JP2008165800A - カーソル制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より少ない撮像範囲で効率よくカーソル制御を行える装置を提供する。
【解決手段】所定の帯域の光を生成し、かつ所定の範囲を定義する少なくとも二つの基準点２２,２４を提供するステップと、イメージセンサ３２を前記所定の範囲内に照準させるステップと、イメージセンサ３２により前記光を受光し、ディジタル画像を生成するステップと、前記ディジタル画像の基準点のイメージの位置及び形状を判定し、第一のパラメータを生成するステップと、前記第一のパラメータに距離及び角度補正を行うステップと、イメージセンサ３２の照準位置を所定の範囲内に移動させ、第二のパラメータを生成するステップと、前記補正された第一及び第二のパラメータにて、前記ディジタル画像にある基準点のイメージの移動距離を算出することによりカーソル１４の動きを制御するステップと、を備える表示装置１０に表示されたカーソル１４の動きを制御するカーソル制御方法。
【選択図】図３

Description

本発明は、カーソル制御方法及び装置に関し、特に、表示装置に表示されている対話式カーソルの制御方法及び装置に関する。

本願発明は、ここに引用して本明細書に組み込む出願日２００６年１２月２８日の台湾出願第０９５１４９４０８１号における全開示内容に係り優先権主張するものである。

特許文献１には、従来のポインタ位置決め装置及び方法が開示されている。従来の光銃のシステムが照準点信号及び同期信号にて照準点の座標値を得る代わりに、特許文献１に開示された写真のポインティング・デバイスは、写真のポインティング・デバイスによりイメージのアウトラインを処理し、表示領域の四つの角の座標値を得る。そして、座標の計算プロセスにより、カメラの照準点に係わる座標値を算出する。しかし、実際に使用する場合、その方法は表示装置の種類に限定されず、どんな表示装置でも写真のポインティング・デバイスによる射撃ゲームを進行できるが、カメラにて撮像されたイメージは表示領域に表示されている信号を含むため、表示領域の画像認識が複雑になる。さらに、前記写真のポインティング・デバイスを表示領域の任意の点に照準する際に、カメラは表示領域全体を撮像する必要があるため、大きい視野角を持つカメラが必要である。

特許文献２には、ハンドヘルド装置によりカーソルを制御する方法が開示されている。先ず、ハンドヘルド装置により移動を検出し、検出された移動に基づき、位置の差を算出する。次に、ハンドヘルド装置がその位置の差を無線的に特定の装置に伝送し、その位置の差に基づき特定の装置に表示されているカーソルの動作を制御し、かつカーソルの動作に基づき、特定の装置のアプリケーション・ソフトを操作する。しかしながら、実際にそのハンドヘルド装置を使って表示領域を撮像する場合、センサアレイに形成されたイメージの位置が、ハンドヘルド装置と撮像されるオブジェクトとの間の距離、及び撮像の際にハンドヘルド装置の回転角度に影響されている。その距離と角度の変化を補正しないと、位置の差を計算する段階に誤りを生じ、かつハンドヘルド装置により検出されたイメージに他のオブジェクトを含め、画像認識のプロセスも複雑になる。

前記理由に基づき、従来技術に存在していた問題を解消するために、従来のカーソル制御方法及び装置をさらに改善する必要がある。
台湾特許公告第５８８２５８号 台湾特許公開第２００５４０６８７号

本発明の目的は、所定の帯域の光を生成できる少なくとも二つの基準点とイメージセンサと組み合わせて使用して表示装置に表示されているカーソルを制御し、前記イメージセンサの撮像する際の回転角度及びイメージセンサと基準点との間の距離を補正することにより、カーソル制御の正確性を高めるカーソル制御方法及び装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、少なくとも二つの基準点により所定の帯域の光を生成し、かつ基準点の位置が使用者の所望どおりに設置でき、便利性を高めるカーソル制御方法及び装置を提供することにある。

本発明のもう一つの目的は、所定の帯域の光を生成できる少なくとも二つの基準点とイメージセンサと組み合わせて使用して表示装置に表示されているカーソルを制御し、かつ倍率を設定することにより、カーソルの動き感度を制御できるカーソル制御方法及び装置を提供することにある。

本発明のさらなる目的は、少なくとも二つの基準点が生成した所定の帯域の光を検出するイメージセンサを使用して表示装置に表示されているカーソルを制御し、前記イメージセンサは前記基準点からの光のみを検出し、画像認識のプロセスを簡単にするカーソル制御方法及び装置を提供することにある。

