JP2007213197A - Coordinate designation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光体を使用した指示端末と撮像装置を使用して、ディスプレイ装置に表示された映像やスクリーンに投影された映像などの座標検出対象上で指示端末が指示した座標を検出する方法に関する。 The present invention relates to a method for detecting coordinates designated by an instruction terminal on a coordinate detection target, such as an image displayed on a display device or an image projected on a screen, using an instruction terminal using an illuminant and an imaging device. About.
従来、TV受信機でデータ放送を受信し、データ放送アプリケーション内で、画面上のボタンを押下する場合、必要な回数分リモコン(リモートコントローラー)のカーソル移動キーを押下して、ボタン選択を移動してリモコンの決定キーを押すなどの、一つの画面上のボタンを押すだけでも複数回のリモコンのキーによる操作を行っている。
一方、TV受信機を含むディスプレイ装置で表示されている画面内の座標を指定する場合、PC(パーソナルコンピューター)ではマウスやトラックボールが主に使用されており、ゲーム機ではテレビジョン受信機の走査線をフォトセンサにて検出するペン型やピストル型の検出器を用いて座標検出している。また、プロジェクターによってスクリーンに投影された映像では、レーザーポインターによって照射された点を撮像素子にて座標検出行う方法や、テレビジョン受信機のような表示装置では、特開2004−023220、特開平08−130779などの様に複数の受信センサーを用いてリモコン送信機による座標指示を行う方法がある(例えば、特許文献1,2,3参照。)。
On the other hand, when specifying coordinates in a screen displayed on a display device including a TV receiver, a PC (personal computer) mainly uses a mouse or a trackball, and a game machine scans a television receiver. Coordinates are detected using a pen-type or pistol-type detector that detects lines with a photosensor. In addition, in an image projected on a screen by a projector, in a method of detecting the coordinates of a point irradiated by a laser pointer with an image sensor or a display device such as a television receiver, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2004-023220 and 08 There is a method of performing coordinate designation by a remote control transmitter using a plurality of receiving sensors such as -1307779 (see, for example,
しかしながら、前述の通り、リモコンのカーソル移動キーによる方法では、何回もキー操作が必要であり操作が煩雑である。フォトセンサによって走査線を検出する方法は、液晶パネルやプラズマディスプレイパネル、液晶や光変調素子を使用したプロジェクター等の様に走査線が存在しない場合には使用は出来ない。レーザーポインターによる照射光の検出は、照射対象が適切でないと機能しないまた、直視すると目に危害が及ぶ可能性のあるレーザーポインターは一般家庭での使用は問題がある。マウスやトラックボールは直接座標を指定しないため煩雑で、さらに繊細な操作が必要でもあり、一般家庭で子供やお年寄りによる操作は不向きである。また、特開2004−023220、特開平08−130779などの様に複数の受信センサーを用いた方法では、リモコンの方向が特定できない方法や、リモコンによる受信センサーに対する照射角と信号強度から指示座標を推測により算出するため、例えば図5のようにテレビジョン受信機51がテーブル57のように反射する物体の上に置かれた場合、センサー53とセンサー55は反射光が入らないが、センサー54とセンサー56はテーブル57からの反射光58が入射し、信号強度に影響し誤検出が発生する。
However, as described above, the method using the cursor movement key of the remote controller requires many key operations and is complicated. The method of detecting a scanning line by a photosensor cannot be used when there is no scanning line such as a liquid crystal panel, a plasma display panel, a projector using a liquid crystal or a light modulation element, or the like. Detection of irradiation light by a laser pointer does not function unless the irradiation target is appropriate. Also, there is a problem in using a laser pointer that may be harmful to eyes if it is directly viewed. The mouse and the trackball are complicated because they do not directly specify coordinates, and more delicate operations are required, and operations by children and the elderly are not suitable for ordinary households. Further, in a method using a plurality of receiving sensors such as Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-023220 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-130779, a method in which the direction of the remote control cannot be specified, or the indication coordinates are determined from the irradiation angle and signal intensity with respect to the reception sensor by the remote control. In order to calculate by estimation, for example, when the television receiver 51 is placed on a reflecting object such as the table 57 as shown in FIG. 5, the sensor 53 and the
