JP6644429B2 - globe - Google Patents

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Description

本発明は、地形図上の観察領域に対応した拡大地図画像や詳細な地理情報を画像表示装置に表示する地球儀に関する。  The present invention relates to a globe that displays an enlarged map image corresponding to an observation region on a topographic map and detailed geographic information on an image display device.

地球儀は、学習用や室内装飾品として広く使用されている。地球儀には、地球上の国や都市などの位置を俯瞰的に観察できるという特徴がある反面、地球儀の縮尺は非常に小さいため、印刷される図形や文字の情報量が小さく制限されてしまい、地球儀の地形の一部を観察しようとすると、細かい図形や文字のために見辛いという本質的な問題がある。
このため、従来から、地球儀に描かれている地形図の観察しようとする部分を拡大して観察する方法が提案されている。その一つの方法として、拡大レンズを地球儀の表面近くに配置して、ルーペの如くに、レンズを通して地形図を見ることによって、拡大像を観察する方法がある(例えば、特許文献1、2、3参照)。この拡大レンズを用いる方法は、1枚のレンズを付加するだけの簡素な構成でありながら、慣れたルーペの使い方で、観察しようとする部分の拡大像を素早く観察することができるという利点がある。しかし、その拡大像は、印刷された地形図の図形や文字の像であるので、印刷された図形や文字以上の情報を観察することはできない。また、拡大像の焦点合わせ操作も、観察者によっては面倒に感じる場合もある。
Globes are widely used for learning and as interior decorations. Globes have the characteristic that they can observe the position of countries and cities on the earth from a bird's-eye view, but because the scale of the globe is very small, the amount of information on printed graphics and characters is limited, When observing a part of the globe's topography, there is an inherent problem that it is hard to see because of the fine figures and characters.
For this reason, a method of enlarging and observing a portion to be observed of a topographic map drawn on a globe has been conventionally proposed. As one of the methods, there is a method of arranging a magnifying lens near the surface of a globe and observing a magnified image by looking at a topographic map through a lens like a loupe (for example, Patent Documents 1, 2, and 3). reference). The method using the magnifying lens has an advantage that, although having a simple configuration in which only one lens is added, an enlarged image of a portion to be observed can be quickly observed by using a familiar loupe. . However, since the enlarged image is an image of a printed figure or character of the topographic map, it is not possible to observe more information than the printed figure or character. Further, the focusing operation of the enlarged image may be troublesome for some observers.

もう一つの方法として、地形図の観察しようとする部分の位置データを取得して、その位置データに対応する拡大された地図画像を、電子表示装置を用いて表示させる方法がある。この方法では、適切な地図画像データを備えていれば、印刷された図形や文字とは異なる、より細かな地形図や、国の特産物などの、地形以外の地理情報も表示することが可能になる。これは、上記拡大レンズを用いる方法ではなし得ない機能であるが、その反面、拡大レンズを用いる方法では不要であった、観察しようとする部分の位置データを取得するための手段が必要になる。  As another method, there is a method of acquiring position data of a portion of a topographic map to be observed, and displaying an enlarged map image corresponding to the position data using an electronic display device. With this method, if you have the appropriate map image data, you can also display non-terrain geographic information such as finer topographic maps and national special products that are different from printed figures and characters become. This is a function that cannot be performed by the method using the magnifying lens. On the other hand, a method for acquiring position data of a portion to be observed is required, which is unnecessary in the method using the magnifying lens. .

その位置データ取得の一つの方法として、地球表面にタッチセンサを敷き詰め、指かタッチペンで接触することによって、タッチセンサに接触された地形図上の位置データを読み取る方法が提案されている。この方法は、地形図を見ながら、所望の目標地点を、手動で手軽に指定して、その地点の詳細な地図画像を電子表示装置で観察することができる。しかし、この方法では、地球球体の表面にタッチセンサを設ける必要があり、全球体を覆う曲面形状のタッチセンサであることが望ましいが、複雑高価なものになってしまう。そこで、多数個のタッチセンサを複数の地域に分散して配置するようにしたり(特許文献4)、地球球体を球状多面体にして、平面のタッチパネルを多面体の各面に配置する方法(特許文献5)などが提案されているが、それらのどちらも、地球球体の表面の任意の位置を指定できる構成にはなっていない。  As one method of obtaining the position data, there has been proposed a method in which a touch sensor is spread over the earth surface and the position data on the topographic map contacted with the touch sensor is read by touching the touch sensor with a finger or a touch pen. According to this method, a desired target point can be manually and easily specified while viewing the topographic map, and a detailed map image of the point can be observed on the electronic display device. However, in this method, it is necessary to provide a touch sensor on the surface of the earth sphere, and it is desirable that the touch sensor has a curved shape covering the whole sphere, but it becomes complicated and expensive. Therefore, a method of disposing a large number of touch sensors in a plurality of areas in a distributed manner (Patent Document 4) or a method of forming a spherical polyhedron with a spherical sphere and disposing a flat touch panel on each surface of the polyhedron (Patent Document 5) ) Has been proposed, but neither of them has a configuration capable of designating an arbitrary position on the surface of the earth sphere.

その位置データ取得の別の方法として、地球儀上の地点に、目標地点の位置データをコード化したバーコード等のパターンを設けて、コード読み取り装置を用いてそのパターンを読み取ることにより、目標地点の位置データを読みとる方法が提案されている(特許文献6、7)。この方法は、地球球体にセンサ等の回路は設けず、ペン状のコード読み取り装置を操作して、非接触、または、接触状態で、目標地点に印刷されたバーコードを読み取ることによって、所望の目標地点を指定して、その地点の詳細な地図画像を電子表示装置で観察することができる。しかし、この方法では、バーコードが設けられている地点しか指定できないという問題や、地球球体に、地形図の地図データとは異なるバーコードパターンを印刷することになるので、バーコードを目立たなくする必要もあり、バーコードの配置構成が困難になるという問題もある。  As another method of obtaining the position data, a pattern such as a bar code that encodes the position data of the target point is provided at a point on the globe, and the pattern is read using a code reading device, thereby obtaining the target point. Methods for reading position data have been proposed (Patent Documents 6 and 7). In this method, a circuit such as a sensor is not provided on the earth sphere, and a bar-like code printed at a target point is read by operating a pen-like code reader in a non-contact or contact state. By specifying a target point, a detailed map image of the point can be observed on the electronic display device. However, this method has a problem that only the point where the barcode is provided can be specified, and a barcode pattern different from the map data of the topographic map is printed on the earth sphere, so that the barcode is inconspicuous. There is also a problem that the arrangement of bar codes becomes difficult.

その位置データ取得のさらに別の方法として、地球儀の回転量と回転方向を回転センサを用いて検出し、回転後の目標地点の位置データを求める方法が提案されている(特許文献8)。この方法は、手動や自動によって回転された地球球体の、基準位置からの回転量と回転方向を求めることによって、観察する目標地点の位置データを取得し、その地点の詳細な地図画像を電子表示装置で観察することができる。しかし、この方法では、地球球体や回転軸に回転センサを組み込む必要があるので、機構が複雑で高価なものになるなどの問題がある。  As yet another method of obtaining the position data, there has been proposed a method of detecting the rotation amount and the rotation direction of the globe using a rotation sensor and obtaining the position data of the target point after the rotation (Patent Document 8). This method acquires the position data of the target point to be observed by calculating the amount and direction of rotation of the earth sphere rotated manually or automatically from the reference position, and electronically displays a detailed map image of that point It can be observed with the device. However, in this method, since it is necessary to incorporate a rotation sensor into the earth sphere or the rotation axis, there is a problem that the mechanism is complicated and expensive.

実開昭49−040565Showa 49-040565 実開昭52−13434752-134347 実開平02−146678Actual opening Hei 02-146678 特開2002−182555JP-A-2002-182555 特開2003−323140JP-A-2003-323140 特開2006−043093JP 2006-043093 特開2010−027017JP 2010-027017 特開2011−018001JP 2011-018001

上記の如く、電子表示装置を用いて詳細な地図情報を観察する方法は、地球球体に印刷された地形図の図形や文字だけでなく、印刷された図形や文字とは異なる、より詳細な地図画像を表示することも可能になるので、これまでの地球儀にはなかった新しい形態や使い方を実現するものであるが、観察する地形図の位置を特定するための、位置データの取得手段が必要であり、操作性が良く、任意の位置を指定できる、位置データの簡素な取得手段が望まれる。しかし、上記の従来の位置データの取得方法では、地球球体や地形図に、タッチセンサやバーコードや回転センサを組み込む必要があるので、構造が複雑で、コストが高くなる。また、これまで使用されてきたような、地球球体と印刷地図を、そのまま利用することは困難であり、指定できる位置も限定されてしまうことなどの課題があるため、上記電子表示装置を用いる方法の特徴を十分に発揮した地球儀はまだ広く普及するには至っていない。  As described above, a method of observing detailed map information using an electronic display device is not only a figure and a character of a topographic map printed on the earth sphere, but also a more detailed map different from the printed figure and the character. Images can also be displayed, realizing new forms and usages that were not possible with conventional globes, but a means of acquiring position data to identify the position of the topographic map to be observed is required Therefore, a simple means for acquiring position data which has good operability and can designate an arbitrary position is desired. However, in the above-described conventional method of acquiring position data, it is necessary to incorporate a touch sensor, a barcode, and a rotation sensor into the earth sphere or the topographic map, so that the structure is complicated and the cost increases. Further, since it is difficult to use the earth sphere and the printed map as they have been used so far, and there is a problem that the position that can be specified is limited, the method of using the electronic display device is used. Globes that fully demonstrate the features of have not yet become widespread.

そのような課題を解決するために、本出願人が先に出願した特願2015−96897号において、地球球体と、地球球体が回転可能に載置される地球儀台と、地球球体の表面の一部を照明して撮像する撮像ブロックと、撮像される地球球体の地形図の地点とは離れた地点に接近して置かれた画像表示装置とを備え、撮像画像を画像認識することによって、撮像された地形図の領域の位置や向きを検出し、画像表示装置と撮像ブロックとの相対的な位置関係に基づいて、撮像された領域の図形を画像変換することにより、画像表示される画像表示領域の図形の位置や向きを求め、その画像表示領域に相当する地形図の画像を、撮像ブロック内の地図画像メモリに予め記憶されている地図画像から抽出して、画像表示装置の画面に表示するという新しい形態の地球儀を提案している。  In order to solve such a problem, Japanese Patent Application No. 2015-96897 filed by the applicant of the present invention discloses an earth sphere, a globe base on which the earth sphere is rotatably mounted, and a surface of the earth sphere. An imaging block that illuminates the part and captures the image, and an image display device that is placed close to a point distant from the point of the topographical map of the earth sphere to be imaged. The image display is performed by detecting the position and orientation of the captured topographic map area and converting the image of the captured area based on the relative positional relationship between the image display device and the imaging block. Find the position and orientation of the figure in the area, extract the image of the topographic map corresponding to the image display area from the map image previously stored in the map image memory in the imaging block, and display it on the screen of the image display device Then It has proposed a new form of the globe.

その特願2015−96897号に記載された発明によれば、地球儀の地球球体や地球球体の表面に描かれた地形図に、地点データを取得するための特別な回路や機構やパターンなどの細工を施さない形態でありながら、地球球体表面の見たい地点に接近して置かれた画像表示ユニットに、見たい地点の拡大地図画像や詳細な地理情報を表示させて観察することができる。  According to the invention described in Japanese Patent Application No. 2015-96897, special circuits, mechanisms, patterns, and the like for acquiring point data are added to the earth sphere of the globe or a topographic map drawn on the surface of the earth sphere. , The enlarged map image and the detailed geographic information of the desired point can be displayed and observed on the image display unit placed close to the desired point on the surface of the earth sphere.

しかしながら、そこに開示されている地球儀には、画像抽出後の、地球球体と画像表示ユニットの相対移動時の処理や、スルー画像表示や、画像表示ユニットの位置検出を行うエンコーダや、撮像光学系などについての具体的構成は詳細には述べられておらず、改良の余地が多く残されていた。  However, the globe disclosed therein includes an encoder that performs processing during relative movement between the earth sphere and the image display unit after image extraction, through image display, and position detection of the image display unit, and an imaging optical system. The specific configuration of such as is not described in detail, leaving much room for improvement.

そこで、本発明は、地球球体や地形図に、位置データを取得するための特別な回路や機構やパターンを施さない形態でありながら、観察地点を素早く指定できる、位置データの簡素な取得手段を備えて、観察地点の拡大地図画像や詳細な地理情報を画像表示ユニットに表示させて観察できる、更に改良された地球儀を提供することを目的とする。  Accordingly, the present invention provides a simple means for acquiring position data that can specify an observation point quickly, without using a special circuit, mechanism, or pattern for acquiring position data on the earth sphere or topographic map. It is another object of the present invention to provide a further improved globe capable of displaying an enlarged map image and detailed geographic information of an observation point on an image display unit for observation.

この目的を達成するために、本発明の地球儀は、地球球体と、地球球体が回転可能に載置される地球儀台と、地球球体の表面の一部を撮像する撮像ユニットと、地球球体に接近して置かれた画像表示ユニットとを備え、撮像画像を画像認識することによって、撮像された地形図の領域の位置や向きを検出し、画像表示ユニットと撮像ユニットとの相対的な位置関係に基づいて、撮像された領域の図形を画像変換することにより、画像表示される面像表示領域の図形の位置や向きを求め、その画像表示領域に相当する地形図や地理情報の画像を、画像表示ユニットの画面に表示することを特徴としている。  In order to achieve this object, the globe of the present invention includes a globe, a globe table on which the globe is rotatably mounted, an imaging unit for imaging a part of the surface of the globe, and an approaching globe. An image display unit is placed on the top view, and by recognizing the captured image, the position and orientation of the region of the captured topographic map are detected, and the relative positional relationship between the image display unit and the imaging unit is determined. Based on the image, the figure and the orientation of the figure in the image display area are obtained by image conversion of the figure in the imaged area, and the image of the topographic map and geographic information corresponding to the image display area is obtained. It is characterized in that it is displayed on the screen of the display unit.

また、本発明の地球儀は、撮像画像を画像認識する第1画像抽出処理によって、画像表示される画像表示領域の図形の位置や向きを求め、その画像表示領域に相当する地形図の画像を、画像表示装置の画面に表示した後に、地球球体と画像表示ユニットが相対移動した際は、移動ベクトルを利用した第2画像抽出処理によって、移動後の画像表示される画像表示領域の図形の位置や向きを求め、その画像表示領域に相当する地形図や地理情報の画像を、画像表示ユニットの画面に表示することを特徴としている。  Further, the globe of the present invention obtains the position and orientation of the figure in the image display area to be image-displayed by the first image extraction processing for recognizing the captured image, and generates an image of the topographic map corresponding to the image display area. When the earth sphere and the image display unit move relative to each other after being displayed on the screen of the image display device, the position of the graphic in the image display area where the moved image is displayed is determined by the second image extraction processing using the movement vector. It is characterized in that an orientation is obtained and an image of a topographic map or geographic information corresponding to the image display area is displayed on the screen of the image display unit.

また、本発明の地球儀は、撮像ユニットと画像表示ユニットとが一体に構成されて、画像抽出処理による抽出画像が表示されない場合に、撮像ユニットのスルー画像を画像表示ユニットの両面に表示することを特徴としている。  Further, the globe of the present invention is configured such that the imaging unit and the image display unit are integrally formed, and a through image of the imaging unit is displayed on both sides of the image display unit when an image extracted by the image extraction processing is not displayed. Features.

また、本発明の地球儀は、画像表示ユニットの支持部材に位置検出エンコーダを備えて、画像表示ユニットの位置情報を検出し、画像表示ユニットと撮像ユニットとの相対的な位置関係に基づいて、撮像された領域の図形を上記画像変換することを特徴としている。  Further, the globe of the present invention includes a position detection encoder on a support member of the image display unit, detects position information of the image display unit, and performs imaging based on a relative positional relationship between the image display unit and the imaging unit. It is characterized in that the graphic of the selected area is subjected to the image conversion.

本発明によれば、地球儀の地球球体や地球球体の表面に描かれた地形図に、地点データを取得するための特別な回路や機構やパターンなどの細工を施さない形態でありながら、地球球体表面の見たい地点に接近して置かれた画像表示装置に、見たい地点の拡大地図画像や詳細な地理情報を表示させて観察することができる。  According to the present invention, the earth sphere of the globe or a topographic map drawn on the surface of the earth sphere is in a form in which no special circuit, mechanism, pattern, or the like for acquiring point data is applied. It is possible to display an enlarged map image and detailed geographic information of the point to be viewed on an image display device placed close to the point to be viewed on the surface for observation.

第1実施例に係る地球儀の外観図である。It is an outline view of a globe concerning a 1st example. 第1実施例に係る地球儀の側面図である。It is a side view of the globe concerning a 1st example. 第1実施例の回路ブロック図である。FIG. 3 is a circuit block diagram of the first embodiment. 地球儀の座標系と、撮像及び表示画像の関係を表す図である。It is a figure showing the coordinate system of a globe, and the relation of a picked-up and a display image. 表示画像抽出処理の概略フローチャートである。It is a schematic flowchart of a display image extraction process. 第1実施例の撮像処理の動作を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an operation of an imaging process according to the first embodiment. 拡大縮小表示処理の一実施例を示すフローチャートである。9 is a flowchart illustrating an example of an enlargement / reduction display process. 第1実施例の鮮鋭度検出処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the sharpness detection process of 1st Example. 第1実施例の第1画像抽出処理の動作を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an operation of a first image extraction process according to the first embodiment. 第1実施例の第2画像抽出処理の動作を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an operation of a second image extraction process according to the first embodiment. 第1実施例の表示処理の動作を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an operation of a display process according to the first embodiment. 拡大縮小表示処理の一実施例を示すフローチャートである。9 is a flowchart illustrating an example of an enlargement / reduction display process. 標準表示画像データと詳細表示画像データの画像表示倍率との関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between the image display magnification of standard display image data and detailed display image data. 移動表示処理の一実施例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows one Example of a movement display process. 撮像同期モードと撮像非同期モードにおける、拡大縮小画像表示状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the expansion / reduction image display state in an imaging synchronous mode and an imaging asynchronous mode. 第2実施例に係る地球儀の外観図である。It is an outline view of a globe concerning a 2nd example. 第2実施例に係る地球儀の側面図である。It is a side view of the globe concerning a 2nd example. 光軸一致タイプ屈曲光学系の一実施例を示す図である。It is a figure showing an example of an optical axis matching type bending optical system. 光軸分離タイプ屈曲光学系の一実施例を示す図である。It is a figure showing an example of an optical axis separation type bending optical system. 第2実施例の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of a 2nd example. 第2実施例の1軸タイプ地球儀に適用した変形例1を示す外観図である。It is an outline view showing modification 1 applied to the one axis type globe of the 2nd example. 第2実施例の1軸タイプ地球儀に適用した変形例1を示す側面図である。It is a side view which shows the modification 1 applied to the one axis type globe of 2nd Example. 第2実施例の1軸タイプ地球儀に適用した変形例2を示す外観図である。It is an external view which shows the modification 2 applied to the one axis type globe of 2nd Example. 第2実施例の1軸タイプ地球儀に適用した変形例2を示す側面図である。It is a side view which shows the modification 2 applied to the one axis type globe of 2nd Example. 第2実施例の2軸タイプ地球儀に適用した変形例3を示す外観図である。It is an external view which shows the modification 3 applied to the 2 axis type globe of 2nd Example. 第2実施例の2軸タイプ地球儀に適用した変形例3を示す側面図である。It is a side view which shows the modification 3 applied to the 2 axis type globe of 2nd Example. 第3実施例に係る地球儀の外観図である。It is an outline view of a globe concerning a 3rd example. 第3実施例に係る地球儀の側面図である。It is a side view of a globe concerning a 3rd example. 第3実施例の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of a 3rd example. 第3実施例の変形例の回路ブロック図である。FIG. 14 is a circuit block diagram of a modification of the third embodiment.

以下、本発明の地球儀について詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施例に係る地球儀1の外観図であり、図1(A)は地球を模した球体(以下、地球体と呼ぶ)を地球儀台に取り付けた状態、図1(B)は地球体を地球儀台から取り外した状態を表している。図2は、地球体3を地球儀台2に取り付けた状態の側面図を示している。  Hereinafter, the globe of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is an external view of a globe 1 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A shows a state in which a sphere simulating the earth (hereinafter, referred to as an earth body) is attached to a globe table. (B) shows a state in which the earth body is removed from the globe base. FIG. 2 is a side view showing a state where the earth body 3 is attached to the globe base 2.