上述の目的を達するために、本発明のカーソル制御方法は、表示装置に表示されるカーソルを制御するために用いられる。そのカーソル制御方法は、所定の帯域の光を生成し、かつ所定の範囲を定義する少なくとも二つの基準点を提供するステップと、イメージセンサを前記所定の範囲内に照準させるステップと、前記イメージセンサにより前記所定の帯域の光を受光し、ディジタル画像を生成するステップと、前記ディジタル画像にある前記基準点のイメージの位置及び形状を判定し、第一のパラメータを生成するステップと、前記第一のパラメータに距離補正及び角度補正を行うステップと、前記イメージセンサの照準位置を前記所定の範囲内に移動させ、第二のパラメータを生成するステップと、前記補正された第一のパラメータ及び第二のパラメータにて、前記ディジタル画像にある前記基準点のイメージの移動距離を算出することによりカーソルの動きを制御するステップとを備える。

本発明の他の側面において、本発明のカーソル制御装置は、表示装置に表示されるカーソルを制御するために用いられる。そのカーソル制御装置は、所定の帯域の光を生成し、かつ所定の範囲を定義する少なくとも二つの基準点と、前記所定の範囲内に照準し、前記所定の帯域の光を受光し、ディジタル画像を生成するイメージセンサと、前記ディジタル画像を受信し、該ディジタル画像にある前記基準点のイメージの移動に基づき、カーソルの動きを制御する処理部とを備える。

本発明は、テレビと、少なくとも二つの基準点と、リモコンとを備えるテレビ遠隔制御装置を提供する。テレビは、機能設定及び調整のインタフェースとするユーザインタフェースを使用し、その画面に前記ユーザインタフェースを制御するためのカーソルが表示されている。基準点は、所定の帯域の光を生成し、かつ所定の範囲を定義する。リモコンは、前記所定の範囲内に照準され、前記所定の帯域の光を受光しディジタル画像を生成するイメージセンサと、前記イメージセンサと電気的に接続され、前記ディジタル画像にある前記基準点のイメージの移動に基づき、カーソルの動きを制御する処理部とを含む。

本発明のカーソル制御方法は、各種の画像表示装置のカーソル制御に適用でき、例えばコンピュータスクリーンのカーソル制御、ゲーム機のスクリーンのカーソル制御、テレビスクリーンのカーソル制御及び他の種類の画像表示装置に表示されているカーソルの移動制御に適用できる。

従来のポインティング・デバイスは、表示領域の全体を撮像する必要があり、イメージセンサのセンサアレイのサイズが大きくなり、さらに製造コストが増加するという問題がある。また、その画像認識は、表示領域に表示されている画像に影響され、画像認識し難いという問題もある。なお、従来のカーソル制御装置は、角度補正及び距離補正の機能がなく、誤り制御が存在する可能性がある。本発明のカーソル制御方法及び装置によれば（図１ａ、１ｂ及び３を参照）、上記した問題を解決できると共に、制御の正確性を高め、製造コストを削減し、使用の便利性及び実用性を高める。

この発明のさらなる目的、特徴および利点は、添付図面に関連して行われる以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。また、本発明の実施例において、類似の構成要素には同一参照符号が付けられている。

図１ａには、本発明に係る第一の実施例のカーソル制御装置１が示されている。カーソル制御装置１は、表示装置１０と、少なくとも二つの基準点２２及び２４と、リモコン３０と、イメージセンサ３２と、光フィルタ４０と、処理部５０とを備える。表示装置１０は、例えばコンピュータスクリーン、テレビ及びゲーム機などの画像を表示する装置とすることができ、ユーザインタフェースを介し、機能の制定及び調整が行われることが好ましい。また、表示装置１０のスクリーン１２にはカーソル１４が表示されており、使用者がそのカーソル１４を介してユーザインタフェースに、音量、音効及び色彩などの対話式制御を行うことができ、表示装置１０の制御がより簡単化する。表示装置１０の種類に対し、リモコン３０はコンピュータスクリーンのリモコン、テレビリモコン、或いはゲーム機のリモコンとすることができる。

基準点２２及び２４は、赤外線帯域などの所定の帯域の光を生成することができ、例えば赤外線ＬＥＤなどの前記所定の帯域の光を放つ光源とすることができる。また、基準点２２及び２４は、ＩＲミラーなどの前記所定の帯域の光を反射できる非発光源とすることができ、この場合、カーソル制御装置１は、基準点２２及び２４に反射されるための前記所定の帯域の光を提供する光源３４をさらに備え、その光源３４は、例えばリモコン３０に内蔵されることができる。他の実施例において、基準点２２及び２４は、環境の光を直接反射することができる。本実施例において、基準点２２及び２４は、独立した基準デバイス２０に結合され説明される。基準デバイス２０の位置は、便利性を高めるために、使用者の所望どおりに設置できる。これによって、使用者がリモコン３０を表示装置１０に照準する必要がなく、基準デバイス２０を見える位置に設置し、かつそれに照準すると、カーソル１４の制御ができる。また、基準点２２及び２４は、異なる形状を持つことが好ましい、例えばそれぞれ条状及び点状（条状が複数のＩＲＬＥＤを一列に配列して形成される）或いは異なるサイズの点状を持つ。他の実施例において、カーソル制御装置１は、例えば三つの点状及び一つの条状などの四つの基準点を備える。またもう一つの実施例において、それらの基準点は、同じ寸法及び形状とすることができる。異なる形状の基準点２２及び２４が本発明の実施例に使用される理由は、リモコン３０の撮像する際の回転角度が１８０度を超える場合、正確に基準点２２及び２４を認識するためである。同じ基準点を使用する場合、リモコン３０の中に水銀スイッチ３６をさらに設置することが好ましい、これにより、リモコン３０の撮像する際の回転角度が１８０度を超えても、正確に基準点２２及び２４を認識できる。これにより、リモコン３０の撮像する際の回転角度が３６０度の範囲内に、正確にカーソルを制御でき、その詳細内容は後述する。

