JP2007310424A - 3d coordinate input system, apparatus, method, and program - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize intuitive 3D coordinate input without adding a new special sensor. <P>SOLUTION: A 3D movement calculation means, from a moving picture obtained by photographing a photographic subject with a camera, calculates 3D movement of the camera and a terminal mounted therewith generated as a user has moved the terminal. Subsequently, an operation information generation means converts the 3D movement computed with the 3D movement calculation means into operation information for operation object software, and if an operation information validation switch is turned on, inputs the operation information to the operation object software. Then a display means presents a result obtained by inputting the operation information to the operation object software to the user. Accordingly, the user can intuitively input 3D coordinates by operating the terminal. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、座標入力システム等に関し、特に動画撮影可能なカメラを用いた三次元座標入力システム、三次元座標入力装置、三次元座標入力方法、および三次元座標入力プログラムに関する。   The present invention relates to a coordinate input system and the like, and more particularly, to a three-dimensional coordinate input system, a three-dimensional coordinate input device, a three-dimensional coordinate input method, and a three-dimensional coordinate input program using a camera capable of moving image shooting.

従来から、特許文献1〜3に開示されているように、通常のxy座標を入力するためのマウスにz座標を入力するための機構が搭載されることにより、三次元座標入力が行われる三次元座標入力装置があった。   Conventionally, as disclosed in Patent Documents 1 to 3, a 3D coordinate input is performed by installing a mechanism for inputting a z coordinate in a mouse for inputting a normal xy coordinate. There was an original coordinate input device.

また、特許文献4,5に開示されているように、通常のマウスにトラックボールが搭載され、三次元空間内の平面の傾きがトラックボールによって指定され、同平面上での二次元座標がマウスにより指定されることによって、三次元座標入力が行われる三次元座標入力装置もあった。   Also, as disclosed in Patent Documents 4 and 5, a trackball is mounted on a normal mouse, the inclination of the plane in the three-dimensional space is specified by the trackball, and the two-dimensional coordinates on the same plane are the mouse. There is also a three-dimensional coordinate input device in which three-dimensional coordinate input is performed by designating by.

一方、特許文献6,7に開示されているように、xyz各次元に対応した慣性センサがそれぞれ端末上に配置され、各慣性センサの感知結果から当該端末の動きが読み取られることによって、三次元座標入力を行うものもあった。   On the other hand, as disclosed in Patent Documents 6 and 7, an inertial sensor corresponding to each dimension of xyz is arranged on each terminal, and the movement of the terminal is read from the detection result of each inertial sensor, so that three-dimensional Some of them also input coordinates.

特開2001−360252号公報JP 2001-360252 A 特開平11−134111号公報JP-A-11-134111 特開平8−179883号公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-17983 特開平9−26851号公報JP-A-9-26851 特開平1−100621号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-100621 特開平7−98630号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-98630 特開平1−96720号公報JP-A-1-96720

ところが、上述した従来の技術には、以下に示すような問題点があった。   However, the conventional techniques described above have the following problems.

第1の問題点は、z座標入力機構がマウスに搭載された装置では、装置自体が大掛かりになるということである。   The first problem is that the apparatus itself is large in the apparatus in which the z coordinate input mechanism is mounted on the mouse.

また、第2の問題点は、z座標入力機構がマウスに搭載された装置では、直感的に座標を入力することが困難であるということである。その理由は、z座標入力機構とマウスの二つの機構をユーザが同時に操作する必要があるためである。   A second problem is that it is difficult to intuitively input coordinates in an apparatus in which a z coordinate input mechanism is mounted on a mouse. The reason is that the user needs to operate the z coordinate input mechanism and the mouse at the same time.

また、第3の問題点は、端末の三次元座標が慣性センサの感知結果によって取得される装置では、その端末が大掛かりで高価になるということである。   A third problem is that in a device in which the three-dimensional coordinates of the terminal are acquired based on the sensing result of the inertial sensor, the terminal is large and expensive.

さらに、第4の問題点は、端末の三次元座標が慣性センサの感知結果によって取得される装置では、ユーザが端末を静止させていても、ユーザが車や電車などの移動体に乗っている場合、ユーザの意図に反して、ソフトウェアに操作が入力されてしまうということである。その理由は、慣性センサは、ユーザと端末との相対的な運動ではなく、端末の絶対的な運動を検出するためである。   Furthermore, the fourth problem is that in a device in which the three-dimensional coordinates of the terminal are acquired based on the detection result of the inertial sensor, the user is on a moving body such as a car or a train even when the user stops the terminal. In this case, an operation is input to the software against the user's intention. The reason is that the inertial sensor detects the absolute movement of the terminal, not the relative movement between the user and the terminal.

本発明は、上述した問題を解消し、新たに特殊なセンサを追加することなく、直感的な三次元座標入力を実現できるようにすることを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems and to realize intuitive three-dimensional coordinate input without newly adding a special sensor.

本発明の三次元座標入力システムは、動画像を撮影する動画像撮影手段(例えばカメラ110)と、画像を表示する表示手段(例えば表示手段130)と、所定のソフトウェア(例えば操作対象ソフトウェア103)にもとづいて表示手段を制御する表示制御手段(例えばコンピュータ100)と、動画像撮影手段によって撮影された動画像にもとづいて、当該動画像撮影手段が搭載された筐体(例えば端末装置300)の三次元空間内の動作を三次元座標の変化として算出する三次元動作算出手段(例えば三次元運動算出手段101)と、三次元動作算出手段が算出した動作にもとづいて操作情報を生成する操作情報生成手段(例えば操作情報生成手段102)と、を備え、表示制御手段は、操作情報生成手段によって生成された操作情報に従って、表示手段に表示されている画像を変更する(ステップA4)ことを特徴とする。   The three-dimensional coordinate input system of the present invention includes a moving image photographing unit (for example, camera 110) for photographing a moving image, a display unit (for example, display unit 130) for displaying an image, and predetermined software (for example, operation target software 103). Display control means (for example, the computer 100) for controlling the display means based on the above, and a casing (for example, the terminal device 300) in which the moving image shooting means is mounted based on the moving image shot by the moving image shooting means. Three-dimensional motion calculation means (for example, three-dimensional motion calculation means 101) that calculates a motion in the three-dimensional space as a change in three-dimensional coordinates, and operation information that generates operation information based on the motion calculated by the three-dimensional motion calculation means Generating means (for example, the operation information generating means 102), and the display control means is the operation information generated by the operation information generating means. Therefore, changing the image displayed on the display unit (step A4) can be characterized.

上記のように構成したことで、新たに特殊なセンサを追加することなく、動画像撮影手段の撮像画像にもとづいて三次元座標入力を行うことができるため、低コストで直感的な三次元座標を入力することができるようになる。   By configuring as described above, it is possible to perform 3D coordinate input based on the captured image of the moving image capturing means without adding a new special sensor. Will be able to enter.

操作情報生成手段によって生成された操作情報をユーザの操作に応じて有効化または無効化するための操作情報有効化スイッチ(例えば操作情報有効化スイッチ120)を備えていてもよい。   An operation information enabling switch (for example, an operation information enabling switch 120) for enabling or disabling the operation information generated by the operation information generating means in accordance with a user operation may be provided.

表示手段と表示制御手段とが、動画像撮影手段が搭載された筐体を含む当該動画像撮影手段を備えた装置を制御するコンピュータとは別のコンピュータによって制御されるように構成されていてもよい。   The display unit and the display control unit may be configured to be controlled by a computer different from the computer that controls the apparatus including the moving image shooting unit including the casing on which the moving image shooting unit is mounted. Good.

表示手段が筐体に設置され、動画像撮影手段が、筐体における表示手段が設置された表側とは反対の裏側に設置されている(例えば図2参照)構成としてもよい。   The display unit may be installed in the casing, and the moving image photographing unit may be installed on the back side opposite to the front side of the casing where the display unit is installed (see, for example, FIG. 2).

