置できるようになるので、光像投影手段の全体の構成を更に小さくすることができる。

また、上記構成の光像投影手段において、光源として多重波長発振する半導体レーザーや、発光ダイオードを用いるとともに、光量変調手段に色分離フィルターを更に設けることにより、所望の色調を有する光像を対象物に投射することができる。例えば、シンポジウム会議において、会場のホワイトボードやスクリーン等に表示された議題等について、パネリストがその内容を議論する場合、遠隔地にいる参加者が「賛成」の意思表示を緑色の記号「◎」の光像を指示し、質問事項がある場合には「質問」の意思表示を赤色の文字「Ｑ」の光像や、その他適当な矢印記号を用いて具体的に指示しながら発言するといった行為が可能になる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の投影型遠隔指示装置の構成例を表している。この実施形態において、撮像手段１が掲示板Ｔの記載事項を撮影し、その映像の電子データがネットワーク２を介して指示装置３に送信されるように構成されている。そして、映像出力手段５は、指示装置３が受信した映像データに基づいて掲示板Ｔに記載された事項を遠隔地の指示者Ｓに表示する。指示者Ｓが意思表示手段４を操作して所定の描画オブジェクトを選択し、映像出力手段５に表示された掲示板Ｔ上の所定の位置に貼り付けると、指示装置３に設けられた指示情報送信手段３６が、上記意思表示手段４により生成された描画オブジェクト情報及び表示位置情報を電子データに変換し、ネットワーク２を介して、この電子データを光像投影手段６に送信する。光像投影手段６は、この電子データに従って実際の掲示板Ｔ上で対応する位置に所定の光像を投射して、指示者Ｓの意思を表示できるように構成されている。

尚、指示者Ｓの様子は、当該遠隔地に設けられた指示者撮影用カメラ９で適宜撮影され、その映像及び音声の電子データがネットワーク２を介して指示者表示手段７に送信され、映像及び音声が再生されるように構成されている。このようにして、直接対面できない当事者同士が意思表示をリアルタイムで緊密に行うことができる。

図２は、撮像手段１及び光像投影手段６の構成例を示している。光像投影手段６は、ネットワークインタフェース６１、制御部６２、多波長発振レーザー６３、光量変調手段６４、ポリゴンミラー６６、ガルバノミラー６７を備えている。多波長発振レーザー６３は、多重波長のレーザー光８を発振する半導体レーザーであり、レーザー光８を光量変調手段６４に入射する。制御部６２は、ネットワーク２を介してネットワークインタフェース６１が受信した描画オブジェクト情報及び表示位置情報に基づいて、上記描画オブジェクトが実際の掲示板Ｔ上の対応する位置に所定の光像８１、８２として現れるように光量変調手段６４を調整し、ポリゴンミラー６６、ガルバノミラー６７の回転を制御する。レーザー光８は、光量変調手段６４にてその光強度が変調された後、色分離フィルター６５を通過させるように構成されている。レーザー光８は、ポリゴンミラー６６及びガルバノミラー６７で反射された後、レンズ６８を通過し、実際の掲示板Ｔ上で所定の位置に色調を有する光像８１、８２を表すように制御される。

描画オブジェクトは、意思表示手段４により映像出力手段５上で指示した通りの位置に、実際の掲示板Ｔ上においても投射される必要がある。そこで、次のようにして、光像の投影位置が校正される。すなわち、まず、掲示板Ｔの４隅に基準座標１０２ａ〜１０２ｄを固定する。次に、光像投影手段６から校正用の光ビームを投射し、撮像手段１で基準座標間の校正用光ビームの相対位置をサーチする。位置校正手段１０１は、基準座標間の校正用光ビームの相対位置情報に基づいて校正用光ビームの座標情報を算出する。そして、位置校正手段１０１は、ネットワークインタフェース６１が受信した光像８１、８２の表示位置情報を前記座標情報に基づいて校正し、意思表示手段４により映像出力手段５上で指示した位置と実際の投射位置とを一致させる。

ところで、上記基準座標１０２ａ〜１０２ｄを使用しない場合、例えば、撮像手段１と光像投影手段６とを同じ台座に固定しておき、駆動機構により上下左右方向へ同時に旋回可能にしておく。ここで、光像投影手段６による光像投影範囲は、撮像手段１の撮影範囲内に納まるようにしておき、撮像手段１による画像は映像出力手段５の表示画面に表示されるようにしておく。光像投影手段６による光像投影が可能な範囲（光像投影可能範囲）も映像出力手段５の表示画面に表示され、上記光像投影可能範囲内に指示者Ｓは描画オブジェクトを選択して表示する。この描画オブジェクト情報と光像投影可能範囲上に選択された描画オブジェクトの位置情報は、ネットワークを介して送信される。この情報は光像投影手段６側で受信され、その結果、光像投影手段６は選択された座標位置に光像を投影する。
この状態で、指示者Ｓがジョイスティック等の意思表示手段４を操作すると、これに連動して台座上の撮像手段１と光像投影手段６は駆動機構により上、下、左、右方向へ同時に旋回し、光像投影位置は移動する。しかし、撮像手段１も連動しているため、映像出力手段５の表示画面上の光像投影可能範囲は移動することはない。
なお、所定の駆動機構により指示者表示手段７のモニター７３も、上記撮像手段１及び光像投影手段６を載せた台座に固定して、これら全てを連動して上下左右方向へ旋回可能にすることも可能である。

