JPH11143629A

JPH11143629A - 遠隔座標入力装置および遠隔座標入力方法

Info

Publication number: JPH11143629A
Application number: JP30617197A
Authority: JP
Inventors: Kunio Komeno; 邦夫米野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-11-07
Filing date: 1997-11-07
Publication date: 1999-05-28
Anticipated expiration: 2017-11-07
Also published as: JP3937533B2; US6587092B2; US6317118B1; US20020027548A1

Abstract

(57)【要約】【課題】パソコンの画面をプロジェクターで拡大投影
して行うプレゼンテーションで、説明者が画面の位置か
ら離れたり、説明者の動作と画面上のポインタの動きが
間接的なために聴衆の注意が散漫になるのを防ぐ。【解決手段】スクリーン７上部に設けた撮像部５によ
り、説明者９が手に持った指示具１を撮影する。指示具
１の前面には、二等辺三角形の各頂点と、中央の奥に赤
外ＬＥＤが配置してあり、撮像部５により撮像した画像
の赤外ＬＥＤの位置関係から指示具の向きを求め、座標
を変換してコンピュータ１０に送り、スクリーン７上に
マーカー１２を表示して、ソフトウエアを操作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プロジェクターを
使用してコンピュータの画面を拡大投射して行うプレゼ
ンテーション等において、画面上の特定の部位を指示し
たり、応用ソフトウエアを操作したりする場合の、遠隔
座標入力装置と入力方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のプレゼンテーションなどにおいて
は、ＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェクター）を使用し
て透過式の原稿を拡大投影したり、スライドプロジェク
ターを使用してフィルムの画像を拡大投影するなどして
大画面に情報を表示し、説明者は差棒やレーザーポイン
タなどを使用して、注目すべき点を指し示しながら説明
することが行われてきた。

【０００３】また、近年ではパーソナルコンピュータと
液晶プロジェクターの普及により、プレゼンテーション
用に開発された応用ソフトウエアを使用して、効率的な
プレゼンテーションが行われるようになってきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、表示さ
れた画面を指し示すのには、コンピュータに接続された
マウスなどを操作しなければならず、説明者が画面の位
置から離れたり、説明者の動作と画面上のポインタなど
の動きが間接的であるなどのために、聴衆の注意が散漫
になる場合があった。

【０００５】そのような状況を防ぐために、説明者がコ
ンピュータの位置に支配されることなく、比較的自由な
位置から直接画面に働きかけることにより応用ソフトウ
エアを操作可能な、いわゆる遠隔座標を入力する装置が
開発されて、各種の方式が提案されている。

【０００６】それらの一例として、特開平５−１９９５
３号公報によれば、スクリーンから離れた位置から遠隔
操作装置を操作することにより、表示された情報を制御
する方法が記述されている。しかしこれに記載された方
式では、操作は遠隔操作装置上に設けられた各種のキー
によって行うだけであり、画面上のポインタを動かすに
は矢印キーを押し続けることによって行うので、積分的
にしか動かすことができず、人間が差棒などで指し示す
感覚とは違和感があった。

【０００７】また、特開平２−３００８１６号公報によ
れば、放射主軸方向を異ならせた３個の発光素子を指示
部に設置し、それを受光する受光素子での光の強度差か
ら指示部の角度を検出する方法が記述されている。しか
しながら、発光素子を弁別するために光を変調しなけら
ばならず、指示部が複雑になってしまうという課題や、
光量差を利用するために、外部のノイズなどの影響を受
けやすいという課題があった。

【０００８】また、説明者と聴衆からのように、２点以
上を同時に指し示したい場合には、前記の２つの公知例
では実現が困難であった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、少なくとも３個の第１の発
光素子と、前記第１の発光素子により囲まれる平面内で
該平面と直交する、直交軸上に配した第２の発光素子と
から構成する指示手段と、該指示手段の前記第１と第２
の発光素子の相対位置関係を撮像する撮像手段と、該撮
像手段が撮像した映像信号から前記指示手段が前記撮像
手段に対して示す向きを求めて平面座標に変換する座標
変換手段と、該座標変換手段で求めた座標を出力する出
力手段と、前記出力手段で求めた前記座標にもとづき画
面上の指示情報を表示する表示手段を備えたことを特徴
とする。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の遠隔座標入力装置において、前記第１の発光素子が
二等辺三角形の各頂点に配置され、２個を結ぶ底辺がほ
ぼ水平に配置されること、を特徴とする。

【００１１】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載の遠隔座標入力装置において、前記第１の発光素子が
菱形の各頂点に配置され、前記菱形の対角線の一方がほ
ぼ水平に配置されること、を特徴とする。

【００１２】また、請求項４記載の発明は、請求項１記
載の遠隔座標入力装置において、前記指示部に設けた操
作手段による操作情報により前記第１または第２の発光
素子を変調する変調手段と、変調された前記操作情報を
検出する受光手段を設けたこと、を特徴とする。

【００１３】また、請求項５記載の発明は、請求項１記
載の遠隔座標入力装置において、前記指示部を手で持っ
ているか否かを検出する手持ち検出部を備え、該手持ち
検出部の出力により、前記第１および第２の発光素子の
点灯または消灯を制御することを特徴とする。

【００１４】また、請求項６記載の発明は、少なくとも
３個の第１の反射素子と、前記第１の反射素子により囲
まれる平面内で該平面と直交する、直交軸上に配した第
２の反射素子とから構成する指示手段と、該指示手段の
前記第１と第２の反射素子を照射する照射手段と、前記
指示手段の前記第１と第２の反射素子の相対位置関係を
撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像した映像信号か
ら前記指示手段が前記撮像手段に対して示す向きを求め
て平面座標に変換する座標変換手段と、該座標変換手段
で求めた座標を出力する出力手段と、前記出力手段で求
めた前記座標にもとづき画面上の指示情報を表示する表
示手段を備えたこと、を特徴とする。

【００１５】また、請求項７記載の発明は、請求項６記
載の遠隔座標入力装置において、前記第１の反射素子が
二等辺三角形の各頂点に配置され、２個を結ぶ底辺がほ
ぼ水平に配置されること、を特徴とする。

【００１６】また、請求項８記載の発明は、請求項６記
載の遠隔座標入力装置において、前記第１の反射素子が
菱形の各頂点に配置され、前記菱形の対角線の一方がほ
ぼ水平に配置されること、を特徴とする。

【００１７】また、請求項９記載の発明は、中空の円盤
状の第１の反射素子と、前記第１の反射素子により囲ま
れる平面内で該平面と直交する、直交軸上に配した第２
の反射素子とから構成する指示手段と、該指示手段の前
記第１と第２の反射素子を照射する照射手段と、前記指
示手段の前記第１と第２の反射素子の相対位置関係を撮
像する撮像手段と、撮像した映像信号から前記指示手段
が前記撮像手段に対して示す向きを求めて平面座標に変
換する座標変換手段と、該座標変換手段で求めた座標を
出力する出力手段と、前記出力手段で求めた前記座標に
もとづき画面上の指示情報を表示する表示手段を備えた
こと、を特徴とする。

