JP2977559B2 - 画像投影型指示検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の属する技術分野） 本発明は、投影画像の一部を指し示したとき、画像全
体に対する指し示された場所と、指し示し方によるコマ
ンドを識別することのできる、指示検出装置に関するも
のである。 （従来の技術） OHP、スライド、テレビなどの画像投影装置を用いて
デモンストレーションをする際に、投影された画像を直
接指し示して説明すると効果的なことは良く知られてい
る。 従来この目的のためには、物理的指示棒、レーザ光線
を使用する指示器などが使用されてきた。 これら指示棒・指示器を使用することは変えずに、更
に効果的なデモンストレーションや、画像に連動した各
種機器操作等を実現しようとした場合には、投影画像を
直接指示することによる、制御コマンドや、座標のオン
ライン入力手段を実現する必要がある。 しかしながら、従来の画像投影装置では外部から指示
した部分を識別できないため、上記のオンライン入力手
段の実現は困難であった。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、投影された画像の部分を物体または
光線によって指し示すことにより、指し示し方によって
決まるコマンド、または、指し示された点の座標、線
分、または面積等の幾何学的情報を得ることのできる、
遠隔型の指示入力装置を実現することにある。 （発明の構成） （問題点を解決するため手段） 本発明は、投影しようとする画像情報と、画像投影面
に実際に現れた画像情報の差異を検出することにより、
外部からの光学的手段によって投影面上に生じた点・線
・または範囲を識別し、この差異部分の幾何学的量・時
間的変化によって決まるコマンドを識別することのでき
る、画像投影機能を持った指示検出装置である。 （実施例） 第１図は、本発明の一実施例の構成例を示す図であ
る。 １はスクリーンで、発光を含む画像が投影され、 ２は光線を用いる座標指示器、 ３は座標表示器２が指している、座標位置、 ４はハーフミラーで、表示すべき画像情報をもつ光束
をスクリーン１に投影するともに、スクリーン１に投影
されている画像情報を、投影方向とは別の方向に導き、 5,5′,5″は、レンズ群で、画像投影または座標位置
３の検出に必要な結像を行ない、 ６は光源であり、画像の投影に必要なハロゲンランプ
などにより構成される。 ７は光バルブ回路で、光源６からの光束または光束の
持つ光学的スペクトラムの一部または全部を遮断するこ
とにより、スクリーン１に画像を表示させるための回路
であり、透過型の液晶を画素対応に配置した液晶マトリ
クス回路などにより構成される。 ８は撮像回路で、スクリーン１に表示された画像が結
像され、そのうち座標位置３の存在が検出可能で、映像
管やCCD画像素子などにより構成される。 ９は駆動回路で、入力された画像信号から光バルブ回
路７を制御するための電気信号を作成する。 10は読出し回路で、撮像回路８の出力から、スクリー
ン１に表示されている画像情報を電気信号の形で取り出
す。 11は指示部分検出回路であり、入力された画像信号と
読出し回路10の出力信号の差異から座標位置３の存在を
検出し、単純に対応する両画素間の情報の差をとる方法
から、２次元ダイナミックパタンマッチング法を用い
て、両画像情報全体としての差分を検出する方法まで、
必要に応じて種々のレベルの技術を適用することができ
る。なお、この回路は、タイミング発生回路・比較回路
・アレイプロセッサ回路等の電子回路群により構成され
る。 12は座標算出回路であり、指示部分検出回路11の出力
と、駆動回路９または読出し回路10からの出力から、ス
クリーン１に表示された画像内における座標位置３の相
対的座標位置を算出し、計数回路等の電子回路群により
構成される。 13はコマンド識別回路であり、指示部分検出回路11の
出力から、座標位置３の光学的特性の時間変化パタンを
検出し、変化パタンにより決められるコマンド種別を識
別し、比較回路・シフトレジスタ回路等の電子回路群に
より構成される。 第２図は、光バルブ回路７を駆動する方法例を表して
いる。 9aは、ｘ方向画素制御回路、 9bは、ｙ方向画素制御回路であり、これらは直並列変
換回路・増幅回路などにより構成される。 9cは駆動信号作成回路であり、入力される画像信号か
ら、ｘ方向画素制御回路9aおよびｙ方向画素制御回路9b
への電気信号を作成し、タイミング発生回路・サンプル
ホールド回路等の電子回路群により構成され、 9a〜9cで駆動回路９を構成している。 第３図は、撮像回路８からの画像情報を読み出す方法
例を表している。 10aは、ｘ方向画素情報読出し回路、 10bは、ｙ方向画素情報読出し回路であり、これらは
電荷増幅回路・並直列変換回路・スレッショルド回路な
どにより構成される。 10cは読出し信号作成回路であり、両者からの信号か
ら、画像入力信号と同形式の電気信号を作成し、増幅回
路・タイミング発生回路、サンプルホールド回路・マル
チプレクサ回路等の電子回路群により構成され、 10a〜10cで読出し回路10を構成している。 （作 用） 上記の各図を用いて、本発明の動作を説明する。 画像信号入力は、駆動信号作成回路9cに加えられ、ｘ
成分とｙ成分の輝度あるいは色彩情報に分離され、ｘ方
向およびｙ方向画素制御回路9a,9bを経由して、光バル
ブ回路７に加えられる。 光バルブ回路７は、光源６からの光束または光束の持
つ光学的スペクトラムの一部または全部を遮断すること
により、画像情報を持った光束を生成せしめ、その光束
は、レンズ群５′およびハーフミラー４を通過して、ス