イメージセンサ３２は、リモコン３０に内蔵されることができ、例えば赤外線イメージセンサなどの前記所定の帯域のイメージセンサとすることができ、基準点２２及び２４からの所定の帯域の光を検出するために用いられる。また、イメージセンサ３２は、例えば表示画面からの光信号などの前記所定の帯域以外の帯域の光を遮断できるため、画像認識の複雑度を大幅に減少させる。イメージセンサ３２は、一つのイメージセンサの前方に赤外線フィルタなどの光フィルタ４０を設置することにより構成されることができるため、ＣＭＯＳイメージセンサ或いはＣＣＤイメージセンサなどの一般のイメージセンサを使用でき、かつその光フィルタ４０はリモコン３０の中に内蔵されることができる。これにより、イメージセンサ３２は基準点２２及び２４からの光のみを検出する。また、イメージセンサ３２は、例えば一秒間に２００のフレームなどを生成できる高速なイメージセンサであることが好ましい。イメージセンサ３２の視野角により、基準点の周りに所定の範囲“Ａ”が定義されることができる。イメージセンサ３２は基準点２２及び２４の光を検出した後、ディジタル画像ＤＩを生成し、処理部５０に伝送する。

処理部５０は、リモコン３０からのディジタル画像ＤＩを受信した後、それに基づき基準点２２及び２４のイメージの位置、距離及び形状などのパラメータを算出し、算出されたパラメータにより、イメージセンサ３２の撮像距離及び角度の補正を行い、かつディジタル画像上の基準点２２及び２４のイメージの移動距離を計算する。一実施例において、処理部５０は、表示装置１０と無線的に通信するための無線ユニット５２をさらに備え、処理部５０により算出されたディジタル画像にある基準点２２及び２４のイメージの移動距離に基づき、表示装置１０のカーソル１４の動きを制御し、またその制御に関する詳しく説明は後述する。なお、処理部５０は、リモコン３０或いは表示装置１０に内蔵してもよい。また、処理部５０には、イメージセンサ３２が基準点から所定の距離で撮像したディジタル画像にある基準点２２及び２４のイメージに係る所定位置パラメータ及び所定距離パラメータを保存していることが好ましい。それらのパラメータは、カーソル制御装置１が工場から出荷される前に処理部５０に予め保存される。

図１ｂには、本発明に係る第二の実施例のカーソル制御装置１’が示されている。カーソル制御装置１’は、表示装置１０と、少なくとも二つの基準点２２及び２４と、リモコン３０と、イメージセンサ３２と、光フィルタ４０と、処理部５０とを備える。また、カーソル制御装置１’は、処理部５０を使いイメージセンサ３２により検出された基準点２２及び２４のイメージの移動距離を算出し、表示装置１０のスクリーン１２に表示されるカーソル１４の動きを制御する。第二の実施例と第一の実施例との差は、第二の実施例において、基準点２２及び２４が表示装置１０に設置されていることであり、またこれらは、表示装置１０のフロントパネルに設置されることが好ましい。これで、基準点２２及び２４の照射角度により、表示装置１０の前方に照射範囲“Ｂ”が形成され、基準点２２及び２４からの所定の帯域の光は、その照射範囲“Ｂ”の中で操作されるイメージセンサ３２により検出されることができる。なお、処理部５０は表示装置１０と電気的に接続し、処理部５０が計算されたディジタル画像にある基準点２２及び２４のイメージの移動距離に基づき、表示装置１０のスクリーン１２に表示されるカーソル１４の動きを制御する。また、図面を簡単にするために、図１ａはイメージセンサ３２の視野角のみを表示し、図１ｂには、基準点２２の照射角度により決められた照射範囲“Ｂ”のみを表示する。しかし、図1ａに示されている視野角は、図1ｂに示されることができ、図１ｂに示されている照射角度は、図１ａに示されることができる。また、照射範囲“Ｂ”は、基準点２２及び２４の照射角度により決定される。