【００１８】また、請求項１０記載の発明は、請求項１
ないし請求項９記載の遠隔座標入力装置において、前記
撮像手段により撮像した画像から、前記第１の発光素子
または前記第１の反射素子による第１の像と、前記第２
の発光素子または前記第２の発光素子による第２の像を
求め、前記第１の像の座標から基準座標を求め、前記第
２の像と前記基準座標の位置関係から前記指示手段の前
記撮像手段に対する向きを求め、該向きにより前記表示
手段における指示位置を特定すること、を特徴とする。

【００１９】また、請求項１１記載の発明は、請求項１
０記載の遠隔座標入力方法において、前記撮像手段によ
り撮像した画像から、複数の指示手段の像を独立の像に
分離した独立指示具像を得て、該独立指示具像ごとに前
記指示手段の前記撮像手段に対する向きを求め、該向き
により前記表示手段における指示位置を特定すること、
を特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】（実施例１）本発明に係る第１の
実施の形態を図面にもとづいて説明する。

【００２１】図１は本発明の第１の実施例を説明する図
である。コンピュータ１０の表示データはプロジェクタ
ー４に送られ、投射されてスクリーン７に拡大表示され
る。

【００２２】スクリーン７の上部には撮像部５が設けら
れ、説明者９が持つ指示具１を撮像するとともに、指示
具１の向きを検出して座標に変換しコンピュータ１０に
伝送する。また、スクリーン７の下部には受信部１１が
設けられ、指示具１からの特定の信号を検出してコンピ
ュータ１０に伝送する。

【００２３】プレゼンテーションなどに当たっては、説
明者９がスクリーンを見ながら指示具１の向きを変える
ことにより、マーカー１２の位置を動かすことができ
る。

【００２４】マーカー１２は、従来のマウスで操作する
ポインタやカーソルと同じものであり、マウスを平面上
で動かすとポインタやカーソルが動くのと同様に、指示
具１の向きを変えるとマーカー１２を動かすことができ
る。

【００２５】図２に指示具１の一例を示す。前面には赤
外線を発光する複数の赤外ＬＥＤ（発光ダイオード）２
１が設けられ、上部には操作ボタン２２が設けられ、手
で支持する部分には手持ち検出電極２３が設けられてい
る。また、図示しないが内部には電池が内蔵されてい
る。

【００２６】図３は指示具１の前面部分の詳細を説明す
る三面図である。第１の発光素子である赤外ＬＥＤ２１
Ａ、２１Ｂ、２１Ｃは同一平面上に二等辺三角形の頂点
に配置されている。赤外ＬＥＤ２１Ａ、２１Ｂは指示具
１の上面と平行に距離ａを隔てており、赤外ＬＥＤ２１
Ｃは２１Ａと２１Ｂを結ぶ線分の中央から垂直方向に距
離ｂを隔てて配置されている。第２の発光素子である赤
外ＬＥＤ２１Ｅは、正面図では２１Ｃの垂直方向に距離
ｂ／２を隔て、さらに奥へ距離ｄだけ進んだ位置に配置
されている。ＬＥＤ２１Ｅは、ＬＥＤ２１Ａ，Ｂ，Ｃで
囲まれた平面と直交する位置に配置される必要はない
が、図３に示すように配置することにより装置の小型化
を図ることができる。

【００２７】説明者９が指示具１を手に持つと、手持ち
検出電極２３が手で持っていることを検出して、赤外Ｌ
ＥＤ２１（２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｅ）を点灯さ
せ、手から離すと消灯させる。また、操作ボタン２２を
押すと、赤外ＬＥＤ２１は一旦全てを消灯させ、操作ボ
タン２２に対応してあらかじめ決められたコードに従っ
て、点滅のタイミングで操作ボタン２２のどれが押され
たかの情報を送信する。送信されたコードは受信部１１
により受信されて、コンピュータ１０に送られる。送信
が終了したら、再びすべてのＬＥＤを点灯させる。な
お、操作ボタン２２には、通常のマウスのクリックボタ
ンの機能や、コンピュータ１０で使う応用ソフトウエア
に対応させた機能などを割り当てておくことができる。

【００２８】次に撮像部５の一例を図４に示す。ＣＣＤ
カメラ３１にはレンズ３２、赤外線フィルタ３２が取り
付けられており、指示具１の赤外ＬＥＤ２１の像を撮影
する。ＣＣＤカメラ３１の出力は、画像処理装置３４に
接続されている。画像処理装置３４ではＣＣＤカメラ３
１で撮像した指示具１のＬＥＤ２１の像をもとにスクリ
ーン７上の平面座標を演算し、出力部３５からコンピュ
ータ１０に送る。

【００２９】ＣＣＤカメラ３１の出力画像の一例を図５
に示す。ＣＣＤカメラ３１のレンズ３２の前には赤外線
フィルタ３２が取り付けられているので、室内照明など
の光はほとんど除去され、図５に示すようにＬＥＤ２１
による像４１のみが出力される。

【００３０】ここで、指示具１による像４１の現れ方
を、図により説明する。

【００３１】図６は指示具１のＬＥＤ２１を上部から見
た平面図である。中心線２６は赤外ＬＥＤ２１Ａと２１
Ｂの中間とレンズ３２を結ぶ直線である。図６には指示
具１が中心線２６から角度ｌだけ斜め左方向を向いてい
る場合を示している。中心線２６の延長線上に垂直に投
影面２４を想定すると、投影面２４では、赤外ＬＥＤ２
１Ａと２１Ｂの間隔はｘとなり、また赤外ＬＥＤ２１Ｅ
は中心線からｈだけ左にずれて投影されることになる。

【００３２】図７は指示具１のＬＥＤ２１を横から見た
側面図である。中心線２６は赤外ＬＥＤ２１Ａ、２１Ｂ
と２１Ｃの中間とレンズ３２を結ぶ直線である。図７に
は指示具１が中心線２６から角度ｍだけ斜め下方向を向
いている場合を示している。中心線２６の延長線上に垂
直に投影面２４を想定すると、投影面２４では、赤外Ｌ
ＥＤ２１Ａ、２１Ｂと２１Ｃの間隔はｙとなり、また赤
外ＬＥＤ２１Ｅは中心線からｖだけ上にずれて投影され
ることになる。

【００３３】ここで、ＣＣＤカメラ３１で撮影した像４
１は、図６と図７の投影面２４を任意の倍率で撮影した
ものと考えることができるため、図５の像４１は、投影
面２４の投影像と合同の関係となる。図５において、像
４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｅはそれぞれ赤外ＬＥＤ
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｅを撮影した像である。
また、像４１Ａと４１Ｂの間隔をＸ、４１Ａと４１Ｂを
結ぶ線分の中央から垂直方向に像４１Ｃまでの距離を
Ｙ、像４１ＣからＹ／２だけ上の位置を基準点４２とし
て、像４１Ｅの基準点４２との距離の水平成分をＨ、垂
直成分をＶとする。基準点４２は中心線２６の延長線上
に一致するので、図６、図７のｘ、ｈ、ｙ、ｖの各値
は、図５のＸ、Ｈ、Ｙ、Ｖの各値と比例関係となる。従
って、像４１の像４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｅの関
係を調べれば、指示具１がレンズ３２に対して、水平、
垂直にどれだけ傾いているのかを知ることができる。