3本の足を持つ地球儀台2に、3個の自由回転可能な支持ボール4が設置されていて、その支持ボール4上に、地球体3が載置されて、図1(A)のように、地球体3の装着状態となる。装着状態での地球体3の直下には、地球儀台2の一部分となる撮像ユニット5が配置されている。地球儀台2の別の一部分には、画像表示ユニット6が配置されている。地球体3は、地球儀台2から取り外し可能にすることもでき、取り外し可能になっている場合には、図1(B)のように、地球体3が脱着状態となる。装着と脱着状態は、支持ボール4に対する装脱着状態に連動した、接触式或いは非接触式の装着検知スイッチ30(不図示)により検知される。  Three freely rotatable support balls 4 are installed on a globe base 2 having three legs, and the earth body 3 is placed on the support balls 4 as shown in FIG. Then, the earth body 3 is mounted. Immediately below the earth body 3 in the mounted state, an imaging unit 5 that is a part of the globe base 2 is arranged. An image display unit 6 is arranged on another part of the globe base 2. The earth body 3 can also be made detachable from the globe base 2, and when detachable, as shown in FIG. 1B, the earth body 3 is detached. The attachment / detachment state is detected by a contact type or non-contact type attachment detection switch 30 (not shown) interlocked with the attachment / detachment state with respect to the support ball 4.

地球体3の装着状態では、支持ボール4と地球体3が接触しており、支持ボール4が自由回転可能であるので、地球体3を手などで触れて任意方向に回転させることができる。  When the earth body 3 is mounted, the support ball 4 is in contact with the earth body 3 and the support ball 4 is freely rotatable. Therefore, the earth body 3 can be rotated in an arbitrary direction by touching the earth body 3 with a hand or the like.

画像表示ユニット6は、画像表示ユニット支持アーム2aに設けられた画像表示ユニット回転部材2eの回転軸2dの周りに回転自在に取り付けられており、画像表示ユニット支持アーム2aは、地球儀台2の一部に設けられた回転軸2bの周りに回転自在に取り付けられている。画像表示ユニット6の面内回転角を自動的に検知して、表示領域可変方式とする場合には、画像表示ユニット回転部材2eに回転エンコーダ34が取り付けられる(図3参照)。地球体3の装着状態では、画像表示ユニット支持アーム2aが、不図示のロック機構により所定位置に移動して、画像表示ユニット6が地球球体3に非接触で接近した位置に配置され、画像表示素子10に対向している地球球3の地点に関する画像が表示されるようになっている。また、地球体3の装着状態では、画像表示ユニット支持アーム2aに設けられた補助支持ボール2cが地球球体3の上部に接触して、地球球体3の脱落を防止している。
画像表示ユニット6には、画像表示ユニット枠14に画像表示素子10とモードボタン11と十字ボタン12と拡大ボタン13aと縮小ボタン13bなどの画像表示ユニットスイッチ29と、LEDなどの画像表示ユニット表示素子28が取り付けられている(図15参照)。
The image display unit 6 is rotatably mounted around a rotation axis 2d of an image display unit rotation member 2e provided on the image display unit support arm 2a. It is rotatably mounted around a rotation shaft 2b provided in the section. When the in-plane rotation angle of the image display unit 6 is automatically detected and the display area is changed, the rotation encoder 34 is attached to the image display unit rotation member 2e (see FIG. 3). In the mounted state of the earth body 3, the image display unit support arm 2a is moved to a predetermined position by a lock mechanism (not shown), and the image display unit 6 is arranged at a position approaching the earth sphere 3 in a non-contact manner. An image related to the point of the earth sphere 3 facing the element 10 is displayed. When the earth body 3 is mounted, the auxiliary support ball 2c provided on the image display unit support arm 2a contacts the upper part of the earth ball 3 to prevent the earth ball 3 from falling off.
The image display unit 6 includes an image display unit switch 29 such as an image display element 10, a mode button 11, a cross button 12, an enlargement button 13a and a reduction button 13b, and an image display unit display element such as an LED in an image display unit frame 14. 28 are attached (see FIG. 15).

地球体3の装着状態では、開口7と地球体3とは非接触であり、所定の距離だけ隔離されている。この状態で、開口7を通して、照明光源32によって地球体3が照明され、地球体3の一部の地形図が、レンズ8によって撮像素子9に結像されて撮像される。  When the earth body 3 is mounted, the opening 7 is not in contact with the earth body 3 and is separated by a predetermined distance. In this state, the earth body 3 is illuminated by the illumination light source 32 through the opening 7, and a topographical map of a part of the earth body 3 is formed on the image pickup device 9 by the lens 8 and imaged.

撮像ユニット5の開口7と地球体3とは、地球体3が支持ボール4によって位置決めされるために、非接触状態になっており、開口7を通して、地球球体3の一部の地形図が撮像される。  The opening 7 of the imaging unit 5 and the earth body 3 are in a non-contact state because the earth body 3 is positioned by the support ball 4, and a topographic map of a part of the earth sphere 3 is imaged through the opening 7. Is done.

図3は、第1実施例の回路ブロック図である。撮像ユニット5では、地球体3の一部がLEDなどからなる照明光源32によって照明され、地球体3の光学像がレンズ8によって撮像素子9に結像され、光電変換される。撮像素子9は、TG23で生成される駆動パルス信号により駆動される。光電変換された信号は、CDS/AGC15で前処理されて、A/D16でデジタル信号に変換され、撮像画像処理回路17で画像処理されて、メモリ制御回路19により撮像画像メモリ18に記憶される。回路全体はCPU22によって制御され、照明光源32を駆動する光源駆動回路33や、電源25を制御する電源制御回路24や、電源スイッチなどの撮像ユニットスイッチ26や、LEDなどの撮像ユニット表示素子27が制御される。地球体3が取り外し可能になっている場合には、地球体3の装着を検知する装着検知スイッチ30もCPU22によって制御される。画像表示ユニット6は、画像表示制御回路21により制御される画像表示素子10や、各ボタンに連動する各種画像表示ユニットスイッチ29や、LEDなどの画像表示ユニット表示素子28で構成され、CPU22によって制御される。画像表示ユニット6の面内回転角を自動的に検知して、表示領域可変方式とする場合には、回転エンコーダ34が設けられ、回転エンコーダ34がCPU22によって制御されて、画像表示ユニット6の面内回転角の情報がCPU22に入力される。  FIG. 3 is a circuit block diagram of the first embodiment. In the imaging unit 5, a part of the earth body 3 is illuminated by an illumination light source 32 composed of an LED or the like, and an optical image of the earth body 3 is formed on the imaging element 9 by the lens 8 and photoelectrically converted. The image sensor 9 is driven by a drive pulse signal generated by the TG 23. The photoelectrically converted signal is preprocessed by the CDS / AGC 15, converted into a digital signal by the A / D 16, processed by the captured image processing circuit 17, and stored in the captured image memory 18 by the memory control circuit 19. . The entire circuit is controlled by the CPU 22, and includes a light source drive circuit 33 for driving the illumination light source 32, a power supply control circuit 24 for controlling the power supply 25, an imaging unit switch 26 such as a power switch, and an imaging unit display element 27 such as an LED. Controlled. When the earth body 3 is detachable, the attachment detection switch 30 for detecting the attachment of the earth body 3 is also controlled by the CPU 22. The image display unit 6 includes an image display element 10 controlled by an image display control circuit 21, various image display unit switches 29 linked to each button, and an image display unit display element 28 such as an LED. Is done. In the case where the in-plane rotation angle of the image display unit 6 is automatically detected and the display area is variable, a rotary encoder 34 is provided, and the rotary encoder 34 is controlled by the CPU 22 to control the surface of the image display unit 6. Information on the inner rotation angle is input to the CPU 22.

上記撮像画像メモリ18に記憶された撮像データは、メモリ制御回路19によって読み出され、地図画像メモリ20内に予め記憶されている参照地図画像と比較され、後述する表示画像抽出処理により表示画像が決定され、その決定された表示画像データが、表示画像処理回路31により画像表示制御回路21に送られ、表示画像が画像表示素子10の画面に表示される。  The captured data stored in the captured image memory 18 is read out by the memory control circuit 19, compared with a reference map image stored in advance in the map image memory 20, and the display image is extracted by a display image extraction process described later. The determined display image data is sent to the image display control circuit 21 by the display image processing circuit 31, and the display image is displayed on the screen of the image display element 10.

上記地図画像メモリ20は、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリで構成され、地球体3の表面に描かれた地形図と同等の参照地図画像や、その地形図よりも詳細な参照地図画像のデータや、その地形図に対応するその他の地形情報などが予め記憶されている。また、地図画像メモリ20は、表面に描かれた地形図が異なる、複数種の地球体3に適合するように、複数種の地形図に対応する複数種の参照地図画像のデータを格納することができる。この場合には、装着されている地球体3に応じて、それら複数種の参照地図画像のデータの中から、必要な参照地図画像のデータが自動もしくは手動にて選択される。自動で選択するには、地球体3の装着に連動して、上記撮像データと参照地図画像が最初に比較される際に、その複数種の参照地図画像の全データが比較対象とされるようにして、合致する参照地図画像が存在する一種類のデータを、以降の比較処理で用いる参照地図画像のデータとして選択すればよい。或いは、地球体3の種類や製造番号を特定できるコードを地球体3の特定箇所に印刷しておき、そのコードを撮像処理の最初の段階で読み取るようにして、必要な参照地図画像を選択してもよい。その選択された参照地図画像のデータが、交換前の参照地図画像のデータに置き換えられて上記比較処理が実行される。手動で選択するには、メニュー画面などを用いて、ユーザーにより必要な参照地図画像データを選択すればよい。
また、参照地図画像のデータは、一つの地形図に対して複数種が格納されていてもよい。撮像データと参照地図画像の比較処理を、複数種の参照地図画像のデータを用いて行うことにより、撮像画像の特徴抽出処理に基づく、段階的で迅速な比較処理を実現することができる。
また、地図画像メモリ20は、その全部または一部のメモリ領域をリムーバブルメモリで構成することができる。地球体3が交換された場合に、その交換された地球体3に適合する参照地図画像データが格納されているリムーバブルメモリに交換することにより、必要な参照地図画像データに迅速に置き換えることができる。
The map image memory 20 is composed of a nonvolatile memory such as a flash memory, and has a reference map image equivalent to a topographic map drawn on the surface of the earth body 3 and data of a reference map image more detailed than the topographic map. Other topographic information corresponding to the topographic map is stored in advance. In addition, the map image memory 20 stores data of a plurality of types of reference map images corresponding to a plurality of types of topographic maps so that the topographic maps drawn on the surface are different and adapted to a plurality of types of earth bodies 3. Can be. In this case, the data of the required reference map image is automatically or manually selected from the data of the plurality of types of reference map images according to the mounted earth object 3. In order to automatically select the data, when the image data and the reference map image are compared for the first time in association with the mounting of the earth body 3, all data of the plurality of types of reference map images are set as comparison targets. Then, one type of data having a matching reference map image may be selected as reference map image data used in the subsequent comparison processing. Alternatively, a code for specifying the type and the serial number of the earth body 3 is printed on a specific portion of the earth body 3, and the code is read at the first stage of the imaging process, and a necessary reference map image is selected. You may. The comparison process is executed by replacing the data of the selected reference map image with the data of the reference map image before the exchange. In order to select the reference map image data manually, the user may select the necessary reference map image data using a menu screen or the like.
In addition, a plurality of types of reference map image data may be stored for one topographic map. By performing the comparison process between the captured data and the reference map image using data of a plurality of types of reference map images, a stepwise and rapid comparison process based on the feature extraction process of the captured image can be realized.
Further, the map image memory 20 can be configured such that all or a part of the memory area is a removable memory. When the earth body 3 is exchanged, it can be quickly replaced with necessary reference map image data by replacing it with a removable memory in which reference map image data conforming to the exchanged earth body 3 is stored. .

上記参照地図画像データは、地球体3の表面に描かれた地形図と同等の画像データであるが、特に地形図を手貼りして製造する場合のような、地形図に個体差がある地球儀に対しては、個体ごとに地球体3の全周画像を撮影し、得られた地図画像データを個体ごとに地図画像メモリ20に書き込むキャリブレーション処理を行うことにより、参照地図画像データを取得することができる。  The reference map image data is image data equivalent to a topographic map drawn on the surface of the earth body 3, but a globe having individual differences in the topographic map, particularly when the topographic map is hand-manufactured. , The reference map image data is obtained by performing a calibration process of photographing the entire circumference image of the earth body 3 for each individual and writing the obtained map image data to the map image memory 20 for each individual. be able to.

次に、本発明の動作原理について説明する。図4は、地球儀の座標系と、撮像及び表示画像の関係を表す図である。図4(A)は、基準位置における撮像及び表示領域の位置関係を示す図、図4(B)は、基準位置における撮像及び表示画像を示す模式図、図4(C)は、回転位置における撮像及び表示領域の位置関係を示す図、図4(D)は、回転位置における撮像及び表示画像を示す模式図である。  Next, the operation principle of the present invention will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the coordinate system of the globe and the captured and displayed images. FIG. 4A is a diagram showing the positional relationship between the imaging and display area at the reference position, FIG. 4B is a schematic diagram showing the imaging and display image at the reference position, and FIG. FIG. 4D is a diagram showing the positional relationship between the imaging and the display area, and FIG. 4D is a schematic diagram showing the imaging and the display image at the rotational position.

ここでは、地球儀の座標系を、地球体3の中心を原点とする、地球体3の位置に無関係に固定されたX、Y、Z軸で定められる3次元空間の直交座標系(以下、固定座標系と呼ぶ)と、地球体3の中心を原点とする、地球体3に設定されたEX、EY、EZ軸で定められる3次元空間の直交座標系(以下、地球体座標系と呼ぶ)の2つの座標系で表す。固定座標系の座標は(x、y、z)で、地球体座標系の座標は(ex、ey、ez)で表されるが、地球体座標系の座標(ex、ey、ez)は、よく知られた緯度角φと経度角λの座標(φ、λ)に変換することができるので、以下、地球体座標系の座標は、座標(φ、λ)で表す。  Here, the coordinate system of the globe is defined as an orthogonal coordinate system in a three-dimensional space defined by X, Y, and Z axes fixed regardless of the position of the earth body 3 with the center of the earth body 3 as the origin. A coordinate system) and an orthogonal coordinate system in a three-dimensional space defined by EX, EY, and EZ axes set in the earth body 3 with the center of the earth body 3 as an origin (hereinafter, referred to as an earth body coordinate system) In two coordinate systems. The coordinates of the fixed coordinate system are represented by (x, y, z) and the coordinates of the earth body coordinate system are represented by (ex, ey, ez), but the coordinates (ex, ey, ez) of the earth body coordinate system are Since the coordinates can be converted into well-known coordinates (φ, λ) of the latitude angle φ and the longitude angle λ, the coordinates of the earth body coordinate system will be represented by coordinates (φ, λ).

EX、EY、EZ軸は、地球体3に固定されているので、地球体3が回転すると、EX、EY、EZ軸は、固定されたXYZ軸に対して相対的に、地球体3の中心の周りに回転することになる。この固定座標系と地球体座標系が取り得る相対的な位置関係の中で、EX、EY、EZ軸が、XYZ軸に対して置かれる一つの位置を基準位置と定め、その位置にある地球体3の状態を、基準位置にある状態とする。  Since the EX, EY, and EZ axes are fixed to the earth body 3, when the earth body 3 rotates, the EX, EY, and EZ axes become the center of the earth body 3 relative to the fixed XYZ axes. Will rotate around. In the relative positional relationship between the fixed coordinate system and the earth body coordinate system, one position where the EX, EY, and EZ axes are placed with respect to the XYZ axes is determined as a reference position, and the earth at that position is determined. The state of the body 3 is assumed to be at the reference position.

図4(A)は、EX、EY、EZ軸がXYZ軸に一致する位置を基準位置とした例を示している。ここでは、EY軸は北極と南極を結ぶ軸、EZ軸はEY軸に直交する経度0度を通る軸、EX軸はEY軸とEZ軸に直交する軸としている。しかし、基準位置は、EX、EY、EZ軸がXYZ軸に一致する位置でなくてもよく、任意の位置から選ぶことができる。また、EX、EY、EZ軸も、極を通る軸であることや、経度や経度の値に限定されることなく、地球体3に任意に設定された直交座標系の軸であってもよい。  FIG. 4A shows an example in which a position where the EX, EY, and EZ axes match the XYZ axis is set as a reference position. Here, the EY axis is an axis connecting the north pole and the south pole, the EZ axis is an axis passing through longitude 0 degrees perpendicular to the EY axis, and the EX axis is an axis orthogonal to the EY axis and the EZ axis. However, the reference position does not need to be a position where the EX, EY, and EZ axes match the XYZ axis, and can be selected from any position. Further, the EX, EY, and EZ axes may be axes passing through the poles, and may be axes in a rectangular coordinate system arbitrarily set on the earth body 3 without being limited to longitude and longitude values. .

固定座標系において、地球体表面の任意の一つの領域を、撮像設定領域AP(x、y、z)と定める。そして、撮像設定領域AP(x、y、z)から所定距離だけ離れた、地球体表面の任意の一つの領域を、表示設定領域AQ(x、y、z)と定める。撮像設定領域AP(x、y、z)や表示設定領域AQ(x、y、z)は、ここでは、球面四角形の形状になっているが、球面の一部となる任意の形状にすることができる。また、撮像設定領域AP(x、y、z)や表示設定領域AQ(x、y、z)の大きさや縦横比も、任意の値にすることができる。  In the fixed coordinate system, any one area on the surface of the earth body is defined as an imaging setting area AP (x, y, z). Then, any one area on the surface of the earth body that is separated from the imaging setting area AP (x, y, z) by a predetermined distance is defined as a display setting area AQ (x, y, z). Here, the imaging setting area AP (x, y, z) and the display setting area AQ (x, y, z) have a spherical quadrangular shape, but may have an arbitrary shape that becomes a part of a spherical surface. Can be. Further, the size and aspect ratio of the imaging setting area AP (x, y, z) and the display setting area AQ (x, y, z) can also be set to arbitrary values.

地球体3が基準位置にある場合に、その撮像設定領域AP(x、y、z)に一致する地球体座標系の領域を、基準地球体撮像領域AEP0(φ、λ)と定め、その表示設定領域AQ(x、y、z)に一致する地球体座標系の領域を、基準地球体表示領域AEQ0(φ、λ)と定める。その基準地球体撮像領域AEP0(φ、λ)の中心位置を、基準地球体撮像中心位置CEP0(φp0、λp0)とし、その基準地球体表示領域AEQ0(φ、λ)の中心位置を、基準地球体表示中心位置CEQ0(φq0、λq0)とする。  When the earth body 3 is at the reference position, an area of the earth body coordinate system that coincides with the imaging setting area AP (x, y, z) is defined as a reference earth body imaging area AEP0 (φ, λ) and displayed. An area of the earth body coordinate system that matches the set area AQ (x, y, z) is defined as a reference earth body display area AEQ0 (φ, λ). The center position of the reference earth body imaging area AEP0 (φ, λ) is defined as the reference earth body imaging center position CEP0 (φp0, λp0), and the center position of the reference earth body display area AEQ0 (φ, λ) is defined as the reference earth. The body display center position CEQ0 (φq0, λq0).

地球体3が基準位置と異なる位置にある場合には、その撮像設定領域AP(x、y、z)に一致する、地球体座標系の領域を、回転地球体撮像領域AEP1(φ、λ)と定め、その表示設定領域AQ(x、y、z)に一致する、地球体座標系の領域を、回転地球体表示領域AEQ1(φ、λ)と定める。その回転地球体撮像領域AEP1(φ、λ)の中心位置を、回転地球体撮像中心位置CEP1(φp1、λp1)とし、その回転地球体表示領域AEQ1(φ、λ)の中心位置を、回転地球体表示中心位置CEQ1(φq1、λq1)とする。  When the earth body 3 is located at a position different from the reference position, an area of the earth body coordinate system that matches the imaging setting area AP (x, y, z) is defined as a rotating earth body imaging area AEP1 (φ, λ). And a region of the earth body coordinate system that matches the display setting region AQ (x, y, z) is defined as a rotating earth body display region AEQ1 (φ, λ). The center position of the rotating earth body imaging area AEP1 (φ, λ) is defined as the rotating earth body imaging center position CEP1 (φp1, λp1), and the center position of the rotating earth body display area AEQ1 (φ, λ) is defined as the rotating earth. The body display center position CEQ1 (φq1, λq1).