撮像手段１は、カメラ１１、制御部１２、ネットワークインタフェース１３、モータ１４及び信号変換器１５を備えている。カメラ１１は掲示板Ｔの掲載内容を撮影し、信号変換器１５はカメラ１１により撮影された映像を電子映像データに変換し、該映像データは、ネットワークインタフェース１３及びネットワーク２を介して指示装置３に伝送される。尚、カメラ１１のズームアップ、ズームダウン及び撮影エリアの調整は、指示者Ｓが意思表示手段４を操作して行うことができる。この場合、制御部１２は、ネットワーク２を介してネットワークインタフェース１３が受信したカメラ制御情報に基づいて、カメラ１１の倍率を調整し、指示者Ｓが所望する撮影エリアになるようにモータ１４を制御してカメラ１１の撮影角度を調整する。

このようにして、パネリストＰの様子及び掲示板Ｔの掲載事項は、上記カメラ１１で適宜撮影され、その映像及び音声の電子データがネットワーク２を介して指示装置３に送信される。指示者Ｓは、フラストレーションを覚えることなく、現地の映像及び音声に基づいて、速やかに判断を行うことができる。

尚、本実施例において、図２に示すように撮像手段１及び光像投影手段６はそれぞれ分離された制御部によって制御されており、また、別々のネットワークインタフェースと接続されているが、撮像手段１及び光像投影手段６を独立して制御できるのであれば、本発明の投影型遠隔指示装置の小型化を図る目的で、共通のネットワークインタフェースでネットワーク２に接続し、共通の制御部で制御するように構成することもできる。

図３は指示装置３の構成例であり、指示装置３は、信号変換器３１、ネットワークインタフェース３２、ＲＡＭ３３、ＲＯＭ３４及びＣＰＵ３５から構成されている。ネットワークインタフェース３２はネットワーク２を介して電子映像データを受信し、該映像データを信号変換器３１に送る。該信号変換器３１は該映像データをアナログの映像信号に変換して映像出力手段５に出力する。尚、該映像出力手段５としてパソコン等で通常使用されるディスプレイ等のモニターを使用することができる。

指示者Ｓは、指示装置３を操作することにより、次のようにしてその指示がパネリストＰに伝達される。

まず、指示者Ｓは映像出力手段５に表示された掲示版を閲覧しながら、意思表示手段４としてのジョイスティック４１及びキーボード４２を操作して描画オブジェクトを選択し、映像出力手段５に表示された掲示版における所望する位置を指示して、選択された描画オブジェクトを指示位置に表示させる。尚、意思表示手段４として上記のもの以外にマウスを用いることができる。

ＣＰＵ３５はＲＯＭ３４に記憶されているプログラムに従って各種処理を行う。例えば、ＣＰＵ３５は、ジョイスティック４１及びキーボード４２の操作に基づき、或いは映像出力手段５に表示された描画オブジェクトの形態及びその表示位置に基づいて光像投影手段６を制御する信号を算出する処理を行う。また、これ以外の処理として、ＣＰＵ３５はジョイスティック４１又はキーボード４２の指示者Ｓによる操作に基づき、撮像手段１を制御する信号を算出する処理を行う。ＣＰＵ３５が各種処理をする上において必要なデータ、プログラム等は、ＲＡＭ３３に適宜記憶されるように構成されている。ＣＰＵ３５が算出した光像投影手段６及び撮像手段１を制御する信号は、指示情報送信手段３６によって電子データに変換された後、ネットワークインタフェース３２に出力され、ネットワーク２を介して光像投影手段６及び撮像手段１にそれぞれ伝送される。

図２に示すように、光像投影手段６においてはネットワークインタフェース６１を介して制御部６２が、指示装置３から伝送された制御信号を受信する。この制御信号に基づいて、制御部６２は多波長発振レーザー６３と、光量変調手段６４、ポリゴンミラー６６及びガルバノミラー６７の回転を制御し、映像出力手段５での表示に対応した描画オブジェクトが実際の掲示板Ｔ上に投射される。