【００３４】

【数１】

【００３５】

【数２】

【００３６】数１は投影面２４における水平方向の関係
を示した式である。また、数２は投影面２４における垂
直方向の関係を示した式である。前記の通り、ｘ、ｈ、
ｙ、ｚの各値は図５にのＸ、Ｈ、Ｙ、Ｖの各値と比例関
係にあるので、数１、数２は次に示す数３のように表わ
すことができる。

【００３７】

【数３】

【００３８】ここで、ａ、ｂ、ｄの値は指示具１で既知
の値であるため、角度ｌ、角度ｍは図５の像４１から求
めることができる。

【００３９】なお、出力部３５からコンピュータ１０に
出力するデータは、スクリーン７に投射された画面の水
平、垂直の直交座標であることが必要である。そこで、
画面の中央を原点とすれば、数４に示すように、角度
ｌ、ｍをＸｓ、Ｙｓという座標に変換することができ
る。

【００４０】

【数４】

【００４１】ここで、数４のＫは比例定数であり、指示
具１の傾きと出力の感度を決める値である。この値は、
使いやすい適当な値に固定しておいてもよいし、説明者
９が好みに応じて設定できるようにしておいてもよい。
なお、数４からわかるように、角度ｌ、ｍの値は実際の
演算では求める必要はない。

【００４２】次に、以上の原理によって、画像処理装置
３４において、ＣＣＤカメラ３１が撮像した像４１から
指示具１が指示する画面の座標を求める方法を、図８の
フローチャートにより説明する。

【００４３】Ｓ１では、像４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４
１Ｅの重心座標を求める。これは像が有限の大きさを持
っているので、ほぼ中心の位置を代表点として決めるた
めであり、公知の演算方法で求めればよい。

【００４４】Ｓ２では像４１Ａ、４１Ｂの重心座標か
ら、水平方向の距離Ｘと４１Ａと４１Ｂの中間の座標を
求める。

【００４５】Ｓ３では、像４１Ｃの重心座標とＳ２で求
めた中間の座標から、垂直方向の距離Ｙと両者の中間点
である基準点４２の座標を求める。

【００４６】Ｓ４では、像４１Ｅの重心座標と基準点４
２の座標から、両者の距離を水平方向にＨ、垂直方向に
Ｖとして求める。

【００４７】Ｓ５では、数４により、スクリーン７上の
座標Ｘｓ、Ｙｓを求める。

【００４８】以上の座標の求め方をまとめると、指示具
１の第１の発光素子である赤外ＬＥＤ２１Ａ、２１Ｂ、
２１Ｃの像４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃから距離Ｘ、Ｙと基
準点を求め、第２の発光素子である赤外ＬＥＤ２１Ｅの
像４１Ｅから基準点との水平、垂直の距離Ｈ、Ｖを求
め、演算によりスクリーン７上の座標Ｘｓ、Ｙｓを求め
る、という手順である。

【００４９】なお、ここではスクリーン上の座標は中心
部を原点としたが、バイアス値を設定することにより、
スクリーンの周辺部を原点とすることも可能である。

【００５０】ここまでは指示具１が１つだけ使用される
場合について説明したが、複数の指示具が同時に使用さ
れる場合に、それぞれの指示具が指示する画面の座標を
求める方法を、図２７のフローチャートで説明する。

【００５１】Ｔ１では、撮影した像を、それぞれの像ご
とに拡大処理する。これは、像が存在する部分の周辺を
あらかじめ決めた大きさに渡って同じ信号で埋める処理
を行えばよい。

【００５２】次にＴ２では、セグメンテーションをおこ
なうことにより、指示具ごとの像の領域を求める。

【００５３】このようにして指示具ごとの像の範囲が求
められるので、それぞれの像の範囲において、図８で説
明したフローチャートによって座標を求めればよい。次
に、指示具１の別の例を図９に示す。

【００５４】前面には赤外線を発光する複数の赤外ＬＥ
Ｄ（発光ダイオード）５１が設けられ、上部には操作ボ
タン５２が設けられ、手で支持する部分には手持ち検出
スイッチ５３が設けられている。また、図示しないが内
部には電池が内蔵されている。

【００５５】図１０は指示具１の前面部分の詳細を説明
する三面図である。第１の発光素子である赤外ＬＥＤ５
１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄは同一平面上に菱形の頂
点に配置されている。赤外ＬＥＤ５１Ｂ、５１Ｄは指示
具１の手元側の上面と平行に距離ａを隔てており、赤外
ＬＥＤ５１Ａ、５１Ｃは垂直方向に距離ｂを隔てて配置
されている。第２の発光素子である赤外ＬＥＤ５１Ｅ
は、正面図では５１Ｂ、５１Ｃを結ぶ直線と５１Ａと５
１Ｃを結ぶ直線の交点で、さらに奥へ距離ｄだけ進んだ
位置に配置されている。

【００５６】説明者９が指示具１を手に持つと、手持ち
検出スイッチ５３が手で持っていることを検出して、赤
外ＬＥＤ５１（５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ、５１
Ｅ）を点灯させ、手から離すと消灯させる。また、操作
ボタン５２を押すと、赤外ＬＥＤ５１は一旦全てを消灯
させ、操作ボタン５２に対応してあらかじめ決められた
コードに従って、点滅のタイミングで操作ボタン５２の
どれが押されたかの情報を送信する。送信されたコード
は受信部１１により受信されて、コンピュータ１０に送
られる。送信が終了したら、再びすべてのＬＥＤを点灯
させる。なお、操作ボタン５２には、通常のマウスのク
リックボタンの機能や、コンピュータ１０で使う応用ソ
フトウエアに対応させた機能などを割り当てておくこと
ができる。

【００５７】ここで、指示具１による像６１の現れ方
を、図により説明する。

【００５８】図１２は指示具１のＬＥＤ５１を上部から
見た平面図である。中心線５６は赤外ＬＥＤ５１Ｂと５
１Ｄの中間とレンズ３２を結ぶ直線である。図１２には
指示具１が中心線５６から角度ｌだけ斜め左方向を向い
ている場合を示している。中心線５６の延長線上に垂直
に投影面５４を想定すると、投影面５４では、赤外ＬＥ
Ｄ５１Ｂと５１Ｄの間隔はｘとなり、また赤外ＬＥＤ５
１Ｅは中心線からｈだけ左にずれて投影されることにな
る。

【００５９】図１３は指示具１のＬＥＤ５１を横から見
た側面図である。中心線５６は赤外ＬＥＤ５１Ａと５１
Ｃの中間とレンズ３２を結ぶ直線である。図１３には指
示具１が中心線５６から角度ｍだけ斜め下方向を向いて
いる場合を示している。中心線５６の延長線上に垂直に
投影面５４を想定すると、投影面５４では、赤外ＬＥＤ
５１Ａと５１Ｃの間隔はｙとなり、また赤外ＬＥＤ５１
Ｅは中心線からｖだけ上にずれて投影されることにな
る。