基準地球体撮像中心位置CEP0(φp0、λp0)を通る軸と、基準地球体表示中心位置CEQ0(φq0、λq0)を通る軸とのなす角や、回転地球体撮像中心位置CEP1(φp1、λp1)を通る軸と、回転地球体表示中心位置CEQ1(φq1、λq1)を通る軸とのなす角は、ω0で表される。  The angle formed between the axis passing through the reference earth body imaging center position CEP0 (φp0, λp0) and the axis passing through the reference earth body display center position CEQ0 (φq0, λq0), and the rotating earth body imaging center position CEP1 (φp1, λp1) Is formed by an axis passing through the rotation earth body display center position CEQ1 (φq1, λq1).

表示設定領域AQ(x、y、z)は、後述される、表示領域が変更されない表示領域不変方式では、表示設定領域AQ(x、y、z)の位置や形が固定されるが、表示領域が変更される表示領域可変方式では、表示設定領域AQ(x、y、z)の位置や形は使用条件や画像表示ユニットの形態などに応じて変化する。  In the display setting area AQ (x, y, z), the position and shape of the display setting area AQ (x, y, z) are fixed in a display area invariant method in which the display area is not changed, which will be described later. In the variable display area method in which the area is changed, the position and shape of the display setting area AQ (x, y, z) change according to the use conditions, the form of the image display unit, and the like.

図4(B)は、地球体3が基準位置にある場合の、基準地球体撮像領域AEP0(φ、λ)に位置する地球図形EP0(φ、λ)と、基準地球体表示領域AEQ0(φ、λ)に位置する地球図形EQ0(φ、λ)を模式的に示している。  FIG. 4B shows an earth figure EP0 (φ, λ) located in the reference earth body imaging area AEP0 (φ, λ) and a reference earth body display area AEQ0 (φ) when the earth body 3 is at the reference position. , Λ) are schematically shown on the earth diagram EQ0 (φ, λ).

基準地球体撮像領域AEP0(φ、λ)に位置する地球図形EP0(φ、λ)を撮像すれば、地球図形EP0(φ、λ)に対応する基準撮像画像IP0(φ、λ)が得られる。実際には、地球図形EP0(φ、λ)は球面四角形であるので、平面の撮像素子で撮像すると、周辺が歪んだ画像になるが、歪みを小さくする光学系を使用したり、撮像画像に対する歪み補正を行う画像処理を施すことにより、その歪みの影響を小さくすることができる。  If the earth figure EP0 (φ, λ) located in the reference earth body imaging area AEP0 (φ, λ) is imaged, a reference image IP0 (φ, λ) corresponding to the earth figure EP0 (φ, λ) is obtained. . Actually, since the earth figure EP0 (φ, λ) is a spherical quadrangle, when an image is taken by a plane image sensor, an image with a distorted periphery is obtained. By performing image processing for performing distortion correction, the influence of the distortion can be reduced.

基準地球体表示領域AEQ0(φ、λ)に位置する地球図形EQ0(φ、λ)に対応する画像が、地球体3の全表面の画像から当該画像が切り出されて、基準表示画像IQ0(φ、λ)として表示される。実際には、地球体3の画像は球面画像であるので、平面画像に変換された表示画像が表示される。  An image corresponding to the earth figure EQ0 (φ, λ) located in the reference earth object display area AEQ0 (φ, λ) is cut out from an image of the entire surface of the earth object 3 and the reference display image IQ0 (φ , Λ). Actually, since the image of the earth body 3 is a spherical image, a display image converted to a planar image is displayed.

図4(C)は、EX、EY、EZ軸が基準位置から外れて回転した例を示している。この回転状態では、撮像設定領域AP(x、y、z)に一致する地球体表面の領域は、基準地球体撮像領域AEP0(φ、λ)から回転地球体撮像領域AEP1(φ、λ)に回転移動し、表示設定領域AQ(x、y、z)に一致する地球体表面の領域は、基準地球体表示領域AEQ0(φ、λ)から回転地球体表示領域AEQ1(φ、λ)に回転移動する。  FIG. 4C shows an example in which the EX, EY, and EZ axes rotate out of the reference position. In this rotation state, the region of the earth body surface that matches the imaging setting region AP (x, y, z) is changed from the reference earth body imaging region AEP0 (φ, λ) to the rotating earth body imaging region AEP1 (φ, λ). The area of the earth body surface that rotates and moves and matches the display setting area AQ (x, y, z) is rotated from the reference earth body display area AEQ0 (φ, λ) to the rotating earth body display area AEQ1 (φ, λ). Moving.

基準地球体撮像領域AEP0(φ、λ)から回転地球体撮像領域AEP1(φ、λ)への回転は、回転マトリックスMを用いて、
AEP1(φ、λ)=M・AEP0(φ、λ) ・・・(1)
と表される。
基準地球体表示領域AEQ0(φ、λ)から回転地球体表示領域AEQ1(φ、λ)への回転も同様に、
AEQ1(φ、λ)=M・AEQ0(φ、λ) ・・・(2)
と表される。
The rotation from the reference terrestrial body imaging area AEP0 (φ, λ) to the rotating terrestrial body imaging area AEP1 (φ, λ) is performed by using a rotation matrix M,
AEP1 (φ, λ) = M · AEP0 (φ, λ) (1)
It is expressed as
Similarly, the rotation from the reference earth body display area AEQ0 (φ, λ) to the rotating earth body display area AEQ1 (φ, λ)
AEQ1 (φ, λ) = M · AEQ0 (φ, λ) (2)
It is expressed as

図4(D)は、それら地球体3が回転位置にある場合の、回転地球体撮像領域AEP1(φ、λ)に位置する地球図形EP1と、回転地球体表示領域AEQ1(φ、λ)に位置する地球図形EQ1(φ、λ)を模式的に示している。  FIG. 4 (D) shows the earth figure EP1 located in the rotating earth body imaging area AEP1 (φ, λ) and the rotating earth body display area AEQ1 (φ, λ) when the earth bodies 3 are in the rotating position. The located earth figure EQ1 (φ, λ) is schematically shown.

回転地球体撮像領域AEP1(φ、λ)に位置する地球図形EP1(φ、λ)を撮像すれば、地球図形EP1(φ、λ)に対応する回転撮像画像IP1(φ、λ)が得られる。  If the earth figure EP1 (φ, λ) located in the rotating earth body imaging area AEP1 (φ, λ) is imaged, a rotation image IP1 (φ, λ) corresponding to the earth figure EP1 (φ, λ) is obtained. .

回転地球体撮像領域AEP1(φ、λ)に位置する地球図形EQ1(φ、λ)に対応する画像は、以下に詳述する表示画像抽出処理を実行することにより、地球体3の全表面の画像から当該画像が切り出されて、上記基準表示画像IQ0と同様に、回転表示画像IQ1(φ、λ)として表示される。  An image corresponding to the earth figure EQ1 (φ, λ) located in the rotating earth body imaging area AEP1 (φ, λ) is subjected to a display image extraction process described in detail below, so that the entire surface of the earth body 3 can be obtained. The image is cut out from the image and displayed as a rotated display image IQ1 (φ, λ), similarly to the reference display image IQ0.

表示画像抽出処理は、任意の回転量と回転方向の回転が複数回繰り返された地球体であっても、その回転後の地球体の位置と同じ状態を、回転回数が少ない、別の回転動作によって実現することができるという仕組みを利用して、基準撮像画像IP0(φ、λ)と回転撮像画像IP1(φ、λ)に基づいて、上記回転マトリックスMを求めることにより、回転表示画像IQ1(φ、λ)を得る処理である。  The display image extraction process performs the same state as the position of the earth body after the rotation even if the earth body has been repeatedly rotated in an arbitrary rotation amount and rotation direction a plurality of times. By using the mechanism that can be realized by the above, by obtaining the rotation matrix M based on the reference captured image IP0 (φ, λ) and the rotated captured image IP1 (φ, λ), the rotation display image IQ1 ( φ, λ).

この表示画像抽出処理の一実施例を図5を用いて説明する。図5は、表示画像抽出処理の概略フローチャートである。  One embodiment of the display image extracting process will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic flowchart of the display image extraction process.

この表示画像抽出処理では、基準地球体撮像中心位置CEP0(φp、λp)が、回転地球体撮像中心位置CEP1(φp、λp)に回転移動する第1回転がなされた後に、回転地球体撮像中心位置CEP1(φp、λp)と地球体中心とを通る軸周りに回転する第2回転がなされるとみなして、回転マトリックスMを求めることにしている。回転マトリックスMは、その第1回転マトリックスM1で表される回転がなされた後に、第2回転マトリックスM2で表される回転がなされるとして、
M=M2・M1 ・・・(3)
と表すことができる。
以下、中心位置を表す位置ベクトルの大きさは、すべて1に規格化されているものとする。
In this display image extraction processing, after the first rotation of rotating the reference earth body imaging center position CEP0 (φp, λp) to the rotating earth body imaging center position CEP1 (φp, λp), the rotating earth body imaging center The rotation matrix M is determined assuming that the second rotation that rotates around the axis passing through the position CEP1 (φp, λp) and the center of the earth body is performed. Assuming that the rotation represented by the first rotation matrix M1 is performed after the rotation represented by the first rotation matrix M1, the rotation represented by the second rotation matrix M2 is performed.
M = M2 · M1 (3)
It can be expressed as.
Hereinafter, it is assumed that the size of the position vector representing the center position is all normalized to 1.

表示画像抽出処理は、CPU22の内部メモリに格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。ステップST1で、予め記憶されている基準地球体撮像領域AEP0(φ、λ)を設定する。ステップST2で、基準地球体表示領域AEQ0(φ、λ)を設定する。表示領域不変方式では、予め記憶されている基準地球体表示領域AEQ0(φ、λ)データが用いられ、表示領域可変方式では、表示位置の情報で補正された基準地球体表示領域AEQ0’(φ、λ)データが用いられる。ステップST3では、現在の回転地球体撮像領域AEP1(φ、λ)に位置する地球図形EP1(φ、λ)を撮像することにより得られた回転撮像画像IP1(φ、λ)データが、撮像画像メモリ18からメモリ制御回路19に読み出される。ステップST4では、読み出された回転撮像画像IP1(φ、λ)が、地図画像メモリ20内に予め記憶されている参照地図画像と比較されて、回転撮像画像IP1(φ、λ)の画像認識が実行される。この参照地図画像は、地球体3に印刷されている地図画像と同じ画像データで構成されているので、回転撮像画像IP1(φ、λ)に一致する画像が、参照地図画像のいずれかの場所に存在することになる。この画像比較には、公知の種々のパターンマッチング技術が利用できる。この画像認識には、回転撮像画像IP1(φ、λ)の特徴に応じた複数種の参照地図画像を用いた複数段階の比較処理が実行されてもよい。ステップST5では、回転撮像画像IP1(φ、λ)と参照地図画像との比較の結果が一致したかどうかが判定され、一致しなければ、エラー処理される。比較の結果が一致すれば、回転撮像画像IP1(φ、λ)の中心位置に対応する参照地図画像の座標が、回転地球体撮像中心位置CEP1(φp、λp)として抽出される。  The display image extraction process is executed according to a computer program stored in the internal memory of the CPU 22. In step ST1, a reference earth body imaging area AEP0 (φ, λ) stored in advance is set. In step ST2, a reference earth body display area AEQ0 (φ, λ) is set. In the display area invariant method, the reference earth body display area AEQ0 (φ, λ) data stored in advance is used, and in the display area variable method, the reference earth body display area AEQ0 ′ (φ , Λ) data is used. In step ST3, the rotation image IP1 (φ, λ) obtained by imaging the earth graphic EP1 (φ, λ) located in the current rotation earth imaging region AEP1 (φ, λ) is converted into a captured image. The data is read from the memory 18 to the memory control circuit 19. In step ST4, the read rotated captured image IP1 (φ, λ) is compared with a reference map image stored in the map image memory 20 in advance, and image recognition of the rotated captured image IP1 (φ, λ) is performed. Is executed. Since this reference map image is composed of the same image data as the map image printed on the earth object 3, an image that matches the rotated captured image IP1 (φ, λ) is located at any location in the reference map image. Will exist. For this image comparison, various known pattern matching techniques can be used. For this image recognition, a multi-stage comparison process using a plurality of types of reference map images according to the features of the rotated captured image IP1 (φ, λ) may be executed. In step ST5, it is determined whether or not the result of the comparison between the rotation captured image IP1 (φ, λ) and the reference map image matches, and if they do not match, error processing is performed. If the comparison results match, the coordinates of the reference map image corresponding to the center position of the rotated captured image IP1 (φ, λ) are extracted as the rotating earth body imaging center position CEP1 (φp, λp).

ステップST6では、第1回転マトリックスM1が計算される。基準地球体撮像領域AEP0(φ、λ)の基準地球体撮像中心位置CEP0(φp0、λp0)は固定された位置であるので、その値は予めCPU22の内部メモリに格納されている。基準地球体撮像中心位置CEP0(φp、λp)から回転地球体撮像中心位置CEP1(φp1、λp1)の回転軸N1ベクトルは、基準地球体撮像中心位置CEP0(φp0、λp0)と回転地球体撮像中心位置CEP1(φp1、λp1)と地球体中心を含む面に直交した、地球体中心を含む軸であるから、それぞれの位置ベクトルの外積で表され、
N1=CEP0×CEP1 ・・・(4)
として求められる。
回転角ω1は、基準地球体撮像中心位置CEP0(φp0、λp0)と地球体中心を結ぶ軸と、回転地球体撮像中心位置CEP1(φp1、λp1)と地球体中心を結ぶ軸のなす角であるから、それぞれの位置ベクトルの内積で表され、
cosω1=CEP0・CEP1 ・・・(5)
として求められる。
それら回転軸N1ベクトルと回転角ω1を、公知の任意軸回転式に代入することにより、第1回転マトリックスM1を求めることができる。
In step ST6, a first rotation matrix M1 is calculated. Since the reference earth body imaging center position CEP0 (φp0, λp0) of the reference earth body imaging area AEP0 (φ, λ) is a fixed position, its value is stored in the internal memory of the CPU 22 in advance. The rotation axis N1 vector from the reference earth body imaging center position CEP0 (φp, λp) to the rotating earth body imaging center position CEP1 (φp1, λp1) is the reference earth body imaging center position CEP0 (φp0, λp0) and the rotating earth body imaging center. Since this axis is orthogonal to the plane including the center of the earth body and the position CEP1 (φp1, λp1), the axis is defined by the cross product of the respective position vectors.
N1 = CEP0 × CEP1 (4)
Is required.
The rotation angle ω1 is an angle formed by an axis connecting the reference earth body imaging center position CEP0 (φp0, λp0) and the earth body center and an axis connecting the rotating earth body imaging center position CEP1 (φp1, λp1) to the earth body center. From the inner product of each position vector,
cosω1 = CEP0 · CEP1 (5)
Is required.
The first rotation matrix M1 can be obtained by substituting the rotation axis N1 vector and the rotation angle ω1 into a known arbitrary axis rotation method.

ステップST7では、第2回転マトリックスM2が計算される。回転軸N2ベクトルは、回転地球体撮像中心位置CEP1(φp1、λp1)と地球体中心を結ぶ軸であるから、
N2=CEP1 ・・・(6)
として求められる。
回転角θは、経度線や緯度線に対する、回転撮像画像IP1(φ、λ)の面内回転角に相当するので、回転撮像画像IP1(φ、λ)を画像解析することにより検出される。例えば、画像の上下境界線の各中点の経度(λpuとλpd)を検出し、
tanθ=(λpu−λpd)/h ・・・(7)
として求められる。hは、撮像画像の高さである。
それら回転軸N2ベクトルと回転角θを、公知の任意軸回転式に代入することにより、第2回転マトリックスM2を求めることができる。
In step ST7, a second rotation matrix M2 is calculated. Since the rotation axis N2 vector is an axis connecting the rotation earth body imaging center position CEP1 (φp1, λp1) and the earth body center,
N2 = CEP1 (6)
Is required.
The rotation angle θ corresponds to the in-plane rotation angle of the rotation captured image IP1 (φ, λ) with respect to the longitude line or the latitude line, and is detected by analyzing the rotation captured image IP1 (φ, λ). For example, the longitude (λpu and λpd) of each midpoint of the upper and lower boundaries of the image is detected,
tan θ = (λpu−λpd) / h (7)
Is required. h is the height of the captured image.
The second rotation matrix M2 can be obtained by substituting the rotation axis N2 vector and the rotation angle θ into a known arbitrary axis rotation method.

ステップST8では、(3)式に従って、回転マトリックスMが計算される。
ステップST9では、(2)式に従って、回転地球体表示領域AEQ1(φ、λ)の座標が計算され、地図画像メモリ20内の参照地図画像、或いは、参照地図画像に対応する表示用地図画像から、回転地球体表示領域AEQ1(φ、λ)に対応する画像が切り出されて、回転表示画像IQ1(φ、λ)が抽出される。
In step ST8, the rotation matrix M is calculated according to the equation (3).
In step ST9, the coordinates of the rotating terrestrial object display area AEQ1 (φ, λ) are calculated according to equation (2), and the coordinates are calculated from the reference map image in the map image memory 20 or the display map image corresponding to the reference map image. , An image corresponding to the rotating earth body display area AEQ1 (φ, λ) is cut out, and a rotated display image IQ1 (φ, λ) is extracted.

この回転表示画像IQ1(φ、λ)が、抽出された表示画像データとなるが、その回転地球体表示領域AEQ1に関係する地形の情報も、表示画像データにすることができる。そのような回転表示画像IQ1以外の情報としては、より細かな地形図や、国の特産物などの、地形以外の地理情報などが挙げられる。それらの各種表示画像データの切り替えは、画像表示素子10上の表示されるメニュー(不図示)の選択操作や、拡大縮小、移動などの地球儀の各種機能の動作に応じて行われる。また、表示画像データが画像データと文字データなどの複数の地形情報データセットで構成され、文字データが、各国の言語用フォントからなる複数の文字データセットの形式で構成されていてもよい。この場合には、上記メニューなどの選択操作により、文字データセットが切り替えられて、画像上に表示される文字フォントだけが特定の言語に対応している表示画像になるので、地球体3に印刷された文字の言語がある一つの国の言語であっても、表示画像が異なる言語で表記されることになり、多様な利用者に対応した地球儀を実現することができる。また、その複数の地形情報データセットが、地勢図や行政図や道路網図などの複数の画像データセット、及び、それらの画像データセットに関連した複数の文字データセットの形式で構成されて、それらの一部、或いは全部が組み合わされた表示画像データであってもよい。  The rotated display image IQ1 (φ, λ) becomes the extracted display image data, but the information on the terrain related to the rotating terrestrial body display area AEQ1 can also be the display image data. Examples of the information other than the rotated display image IQ1 include finer topographic maps and geographic information other than the topography such as special products of the country. Switching between these various display image data is performed in accordance with the operation of selecting a menu (not shown) displayed on the image display element 10 and the operation of various functions of the globe such as enlargement / reduction and movement. Further, the display image data may be composed of a plurality of terrain information data sets such as image data and character data, and the character data may be composed of a plurality of character data sets formed of fonts for languages of each country. In this case, the character data set is switched by the selection operation of the menu or the like, and only the character font displayed on the image becomes a display image corresponding to a specific language. Even if the language of the given character is a language of one country, the display image is written in a different language, and a globe corresponding to various users can be realized. In addition, the plurality of terrain information data sets are configured in the form of a plurality of image data sets such as a terrain map, an administrative map, and a road network map, and a plurality of character data sets related to the image data sets, Display image data in which some or all of them are combined may be used.

次に、本発明の第1実施例における動作を図6〜図11を用いて説明する。図6は、CPU22の内部メモリに格納されたコンピュータプログラムに従って実行される、第1実施例の動作を示すメイン処理のフローチャートである。  Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a flowchart of a main process showing the operation of the first embodiment, which is executed according to a computer program stored in the internal memory of the CPU 22.

電源スイッチのON時、或いは、地球体3が取り外し可能になっている場合で地球体3が装着された時に、この動作が開始される。或いは、両像表示ユニット支持アーム2aが所定位置に移動した際に、動作が開始されるようにしてもよい。ステップS1で、電源スイッチのON/OFFが判定され、電源スイッチがONであれば、ステップS2へ進む。ステップS2で、初期化処理がなされる。この初期化処理において、基準撮像画像IP0(φ、λ)や基準表示画像IQ0(φ、λ)のデータが、内部メモリから読み出されて設定される。  This operation is started when the power switch is turned ON, or when the earth body 3 is attached when the earth body 3 is detachable. Alternatively, the operation may be started when both image display unit support arms 2a move to a predetermined position. In step S1, it is determined whether the power switch is ON or OFF. If the power switch is ON, the process proceeds to step S2. In step S2, an initialization process is performed. In this initialization process, data of the reference captured image IP0 (φ, λ) and the reference display image IQ0 (φ, λ) are read from the internal memory and set.