前記従来の課題を解決するため、請求項1の座標指定装置は、リモコンに相当する指示部と指示部を検出する撮像部を設け、指示部には撮像部にて指示部の方向が検出可能ように少なくとも直線上に3つ以上配置しない4点に発光部を配置し、撮像部によって指示部に備えられた少なくとも4点の発光部を検出し、発光部の像間の距離と角度からパターン認識処理によって指示部の向きと位置を検出し、指示部の向きと位置から指示部の延長線上の対象面である表示装置やスクリーンやテレビジョン受信機の画面などと交差する点、すなわち対象面の座標を算出する。
In order to solve the conventional problem, the coordinate designating device according to
請求項2の座標指定装置は、発光部の出力信号を可視光ではない赤外線とし表示装置やテレビジョン受信機の画面への写り込みの防止や、スクリーン投射時に影響を与えないようにし、また撮像部に赤外線フィルターを装着し赤外線のみを検出することで、誤検出を低減する。
The coordinate designating device according to
請求項3の座標指定装置は、発光部の信号をパルス変調し、撮像部にて発光部は変調パターン従って発光部の像が出現するため、出現パターンが変調パターンと一致する発光部の像を検出することで、誤検出を低減する。
The coordinate designating device according to
請求項4の座標指定装置は、指示部に座標指定ボタンを設け、座標指定ボタンを押下したときのみ発光部より出力することで、出力に必要な電力の使用を必要なときのみに限定し、消費電力の低減を図ると共に、座標指定が必要な時のみ座標指定を行うことで、使い勝手を向上している。
The coordinate designating device according to
請求項5の座標指定装置は、撮像部位外で前記発光部から信号が出力されていることを検出することで、座標指定ボタンを押下していないときに誤検出することを防止する。
The coordinate designating device according to
請求項6の座標指定装置は、対象面の座標を任意に変更または設定することで、任意の対象面の座標指定を行うようにできるものであり、例えばプロジェクターによって投射する場合には、図4の様に撮像部であるCCDカメラ43とスクリーン42を任意の位置に配置することが出来る。
The coordinate designating apparatus according to
請求項7の座標指定装置は、指示部を使用して、対象面の座標を設定することで、任意の対象面の座標指定を行うようにできるものである。
請求項8の座標指定装置は、指示部を用いた対象面の座標を6回の座標指定による設定で、任意の対象面の座標指定を行うようにできるものである。
The coordinate designating device according to
The coordinate designating device according to
以上のように、本発明の座標指定装置によれば、表示装置や、テレビジョン受信機、プロジェクターで投影されたスクリーン映像などで、座標指定を行うことができ、画面内のボタンの選択や押下などの操作が容易に行うことが可能となる。 As described above, according to the coordinate designation device of the present invention, coordinate designation can be performed on a screen image projected by a display device, a television receiver, or a projector, and selection or pressing of a button on the screen is possible. Such operations can be easily performed.
以下に、本発明の実施の形態について図面を使用しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は本発明をテレビジョン受信機のリモートコントロールシステムと組み合わせた場合の使用例であり、図2はそのリモコン2を拡大した図であり、図3はテレビジョン受信機のブロック図である。テレビジョン受信機1には撮像部であるCCDカメラ3と赤外線信号を受信する赤外線受信部4を備える。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a usage example when the present invention is combined with a remote control system of a television receiver, FIG. 2 is an enlarged view of the
指示部であるリモコン2より、使用者が操作ボタンを押下すると、LED22、LED23、LED24、LED25、LED26、LED27によって操作コードで変調された赤外線を発する。LED26とLED27は対象面に非常に近づいた場合、LED22とLED23、LED24とLED25がCCDカメラ3で撮影した映像内で接近し、区別が困難となり認識が出来なくなるため、より認識可能範囲を広げるために配置した。各LEDで発せられた赤外線は、赤外線受信部4で受信する。以下、図3のブロック図の様に赤外線フィルター38を通過した信号は、赤外線受信部32で受信され、操作コード認識処理部34により操作コードが識別される。識別された操作コードにより、テレビジョン受信機がテレビジョン受信機制御部35により制御される。例えば、チャンネル選択であった場合、指定されたチャンネル番号に選局される処理を行うことになる。次に、座標を指示する場合、座標指定ボタン28を押下する、すると、操作コードとして座標選択の指示を意味する座標選択操作コードで変調された赤外線が発せられる。この場合は後述の座標検出処理のため、各LEDがCCDカメラ3で撮影できるように、送信後操作コード認識処理から撮影終了までの遅延も考慮し、赤外線を変調せずに出力し続ける。操作コードは、前述のチャンネル選択時と同様に、赤外線フィルター38を通過後、赤外線受信部32で受信し、操作コード認識処理部34で座標選択コードが認識される。座標選択コードが認識された場合、CCDカメラ3より撮像された映像を、リモコン認識処理部36へ送られる。リモコン認識処理部36では、図2での3次元のLED配置がプリセットされており、撮像された映像の中にプリセットされたLED配置を平面に投影した配置と相似になる点光源の配置を検出する。検出できた場合、その検出位置と大きさによりリモコン位置角θ11とリモコン位置角φ12、リモコンまでの距離15が検出でき、検出したLED配置の向きによりリモコン向き角ω13とリモコン向き角ρ14が検出できる。次に、検出された距離と角度は、対象面内座標算出部37へ送られる。対象面内座標算出部37では、リモコンまでの距離15とリモコン位置角θ、リモコン位置角φから三角関数を用いて、リモコン座標X8,リモコン座標Y9、リモコン座標Z10を算出し、リモコン座標X8とリモコン座標Z10、リモコン向き角ω、リモコン向き角ρから三角関数によってリモコン位置から指定座標5までの相対座標X16と指定座標5までの相対座標Y17を算出する。相対座標X16と相対座標Y17にリモコン座標X8とリモコン座標Y9を加算することにより、指定座標X6と指定座標Y7を算出する。算出された指定座標5は、テレビジョン受信機制御部35によって、例えば、座標位置に画面上のボタンがあればそのボタンが選択されたとして、ボタンを選択状態にするなどの処理に利用される。