【００６０】ここで、ＣＣＤカメラ３１で撮影した像６
１の一例を図１１に示す。像６１は、図１２と図１３の
投影面５４を任意の倍率で撮影したものと考えることが
できるため、図１１の像６１は、投影面５４の投影像と
合同の関係となる。図１１において、像６１Ａ、６１
Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄ、６１Ｅはそれぞれ赤外ＬＥＤ５１
Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｅを撮影した像である。ま
た、像６１Ｂと６１Ｄの間隔をＸ、６１Ａと６１Ｃの間
隔をＹ、像６１Ｂと６１Ｄを結ぶ直線と像６１Ａと像６
１Ｃを結ぶ直線の交点を基準点６２として、像６１Ｅの
基準点６２との距離の水平成分をＨ、垂直成分をＶとす
る。基準点６２は中心線５６の延長線上に一致するの
で、図１２、図１３のｘ、ｈ、ｙ、ｖの各値は、図１１
のＸ、Ｈ、Ｙ、Ｖの各値と比例関係となる。従って、像
６１の像６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄ、６１Ｅの関
係を調べれば、指示具１がＣＣＤカメラ３１に対して、
水平、垂直にどれだけ傾いているかを知ることができ
る。

【００６１】このように、赤外ＬＥＤ５１Ａ、５１Ｂ、
５１Ｃ、５１Ｄが菱形の頂点に配置された場合でも、前
記の赤外ＬＥＤ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃが二等辺三角形
の頂点に配置された場合と同様に扱うことができるの
で、同様な方法により、画面上の座標を求めることがで
きる。

【００６２】また、本実施例では、指示具１の中央の赤
外ＬＥＤが周辺の赤外ＬＥＤよりも奥に位置する場合に
ついて説明したが、別の例として、中央の赤外ＬＥＤが
周辺の赤外ＬＥＤより突出している場合でも、出力座標
の極性が反対になるだけで、全く同様に扱うことができ
る。

【００６３】なお、本実施例では水平面と垂直面で独立
に角度を求める方法を示したが、両方に傾きを持ってい
る場合には、平面図と側面図に現れる角度は厳密には正
確な値とはずれてくることになる。また、指示具が回転
している場合にも、厳密には誤差が含まれてくる。しか
し、本実施例のように、スクリーンに表示されるマーカ
ーを見ながら操作する場合には、操作した結果が即時に
現れ、それを見ながら指示具を操作することになるた
め、実際には全く問題にはならない。

【００６４】（実施例２）本発明に係わる第２の実施例
の形態を図面にもとづいて説明する。

【００６５】図１４は本発明の第２の実施例を説明する
図である。コンピュータ１０の表示データはプロジェク
ター４に送られ、投射されてスクリーン８に拡大表示さ
れる。スクリーン８はリアタイプで、画面を観察するの
は、プロジェクター４で投射するのと反対の面である。

【００６６】スクリーン８の上部には撮像部５と照射部
６が一体になったものが設けられ、前面に赤外光を照射
するとともに反射像を撮像し、指示具２の向きを検出し
て座標に変換しコンピュータ１０に伝送する。

【００６７】プレゼンテーションなどに当たっては、説
明者９がスクリーンを見ながら指示具２の向きを変える
ことにより、マーカー１２の位置を動かすことができ
る。

【００６８】マーカー１２は、従来のマウスで操作する
ポインタやカーソルと同じものであり、マウスを平面上
で動かすとポインタやカーソルが動くのと同様に、指示
具２の向きを変えるとマーカー１２を動かすことができ
る。

【００６９】図１５に指示具２の一例を示す。前面には
赤外線を反射する複数の反射材７１が設けられている。

【００７０】図１６は指示具２の前面部分の詳細を説明
する三面図である。第１の反射素子である反射材７１
Ａ、７１Ｂ、７１Ｃは同一平面上に二等辺三角形の頂点
に配置されている。反射材７１Ａ、７１Ｂは指示具２の
上面と平行に距離ａを隔てており、反射材７１Ｃは７１
Ａと７１Ｂを結ぶ線分の中央から垂直方向に距離ｂを隔
てて配置されている。第２の反射素子である反射材７１
Ｅは、正面図では７１Ｃの垂直方向に距離ｂ／２を隔
て、さらに奥へ距離ｄだけ進んだ位置に配置されてい
る。

【００７１】撮像部５及び照射部６の一例を図１７に示
す。照射部６はＣＣＤカメラ３１のレンズ３２の周辺
に、赤外ＬＥＤ３６を多数取り付けた構造であり、撮像
部５で撮像する方向を照射している。また、撮像部５
は、ＣＣＤカメラ３１、レンズ３２、赤外フィルタ３
３、画像処理部３４、出力部３５から構成する。ＣＣＤ
カメラ３１にはレンズ３２、赤外線フィルタ３２が取り
付けられており、指示具２の反射材７１の像を撮影す
る。ＣＣＤカメラ３１の出力は、画像処理装置３４に接
続されている。画像処理装置３４ではＣＣＤカメラ３１
で撮像した指示具２の反射材７１の像をもとにスクリー
ン８上の平面座標を演算し、出力部３５からコンピュー
タ１０に送る。

【００７２】ＣＣＤカメラ３１の出力画像の一例を図５
に示す。ＣＣＤカメラ３１のレンズ３２の前には赤外線
フィルタ３２が取り付けられているので、室内照明など
の光はほとんど除去され、図５に示すように反射材７１
による像４１のみが出力される。

【００７３】ここで、指示具２による像４１の現れ方
を、図により説明する。

【００７４】図１８は指示具２の反射材７１を上部から
見た平面図である。中心線７６は反射材７１Ａと７１Ｂ
の中間とレンズ３２を結ぶ直線である。図１８には指示
具２が中心線７６から角度ｌだけ斜め左方向を向いてい
る場合を示している。中心線７６の延長線上に垂直に投
影面７４を想定すると、投影面７４では、反射材７１Ａ
と７１Ｂの間隔はｘとなり、また反射材７１Ｅは中心線
からｈだけ左にずれて投影されることになる。

【００７５】図１９は指示具２の反射材７１を横から見
た側面図である。中心線７６は反射材７１Ａ、７１Ｂと
７１Ｃの中間とレンズ３２を結ぶ直線である。図１９に
は指示具２が中心線７６から角度ｍだけ斜め下方向を向
いている場合を示している。中心線７６の延長線上に垂
直に投影面７４を想定すると、投影面７４では、反射材
７１Ａ、７１Ｂと７１Ｃの間隔はｙとなり、また反射材
７１Ｅは中心線からｖだけ上にずれて投影されることに
なる。

