JPH11161415A

JPH11161415A - 入力方法および入力装置

Info

Publication number: JPH11161415A
Application number: JP9344405A
Authority: JP
Inventors: Kunio Komeno; 邦夫米野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 1999-06-18

Abstract

(57)【要約】【課題】画面から離れた場所にいる者がその位置を離
れることなく画面上の特定の位置の指示や画面への入力
を可能とする。【解決手段】２台のカメラ３０Ｌ，３０Ｒによって２
方向から撮像される空間領域ＰＡに、入力希望者が少な
くとも２つの特定点を指定する。入力平面設定部４２０
は、２つの特定点を２台のカメラ３０Ｌ，３０Ｒで撮像
した第１の特定画像と第２の特定画像とに基づいて２つ
の特定点の空間位置を求め、２つの特定点に基づいて定
められる所定の空間平面領域を入力平面領域ＶＰとして
特定する。入力処理部４４０は、入力ペン５０を用いて
なされた指示位置が入力平面領ＶＰを少なくとも含む入
力可能範囲内にあるか否かを判断し、入力可能範囲内に
あると判断された場合には、この入力指示を入力情報と
して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】パーソナルコンピュータなど
の情報処理装置に利用される入力技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】会議や講演等において、投写型表示装置
（プロジェクタ）を利用して討議や発表が行われる場合
がある。このような場合に、参加者がプロジェクタに表
示された画面上の特定の位置を指示（ポインタ）したり
文字や画像を入力しようとする際には、参加者はスクリ
ーンの前まで行って、スクリーン上に映し出された画像
を直接指示したり、直接書き込み可能なスクリーン上に
直接文字や画像を書き込むなどしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来例の場合、通常参
加者はスクリーン（画面）から離れた場所にいる。この
ような場合には、画面への指示や入力の度に参加者がス
クリーン前まで移動しなければならず、非常に不便であ
った。このような問題点は、各人に割り当てられた専用
の入力装置を使用することによって解決することができ
るが、複数の入力装置が必要となる。実際に画面への指
示や入力が複数人で同時に実行されることは少なく、通
常は、複数の入力装置のうち、１台のみが有効な状態と
なるように用いられている。したがって、入力装置１台
の利用効率はあまりよくなく、複数台の入力装置を用意
することはコストパフォーマンスの面からはあまり好ま
しくない。また、１台の入力装置を供用することも考え
られるが、これでは入力装置を使用したい参加者にいち
いち入力装置を手渡すという作業が介在されることにな
り結局不便である。なお、この問題は、１つの表示装置
が会議等における参加者の媒介として用いられるような
場合に共通の問題である。

【０００４】この発明は、従来技術における上述の課題
を解決するためになされたものであり、プロジェクタ等
の表示装置を用いた場合に、ユーザがその位置を移動す
ることなく画面から離れた場所から効率よく画面上の特
定の位置の指示や画面への入力を可能とする技術を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
述の課題を解決するため、本発明の入力装置は、第１お
よび第２のカメラによって２方向から撮像される所定の
空間領域における任意の平面領域を、表示装置に表示さ
れた所定の入力領域に対応した入力平面領域として使用
する入力装置であって、所定の入力指示具を用いて前記
空間領域内で指定された少なくとも２つの特定点を前記
第１および第２のカメラで撮像して得られた第１の特定
画像と第２の特定画像とに基づいて、前記少なくとも２
つの特定点の空間位置を求める特定位置検出部と、前記
少なくとも２つの特定点に基づいて定められる所定の空
間平面領域を前記入力平面領域として特定する入力平面
特定部と、前記入力指示具を用いて前記入力平面領域を
少なくとも含む入力可能範囲内において行われる入力指
示を受け付ける入力処理部と、を備えることを特徴とす
る。

【０００６】また、本発明の入力方法は、第１および第
２のカメラによって２方向から撮像される所定の空間領
域における任意の平面領域を、表示装置に表示された所
定の入力領域に対応した入力平面領域として使用する入
力方法であって、（ａ）所定の入力指示具を用いて前記
空間領域内に少なくとも２つの特定点を指定し、（ｂ）
該少なくとも２つの特定点を前記第１および第２のカメ
ラで撮像して得られた第１の特定画像と第２の特定画像
とに基づいて、前記少なくとも２つの特定点の空間位置
を求め、（ｃ）前記少なくとも２つの特定点に基づいて
定められる所定の空間平面領域を前記入力平面として特
定し、（ｄ）前記入力指示具を用いて前記入力平面領域
を少なくとも含む入力可能範囲内において行われる入力
指示を受け付ける、ことを特徴とする。

【０００７】上記入力装置および入力方法によれば、第
１および第２のカメラによって撮像可能な空間領域中の
任意の領域の、少なくとも２つの特定点を指定すること
によって特定される空間平面領域を、表示装置上に表示
された所定の入力領域に対応した入力平面領域とするこ
とができる。これにより、入力平面領域を少なくとも含
む入力可能範囲内において、入力指示具を用いて行われ
る入力指示のみを入力として受け付けるようにすること
ができる。従って、プロジェクタ等の表示装置を用いた
場合に、ユーザがその位置を移動することなく画面から
離れた場所から効率よく画面上の特定の位置の指定や画
面への入力を行うことができる。

