JPH05341905A - 座標指示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 離れた場所からでも、任意の座標位置を正確
に指示できる座標指示装置を提供する。 【構成】 結像光電変換板２１は表示板５１の内容や回
りの風景を光学的に結像する。結像位置算出部２２は結
像の位置を検知する。データ変換部３１は検知された位
置を座標上での位置情報に変換する。そして、データ変
換部３１の位置情報を矢印表示部４３，表示駆動部４１
を介して表示板５１に表示する。これにより、光学系の
光軸を、あたかも指示棒のようにして使うことができ、
離れた場所からの指示が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、想定する座標上の任意
の場所を指定することができる、座標指示装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、座標指示装置は、コンピュータや
ゲーム機器や映像機器などで多く使われだした。

【０００３】従来の座標指示装置としては、例えばマウ
ス、ジョイパッド、タブレット、タッチパネルなどがあ
る。これらは、ブラウン管などの表示板上の座標に位置
を指示する装置で、表示板上の矢印表示などを目安にし
て操作する、座標指示装置である。

【０００４】以下に、従来の座標指示装置について説明
する。図３は、ジョイパッドによる座標指示装置の構成
図を示すものである。図３において、６１は上パッド、
６２は右パッド、６３は下パッド、６４は左パッドで、
これら４つのパッドは、使い易さを考えてそれぞれが方
向と関連した配置にされることが多い。６５は４つのパ
ッドのどれが押されたかを検出する方向検出部、６６は
それぞれのパッドが押されている時間を計測する時間計
測部、６７は座標計算部で方向検出部６５と時間計測部
６６の出力から移動座標の位置を計算する。以上の部分
が全体で座標指示装置１を構成している。次に述べる部
分は、一般に座標指示装置と共に使用していて、座標指
示装置の操作の目安とする部分である。５１はブラウン
管などの表示板、５２は初期の座標位置、５３は移動後
の座標位置、４１は表示駆動部、４２は表示内容入力
端、４３は矢印表示部である。

【０００５】以上のように構成された座標指示装置につ
いて、以下その動作について説明する。まず、表示板５
１には表示内容入力端４２からの信号に従った図形や文
字が表示されているとする。これについては、公知の各
種手段が採用できるので、詳細説明は省略する。矢印表
示部４３によって、表示板５１上のある位置に初期位置
の矢印５２が表示されているとする。矢印表示部４３の
矢印と、表示内容入力端４２の図形や文字は、表示駆動
部４１で合成されて、表示板５１上では同時に重なって
表示される。

【０００６】座標指示装置１の、右パッド６２をある時
間の間押すと、これは方向検出部６５と時間計測部６６
によって方向と時間が検出され、これが座標変換部６７
で「右方向にＸ」の移動と変換される。上パッド６１を
ある時間の間押すと、これは方向検出部６５と時間計測
部６６によって方向と時間が検出され、これが座標変換
部６７で「上方向にＹ」の移動と変換される。パッドを
押す時間が短ければ移動距離は短く、押す時間が長けれ
ば移動距離は長く変換される。Ｘ，Ｙは矢印の初期位置
からの移動方向と移動量である。

【０００７】Ｘ，Ｙの信号は矢印表示部４３で表示位置
の情報に変換され、結果として表示板５１上の矢印位置
は矢印５３へと移動して表示されると同時に、新たな座
標位置が指示されることになる。

【０００８】従来の座標指示装置の他の例であるマウス
は、内蔵された球を転がして、そのＸ軸、Ｙ軸方向の回
転角度を検知し、これから座標上の移動方向と移動量を
指示する。

【０００９】従来の座標指示装置の他の例であるタブレ
ットは、タブレットの持つＸ軸、Ｙ軸方向の位置検出器
によってそれぞれの方向の位置を検出し、これから座標
上の移動方向と移動量を指示する。

【００１０】従来の座標指示装置の他の例であるタッチ
パネルは、接触位置検出器つきのパネルを表示装置に重
ねて配置し、表示を見ながらパネルに接触することで、
座標位置を指示する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成のジョイパッドでは、方向が上下、左右と明確
な場合はほぼよいが、例で説明したような斜め方向の移
動では素早く、正確な指示をするのは困難である。