【００７６】ここで、ＣＣＤカメラ３１で撮影した像４
１は、図１８と図１９の投影面７４を任意の倍率で撮影
したものと考えることができるため、図５の像４１は、
投影面７４の投影像と合同の関係となる。図５におい
て、像４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｅはそれぞれ反射
材７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｅを撮影した像であ
る。また、像４１Ａと４１Ｂの間隔をＸ、４１Ａと４１
Ｂを結ぶ線分の中央から垂直方向に像４１Ｃまでの距離
をＹ、像４１ＣからＹ／２だけ上の位置を基準点４２と
して、像４１Ｅの基準点４２との距離の水平成分をＨ、
垂直成分をＶとする。基準点４２は中心線７６の延長線
上に一致するので、図１８、図１９のｘ、ｈ、ｙ、ｖの
各値は、図５のＸ、Ｈ、Ｙ、Ｖの各値と比例関係とな
る。従って、像４１の像４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１
Ｅの関係を調べれば、指示具２がＣＣＤカメラ３１に対
して、水平、垂直にどれだけ傾いているのかを知ること
ができる。

【００７７】

【数５】

【００７８】

【数６】

【００７９】数１は投影面７４における水平方向の関係
を示した式である。また、数２は投影面７４における垂
直方向の関係を示した式である。前記の通り、ｘ、ｈ、
ｙ、ｚの各値は図５のＸ、Ｈ、Ｙ、Ｖの各値と比例関係
にあるので、数１、数２は次に示す数３のように表わす
ことができる。

【００８０】

【数７】

【００８１】ここで、ａ、ｂ、ｄの値は指示具１で既知
の値であるため、角度ｌ、角度ｍは図５の像４１から求
めることができる。

【００８２】なお、出力部３５からコンピュータ１０に
出力するデータは、スクリーン８に投射された画面の水
平、垂直の直交座標であることが必要である。そこで、
画面の中央を原点とすれば、数４に示すように、角度
ｌ、ｍをＸｓ、Ｙｓという座標に変換することができ
る。

【００８３】

【数８】

【００８４】ここで、数４のＫは比例定数であり、指示
具１の傾きと出力の感度を決める値である。この値は、
使いやすい適当な値に固定しておいてもよいし、説明者
９が好みに応じて設定できるようにしておいてもよい。
なお、数４からわかるように、角度ｌ、ｍの値は実際の
演算では求める必要はない。

【００８５】次に、以上の原理によって、画像処理装置
３４において、ＣＣＤカメラ３１が撮像した像４１から
指示具１が指示する画面の座標を求める方法を、図８の
フローチャートにより説明する。

【００８６】Ｓ１では、像４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４
１Ｅの重心座標を求める。これは像が有限の大きさを持
っているので、ほぼ中心の位置を代表点として決めるた
めであり、公知の演算方法で求めればよい。

【００８７】Ｓ２では像４１Ａ、４１Ｂの重心座標か
ら、水平方向の距離Ｘと４１Ａと４１Ｂの中間の座標を
求める。

【００８８】Ｓ３では、像４１Ｃの重心座標とＳ２で求
めた中間の座標から、垂直方向の距離Ｙと両者の中間点
である基準点４２の座標を求める。

【００８９】Ｓ４では、像４１Ｅの重心座標と基準点４
２の座標から、両者の距離を水平方向にＨ、垂直方向に
Ｖとして求める。

【００９０】Ｓ５では、数４により、スクリーン８上の
座標Ｘｓ、Ｙｓを求める。

【００９１】以上の座標の求め方をまとめると、指示具
２の第１の反射素子である反射材７１Ａ、７１Ｂ、７１
Ｃの像４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃから距離Ｘ、Ｙと基準点
を求め、第２の反射素子である反射材７１Ｅの像４１Ｅ
から基準点との水平、垂直の距離Ｈ、Ｖを求め、演算に
よりスクリーン上の座標Ｘｓ、Ｙｓを求める、という手
順である。

【００９２】なお、ここではスクリーン８上の座標は中
心部を原点としたが、バイアス値を設定することによ
り、スクリーンの周辺部を原点とすることも可能であ
る。

【００９３】ここまでは指示具２が１つだけ使用される
場合について説明したが、複数の指示具が同時に使用さ
れる場合に、それぞれの指示具が指示する画面の座標を
求める方法を、図２７のフローチャートで説明する。

【００９４】Ｔ１では、撮影した像を、それぞれの像ご
とに拡大処理する。これは、像が存在する部分の周辺を
あらかじめ決めた大きさに渡って同じ信号で埋める処理
を行えばよい。

【００９５】次にＴ２では、セグメンテーションをおこ
なうことにより、指示具ごとの像の領域を求める。

【００９６】このようにして指示具ごとの像の範囲が求
められるので、それぞれの像の範囲において、図８で説
明したフローチャートによって座標を求めればよい。以
上、指示具２の図１９に示す形態にもとづいて説明した
が、別の例として、実施例１で説明したＬＥＤ５１Ａ、
５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ、５１Ｅを反射材に置き換えて
も、ＬＥＤの場合と同様に扱うことができる。

【００９７】このように、反射材が菱形も頂点に配置さ
れた場合でも、前記の反射材７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃが
二等辺三角形状に配置された場合と同様に扱うことがで
きるので、同様な方法により、画面上の座標を求めるこ
とができる。

【００９８】また、本実施例では、指示具２の中央の反
射材が周辺の反射材よりも奥に位置する場合について説
明したが、別の例として、中央の反射材が周辺の反射材
より突出している場合でも、出力座標の極性が反対にな
るだけで、全く同様に扱うことができる。

【００９９】なお、本実施例では水平面と垂直面で独立
に角度を求める方法を示したが、両方に傾きを持ってい
る場合には、平面図と側面図に現れる角度は厳密には正
確な値とはずれてくることになる。また、指示具が回転
している場合にも、厳密には誤差が含まれてくる。しか
し、本実施例のように、スクリーンに表示されるマーカ
ーを見ながら操作する場合には、操作した結果が即時に
現れ、それを見ながら指示具を操作することになるた
め、実際には全く問題にはならない。

【０１００】また、本実施例では撮像部５と照射部６が
一体となった構造について説明したが、両者は分離して
別の場所に取り付けておくことも可能である。

【０１０１】（実施例３）本発明に係わる第３の実施例
の形態を図面にもとづいて説明する。

【０１０２】図２０は本発明の第３の実施例を説明する
図である。コンピュータ１０の表示データはプロジェク
ター４に送られ、投射像はミラー１３で反射されてスク
リーン８に拡大表示される。スクリーン８はリアタイプ
で、画面を観察するのは、プロジェクター４で投射する
のと反対の面である。なお、プロジェクター４、ミラー
１３、コンピュータ１０は筐体１４に収められており、
コンピュータ１０を除いて全体をリアプロジェクターと
称する場合もある。

【０１０３】スクリーン８の下部には撮像部５と照射部
６が一体になったものが設けられ、前面に赤外光を照射
するとともに反射像を撮像し、指示具３の向きを検出し
て座標に変換しコンピュータ１０に伝送する。

【０１０４】プレゼンテーションなどに当たっては、説
明者９がスクリーンを見ながら指示具３の向きを変える
ことにより、マーカー１２の位置を動かすことができ
る。

【０１０５】マーカー１２は、従来のマウスで操作する
ポインタやカーソルと同じものであり、マウスを平面上
で動かすとポインタやカーソルが動くのと同様に、指示
具３の向きを変えるとマーカー１２を動かすことができ
る。