【０００８】上記入力装置において、前記入力平面特定
部は、前記第１および第２の特定画像と前記少なくとも
２つの特定点の空間位置との関係に基づいて、前記第１
のカメラで撮像される第１の画像と前記空間平面との間
の第１の対応関係と、前記第２のカメラで撮像される第
２の画像と前記空間平面との間の第２の対応関係とを求
める対応関係決定部を備え、前記入力処理部は、前記入
力指示がなされた指示位置を、前記第１の画像から前記
第１の対応関係に従って前記入力平面領域内の第１の入
力位置として求めるとともに、前記第２の画像から前記
第２の対応関係に従って前記入力平面領域内の第２の入
力位置として求め、前記第１と第２の入力位置が所定の
誤差内で一致する場合に前記指示位置が前記入力可能範
囲内に存在するものと判断して前記入力指示を受け付け
る入力判定部を備えるようにすることができる。

【０００９】また、上記入力方法において、前記工程
（ｃ）は、前記第１および第２の特定画像と前記少なく
とも２つの特定点の空間位置との関係に基づいて、前記
第１のカメラで撮像される第１の画像と前記空間平面と
の間の第１の対応関係と、前記第２のカメラで撮像され
る第２の画像と前記空間平面との間の第２の対応関係と
を求め、前記工程（ｄ）は、前記入力指示がなされた指
示位置を、前記第１の画像から前記第１の対応関係に従
って前記入力平面領域内の第１の入力位置として求める
とともに、前記第２の画像から前記第２の対応関係に従
って前記入力平面領域内の第２の入力位置として求め、
前記第１と第２の入力位置が所定の誤差内で一致する場
合に前記指示位置が前記入力可能範囲内に存在するもの
と判断して前記入力指示を受け付けるようにすることが
できる。

【００１０】上記入力装置および入力方法によれば、第
１と第２の入力位置が所定の誤差内で一致する場合に入
力指示を受け付けるので、入力指示が入力平面領域から
多少前後にずれても、入力可能範囲内に存在すればその
入力が受け付けられる。この結果、入力指示を容易に行
うことが可能になる。

【００１１】また、上記入力装置において、前記入力処
理部は、さらに、前記第１と第２の入力位置が前記所定
の誤差内で一致しない場合に、前記第１と第２の入力位
置の一方を前記表示装置におけるポインタ位置として出
力するポインタ位置出力部を備えるようにすることがで
きる。

【００１２】また、上記入力方法において、前記工程
（ｄ）は、さらに、前記第１と第２の入力位置が前記所
定の誤差内で一致しない場合に、前記第１と第２の入力
位置の一方を前記表示装置におけるポインタ位置として
出力するようにすることができる。

【００１３】上記入力装置および入力方法によれば、入
力指示を受け付けない場合に表示装置の入力領域中にポ
インタ位置を表示することができる。

【００１４】また、上記入力装置および入力方法におい
て、前記入力指示具が前記入力可能範囲内に位置してい
る場合に、前記入力可能範囲内に前記入力指示具が位置
していることを通知するようにすることができる。

【００１５】上記入力装置および入力方法によれば、入
力指示具が入力平面領域を少なくとも含む入力可能範囲
内にあるか否かを容易に判断することができるので、入
力指示を容易に行うことが可能になる。

【００１６】通知の方法としては、種々の態様が考えら
れる。例えば、前記表示装置の表示領域内における所定
の通知画像の表示の有無によって、前記入力可能範囲内
に前記入力指示具が位置していることを通知するように
することができる。また、前記入力指示具の振動の有無
によって、前記入力可能範囲内に前記入力指示具が位置
していることを通知するようにすることもできる。ある
いは、前記入力指示具に設けられた所定のランプを点灯
の有無によって前記入力可能範囲内に前記入力指示具が
位置していることを通知するようにしてもよい。

【００１７】また、上記入力装置において、前記入力指
示具は、入力指示を行う旨を指定するための入力指定ス
イッチを備えており、前記特定位置検出部と、前記入力
平面特定部と、前記入力処理部とは、前記入力指定スイ
ッチによる指定が行われたときにそれぞれの処理を実行
するようにすることもできる。

【００１８】また、上記入力方法において、前記入力指
示具は、入力指示を行う旨を指定するための入力指定ス
イッチを備えており、前記工程（ａ）ないし（ｄ）は、
前記入力指定スイッチによる指定が行われたときにそれ
ぞれの処理を実行するようにすることもできる。

【００１９】上記のようにすれば、入力平面領域を少な
くとも含む入力可能範囲内において入力指示スイッチに
よる指定が行われたときのみを入力指示とすることがで
きる。従って、入力装置として一般に用いられるマウス
と同様の入力操作を実現することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施の形態について説明する。

【００２１】Ａ．入力装置の概要：図１は、本発明の一
実施の形態にかかる入力装置を備えたコンピュータシス
テムの構成を示す説明図である。このコンピュータシス
テムは、コンピュータ６０と、表示装置として投写型表
示装置７０と、入力装置２０とを備えている。入力装置
２０は、投写スクリーン８０のスクリーン面の上側向か
って右端に配置されたＲ−カメラ３０Ｒと、向かって左
端に配置されたＬ−カメラ３０Ｌと、画像処理装置４０
と、入力ペン５０とを備えている。