ステップS3では、地球体3が地球儀台2に装着されているか否かが、接触式或いは非接触式の装着検知スイッチ30により検知されて判定される。地球体3が取り外し可能になっていない形態である場合は、このステップの処理は削除される。ステップS3で、装着されている場合は、ステップS4へ進み、ステップS4で、画像抽出開始の指示があるかどうかが判定される。画像抽出開始の指示は、専用の操作スイッチ(不図示)のONや、画像表示素子10上の表示されるメニュー(不図示)の選択操作などにより行われる。下記の抽出済み画像の再読み込みや抽出位置入力を行わない場合は、このステップの処理は削除される。画像抽出開始の指示がない場合は、ステップS5へ進み、ステップS5で、抽出済み画像表示を行うかどうかが判定される。この判定は、専用の操作スイッチ(不図示)のONや、画像表示素子10上の表示されるメニュー(不図示)の選択操作などにより行われる。抽出済み画像表示を行わない場合は、ステップS6へ進み、ステップS6で、抽出位置を入力するかどうかが判定される。この抽出位置の入力は、観察したい位置を直接的に指定する操作であり、画像表示素子10上の表示されるメニュー(不図示)を利用して、地名の入力や地点の選択によって実行される。このステップS6で、抽出位置の入力を行わない場合は、ステップS4へ戻り、次の操作を待機する。ステップS6で、抽出位置の入力を行う場合は、ステップS7へ進み、ステップS7で、抽出位置の入力がなされる。ステップS8では、その入力された抽出位置の情報に基づいて、回転表示画像IQ1(φ、λ)が直接的に設定されて、撮像処理による画像抽出処理を実行することなく、表示画像の画像抽出処理がなされ、ステップS11へ進む。ステップS5で、抽出済み画像表示を行う場合は、ステップS9へ進み、ステップS9で、再度の撮像処理による画像抽出処理を実行することなく、以前に抽出した抽出済み画像の再読み込みがなされ、ステップS11へ進む。ステップS4で、画像抽出開始の指示があった場合は、ステップS10へ進み、ステップS10で、撮像処理が開始される。次にステップS11で、表示処理が開始される。図示は省略しているが、それらの処理は電源OFFや地球体3の取り外し操作や処理中止の指示がなされるまで繰り返される。  In step S3, whether or not the earth body 3 is mounted on the globe base 2 is detected and determined by the contact type or non-contact type mounting detection switch 30. If the earth body 3 is not removable, the process of this step is deleted. If it is determined in step S3 that the camera is mounted, the process proceeds to step S4, and in step S4, it is determined whether an instruction to start image extraction has been issued. The instruction to start image extraction is given by turning on a dedicated operation switch (not shown), selecting a menu (not shown) displayed on the image display element 10, and the like. If the following extracted image is not reread or the extraction position is not input, the processing of this step is deleted. If there is no instruction to start image extraction, the process proceeds to step S5, where it is determined whether to display an extracted image. This determination is made by turning on a dedicated operation switch (not shown), selecting a menu (not shown) displayed on the image display element 10, and the like. If the extracted image is not to be displayed, the process proceeds to step S6, where it is determined whether or not to input an extraction position. The input of the extraction position is an operation for directly specifying a position to be observed, and is executed by inputting a place name and selecting a point using a menu (not shown) displayed on the image display element 10. . If the input of the extraction position is not performed in step S6, the process returns to step S4 and waits for the next operation. When the input of the extraction position is performed in step S6, the process proceeds to step S7, and the input of the extraction position is performed in step S7. In step S8, the rotated display image IQ1 (φ, λ) is directly set based on the input information on the extraction position, and the image extraction of the display image is performed without executing the image extraction process by the imaging process. The process is performed, and the process proceeds to step S11. If it is determined in step S5 that the extracted image is to be displayed, the process proceeds to step S9. In step S9, the previously extracted image that has been extracted is reread without performing the image extraction process by performing the imaging process again. Proceed to S11. If there is an instruction to start image extraction in step S4, the process proceeds to step S10, and the imaging process is started in step S10. Next, in step S11, a display process is started. Although not shown, these processes are repeated until the power is turned off, the earth body 3 is removed, or an instruction to stop the process is issued.

図7は、図6のS4撮像処理の動作例を示すフローチャートである。ステップS31では、静止カウントOFFや静止フラグFalseなどの初期化処理がなされる。ステップS32では、既に画像抽出処理が行われて、抽出処理で使用された撮像画像である抽出撮像画像が記憶されているかどうかが判定され、抽出撮像画像がなければ、ステップS33へ進み、ステップS33で、第1画像抽出フラグがFalseに設定される。一方、抽出撮像画像があれば、ステップS34へ進み、ステップS34で、第1画像抽出フラグがTrueに設定される。ステップS35では、撮像処理がOFFかどうかが判定され、OFFの場合には、照明光源32は消灯し、撮像素子9は停止状態になって、撮像処理が停止される。図示は省略しているが、電源OFFや地球体3の取り外し操作や撮像処理中止の指示がなされれば、インタラプト処理により撮像処理がOFFになって、撮像処理は停止される。  FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation example of the S4 imaging process in FIG. In step S31, initialization processing such as a still count OFF and a still flag False is performed. In step S32, it is determined whether or not the extracted image has already been subjected to the image extraction process and the extracted image that is the image used in the extraction process is stored. If there is no extracted image, the process proceeds to step S33 and proceeds to step S33. Then, the first image extraction flag is set to False. On the other hand, if there is an extracted captured image, the process proceeds to step S34, and in step S34, the first image extraction flag is set to True. In step S35, it is determined whether or not the imaging process is OFF. If the imaging process is OFF, the illumination light source 32 is turned off, the imaging device 9 is stopped, and the imaging process is stopped. Although illustration is omitted, if an instruction to turn off the power, remove the earth body 3, or stop the imaging process is given, the imaging process is turned off by the interrupt process, and the imaging process is stopped.

ステップS35で、撮像処理がONの場合には、ステップS36で、照明光源32が点灯し、撮像素子9が駆動状態になって、撮像画像が取得される。この撮像処理では、照明光源32によって地球体3が照明され、撮像設定領域AP(x、y、z)に一致する地球図形が撮像されて、地球体3が基準位置にある場合には、基準撮像画像IP0(φ、λ)データが、地球体が基準位置にない場合には、回転撮像画像IP1(φ、λ)データが、撮像画像メモリ18に一時格納される。ステップS37では、鮮鋭度検出処理が実行されて、撮像画像の鮮鋭度が検出される。ステップS38では、検出された鮮鋭度レベルが判定され、撮像された画像が、後に続く画像処理が実行し得る程度に有効であるかどうかが判定される。ピント外れなどによる画像ボケや画像ブレ、フレア光などによる画像ノイズの影響が大きくて、処理する画像として適切でないと判断されれば、S39へ進み、ステップS39で、静止カウントOFFや静止フラグFalseが設定されて、ステップS35に戻る。  In step S35, when the imaging process is ON, in step S36, the illumination light source 32 is turned on, the imaging element 9 is driven, and a captured image is obtained. In this imaging processing, the earth body 3 is illuminated by the illumination light source 32, an earth figure matching the imaging setting area AP (x, y, z) is imaged, and when the earth body 3 is at the reference position, When the captured image IP0 (φ, λ) data is not at the reference position, the rotated captured image IP1 (φ, λ) data is temporarily stored in the captured image memory 18. In step S37, a sharpness detection process is performed, and the sharpness of the captured image is detected. In step S38, the detected sharpness level is determined, and it is determined whether or not the captured image is effective to the extent that subsequent image processing can be executed. If it is determined that the image is not appropriate as an image to be processed because the influence of image noise due to image blur, image blur, flare light, or the like due to out of focus, etc., the process proceeds to S39, and in step S39, the still count OFF or the false flag False is set. After setting, the process returns to step S35.

ステップS38で、鮮鋭度レベルが大きくて、撮像画像が有効であると判定された場合は、ステップS40へ進む。ステップS40では、撮像画像が有効である場合に更新される現撮像画像データが記憶更新される。そして、ステップS41で、抽出撮像画像が記憶されているかどうかが判定され、抽出撮像画像がなければ、ステップS42へ進み、ステップS42で、現撮像画像データが初回の抽出撮像画像データとして格納される。ステップS41で、抽出撮像画像があれば、ステップS43へ進み、ステップS43では、その現撮像画像データと、格納されていた抽出撮像画像データとが比較される。その比較処理の結果、ステップS44で、現撮像画像データの抽出撮像画像データからの移動ベクトルが抽出される。移動ベクトルは、画像間の移動量と移動方向を表すデータであり、マッチング法や勾配法などの画像処理を用いる公知の方法を用いて検出することができる。或いは、撮像素子9とは別設された回転センサ(不図示)を用いて検出することもできる。回転センサを用いる一つの方法は、支持ボール4を公知のトラックボールの構成として、そのトラックボールの回転を検出する回転エンコーダ(不図示)からの出力を用いて移動ベクトルを検出する。地球体3が回転すれば、地球体3に接触して回転する支持ボール4も同時に回転するので、回転エンコーダの出力は、地球体3の静止位置からの回転方向と回転量を示すことになる。その回転方向と回転量は、抽出撮像画像データから上記撮像画像データへの移動方向と移動量とに対応しているので、地球体に細工を施すことなしに、また、上記撮像画像データと抽出撮像画像データとの比較処理を行わなくても、回転エンコーダの出力から移動ベクトルを算出することができる。ステップS45で、その移動ベクトルが所定の閾値を超えたかどうかが判定され、超えた場合に、動きがあったと判定されて、ステップS46へ進む。ステップS46では、検出された移動ベクトルが登録移動ベクトルとして記憶更新される。そして、ステップS47で、静止カウントOFFや静止フラグFalseが設定されて、ステップS35に戻る。  If it is determined in step S38 that the sharpness level is large and the captured image is valid, the process proceeds to step S40. In step S40, the current captured image data updated when the captured image is valid is stored and updated. Then, in step S41, it is determined whether or not the extracted captured image is stored. If there is no extracted captured image, the process proceeds to step S42, and in step S42, the current captured image data is stored as the first extracted captured image data. . If there is an extracted captured image in step S41, the process proceeds to step S43. In step S43, the current captured image data is compared with the stored extracted captured image data. As a result of the comparison processing, in step S44, a movement vector from the extracted captured image data of the current captured image data is extracted. The movement vector is data representing a movement amount and a movement direction between images, and can be detected using a known method using image processing such as a matching method or a gradient method. Alternatively, the detection can be performed using a rotation sensor (not shown) provided separately from the image sensor 9. In one method using a rotation sensor, the support ball 4 is configured as a known trackball, and a movement vector is detected using an output from a rotation encoder (not shown) that detects the rotation of the trackball. When the earth body 3 rotates, the support ball 4 that rotates in contact with the earth body 3 also rotates at the same time, so that the output of the rotary encoder indicates the direction and amount of rotation of the earth body 3 from the rest position. . The rotation direction and the rotation amount correspond to the moving direction and the moving amount from the extracted captured image data to the captured image data, so that the earth body is not modified and the extracted image data and the extracted The movement vector can be calculated from the output of the rotary encoder without performing the comparison processing with the captured image data. In step S45, it is determined whether or not the movement vector has exceeded a predetermined threshold. If the movement vector has exceeded the threshold, it is determined that there has been movement, and the process proceeds to step S46. In step S46, the detected movement vector is stored and updated as a registered movement vector. Then, in step S47, the stationary count OFF and the stationary flag False are set, and the process returns to step S35.

ステップS45で、その移動ベクトルが所定の閾値を超えなかった場合には、動きがなく、静止していると判定されて、ステップS48へ進む。ステップS48では、静止フラグがTrueかどうかが判定され、Trueの場合は、画像抽出処理中であるので、ステップS35に戻り、静止フラグがFalseの場合は、ステップS49へ進む。ステップS49では、静止カウントがONであるかどうかが判定され、OFFである場合には、静止カウントが開始していない状態であるので、ステップS50で、静止カウントがONに設定されて、Scount値が0にリセットされ、ステップS51へ進む。ステップS49で、静止カウントがONである場合には、既に静止カウントが開始しているので、ステップS50を実行しないでステップS51へ進む。ステップS51では、Scount値がカウントアップされ、ステップS52で、Scount値がScount値の閾値であるSThreshold値を超えたかどうかが判定される。SThreshold値を超えていなければ、ステップS35に戻り、SThreshold値を超えていれば、ステップS53へ進み、ステンプS53で、静止カウントがOFFに設定され、静止フラグがTrueに設定される。これにより、所定時間静止状態が保たれていることが検出される。  If the movement vector does not exceed the predetermined threshold in step S45, it is determined that there is no movement and the vehicle is stationary, and the process proceeds to step S48. In step S48, it is determined whether or not the still flag is True. If True, the image extraction process is in progress, so the process returns to step S35, and if the still flag is False, the process proceeds to step S49. In step S49, it is determined whether or not the stationary count is ON. If the stationary count is OFF, the stationary count has not been started. Therefore, in step S50, the stationary count is set to ON, and the Scount value is set. Is reset to 0, and the process proceeds to step S51. If the stationary count is ON in step S49, the stationary count has already been started, so the process proceeds to step S51 without executing step S50. In step S51, the Scount value is counted up, and in step S52, it is determined whether the Scount value has exceeded a SThreshold value, which is a threshold of the Scount value. If the threshold value has not been exceeded, the process returns to step S35. If the threshold value has been exceeded, the process proceeds to step S53. At step S53, the stationary count is set to OFF and the stationary flag is set to True. As a result, it is detected that the stationary state is maintained for a predetermined time.

ステップS54では、第1画像抽出フラグが判定されて、第1画像抽出フラグがTrueであれば、ステップS55へ進み、ステップS55で、登録移動ベクトルの大きさが判定され、登録移動ベクトルが所定の値より小さい場合には、ステップS56へ進み、ステップS56で、第2画像抽出処理が開始される。一方、登録移動ベクトルが所定の値より大きい場合、及び、ステップS54で、第1画像抽出フラグがFalseである場合には、ステップS57へ進み、ステップS57で、第1画像抽出処理が開始される。その登録移動ベクトルに対する所定の値は、移動先の画像が抽出できる値に設定されている。第1画像抽出処理、或いは、第2画像抽出処理が開始されれば、ステップS58へ進み、ステップS58で、登録移動ベクトルがリセットされた後にステップS35へ戻り、上記の撮像処理が繰り返される。  In step S54, the first image extraction flag is determined. If the first image extraction flag is True, the process proceeds to step S55. In step S55, the size of the registered movement vector is determined, and the registered movement vector is determined to be a predetermined value. If the value is smaller than the value, the process proceeds to step S56, where the second image extraction process is started. On the other hand, if the registered movement vector is larger than the predetermined value, and if the first image extraction flag is False in step S54, the process proceeds to step S57, and the first image extraction process is started in step S57. . The predetermined value for the registered movement vector is set to a value from which a destination image can be extracted. If the first image extraction processing or the second image extraction processing is started, the process proceeds to step S58, and after the registered movement vector is reset in step S58, the process returns to step S35, and the above-described imaging process is repeated.

図8は、図7のS37鮮鋭度検出処理の動作例を示すフローチャートである。ステップS71では、撮像画像データにハイパスフィルタが適用されて、高周波信号が抽出される。ステップS72では、撮像フレーム内の高周波信号のピーク信号SPeakが検出される。ステップS73で、そのSPeakが所定の閾値Threpeakを超えているかどうかが判定され、Threpeakを超えていない場合は、ステップS74で、鮮鋭度レベルが小であるとみなされ、Threpeakを超えている場合は、ステップS75で、鮮鋭度レベルが大であるとみなされる。このような鮮鋭度検出処理は公知の処理であり、高周波ピーク信号以外の信号を検出する他の鮮鋭度検出処理を用いてもよい。  FIG. 8 is a flowchart showing an operation example of the S37 sharpness detection processing of FIG. In step S71, a high-pass filter is applied to the captured image data to extract a high-frequency signal. In step S72, the peak signal SPpeak of the high-frequency signal in the imaging frame is detected. In step S73, it is determined whether or not the SPpeak exceeds a predetermined threshold Threpeak. If the SPpeak does not exceed the threshold, the sharpness level is considered to be small in step S74. In step S75, it is determined that the sharpness level is large. Such a sharpness detection process is a known process, and another sharpness detection process for detecting a signal other than the high-frequency peak signal may be used.

図9は、図7のS57第1画像抽出処理の動作例を示すフローチャートである。ステップS101では、予め記憶されている基準地球体撮像領域AEP0(φ、λ)が設定される。ステップS102では、表示領域固定方式であるか表示領域可変方式であるかが判定され、表示領域可変方式である場合には、ステップS103へ進み、ステップS103で、表示領域の位置や面内回転角のデータなどの表示領域可変パラメータが読み込まれる。ステップS104で、その表示領域可変パラメータを用いて、新たな基準地球体表示領域AEQ0’が算出され、ステップS105で、基準地球体表示領域AEQ0’が設定され、ステップS107へ進む。ステップS102で、表示領域固定方式である場合には、ステップS106へ進み、ステップS106で、予め記憶されている基準地球体表示領域AEQ0(φ、λ)が設定される。ステップS107では、現撮像画像IP1(φ、λ)が、撮像画像メモリ18からメモリ制御回路19に読み出される。ステップS108では、読み出された現撮像画像IP1(φ、λ)が、地図画像メモリ20内に予め記憶されている参照地図画像と比較されて、現撮像画像IP1(φ、λ)の画像認識が実行される。この画像認識には、回転撮像画像IP1(φ、λ)の特徴に応じた複数種の参照地図画像を用いた複数段階の比較処理が実行されてもよい。ここで、現撮像画像IP1(φ、λ)が単色の一様な画像の場合には比較処理が不能になるので、少なくとも撮像領域の範囲内では単色の一様な画像でないような地図画像が、地球体3に印刷されているものとする。ステップS109で、現撮像画像IP1(φ、λ)と参照地図画像との比較の結果が一致したかどうかが判定され、一致しなければ、エラー処理される。比較の結果が一致すれば、現撮像画像P1(φ、λ)の中心位置に対応する参照地図画像の座標が、現撮像画像中心位置CEP1(φp、λp)として抽出される。以下、図5の表示画像抽出処理フローチャートと同様に、ステップS110では、第1回転マトリックスM1が計算され、ステップS111で、第2回転マトリックスM2が計算され、ステップS112で、回転マトリックスMが計算され、ステップS113で、地図画像メモリ20内の参照地図画像、或いは、参照地図画像に対応する表示用地図画像から、基準地球体表示領域AEQ1(φ、λ)或いはAEQ0’(φ、λ)に対応する画像が切り出されて、表示画像IQ1(φ、λ)が抽出される。  FIG. 9 is a flowchart showing an operation example of the S57 first image extraction process in FIG. In step S101, a reference earth body imaging area AEP0 (φ, λ) stored in advance is set. In step S102, it is determined whether the display area is fixed or the display area is variable. If the display area is variable, the process proceeds to step S103. In step S103, the position of the display area and the in-plane rotation angle are determined. The display area variable parameters such as the data of are read. In step S104, a new reference earth object display area AEQ0 'is calculated using the display area variable parameter. In step S105, the reference earth object display area AEQ0' is set, and the process proceeds to step S107. If it is determined in step S102 that the display area is fixed, the process proceeds to step S106. In step S106, a reference earth body display area AEQ0 (φ, λ) stored in advance is set. In step S107, the current captured image IP1 (φ, λ) is read from the captured image memory 18 to the memory control circuit 19. In step S108, the read current captured image IP1 (φ, λ) is compared with a reference map image stored in the map image memory 20 in advance, and image recognition of the current captured image IP1 (φ, λ) is performed. Is executed. For this image recognition, a multi-stage comparison process using a plurality of types of reference map images according to the features of the rotated captured image IP1 (φ, λ) may be executed. Here, if the current captured image IP1 (φ, λ) is a single-color uniform image, the comparison process becomes impossible. Therefore, a map image that is not a single-color uniform image at least within the range of the imaging region is obtained. , Is printed on the earth body 3. In step S109, it is determined whether the result of the comparison between the current captured image IP1 (φ, λ) and the reference map image matches, and if they do not match, error processing is performed. If the comparison results match, the coordinates of the reference map image corresponding to the center position of the current captured image P1 (φ, λ) are extracted as the current captured image center position CEP1 (φp, λp). Hereinafter, similarly to the display image extraction processing flowchart of FIG. 5, the first rotation matrix M1 is calculated in step S110, the second rotation matrix M2 is calculated in step S111, and the rotation matrix M is calculated in step S112. In step S113, from the reference map image in the map image memory 20 or the display map image corresponding to the reference map image, the reference earth body display area AEQ1 (φ, λ) or AEQ0 ′ (φ, λ) The displayed image IQ1 (φ, λ) is extracted.