図２ａ及び２ｂには、本発明のイメージセンサ３２が基準点２２及び２４を検出できる領域が示されている。該検出できる領域は、イメージセンサ３２の視野角及び前記照射範囲“Ｂ”により決定される。説明を簡単にするために、イメージセンサ３２の視野角は、ここで７×７のセンサアレイにより説明され、そのセンサアレイのサイズは、実際の製品により異なる。イメージセンサ３２が照射範囲“Ｂ”の中で操作される場合、イメージセンサ３２の視野角により、基準点２２及び２４の周りに（基準点２２及び２４も含まれる）、基準点２２及び２４からの光を検出できる領域“Ａ”が決められる。本発明において、イメージセンサ３２により撮像し、かつ基準点２２及び２４のイメージがそれぞれイメージセンサ３２の視野角の右下（実線の部分）及び左上（点線の部分）に表示される場合、図２ａのような検出画像が得られ、そのうち、シンボル“＋”がセンサアレイの中心であり、また実際の操作では、シンボル“＋”は、必ずしもディジタル画像に表示されるとは限らない。同様に、イメージセンサ３２により撮像し、かつ基準点２２及び２４のイメージがそれぞれイメージセンサ３２の視野角の左下（実線の部分）及び右上（点線の部分）に表示されると、図２ｂのような検出画像が得られる。これにより、検出できる領域“Ａ”が定義できる。

図３には、本発明に係るカーソル制御方法のフローチャートが示されている。その方法は、前記カーソル制御装置１及び１’に適用できる。本カーソル制御方法は、所定の帯域の光を生成し、かつ所定の範囲を定義する少なくとも二つの基準点を提供するステップ１００と、イメージセンサを前記所定の範囲内に照準させるステップ２００と、前記イメージセンサにより前記所定の帯域の光を受光し、ディジタル画像を生成するステップ３００と、前記ディジタル画像にある前記基準点のイメージの位置及び形状を判定し、第一のパラメータを生成するステップ４００と、前記第一のパラメータに距離補正及び角度補正を行うステップ５００と、前記イメージセンサの照準位置を前記所定の範囲内に移動させ、第二のパラメータを生成するステップ６００と、前記補正された第一のパラメータ及び第二のパラメータにて、前記ディジタル画像にある前記基準点のイメージの移動距離を算出することによりカーソルの動きを制御するステップ７００とを備える。ステップ７００は、同時に第二のパラメータに距離補正及び角度補正を行うステップ７１０と、カーソルの動き感度を制御するための倍率を入力するステップ７２０とをさらに備え、そのうち、ステップ７２０は異なる応用により省略することができる。

図１ａ、３及び４ａに示すように、以下第一の実施例のカーソル制御装置に基づき本発明のカーソル制御方法を説明し、また第二の実施例に応用するカーソル制御方法は、第一の実施例に応用するのと類似するため、その詳しい説明を省略する。カーソル制御装置１を工場から出荷する前に、前述したように、処理部５０に所定位置パラメータ及び所定距離パラメータが保存されている。それらのパラメータは、イメージセンサ３２が例えば基準点２２及び２４から３メートルなどの所定の距離で撮像した基準点２２及び２４の所定のイメージＩ_２２及びＩ_２４により予め設定されたパラメータであり（図４ａ）、距離補正及び角度補正を行うための基準とする。所定位置パラメータ及び所定距離パラメータは、例えばセンサアレイの中心“＋”を原点とする平面空間などのように、イメージセンサ３２のセンサアレイにより形成された平面空間に応じて定義することができる。例えば、所定位置パラメータは、その平面空間にある基準点２２及び２４の所定のイメージＩ_２２及びＩ_２４の平均座標（Ｘ₀、Ｙ₀）を含み、所定距離パラメータは、その平面空間にある基準点２２及び２４の所定のイメージＩ_２２及びＩ_２４の間の距離Ｌとそれらの平均座標とセンサアレイの中心“＋”との間の距離Ｄとを含む。

先ず、基準点２２及び２４が独立した基準デバイス２０に設置されることとし、基準デバイス２０は、操作中において使用者の所望どおりに見える所に設置できる。基準点２２及び２４は、赤外線の帯域など、所定の帯域の光を生成し、また、基準点２２の面積が基準点２４の面積より大きいとする。これにより、イメージセンサ３２の視野角及び基準点２２及び２４の照射角度により、基準デバイス２０の周りに検出できる領域“Ａ”を定義できる（ステップ１００）。次に、リモコン３０のイメージセンサ３２を前記検出できる領域“Ａ”の中に照準させる（ステップ２００）。本発明に使用されるイメージセンサ３２は所定の帯域の光のみを検出できるため、または所定の帯域の光フィルタ４０がイメージセンサ３２の前方に設置されているため、イメージセンサ３２のセンサアレイに、図４ａに示したＩ_２２’及びＩ_２４’のような基準点２２及び２４のイメージのみを表示されたディジタル画像を生成する（ステップ３００）。リモコン３０がディジタル画像を撮像するときに、図１ａに示す矢印方向（時計回りの方向）に沿って角度θだけ回転され、これにより基準点のイメージＩ_２２’及びＩ_２４’とイメージセンサ３２が前述した所定の距離で撮像した所定のイメージＩ_２２及びＩ_２４との間にθの回転角度の差を生じる。このように、イメージセンサ３２が同じ位置に照準し撮像されたとしても、基準点のイメージＩ_２２’ 及びＩ_２４’の平均座標（Ｘ、Ｙ）は、所定の基準点のイメージＩ_２２及びＩ_２４の平均座標（Ｘ₀、Ｙ₀）と一致しない。