【００２２】入力ペン５０は、先端部に図示しない赤外
光発光素子（ＬＥＤ）と発光を制御するボタンとを備え
ている。Ｒ−カメラ３０ＲおよびＬ−カメラ３０Ｌはあ
る空間領域ＰＡをそれぞれ異なった方向から撮像するよ
うに配置されている。また、Ｌ−カメラ３０ＬおよびＲ
−カメラ３０Ｒは赤外線フィルターを備えており、赤外
光のみを撮像可能である。従って、入力ペン５０から発
光された赤外光のみがＲ−カメラおよびＬ−カメラ３０
Ｌで撮像され、画像ＲＰ，ＬＰとして画像処理装置４０
に入力される。画像処理装置４０は、２台のカメラ３０
Ｒ，３０Ｌで撮像された画像ＲＰ，ＬＰに基づいて入力
情報ＩＩをコンピュータ６０に出力する。コンピュータ
６０は、この入力情報ＩＩに応じて処理された画像を投
写型表示装置７０に出力し、投写型表示装置７０によっ
て投写スクリーン８０に入力情報ＩＩを反映させた画像
が表示される。

【００２３】投写スクリーン８０に表示された画面ＤＡ
の入力領域に何らかの入力をする場合には、後述するよ
うに、入力希望者は、まず、空間ＰＡ内に、画面の入力
領域に対応する空間平面を入力平面領域ＶＰとして設定
する。その後、入力希望者が入力平面領域ＶＰの近傍で
入力ペン５０を動かすと、入力ペン５０の移動の様子、
すなわち、入力ペン５０から出力された赤外光の移動の
様子を撮影した画像ＬＰ，ＲＰに基づいた入力ペンの移
動情報が入力情報ＩＩとして出力され、画面上の入力指
示点の位置が移動する。入力平面領域ＶＰ上のある位置
に入力ペン５０が存在する場合には、その位置に対応す
る入力領域における入力として処理される。すなわち、
入力平面領域ＶＰ上のある位置を指示すると、画面の入
力領域の対応する位置が指定される。また、入力平面領
域ＶＰ上で文字を書いたり絵を描いたりすると、画面上
に文字や絵が入力される。以下、この処理を実現するた
めの構成および動作について詳述する。

【００２４】Ｂ．画像処理装置の構成：図２は、画像処
理装置４０の構成を示す概略構成図である。この画像処
理装置４０は、入力平面設定部４２０と、入力処理部４
４０と、処理条件設定部４６０とを備えている。入力平
面設定部４２０は、入力平面領域ＶＰを設定する機能を
有し、入力処理部４４０は、２台のカメラ３０Ｌ，３０
Ｒで撮像された画像ＬＰおよびＲＰに基づいて画面の入
力領域における入力指示点（ポインタ）の位置を示すポ
インタ情報出力や、入力領域への入力を示す入力情報を
生成する機能を有している。処理条件設定部４６０は、
後述するように、コンピュータ６０から供給された条件
に従って、入力平面設定部４２０および入力処理部４４
０における処理条件を設定する機能を有している。

【００２５】Ｃ．入力平面設定部４２０の構成および動
作：入力平面設定部４２０は、特定位置検出部４２２
と、座標変換係数マトリクス決定部４２４Ｌ，４２４Ｒ
と、を備えている。座標変換係数マトリクス決定部４２
４Ｌ、４２４Ｒは、本発明の入力平面特定部を構成する
相対関係決定部としての機能を有している。入力平面設
定部４２０は、以下のように動作する。

【００２６】図３は、入力平面設定部４２０における入
力平面設定処理を示すフローチャートである。入力希望
者は、まず、ステップＳ１０１において空間ＰＡ内（図
１）の任意の２点を、入力ペン５０を用いて２つの特定
点として指定し、２つの特定点を対角点とする矩形領域
を指定する。この矩形領域は、特定点Ｐ１，Ｐ２を含む
鉛直平面上の領域とする。この２つの特定点を対角点と
する矩形領域を指定する。特定点の指定は、例えば、次
のようにして指定することができる。入力ペン５０は、
赤外光を変調させる変調回路および変調を指示するトリ
ガボタンを備えるようにする。また、例えば、Ｒ−カメ
ラ３０Ｒの近傍には、図示しない赤外光受光部が設置さ
れている。ここで、入力希望者が空間ＰＡ内の任意の位
置の特定点として指定したい位置において入力ペン５０
のトリガボタンを押すと、赤外光受光部で受光された赤
外光が変化するため、この赤外光の変化時におけるカメ
ラ３０Ｌ，３０Ｒで撮像された画像によって特定点を指
定することができる。