表示手段が筐体に設置され、動画像撮影手段が、筐体における表示手段が設置された表側に設置されている(例えば図4参照)構成としてもよい。   The display unit may be installed in the casing, and the moving image capturing unit may be installed on the front side of the casing where the display unit is installed (see, for example, FIG. 4).

動画像撮影手段は、第1の動画像撮影手段と、第2の動画像撮影手段とを含み、表示手段が筐体に設置され、第1の動画像撮影手段が、筐体における表示手段が設置された表側に設置され、第2の動画像撮影手段が、筐体における表側とは反対の裏側に設置されている(例えば図5参照)構成としてもよい。   The moving image photographing means includes a first moving image photographing means and a second moving image photographing means, the display means is installed in the housing, and the first moving image photographing means is the display means in the housing. It is good also as a structure installed in the installed front side and the 2nd moving image imaging | photography means being installed in the back side opposite to the front side in a housing | casing (for example, refer FIG. 5).

表示手段は、表示画面を明るく表示するためのバックライトを備え、表示手段とともに筐体における表側に設置されている動画像撮影手段は、動画像を撮影する際に被写体を照らすための光源としてバックライトを用いるようにしてもよい。   The display means includes a backlight for brightly displaying the display screen, and the moving image photographing means installed on the front side of the casing together with the display means is used as a light source for illuminating the subject when photographing the moving image. A light may be used.

動画像撮影手段が動画像を撮影する際に被写体を照らすための光源を備えていてもよい。   The moving image shooting means may include a light source for illuminating the subject when shooting a moving image.

動画像撮影手段は、筐体の三次元空間内の動作を三次元動作算出手段に算出させるための動画像を得るために、あらかじめ用意されたテクスチャ(例えば格子、文字など)が印刷された被写体を撮影するように構成してもよい。   The moving image photographing means is a subject on which a texture (for example, a lattice, a character, etc.) prepared in advance is printed in order to obtain a moving image for causing the three-dimensional movement calculating means to calculate the movement in the three-dimensional space of the housing. You may comprise so that it may image | photograph.

また、本発明の三次元座標入力装置は、動画像を撮影する動画像撮影手段(例えばカメラ110)と、動画像撮影手段によって撮影された動画像にもとづいて、当該動画像撮影手段が搭載された筐体の三次元空間内の動作を三次元座標の変化として算出する三次元動作算出手段(例えば三次元運動算出手段101)と、三次元動作算出手段が算出した動作にもとづいて、表示手段(例えば表示手段130)に表示されている画像を変更させるための操作情報を生成する操作情報生成手段(例えば操作情報生成手段102)と、操作情報生成手段が生成した操作情報を表示手段を所定のソフトウェアにもとづいて制御する表示制御手段に向けて出力する操作情報出力手段(例えば操作情報生成手段102)と、を備えたことを特徴とする。   The three-dimensional coordinate input device of the present invention is equipped with a moving image photographing means (for example, the camera 110) for photographing a moving image and the moving image photographing means based on the moving image photographed by the moving image photographing means. 3D motion calculation means (for example, 3D motion calculation means 101) for calculating the motion of the housing in the 3D space as a change in 3D coordinates, and display means based on the motion calculated by the 3D motion calculation means An operation information generation unit (for example, the operation information generation unit 102) that generates operation information for changing an image displayed on the display unit (for example, the display unit 130), and a display unit that displays the operation information generated by the operation information generation unit are predetermined. Operation information output means (for example, operation information generation means 102) for output to the display control means for controlling based on the software.

上記のように構成したことで、新たに特殊なセンサを追加することなく、動画像撮影手段の撮像画像にもとづいて三次元座標入力を行うことができるため、低コストで直感的な三次元座標を入力することができるようになる。   By configuring as described above, it is possible to perform 3D coordinate input based on the captured image of the moving image capturing means without adding a new special sensor. Will be able to enter.

また、本発明の三次元座標入力方法は、動画像を撮影するステップと、撮影された動画像にもとづいて、筐体の三次元空間内の動作を三次元座標の変化として算出するステップ(例えばステップA1)と、算出した三次元空間内の動作にもとづいて操作情報を生成するステップ(例えばステップA2)と、画像を表示する表示手段を所定のソフトウェアにもとづいて制御し、生成された操作情報に従って、表示手段に表示されている画像を変更するステップ(例えばステップA4)と、を行うことを特徴とする。   The 3D coordinate input method of the present invention includes a step of capturing a moving image, and a step of calculating an operation in the 3D space of the housing as a change of the 3D coordinate based on the captured moving image (for example, Step A1), a step of generating operation information based on the calculated motion in the three-dimensional space (eg, step A2), and a display means for displaying an image is controlled based on predetermined software, and the generated operation information And changing the image displayed on the display means (for example, step A4).

上記のように構成したことで、新たに特殊なセンサを追加することなく、撮像した動画像にもとづいて三次元座標入力を行うことができるため、低コストで直感的な三次元座標を入力することができるようになる。   By configuring as described above, it is possible to perform 3D coordinate input based on the captured moving image without adding a new special sensor. Therefore, intuitive 3D coordinates can be input at low cost. Will be able to.

さらに、本発明の三次元座標入力プログラムは、コンピュータ(例えばコンピュータ100)に、動画像を撮影するステップと、撮影された動画像にもとづいて、筐体の三次元空間内の動作を三次元座標の変化として算出するステップ(例えばステップA1)と、算出した三次元空間内の動作にもとづいて操作情報を生成するステップ(例えばステップA2)と、画像を表示する表示手段を所定のソフトウェアにもとづいて制御し、生成された操作情報に従って、表示手段に表示されている画像を変更するステップ(例えばステップA4)とを実行させるためのものである。   Furthermore, the three-dimensional coordinate input program of the present invention captures a moving image on a computer (for example, the computer 100), and the operation in the three-dimensional space of the casing based on the captured moving image. A step (eg, step A1) that is calculated as a change in the step, a step (eg, step A2) that generates operation information based on the calculated motion in the three-dimensional space, and a display means that displays an image based on predetermined software. And a step of changing the image displayed on the display means (for example, step A4) in accordance with the operation information generated by the control.

上記のように構成したことで、新たに特殊なセンサを追加することなく、コンピュータに、撮像した動画像にもとづく三次元座標入力を実行させることができ、低コストで直感的な三次元座標を入力させることができるようになる。   By configuring as described above, it is possible to cause a computer to execute 3D coordinate input based on a captured moving image without adding a new special sensor. You will be able to enter.

本発明によれば、新たに特殊なセンサを追加することなく、動画像撮影手段の撮像画像にもとづいて三次元座標入力を行うことができるため、コンパクトかつ低コストで三次元座標入力を行うことができるという効果を奏する。   According to the present invention, since it is possible to perform 3D coordinate input based on the captured image of the moving image capturing means without adding a special sensor, it is possible to perform 3D coordinate input at a compact and low cost. There is an effect that can be.

また、本発明によれば、三次元座標を入力する際、複数の機構を同時に操作する必要がなく、三次元空間内で筐体を移動させるだけでよいため、直感的な三次元座標入力を行うことができるようになるという効果を奏する。   In addition, according to the present invention, when inputting three-dimensional coordinates, it is not necessary to operate a plurality of mechanisms at the same time, and it is only necessary to move the casing in the three-dimensional space. There is an effect that it can be performed.

さらに、本発明によれば、筐体を操作するユーザ自身あるいはそのユーザが乗っている移動体と、筐体との相対的な運動を検出することができ、ユーザが移動体に乗っている場合であっても、ユーザの意図に反して、ソフトウェアにもとづく操作の指示が入力されてしまうことを防止することができるという効果を奏する。   Furthermore, according to the present invention, when the user who is operating the casing or the moving body on which the user is riding and the casing can be detected, the user is on the moving body. However, it is possible to prevent an operation instruction based on software from being input against the user's intention.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の第1の実施の形態における三次元座標入力システムの構成例を示すブロック図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a three-dimensional coordinate input system according to the first embodiment of the present invention.