一方、撮像手段１においてはネットワークインタフェース１３を介して制御部１２が、指示装置３から伝送された制御信号を受信する。この制御信号に基づいて、カメラ１１の倍率及びモータ１４の駆動が制御され、カメラ１１の倍率及び撮影角度が調整される。

指示者撮影用カメラ９に取り込まれた遠隔地の映像及び音声に関する情報は、指示情報送信手段３６によって電子データに変換された後、ネットワークインタフェース３２に出力され、ネットワーク２を介して指示者表示手段７に伝送される。該指示者表示手段７は、図２に示すように、ネットワークインタフェース７１、デジタル／アナログ変換器７２、モニター７３及びスピーカー７４を具備している。指示手段３から送信された遠隔地の映像及び音声に関する電子データが、上記ネットワークインタフェース７１に入力される。次いで、この遠隔地の映像等の電子データは、上記デジタル／アナログ変換器７２でアナログ信号に変換された後、映像及び音声としてそれぞれモニター７３及びスピーカー７４に出力される。

本発明は上記の実施形態に限定されない。撮像手段１及び指示装置３と光像投影手段６は、有線で結合されていても無線通信でデータが送受信されていても良い。また、意思表示手段４は、複数であっても単独であっても良く、指示装置３と有線で結合されていても、無線通信でデータが送受信されていても良い。また、撮像手段１及び指示装置３にマイクロホンを設けることもでき、マイクロホンを介して指示者ＳがパネリストＰに音声による指示又は質問を行い、パネリストＰが指示者Ｓに随時回答するようにすることができる。また、光像投影手段６と指示装置３を複数台設けることもできる。このように構成することで、多数の地域に設けられた会場から参加者の意思がほぼ同時に表明されるので、意思を表明した各々の参加者は別会場に居ながらも相互に意思を確認することができる。さらに、投影対象物は掲示板に限られるものではなく、立体物であっても良い。

本発明の投影型遠隔指示装置の構成例を示すブロック図である。図１の撮像手段１及び光像投影手段６の構成例を示すブロック図である。図１の指示装置３の構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１撮像手段
２ネットワーク
３指示装置
４意思表示手段
５映像出力手段
６光像投影手段
７指示者表示手段
８レーザー光
９指示者撮影用カメラ
１１カメラ
１２制御部
１３ネットワークインタフェース
１４モータ
１５信号変換器
３１信号変換器
３２ネットワークインタフェース
３３ＲＡＭ
３４ＲＯＭ
３５ＣＰＵ
３６指示情報送信手段
４１ジョイスティック
４２キーボード
６１ネットワークインタフェース
６２制御部
６３多波長発振レーザー
６４光量変調手段
６５色分離フィルター
６６ポリゴンミラー
６７ガルバノミラー
７１ネットワークインタフェース
７２デジタル／アナログ変換器
７３モニター
７４スピーカー
１０１位置校正手段
１０２ａ〜１０２ｄ基準座標
Ｐパネリスト
Ｓ指示者
Ｔ掲示板

Claims

遠隔地にある対象物を撮影し、該撮影した映像情報を電子映像データに変換し、ネットワークを介して該映像データを送信する撮像手段と、
前記撮像手段から上記映像データを受信し、且つ表示する映像出力手段と、
所定の描画オブジェクトを選択し、且つ該描画オブジェクトを前記映像出力手段に表示する位置を決定するための意思表示手段と、
前記意思表示手段により選択された描画オブジェクト情報及び表示位置情報を電子データに変換し、ネットワークを介して送信する指示情報送信手段と、
前記指示情報送信手段から受信した描画オブジェクト情報及び表示位置情報に基づいて、上記遠隔地の対象物に所定の光像を投影する光像投影手段と、
を備えることを特徴とする投影型遠隔指示装置。
前記撮像手段による撮影可能範囲に複数の基準座標を設け、上記の光像投影手段から校正用の光ビームを投射し、
前記撮像手段で基準座標間の校正用光ビームの相対位置をサーチすることにより校正用光ビームの座標情報を算出し、該座標情報により光像の投影位置を校正する位置校正手段を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の投影型遠隔指示装置。
前記光像投影手段は、光源と、前記光源の出力光の光量を変調する光量変調手段と、前記光量変調手段により変調された変調光を水平方向に偏向する水平偏向手段と、前記水平偏向手段により偏向された光を垂直方向に偏向する垂直偏向手段とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の投影型遠隔指示装置。
前記光源は半導体レーザー、発光ダイオードから選択されたいずれかであることを特徴とする請求項３に記載の投影型遠隔指示装置。
前記垂直偏向手段はガルバノミラーであることを特徴とする請求項３に記載の投影型遠隔指示装置。
前記水平偏向手段はポリゴンミラーであることを特徴とする請求項３に記載の投影型遠隔指示装置。
前記光量変調手段に色分離フィルターを設けたことを特徴とする請求項３に記載の投影型遠隔指示装置。