【００２７】ステップＳ１０３において特定位置検出部
４２２（図２）は、２つの特定点を示す２対の画像を用
いて２つの特定点の空間位置を求める。この空間位置
は、次のようにして求めることができる。図４は、２台
のカメラ３０Ｌ，３０Ｒと２つの特定点Ｐ１，Ｐ２との
関係を示す説明図であり、これらを上方から見た概略図
である。Ｌ−カメラ３０Ｌの位置を基準位置ＲＯとし、
基準位置ＲＯからＲ−カメラ３０Ｒに向かう方向をｘ方
向、紙面内でｘに垂直な方向をｙ方向、ｘｙ平面（紙
面）に垂直な方向をｚ方向とする。２台のカメラ３０
Ｌ，３０Ｒの撮像画像の水平方向の幅は、それぞれのカ
メラの撮像可能な水平方向の角度である画角α，βに対
応している。また、撮像画像の垂直方向の高さも同様
に、垂直方向の画角に対応している。従って、Ｒ−カメ
ラ３０Ｌで撮像した画像内における特定点Ｐ１の水平方
向の位置によって、Ｌ−カメラ３０Ｌから特定点Ｐ１を
見た方向とｘ軸とのなす角θＰ１Ｌが求められる。同様
に、Ｒ−カメラ３０Ｒで撮像した画像内における特定点
Ｐ１の水平方向の位置によって、Ｒ−カメラ３０Ｒから
特定点Ｐ１を見た方向とｘ軸とのなす角θＰ１Ｒが求め
られる。この結果、三角測量の原理によって特定点Ｐ１
のｘｙ平面上の位置が求められる。同様に、特定点Ｐ１
のｚ方向の位置も求められる。すなわち、基準位置ＲＯ
を原点としたｘｙｚ空間における特定点Ｐ１が求められ
る。特定点Ｐ２の位置も特定点Ｐ１と同様にして求めら
れる。また、求められた特定点Ｐ１，Ｐ２の空間位置か
ら、特定点Ｐ１、Ｐ２を含む鉛直平面上の矩形領域の他
の２点Ｐ３，Ｐ４の空間位置も求めることができる。

【００２８】次に図３に示すステップＳ１０５において
座標変換係数マトリクス決定部４２４Ｌ，４２４Ｒ（図
２）は、２台のカメラ３０Ｌ，３０Ｒで撮像された画像
を入力平面領域ＶＰにおける画像に変換するための座標
変換係数マトリクスを求める。求められた座標変換係数
マトリクスは、後述するカメラ画像座標変換部４４２
Ｌ，４４２Ｒに設定される。ここで、入力平面領域ＶＰ
は、特定点Ｐ１，Ｐ２によって特定される矩形領域であ
る。図５は、２台のカメラ３０Ｌ，３０Ｒで撮像された
画像が入力平面領域ＶＰ上の画像に変換された様子を示
す説明図である。座標変換係数マトリクス決定部４２４
Ｌは、図５（ａ）に示すようなＬ−カメラ３０Ｌの画像
ＬＰに示されたＸL ＹL 座標上の特定点Ｐ１（ＸL1，Ｙ
L1）〜Ｐ４（ＸL4，ＹL4）を、図５（ｃ）に示すように
画像ＬＰ’に示されたＸ' Ｙ' 座標上のＰ１（Ｘ' L1，
Ｙ' L1）〜Ｐ４（Ｘ' L4，Ｙ' L4）に変換する座標変換
係数マトリクスを求める。また、座標変換係数マトリク
ス決定部４２４Ｒは、図５（ｂ）に示すようなＲ−カメ
ラ３０Ｒの画像ＲＰに示されたＸR ＹR 座標上の特定点
Ｐ１（ＸR1，ＹR1）〜Ｐ４（ＸR4，ＹR4）を、図５
（ｄ）に示すように画像ＲＰ’に示されたＸ' Ｙ' 座標
上のＰ１（Ｘ' R1，Ｙ' R1）〜Ｐ４（Ｘ' R4，Ｙ'R4）
に変換する変換係数マトリクスを求める。ここで、Ｘ'
Ｙ' 座標は、特定点Ｐ１，Ｐ２を含む空間平面における
所定の位置を原点とする入力平面領域ＶＰを示す座標で
ある。但し、それぞれの座標変換係数マトリクスは、
Ｘ' L1＝Ｘ' R1，Ｙ' L1＝Ｙ' R1，Ｘ' L4＝Ｘ' R2，
Ｙ' L2＝Ｙ' R2…となるように求められる。なお、これ
らの変換係数マトリクスは、三次元空間内の２つの平面
の間の写像関係を規定する三次元アフィン変換係数のマ
トリクスである。

【００２９】三次元アフィン変換の係数マトリクスは、
１２個のパラメータ、すなわち、４点の空間位置と、カ
メラで撮像された画像中に示される４点の画像位置とに
基づいて求めることができる。上述の実施例では、２つ
の特定点で指定された矩形領域を２つの特定点Ｐ１，Ｐ
２を含む鉛直平面上の矩形領域と規定しているので、こ
の矩形領域の他の２点Ｐ３，Ｐ４を求めることができ
る。従って、これらの４点Ｐ１〜Ｐ４の空間位置および
画像位置に基づいて座標変換係数のマトリクスを求める
ことができる。また、矩形領域を任意の空間平面とする
場合には、少なくとも３点の特定点を指定する必要があ
る。３点の特定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を指定することによ
って、空間平面を特定することができる。この空間平面
上で特定点Ｐ１，Ｐ２を対角点とする矩形領域を規定す
れば、他の２点Ｐ３，Ｐ４を求めることができる。これ
により、任意の空間平面上に矩形領域、すなわち、入力
平面領域を特定することができる。