図１ａ、３,４ａ及び４ｂを参照して、ディジタル画像ＤＩが処理部５０に伝送された後、処理部５０は、基準点のイメージＩ_２２’及びＩ_２４’の位置及び形状を判定し、第一の位置パラメータ、第一の距離パラメータ及び形状パラメータを生成する（ステップ４００）。処理部５０は、第一の位置パラメータ（例えば基準点のイメージＩ_２２’及びＩ_２４’の平均座標及びそれらイメージの連結線分の傾き角度）と所定位置パラメータ（例えば所定の基準点のイメージＩ_２２及びＩ_２４の座標及びそれらイメージの連結線分の傾き角度）との間の角度の差θにより、角度補正を行う（ステップ５００）。角度補正は、式（１）に基づき行われる。

ここで、θは第一の位置パラメータと所定位置パラメータとの間の回転角度の差であり、Ｘ及びＹは、補正をする前の第一の位置パラメータの平均座標であり、Ｘ’及びＹ’は、補正をした後の基準点のイメージの位置の平均座標である。したがって、補正された基準点２２及び２４のイメージの位置は、同じ基準に基づき得られたものになる。すなわち、使用者がイメージセンサ３２を使って表示装置１０から同一の距離で撮像する場合、いかなる回転角度で撮像しても同じ結果が得られる。

しかしながら、その回転角度θが１８０度を越え、図４ｂに示す基準点のイメージＩ_２２’’及びＩ_２４’’になる場合、もし基準点のイメージの間に差異性がない（同じ寸法及び形状を持つ）なら、基準点のイメージＩ_２２’’及びＩ_２４’’が基準点のイメージＩ_２２’及びＩ_２４’（図４ａ）を回転させて形成されたか、または移動させて形成されたかを判定できない。したがって、本発明には、異なる面積の二つの基準点２２及び２４を使い、処理部５０が得られた形状パラメータ（例えば基準点の面積）に基づき基準点２２及び２４のイメージのそれぞれ位置を認識した後、そして角度補正を行う。したがって、イメージセンサ３２を操作するときの回転角度が１８０度を超えても、正確なカーソル制御が行える。他の実施例において、リモコン３０に水銀スイッチ３６をさらに設置し、イメージセンサ３２を操作するときの回転角度が１８０度を超えても、正確なカーソル制御が行える。

図５には、本発明に係る距離補正の一つの方法が示されている。リモコン３０のイメージセンサ３２にて基準点２２及び２４のイメージを撮像する場合、リモコン３０と基準デバイス２０との間の距離が大きくなると、撮像された基準点のイメージが小さくなり、かつそのイメージの平均座標がセンサアレイの中心“＋”に近くなる。しかしこのような動作による位置の差は、使用者がリモコン３０の照準位置を移動させることとはいえない。その位置の差を補正しないと、基準点２２及び２４のイメージの平均座標（Ｘ、Ｙ）を計算するとき、エラーが生じ、撮像距離の変化をリモコン３０の照準位置の移動であると誤認識される可能性がある。ここで、所定距離パラメータをＬとし、所定のイメージの平均座標とセンサアレイの中心“＋”との間の距離をＤとする。また、第一の距離パラメータをｌとし、イメージの平均座標とセンサアレイの中心“＋”との間の距離をｄとする。式（２）の比例関係に基づき、異なる撮像距離によりなされる差を補正する（ステップ５００）。

図６に示すように、基準点のイメージが補正された後、ｉ_２２及びｉ_２４になり、それは同じの基準にて得られたイメージであり、そして検出できる領域“Ａ”の中にリモコン３０の照準位置を移動させる（ステップ６００）。このとき、イメージセンサ３２は検出されたディジタル画像ＤＩを処理部５０に伝送し続ける。処理部５０はそのディジタル画像ＤＩに基づき第二のパラメータを生成する。第二のパラメータは、イメージセンサの照準位置が移動された後、ディジタル画像にある基準点のイメージの第二の位置パラメータ及び第二の距離パラメータを含む。第二の位置パラメータは、例えばセンサアレイの中心“＋”を原点とする平面空間などのように、イメージセンサ３２のセンサアレイにより形成された平面空間に応じた移動後の基準点２２及び２４のイメージの平均座標を含む。第二の距離パラメータは、上記と同じ平面空間に応じた移動後の基準点２２及び２４のイメージの間の距離を含む。処理部５０は、補正された第一の位置パラメータ及び第二の位置パラメータに基づき、基準点のイメージｉ_２２及びｉ_２４の移動距離ΔSを計算し、この計算中に、正確なカーソル制御を行うために、前述した補正方式により第二のパラメータに角度補正及び距離補正を行う（ステップ７１０）。また第二のパラメータに行われる補正の方式は、第一のパラメータに行われる補正の方式と類似するため、その詳しい説明を省略する。次に、処理部５０は、移動距離ΔSを表示装置１０に無線的に或いは電気的に伝送する。表示装置１０には、ユーザインタフェース及びカーソルを制御するためのソフトウェアがインストールされていることが好ましい。表示装置１０が移動距離の信号を受信した後、それに基づきスクリーン１２にあるカーソル１４の動きを制御することが可能となる（ステップ７００）。なお、基準点のイメージｉ_２２及びｉ_２４の移動距離ΔＳを計算するとき、一組の倍率Ｘ_{ＳＣＡＬＥ}及びＹ_{ＳＣＡＬＥ}を入力でき（ステップ７２０）、その倍率を制御することによりスクリーン１２上のカーソル１４の動き感度を制御する。例えば、移動距離ΔＳは式（３）のように計算できる。