【０１０６】図２１に指示具３の一例を示す。前面には
赤外線を反射する複数の反射材８１が設けられている。

【０１０７】図２２は指示具３の前面部分の詳細を説明
する三面図である。反射材８１は、第１の反射素子であ
る反射材８１Ａと第２の反射素子である反射材８１Ｂに
より構成されている。反射材８１Ａは中心の直径がａの
環状であり、中心には距離ｄだけ前方に突出して反射材
８１Ｂが設けられている。

【０１０８】撮像部５及び照射部６の一例を図１７に示
す。照射部６はＣＣＤカメラ３１のレンズ３２の周辺
に、赤外ＬＥＤ３６を多数取り付けた構造であり、撮像
部５で撮像する方向を照射している。また、撮像部５
は、ＣＣＤカメラ３１、レンズ３２、赤外フィルタ３
３、画像処理部３４、出力部３５から構成する。ＣＣＤ
カメラ３１にはレンズ３２、赤外線フィルタ３２が取り
付けられており、指示具３の反射材８１の像を撮影す
る。ＣＣＤカメラ３１の出力は、画像処理装置３４に接
続されている。画像処理装置３４では、ＣＣＤカメラ３
１で撮像した指示具３の反射材８１の像をもとにスクリ
ーン８上の平面座標を演算し、出力部３５からコンピュ
ータ１０に出力する。

【０１０９】ＣＣＤカメラ３１の出力画像の一例を図２
３に示す。ＣＣＤカメラ３１のレンズ３２の前には赤外
線フィルタ３２が取り付けられているので、室内照明な
どの光はほとんど除去され、図２３に示すように反射材
８１による像９１のみが出力される。

【０１１０】ここで、指示具３による像９１の現れ方
を、図により説明する。

【０１１１】図２４は指示具３を中心を通る水平面で切
断し上部から見た、反射材８１の平面図である。中心線
８６は反射材８１Ａの中心とレンズ３２を結ぶ直線であ
る。図２４には指示具３が中心線８６から角度ｌだけ斜
め左方向を向いている場合を示している。中心線８６の
延長線上に垂直に投影面８４を想定すると、投影面８４
では、反射材８１Ａの直径方向の間隔はｘとなり、また
反射材８１Ｂは中心線からｈだけ左にずれて投影される
ことになる。

【０１１２】図２５は指示具３を中心を通る垂直面で切
断し横から見た、反射材８１の側面図である。中心線８
６は反射材８１Ａの中心とレンズ３２を結ぶ直線であ
る。図２５には指示具３が中心線８６から角度ｍだけ斜
め下方向を向いている場合を示している。中心線８６の
延長線上に垂直に投影面８４を想定すると、投影面８４
では、反射材８１Ａの直径方向の間隔はｙとなり、また
反射材８１Ｂは中心線からｖだけ上にずれて投影される
ことになる。

【０１１３】ここで、ＣＣＤカメラ３１で撮影した像９
１は、図２４と図２５の投影面７４を任意の倍率で撮影
したものと考えることができるため、図２３の像９１
は、投影面８４の投影像と合同の関係となる。図２３に
おいて、像９１Ａ、９１Ｂはそれぞれ反射材８１Ａ、８
１Ｂを撮影した像である。また、像９１Ａの水平方向の
最大の間隔をＸ、垂直方向の最大の間隔をＹとして、そ
れぞれの間隔の中央を通る水平線と垂直線の交点を基準
点９２とする。また、像９１Ｂの基準点９２との距離の
水平成分をＨ、垂直成分をＶとする。基準点９２は中心
線８６の延長線上に一致するので、図２４、図２５の
ｘ、ｈ、ｙ、ｖの各値は、図２３のＸ、Ｈ、Ｙ、Ｖの各
値とほぼ比例関係となる。従って、像９１の像９１Ａ、
９１Ｂの関係を調べれば、指示具３がＣＣＤカメラ３１
に対して、水平、垂直にどれだけ傾いているかを知るこ
とができる。

【０１１４】

【数９】

【０１１５】

【数１０】

【０１１６】数１は投影面８４における水平方向の関係
を示した式である。また、数５は投影面８４における垂
直方向の関係を示した式である。前記の通り、ｘ、ｈ、
ｙ、ｚの各値は図２３のＸ、Ｈ、Ｙ、Ｖの各値とほぼ比
例関係にあるので、数１、数５は次に示す数６のように
表わすことができる。

【０１１７】

【数１１】

【０１１８】ここで、ａ、ｄの値は指示具３で既知の値
であるため、角度ｌ、角度ｍは図２３の像９１から求め
ることができる。

【０１１９】なお、出力部３５からコンピュータ１０に
出力するデータは、スクリーン８に投射された画面の水
平、垂直の直交座標であることが必要である。そこで、
画面の中央を原点とすれば、数７に示すように、角度
ｌ、ｍをＸｓ、Ｙｓという座標に変換することができ
る。

【０１２０】

【数１２】

【０１２１】ここで、数７のＫは比例定数であり、指示
具３の傾きと出力の感度を決める値である。この値は、
使いやすい適当な値に固定しておいてもよいし、説明者
９が好みに応じて設定できるようにしておいてもよい。
なお、数７からわかるように、角度ｌ、ｍの値は実際の
演算では求める必要はない。

【０１２２】次に、以上の原理によって、画像処理装置
３４において、ＣＣＤカメラ３１が撮像した像９１から
指示具３が指示する画面の座標を求める方法を、図２６
のフローチャートにより説明する。

【０１２３】Ｓ１では、像９１Ａの水平方向の左端の位
置と右端の位置を求め、それぞれの部分で水平方向の重
心座標を求め、両者の水平方向の距離Ｘを求める。

【０１２４】Ｓ２では、像９１Ａの垂直方向の上端の位
置と右端の位置を求め、それぞれの部分で垂直方向の重
心座標を求め、両者の垂直方向の距離Ｙを求める。

【０１２５】Ｓ３では、Ｘ、Ｙそれぞれの中心の位置に
あたる基準点９２の座標を求める。

【０１２６】Ｓ４では、像９１Ｂの重心座標を求め、基
準点９２の座標との距離を水平方向にＨ、垂直方向にＶ
として求める。

【０１２７】Ｓ５では、数７により、スクリーン上の座
標Ｘｓ、Ｙｓを求める。

【０１２８】以上の座標の求め方をまとめると、指示具
３の第１の反射素子である反射材８１Ａの像９１Ａから
距離Ｘ、Ｙと基準点を求め、第２の反射素子である反射
材８１Ｂの像９１Ｂから基準点との水平、垂直の距離
Ｈ、Ｖを求め、演算によりスクリーン上の座標Ｘｓ、Ｙ
ｓを求める、という手順である。

【０１２９】なお、ここではスクリーン上の座標は中心
部を原点としたが、バイアス値を設定することにより、
スクリーンの周辺部を原点とすることも可能である。

【０１３０】ここまでは指示具３が１つだけ使用される
場合について説明したが、複数の指示具が同時に使用さ
れる場合に、それぞれの指示具が指示する画面の座標を
求める方法を、図２７のフローチャートで説明する。