【００３０】図６は、図４に示す３つの点Ｃ１，Ｃ２，
Ｃ３がステップＳ１０５において求められた座標変換係
数マトリクスに基づいて入力平面領域ＶＰ上のＸ' Ｙ'
座標に変換される様子を示す説明図である。入力平面領
域ＶＰ上の点Ｃ２の座標は、Ｘ' Ｙ' 座標に変換される
と、図６（ａ)および図６（ｂ）に示すようにＬ−カメ
ラ３０Ｌによる画像の座標とＲ−カメラ３０Ｒによる画
像の座標とが等しくなる。しかし、入力平面領域ＶＰか
ら離れた点Ｃ１，Ｃ３の座標は、図６（ａ）と図６
（ｂ）とで異なることになる。これにより、２台のカメ
ラ３０Ｌ，３０Ｒで撮像された画像を座標変換係数マト
リクスによって変換し、変換後のそれぞれの画像の座標
が所定の誤差内で一致するか否かによって、入力平面領
域ＶＰ近傍に存在する点（領域）であるか否かを判定す
ることができる。いいかえれば、ステップＳ１０５にお
いて座標変換係数マトリクスを求めることは、入力平面
領域ＶＰを特定することを意味する。

【００３１】なお、入力領域ＶＰの原点は、指定した特
定点Ｐ１，Ｐ２のどちらかとすればよい。このようにす
れば、Ｐ１，Ｐ２で指定される矩形領域を投写スクリー
ン８０に表示された画面の入力領域に対応させることが
できるので便利である。ただし、これに限定する必要は
なく、処理条件設定部４６０に設定されている条件に従
って決定すればよい。例えば、特定点Ｐ１，Ｐ２で設定
される矩形領域を全体的にＫ倍した矩形領域を入力平面
とするようにしてもよい。一般に、２つの特定点Ｐ１，
Ｐ２に基づいて、入力平面領域ＶＰを決定すればよい。

【００３２】次に、図３に示すステップＳ１０７におい
て、入力平面領域ＶＰの座標を、投写スクリーン８０
（図１）に表示された画面ＤＡの座標に対応させるため
の座標変換係数マトリクスを求める。この座標変換係数
マトリクスは、座標スケールや座標オフセットを調整す
るための係数マトリクスである。求められた座標変換係
数マトリクスは、後述する表示画像座標変換部４４８に
設定される。なお、この処理は、処理条件設定部４６０
に設定されている条件、例えば、画面上の入力領域の座
標と、入力平面領域ＶＰ上のＸ' Ｙ' 座標との関係から
求めることができる。

【００３３】図７は、入力平面領域ＶＰを画面ＤＡの所
定の領域に対応させた状態を示す説明図である。図７
（ｂ）は、入力平面領域ＶＰの水平方向の頂点Ｐ１，Ｐ
３を画面ＤＡの水平方向の頂点に対応させた場合を示し
ている。この場合、入力領域ＶＰの垂直方向の幅は水平
方向の対応関係に応じて拡大／縮小される。また、図７
（ｃ）は、入力平面領域ＶＰの左側の垂直方向の頂点Ｐ
１，Ｐ４のみを画面ＤＡの左側の垂直方向の頂点に対応
させた場合を示している。この場合、入力領域ＶＰの垂
直方向の幅は水平方向の対応関係に応じて拡大／縮小さ
れる。但し、図７（ｂ），（ｃ）の場合には、入力平面
領域ＶＰの設定の仕方によっては、入力平面領域ＶＰで
入力された画像が画面ＤＡからはみ出したりする場合が
ある。図７（ｄ）は、入力平面領域ＶＰの頂点Ｐ１，Ｐ
３，Ｐ２，Ｐ４を画面ＤＡの対応する頂点に対応させた
場合を示している。この場合は、入力平面領域ＶＰの設
定の仕方に応じて、入力平面領域で入力された画像が歪
んだりする場合がある。図７（ｅ）は、入力領域ＶＰを
画面ＤＡ内のウインドＷＡに対応させた場合を示してい
る。なお、入力平面領域ＶＰを画面ＤＡの所定の領域に
対応させる方法は、上記の方法に限定されるものではな
く、種々の方法で対応させることができる。これらは、
コンピュータ６０（図１）から処理条件設定部４６０に
供給された処理条件に応じて設定される。

【００３４】Ｄ．入力処理部４４０の構成および動作：
図２に示すように、入力処理部４４０は、カメラ画像座
標変換部４４２Ｌ，４４２Ｒと、座標マッチング部４４
６と、表示画像座標変換部４４８とを備えている。カメ
ラ画像座標変換部４４２Ｌ，４４２Ｒは、本発明の画像
調整部としての機能を有している。座標マッチング部４
４６は、本発明の入力判定部としての機能を有してい
る。表示画像座標変換部４４８は、本発明の入力情報出
力部としての機能を有している。入力処理部４４０は、
以下のように動作する。

【００３５】図８は、入力処理部４４０における処理を
示すフローチャートである。ステップＳ１２１において
カメラ画像座標変換部４４２Ｌは、Ｌ−カメラ３０Ｌで
撮像された画像ＬＰを座標変換係数マトリクス決定部４
２４Ｌで求められた座標変換係数マトリクスに基づいて
入力平面領域ＶＰ上の画像ＬＰ’に変換する。同様に、
カメラ画像座標変換部４４２Ｒは、Ｒ−カメラ３０Ｒで
撮像された画像ＲＰを座標変換係数マトリクス決定部４
２４Ｒで求められた座標変換係数マトリクスに基づいて
入力平面領域ＶＰ上の画像ＲＰ’に変換する。なお、本
実施例では、上述したように、入力ペン５０の位置を示
す方法として赤外光を利用し、赤外光のみが２台のカメ
ラで撮像されるようにしている。従って、赤外光の画像
位置の座標だけが座標変換される。