ここで、ΔＳ_Ｘは移動距離の水平成分であり、ΔＳ_Ｙは移動距離の垂直成分である。式（３）により、Ｘ_{ＳＣＡＬＥ}及びＹ_{ＳＣＡＬＥ}が大きくなると、カーソル１４の動き感度が小さくなり、すなわちスクリーン１２上でカーソル１４を同じ距離で移動させるために、リモコン３０の照準位置をより大きく移動させる必要がある。一方、Ｘ_{ＳＣＡＬＥ}及びＹ_{ＳＣＡＬＥ}が小さくなると、カーソル１４の動き感度が大きくなり、すなわちリモコン３０の照準位置を大きく移動させることを要さずに、スクリーン１２上でカーソル１４を同じ距離で移動できる。これにより、本発明のカーソル制御装置１及び１’の実用性を高める。

本発明のカーソル制御方法は、テレビの制御に適用でき、そのテレビは、ユーザインタフェースを利用して制御のインタフェースとし、かつリモコンと本発明のカーソル制御方法と組み合わせて使用して表示装置に表示されるカーソルの動きを制御する。これにより、そのリモコンはマウスのようにテレビを制御でき、かつリモコンに設置されるボタンの数を削減できる。例えば、マウスのように２つのボタンのみが設置されており、テレビの制御の複雑度を低下させる。

なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の第一実施例に係るカーソル制御装置を示す説明図である。 本発明の第二実施例に係るカーソル制御装置を示す説明図である。 本発明の実施例に係るイメージセンサの検出できる領域を示す説明図であり、そこで基準点のイメージは、それぞれイメージセンサの視野角の右下及び左上にある。 本発明の実施例に係るイメージセンサの検出できる領域を示すもう一つの説明図であり、そこで基準点のイメージは、それぞれイメージセンサの視野角の左下及び右上にある。 本発明の実施例に係るカーソル制御方法を示すフローチャートである。 本発明の実施例に係るイメージセンサにより検出されたディジタル画像を示す説明図であり、そこで現在のイメージの位置と所定のイメージの位置との間に１８０度より小さい回転角度の差がある。 本発明の実施例に係るイメージセンサにより検出されたもう一つのディジタル画像を示す説明図であり、そこで現在のイメージの位置と所定のイメージの位置との間に１８０度より大きい回転角度の差がある。 本発明の実施例に係るイメージセンサにより検出されたディジタル画像を示す説明図であり、そこでイメージセンサが異なる距離で撮像することにより形成された基準点のイメージの距離及び位置の差を示す。 本発明の実施例に係るイメージセンサにより検出されたディジタル画像を示す説明図であり、そこでイメージセンサの照準位置を移動させることにより形成された基準点のイメージの移動距離を示す。

符号の説明

１、１’ カーソル制御装置
１０ 表示装置
１２ スクリーン
１４ カーソル
２０ 基準デバイス
２２、２４ 基準点
３０ リモコン
３２ イメージセンサ
３４ 光源
３６ 水銀スイッチ
４０ 光フィルタ
５０ 処理部
５２ 無線ユニット
Ｂ 照射範囲
Ａ 検出できる領域
ＤＩ ディジタル画像
＋ センサアレイの中心
θ 回転角度
Ｉ_２２、Ｉ_２２’、Ｉ_２２’’、Ｉ_２２’’’ 基準点のイメージ
Ｉ_２４、Ｉ_２４’、Ｉ_２４’’、Ｉ_２４’’’ 基準点のイメージ
Ｘ_{ＳＣＡＬＥ}、Ｙ_{ＳＣＡＬＥ} 倍率
ΔＳ 移動距離
ΔＳ_Ｘ 移動距離の水平成分
ΔＳ_Ｙ 移動距離の垂直成分
Ｌ、ｌ 基準点のイメージ間の距離
Ｄ、ｄ 基準点のイメージを結ぶ線分とセンサアレイの中心との間の距離
（Ｘ、Ｙ）、（Ｘ₀、Ｙ₀）、（Ｘ_ｉ、Ｙ_ｉ） 基準点のイメージの平均座標
ｉ_２２、ｉ_２４ 基準点のイメージ