図10は、図7のS56第2画像抽出処理の動作例を示すフローチャートである。ステップS131では、登録移動ベクトルが読み出される。ステップS132で、その登録移動ベクトルがこれまで表示されている表示画像IQ1(φ、λ)に適用されて、ステップS133で、登録移動ベクトルの移動量、移動方向だけ移動した表示画像IQ2(φ、λ)が、地図画像メモリ20内の参照地図画像、或いは、参照地図画像に対応する表示用地図画像から抽出される。この第2画像抽出処理は、第1画像抽出処理における画像認識処理が省略されるので、高速に移動後の表示画像を抽出することができる。  FIG. 10 is a flowchart showing an operation example of the S56 second image extraction processing of FIG. In step S131, a registered movement vector is read. In step S132, the registered movement vector is applied to the display image IQ1 (φ, λ) that has been displayed so far, and in step S133, the display image IQ2 (φ, φ, λ) is extracted from the reference map image in the map image memory 20 or the display map image corresponding to the reference map image. In the second image extraction processing, the image recognition processing in the first image extraction processing is omitted, so that the display image after moving can be extracted at high speed.

図11は、図6のS11表示処理の動作例を示すフローチャートである。ステップS151では、表示処理がOFFかどうかが判定され、OFFの場合には、照明光源32は消灯し、画像表示素子10は停止状態になって、表示処理が停止される。図示は省略しているが、電源OFFや地球体3の取り外し操作や表示処理中止の指示がなされれば、インタラプト処理により表示処理がOFFになって、表示処理は停止される。ステップS152では、前記の第1画像抽出処理や第2画像抽出処理が開始されて、画像抽出中であるかどうかが判定される。画像抽出中であれば、ステップS154へ進む。画像抽出中でなければ、ステップS153へ進み、ステップS153で、既に画像抽出処理が行われて、表示画像が抽出されているかどうかが判定され、抽出表示画像がなければ、ステップS154へ進む。ステップS154では、第2実施例として後述する撮像表示一体タイプであるかどうかが判定され、撮像表示一体タイプでなければステップS155へ進み、ステップS155で、画像抽出中や抽出表示画像がない旨のメッセージを表す警告表示画像が表示画像として設定され、ステップS158へ進む。撮像表示一体タイプである場合には、ステップS156へ進み、ステップS156で、スルー画像が表示画像として設定され、ステップS158へ進む。ステップS153で、抽出表示画像がある場合には、ステップS157へ進み、ステップS157で、抽出された抽出表示画像が表示画像として設定され、ステップS158へ進み、ステップS158で、それらいずれかの表示画像が表示される。  FIG. 11 is a flowchart showing an operation example of the S11 display processing of FIG. In step S151, it is determined whether the display processing is OFF. If the display processing is OFF, the illumination light source 32 is turned off, the image display element 10 is stopped, and the display processing is stopped. Although illustration is omitted, if an instruction to turn off the power, remove the earth body 3 or cancel the display processing is given, the display processing is turned off by the interrupt processing, and the display processing is stopped. In step S152, the first image extraction process and the second image extraction process are started, and it is determined whether an image is being extracted. If the image is being extracted, the process proceeds to step S154. If the image is not being extracted, the process proceeds to step S153. In step S153, it is determined whether the image extraction process has already been performed and the display image has been extracted. If there is no extracted display image, the process proceeds to step S154. In step S154, it is determined whether or not the image pickup and display integrated type described later as the second embodiment is used. If not, the process proceeds to step S155. In step S155, it is determined that an image is being extracted or there is no extracted display image. The warning display image representing the message is set as the display image, and the process proceeds to step S158. In the case of the integrated imaging and display type, the process proceeds to step S156, in which the through image is set as the display image in step S156, and the process proceeds to step S158. If it is determined in step S153 that there is an extracted display image, the process proceeds to step S157. In step S157, the extracted extracted display image is set as a display image. The process proceeds to step S158. Is displayed.

ステップS159では、表示位置が撮像同期状態にあるかどうかが判定される。撮像同期状態とは、画像表示ユニットに表示される画像が、画像表示ユニットの表示領域AEQ1(φ、λ)に対応する地図画像である状態を指す。抽出表示画像の抽出中や、画像移動中などの、画像表示ユニットに表示されている画像が、画像表示ユニットに対向している地球体3の地図画像でない場合には、撮像非同期状態となる。撮像非同期状態であれば、ステップS160へ進み、ステップS160で、撮像非同期モードに切り替えられ、ステップS161へ進み、ステップS161で、同期表示LEDが消灯され、ステップS151へ戻る。ステップS159で、撮像同期状態であれば、ステップS162へ進み、ステップS162で、撮像同期モードに切り替えられ、ステップS163へ進み、ステップS163で、同期表示LEDが点灯され、ステップS164へ進む。S164では、照準カーソル表示がONであるかどうかが判定される。照準カーソル表示は、図15を用いて後述する画像表示倍率Mgが1の場合や、最初の画像抽出時や、後述するスルー画像表示時などのタイミングでONになり、ONになった後は、図示しないタイマーにより、所定時間が経過すればOFFになる。照準カーソル表示がONの場合には、ステップS165で、照準カーソルが表示画像に重畳して表示され、OFFの場合には、ステップS166で、照準カーソルは非表示にされ、ステップS151へ戻る。上記の表示処理が繰り返される。  In step S159, it is determined whether the display position is in the imaging synchronization state. The imaging synchronization state indicates a state where the image displayed on the image display unit is a map image corresponding to the display area AEQ1 (φ, λ) of the image display unit. When the image displayed on the image display unit is not the map image of the earth object 3 facing the image display unit, such as during extraction of the extracted display image or moving the image, the imaging is in the asynchronous state. If the imaging is in the asynchronous state, the process proceeds to step S160. In step S160, the mode is switched to the asynchronous imaging mode. The process proceeds to step S161. In step S161, the synchronous display LED is turned off, and the process returns to step S151. If it is determined in step S159 that the imaging is synchronized, the process proceeds to step S162. In step S162, the mode is switched to the imaging synchronization mode. The process proceeds to step S163. In step S163, the synchronization display LED is turned on, and the process proceeds to step S164. In S164, it is determined whether or not the aiming cursor display is ON. The aiming cursor display is turned on at a timing such as when an image display magnification Mg described later with reference to FIG. 15 is 1, at the time of first image extraction, or at the time of a through image display described later, and after being turned on, It is turned off after a predetermined time has elapsed by a timer (not shown). If the aiming cursor display is ON, the aiming cursor is superimposed and displayed on the display image in step S165. If the aiming cursor display is OFF, in step S166, the aiming cursor is hidden and the process returns to step S151. The above display processing is repeated.

次に、画像表示ユニット6に配置されている拡大ボタン13aか縮小ボタン13bが押された場合の、拡大縮小表示動作を図12を用いて説明する。図12は、拡大縮小表示処理の一実施例を示すフローチャートである。拡大ボタン13aか縮小ボタン13bが押されると、CPU22に対するインタラプト処理により、拡大縮小表示処理が実行される。  Next, an enlargement / reduction display operation when the enlargement button 13a or the reduction button 13b arranged on the image display unit 6 is pressed will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a flowchart showing one embodiment of the enlargement / reduction display processing. When the enlargement button 13a or the reduction button 13b is pressed, enlargement / reduction display processing is executed by interrupt processing for the CPU 22.

ステップS171では、現在画像表示処理中であるかどうかが判定され、画像表示中であれば、ステップS172へ進み、画像表示中でなければ、拡大縮小表示処理は終了される。ステップS172で、拡大スイッチがONであるか、縮小スイッチがONであるかが判定され、拡大スイッチがONであれば、ステップS173へ進み、縮小スイッチがONであれば、ステップS174へ進む。  In step S171, it is determined whether or not the image is currently being displayed. If the image is being displayed, the process proceeds to step S172. If the image is not currently being displayed, the enlargement / reduction display process ends. In step S172, it is determined whether the enlargement switch is ON or the reduction switch is ON. If the enlargement switch is ON, the process proceeds to step S173, and if the reduction switch is ON, the process proceeds to step S174.

ステップS173では、現在の画像表示倍率Mgに、画像表示拡大率Ruが掛けられて、新たな画像表示倍率Mgが計算される。画像拡大率Ruは1より大きい値であり、画像表示拡大率Ruが掛けられると、画像表示倍率Mgが大きくなる。ステップS174では、現在の画像表示倍率Mgに、画像縮小率Rdが掛けられて、新たな画像表示倍率Mgが計算される。画像縮小率Rdは、1より小さい値であり、画像縮小率Rdが掛けられると、画像表示倍率Mgが小さくなる。  In step S173, the current image display magnification Mg is multiplied by the image display magnification Ru to calculate a new image display magnification Mg. The image enlargement ratio Ru is a value larger than 1, and when the image display enlargement ratio Ru is multiplied, the image display magnification Mg increases. In step S174, a new image display magnification Mg is calculated by multiplying the current image display magnification Mg by the image reduction rate Rd. The image reduction ratio Rd is a value smaller than 1, and when the image reduction ratio Rd is multiplied, the image display magnification Mg decreases.

ステップS175では、その新たな画像表示倍率Mgが1であって、拡大縮小されない等倍の画像表示であるかどうかが判定され、画像表示倍率Mgが1である場合は、ステップS176へ進んで、ステップS176で、標準画像表示モードに切り替えられる。画像表示倍率Mgが1でない場合は、ステップS177へ進んで、ステップS177で、拡大表示画像表示モードに切り替えられる。  In step S175, it is determined whether the new image display magnification Mg is 1 and the image is displayed at the same magnification without being scaled. If the image display magnification Mg is 1, the process proceeds to step S176. In step S176, the mode is switched to the standard image display mode. If the image display magnification Mg is not 1, the process proceeds to step S177, where the mode is switched to the enlarged display image display mode in step S177.

ステップS178では、その新たな画像表示倍率Mgが、表示可能な画像表示拡大率であるかどうかが判定され、表示可能な画像表示拡大率の限界である最大画像表示拡大率Mgmaxより大きい場合には、拡大縮小表示処理は終了される。新たな画像表示倍率Mgが、最大画像表示拡大率Mgmax以下であれば、ステップS179へ進む。  In step S178, it is determined whether or not the new image display magnification Mg is a displayable image display enlargement ratio. If the new image display magnification Mg is larger than the maximum image display enlargement ratio Mgmax, which is the limit of the displayable image display enlargement ratio, Then, the enlargement / reduction display processing ends. If the new image display magnification Mg is equal to or smaller than the maximum image display magnification Mgmax, the process proceeds to step S179.

ステップS179では、その新たな画像表示倍率Mgが、表示可能な画像表示縮小率であるかどうかが判定され、表示可能な画像表示縮小率の限界である最小画像表示縮小率Mgminより小さい場合には、拡大縮小表示処理は終了される。新たな画像表示倍率Mgが、最小画像表示拡大率Mgmin以上であれば、ステップS180へ進む。  In step S179, it is determined whether or not the new image display magnification ratio Mg is a displayable image display reduction ratio. If the new image display magnification ratio Mg is smaller than the minimum image display reduction ratio Mgmin, which is the limit of the displayable image display reduction ratio, it is determined. Then, the enlargement / reduction display processing ends. If the new image display magnification Mg is equal to or greater than the minimum image display magnification Mgmin, the process proceeds to step S180.

ステップS180では、拡大または縮小表示される画像が、地球体3に印刷されている地図画像と同じ画像データである標準表示画像データから抽出されるか、標準表示画像データより細かい地図情報が含まれる詳細表示画像データから抽出されるかが判定される。その新たな画像表示倍率Mgが、表示画像データ選択のしきい値である画像表示倍率識別値Thmgより小さい場合には、ステップS181へ進んで、ステップS181で、抽出される画像データとして標準表示画像データが用いられ、画像表示倍率識別値Thmg以上である場合には、ステップS182へ進んで、ステップS182で、抽出される画像データとして詳細表示画像データが用いられる。図13は、それら標準表示画像データと詳細表示画像データの画像表示倍率との関係を模式的に示している。この図13では、画像表示倍率識別値Thmgが1より大きくなっているが、画像表示倍率識別値Thmgは適宜定めることができ、1と等しい、すなわち、拡大表示の場合には常に、詳細表示画像データが用いられるようにしてもよい。更に、画像表示倍率識別値Thmgは1個としているが、3種類以上の表示画像データを備えて、2個以上の画像表示倍率識別値でそれらの表示画像データを切り替えるように構成してもよい。  In step S180, the enlarged or reduced image is extracted from the standard display image data, which is the same image data as the map image printed on the earth object 3, or contains map information finer than the standard display image data. It is determined whether it is extracted from the detailed display image data. If the new image display magnification Mg is smaller than the image display magnification identification value Thmg, which is a threshold for selecting display image data, the process proceeds to step S181, where the standard display image is extracted as image data to be extracted in step S181. If the data is used and is equal to or greater than the image display magnification identification value Thmg, the process proceeds to step S182, where the detailed display image data is used as the extracted image data in step S182. FIG. 13 schematically shows the relationship between the standard display image data and the image display magnification of the detailed display image data. In FIG. 13, the image display magnification identification value Thmg is larger than 1, but the image display magnification identification value Thmg can be appropriately determined, and is equal to 1, that is, in the case of the enlarged display, the detailed display image is always displayed. Data may be used. Further, although the image display magnification identification value Thmg is one, three or more types of display image data may be provided, and the display image data may be switched by two or more image display magnification identification values. .

ステップS183では、表示画像データが、標準表示画像データ、または、詳細表示画像データから抽出されて、ステップS184で、標準、拡大、縮小のいずれかの表示画像が表示される。  In step S183, the display image data is extracted from the standard display image data or the detailed display image data, and in step S184, one of the standard, enlarged, and reduced display images is displayed.

次に、画像表示ユニット6に配置されている十字ボタン12が押された場合の、移動表示動作を図14を用いて説明する。図14は、移動表示処理の一実施例を示すフローチャートである。十字ボタン12は、左方向スイッチと右方向スイッチと上方向スイッチと下方向スイッチの4個のスイッチで構成される。それらのいずれかのスイッチが押されると、CPU22に対するインタラプト処理により、移動表示処理が実行される。  Next, a moving display operation when the cross button 12 arranged on the image display unit 6 is pressed will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of the movement display process. The cross button 12 includes four switches: a left switch, a right switch, an up switch, and a down switch. When any one of these switches is pressed, a moving display process is executed by an interrupt process for the CPU 22.

ステップS201では、現在画像表示処理中であるかどうかが判定され、画像表示中であれば、ステップS202へ進み、画像表示中でなければ、移動表示処理は終了される。ステップS202で、左方向スイッチがONであるかどうかが判定され、左方向スイッチがONであれば、ステップS203へ進む。ステップS203では、現在の水平方向画像表示位置Pqhに、左方向画像移動量Dleftが加算されて、新たな画像表示位置Pqhが計算されて、ステップS209へ進む。水平方向画像表示位置Pqhや垂直方向画像表示位置Pqvは、基準撮像画像IP0(φ、λ)や回転撮像画像IP1(φ、λ)の水平方向と垂直方向の座標軸で定められる座標で表した位置である。  In step S201, it is determined whether or not the image is currently being displayed. If the image is being displayed, the process proceeds to step S202. If the image is not being displayed, the moving display process is terminated. In step S202, it is determined whether the left direction switch is ON. If the left direction switch is ON, the process proceeds to step S203. In step S203, the left image movement amount Dleft is added to the current horizontal image display position Pqh, a new image display position Pqh is calculated, and the process proceeds to step S209. The horizontal image display position Pqh and the vertical image display position Pqv are positions represented by coordinates defined by horizontal and vertical coordinate axes of the reference captured image IP0 (φ, λ) and the rotated captured image IP1 (φ, λ). It is.

ステップS202で、左方向スイッチがONでなければ、ステップ204へ進む。ステップS204では、右方向スイッチがONであるかどうかが判定され、右方向スイッチがONであれば、ステップ205へ進む。ステップS205では、現在の水平方向画像表示位置Pqhに、右方向画像移動量Drightが加算されて、新たな画像表示位置Pqhが計算されて、ステップS209へ進む。  If the left switch is not ON in step S202, the process proceeds to step 204. In step S204, it is determined whether the right direction switch is ON. If the right direction switch is ON, the process proceeds to step 205. In step S205, the rightward image movement amount Right is added to the current horizontal image display position Pqh, a new image display position Pqh is calculated, and the process proceeds to step S209.

ステップS204で、右方向スイッチがONでなければ、ステップ206へ進む。ステップS206では、上方向スイッチがONであるかどうかが判定され、上方向スイッチがONであれば、ステップ207へ進む。ステップS207では、現在の垂直方向画像表示位置Pqvに、上方向画像移動量Dupが加算されて、新たな画像表示位置Pqvが計算されて、ステップS209へ進む。  If the right switch is not ON in step S204, the process proceeds to step 206. In step S206, it is determined whether or not the upward switch is ON. If the upward switch is ON, the process proceeds to step 207. In step S207, the upward image movement amount Dup is added to the current vertical image display position Pqv, a new image display position Pqv is calculated, and the process proceeds to step S209.

ステップS206で、上方向スイッチがONでなければ、下方向スイッチがONであることになるので、ステップ208へ進み、ステップS208では、現在の垂直方向画像表示位置Pqvに、下方向画像移動量Ddownが加算されて、新たな画像表示位置Pqが計算されて、ステップS209へ進む。  If the up switch is not ON in step S206, the down switch is ON, so the process proceeds to step 208. In step S208, the down image movement amount Ddown is set to the current vertical image display position Pqv. Are added, a new image display position Pq is calculated, and the process proceeds to step S209.

ステップS209では、新たな画像表示位置Pqが、撮像画像に基づいて表示画像抽出処理によって抽出された表示画像IQ1の位置から移動したかどうかが判定される。撮像画像に基づいて抽出された表示画像IQ1の位置に表示画像が表示されるモードを、撮像同期モードとする。地球体3を固定したまま表示画像だけを移動させると、撮像画像に基づいた表示画像ではなくなり、画像表示素子10に対向している地球球3の地点とは異なる地点の画像が表示されることになるので、この表示モードを撮像非同期モードとする。新たな画像表示位置Pqが、撮像画像に基づいて表示画像抽出処理によって抽出された表示画像IQ1の位置である場合は、撮像同期モードの条件を充たすので、ステップS210に進み、ステップS210で、撮像同期モードに切り替えられる。この後、ステップS212で、画像表示ユニット表示素子28を利用した同期表示LEDが点灯される。新たな画像表示位置Pqが、撮像画像に基づいて表示画像抽出処理によって抽出された表示画像IQ1の位置でない場合は、撮像同期モードの条件を充たさないので、ステップS211に進み、ステップS211で、撮像非同期モードに切り替えられる。この後、ステップS213で、画像表示ユニット表示素子28を利用した同期表示LEDは消灯される。  In step S209, it is determined whether the new image display position Pq has moved from the position of the display image IQ1 extracted by the display image extraction process based on the captured image. A mode in which the display image is displayed at the position of the display image IQ1 extracted based on the captured image is referred to as an imaging synchronization mode. If only the display image is moved while the earth object 3 is fixed, the display image is not based on the captured image, and an image at a point different from the point of the earth sphere 3 facing the image display element 10 is displayed. Therefore, this display mode is referred to as an imaging asynchronous mode. When the new image display position Pq is the position of the display image IQ1 extracted by the display image extraction processing based on the captured image, the condition of the imaging synchronization mode is satisfied, and the process proceeds to step S210. Switch to synchronous mode. Thereafter, in step S212, the synchronous display LED using the image display unit display element 28 is turned on. When the new image display position Pq is not the position of the display image IQ1 extracted by the display image extraction processing based on the captured image, the condition of the imaging synchronization mode is not satisfied, and the process proceeds to step S211. Switch to asynchronous mode. Thereafter, in step S213, the synchronous display LED using the image display unit display element 28 is turned off.

この後、ステップS214では、新たな画像表示位置Pqにおける標準表示画像、または、拡大縮小表示画像が、標準表示画像データ、または、詳細表示画像データから抽出されて、ステップS215で、標準、拡大、縮小のいずれかの表示画像が表示される。  Thereafter, in step S214, the standard display image or the enlarged / reduced display image at the new image display position Pq is extracted from the standard display image data or the detailed display image data, and in step S215, the standard, enlarged, One of the reduced display images is displayed.