【００３６】ステップＳ１２３において座標マッチング
部４４６は、座標変換された画像ＬＰ’と画像ＲＰ’と
の座標マッチングをとる。そして、ステップＳ１２５に
おいて座標が所定の誤差範囲内で一致すると判断された
場合には、ステップＳ１２７において表示画像座標変換
部４４８は、この一致座標を、画面上の入力領域に対応
する座標データに変換して、入力情報として出力する。
一方、ステップＳ１２５において座標が不一致と判断さ
れた場合には、座標マッチング部４４６からは座標デー
タは出力されず、ステップＳ１２９において表示画像座
標変換部４４８は、カメラ画像座標変換部４４２Ｌで座
標変換された画像ＬＰ’の座標データを、画面上の入力
領域に対応する座標の位置（ポインタ）データとして出
力する。なお、座標マッチング部４４６の判定結果に基
づいて、表示画像座標変換部４４８において画像ＬＰ’
の座標データを入力情報として出力する否かを選択する
ようにしてもよい。また、カメラ画像座標変換部４４２
Ｒで座標変換された画像ＲＰ’の座標データをポインタ
情報出力とするようにしてもよい。

【００３７】このように、入力処理部４４０は、２台の
カメラ３０Ｌ、３０Ｒで撮像された画像の座標マッチン
グを行って、画像の座標が所定の誤差範囲内で一致すれ
ば、入力平面領域ＶＰを少なくとも含む入力可能範囲内
の入力データであると判断してコンピュータ６０（図
１）に出力し、不一致であれば、入力データではないと
判断し、その座標位置をポインタ情報として出力するこ
とができる。図９は、入力平面領域ＶＰ上で入力ペン５
０を用いて画面上の入力領域に文字を入力する様子およ
び画面上のポインタ位置を移動させる様子を示す説明図
である。図９（ａ）に示すように、入力平面領域ＶＰを
少なくとも含む入力可能範囲内で入力ペン５０を用いて
文字を入力すれば、その様子が２台のカメラ３０Ｌ，３
０Ｒで撮像され、上述した入力処理フローに従って処理
されて、投写スクリーン８０に表示された画像にその入
力文字が表示される。また、図９（ｂ）に示すように、
入力平面領域ＶＰから離れた位置で入力ペン５０を移動
させれば、画面上のポインタ（矢印）が移動する。従っ
て、本入力装置２０は、入力希望者が、空間ＰＡ内の任
意の位置に特定点Ｐ１，Ｐ２を指定することにより、自
分の手元に入力平面領域ＶＰを指定することができ、入
力平面領域ＶＰを少なくとも含む入力可能範囲内におい
て、入力ペン５０を用いて入力の指定、文字や絵の入力
等を実行することができる。

【００３８】また、上述した入力ペン５０に入力指示ボ
タンを備えるようにして、入力指示ボタンを押さずに入
力平面領域内で入力ペン５０を動かせばポインタ位置が
移動し、入力指示ボタンを押すことによって入力指示で
きるようにしてもよい。このようにすれば、通常のコン
ピュータシステムにおいてマウスやタブレットを用いて
入力を行うのと同様の操作感覚で、入力平面領域ＶＰに
おける入力が可能である。なお、入力指示ボタンによる
入力指示は、例えば、上述したトリガボタンと同様に、
赤外光を変調させることによって実現できる。

【００３９】そして、入力平面設定部４２０を入力処理
部とは独立して動作させ、特定点の指定を常に監視する
ようにすれば、会議などに参加している複数の者が、自
分が入力したい時に、その都度入力平面を設定して入力
を実行することができる。従って、参加者は、自分のい
る位置をいちいち離れることなく、何時でも画面への指
示や入力を実行することができる。

【００４０】また、入力ペン５０が入力平面領域ＶＰを
少なくとも含む入力可能範囲内に位置している場合に、
この入力可能範囲内に入力ペン５０が位置していること
を通知するようにするようにすることが好ましい。この
ようにすれば、入力ペン５０が入力平面領域ＶＰを少な
くとも含む入力可能範囲内にあるか否かを入力者が容易
に判断することができるので、入力指示を容易に行うこ
とができる。通知の方法としては、種々の態様が考えら
れる。例えば、表示装置の表示領域内に、入力ペン５０
が入力可能範囲内にあるか否かにあわせて、これを通知
する画像の表示をＯＮ／ＯＦＦさせることによって、入
力ペン５０が入力可能範囲内に位置していることを通知
するようにすることができる。また、入力ペン５０の振
動の有無によって、入力可能範囲内に入力ペン５０が位
置していることを通知するようにすることもできる。あ
るいは、入力ペン５０に設けられた所定のランプを点灯
の有無によって、入力可能範囲内に入力ペン５０が位置
していることを通知するようにすることもできる。