When the user presses the operation button from the
(実施の形態2)
図4は、PC43がプロジェクター41に接続されスクリーン42に投射された映像の座標を指定する場合の実施例である。この場合、まず対象面であるスクリーン42の位置と大きさを特定する必要がある。そのために、まず、スクリーン上の左上を指定する事を表す様に指定点46を表示する。表示に従いリモコンを任意の位置、例えばリモコン44の位置で指定点46を指示し、座標指定ボタン28を押下する。これを、CCDカメラ43で撮影し、PC43内のソフトウエアにより実施の形態1と同様にリモコンの位置と向きを検出しそれぞれ記憶する。次に、リモコン44とは異なる位置、例えばリモコン45の位置で同様に指定点46を指示し、座標指定ボタンを押下する。これを、リモコン44と同様にCCDカメラ43で撮影し、PC43内のソフトウエアにより、リモコン45の位置と向きを検出し記憶する。これら、記憶されたリモコン44とリモコン45の位置と向きの延長線上の交点から、対象面の左上の点を確定することが出来る。続いて、右下にも指定点47を表示して、左上と同様に2回指定することで、リモコンの位置と向きから延長線上の交点を算出し、対象面の右下を確定する。これで、対象面のZ位置が確定するため、右上、左下の点を1回ずつ指定することで、対象面の4角全ての座標が確定する。
対象面の4角全てが確定すると、実施の形態1と同様に、リモコンより座標指定することで画面上のボタンを選択するなど、PCアプリケーションの操作を行うことが出来る。
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows an embodiment when the PC 43 is connected to the projector 41 and designates the coordinates of the image projected on the screen 42. In this case, first, it is necessary to specify the position and size of the screen 42 as the target surface. For this purpose, first, a designated
When all four corners of the target surface are determined, the PC application can be operated such as selecting a button on the screen by designating coordinates from the remote controller as in the first embodiment.
なお、実施の形態2はPCとプロジェクターを例としたが、例えばDVDプレイヤーなどの映像再生装置に本発明の座標指定装置の機能を備えることは可能である。 In the second embodiment, a PC and a projector are taken as an example. However, for example, a video playback device such as a DVD player can be provided with the function of the coordinate designating device of the present invention.
本発明にかかる座標指定装置は、テレビジョン受信機や映像再生装置、パーソナルコンピューターなど、画面に表示された映像に基づき操作を行う装置での画面内の座標指定方法に関する。 The coordinate designating device according to the present invention relates to a coordinate designating method in a screen in a device that performs an operation based on a video displayed on a screen, such as a television receiver, a video reproduction device, or a personal computer.
1 テレビジョン受信機
2 リモコン
3 CCDカメラ
4 赤外線受信部
5 指定座標
6 指定座標X
7 指定座標Y
8 リモコン位置X
9 リモコン位置Y
10 リモコン位置Z
11 リモコン位置角θ
12 リモコン位置角φ
13 リモコン向き角ω
14 リモコン向き角ρ
15 リモコンまでの距離
16 指定座標5までの相対座標X
17 指定座標5までの相対座標Y
21 リモコン
22,23,24,25,26,27 LED
28 座標指定ボタン
31 テレビジョン受信機
32 赤外線受信部
33 CCDカメラ
34 操作コード認識処理部
35 テレビジョン受信機制御部
36 リモコン認識処理部
37 対象面内座標算出部
41 プロジェクター
42 スクリーン
43 パーソナルコンピューター(PC)
44 任意の位置のリモコン
45 44以外の場所のリモコン
46 左上指示表示
47 右下指示表示
51 テレビジョン受信機
52 リモコン
53 センサー
54 センサー
55 センサー
56 センサー
57 テーブル
58 テーブルからの反射
1
7 designated coordinates Y
8 Remote control position X
9 Remote control position Y
10 Remote control position Z
11 Remote control position angle θ
12 Remote control position angle φ
13 Remote control angle ω
14 Remote control angle ρ
15 Distance to remote control 16 Relative coordinate X to designated coordinate 5
17 Relative coordinates Y up to the designated coordinate 5
21
28 Coordinate designation button 31
44 Remote control at an arbitrary position 45 Remote control other than 44 46 Upper left
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