クリーン１上に投影される。 ここで、スクリーン１上の画像の一部を座標指示器２
によって指し示したとする。その座標を〔x,y〕とす
る。 座標位置３の加わった画像情報は、ハーフミラー４を
逆に通過し、レンズ群５″を経由して撮像回路８上に結
像する。 撮像回路８上の画像情報は、ｘ方向およびｙ方向の画
素情報読出し回路10a,10bおよび読出し信号作成回路10c
の作用により、画像信号として取り出され、指示部分検
出回路11に加えられる。 一方、指示部分検出回路11には、駆動回路９からの信
号も加わっている。この両画像信号により、指示部分検
出回路11は、第１図の構成で説明した方法によって座標
位置３の存在を識別し出力する。同時に指示部分検出回
路11は座標位置３の有無を検出し、出力する。 座標位置３の存在時には、座標入力有無出力が「有」
となり、座標位置３がない時には、座標入力有無出力が
「無」となる。 指示部分検出回路11が出力した識別情報は座標算出回
路12に加えられ、読出し回路10からの画像信号をもとに
して、座標位置の計算が行なわれる。計算により座標算
出回路12は座標〔x,y〕を出力する。 座標指示器２が座標〔x,y〕でなく、ある長さを持っ
た線分をスクリーン１上に描いた場合には、指示部分検
出回路11から座標算出回路12への情報が時系列的に変化
するので、座標算出回路12は適当な時間周期で座標の変
化を検出し、座表の軌跡として線分を識別し、その長さ
・方向を計算することができる。 さらに座標指示器２がスクリーン１上に閉曲線や斜線
群によって面積を画いた場合にも、指示部分検出回路11
から座標算出回路12への情報変化により、座標算出回路
12は適当な時間周期で座標の変化を検出し、指示部分検
出回路11から座標算出回路12への情報変化により、座標
算出回路12は適当な時間周期で座標の変化を検出し、座
標の軌跡として閉曲線または線分群を識別し、それらに
よる面積・範囲を計算することができる。 以上の説明では、座標指示器２がスクリーン１上の画
像を指示する光学的方法の変化については述べなかった
が、次のように光学的指示方法を変化させることによ
り、コマンドを入力することもできる。 たとえば、座標位置３の輝度を時系列的に変化させた
り、座標位置３の指示自体を時間的にON/OFFしたりする
方法、座標位置３の色彩を変化させる方法などについ
て、予め変化パタンをコマンドとしてコマンド識別回路
13内に設定しておく。 コマンド識別回路13では、指示部分検出回路11の出力
から座標位置３の光学的情報が得られるので、これを一
定時間毎に観測し、その時間的変化パタンが予め保持し
ているパタンのどれに一致するかを監視し、もし一致し
たものが検出されたときは、そのパタンに該当するコマ
ンド識別を出力するのである。 このようにして、投影画像を指し示したことによる情
報を検出できるのである。 （発明の効果） 以上説明したように、投影しようとする画像情報と、
画像投影面に実際に現れた画像情報の差異を検出するこ
とにより、外部からの光学的手段によって投影面上に生
じた図形を識別し、この図形の幾何学的量・時間的変化
によって決まるコマンド・座標情報を取得する方法を実
現したことにより、 従来から馴染みのある、指示棒、レーザ光線を使用す
る指示器などの可視的な手段によって、投影されている
画像を操作者が直接指示するだけで、多人数への情報提
示状態における制御コマンドや座標のオンライン入力が
可能となり、導入に伴う違和感の極めて少ない新たな指
示入力方式として、広範囲な応用方法を生じる。 例えば、投影表示されている画像に直接連動した各種
機器の実時間的な操作や、これら各種機器を駆使した効
果的なデモンストレーションなどが可能となるのであ
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の構成例を示す図、第２図は
光バルブ回路を駆動する方法例を示す図、第３図は撮像
回路８からの画像情報を読み出す方法例を表わした図で
る。 １……スクリーン、２……座標指示器、 ３……座標位置、４……ハーフミラー、 5,5′,5″……レンズ群、６……光源、 ７……光バルブ回路、８……撮像回路、 ９……駆動回路、 9a……ｘ方向画素制御回路、 9b……ｙ方向画素制御回路、 9c……駆動信号作成回路、 10……読出し回路、 10a……ｘ方向画素情報読出し回路、 10b……ｙ方向画素情報読出し回路、 10c……読出し信号作成回路、 11……指示部分検出回路、 12……座標算出回路、 13……コマンド識別回路。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．ｘ方向画素制御回路とｙ方向画素制御回路と駆動信
   号作成回路とからなる駆動回路によって、投影しようと
   する１次画像を、２次元平面上の１次画像信号として生
   成する１次画像信号生成手段と、 前記１次画像信号生成手段による１次画像信号とは非同
   期に生じる可視光波長領域内の光束と、前記１次画像と
   を、２次元平面上に２次画像として結像表示する画像表
   示面と、 前記画像表示面に結像表示された２次画像の２次元イメ
   ージを撮像する撮像回路、およびｘ方向画素情報読出し
   回路とｙ方向画素情報読出し回路と読出し信号作成回路
   とからなる読出し回路によって、前記２次画像を撮像し
   て２次元平面上の２次画像信号として生成する２次画像
   信号生成手段と、 前記１次画像信号と前記２次画像信号とから、それぞれ
   の２次元平面上の画像信号の差として前記光束の位置を
   検出する位置検出手段と、 を有することを特徴とする画像投影型指示検出装置。