【００４１】図１０は、画像処理装置の他の構成を示す
概略構成図である。この画像処理装置４０’は、画像処
理装置４０の入力処理部４４０のカメラ画像座標変換部
４４２Ｌ，４４２Ｒと座標マッチング部４４６との間
に、さらに、カメラ画像細らせ処理部４４４Ｌ，４４４
Ｒを備えている点に特徴がある。他の各構成要素は画像
処理装置４０と同様であるので、説明を省略する。

【００４２】上述の実施例では、入力ペン５０に赤外発
光素子を備える場合を例に説明しているが、赤外発光素
子を独立して別の位置に固定して備えるようにし、入力
ペンには反射ミラーを備えるようにすることもできる。
このような場合、入力ペンではなく、他の物体、例え
ば、ノートのような物体で反射した赤外光が２台のカメ
ラ３０Ｌ、３０Ｒで撮像される可能性がある。他の物体
がある程度大きな物体で、反射光の画像がある程度大き
な領域画像である場合には、座標マッチング部４４６に
おいてカメラ画像座標変換部４４２Ｌ，４４２Ｒで座標
変換された２つの画像の座標マッチングを行うと、その
物体が入力平面ＶＰを少なくとも含む入力可能範囲にな
い場合でも、画像の一部の座標が一致してしまう場合が
ある。この結果、一致した座標を誤って入力座標として
出力してしまうことになる。画像処理装置４０’におけ
るカメラ画像細らせ処理部４４４Ｌ，４４４Ｒは、この
ような誤りを防止するために有効な手段である。すなわ
ち、カメラ画像細らせ処理部４４４Ｌ、４４４Ｒは、図
８のステップＳ１２１とステップＳ１２３との間で、入
力された画像に対して細らせ処理を実行する。この細ら
せ処理は、例えば、入力画像をその画像の特徴点で代表
させる処理である。従って、細らせ処理後の２つの画像
は１つの特徴点で示されているので、座標マッチング部
４４６において座標マッチングを行うことにより、入力
平面領域ＶＰ近傍にある点であるか否かを判断すること
ができる。これにより、入力平面近傍にないある程度大
きな物体の存在による誤動作を防止することができる。

【００４３】なお、通常入力指示には、上述した入力ペ
ン５０のような点を指示するものを使用するので、ある
程度大きな領域を有する画像は、画像として認識しない
ように、フィルタ処理を行うようにしてもよい。

【００４４】なお、本発明は上記の実施例や実施形態に
限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々の態様において実施することが可能であり、例
えば次のような変形も可能である。

【００４５】（１）上記実施例では、入力ペンの位置を
特定するために赤外光を利用しているが、例えば、別の
波長の光を利用し、カメラにはその光のみを透過するフ
ィルタを備えるようにしてもよい。すなわち、入力ペン
の位置をカメラで撮像された画像から特定できればよ
い。

【００４６】（２）また、上記実施例では、入力平面上
に存在する点（領域）であるか否かを２台のカメラ画像
の座標マッチングによって判定しているが、これに限定
するものではない。例えば、２台のカメラで撮像された
画像の空間位置を三角測量の原理に基づいて求め、その
位置が入力平面上に有るか否かを直接判定するようにし
てもよい。

【００４７】（３）また、上記実施例では、投写型表示
装置で表示された画面への入力を行う場合を例に説明し
ているが、これに限定されるものではなく、種々の表示
装置で表示された画面への入力に適用可能である。

【００４８】（４）また、上記実施例では、文字や絵の
入力等を実行する場合を例に説明しているが、本発明の
入力装置を、コンピュータ６０上でアプリケーションプ
ログラムを実行させた場合に用いられるマウス等の操作
と同様に操作することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態にかかる入力装置を備え
たコンピュータシステムの構成を示す説明図である。

【図２】画像処理装置４０の構成を示す概略構成図であ
る。

【図３】入力平面設定部４２０における入力平面設定処
理を示すフローチャートである。

【図４】２台のカメラ３０Ｌ，３０Ｒと２つの特定点Ｐ
１，Ｐ２との関係を示す説明図である。

【図５】２台のカメラ３０Ｌ，３０Ｒで撮像された画像
が入力平面領域ＶＰ上の画像に変換された様子を示す説
明図である。

【図６】図４に示す３つの点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３がステッ
プＳ１０５において求められた座標変換係数マトリクス
に基づいて入力平面領域ＶＰ上のＸ' Ｙ' 座標に変換さ
れる様子を示す説明図である。