図1に示すように、本例の三次元座標入力システムは、プログラム制御により動作するコンピュータ(中央処理装置;プロセッサ;データ処理装置)100と、カメラ110と、操作情報有効化スイッチ120と、表示手段130とを含む。なお、図1には、カメラ110によって撮影される被写体140も示されている。   As shown in FIG. 1, the three-dimensional coordinate input system of this example includes a computer (central processing unit; processor; data processing unit) 100 that operates under program control, a camera 110, an operation information enabling switch 120, and a display. Means 130. FIG. 1 also shows a subject 140 photographed by the camera 110.

コンピュータ100は、三次元運動算出手段101と、操作情報生成手段102と、操作対象ソフトウェア103とを含む。   The computer 100 includes a three-dimensional motion calculation unit 101, an operation information generation unit 102, and operation target software 103.

また、カメラ110は、例えば動画を撮影する機能を有するディジタルカメラが用いられる。なお、カメラ110には、被写体140を鮮明に撮影するための例えばフラッシュ装置やライトなどの光源が備えられていてもよい。   As the camera 110, for example, a digital camera having a function of shooting a moving image is used. Note that the camera 110 may be provided with a light source such as a flash device or a light for clearly photographing the subject 140.

表示手段130には、例えばLCD(液晶表示装置)などの各種の情報を表示する表示装置が用いられる。表示手段130は、操作対象ソフトウェア103に操作情報を入力して得られた結果をユーザに提示する。   As the display means 130, for example, a display device that displays various information such as an LCD (Liquid Crystal Display) is used. The display unit 130 presents the result obtained by inputting the operation information to the operation target software 103 to the user.

図2は、本例の三次元座標入力システムが適用された端末装置300の例を示す説明図である。すなわち、端末装置300には、コンピュータ100が内蔵されており、内蔵されているコンピュータ100上で、三次元運動算出手段101、操作情報生成手段102、および操作対象ソフトウェア103が動作する。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a terminal device 300 to which the three-dimensional coordinate input system of this example is applied. That is, the terminal device 300 includes a computer 100, and the three-dimensional motion calculation unit 101, the operation information generation unit 102, and the operation target software 103 operate on the built-in computer 100.

本例では、カメラ110は、端末装置300を挟んでユーザ302とは反対側に位置する被写体140を撮影するように端末装置300に設置されている。また、表示手段130は、ユーザ302に向けて端末装置300上に取り付けられている。   In this example, the camera 110 is installed in the terminal device 300 so as to photograph the subject 140 located on the opposite side of the user 302 with the terminal device 300 interposed therebetween. The display unit 130 is attached on the terminal device 300 toward the user 302.

すなわち、端末装置300には、表示手段130が設置されている側の反対側、言い換えればその表示手段130の表示画面を目視しているユーザ302の頭部が位置する側の反対側に、カメラ110が設置されている。   That is, the terminal device 300 has a camera on the side opposite to the side where the display unit 130 is installed, in other words, on the side opposite to the side where the head of the user 302 viewing the display screen of the display unit 130 is located. 110 is installed.

ここで、被写体140は、端末装置300の周囲に存在する風景や、格子や文字のようなテクスチャが印刷された物体などの本装置300の使用時に用いられる専用の被写体であってもよい。   Here, the subject 140 may be a dedicated subject used when the apparatus 300 is used, such as a landscape around the terminal device 300 or an object on which a texture such as a grid or a character is printed.

三次元運動算出手段101は、カメラ110で被写体140を撮影した動画像から、ユーザ302が端末装置300を動かすことによって生じたカメラ110およびそれを搭載した端末装置300の三次元的な動きを計算する処理を実行する。   The three-dimensional motion calculation means 101 calculates the three-dimensional motion of the camera 110 and the terminal device 300 equipped with the camera 110 that are generated when the user 302 moves the terminal device 300 from the moving image obtained by photographing the subject 140 with the camera 110. Execute the process.

操作情報生成手段102は、三次元運動算出手段101で計算された三次元運動を、操作対象ソフトウェア103の操作情報に変換する処理を実行する。   The operation information generation unit 102 executes a process of converting the three-dimensional motion calculated by the three-dimensional motion calculation unit 101 into operation information of the operation target software 103.

操作情報有効化スイッチ120は、ユーザ302の操作に応じて、操作情報生成手段102で生成された操作情報を有効化または無効化するための制御信号をコンピュータ100に出力する。   The operation information enabling switch 120 outputs a control signal for enabling or disabling the operation information generated by the operation information generating unit 102 to the computer 100 according to the operation of the user 302.

次に、本例の三次元座標入力システムの動作について説明する。
図3は、本例の三次元座標入力システムによる三次元座標入力処理の例を示すフローチャートである。
Next, the operation of the three-dimensional coordinate input system of this example will be described.
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a three-dimensional coordinate input process by the three-dimensional coordinate input system of this example.

三次元座標入力処理において、まず、三次元運動算出手段101は、カメラ110で被写体140を撮影した動画像から、ユーザが端末300を動かすことによって生じたカメラ110およびそれを搭載した端末300の三次元的な動きを計算する(ステップA1)。   In the three-dimensional coordinate input processing, first, the three-dimensional motion calculation unit 101 uses the third order of the camera 110 and the terminal 300 on which the camera 110 is mounted by moving the terminal 300 from the moving image obtained by shooting the subject 140 with the camera 110. The original motion is calculated (step A1).

次に、操作情報生成手段102は、三次元運動算出手段101で計算された三次元運動を、操作対象ソフトウェア103の操作情報に変換する(ステップA2)。   Next, the operation information generation unit 102 converts the three-dimensional motion calculated by the three-dimensional motion calculation unit 101 into operation information of the operation target software 103 (Step A2).

次いで、操作情報有効化スイッチ120を参照し、スイッチ120がONである場合には、操作情報を操作対象ソフトウェア103に入力する。スイッチ120がOFFの場合には、操作情報の入力は行わない(ステップA3)。   Next, the operation information enabling switch 120 is referred to. When the switch 120 is ON, the operation information is input to the operation target software 103. When the switch 120 is OFF, no operation information is input (step A3).

そして、表示手段130は、操作対象ソフトウェア103に操作情報を入力して得られた結果をユーザに提示する(ステップA4)。   Then, the display unit 130 presents the result obtained by inputting the operation information to the operation target software 103 to the user (step A4).

以上に説明したように、上述した第1の実施の形態では、端末装置300に搭載されたカメラ110で撮影された動画像から三次元座標を算出する構成としているので、新たな機構を端末装置300に追加する必要がなく、コンパクトかつ安価な三次元座標入力装置を実現できる。   As described above, in the first embodiment described above, since the three-dimensional coordinates are calculated from the moving image captured by the camera 110 mounted on the terminal device 300, a new mechanism is used as the terminal device. It is not necessary to add to 300, and a compact and inexpensive three-dimensional coordinate input device can be realized.

また、上述した第1の実施の形態では、複数の機構を同時に操作する必要がなく、ユーザが端末装置300を空間内で動かすことによって生じた三次元運動を三次元座標入力とするため、直感的な座標入力ができる。   In the first embodiment described above, since it is not necessary to operate a plurality of mechanisms at the same time, and the 3D motion generated by the user moving the terminal device 300 in the space is used as the 3D coordinate input, Coordinate input is possible.

また、上述した第1の実施の形態では、ユーザ自身あるいはユーザが乗っている移動体(自動車など)と、端末装置300との相対的な運動を検出することができるため、ユーザが移動体に乗っている場合にも、移動体の動きによる操作情報が意に反して発生してしまうことを防止することができ、意図しない操作情報がソフトウェアに入力されてしまうことを回避することができる。   Further, in the first embodiment described above, the relative movement between the user himself / herself or a moving body (such as an automobile) on which the user is riding and the terminal device 300 can be detected. Even when riding, it is possible to prevent unintentional operation information from being generated due to the movement of the moving body, and to prevent unintended operation information from being input to the software.