【０１３１】Ｔ１では、撮影した像を、それぞれの像ご
とに拡大処理する。これは、像が存在する部分の周辺を
あらかじめ決めた大きさに渡って同じ信号で埋める処理
を行えばよい。

【０１３２】次にＴ２では、セグメンテーションをおこ
なうことにより、指示具ごとの像の領域を求める。

【０１３３】このようにして指示具ごとの像の範囲が求
められるので、それぞれの像の範囲において、図２６で
説明したフローチャートによって座標を求めればよい。
以上、本実施例では、指示具３の中央の反射材が周辺の
反射材よりも突出している場合について説明したが、別
の例として、中央の反射材が周辺の反射材よりも奥に位
置する場合でも、出力座標の極性が反対になるだけで、
全く同様に扱うことができる。

【０１３４】なお、本実施例では水平面と垂直面で独立
に角度を求める方法を示したが、両方に傾きを持ってい
る場合には、平面図と側面図に現れる角度は厳密には正
確な値とはずれてくることになる。しかし、本実施例の
ように、スクリーンに表示されるマーカーを見ながら操
作する場合には、操作した結果が即時に現れ、それを見
ながら指示具を操作することになるため、実際には全く
問題にはならない。

【０１３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
少なくとも３個の発光素子と直交軸上に配した発光素子
とから指示具を構成し、撮像手段で発光素子の相対位置
関係を撮像し、映像信号から指示具が撮像手段に対して
示す向きを求めて平面座標に変換するようにしたので、
説明者が指示具を動かすことによって画面上のマーカー
を動かしてコンピュータの応用ソフトを使うことが可能
である。そのため、コンピュータ画面をプロジェクター
で拡大投射して行うプレゼンテーションなどにおいて、
説明者が画面の位置から離れることなく、レーザーポイ
ンタで指し示すようにして説明することができるので、
聴衆の注意が散漫になるのを避けることができる。

【０１３６】また、発光素子を二等辺三角形の各頂点に
配置し、２個を結ぶ底辺がほぼ水平に配置されるように
したので、斜めの距離や座標を求めるために必要な二乗
と平方根の計算が不要となるため、撮像した画像から座
標を求めるための演算を簡単にすることができる。

【０１３７】また、発光素子を菱形の各頂点に配置し、
菱形の対角線の一方がほぼ水平に配置されるようにした
ので、斜めの距離や座標を求めるために必要な二乗と平
方根の計算が不要となるため、撮像した画像から座標を
求めるための演算を簡単にすることができる。

【０１３８】また、操作手段による操作情報により発光
素子を変調する変調手段と、変調された操作情報を検出
する受光手段を設けたので、応用ソフトをマウスと同様
に操作することが可能となり、プレゼンテーションなど
におけるページ送りなどの操作が、指示具だけで行え、
説明の流れが阻害されるのを避けることができる。

【０１３９】また、指示具に手持ち検出手段を設け、発
光素子の点灯または消灯を制御するようにしたので、使
用時に点灯させ、使用しない場合には消灯させることが
できるので、電池などのエネルギー源の無駄な消費を避
けることができるとともに、発光素子の寿命を長く保つ
ことができる。

【０１４０】また、少なくとも３個の反射素子と直交軸
上に配した反射素子とから指示具を構成し、照射手段で
照射した反射素子の相対位置関係を撮像手段で撮像し、
映像信号から指示具が撮像手段に対して示す向きを求め
て平面座標に変換するようにしたので、説明者が指示具
を動かすことによって画面上のマーカーを動かしてコン
ピュータの応用ソフトを使うことが可能である。そのた
め、コンピュータ画面をプロジェクターで拡大投射して
行うプレゼンテーションなどにおいて、説明者が聴衆の
視野から離れることなく、レーザーポインタで指し示す
ようにして説明することができるので、聴衆の注意が散
漫になるのを避けることができる。また、指示具には電
池などのエネルギー源を必要としないので、維持管理を
容易にすることができる。

【０１４１】また、反射素子を二等辺三角形の各頂点に
配置し、２個を結ぶ底辺がほぼ水平に配置されるように
したので、斜めの距離や座標を求めるために必要な二乗
と平方根の計算が不要となるため、撮像した画像から座
標を求めるための演算を簡単にすることができる。

【０１４２】また、反射素子を菱形の各頂点に配置し、
菱形の対角線の一方がほぼ水平に配置されるようにした
ので、斜めの距離や座標を求めるために必要な二乗と平
方根の計算が不要となるため、撮像した画像から座標を
求めるための演算を簡単にすることができる。

【０１４３】また、同一平面上に配した中空の円盤状の
反射素子と直交軸上に配したの反射素子とから指示具を
構成し、照射手段で照射した反射素子の相対位置関係を
撮像手段で撮像し、映像信号から指示具が撮像手段に対
して示す向きを求めて平面座標に変換するようにしたの
で、説明者が指示具を動かすことによって画面上のマー
カーを動かしてコンピュータの応用ソフトを使うことが
可能である。そのため、コンピュータ画面をプロジェク
ターで拡大投射して行うプレゼンテーションなどにおい
て、説明者が聴衆の視野から離れることなく、レーザー
ポインタで指し示すようにして説明することができるの
で、聴衆の注意が散漫になるのを避けることができる。
また、指示具には電池などのエネルギー源を必要としな
いので、維持管理を容易にすることができる。さらに指
示具の反射素子は回転対称の形状としたので、説明者が
どのような持ち方をしても使うことができる。

【０１４４】また、撮像手段により撮像した画像から、
第１の発光素子または第１の反射素子による第１の像
と、第２の発光素子または第２の発光素子による第２の
像を求め、第１の像の座標から基準座標を求め、第２の
像と基準座標の位置関係から指示具の撮像手段に対する
向きを求め、向きにより表示手段における指示位置を特
定する方法としたので、撮像した画像の大きさは限定さ
れない。従って、撮像手段と指示具の距離が不定であっ
ても画面上の指示位置を特定することができるので、説
明者が場所を移動することができる。さらに撮像手段の
画角は任意に設定することができるので、撮像手段の取
り付け場所は限定されることなく、調整も簡単に行うこ
とができる。

【０１４５】また、撮像手段により撮像した画像から、
複数の指示手段の像を独立の像に分離した独立指示具像
を得て、該独立指示具像ごとに前記指示手段の前記撮像
手段に対する向きを求め、該向きにより前記表示手段に
おける指示位置を特定する方法としたので、説明者と聴
衆からのように、２点以上を同時に指し示したり、スク
リーン上の２ヶ所で同時に入力を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の指示具の一例を示
す図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態の指示具の前面部分
の詳細を説明する三面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態の撮像部の一例を示
す図である。

【図５】本発明の第１および第２の実施の形態のＣＣＤ
カメラの出力画像の一例を示す図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態の指示具のＬＥＤの
配置を示す平面図である。