Claims (41)

1. 所定の帯域の光を生成し、かつ所定の範囲を定義する少なくとも二つの基準点を提供するステップと、
   イメージセンサを前記所定の範囲内に照準させるステップと、
   前記イメージセンサにより前記所定の帯域の光を受光し、ディジタル画像を生成するステップと、
   前記ディジタル画像にある前記基準点のイメージの位置及び形状を判定し、第一のパラメータを生成するステップと、
   前記第一のパラメータに距離補正及び角度補正を行うステップと、
   前記イメージセンサの照準位置を前記所定の範囲内に移動させ、第二のパラメータを生成するステップと、
   前記補正された第一のパラメータ及び第二のパラメータにて、前記ディジタル画像にある前記基準点のイメージの移動距離を算出することによりカーソルの動きを制御するステップと、を備える表示装置に表示されるカーソルの動きを制御するカーソル制御方法。
2. 前記イメージセンサの前方に光フィルタを設置し、前記所定の帯域以外の帯域の光を遮断するステップさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のカーソル制御方法。
3. 前記所定の範囲が、前記基準点の照射角度及び前記イメージセンサの視野角により決定されることを特徴とする請求項１に記載のカーソル制御方法。
4. 前記ディジタル画像、第一のパラメータ及び第二のパラメータを保存し、かつ前記基準点のイメージの移動距離を算出する処理部を提供するステップをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のカーソル制御方法。
5. 前記カーソルの動きを制御するために、前記処理部が、前記表示装置と無線的に或いは電気的に通信することを特徴とする請求項４に記載のカーソル制御方法。
6. 前記処理部には、前記イメージセンサが所定の距離で撮像したディジタル画像にある前記基準点のイメージの所定位置パラメータ及び所定距離パラメータが保存され、前記第一のパラメータは、前記イメージセンサの照準位置を移動させる前に前記イメージセンサにより撮像された、前記ディジタル画像にある前記基準点のイメージの第一の位置パラメータ、第一の距離パラメータ及び形状パラメータを含み、前記第二のパラメータは、前記イメージセンサの照準位置を移動させた後に前記イメージセンサにより撮像された、前記ディジタル画像にある前記基準点のイメージの第二の位置パラメータ及び第二の距離パラメータを含むことを特徴とする請求項４に記載のカーソル制御方法。
7. 前記所定位置パラメータ、第一の位置パラメータ及び第二の位置パラメータは、前記イメージセンサのセンサアレイにより形成された平面空間上の前記基準点のイメージの平均座標であり、前記所定距離パラメータ、第一の距離パラメータ及び第二の距離パラメータは、前記イメージセンサのセンサアレイにより形成された平面空間上の複数の前記基準点のイメージ間の距離であることを特徴とする請求項６に記載のカーソル制御方法。
8. 前記ディジタル画像にある前記基準点のイメージの移動距離を算出するステップにおいて、該移動距離は、前記第二の位置パラメータと第一の位置パラメータとの間の距離であることを特徴とする請求項７に記載のカーソル制御方法。
9. 前記距離補正は、前記第一の距離パラメータと前記所定距離パラメータとの比例関係に基づき補正することを特徴とする請求項７に記載のカーソル制御方法。
10. 前記角度補正は、下式により行われ、
    

    