実施の形態2.
次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して説明する。
第2の実施の形態における三次元座標入力システムの構成および動作は、上述した第1の実施の形態における三次元座標入力システム(図1参照)と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Since the configuration and operation of the three-dimensional coordinate input system in the second embodiment are the same as those of the three-dimensional coordinate input system (see FIG. 1) in the first embodiment described above, detailed description thereof is omitted. .

図4は、本例の三次元座標入力システムが適用された端末装置400の例を示す説明図である。図4に示すように、端末装置400は、ユーザ302の顔を被写体とするために、カメラ111がユーザ302に向けて端末400上に設置されている点で、上述した端末装置300と異なる。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a terminal device 400 to which the three-dimensional coordinate input system of this example is applied. As illustrated in FIG. 4, the terminal device 400 is different from the terminal device 300 described above in that the camera 111 is installed on the terminal 400 toward the user 302 in order to use the face of the user 302 as a subject.

すなわち、本例の三次元座標入力システムは、上述した第1の実施の形態における三次元座標入力システム(図1参照)と比較すると、カメラ110に換えてカメラ111を備えている点で異なる。   That is, the three-dimensional coordinate input system of this example is different from the three-dimensional coordinate input system (see FIG. 1) in the first embodiment described above in that a camera 111 is provided instead of the camera 110.

本例の三次元座標入力システムが備えるカメラ111は、上述した第1の実施の形態におけるカメラ110と同様に構成される。   The camera 111 provided in the three-dimensional coordinate input system of this example is configured in the same manner as the camera 110 in the first embodiment described above.

この例においても、カメラ111に、被写体としてのユーザ302を鮮明に撮影するための例えばフラッシュ装置やライトなどの光源を備える構成としてもよい。なお、この例では、ユーザ302に向けて取り付けられた表示手段130のバックライト等を光源として利用してもよい。   Also in this example, the camera 111 may be configured to include a light source such as a flash device or a light for clearly capturing the user 302 as a subject. In this example, the backlight of the display unit 130 attached to the user 302 may be used as the light source.

以上に説明したように、上述した第2の実施の形態では、カメラ111がユーザ302の顔を撮影するように設置されているため、常にカメラ111から一定距離内に被写体302を捉えることができ、ユーザの周囲に適切な被写体が存在しない場合でも、安定して三次元運動を算出できる。   As described above, in the above-described second embodiment, since the camera 111 is installed so as to capture the face of the user 302, the subject 302 can always be captured within a certain distance from the camera 111. Even when an appropriate subject does not exist around the user, the three-dimensional motion can be calculated stably.

また、上述した第2の実施の形態では、表示手段130がユーザ302に向けて設置されているため、表示手段130にバックライトが存在する場合には、被写体であるユーザ302の顔に安定して照明を当てることが可能となり、暗所でも安定して三次元運動を算出できる。   In the second embodiment described above, since the display unit 130 is installed toward the user 302, when the display unit 130 has a backlight, the face of the user 302 that is the subject is stable. It is possible to illuminate and to calculate 3D motion stably even in the dark.

実施の形態3.
次に、本発明の第3の実施の形態について図面を参照して説明する。
第3の実施の形態における三次元座標入力システムの構成および動作は、上述した第1の実施の形態における三次元座標入力システム(図1参照)と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The configuration and operation of the three-dimensional coordinate input system in the third embodiment are the same as those of the three-dimensional coordinate input system (see FIG. 1) in the first embodiment described above, and thus detailed description thereof is omitted. .

図5は、本例の三次元座標入力システムが適用された端末装置500の例を示す説明図である。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a terminal device 500 to which the three-dimensional coordinate input system of this example is applied.

図5に示すように、端末装置500は、端末装置500を挟んでユーザ302とは反対側に位置する被写体140を撮影するように端末装置500に設置されているカメラ110と、ユーザ302の顔を被写体とするためにユーザ302に向けて端末400上に設置されているカメラ111とがともに設けられている点で、上述した端末装置300,400と異なる。   As illustrated in FIG. 5, the terminal device 500 includes a camera 110 installed in the terminal device 500 so as to photograph a subject 140 located on the opposite side of the user 302 across the terminal device 500, and the face of the user 302. Is different from the above-described terminal devices 300 and 400 in that a camera 111 installed on the terminal 400 is provided toward the user 302 so as to be a subject.

すなわち、端末装置500は、上述した端末装置300と端末装置400の機能をともに備えている。   That is, the terminal device 500 has both the functions of the terminal device 300 and the terminal device 400 described above.

以上に説明したように、上述した第3の実施の形態では、ユーザ302の顔を撮影するカメラ111と、端末装置500から見てユーザ302とは反対側に位置する被写体140を撮影するカメラ110とをともに備える構成としたので、ユーザ302と被写体140のうち何れか一方しか撮影することができない状況であっても、安定して三次元運動を算出できる。   As described above, in the above-described third embodiment, the camera 111 that captures the face of the user 302 and the camera 110 that captures the subject 140 that is located on the opposite side of the user 302 as viewed from the terminal device 500. Therefore, even when only one of the user 302 and the subject 140 can be photographed, the three-dimensional motion can be calculated stably.

また、ユーザ302と被写体140の両方が撮影できる場合には、三次元運動の精度を向上させることができる。   In addition, when both the user 302 and the subject 140 can be photographed, the accuracy of the three-dimensional motion can be improved.

実施の形態4.
次に、本発明の第4の実施の形態について図面を参照して説明する。
図6は、本発明の第4の実施の形態における三次元座標入力システムの構成例を示すブロック図である。
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of a three-dimensional coordinate input system according to the fourth embodiment of the present invention.

図6に示すように、本例の三次元座標入力システムは、プログラム制御により動作する2つのコンピュータ(中央処理装置;プロセッサ;データ処理装置)600,650と、カメラ110と、操作情報有効化スイッチ120とを含む。なお、図6には、カメラ110によって撮影される被写体140も示されている。表示手段130と   As shown in FIG. 6, the three-dimensional coordinate input system of this example includes two computers (central processing unit; processor; data processing unit) 600 and 650 that operate by program control, a camera 110, and an operation information enabling switch. 120. FIG. 6 also shows a subject 140 photographed by the camera 110. Display means 130 and

コンピュータ600は、三次元運動算出手段101と、操作情報生成手段102とを含む。また、コンピュータ650は、操作対象ソフトウェア103と、表示手段130とを含む。   The computer 600 includes a three-dimensional motion calculation unit 101 and an operation information generation unit 102. The computer 650 includes operation target software 103 and display means 130.

コンピュータ600とコンピュータ650とは、例えば、USB(Universal Serial Bus)などのシリアル、パラレルインタフェースで接続されているものとする。また、コンピュータ600とコンピュータ650とが、イーサネット(登録商標)などの通信ネットワークを介して接続されていてもよい。   It is assumed that the computer 600 and the computer 650 are connected by a serial or parallel interface such as USB (Universal Serial Bus). The computer 600 and the computer 650 may be connected via a communication network such as Ethernet (registered trademark).

次に、本例の三次元座標入力システムの動作について説明する。
三次元座標入力処理において、まず、三次元運動算出手段101は、カメラ110で被写体140を撮影した動画像から、ユーザが本例の三次元座標入力システムを搭載した端末(図示せず)を動かすことによって生じたカメラ110および端末の三次元的な動きを計算する。
Next, the operation of the three-dimensional coordinate input system of this example will be described.
In the three-dimensional coordinate input process, first, the three-dimensional motion calculation means 101 moves a terminal (not shown) equipped with the three-dimensional coordinate input system of this example from a moving image obtained by photographing the subject 140 with the camera 110. The three-dimensional movements of the camera 110 and the terminal caused by the above are calculated.

次に、操作情報生成手段102は、三次元運動算出手段101で計算された三次元運動を、操作対象ソフトウェア103の操作情報に変換する。   Next, the operation information generation unit 102 converts the three-dimensional motion calculated by the three-dimensional motion calculation unit 101 into operation information of the operation target software 103.