【００１２】マウスは、ジョイパッドの弱点はないが、
内蔵されている球を転がすための平坦な台が必要で、そ
のような台の無い場所では使用できない。講演会場な
ど、広い場所で、移動しながら使うのには適さない。

【００１３】タブレットは、マウスのように板は必要と
しないが、タブレット本体を支えることが必要である。
適当な置き台がなければ、本体を持ちながらの操作にな
り、片手で操作するのは困難である。また、表示を見な
がら、同時にタブレットを見ることはできないので、表
示板との距離が離れている場合には、操作が困難であ
る。

【００１４】タッチパネルは表示板と一体になっている
ので、表示板に手が届かないような離れた場所からは操
作できない。

【００１５】このように、従来の座標指示装置では、表
示部から離れた任意の場所から、正確な座標指示を、素
早くするには困難なことが多いという問題点を有してい
た。

【００１６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、使用場所の制限が少なく、離れた任意の場所からの
操作にも適した、正確で素早い操作のできる座標指示装
置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の座標指示装置は、表示板の内容や回りの風景
を光学的に結像する光学結像部と、結像の位置を検知す
る検知部と、検知された位置を座標上での位置情報に変
換する座標変換部とで構成されている。

【００１８】

【作用】本発明は上記した構成により、結像部が回りの
風景を光学的に捉えて結像するが、本装置を空間で動か
すとこの結像が上下左右に移動する。この結像の移動
は、装置の空間移動や角度変化に対応している。結像の
位置を検知して座標位置に変換すれば、その初期位置か
らの移動方向と距離から座標位置を特定することがで
き、結果として、本装置を空間的に動かすことで、座標
指示がされることとなる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【００２０】図１は本発明の第１の実施例における座標
指示装置の構成図を示すものである。図１において、１
は本発明の座標指示装置、以下は本装置の構成で、１１
は光学レンズ、１２は光学系の光軸、１３，１４は結
像、２１は結像光電変換板で例えば電荷結合素子型（Ｃ
ＣＤ）撮像素子（以降、ＣＣＤ素子と呼ぶ）、２２は結
像位置算出部、３１はデータ変換部、３２は動作スイッ
チである。次に述べる部分は、座標指示装置と共に使用
して、座標指示装置の操作の目安とする部分である。５
１はブラウン管などの表示板、５２は初期の座標位置、
５３は移動後の座標位置、４１は表示駆動部、４２は表
示内容入力端、４３は矢印表示部である。

【００２１】以上のように構成された本実施例の座標指
示装置について、以下その動作について説明する。表示
板５１には表示内容入力端４２からの信号に従った図形
や文字が表示されているとする。これについては、公知
の各種手段が採用できるので、詳細説明は省略する。矢
印表示部４３によって、表示板５１上のある位置に初期
位置の矢印５２が表示されているとする。矢印表示部４
３の矢印と、表示内容入力端４２の図形や文字は、表示
駆動部４１で合成されて、表示板５１上では同時に重な
って表示される。

【００２２】本発明の座標指示装置１の光軸１２を表示
板５１の方向に向けると、結像光電変換板２１には、表
示板５１の結像１３ができる。次に、光軸１２を例えば
右上の方向に傾けると、結像は結像光電変換板２１の上
で結像１４の位置に移動する。この移動方向と移動量
は、光軸の傾け方に対応する。結像位置算出部２２は、
結像１３の位置から結像１４の位置への移動方向と移動
量を検出する。これには、結像光電変換板２１からの映
像信号の部分的な特長や境界や相関を利用して公知の方
法でできる。この結果、結像位置算出部２２からは、結
像の移動情報として横方向＝ｘ，縦方向＝ｙが出力され
る。データ変換部３１は、結像の移動情報ｘ，ｙを変換
して、実際の座標上の移動情報を得る。例えば、係数を
掛けたり、極座標データに変換したりする。ここでは係
数ｋを掛けて、Ｘ＝ｋ・ｘ，Ｙ＝ｋ・ｙの変換をする例
で説明する。こうして得られた移動情報Ｘ，Ｙは、矢印
表示部４３で表示位置の情報に変換され、結果として表
示板５１上の矢印位置は矢印５３へと移動して表示され
ると同時に、新たな座標位置が指示されることになる。