図15は、撮像同期モードと撮像非同期モードにおける、拡大縮小画像表示状態を模式的に示している。図15(A)は、最初に撮像画像に基づいて表示画像抽出処理によって抽出された、画像表示倍率Mgが1である標準表示画像IQ1を示している。この状態は撮像同期モードであるので、画面左下にある同期表示LEDが点灯している。中央部の照準カーソルは、画像表示中心位置を示す指標であり、不要な場合は削除してもよい。画面右下にあるバー表示は、画像表示倍率Mgを示すものであり、不要な場合は削除してもよい。図15(B)は、拡大スイッチが押されて、拡大画像表示された拡大表示画像を示している。表示画像位置は、図10Aの位置から変更されていないので、撮像同期モードが保たれ、同期表示LEDは点灯したままになっている。図15(C)は、図15(A)の状態から左方向スイッチが押されて、移動画像表示された移動表示画像を示している。表示画像位置は、図15(A)の位置から変更されたので、撮像非同期モードに切り替えられて、同期表示LEDは消灯されている。図15(D)は、図15(B)の状態から左方向スイッチがONが押された状態、或いは、図15(C)の状態から拡大スイッチが押された状態の表示画像を示している。表示画像位置は、図15(A)の位置から変更されているので、撮像非同期モードになり、同期表示LEDは消灯されている。  FIG. 15 schematically shows the enlarged and reduced image display state in the imaging synchronous mode and the imaging asynchronous mode. FIG. 15A shows a standard display image IQ1 in which the image display magnification Mg is 1 which is first extracted by the display image extraction processing based on the captured image. Since this state is the imaging synchronization mode, the synchronization display LED at the lower left of the screen is lit. The aiming cursor at the center is an index indicating the image display center position, and may be deleted if unnecessary. The bar display at the lower right of the screen indicates the image display magnification Mg, and may be deleted if unnecessary. FIG. 15B shows an enlarged display image in which an enlargement switch is pressed and an enlarged image is displayed. Since the display image position has not been changed from the position in FIG. 10A, the imaging synchronization mode is maintained, and the synchronization display LED remains lit. FIG. 15C illustrates a moving display image in which the leftward switch is pressed from the state of FIG. 15A and a moving image is displayed. Since the display image position has been changed from the position shown in FIG. 15A, the mode is switched to the imaging asynchronous mode, and the synchronous display LED is turned off. FIG. 15D shows a display image in a state in which the leftward switch is pressed ON from the state in FIG. 15B, or a state in which the enlargement switch is pressed in the state in FIG. . Since the display image position has been changed from the position shown in FIG. 15A, the imaging asynchronous mode is set, and the synchronous display LED is turned off.

次に、本発明の第2実施例における動作を説明する。第1実施例では、撮像ユニットと画像表示ユニットが分離されていたが、第2実施例は、撮像ユニットと画像表示ユニットとが一体になっている撮像表示一体型の実施例であることを特徴としている。この構成によれば、撮像ユニットと画像表示ユニットの回路を一つに纏めることができることや、スルー画像を表示するという、第1実施例にはない特徴を備えることができる。  Next, the operation of the second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the imaging unit and the image display unit are separated from each other. However, the second embodiment is characterized in that the imaging unit and the image display unit are integrated into an imaging and display unit. And According to this configuration, it is possible to provide features that are not included in the first embodiment, such that the circuits of the imaging unit and the image display unit can be integrated into one, and a through image is displayed.

図16は、撮像表示一体型の、第2実施例に係る地球儀101の外観図である。図17は、地球体103を地球儀台102に取り付けた状態の側面図を示している。地球体103や地球儀台102や支持ボール104の構成は第1実施例と同じ構成であるが、撮像ユニット105と画像表示ユニット106とが一体になって構成されている。  FIG. 16 is an external view of a globe 101 according to the second embodiment, which is integrated with imaging and display. FIG. 17 shows a side view of a state where the earth body 103 is attached to the globe base 102. Although the structures of the earth body 103, the globe base 102, and the support ball 104 are the same as those of the first embodiment, the imaging unit 105 and the image display unit 106 are integrally formed.

図16や図17に示されているような、撮像ユニットと画像表示ユニットとが一体になる場合には、撮像光学系をコンパクトに構成する必要がある。図1の第1実施例で示されている一つのレンズを用いても、この撮像光学系を構成することは可能であるが、画像表示ユニットをより地球体に近づけるには、屈曲光学系を用いて撮像光学系を構成すると、比較的コストが低いレンズが使用できるので効果的である。図18は、その屈曲光学系を用いて、撮像光学系の被写体側光軸と、地球体の中心から画像表示ユニットの中心を通る軸(以下、中心軸と呼ぶ)とが一致する、光軸一致タイプの一実施例を示す図である。図18(A)は、撮像光学系を画像表示ユニットの表示面から見た図、図18(B)は、撮像光学系を横から見た図、図18(C)は、撮像光学系を地球体から見た図である。  When the imaging unit and the image display unit are integrated as shown in FIGS. 16 and 17, the imaging optical system needs to be compact. Although it is possible to constitute this imaging optical system by using one lens shown in the first embodiment of FIG. 1, in order to make the image display unit closer to the earth body, a bending optical system must be used. When used to form an imaging optical system, it is effective because a relatively low-cost lens can be used. FIG. 18 shows an optical axis in which the object-side optical axis of the imaging optical system and an axis passing from the center of the earth body to the center of the image display unit (hereinafter, referred to as a center axis) coincide with each other using the bending optical system. It is a figure showing one example of a match type. 18A is a diagram of the imaging optical system viewed from the display surface of the image display unit, FIG. 18B is a diagram of the imaging optical system viewed from the side, and FIG. 18C is a diagram of the imaging optical system. It is the figure seen from the earth body.

4個の照明光源32で照明され、前側レンズ8aを通過した地球体103からの光が、反射光学素子8bで反射され、後側レンズ8cを通過して、撮像素子9に結像される。撮像光学系の被写体側光軸107と、画像表示ユニット106の中心軸108は一致している。このように、撮像光学系の被写体側光軸107と、画像表示ユニット106の中心軸108とが一致していれば、撮像素子9からのスルー画像の中心位置と抽出表示画像の中心位置とが一致することになり、違和感なくスルー画像を表示することができるので、画像抽出処理中にスルー画像を表示させるなど、より便利な機能を備えることができる。
なお、前側レンズ8bと反射光学素子8bと後側レンズ8cを用いているが、これに限定されず、反射光学素子がレンズの前にあったり、反射光学素子が複数備えていたり、2個以上のレンズを備えていたりする、公知のいずれかの屈曲光学系の構成であってもよい。また、照明光源32は4個に限定されず、1個以上であってもよく、使用環境が十分に明るければ、照明光源32を削除することもできる。
Light from the earth body 103 illuminated by the four illumination light sources 32 and passing through the front lens 8a is reflected by the reflection optical element 8b, passes through the rear lens 8c, and forms an image on the image sensor 9. The subject-side optical axis 107 of the imaging optical system and the central axis 108 of the image display unit 106 match. As described above, if the object-side optical axis 107 of the imaging optical system and the center axis 108 of the image display unit 106 match, the center position of the through image from the image sensor 9 and the center position of the extracted display image are determined. As a result, the through image can be displayed without a sense of incongruity, so that more convenient functions such as displaying the through image during the image extraction processing can be provided.
Although the front lens 8b, the reflective optical element 8b, and the rear lens 8c are used, the present invention is not limited to this. The reflective optical element is located in front of the lens, a plurality of reflective optical elements are provided, or two or more reflective optical elements are provided. Or any known bending optical system. The number of the illumination light sources 32 is not limited to four, and may be one or more. If the use environment is sufficiently bright, the illumination light sources 32 can be omitted.

図19は、屈曲光学系を用いて、撮像光学系の被写体側光軸と、地球体の中心から画像表示ユニットの中心を通る軸(以下、中心軸と呼ぶ)とが一致していない、光軸分離タイプの一実施例を示す図である。図19(A)は、撮像光学系を画像表示ユニットの表示面から見た図、図19(B)は、撮像光学系を横から見た図、図19(C)は、撮像光学系を地球体から見た図である。  FIG. 19 shows that, using a bending optical system, the object-side optical axis of the imaging optical system does not coincide with the axis passing through the center of the image display unit from the center of the earth body (hereinafter referred to as the center axis). It is a figure which shows one Example of a shaft separation type. 19A is a diagram of the imaging optical system viewed from the display surface of the image display unit, FIG. 19B is a diagram of the imaging optical system viewed from the side, and FIG. 19C is a diagram of the imaging optical system. It is the figure seen from the earth body.

2個の照明光源32で照明され、前側レンズ8aを通過した地球体103からの光が、反射光学素子8bで反射され、後側レンズ8cを通過して、撮像素子9に結像される。撮像光学系の被写体側光軸107と、画像表示ユニット106の中心軸108は一致していない。このように、撮像光学系の被写体側光軸107と、画像表示ユニット106の中心軸108とが分離していれば、撮像素子9の配置位置の設計上の自由度が増して、図15(B)に示されているように、画像表示ユニット106をより地球体103に近づけることが可能になる。この光軸分離タイプであっても、撮像光学系の被写体側光軸107と、画像表示ユニット106の中心軸108とが大きく外れていなければ、光軸一致タイプと同様に、スルー画像を表示することができる。
なお、光軸一致タイプと同様に、前側レンズ8bと反射光学素子8bと後側レンズ8cを用いているが、これに限定されず、反射光学素子がレンズの前にあったり、反射光学素子が複数備えていたり、2個以上のレンズを備えていたりする、公知のいずれかの屈曲光学系の構成であってもよい。また、照明光源32は2個に限定されず、1個以上であってもよく、使用環境が十分に明るければ、照明光源32を削除することもできる。
Light from the earth body 103 illuminated by the two illumination light sources 32 and passing through the front lens 8a is reflected by the reflection optical element 8b, passes through the rear lens 8c, and forms an image on the imaging element 9. The subject-side optical axis 107 of the imaging optical system does not coincide with the central axis 108 of the image display unit 106. As described above, if the subject-side optical axis 107 of the imaging optical system and the central axis 108 of the image display unit 106 are separated from each other, the degree of freedom in designing the arrangement position of the imaging element 9 increases, and FIG. As shown in B), the image display unit 106 can be brought closer to the earth object 103. Even with this optical axis separation type, if the subject-side optical axis 107 of the imaging optical system and the central axis 108 of the image display unit 106 are not largely deviated, a through image is displayed as in the optical axis coincidence type. be able to.
As in the case of the optical axis matching type, the front lens 8b, the reflective optical element 8b, and the rear lens 8c are used. However, the present invention is not limited to this. Any known bending optical system configuration including a plurality of lenses or two or more lenses may be used. Further, the number of the illumination light sources 32 is not limited to two, and may be one or more. If the use environment is sufficiently bright, the illumination light sources 32 can be omitted.

図20は、第2実施例の回路ブロック図である。撮像ユニット105と画像表示ユニット106とが、一体になっている点が第1実施例の回路構成と異なっている。回路全体はCPU22によって制御され、撮像関連の回路はDSP109によって制御され、スイッチ26や表示素子27が統合されていることなどを除けば、第1実施例と同様の構成になっている。  FIG. 20 is a circuit block diagram of the second embodiment. The difference from the circuit configuration of the first embodiment is that the imaging unit 105 and the image display unit 106 are integrated. The entire circuit is controlled by the CPU 22, the imaging-related circuits are controlled by the DSP 109, and the configuration is the same as that of the first embodiment except that the switch 26 and the display element 27 are integrated.

第2実施例においては、撮像画像のスルー画像を利用することができる。図11に示されている表示処理の動作例では、画像抽出中である場合や、抽出表示画像がない場合に、撮像表示一体タイプであるかどうかが判定され、撮像表示一体タイプである場合には、ステップS156へ進み、ステップS156で、スルー画が表示される。
このスルー画像の動作を説明する。抽出表示画像が抽出されるまでの間は、表示画像がない不定状態になる。また、抽出表示画像が抽出されて、その抽出表示画像が表示されている状態で、地球体が回転移動されると、新たな移動先の抽出表示画像が抽出されるのであるが、その新たな表示画像が抽出されるまでの間は、表示画像が不定の状態になる。この問題の対策法として、以前の抽出画像を表示したままにする方法や、表示画像を消して、画像抽出中のメッセージを表示する方法はあるが、いずれも違和感を生じさせる。そこで、その不定期間に、スルー画像を表示させれば、回転移動時の画像流れも表現されるので、違和感を解消することができる。また、回転移動先で静止した状態で、画像抽出するまでの間に、その静止位置でのスルー画像が直ちに表示されることになり、その後、画像抽出が終了すれば、より鮮明な抽出画像が表示されるので、違和感のない動作になる。
In the second embodiment, a through image of a captured image can be used. In the operation example of the display processing shown in FIG. 11, when an image is being extracted or when there is no extracted display image, it is determined whether or not the image capturing and displaying integrated type is used. Proceeds to step S156, and in step S156, a through image is displayed.
The operation of this through image will be described. Until the extracted display image is extracted, the display image is in an indefinite state. In addition, when the extracted display image is extracted and the earth object is rotated while the extracted display image is being displayed, an extracted display image of a new destination is extracted. Until the display image is extracted, the display image is in an indeterminate state. As a countermeasure for this problem, there is a method of keeping the previously extracted image displayed, or a method of deleting the display image and displaying a message indicating that the image is being extracted. Therefore, if the through image is displayed during the irregular period, the image flow at the time of the rotational movement is also expressed, so that the uncomfortable feeling can be eliminated. In addition, a still image at the still position is displayed immediately before the image is extracted while the still image is still at the rotation destination, and after the image extraction is completed, a clearer extracted image is obtained. Since the display is displayed, the operation becomes comfortable.

スルー画像表示では、画像表示倍率Mgが1であるので、静止した状態の場合、或いは、常時、図15(A)に示されているような、照準カーソルを重畳表示してもよい。この照準カーソルは、専用の操作スイッチ(不図示)のONや、画像表示素子10上の表示されるメニュー(不図示)の選択操作や、その後の画像抽出完了時や、画像表示倍率Mgが1でない場合や、図示しないタイマーにより、所定時間が経過した場合などにOFFにすることができる。  In the through image display, since the image display magnification Mg is 1, the aiming cursor as shown in FIG. 15A may be superimposed and displayed in a stationary state or at all times. The aiming cursor is used to turn on a dedicated operation switch (not shown), to select a menu (not shown) displayed on the image display element 10, to complete the subsequent image extraction, or to set the image display magnification Mg to 1 OFF, or when a predetermined time has elapsed by a timer (not shown).

図21は、第2実施例の方法を、1軸タイプの地球儀に適用した変形例1の外観図であり、図22は、その側面図を示している。
1軸タイプの地球儀は、地軸に対応する一つの軸に回転可能に地球体が支えられ、地球の公転面に対する角度相当分だけ傾けられた、最も普及している形態の地球儀である。このような1軸タイプの地球儀であっても、第1実施例のような撮像表示分離型の構成にすることは可能であるが、軸を支持する枠を避けた位置に、撮像ユニットや画像表示ユニットを配置しなければならないという問題や、地球体が軸に支持されているので、撮像領域が小さい領域に制限されるため、画像表示ユニットの位置検出が必要になるという問題が生じる。しかし、撮像表示一体型で構成すれば、それらの問題を解決することができる。
FIG. 21 is an external view of a first modification in which the method of the second embodiment is applied to a one-axis type globe, and FIG. 22 is a side view thereof.
The one-axis type globe is the most widespread globe in which the earth body is rotatably supported on one axis corresponding to the earth axis and is tilted by an angle corresponding to the orbital plane of the earth. Even with such a one-axis type globe, it is possible to adopt a configuration of a separate imaging and display type as in the first embodiment, but the imaging unit and the image There arises a problem that the display unit must be arranged, and a problem that the position of the image display unit needs to be detected since the imaging region is limited to a small region because the earth body is supported on the axis. However, such a problem can be solved by forming the imaging display integrated type.

この変形例1の地球儀201は、地球儀台202に支持枠204が固定されている。支持枠204の一部である地球儀軸受205に、地球体203と一体になった地球儀軸206が回転自在に取り付けられている。撮像ユニットと画像表示ユニットが一体になった撮像表示ユニット207が、その支持枠204に沿ってスライドできるようになっている。ここでは、支持枠204が地球体の全周を囲むリング状になっているが、これは、撮像表示ユニット207の移動範囲をできるだけ大きくするためであり、その移動範囲を小さく、例えば南極付近を表示しないとする場合には、従来の支持枠のように、地球体の半周を囲むC字状の弓部形状であってもよい。  In a globe 201 of the first modification, a support frame 204 is fixed to a globe base 202. A globe shaft 206 integrated with the earth body 203 is rotatably mounted on a globe bearing 205 which is a part of the support frame 204. The imaging display unit 207 in which the imaging unit and the image display unit are integrated can slide along the support frame 204. Here, the support frame 204 has a ring shape surrounding the entire circumference of the earth body, but this is to make the movement range of the imaging display unit 207 as large as possible, and make the movement range small, for example, in the vicinity of the South Pole. If not displayed, a C-shaped bow shape surrounding a half circumference of the earth body may be used as in a conventional support frame.

地球体203が地球儀軸206の周りに回転し、撮像表示ユニット207が支持枠204に沿ってスライドするために、撮像表示ユニット207が、地球体203のほぼ全域を撮影できることになり、その撮像表示ユニット207に対向している地球体203に関する地形の画像が、前記の方法により抽出されて、撮像表示ユニット207上に表示される。  Since the earth body 203 rotates around the globe axis 206 and the imaging display unit 207 slides along the support frame 204, the imaging display unit 207 can capture almost the entire area of the earth body 203, and the imaging display An image of the terrain related to the earth body 203 facing the unit 207 is extracted by the above-described method and displayed on the imaging display unit 207.

図23は、第2実施例の方法を、1軸タイプの地球儀に適用した変形例2の外観図であり、図24は、その側面図を示している。
この変形例2の地球儀301は、地球儀台302に支持枠304が固定されている。支持枠304は、従来の地球儀の支持枠のように、地球体の半周を囲むC字状の弓部形状になっている。支持枠304の一部である地球儀軸受305に、地球体303と一体になった地球儀軸306が回転自在に取り付けられている。撮像ユニットと画像表示ユニットが一体になった撮像表示ユニット307は、スライド枠308に取り付けられていて、スライド枠308は、支持枠304の内部の空間にスライドできるようになっている。
FIG. 23 is an external view of a modified example 2 in which the method of the second embodiment is applied to a uniaxial globe, and FIG. 24 is a side view thereof.
In a globe 301 of the second modification, a support frame 304 is fixed to a globe base 302. The support frame 304 has a C-shaped bow shape surrounding a half circumference of the earth body like a support frame of a conventional globe. A globe shaft 306 integrated with the earth body 303 is rotatably mounted on a globe bearing 305 which is a part of the support frame 304. The imaging display unit 307 in which the imaging unit and the image display unit are integrated is attached to a slide frame 308, and the slide frame 308 can slide into a space inside the support frame 304.

地球体303が地球儀軸306の周りに回転し、撮像表示ユニット307が支持枠304に沿ってスライドすることになるために、変形例1と同様に、撮像表示ユニット307が、地球体303のほぼ全域を撮影できることになり、その撮像表示ユニット307に対向している地球体303に関する地形の画像が、前記の方法により抽出されて、撮像表示ユニット307上に表示される。  Since the earth body 303 rotates around the globe axis 306 and the imaging display unit 307 slides along the support frame 304, the imaging display unit 307 is substantially The entire area can be photographed, and an image of the terrain related to the earth object 303 facing the imaging display unit 307 is extracted by the above-described method and displayed on the imaging display unit 307.

図25は、第2実施例の方法を、2軸タイプの地球儀に適用した変形例3の外観図であり、図26は、その側面図を示している。
2軸タイプの地球儀は、地軸に対応する一つの軸が、リング状の内枠に、地球の公転面に対する角度相当分だけ傾けられて、回転可能に支えられ、そのリング状の内枠にもう一つの軸が備えられて、リング状の外枠内に回転可能に支えられることで、地球体の任意の位置を、特定の位置に回転移動させることができる、一般に普及している形態の地球儀である。このような2軸タイプの地球儀であっても、第1実施例のような撮像表示分離型の構成にすることは可能であるが、2つの軸を支持する枠を避けた位置に、撮像ユニットや画像表示ユニットを配置しなければならないという問題や、地球体が軸に支持されているので、撮像領域が小さい領域に制限されるため、画像表示ユニットの位置検出が必要になるという問題が生じる。しかし、撮像表示一体型で構成すれば、1軸タイプと同様に、それらの問題を解決することができる。
FIG. 25 is an external view of a third modification in which the method of the second embodiment is applied to a two-axis type globe, and FIG. 26 is a side view thereof.
In a two-axis type globe, one axis corresponding to the earth axis is rotatably supported on a ring-shaped inner frame, tilted by an angle corresponding to the orbital plane of the earth, and is supported by the ring-shaped inner frame. A general form of globe that is provided with one axis and is rotatably supported within a ring-shaped outer frame so that any position of the earth body can be rotationally moved to a specific position. It is. Even with such a two-axis type globe, it is possible to adopt a configuration of a separate imaging and display type as in the first embodiment, but the imaging unit is located at a position avoiding the frame supporting the two axes. And the need to arrange an image display unit, and the problem that the position of the image display unit needs to be detected because the imaging area is limited to a small area because the earth body is supported on the axis. . However, these problems can be solved by the integrated imaging and display type, similarly to the one-axis type.