次いで、操作情報生成手段102は、操作情報有効化スイッチ120を参照し、スイッチ120がONである場合には、操作情報を操作対象ソフトウェア103に入力する。すなわち、操作情報を出力する。スイッチ120がOFFの場合には、操作情報の入力は行わない。   Next, the operation information generation unit 102 refers to the operation information enable switch 120, and inputs the operation information to the operation target software 103 when the switch 120 is ON. That is, operation information is output. When the switch 120 is OFF, no operation information is input.

そして、表示手段130は、操作対象ソフトウェア103に操作情報を入力して得られた結果をユーザに提示する。   Then, the display unit 130 presents the result obtained by inputting the operation information to the operation target software 103 to the user.

なお、本例のカメラの取り付け位置に関しては、上述した第1〜第3の実施の形態における取り付け位置の何れかと同様とする。すなわち、カメラ110に換えてカメラ111を用いてもよいし、2つのカメラ110,111を用いるようにしてもよい。   It should be noted that the attachment position of the camera of this example is the same as any one of the attachment positions in the first to third embodiments described above. That is, the camera 111 may be used instead of the camera 110, or two cameras 110 and 111 may be used.

以上に説明したように、上述した第4の実施の形態のように、2つのコンピュータ600,650を備える構成とした場合であっても、上述した第1〜第3の実施の形態にて説明した各種の効果を得ることができる。   As described above, even in the case of the configuration including the two computers 600 and 650 as in the above-described fourth embodiment, the description is made in the above-described first to third embodiments. Various effects can be obtained.

なお、上述した実施の形態では特に言及していないが、端末装置300,400,500は、例えば、カメラ機能を有するPDA(Personal Digital Assistants)、携帯電話端末、パーソナルコンピュータ、携帯型ゲーム機などが適用される。端末装置300,400,500は、通信ネットワークに接続可能なものであってもよいし、通信ネットワークに接続不能な装置であってもよい。   Although not specifically mentioned in the above-described embodiment, the terminal devices 300, 400, and 500 are, for example, PDAs (Personal Digital Assistants) having a camera function, mobile phone terminals, personal computers, portable game machines, and the like. Applied. The terminal devices 300, 400, and 500 may be devices that can be connected to a communication network, or devices that cannot be connected to a communication network.

なお、上述した各実施の形態における三次元座標入力システムの各部は、システムに搭載された制御プログラム(操作対象ソフトウェアを含む:三次元座標入力プログラム)に従って上述した各種の処理を実行している。三次元座標入力プログラムは、例えば、コンピュータ100に、動画像を撮影するステップと、撮影された動画像にもとづいて、筐体の三次元空間内の動作を三次元座標の変化として算出するステップと、算出した三次元空間内の動作にもとづいて操作情報を生成するステップと、画像を表示する表示手段を所定のソフトウェアにもとづいて制御し、生成された操作情報に従って、表示手段に表示されている画像を変更するステップとを実行させるための制御プログラムである。   In addition, each part of the three-dimensional coordinate input system in each embodiment described above executes various processes described above according to a control program (including operation target software: three-dimensional coordinate input program) installed in the system. The three-dimensional coordinate input program includes, for example, a step of photographing a moving image on the computer 100, and a step of calculating an operation in the three-dimensional space of the housing as a change in three-dimensional coordinates based on the photographed moving image. The step of generating operation information based on the calculated motion in the three-dimensional space and the display means for displaying an image are controlled based on predetermined software, and are displayed on the display means according to the generated operation information. A control program for executing a step of changing an image.

次に、本発明の具体的実施例について説明する。
以下に説明する実施例は、上述した第2の実施の形態に対応するものである。
Next, specific examples of the present invention will be described.
The example described below corresponds to the second embodiment described above.

ここでは、上述した三次元座標入力システムを、ディジタルカメラ上で動作する画像ビューアの操作を行う三次元座標入力装置に適用した場合について説明する。   Here, a case will be described in which the above-described three-dimensional coordinate input system is applied to a three-dimensional coordinate input device that operates an image viewer operating on a digital camera.

図7は、本実施例における三次元座標系を示す説明図である。図7に示すように、本実施例では、原点700をディジタルカメラの光軸と画像平面の交点にとり、x軸701、y軸702をそれぞれディジタルカメラの画像平面のx軸、y軸に一致させる。z軸703は、原点700を通り、x軸701、y軸702それぞれに直行する軸とし、被写体が存在する方向を正とする。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing a three-dimensional coordinate system in the present embodiment. As shown in FIG. 7, in this embodiment, the origin 700 is set at the intersection of the optical axis of the digital camera and the image plane, and the x-axis 701 and the y-axis 702 are made to coincide with the x-axis and y-axis of the image plane of the digital camera, respectively. . The z-axis 703 is an axis that passes through the origin 700 and is orthogonal to the x-axis 701 and the y-axis 702, and the direction in which the subject exists is positive.

コンピュータ100における三次元運動算出手段101は、ディジタルカメラによって撮影された動画像の各フレームにもとづいて、ディジタルカメラの三次元運動を計算する。   The three-dimensional motion calculation means 101 in the computer 100 calculates the three-dimensional motion of the digital camera based on each frame of the moving image photographed by the digital camera.

ここで、三次元運動は、ディジタルカメラのx、y、z各軸方向の平行移動量と、各軸まわりの回転量から構成される。本実施例では、非特許文献1に記載された方法で三次元運動を計算するものとする。   Here, the three-dimensional motion is composed of a parallel movement amount of each digital camera in the x, y, and z axis directions and a rotation amount around each axis. In the present embodiment, the three-dimensional motion is calculated by the method described in Non-Patent Document 1.

非特許文献1:池谷、中島、佐藤、池田、神原、横矢、山田、「紙面を対象としたカメラパス推定によるビデオモザイキングおよび超解像」、信学技報TL2003−37 PRMU2003−233、2004年2月19日、pp.49−54   Non-Patent Document 1: Ikeya, Nakajima, Sato, Ikeda, Kambara, Yokoya, Yamada, “Video mosaicing and super-resolution by camera path estimation for paper”, IEICE Technical Report TL2003-37 PRMU2003-233, 2004 February 19, pp. 49-54

非特許文献1に記載されている三次元運動の計算方法では、まず、前フレームの画像上で、特徴点と呼ばれる複数方向のエッジが交差する点を求める。   In the three-dimensional motion calculation method described in Non-Patent Document 1, first, a point where edges in a plurality of directions called feature points intersect is obtained on the image of the previous frame.

次に、各特徴点について、現フレームにおける対応座標を、テンプレートマッチングによる追跡処理によって求める。   Next, for each feature point, corresponding coordinates in the current frame are obtained by tracking processing by template matching.

そして、前フレームにおいて求められている各特徴点の三次元座標を、初期フレームから現フレームに至るまでのすべてのフレーム画像上に投影し、投影座標と、追跡処理によって求められた座標とのずれが最小になるようなカメラの三次元運動および各特徴点の三次元座標を、非線形最小化によって求める。   Then, the three-dimensional coordinates of each feature point obtained in the previous frame are projected on all frame images from the initial frame to the current frame, and the deviation between the projected coordinates and the coordinates obtained by the tracking process The three-dimensional motion of the camera and the three-dimensional coordinates of each feature point are calculated by nonlinear minimization.

上記の処理を繰り返すことによって、各フレームにおけるディジタルカメラの三次元運動が、三次元空間内における三次元座標の変化として算出される。   By repeating the above processing, the three-dimensional motion of the digital camera in each frame is calculated as a change in three-dimensional coordinates in the three-dimensional space.

図8は、三次元運動の算出状態の具体例を示す説明図である。例えば、ディジタルカメラが撮影した画像が、図8(A)に示すように被写体704であるユーザ302の顔が撮影画像の左領域に存在している状態から、図8(B)に示すようにユーザ302の顔が撮影画像の右領域に存在している状態に変化したとする。   FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a specific example of the calculation state of the three-dimensional motion. For example, as shown in FIG. 8B, the image taken by the digital camera is as shown in FIG. 8B from the state where the face of the user 302 as the subject 704 exists in the left area of the taken image as shown in FIG. Assume that the face of the user 302 has changed to a state in the right area of the captured image.