【００２３】以上の説明から明らかなように、本発明の
座標指示装置では、光軸をあたかも指示棒のように想定
しながら表示板に向かって上下左右に振ると、表示の矢
印がその通りに上下左右に移動する。これによって、表
示板から離れた場所からでも座標位置を指示できる。し
かもどの方向への移動にも即座に反応するので迅速な操
作ができる。移動方向と距離は、表示の矢印を見なが
ら、常に修正することができるので、正確な指示ができ
る。さらに操作は、本発明の装置の光軸を移動するだけ
なので片手で容易に操作ができる。置き台や平坦な台を
必要としないので、操作者は、一箇所に拘束されずに、
移動しながらでも指示ができる。

【００２４】以上の説明では、光軸を表示板の方向に向
けるとしたが、その方向は必ずしも限定されない。表示
板以外の方向でも、結像光電変換板２１になんらかの光
源の結像があれば、本発明の座標指示装置を振ることで
その結像が移動し、光軸１２の移動方向と移動量を検知
できるからである。時には環境が暗く、且つ表示板に何
も表示されていないような状態もある。このような時に
は、表示板の結像が有効に検出できないので、そこに存
在する何か明るい光源を捜して利用すればよいのであ
る。

【００２５】動作スイッチ３２は、結像位置の変化を座
標指示の変化として出力するか、または停止するかを切
り換えるもので、必要に応じて設ける。座標指示をした
い時だけ、動作スイッチを入れて操作する。スイッチを
操作して出力を停止すれば、本発明の座標指示装置１を
不用意に動かしても、指示される座標には何の変化も起
きないので、操作性が向上する。

【００２６】結像光電変換板２１は、以上の説明のＣＣ
Ｄ素子以外に、他の種類の撮像管または撮像板が利用で
きる。

【００２７】データ変換部３１の係数ｋを変化させる
と、光軸の移動量に対する座標上の移動量を変化でき
る。係数ｋを大きくすると、光軸の少しの移動によっ
て、座標上の指示を大きく移動できる。係数ｋを小さく
すると、光軸の大きな移動に対しても、座標上の指示を
少しだけ移動できる。これを利用して、目的に応じて本
発明の座標指示装置の指示感度を調整できる。

【００２８】以上の説明は、直角座標で説明したが、結
像位置算出部２２や、データ変換部３１は、他の座標系
を利用してもよい。例えば、極座標である。

【００２９】座標指示装置１は、操作し易いように一つ
の箱に納めるのが好都合である。また、これから表示部
への信号伝送は、有線方式でも無線方式でも、必要に応
じて構成できる。

【００３０】図２は本発明の第２の実施例を示す座標指
示装置の図である。同図において、１は本発明の座標指
示装置、以下は本装置の構成で、２は光源、１１は光学
レンズ、１２は光学系の光軸、１３，１４は光源２の結
像、２１は結像光電変換板、２２は結像位置算出部、３
１はデータ変換部、３２は動作スイッチである。次に述
べる部分は、座標指示装置と共に使用して、座標指示装
置の操作の目安とする部分である。５１はブラウン管な
どの表示板、５２は初期の座標位置、５３は移動後の座
標位置、４１は表示駆動部、４２は表示内容入力端、４
３は矢印表示部である。

【００３１】以上のように構成された本実施例の座標指
示装置について、以下その動作について説明する。表示
板５１には表示内容入力端４２からの信号に従った図形
や文字が表示されているとする。これについては、公知
の各種手段が採用できるので、詳細説明は省略する。矢
印表示部４３によって、表示板５１上のある位置に初期
位置の矢印５２が表示されているとする。矢印表示部４
３の矢印と、表示内容入力端４２の図形や文字は、表示
駆動部４１で合成されて、表示板上では同時に重なって
表示される。