【図７】入力平面領域ＶＰを画面ＤＡに対応させた状態
を示す説明図である。

【図８】入力処理部４４０における処理を示すフローチ
ャートである。

【図９】入力平面領域ＶＰ上で入力ペン５０を用いて画
面上の入力領域に文字を入力する様子および画面上のポ
インタ位置を移動させる様子を示す説明図である。

【図１０】画像処理装置の他の構成を示す概略構成図で
ある。

【符号の説明】

２０…入力装置３０Ｒ…Ｒ−カメラ３０Ｌ…Ｌ−カメラ４０…画像処理装置４０’…画像処理装置５０…入力ペン６０…コンピュータ７０…投写型表示装置８０…投写スクリーン４２０…入力平面設定部４２２…特定位置検出部４２４Ｌ，４２４Ｒ…座標変換係数マトリクス決定部４４０…入力処理部４４０’…入力処理部４４２Ｌ，４４２Ｒ…カメラ画像座標変換部４４４Ｌ，４４４Ｒ…カメラ画像細らせ処理部４４６…座標マッチング部４４８…表示画像座標変換部４６０…処理条件設定部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１および第２のカメラによって２方向
から撮像される所定の空間領域における任意の平面領域
を、表示装置に表示された所定の入力領域に対応した入
力平面領域として使用する入力装置であって、所定の入力指示具を用いて前記空間領域内で指定された
少なくとも２つの特定点を前記第１および第２のカメラ
で撮像して得られた第１の特定画像と第２の特定画像と
に基づいて、前記少なくとも２つの特定点の空間位置を
求める特定位置検出部と、前記少なくとも２つの特定点に基づいて定められる所定
の空間平面領域を前記入力平面領域として特定する入力
平面特定部と、前記入力指示具を用いて前記入力平面領域を少なくとも
含む入力可能範囲内において行われる入力指示を受け付
ける入力処理部と、を備える入力装置。
【請求項２】請求項１記載の入力装置であって、前記入力平面特定部は、前記第１および第２の特定画像と前記少なくとも２つの
特定点の空間位置との関係に基づいて、前記第１のカメ
ラで撮像される第１の画像と前記空間平面との間の第１
の対応関係と、前記第２のカメラで撮像される第２の画
像と前記空間平面との間の第２の対応関係とを求める対
応関係決定部を備え、前記入力処理部は、前記入力指示がなされた指示位置を、前記第１の画像か
ら前記第１の対応関係に従って前記入力平面領域内の第
１の入力位置として求めるとともに、前記第２の画像か
ら前記第２の対応関係に従って前記入力平面領域内の第
２の入力位置として求め、前記第１と第２の入力位置が
所定の誤差内で一致する場合に前記指示位置が前記入力
可能範囲内に存在するものと判断して前記入力指示を受
け付ける入力判定部を備える入力装置。
【請求項３】請求項２記載の入力装置であって、前記入力処理部は、さらに、前記第１と第２の入力位置が前記所定の誤差内で一致し
ない場合に、前記第１と第２の入力位置の一方を前記表
示装置におけるポインタ位置として出力するポインタ位
置出力部を備える入力装置。
【請求項４】請求項２記載の入力装置であって、前記入力指示具が前記入力可能範囲内に位置している場
合に、前記入力可能範囲内に前記入力指示具が位置して
いることを通知する通知部を備える入力装置。
【請求項５】請求項１記載の入力装置であって、前記入力指示具は、入力指示を行う旨を指定するための
入力指定スイッチを備えており、前記特定位置検出部と、前記入力平面特定部と、前記入
力処理部とは、前記入力指定スイッチによる指定が行わ
れたときにそれぞれの処理を実行する入力装置。
【請求項６】第１および第２のカメラによって２方向
から撮像される所定の空間領域における任意の平面領域
を、表示装置に表示された所定の入力領域に対応した入
力平面領域として使用する入力方法であって、（ａ）所
定の入力指示具を用いて前記空間領域内に少なくとも２
つの特定点を指定し、（ｂ）該少なくとも２つの特定点
を前記第１および第２のカメラで撮像して得られた第１
の特定画像と第２の特定画像とに基づいて、前記少なく
とも２つの特定点の空間位置を求め、（ｃ）前記少なく
とも２つの特定点に基づいて定められる所定の空間平面
領域を前記入力平面として特定し、（ｄ）前記入力指示
具を用いて前記入力平面領域を少なくとも含む入力可能
範囲内において行われる入力指示を受け付ける、入力方法。
【請求項７】請求項６記載の入力方法であって、前記工程（ｃ）は、前記第１および第２の特定画像と前記少なくとも２つの
特定点の空間位置との関係に基づいて、前記第１のカメ
ラで撮像される第１の画像と前記空間平面との間の第１
の対応関係と、前記第２のカメラで撮像される第２の画
像と前記空間平面との間の第２の対応関係とを求め、前記工程（ｄ）は、前記入力指示がなされた指示位置を、前記第１の画像か
ら前記第１の対応関係に従って前記入力平面領域内の第
１の入力位置として求めるとともに、前記第２の画像か
ら前記第２の対応関係に従って前記入力平面領域内の第
２の入力位置として求め、前記第１と第２の入力位置が
所定の誤差内で一致する場合に前記指示位置が前記入力
可能範囲内に存在するものと判断して前記入力指示を受
け付ける、入力方法。
【請求項８】請求項７記載の入力方法であって、前記工程（ｄ）は、さらに、前記第１と第２の入力位置が前記所定の誤差内で一致し
ない場合に、前記第１と第２の入力位置の一方を前記表
示装置におけるポインタ位置として出力する入力方法。
【請求項９】請求項７記載の入力方法であって、前記入力指示具が前記入力可能範囲内に位置している場
合に、前記入力可能範囲内に前記入力指示具が位置して
いることを通知する入力方法。
【請求項１０】請求項６記載の入力方法であって、前記入力指示具は、入力指示を行う旨を指定するための
入力指定スイッチを備えており、前記工程（ａ）ないし（ｄ）は、前記入力指定スイッチ
による指定が行われたときにそれぞれの処理を実行する
入力方法。