すなわち、三次元運動として、図8に示すように、画像上で右向き(x軸の正の方向)の動きが観測されたとする。この観測結果に従って、三次元運動算出手段101は、x軸の負の方向への平行移動であること、およびその移動量を算出する。   That is, as shown in FIG. 8, as a three-dimensional motion, it is assumed that a rightward movement (positive direction of the x axis) is observed on the image. According to this observation result, the three-dimensional motion calculation means 101 calculates the parallel movement in the negative direction of the x axis and the amount of movement.

図9は、三次元運動の算出状態の他の具体例を示す説明図である。例えば、ディジタルカメラが撮影した画像が、図9(A)に示すように被写体704であるユーザ302の顔が撮影画像の中央付近に存在している状態から、図9(B)に示すようにユーザ302の顔が撮影画像の上下左右方向に拡大した状態に変化したとする。   FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating another specific example of the calculation state of the three-dimensional motion. For example, as shown in FIG. 9B, the image taken by the digital camera is as shown in FIG. 9B from the state where the face of the user 302 as the subject 704 exists near the center of the taken image as shown in FIG. It is assumed that the face of the user 302 has changed to a state where the face of the photographed image is enlarged in the vertical and horizontal directions.

すなわち、三次元運動として、図9に示すように、画像上で被写体704に向かう方向(z軸の負の方向)に移動したことによる放射状の動きが観測されたとする。この観測結果に従って、三次元運動算出手段101は、z軸の正の方向への平行移動であること、およびその移動量を算出する。   That is, as a three-dimensional movement, as shown in FIG. 9, it is assumed that a radial movement due to movement in the direction toward the subject 704 (the negative direction of the z axis) is observed on the image. According to this observation result, the three-dimensional motion calculation unit 101 calculates the parallel movement in the positive direction of the z axis and the amount of movement.

次いで、操作情報生成手段102は、三次元運動算出手段101が算出した三次元運動量(移動方向と移動量)を、画像ビューア部(操作対象ソフトウェア103に従って制御を行うコンピュータ100)が表示手段130を制御する際に必要となる操作情報に変換し、操作情報有効化スイッチ120が押下された状態(ON状態)であれば、画像ビューア部に入力する。   Next, the operation information generation unit 102 displays the three-dimensional movement amount (movement direction and movement amount) calculated by the three-dimensional movement calculation unit 101, and the image viewer unit (computer 100 that performs control according to the operation target software 103) displays the display unit 130. It is converted into operation information necessary for control, and if it is in a state where the operation information enabling switch 120 is pressed (ON state), it is input to the image viewer unit.

ここでは、ディジタルカメラのx、y軸方向の移動量と同じ移動量を画像ビューア部でのスクロール量とし、z軸方向の移動量と同じ移動量を画像ビューア部での拡大・縮小のスケールにマッピングするものとする。   Here, the movement amount that is the same as the movement amount of the digital camera in the x- and y-axis directions is the scroll amount in the image viewer unit, and the movement amount that is the same as the movement amount in the z-axis direction is the scale for enlargement / reduction in the image viewer unit. It shall be mapped.

なお、ビューア上で、画像を大きくスクロールさせたい場合、ユーザは実世界中でも端末を大きく平行移動させる必要がある。これでは、ユーザのいる環境で広いスペース確保できない場合、スクロール操作が困難となる。   In addition, when the user wants to scroll the image greatly on the viewer, the user needs to greatly translate the terminal even in the real world. This makes scrolling operations difficult when a large space cannot be secured in the environment where the user is present.

このような場合は、操作情報有効化スイッチ120を押下しながら、ディジタルカメラを少し平行移動させた後、操作情報有効化スイッチ120を離して(OFF状態にして)ディジタルカメラを元の位置に戻す、という動作を複数回繰り返すことにより、所望のスクロール量を得ることができる。   In such a case, the digital camera is slightly translated while pressing the operation information enable switch 120, and then the operation information enable switch 120 is released (turned off) to return the digital camera to the original position. A desired scroll amount can be obtained by repeating the above operation a plurality of times.

また、ディジタルカメラの移動量と同じ移動量でなく、ディジタルカメラの移動量に比例した移動量を画像ビューア部でのスクロール量や拡大・縮小のスケールとしてもよい。   Further, a movement amount proportional to the movement amount of the digital camera, not the same movement amount as the movement amount of the digital camera, may be used as the scroll amount or enlargement / reduction scale in the image viewer unit.

そして、画像ビューア部は、入力された操作情報にもとづいて生成した表示画像を、表示手段130に表示し、ユーザに提示する。   Then, the image viewer unit displays the display image generated based on the input operation information on the display unit 130 and presents it to the user.

図10は、画像ビューア部の表示制御によって表示手段130に表示される画像の具体例を示す説明図である。ここでは、ディジタルカメラが撮影した画像が図8(A)から図8(B)に変化した場合を例に説明する。   FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a specific example of an image displayed on the display unit 130 by display control of the image viewer unit. Here, a case where the image captured by the digital camera changes from FIG. 8A to FIG. 8B will be described as an example.

例えば、ディジタルカメラによって図8(A)の画像が撮影されているときに、図10(C)に示すような画像が表示手段130に表示されていたものとする。図10(C)に示す画像は、図10(A)に示す全体画像の一部の部分画像1002である。   For example, it is assumed that an image as shown in FIG. 10C is displayed on the display means 130 when the image of FIG. An image shown in FIG. 10C is a partial image 1002 that is a part of the entire image shown in FIG.

なお、図10(A)は、この例で画像ビューア部によって表示手段130に表示され得る全体画像である。   FIG. 10A shows an entire image that can be displayed on the display unit 130 by the image viewer unit in this example.

次いで、ユーザによって操作情報有効化スイッチ120が押下された状態でディジタルカメラがx軸負方向に移動されると、ディジタルカメラの撮像画像上で被写体704がx軸正方向に移動したようになり、図8(B)に示す画像が撮影されている状態となる。   Next, when the digital camera is moved in the negative x-axis direction while the operation information validation switch 120 is pressed by the user, the subject 704 appears to move in the positive x-axis direction on the captured image of the digital camera. The image shown in FIG. 8B is captured.

操作情報生成手段102は、三次元運動算出手段101が算出した三次元運動量(図8(A)の状態から図8(B)の状態への被写体の運動量)を、画像ビューア部が表示手段130を制御する際に必要となる操作情報に変換し、操作情報有効化スイッチ120が押下されているため、画像ビューア部に入力する。   The operation information generation unit 102 displays the three-dimensional momentum calculated by the three-dimensional motion calculation unit 101 (the momentum of the subject from the state of FIG. 8A to the state of FIG. 8B) by the image viewer unit. Is converted into operation information necessary for controlling the operation information, and since the operation information enabling switch 120 is pressed, the information is input to the image viewer unit.

操作情報が入力されると、画像ビューア部は、部分画像1002が位置しているフレームを操作情報が示す移動方向(x軸負方向)にその操作情報が示す移動量だけ移動し、その移動したフレームに囲われている画像である部分画像1001を全体画像から切り取る。   When the operation information is input, the image viewer unit moves the frame in which the partial image 1002 is located by the movement amount indicated by the operation information in the movement direction (the negative x-axis direction) indicated by the operation information. A partial image 1001 that is an image surrounded by a frame is cut out from the entire image.

そして、画像ビューア部は、表示手段130の表示画像を、図10(C)に示す部分画像1002から、図10(B)に示す部分画像1001に変更する。   Then, the image viewer unit changes the display image of the display unit 130 from the partial image 1002 shown in FIG. 10C to the partial image 1001 shown in FIG.

図11は、画像ビューア部の表示制御によって表示手段130に表示される画像の他の具体例を示す説明図である。ここでは、ディジタルカメラが撮影した画像が図9(A)から図9(B)に変化した場合を例に説明する。   FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating another specific example of an image displayed on the display unit 130 by display control of the image viewer unit. Here, a case where the image captured by the digital camera changes from FIG. 9A to FIG. 9B will be described as an example.