この変形例3の地球儀401は、地球儀台402に外側支持枠404が固定されている。外側支持枠404の一部である地球儀外側軸受406に、内側支持枠405の地球儀外側軸408が取り付けられて、内側支持枠405が外側支持枠404に対して回転自在となる。また、内側支持枠405の一部である地球儀内側軸受407に、地球体403と一体になった地球儀内側軸409が取り付けられて、地球体403が内側支持枠405に対して回転自在となる。そして、撮像ユニットと画像表示ユニットが一体になった撮像表示ユニット410が、撮像表示ユニット支持枠411に取り付けられて、その撮像表示ユニット支持枠411の一部である撮像表示ユニット支持枠軸受412に、内側支持枠405の地球儀外側軸408と同軸となる軸が取り付けられて、撮像表示ユニット支持枠411が外側支持枠404に対して回転自在となる。2軸タイプの地球儀であれば、地球体の任意の位置を、特定の位置に回転移動させることができるので、撮像表示ユニット407は固定位置であってもよいのであるが、2軸タイプの地球儀では、地球体の任意の位置を、迅速に特定の位置に回転移動させることは容易ではないので、撮像表示ユニット407を回転移動できる構成であれば、より早く所望の地球体の位置の画像を表示させることができる。  In a globe 401 of the third modification, an outer support frame 404 is fixed to a globe base 402. The globe outer shaft 408 of the inner support frame 405 is attached to a globe outer bearing 406 which is a part of the outer support frame 404, and the inner support frame 405 is rotatable with respect to the outer support frame 404. Further, a globe inner shaft 409 integrated with the earth body 403 is attached to a globe inner bearing 407 which is a part of the inner support frame 405, and the earth body 403 becomes rotatable with respect to the inner support frame 405. Then, the imaging display unit 410 in which the imaging unit and the image display unit are integrated is attached to the imaging display unit support frame 411, and the imaging display unit support frame bearing 412 which is a part of the imaging display unit support frame 411 is mounted. A shaft coaxial with the globe outer shaft 408 of the inner support frame 405 is attached, and the imaging display unit support frame 411 is rotatable with respect to the outer support frame 404. If the globe is a two-axis type globe, an arbitrary position of the earth body can be rotated and moved to a specific position. Therefore, the imaging display unit 407 may be a fixed position. Then, since it is not easy to rotate and move an arbitrary position of the earth body to a specific position quickly, if the configuration is such that the imaging display unit 407 can be rotationally moved, an image of a desired earth body position can be quickly obtained. Can be displayed.

なお、上記の各種軸受と軸の関係は、図示された構成に限定されず、相対回転する2つの部材のいずれかの側に軸受が備えられていればよい。また、撮像表示ユニット支持枠411は、内側支持枠405の地球儀外側軸408と同軸となる軸が取り付けられているとしているが、この構成に限定されず、地球儀のいずれかの固定位置に取り付けられていればよい。
更に、撮像表示ユニット410は、撮像表示ユニット支持枠411に対しても回転自在になるように、撮像表示ユニット回転軸413と図示しない軸受とによって、撮像表示ユニット支持枠411に取り付けられていてもよい。この構成であれば、撮像表示ユニット407の面内回転も自由に操作できるので、地球体の位置を探す自由度が増して、より迅速に所望の地球体の位置の画像を表示させることができる。
Note that the relationship between the above-described various bearings and the shaft is not limited to the illustrated configuration, and the bearing may be provided on either side of the two members that rotate relatively. In addition, although the imaging display unit support frame 411 is described as having a shaft coaxial with the globe outer shaft 408 of the inner support frame 405, the present invention is not limited to this configuration. It should just be.
Furthermore, the imaging display unit 410 may be attached to the imaging display unit support frame 411 by the imaging display unit rotation shaft 413 and a bearing (not shown) so that the imaging display unit 410 can also rotate with respect to the imaging display unit support frame 411. Good. With this configuration, the in-plane rotation of the imaging display unit 407 can be freely operated, so that the degree of freedom in searching for the position of the earth body is increased, and an image of the desired earth body position can be displayed more quickly. .

次に、本発明の第3実施例における動作を説明する。第1実施例や第2実施例では、画像表示ユニットが地球儀に機械的に接続された状態になっていた。第3実施例は、画像表示ユニットが地球儀から分離し、地球儀に取り付け可能な形態を採用した実施例であり、画像表示機能付き携帯端末なども、当該画像表示ユニットとして利用可能である点が第1実施例や第2実施例と異なる。画像表示領域の位置を特定する必要があるが、この第3実施例では、回転エンコーダを用いて表示領域の位置を定めることを特徴としている。  Next, the operation of the third embodiment of the present invention will be described. In the first and second embodiments, the image display unit has been mechanically connected to the globe. The third embodiment is an embodiment in which the image display unit is separated from the globe and can be attached to the globe. A portable terminal with an image display function can be used as the image display unit. This is different from the first embodiment and the second embodiment. Although it is necessary to specify the position of the image display area, the third embodiment is characterized in that the position of the display area is determined using a rotary encoder.

図27は、本発明の第3実施例に係る地球儀501の外観図であり、図28は、地球体503を地球儀台502に取り付けた状態の側面図を示している。第1実施例と同一の符号を付している部材は、第1実施例と同じである。
第1実施例と同様に、3本の足を持つ地球儀台502に、3個の自由回転可能な支持ボール504が設置されていて、その支持ボール504上に、地球体3が載置されて、地球体503の装着状態となる。装着状態での地球体503の直下には、地球儀台502の一部分となる撮像ユニット505が配置されている。地球球体503は、地球儀台502から取り外し可能にすることもできる。装着と脱着状態は、支持ボール504に対する装脱着状態に連動した、接触式或いは非接触式の装着検知スイッチ30(不図示)により検知される。
地球体503の装着状態では、支持ボール504と地球体503が接触しており、支持ボール504が自由回転可能であるので、地球体503を手などで触れて任意方向に回転させることができる。
FIG. 27 is an external view of a globe 501 according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 28 is a side view showing a state where the earth body 503 is attached to a globe base 502. The members denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment are the same as those in the first embodiment.
As in the first embodiment, three freely rotatable support balls 504 are installed on a globe table 502 having three legs, and the earth body 3 is placed on the support balls 504. , The earth body 503 is mounted. Immediately below the earth body 503 in the mounted state, an imaging unit 505 that is a part of the globe base 502 is arranged. The earth sphere 503 may be made removable from the globe base 502. The attachment / detachment state is detected by a contact-type or non-contact-type attachment detection switch 30 (not shown) in conjunction with the attachment / detachment state with respect to the support ball 504.
In the mounted state of the earth body 503, the support ball 504 is in contact with the earth body 503, and the support ball 504 can freely rotate. Therefore, the earth body 503 can be rotated in an arbitrary direction by touching the earth body 503 with a hand or the like.

地球儀台502の一部分には、第1回転軸508とその第1回転軸508を支持する図示しない軸受によって回転可能な画像表示ユニット支持枠507が取り付けられている。その第1回転軸508の回転角は、第1回転エンコーダ509によって検出される。それら第1回転軸508、第1回転軸508を支持する軸受(不図示)、第1回転エンコーダ509は、図示の構成に限定されず、第1回転軸508の回転角が検出できれば、地球儀台502と画像表示ユニット支持枠507のいずれかの側に取り付けられていてもよい。  A first rotation shaft 508 and an image display unit support frame 507 that is rotatable by a bearing (not shown) that supports the first rotation shaft 508 are attached to a part of the globe table 502. The rotation angle of the first rotation shaft 508 is detected by the first rotation encoder 509. The first rotary shaft 508, a bearing (not shown) supporting the first rotary shaft 508, and the first rotary encoder 509 are not limited to the illustrated configuration. If the rotation angle of the first rotary shaft 508 can be detected, the globe mount may be used. It may be attached to either side of 502 and the image display unit support frame 507.

画像表示ユニット支持枠507の一部分には、第2回転軸510とその第2回転軸510を支持する図示しない軸受によって回転可能な画像表示ユニット台512が取り付けられている。その第2回転軸510の回転角は、第2回転エンコーダ511によって検出される。それら第2回転軸510、第2回転軸510を支持する軸受(不図示)、第2回転エンコーダ511は、図示の構成に限定されず、第2回転軸510の回転角が検出できれば、画像表示ユニット支持枠507と画像表示ユニット台512のいずれかの側に取り付けられていてもよい。画像表示ユニット台512には、画像表示ユニット506が、所定の位置に取り外し可能な状態で、ネジ止め、クリップ式などの方法で取り付けられている。  A second rotation shaft 510 and an image display unit base 512 rotatable by a bearing (not shown) supporting the second rotation shaft 510 are attached to a part of the image display unit support frame 507. The rotation angle of the second rotation shaft 510 is detected by the second rotation encoder 511. The second rotary shaft 510, the bearing (not shown) supporting the second rotary shaft 510, and the second rotary encoder 511 are not limited to the illustrated configuration. If the rotation angle of the second rotary shaft 510 can be detected, image display is performed. It may be attached to either side of the unit support frame 507 and the image display unit base 512. The image display unit 506 is attached to the image display unit base 512 in a detachable manner at a predetermined position by a method such as screwing or clipping.

図29は、第3実施例の回路ブロック図である。撮像ユニット505と画像表示ユニット506とが、無線或いは有線の通信によって結ばれる。撮像ブロック505は、第1実施例と同様の構成であるが、第1回転エンコーダ509と第2回転エンコーダ511が設けられ、それらがCPU22によって制御されて、画像表示ユニット506の位置の情報が、それらの回転角のデータとしてCPU22に入力される点が第1実施例とは異なる。そして、撮像側無線通信部513と撮像側有線通信部515が設けられて、無線通信を行う場合には撮像側アンテナ514を通して、有線通信を行う場合には撮像側コネクタ516を通して、画像表示ユニット506間との通信がなされる。ここでは、無線通信部と有線通信部の両方を備えた構成になっているが、どちらか一つの通信部だけを備える構成であってもよい。回路全体はCPU22によって制御される。画像表示ユニット506は、画像表示制御回路519により制御される画像表示素子517や、各ボタンに連動する各種画像表示ユニットスイッチ526や、LEDなどの画像表示ユニット表示素子525で構成され、画像表示ユニット側CPU520によって制御される。画像表示ユニット側無線通信部521と画像表示ユニット側有線通信部523が設けられて、無線通信を行う場合には画像表示ユニット側アンテナ522を通して、有線通信を行う場合には画像表示ユニット側コネクタ524を通して、撮像ユニット505との通信制御が行われる。第1実施例と同様に抽出された表示画像データは、無線通信の場合には、撮像側無線通信部513によって電波信号に変換されてアンテナ514から送信され、有線通信の場合には、撮像側有線通信部515によって有線の通信信号に変換されて撮像側コネクタ516を通して送信される。  FIG. 29 is a circuit block diagram of the third embodiment. The imaging unit 505 and the image display unit 506 are connected by wireless or wired communication. The imaging block 505 has the same configuration as that of the first embodiment, except that a first rotary encoder 509 and a second rotary encoder 511 are provided, and these are controlled by the CPU 22 so that information on the position of the image display unit 506 is obtained. The difference from the first embodiment is that the rotation angle data is input to the CPU 22. An imaging-side wireless communication unit 513 and an imaging-side wired communication unit 515 are provided. The image display unit 506 is provided through the imaging-side antenna 514 when performing wireless communication, and through the imaging-side connector 516 when performing wired communication. Communication is established between the devices. Here, the configuration includes both the wireless communication unit and the wired communication unit. However, the configuration may include only one of the communication units. The entire circuit is controlled by the CPU 22. The image display unit 506 includes an image display element 517 controlled by an image display control circuit 519, various image display unit switches 526 linked to each button, and an image display unit display element 525 such as an LED. It is controlled by the side CPU 520. An image display unit-side wireless communication unit 521 and an image display unit-side wired communication unit 523 are provided. The image display unit-side antenna 522 is used for wireless communication, and the image display unit-side connector 524 is used for wired communication. , Communication control with the imaging unit 505 is performed. In the case of wireless communication, the display image data extracted in the same manner as in the first embodiment is converted into a radio signal by the imaging-side wireless communication unit 513 and transmitted from the antenna 514. The signal is converted into a wired communication signal by the wired communication unit 515 and transmitted through the imaging-side connector 516.

無線通信は、Bluetooth(登録商標)やWLAN等の無線通信規格に従う汎用の通信手段や、地球儀の範囲内で限定的に通信し得る専用の無線通信手段を用いることができる。また、有線通信は、USBやIEEE1394等の有線通信規格に従う汎用の通信手段や、地球儀の範囲内で限定的に通信し得る専用の有線通信手段を用いることができる。  For wireless communication, general-purpose communication means conforming to wireless communication standards such as Bluetooth (registered trademark) and WLAN, or dedicated wireless communication means capable of performing limited communication within the range of a globe can be used. For the wired communication, a general-purpose communication means conforming to a wired communication standard such as USB or IEEE1394, or a dedicated wired communication means capable of performing limited communication within the range of a globe can be used.

第3実施例においては、第1実施例における表示領域可変方式の場合に使用される、画像表示ユニットの面内回転角の検出だけでなく、第1回転エンコーダ509と第2回転エンコーダ511を用いて、画像表示ユニット台512に設置された画像表示ユニット506の位置情報である基準地球体表示領域AEQ0’が設定される。抽出された表示画像1Q1(φ、λ)のデータは、無線或いは有線通信によって、画像表示ユニット506に転送されて、画像表示される。  In the third embodiment, the first rotation encoder 509 and the second rotation encoder 511 are used in addition to the detection of the in-plane rotation angle of the image display unit used in the case of the display area variable system in the first embodiment. Thus, the reference terrestrial-body display area AEQ0 ′, which is the position information of the image display unit 506 installed on the image display unit base 512, is set. The data of the extracted display image 1Q1 (φ, λ) is transferred to the image display unit 506 by wireless or wired communication, and is displayed.

図30は、第3実施例を、画像表示機能付き携帯端末に適用し、画像表示ユニットとしての機能に加えて、ネットワーク通信により表示用画像データを受信する変形例の回路ブロック図である。図29の回路に加えて、画像表示ユニット506のネットワーク通信部527とネットワーク通信用アンテナ528が備えられている。撮像ユニット505により地球体表示領域AEQ1(φ、λ)が抽出されれば、その地球体表示領域AEQ1(φ、λ)の情報が画像表示ユニット506へ送信され、その地球体表示領域AEQ1(φ、λ)に対応する表示画像IQ1(φ、λ)のデータが、ネットワーク通信部527とネットワーク通信用アンテナ528を通して外部から受信されて、表示画像処理回路518により画像表示制御回路519に送られ、画像表示素子517上に表示されるようになっている。この変形例の場合には、撮像ユニット505側の表示画像処理回路31は使用されない。その外部から受信される表示画像データは、表示画像IQ1(φ、λ)のデータに限られず、表示画像IQ1(φ、λ)のデータを含む地球画像データであってもよい。その場合には、画像表示ユニット側CPU520により、受信された地球画像データから表示画像IQ1(φ、λ)のデータが抽出される。この構成によれば、予め地図画像メモリ20に格納されている表示画像だけでなく、より広範な表示画像をネットワーク回線を通して受信し、表示させることができるので、地球儀の活用範囲を更に拡げることができる。  FIG. 30 is a circuit block diagram of a modification in which the third embodiment is applied to a mobile terminal with an image display function, and receives display image data via network communication in addition to the function as an image display unit. In addition to the circuit of FIG. 29, a network communication unit 527 and a network communication antenna 528 of the image display unit 506 are provided. When the terrestrial object display area AEQ1 (φ, λ) is extracted by the imaging unit 505, information of the terrestrial object display area AEQ1 (φ, λ) is transmitted to the image display unit 506, and the terrestrial object display area AEQ1 (φ , Λ) is externally received through the network communication unit 527 and the network communication antenna 528, and sent to the image display control circuit 519 by the display image processing circuit 518. The image is displayed on the image display element 517. In the case of this modification, the display image processing circuit 31 on the imaging unit 505 side is not used. The display image data received from the outside is not limited to the data of the display image IQ1 (φ, λ), and may be earth image data including the data of the display image IQ1 (φ, λ). In this case, the image display unit-side CPU 520 extracts the data of the display image IQ1 (φ, λ) from the received earth image data. According to this configuration, not only the display image previously stored in the map image memory 20 but also a wider display image can be received and displayed through the network line, so that the range of use of the globe can be further expanded. it can.

以上説明した本実施形態の地球儀は、それらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で、それらの実施形態の組み合わせや種々の変形が可能である。本実施形態の地球儀は、以下のように変形することもできる。
(変形例1)上述した第1実施例では、地球球体3は地球儀台2から取り外し可能になっていたが、地球球体3が回転軸に取り付けられている形態であってもよい。
The globe of this embodiment described above is not limited to these embodiments, and combinations and various modifications of those embodiments are possible within the scope of the present invention. The globe of this embodiment can be modified as follows.
(Modification 1) In the above-described first embodiment, the earth sphere 3 is detachable from the globe base 2, but the earth sphere 3 may be attached to a rotating shaft.

(変形例2)また、第1実施例では、地球体3が支持ボール4上に載置され、地球体3を支持したまま任意の方向に回転できるようになっていたが、支持ボール以外の支持部材を用いて、地球体3を支持できる支持したまま任意の方向に回転できるようにしてもよい。例えば、弾性体やベアリングで構成された支持部材であってもよい。更に、地球体3を支持したまま任意の方向に回転できる構成ではなく、取り外した状態で地球体3を手動にて回転し、回転された地球体3を再び地球儀台2に載置する構成であってもよい。例えば、地球体3を強磁性体の金属材料を含む形態とし、地球儀台2に磁石を設置する構成であれば、地球体3が取り外し可能でありながら、任意の位置で地球体3を支持することができる。  (Modification 2) In the first embodiment, the earth body 3 is placed on the support ball 4 and can be rotated in any direction while supporting the earth body 3, but other than the support ball. The support member may be used to rotate in any direction while supporting the earth body 3. For example, a support member formed of an elastic body or a bearing may be used. Furthermore, instead of a configuration in which the earth body 3 can be rotated in any direction while supporting the earth body 3, the earth body 3 is manually rotated in a detached state, and the rotated earth body 3 is mounted on the globe stand 2 again. There may be. For example, if the earth body 3 is configured to include a ferromagnetic metal material and a magnet is installed on the globe base 2, the earth body 3 is supported at an arbitrary position while the earth body 3 is removable. be able to.

(変形例3)また、第1実施例では、撮像ブロック5が、装着状態での地球体3の直下の、地球儀台2の一部に設置されていたが、撮像ブロック5の位置は、装着状態での地球体3の直下であることに限定されない。例えば、従来型の地球儀の弓部や、地球体3の頭部に撮像ブロック5を配置してもよい。  (Modification 3) In the first embodiment, the imaging block 5 is installed on a part of the globe base 2 directly below the earth body 3 in the mounted state. It is not limited to the state immediately below the earth body 3 in the state. For example, the imaging block 5 may be arranged on the bow of a conventional globe or on the head of the earth body 3.

(変形例4)また、第1実施例では、画像表示ユニット6が、画像表示ユニット支持アーム2aに設けられた画像表示ユニット回転部材2eの回転軸2dの周りに回転自在に取り付けられいたが、画像表示ユニット6が、観察位置と待避位置に移動可能であれば、如何なる画像表示ユニット支持機構であってもよい。  (Modification 4) In the first embodiment, the image display unit 6 is rotatably mounted around the rotation axis 2d of the image display unit rotation member 2e provided on the image display unit support arm 2a. Any image display unit support mechanism may be used as long as the image display unit 6 can be moved to the observation position and the retraction position.

(変形例5)また、第1実施例では、照明光源32によって地球体3が照明されていたが、その照明光源32の種類や個数などは任意に選ぶことができる。更に、照明光源32を省略することもできる。  (Modification 5) In the first embodiment, the earth body 3 is illuminated by the illumination light source 32, but the type and number of the illumination light source 32 can be arbitrarily selected. Further, the illumination light source 32 can be omitted.