【００３２】本発明の座標指示装置１の光軸１２を光源
２の方向に向けると、結像光電変換板２１には、光源２
の結像１３ができる。次に、光軸１２を例えば右上の方
向に傾けると、結像は移動して結像１４の位置に移動す
る。この移動方向と移動量は、光軸の傾け方に対応す
る。結像位置算出部２２は、結像１３の位置から結像１
４の位置への移動方向と移動量を検出する。これには、
結像光電変換板２１からの映像信号を利用して公知の方
法でできる。この結果、結像位置算出部２２からは、結
像の移動情報として横方向＝ｘ，縦方向＝ｙが出力され
る。データ変換部３１は、結像の移動情報ｘ，ｙを変換
して、実際の座標上の移動情報を得る。例えば、係数を
掛けたり、極座標データに変換したりする。ここでは係
数ｋを掛けて、Ｘ＝ｋ・ｘ，Ｙ＝ｋ・ｙの変換をする例
で説明する。こうして得られた移動情報Ｘ，Ｙは、矢印
表示部４３で表示位置の情報に変換され、結果として表
示板５１上の矢印位置は矢印５３へと移動して表示され
ると同時に、新たな座標位置が指示されることになる。

【００３３】以上の説明から明らかなように、本発明の
座標指示装置では、光軸をあたかも指示棒のように想定
しながら光源２に向かって上下左右に振ると、表示の矢
印がその通りに上下左右に移動する。これによって、表
示板から離れた場所からでも座標位置を指示できる。し
かもどの方向への移動にも即座に反応するので迅速な操
作ができる。移動方向と距離は、表示の矢印を見なが
ら、常に修正することができるので、正確な指示ができ
る。さらに操作は、本発明の装置の光軸を移動するだけ
なので片手で容易に操作ができる。置き台や平坦な台を
必要としないので、操作者は、一箇所に拘束されずに、
移動しながらでも指示ができる。

【００３４】本構成では、結像用に専用光源を使うの
で、第１の実施例に比べて簡便に且つ安定な装置が実現
できる。光源２は、離れた場所からは等価的に点光源と
して扱える。よって、結像光電変換板２１や結像位置算
出部２２の構成が簡単になる。また、表示板５１の表示
内容や周りの照明や風景の変化などに無関係に、光軸１
２の移動が検出でき、動作が安定である。

【００３５】光源２は、明るい可視光源でもよいが、赤
外線のように、人間には見えない光源を使えば、表示板
５１の表示効果を損なうことが無い。

【００３６】光源２は連続点灯でも良いが、間欠点灯を
すれば、点灯タイミングと、結像タイミングまたは結像
位置算出タイミングを同期させる同期検出することで、
より正確な動作をさせることができる。これによって、
周りの照明や風景の変化などに無関係に、光軸１２の移
動が検出し易くなり、動作がさらに安定になる。

【００３７】動作スイッチ３２の機能や効果、結像光電
変換板２１の種類、データ変換部３１の係数変化による
指示感度調整、座標系の選択、信号伝送方式の有線無線
の選択など、第１の実施例と同様である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における座標指示装置の
構成を示すブロック図

【図２】本発明の第２の実施例における座標指示装置の
構成を示すブロック図

【図３】従来例の座標指示装置の構成を示すブロック図

【符号の説明】

１ 座標指示装置 ２ 光源 １１ レンズ １２ 光軸 １３，１４ 結像 ２１ 結像光電変換板 ２２ 結像位置算出部 ３１ データ変換部 ３２ 動作スイッチ ４１ 表示駆動部 ４２ 表示内容入力端 ４３ 矢印表示部 ５１ 表示板 ６１ 上パッド ６２ 右パッド ６３ 下パッド ６４ 左パッド ６５ 方向検出部 ６６ 時間計測部 ６７ 座標変換部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表示板の内容や回りの風景を光学的に結
   像する光学結像部と、 前記結像の位置を検知する検知部と、 前記検知された位置を座標上での位置情報に変換する座
   標変換部と、を備えた座標指示装置。
2. 【請求項２】 座標上の固定位置となる光を発する発光
   部と、 前記発光部の光を結像する光学結像部と、 前記結像の位置を検知する検知部と、 前記検知された位置を座標上での位置情報に変換する座
   標変換部と、を備えた座標指示装置。