例えば、ディジタルカメラによって図9(A)の画像が撮影されているときに、図11(C)に示すような画像が表示手段130に表示されていたものとする。図11(C)に示す画像は、図11(A)に示す全体画像の一部の部分画像1102である。   For example, it is assumed that an image as shown in FIG. 11C is displayed on the display unit 130 when the image of FIG. An image illustrated in FIG. 11C is a partial image 1102 that is a part of the entire image illustrated in FIG.

なお、図11(A)は、この例で画像ビューア部によって表示手段130に表示され得る全体画像である。   Note that FIG. 11A shows an entire image that can be displayed on the display means 130 by the image viewer unit in this example.

次いで、ユーザによって操作情報有効化スイッチ120が押下された状態でディジタルカメラがz軸正方向に移動されると、ディジタルカメラの撮像画像上で被写体704がz軸負方向に移動したようになり、図9(B)に示す画像が撮影されている状態となる。   Next, when the digital camera is moved in the positive z-axis direction with the operation information enabling switch 120 pressed by the user, the subject 704 appears to move in the negative z-axis direction on the captured image of the digital camera. The image shown in FIG. 9B is captured.

操作情報生成手段102は、三次元運動算出手段101が算出した三次元運動量(図9(A)の状態から図9(B)の状態への被写体の運動量)を、画像ビューア部が表示手段130を制御する際に必要となる操作情報に変換し、操作情報有効化スイッチ120が押下されているため、画像ビューア部に入力する。   The operation information generating unit 102 displays the three-dimensional momentum (the momentum of the subject from the state of FIG. 9A to the state of FIG. 9B) calculated by the three-dimensional motion calculating unit 101 by the image viewer unit. Is converted into operation information necessary for controlling the operation information, and since the operation information enabling switch 120 is pressed, the information is input to the image viewer unit.

操作情報が入力されると、画像ビューア部は、部分画像1102が位置しているフレームを操作情報が示す移動方向(z軸正方向)にその操作情報が示す移動量だけ移動し、その移動したフレームに囲われている画像である部分画像1101を全体画像から切り取る。   When the operation information is input, the image viewer unit moves the frame in which the partial image 1102 is located by the movement amount indicated by the operation information in the movement direction (z-axis positive direction) indicated by the operation information. A partial image 1101 that is an image surrounded by a frame is cut out from the entire image.

そして、画像ビューア部は、表示手段130の表示画像を、図11(C)に示す部分画像1102から、図11(B)に示す部分画像1101に変更する。   Then, the image viewer unit changes the display image of the display unit 130 from the partial image 1102 shown in FIG. 11C to the partial image 1101 shown in FIG.

上記のようにして、操作情報有効化スイッチ120が押下された状態であれば、ディジタルカメラが移動するに従って、表示手段130の表示画面が移動するようになる。   As described above, if the operation information enabling switch 120 is pressed, the display screen of the display unit 130 moves as the digital camera moves.

なお、上記の例は、第2の実施の形態の具体例であったが、その他の実施の形態についても同様に処理が行われる。ただし、第2の実施の形態のようにユーザ側にカメラの被写体がある場合と、第1の実施の形態のようにユーザの反対側にカメラの被写体がある場合とでは、カメラで撮像されている被写体の移動方向と、表示手段130の表示画像の移動方向とが異なる。すなわち、ユーザ側にカメラの被写体がある場合には、カメラで撮像されている被写体の移動方向と表示手段130の表示画像の移動方向は、z軸方向では逆方向になり、xy軸方向では同じ方向になる。また、ユーザの反対側にカメラの被写体がある場合には、カメラで撮像されている被写体の移動方向と表示手段130の表示画像の移動方向は、xy軸方向では逆方向になり、z軸方向では同じ方向になる。   The above example is a specific example of the second embodiment, but the same processing is performed for other embodiments. However, when there is a camera subject on the user side as in the second embodiment, and when there is a camera subject on the opposite side of the user as in the first embodiment, the image is captured by the camera. The moving direction of the subject to be displayed is different from the moving direction of the display image on the display unit 130. That is, when there is a camera subject on the user side, the moving direction of the subject imaged by the camera and the moving direction of the display image on the display unit 130 are opposite in the z-axis direction and the same in the xy-axis direction. Become a direction. When there is a camera subject on the opposite side of the user, the moving direction of the subject imaged by the camera and the moving direction of the display image on the display unit 130 are opposite to each other in the xy axis direction, and the z axis direction. Then the same direction.

また、上記の例では、ユーザ側にカメラの被写体がある場合、カメラで撮像されている被写体の移動方向と表示手段130の表示画像の移動方向とが、z軸方向では逆方向になり、xy軸方向では同じ方向になるものとしていたが、xy軸方向では逆方向になり、z軸方向では同じ方向になるようにしてもよい。この場合、ユーザがディジタルカメラを移動させた方向とは逆の方向に表示手段130の表示画像が移動(スクロール、拡大/縮小)することになる。なお、ユーザの反対側にカメラの被写体がある場合についても同様に、カメラで撮像されている被写体の移動方向と表示手段130の表示画像の移動方向とが、z軸方向では逆方向になり、xy軸方向では同じ方向になるようにしてもよい。   In the above example, when there is a camera subject on the user side, the moving direction of the subject imaged by the camera and the moving direction of the display image of the display unit 130 are opposite in the z-axis direction, and xy The axial direction is the same direction, but the xy axis direction may be the opposite direction, and the z axis direction may be the same direction. In this case, the display image of the display unit 130 moves (scrolls, enlarges / reduces) in the direction opposite to the direction in which the user moves the digital camera. Similarly, when there is a camera subject on the opposite side of the user, the moving direction of the subject imaged by the camera and the moving direction of the display image of the display unit 130 are opposite in the z-axis direction, The direction may be the same in the xy axis direction.

本発明によれば、携帯端末上での画像や文書、Webページなどのビューア、ブラウザ操作のためのユーザインタフェースといった用途に適用するのに有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is useful for application to applications such as viewers for images, documents, web pages, etc. on mobile terminals, and user interfaces for browser operations.

また、本発明によれば、ゲームにおける仮想世界中のキャラクタの操作を行うためのユーザインタフェースといった用途に適用することも可能である。   Further, according to the present invention, the present invention can be applied to an application such as a user interface for operating characters around the virtual world in a game.

本発明の第1の実施の形態における三次元座標入力システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the three-dimensional coordinate input system in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における三次元座標入力システムを適用した端末装置の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the terminal device to which the three-dimensional coordinate input system in the 1st Embodiment of this invention is applied. 本発明の第1の実施の形態における動作の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the operation | movement in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における三次元座標入力システムを適用した端末装置の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the terminal device to which the three-dimensional coordinate input system in the 2nd Embodiment of this invention is applied. 本発明の第3の実施の形態における三次元座標入力システムを適用した端末装置の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the terminal device to which the three-dimensional coordinate input system in the 3rd Embodiment of this invention is applied. 本発明の第4の実施の形態における三次元座標入力システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the three-dimensional coordinate input system in the 4th Embodiment of this invention. 具体的実施例における三次元座標系を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the three-dimensional coordinate system in a specific Example. 具体的実施例における三次元運動算出の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the mode of the three-dimensional motion calculation in a specific Example. 具体的実施例における三次元運動算出の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the mode of the three-dimensional motion calculation in a specific Example. 具体的実施例における操作情報にもとづく表示画像の変更の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the mode of a change of the display image based on the operation information in a specific Example. 具体的実施例における操作情報にもとづく表示画像の変更の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the mode of a change of the display image based on the operation information in a specific Example.