(変形例6)また、第1実施例では、パターンマッチング技術を用いて回転撮像画像IP1の画像認識が実行されたが、回転撮像画像IP1の画像認識は、パターンマッチング技術を用いることに限定されない。回転撮像画像IP1が特定できる画像認識技術であれば、如何なる方法を用いてもよい。例えば、地形図の緯度線と経度線を検知して認識することにより、回転撮像画像IP1の領域を画像認識してもよい。  (Modification 6) In the first embodiment, the image recognition of the rotated captured image IP1 is performed by using the pattern matching technology. However, the image recognition of the rotated captured image IP1 is not limited to the use of the pattern matching technology. . Any method may be used as long as it is an image recognition technique that can specify the rotation captured image IP1. For example, the area of the rotated captured image IP1 may be image-recognized by detecting and recognizing a latitude line and a longitude line of the topographic map.

(変形例7)また、第1実施例では、撮像画像メモリ18と地図画像メモリ20などの用途別のメモリ構成になっていたが、ROMやEEPROMやフラッシュメモリなどの汎用の不揮発性メモリと、RAMなどの汎用の揮発性メモリを備えて、それらのメモリ領域を用途に応じて切り替えて制御してもよい。  (Variation 7) In the first embodiment, a memory configuration for each application such as the captured image memory 18 and the map image memory 20 is used. However, a general-purpose nonvolatile memory such as a ROM, an EEPROM, or a flash memory is used. A general-purpose volatile memory such as a RAM may be provided, and these memory areas may be switched and controlled according to the application.

(変形例8)また、第1実施例では、表示領域可変方式とする場合に、回転エンコーダ34を設けていたが、画像表示ユニット6の位置が検出されれば、リニアエンコーダを含む如何なるエンコーダであってもよい。  (Modification 8) In the first embodiment, the rotary encoder 34 is provided in the case of using the variable display area method. However, if the position of the image display unit 6 is detected, any encoder including a linear encoder can be used. There may be.

(変形例9)また、第1実施例では、鮮鋭度検出処理に、撮像フレーム内の高周波信号のピーク信号を用いていたが、撮像画像の鮮鋭度が検出されれば、如何なる方法であってもよい。  (Modification 9) In the first embodiment, the peak signal of the high-frequency signal in the imaging frame is used for the sharpness detection processing. Is also good.

(変形例10)また、第1実施例では、画像処理による移動ベクトル検出の代わりに、支持ボール4を公知のトラックボールの構成として、そのトラックボールの回転を検出する回転エンコーダからの出力を用いて移動ベクトルを検出するとしていたが、地球体の回転方向と回転量が検出できれば、如何なる回転センサを用いて移動ベクトルを検出してもよい。  (Modification 10) In the first embodiment, instead of detecting the movement vector by image processing, the support ball 4 is configured as a known trackball, and an output from a rotation encoder for detecting the rotation of the trackball is used. However, any type of rotation sensor may be used as long as the rotation direction and the rotation amount of the earth object can be detected.

(変形例11)また、第1実施例では、登録移動ベクトルが所定の値より小さい場合には、登録移動ベクトルを用いて第2画像抽出処理による迅速な画像抽出を行っていたが、その所定の値は、第1画像抽出処理で抽出された撮像地図画像や表示用地図画像が十分に大きいサイズであれば、登録移動ベクトルの大小判定を省くこともできる。すなわち、一旦、第1画像抽出処理による画像抽出がなされた後は、再起動時などの新たな第1画像抽出処理が必要な状態になるまでは、第2画像抽出処理による画像抽出が行われるという動作になり、より迅速な画像抽出を実現することができる。  (Variation 11) In the first embodiment, when the registered movement vector is smaller than a predetermined value, quick image extraction by the second image extraction process is performed using the registered movement vector. If the size of the captured map image or the display map image extracted in the first image extraction process is sufficiently large, it is possible to omit the magnitude determination of the registered movement vector. That is, once the image is extracted by the first image extraction process, the image is extracted by the second image extraction process until a new first image extraction process is required such as at the time of restart. , And more rapid image extraction can be realized.

(変形例12)また、第1実施例では、地球体3が照明されて、地球図形が撮像されるとして、詳細な撮像処理の説明は省略しているが、公知の自動露出や自動焦点や撮像色処理が施されていてもよい。更に、撮像素子9がカラー撮像素子であり、照明光源32が単色或いは白色のLEDであっても、撮像素子9がモノクロ撮像素子であり、照明光源32が複数の色を時系列に順次切り替えられるLEDであってもよい。  (Variation 12) In the first embodiment, it is assumed that the earth body 3 is illuminated and the earth figure is imaged, and a detailed description of the imaging process is omitted. Imaging color processing may be performed. Furthermore, even if the image sensor 9 is a color image sensor and the illumination light source 32 is a single-color or white LED, the image sensor 9 is a monochrome image sensor, and the illumination light source 32 can sequentially switch a plurality of colors in time series. It may be an LED.

(変形例13)上述した第2実施例では、屈曲光学系を用いた撮像光学系を用いていたが、撮像ユニット105と画像表示ユニット106とが一体になって、画像表示ユニット106が地球体に接近できれば、屈曲していない光学系を用いてもよい。  (Modification 13) In the second embodiment described above, the imaging optical system using the bending optical system is used. However, the imaging unit 105 and the image display unit 106 are integrated, and the image display unit 106 is As long as the optical system can be approached, a non-bent optical system may be used.

(変形例14)また、第2実施例では、回転エンコーダを用いていないが、第1実施例のように、回転エンコーダを設けてもよい。この場合には、一体になった撮像ユニット105と画像表示ユニット106の位置が検出できるので、画像抽出の処理時間をより短縮することができる。  (Modification 14) Although the rotary encoder is not used in the second embodiment, a rotary encoder may be provided as in the first embodiment. In this case, the position of the integrated imaging unit 105 and image display unit 106 can be detected, so that the processing time for image extraction can be further reduced.

(変形例15)上述した第3実施例では、第1回転エンコーダ509と第2回転エンコーダ511を設けて、画像表示ユニット506の位置を検出していたが、画像表示ユニット506の位置が検出されれば、リニアエンコーダを含む如何なる複数のエンコーダであってもよく、磁気センサを用いてもよい。  (Modification 15) In the third embodiment described above, the position of the image display unit 506 is detected by providing the first rotary encoder 509 and the second rotary encoder 511, but the position of the image display unit 506 is detected. Any number of encoders including a linear encoder may be used, and a magnetic sensor may be used.

(変形例16)また、第3実施例では、画像表示ユニット506にネットワーク通信部527やネットワーク通信用アンテナ528を設けていたが、撮像ユニット505側にネットワーク通信手段を設けてもよい。この場合には、表示用画像データだけでなく、参照地図画像データも受信してもよい。参照地図画像データが受信できれば、地球体の交換時やバージョンアップ時などのメンテナンスを効率良く行うことができる。  (Modification 16) In the third embodiment, the network communication unit 527 and the network communication antenna 528 are provided in the image display unit 506. However, a network communication unit may be provided on the imaging unit 505 side. In this case, not only the display image data but also the reference map image data may be received. If the reference map image data can be received, it is possible to efficiently perform maintenance such as replacement of the earth body or version upgrade.

(変形例17)また、第3実施例では、画像表示ユニット側無線通信部521とネットワーク通信部527を別個の回路としていたが、それらが1個の無縁通信部に統合された構成であってもよい。  (Variation 17) In the third embodiment, the image display unit-side wireless communication unit 521 and the network communication unit 527 are separate circuits, but they are integrated into a single wireless communication unit. Is also good.

以上説明したように、本実施形態によれば、地球儀の地球体や地球体の表面に描かれた地形図に、地点データを取得するための特別な回路や機構やパターンなどの細工を施さない形態でありながら、地球体表面の見たい地点に接近して置かれた画像表示装置に、観察する地点の拡大地図画像や詳細な地理情報を表示させて観察することができる。
更に、本実施形態によれば、以下のような効果も得られる。
As described above, according to the present embodiment, a special circuit, a mechanism, a pattern, or the like for acquiring point data is not applied to a topographic map drawn on the earth body of the globe or the surface of the earth body. Despite the form, it is possible to display an enlarged map image and detailed geographic information of a point to be observed on an image display device placed close to a point to be viewed on the surface of the earth body for observation.
Further, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

(1)本実施形態によれば、画像認識を利用した第1画像抽出処理により表示画像を抽出した後に、地球体と画像表示ユニットが相対移動した際は、移動ベクトルを利用した第2画像抽出処理により表示画像が抽出されるので、より迅速で違和感のない画像観察操作を行うことができる。また、画像表示ユニットに位置検出用エンコーダを設けた際は、更に素早い画像認識処理を行うことができる。  (1) According to the present embodiment, after the display image is extracted by the first image extraction process using the image recognition, when the earth object and the image display unit move relatively, the second image extraction using the movement vector is performed. Since the display image is extracted by the processing, it is possible to perform an image observation operation more quickly and without a sense of discomfort. Further, when the position detection encoder is provided in the image display unit, it is possible to perform a quicker image recognition process.

(2)また、本実施形態によれば、撮像ユニットと画像表示ユニットを一体に構成することができ、この場合には、撮像ユニットと画像表示ユニットの回路を一つに纏めることができるので、より簡素な構成が実現できると共に、スルー画像の表示を利用することによって、より使い勝手のよい操作感を実現することができる。  (2) Further, according to the present embodiment, the imaging unit and the image display unit can be integrally configured. In this case, since the circuits of the imaging unit and the image display unit can be integrated into one, A simpler configuration can be realized, and a more convenient operation feeling can be realized by using the display of the through image.

(3)また、本実施形態によれば、画像表示ユニットを地球儀に取り外し・取り付け可能にすることができ、画像表示ユニット側に設けられた位置検出用エンコーダによって画像表示位置が検出されるので、画像表示機能付き携帯端末などを画像表示ユニットとして利用することも可能になる。  (3) Further, according to the present embodiment, the image display unit can be detached and attached to the globe, and the image display position is detected by the position detection encoder provided on the image display unit side. A mobile terminal with an image display function can be used as the image display unit.

1、101、201、301、401、501:地球儀、2、102。202、302、402、502:地球儀台、3、103、203、303,403,503:地球体、4、104、504:支持ボール、5、105,505:撮像ユニット、6、106、506:画像表示ユニット、8:レンズ、9:撮像素子、10、517:画像表示素子、18:撮像画像メモリ、20:地図画像メモリ、30:装着検知スイッチ、32:照明光源、34:回転エンコーダ、207,307、410:撮像表示ユニット、204,304:支持枠、308:スライド枠、509:第2回転エンコーダ、511:第2回転エンコーダ  1, 101, 201, 301, 401, 501: globe, 2, 102. 202, 302, 402, 502: globe stand, 3, 103, 203, 303, 403, 503: earth body, 4, 104, 504: Supporting balls, 5, 105, 505: imaging unit, 6, 106, 506: image display unit, 8: lens, 9: imaging device, 10, 517: image display device, 18: captured image memory, 20: map image memory , 30: mounting detection switch, 32: illumination light source, 34: rotary encoder, 207, 307, 410: image display unit, 204, 304: support frame, 308: slide frame, 509: second rotary encoder, 511: second Rotary encoder

Claims (16)

地球を模した球形の地球体と、
前記地球体を回転可能に支持する地球儀本体と、
前記地球体の表面に描かれた地形図の一部の領域を撮像する撮像手段と、
前記地形図に対応する地形情報が格納された地形情報メモリと、
前記地球体に非接触で対向して配置される画像表示手段と、
前記撮像手段から出力される撮像画像データを処理して前記地形情報メモリから地形情報の一部を抽出し、抽出した地形情報を前記画像表示手段に表示させる制御手段を備え、
前記制御手段は、前記撮像画像データで撮像した画像データと、前記撮像手段と前記画像表示手段との相対的な位置関係と、前記地球体が前記撮像手段に対して相対移動したときの移動ベクトルに基づいて前記地形情報の一部を抽出することを特徴とする地球儀。
A spherical earth body imitating the earth,
A globe body rotatably supporting the earth body,
Imaging means for imaging a partial region of the topographic map drawn on the surface of the earth body,
A terrain information memory in which terrain information corresponding to the terrain map is stored;
Image display means arranged to face the earth body in a non-contact manner,
Control means for processing captured image data output from the imaging means, extracting a part of the terrain information from the terrain information memory, and displaying the extracted terrain information on the image display means,
The control means includes: image data picked up by the picked-up image data; a relative positional relationship between the image pickup means and the image display means; and a movement vector when the earth body moves relative to the image pickup means. A globe for extracting a part of the topographical information based on the information.
前記制御手段は、撮像した第1画像データを画像認識することにより、前記撮像した領域の位置情報を検出し、前記撮像手段と前記画像表示手段との相対的な位置関係に基づいて、前記地形情報の第1の一部を前記地形情報メモリから抽出する第1画像抽出処理と、新たに撮像した第2画像データの第1画像データからの移動ベクトルを検出することにより、前記地形情報の第2の一部を前記地形情報メモリから抽出する第2画像抽出処理を実行することを特徴とする請求項1に記載の地球儀。   The control means detects the position information of the imaged area by recognizing the imaged first image data, and based on the relative positional relationship between the image pickup means and the image display means, A first image extraction process for extracting a first part of the information from the topographical information memory; and detecting a movement vector from the first image data of the newly captured second image data, thereby obtaining a first The globe according to claim 1, wherein a second image extraction process for extracting a part of the second from the terrain information memory is performed. 前記地球体を回転可能に支持して当該地球体の回転に伴って回転される前記地球儀本体に設けられた複数の支持ボールと、
前記支持ボールの回転方向と回転量を検出する回転エンコーダとが設けられ、
前記制御手段は、前記回転エンコーダからの出力に基づいて、前記撮像した領域の位置からの移動ベクトルを検出することを特徴とする請求項に記載の地球儀。
A plurality of supporting balls provided on the globe main body that rotatably supports the earth body and is rotated with the rotation of the earth body,
A rotation encoder for detecting a rotation direction and a rotation amount of the support ball is provided,
The globe according to claim 2 , wherein the control unit detects a movement vector from a position of the imaged area based on an output from the rotary encoder.
前記画像表示手段は移動可能に支持部材に搭載されており、
前記画像表示手段の位置を検出する位置検出エンコーダを更に備え、
前記制御手段は、前記位置検出エンコーダの検出信号に基づいて、前記撮像手段と前記画像表示手段との相対的な位置関係を検出することを特徴とする請求項2又は3に記載の地球儀。
The image display means is movably mounted on a support member,
Further comprising a position detection encoder for detecting the position of the image display means,
The globe according to claim 2 , wherein the control unit detects a relative positional relationship between the imaging unit and the image display unit based on a detection signal of the position detection encoder.
前記画像表示手段が待避位置と所定の観察位置に移動可能に支持部材に搭載されていて、
その支持部材が、前記所定の観察位置に移動した際に、前記画像表示手段の表示が開始されることを特徴とする請求項ないし4のいずれかに記載の地球儀。
The image display means is mounted on the support member so as to be movable to a retreat position and a predetermined observation position,
The globe according to any one of claims 2 to 4, wherein the display of the image display means is started when the support member moves to the predetermined observation position.
前記撮像手段と前記画像表示手段が一体の撮像表示ユニットとして構成され、
前記撮像表示ユニットが、前記地球体に非接触で対向して配置されることを特徴とする請求項ないし5のいずれかに記載の地球儀。
The imaging unit and the image display unit are configured as an integrated imaging display unit,
The globe according to any one of claims 2 to 5, wherein the imaging display unit is arranged to face the earth body in a non-contact manner.
前記撮像表示ユニットの撮像手段における撮像光学系が、光路上の一部に反射光学素子を設けた屈曲光学系で構成されることを特徴とする請求項6に記載の地球儀。   The globe according to claim 6, wherein the imaging optical system in the imaging means of the imaging display unit is configured by a bending optical system provided with a reflection optical element in a part on an optical path. 前記撮像表示ユニットの撮像手段からのスルー画像を、前記画像表示手段の画面上に表示することを特徴とする請求項6に記載の地球儀。   The globe according to claim 6, wherein a through image from an imaging unit of the imaging display unit is displayed on a screen of the image display unit. 前記抽出された前記地形情報が前記画像表示手段の画面上に表示されるまでの間に、前記撮像表示ユニットの撮像手段からのスルー画像を、前記画像表示手段の画面上に表示することを特徴とする請求項6に記載の地球儀。   Until the extracted terrain information is displayed on the screen of the image display means, a through image from the imaging means of the imaging display unit is displayed on the screen of the image display means. The globe according to claim 6, wherein 前記画像表示手段は前記地球儀本体又は前記支持部材に取り外し可能に搭載されていて、
前記画像表示手段の位置を検出する位置検出エンコーダを更に備え、
前記制御手段は、前記位置検出エンコーダの検出信号に基づいて、前記撮像手段と前記画像表示手段との相対的な位置関係を検出し、前記地形情報の前記第1の一部、及び/又は、前記第2の一部を前記地形情報メモリから抽出し、この抽出した前記地形情報を前記画像表示手段に有線、或いは、無線の通信手段によって送信することを特徴とする請求項4又は5に記載の地球儀。
The image display means is detachably mounted on the globe body or the support member,
Further comprising a position detection encoder for detecting the position of the image display means,
The control unit detects a relative positional relationship between the imaging unit and the image display unit based on a detection signal of the position detection encoder, and the first part of the terrain information, and / or the extracts second portion from said topographical information memory, wired the extracted the terrain information to the image display means, or, according to claim 4 or 5, characterized in that transmitting by the wireless communication means World globe.
前記地形情報を受信するネットワーク通信手段を更に備え、
前記制御手段は、ネットワーク通信手段により受信した前記地形情報の一部を前記画像表示手段の画面上に表示することを特徴とする請求項ないし10のいずれかに記載の地球儀。
Further comprising a network communication means for receiving the terrain information,
11. The globe according to claim 2 , wherein the control unit displays a part of the terrain information received by a network communication unit on a screen of the image display unit.
前記ネットワーク通信手段が前記画像表示手段に設けられ、
前記制御手段は、前記撮像手段と前記画像表示手段との相対的な位置関係を検出し、その相対的な位置関係のデータを前記画像表示手段に有線、或いは、無線の通信手段によって送信し、前記画像表示手段が前記ネットワーク通信手段により受信した前記地形情報の一部を前記画像表示手段の画面上に表示することを特徴とする請求項11に記載の地球儀。
The network communication means is provided in the image display means,
The control unit detects a relative positional relationship between the imaging unit and the image display unit, and transmits data of the relative positional relationship to the image display unit by wire or wireless communication means, The globe according to claim 11, wherein the image display means displays a part of the terrain information received by the network communication means on a screen of the image display means.
前記撮像した第1画像データの前記画像認識は、前記撮像した第1画像データと予め記憶されている参照地図画像データと比較することによって実行され、その参照地図画像データは、地球儀組み立て時に個体ごとに地球体を撮影して得られた地図画像データであることを特徴とする請求項ないし12のいずれかに記載の地球儀。 The image recognition of the captured first image data is performed by comparing the captured first image data with reference map image data stored in advance, and the reference map image data is stored for each individual at the time of assembling the globe. The globe according to any one of claims 2 to 12, wherein the globe is map image data obtained by photographing an earth body. 前記抽出された前記地形情報が前記画像表示手段の画面上に表示された後に非表示状態になった場合に、再表示操作手段を操作することにより、再度の第1画像抽出処理、或いは、第2画像抽出処理を行うことなく、格納されている前記抽出された前記地形情報を前記画像表示手段の画面上に表示することを特徴とする請求項ないし13のいずれかに記載の地球儀。 When the extracted terrain information is displayed on the screen of the image display unit and then becomes a non-display state, the first image extraction process or the second image extraction process is performed again by operating the redisplay operation unit. The globe according to any one of claims 2 to 13, wherein the stored extracted terrain information is displayed on a screen of the image display means without performing the two-image extraction process. 前記抽出された前記地形情報は、情報の異なる複数の地形情報データセットからなり、
その複数の地形情報データセットの一部、または全部が組み合わされた前記地形情報を前記画像表示手段の画面上に表示することを特徴とする請求項ないし14のいずれかに記載の地球儀。
The extracted terrain information is composed of a plurality of terrain information data sets having different information,
The globe according to any one of claims 2 to 14, wherein the terrain information obtained by combining a part or all of the plurality of terrain information data sets is displayed on a screen of the image display means.
前記複数の地形情報データセットは、画像情報と複数の言語別に分かれた複数の文字情報からなり、
前記画像情報と前記複数の文字情報の内の一つの文字情報が重畳された前記地形情報を前記画像表示手段の画面上に表示することを特徴とする請求項15に記載の地球儀。
The plurality of terrain information data sets include image information and a plurality of character information divided according to a plurality of languages,
The globe according to claim 15, wherein the terrain information on which the image information and one of the plurality of character information are superimposed is displayed on a screen of the image display means.
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