【図７】本発明の第１の実施の形態の指示具のＬＥＤの
配置を示す側面図である。

【図８】本発明の第１および第２の実施の形態の座標を
求める手順を示すフローチャートである。

【図９】本発明の第１の実施の形態の指示具の別の例を
示す図である。

【図１０】本発明の第１の実施の形態の指示具の前面部
分の詳細を説明する三面図である。

【図１１】本発明の第１の実施の形態のＣＣＤカメラの
出力画像の一例を示す図である。

【図１２】本発明の第１の実施の形態の指示具のＬＥＤ
の配置を示す平面図である。

【図１３】本発明の第１の実施の形態の指示具のＬＥＤ
の配置を示す側面図である。

【図１４】本発明の第２の実施の形態を示す図である。

【図１５】本発明の第２の実施の形態の指示具の一例を
示す図である。

【図１６】本発明の第２の実施の形態の指示具の前面部
分の詳細を説明する三面図である。

【図１７】本発明の第２の実施の形態の撮像部及び照射
部の一例を示す図である。

【図１８】本発明の第２の実施の形態の指示具の反射材
の配置を示す平面図である。

【図１９】本発明の第２の実施の形態の指示具の反射材
の配置を示す側面図である。

【図２０】本発明の第３の実施の形態を示す図である。

【図２１】本発明の第３の実施の形態の指示具の一例を
示す図である。

【図２２】本発明の第３の実施の形態の指示具の前面部
分の詳細を説明する三面図である。

【図２３】本発明の第３の実施の形態のＣＣＤカメラの
出力画像の一例を示す図である。

【図２４】本発明の第３の実施の形態の指示具の反射材
の配置を示す平面図である。

【図２５】本発明の第３の実施の形態の指示具の反射材
の配置を示す側面図である。

【図２６】本発明の第３の実施の形態の座標を求める手
順を示すフローチャートである。

【図２７】本発明の第１および第２および第３の実施の
形態の、複数の指示具の像を分離する手順を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

１、２、３指示具４プロジェクター５撮像部６照射部７、８スクリーン９説明者１０コンピュータ１１受信部１２マーカー１３ミラー１４筐体２１赤外ＬＥＤ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｅ赤外ＬＥＤ２２操作ボタン２３手持ち検出電極２４投影面２６中心線３１ＣＣＤカメラ３２レンズ３３赤外線フィルタ３４画像処理装置３５出力部３６赤外ＬＥＤ４１像４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｅ像４２基準点５１赤外ＬＥＤ５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ、５１Ｅ赤外ＬＥＤ５２操作ボタン５３手持ち検出スイッチ５４投影面５６中心線６１像６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄ、６１Ｅ像６２基準点７１反射材７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｅ反射材７４投影面７６中心線８１反射材８１Ａ、８１Ｂ反射材８４投影面８６中心線９１像９１Ａ、９１Ｂ像９２基準点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも３個の第１の発光素子と、前
記第１の発光素子により囲まれる平面内で該平面と直交
する、直交軸上に配した第２の発光素子とから構成する
指示手段と、該指示手段の前記第１と第２の発光素子の
相対位置関係を撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像
した映像信号から前記指示手段が前記撮像手段に対して
示す向きを求めて平面座標に変換する座標変換手段と、
該座標変換手段で求めた座標を出力する出力手段と、前
記出力手段で求めた前記座標にもとづき画面上の指示情
報を表示する表示手段を備えたこと、を特徴とする遠隔
座標入力装置。
【請求項２】請求項１記載の遠隔座標入力装置におい
て、前記第１の発光素子が二等辺三角形の各頂点に配置
され、２個を結ぶ底辺がほぼ水平に配置されること、を
特徴とする遠隔座標入力装置。
【請求項３】請求項１記載の遠隔座標入力装置におい
て、前記第１の発光素子が菱形の各頂点に配置され、前
記菱形の対角線の一方がほぼ水平に配置されること、を
特徴とする遠隔座標入力装置。
【請求項４】請求項１記載の遠隔座標入力装置におい
て、前記指示手段に設けた操作手段による操作情報によ
り前記第１または第２の発光素子を変調する変調手段
と、変調された前記操作情報を検出する受光手段を設け
たこと、を特徴とする遠隔座標入力装置。
【請求項５】請求項１記載の遠隔座標入力装置におい
て、前記指示手段を手で持っているか否かを検出する手
持ち検出手段を備え、該手持ち検出手段の出力により、
前記第１および第２の発光素子の点灯または消灯を制御
することを特徴とする遠隔座標入力装置。
【請求項６】少なくとも３個の第１の反射素子と、前
記第１の反射素子により囲まれる平面内で該平面と直交
する、直交軸上に配した第２の反射素子とから構成する
指示手段と、該指示手段の前記第１と第２の反射素子を
照射する照射手段と、前記指示手段の前記第１と第２の
反射素子の相対位置関係を撮像する撮像手段と、該撮像
手段が撮像した映像信号から前記指示手段が前記撮像手
段に対して示す向きを求めて平面座標に変換する座標変
換手段と、該座標変換手段で求めた座標を出力する出力
手段と、前記出力手段で求めた前記座標にもとづき画面
上の指示情報を表示する表示手段を備えたこと、を特徴
とする遠隔座標入力装置。
【請求項７】請求項６記載の遠隔座標入力装置におい
て、前記第１の反射素子が二等辺三角形の各頂点に配置
され、２個を結ぶ底辺がほぼ水平に配置されること、を
特徴とする遠隔座標入力装置。
【請求項８】請求項６記載の遠隔座標入力装置におい
て、前記第１の反射素子が菱形の各頂点に配置され、前
記菱形の対角線の一方がほぼ水平に配置されること、を
特徴とする遠隔座標入力装置。
【請求項９】中空の円盤状の第１の反射素子と、前記
第１の反射素子により囲まれる平面内で該平面と直交す
る、直交軸上に配した第２の反射素子とから構成する指
示手段と、該指示手段の前記第１と第２の反射素子を照
射する照射手段と、前記指示手段の前記第１と第２の反
射素子の相対位置関係を撮像する撮像手段と、撮像した
映像信号から前記指示手段が前記撮像手段に対して示す
向きを求めて平面座標に変換する座標変換手段と、該座
標変換手段で求めた座標を出力する出力手段と、前記出
力手段で求めた前記座標にもとづき画面上の指示情報を
表示する表示手段を備えたこと、を特徴とする遠隔座標
入力装置。
【請求項１０】請求項１ないし請求項９記載の遠隔座
標入力装置において、前記撮像手段により撮像した画像
から、前記第１の発光素子または前記第１の反射素子に
よる第１の像と、前記第２の発光素子または前記第２の
発光素子による第２の像を求め、前記第１の像の座標か
ら基準座標を求め、前記第２の像と前記基準座標の位置
関係から前記指示手段の前記撮像手段に対する向きを求
め、該向きにより前記表示手段における指示位置を特定
すること、を特徴とする遠隔座標入力方法。
【請求項１１】請求項１０記載の遠隔座標入力方法に
おいて、前記撮像手段により撮像した画像から、複数の
指示手段の像を独立の像に分離した独立指示具像を得
て、該独立指示具像ごとに前記指示手段の前記撮像手段
に対する向きを求め、該向きにより前記表示手段におけ
る指示位置を特定すること、を特徴とする遠隔座標入力
方法。