符号の説明Explanation of symbols

100,600,650 コンピュータ(中央処理装置;プロセッサ;デー タ処理装置)
101 三次元運動算出手段
102 操作情報生成手段
103 操作対象ソフトウェア
110,111 カメラ
120 操作情報有効化スイッチ
130 表示手段
140,705 被写体
300,400,500 端末装置
302 ユーザ
700 原点
701 x軸
702 y軸
703 z軸
704 ディジタルカメラの画像平面
100, 600, 650 Computer (central processing unit; processor; data processing unit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Three-dimensional motion calculation means 102 Operation information generation means 103 Operation target software 110,111 Camera 120 Operation information validation switch 130 Display means 140,705 Subject 300,400,500 Terminal device 302 User 700 Origin 701 x-axis 702 y-axis 703 z-axis 704 Digital camera image plane

Claims (12)

動画像を撮影する動画像撮影手段と、
画像を表示する表示手段と、
所定のソフトウェアにもとづいて前記表示手段を制御する表示制御手段と、
前記動画像撮影手段によって撮影された動画像にもとづいて、当該動画像撮影手段が搭載された筐体の三次元空間内の動作を三次元座標の変化として算出する三次元動作算出手段と、
前記三次元動作算出手段が算出した動作にもとづいて操作情報を生成する操作情報生成手段と、を備え、
前記表示制御手段は、前記操作情報生成手段によって生成された操作情報に従って、前記表示手段に表示されている画像を変更する
ことを特徴とする三次元座標入力システム。
A moving image shooting means for shooting a moving image;
Display means for displaying an image;
Display control means for controlling the display means based on predetermined software;
Three-dimensional motion calculation means for calculating, as a change in three-dimensional coordinates, a motion in a three-dimensional space of a casing on which the moving image photographing means is mounted, based on a moving image photographed by the moving image photographing means;
Operation information generating means for generating operation information based on the motion calculated by the three-dimensional motion calculating means,
The three-dimensional coordinate input system, wherein the display control means changes an image displayed on the display means in accordance with the operation information generated by the operation information generation means.
操作情報生成手段によって生成された操作情報をユーザの操作に応じて有効化または無効化するための操作情報有効化スイッチを備えた
請求項1記載の三次元座標入力システム。
The three-dimensional coordinate input system according to claim 1, further comprising an operation information validation switch for validating or invalidating the operation information generated by the operation information generating unit according to a user operation.
表示手段と表示制御手段とは、動画像撮影手段が搭載された筐体を含む当該動画像撮影手段を備えた装置を制御するコンピュータとは別のコンピュータによって制御される
請求項1または請求項2記載の三次元座標入力システム。
The display unit and the display control unit are controlled by a computer different from a computer that controls the apparatus including the moving image shooting unit including a casing on which the moving image shooting unit is mounted. The described three-dimensional coordinate input system.
表示手段は筐体に設置され、
動画像撮影手段は、前記筐体における前記表示手段が設置された表側とは反対の裏側に設置されている
請求項1から請求項3のうちいずれかに記載の三次元座標入力システム。
The display means is installed in the housing,
The three-dimensional coordinate input system according to any one of claims 1 to 3, wherein the moving image photographing unit is installed on a back side of the housing opposite to the front side on which the display unit is installed.
表示手段は筐体に設置され、
動画像撮影手段は、前記筐体における前記表示手段が設置された表側に設置されている
請求項1から請求項3のうちいずれかに記載の三次元座標入力システム。
The display means is installed in the housing,
The three-dimensional coordinate input system according to any one of claims 1 to 3, wherein the moving image photographing unit is installed on a front side of the housing where the display unit is installed.
動画像撮影手段は、第1の動画像撮影手段と、第2の動画像撮影手段とを含み、
表示手段は筐体に設置され、
前記第1の動画像撮影手段は、前記筐体における前記表示手段が設置された表側に設置され、
前記第2の動画像撮影手段は、前記筐体における前記表側とは反対の裏側に設置されている
請求項1から請求項3のうちいずれかに記載の三次元座標入力システム。
The moving image photographing means includes a first moving image photographing means and a second moving image photographing means,
The display means is installed in the housing,
The first moving image photographing means is installed on the front side of the housing where the display means is installed,
The three-dimensional coordinate input system according to any one of claims 1 to 3, wherein the second moving image photographing unit is installed on a back side of the housing opposite to the front side.
表示手段は、表示画面を明るく表示するためのバックライトを備え、
前記表示手段とともに筐体における表側に設置されている動画像撮影手段は、動画像を撮影する際に被写体を照らすための光源として前記バックライトを用いる
請求項5または請求項6記載の三次元座標入力システム。
The display means includes a backlight for brightly displaying the display screen,
The three-dimensional coordinate according to claim 5 or 6, wherein the moving image photographing means installed on the front side of the casing together with the display means uses the backlight as a light source for illuminating the subject when photographing a moving image. Input system.
動画像撮影手段が動画像を撮影する際に被写体を照らすための光源を備えた
請求項1から請求項7のうちいずれかに記載の三次元座標入力システム。
The three-dimensional coordinate input system according to any one of claims 1 to 7, further comprising a light source for illuminating a subject when the moving image capturing means captures a moving image.
動画像撮影手段は、筐体の三次元空間内の動作を三次元動作算出手段に算出させるための動画像を得るために、あらかじめ用意されたテクスチャが印刷された被写体を撮影する
請求項1から請求項8のうちいずれかに記載の三次元座標入力システム。
The moving image photographing means photographs a subject on which a texture prepared in advance is printed in order to obtain a moving image for causing the three-dimensional movement calculating means to calculate the movement in the three-dimensional space of the casing. The three-dimensional coordinate input system according to claim 8.
動画像を撮影する動画像撮影手段と、
前記動画像撮影手段によって撮影された動画像にもとづいて、当該動画像撮影手段が搭載された筐体の三次元空間内の動作を三次元座標の変化として算出する三次元動作算出手段と、
前記三次元動作算出手段が算出した動作にもとづいて、表示手段に表示されている画像を変更させるための操作情報を生成する操作情報生成手段と、
前記操作情報生成手段が生成した操作情報を前記表示手段を所定のソフトウェアにもとづいて制御する表示制御手段に向けて出力する操作情報出力手段と、を備えた
ことを特徴とする三次元座標入力装置。
A moving image shooting means for shooting a moving image;
Three-dimensional motion calculation means for calculating, as a change in three-dimensional coordinates, a motion in a three-dimensional space of a casing on which the moving image photographing means is mounted, based on a moving image photographed by the moving image photographing means;
Operation information generating means for generating operation information for changing the image displayed on the display means based on the motion calculated by the three-dimensional motion calculating means;
A three-dimensional coordinate input device comprising: an operation information output unit that outputs the operation information generated by the operation information generation unit to a display control unit that controls the display unit based on predetermined software. .
動画像を撮影するステップと、
撮影された動画像にもとづいて、筐体の三次元空間内の動作を三次元座標の変化として算出するステップと、
算出した三次元空間内の動作にもとづいて操作情報を生成するステップと、
画像を表示する表示手段を所定のソフトウェアにもとづいて制御し、前記生成された操作情報に従って、前記表示手段に表示されている画像を変更するステップと、を行う
ことを特徴とする三次元座標入力方法。
A step of shooting a moving image;
Calculating the movement of the housing in the three-dimensional space as a change in three-dimensional coordinates based on the captured moving image;
Generating operation information based on the calculated motion in the three-dimensional space;
Controlling the display means for displaying an image based on predetermined software, and changing the image displayed on the display means in accordance with the generated operation information. Method.
コンピュータに、
動画像を撮影するステップと、
撮影された動画像にもとづいて、筐体の三次元空間内の動作を三次元座標の変化として算出するステップと、
算出した三次元空間内の動作にもとづいて操作情報を生成するステップと、
画像を表示する表示手段を所定のソフトウェアにもとづいて制御し、前記生成された操作情報に従って、前記表示手段に表示されている画像を変更するステップとを
実行させるための三次元座標入力用プログラム。
On the computer,
A step of shooting a moving image;
Calculating the movement of the housing in the three-dimensional space as a change in three-dimensional coordinates based on the captured moving image;
Generating operation information based on the calculated motion in the three-dimensional space;
A three-dimensional coordinate input program for controlling display means for displaying an image based on predetermined software, and executing the step of changing the image displayed on the display means in accordance with the generated operation information.
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