    θは、前記第一の位置パラメータと前記所定位置パラメータとの回転角度の差であり、ＸとＹは、角度補正をする前の前記第一の位置パラメータの平均座標であり、Ｘ’とＹ’は、角度補正をした後の前記基準点のイメージの平均座標であることを特徴とする請求項７に記載のカーソル制御方法。
11. 前記角度補正をする前に、前記形状パラメータにより、前記第一の位置パラメータの前記基準点のイメージのそれぞれの位置を判定するステップをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のカーソル制御方法。
12. 前記基準点が同じ寸法及び形状であり、前記イメージセンサの撮像する際の回転角度が１８０度を超える場合、正確に角度補正をするための水銀スイッチを提供するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のカーソル制御方法。
13. 前記ディジタル画像にある前記基準点のイメージの移動距離を算出するステップにおいて、カーソルの動き感度を制御するための倍率を提供するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のカーソル制御方法。
14. 前記表示装置は、コンピュータスクリーン、ゲーム機及びテレビのいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載のカーソル制御方法。
15. 前記イメージセンサが、リモコンに内蔵されることを特徴とする請求項１４に記載のカーソル制御方法。
16. 前記カーソルの動きを制御するために、前記リモコンが、前記表示装置と無線的に或いは電気的に通信することを特徴とする請求項１５に記載のカーソル制御方法。
17. 前記ディジタル画像にある前記基準点のイメージの移動距離を算出するステップにおいて、前記第二のパラメータに距離補正及び角度補正を行うステップをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のカーソル制御方法。
18. 前記基準点が、独立したデバイスに作られ、或いは前記表示装置に設置されることを特徴とする請求項１に記載のカーソル制御方法。
19. 所定の帯域の光を生成し、かつ所定の範囲を定義する少なくとも二つの基準点と、
    前記所定の範囲内に照準し、前記所定の帯域の光を受光し、ディジタル画像を生成するイメージセンサと、
    前記ディジタル画像を受信し、該ディジタル画像にある前記基準点のイメージの移動に基づき、カーソルの動きを制御する処理部と、を備える表示装置に表示されるカーソルを制御するカーソル制御装置。
20. 前記所定の帯域が赤外線帯域であり、前記イメージセンサが赤外線イメージセンサであることを特徴とする請求項１９に記載のカーソル制御装置。
21. 前記基準点が発光光源であり、前記所定の帯域の光を発光できることを特徴とする請求項１９に記載のカーソル制御装置。
22. 前記基準点が赤外線ＬＥＤであることを特徴とする請求項２１に記載のカーソル制御装置。
23. 前記基準点が非発光光源であり、前記所定の帯域の光を反射できることを特徴とする請求項１９に記載のカーソル制御装置。
24. 前記所定の帯域の光を発光する光源をさらに備えることを特徴とする請求項２３に記載のカーソル制御装置。
25. 前記イメージセンサの前方に設置され、前記所定の帯域以外の帯域の光を遮断するための光フィルタをさらに備えることを特徴とする請求項１９に記載のカーソル制御装置。
26. 前記イメージセンサが、ＣＭＯＳイメージセンサ或いはＣＣＤイメージセンサであることを特徴とする請求項２５に記載のカーソル制御装置。
27. それぞれが条状及び点状であるか、異なる寸法の点状であるか、及び異なる形状のいずれか、から選択された二つの基準点を有することを特徴とする請求項１９に記載のカーソル制御装置。
28. 前記基準点が、独立したデバイスに作られ、或いは前記表示装置に設置されることを特徴とする請求項１９に記載のカーソル制御装置。
29. 前記表示装置は、コンピュータスクリーン、ゲーム機及びテレビのいずれか一つであることを特徴とする請求項１９に記載のカーソル制御装置。
30. 前記イメージセンサが、リモコンに内蔵されることを特徴とする請求項２９に記載のカーソル制御装置。
31. 前記基準点が同じ寸法及び形状であり、前記リモコンは、前記イメージセンサの撮像する際の回転角度が１８０度を超える場合、カーソルを正確に制御するための水銀スイッチをさらに備えることを特徴とする請求項２９に記載のカーソル制御装置。
32. 機能設定及び調整のインタフェースとするユーザインタフェースを使用し、画面に前記ユーザインタフェースを制御するためのカーソルが表示されるテレビと、
    所定の帯域の光を生成し、かつ所定の範囲を定義する少なくとも二つの基準点と、
    リモコンとを備えるテレビ遠隔制御装置であり、
    該リモコンは、
    前記所定の範囲内に照準され、前記所定の帯域の光を受光しディジタル画像を生成するイメージセンサと、
    前記イメージセンサと電気的に接続され、前記ディジタル画像にある前記基準点のイメージの移動に基づき、カーソルの動きを制御する処理部と、を含むことを特徴とするテレビ遠隔制御装置である。
33. 前記リモコンは、前記処理部と電気的に接続し、前記テレビに制御信号を発送して前記カーソルの動きを制御する無線ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載のテレビ遠隔制御装置。
34. 前記リモコンは、前記イメージセンサの前方に設置され、前記所定の帯域以外の帯域の光を遮断する光フィルタをさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載のテレビ遠隔制御装置。
35. 前記イメージセンサが、ＣＭＯＳイメージセンサ或いはＣＣＤイメージセンサであることを特徴とする請求項３４に記載のテレビ遠隔制御装置。
36. 前記基準点が、独立したデバイスに作られ、或いは前記テレビに設置されることを特徴とする請求項３２に記載のテレビ遠隔制御装置。
37. 前記基準点が非発光光源であり、前記所定の帯域の光を反射でき、前記リモコンは、前記基準点に反射されるための所定の帯域の光を提供する光源をさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載のテレビ遠隔制御装置。
38. 三つの同じ点状及び一つの条状である四つの基準点があることを特徴とする請求項３２に記載のテレビ遠隔制御装置。
39. それぞれが条状及び点状であるか、異なる寸法の点状であるか、及び異なる形状のいずれか、から選択された二つの基準点を有することを特徴とする請求項３２に記載のテレビ遠隔制御装置。
40. 前記所定の帯域が赤外線帯域であることを特徴とする請求項３２に記載のテレビ遠隔制御装置。
41. 前記基準点が同じ寸法及び形状であり、前記リモコンは、前記イメージセンサの撮像する際の回転角度が１８０度を超える場合、カーソルを正確に制御するための水銀スイッチをさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載のテレビ遠隔制御装置。

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