JP2002207566A - ポインティングデバイス - Google Patents

ポインティングデバイス

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JP2002207566A
JP2002207566A JP2001000312A JP2001000312A JP2002207566A JP 2002207566 A JP2002207566 A JP 2002207566A JP 2001000312 A JP2001000312 A JP 2001000312A JP 2001000312 A JP2001000312 A JP 2001000312A JP 2002207566 A JP2002207566 A JP 2002207566A
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board
indicator
signal
pointer
pointing device
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English (en)
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Katsu Tazaki
克 田▲崎▼
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0346Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of the device orientation or free movement in a 3D space, e.g. 3D mice, 6-DOF [six degrees of freedom] pointers using gyroscopes, accelerometers or tilt-sensors

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボード上に表示したポインタを離れた位置か
らでもユーザの思うままに操作可能なポインティングデ
バイスの提供。 【解決手段】 先端部に超音波信号を発信する超音波発
振器を備えた指示器4と、指示器4により発信した超音
波信号を受信する超音波受信器6a〜6cを計3カ所に
配置したボード1と、超音波受信器6a〜6cにより受
信したそれぞれの信号の変化量に基づいてボード1上を
指し示す指示器4の2方向の変化量をそれぞれ算出する
演算手段7とによって構成され、プロジェクタ3によっ
てボード1上に表示するポインタ5を指示器4により操
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、ボード上に表示し
たポインタを操作するためのポインティングデバイスに
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ボード上に貼った設計図面を専用
ペンでポイントすることにより座標の拾い出し処理を行
い、設計図面をパーソナルコンピュータ(PC)に入力
するデジタイザが多用されている。専用ペンは、超音波
と赤外線を発信する機能を持つもので、ボードの上端の
幅方向の両端部に配置したセンサに超音波と赤外線を送
って、ボードのポイント位置がPCに送信されてデータ
化される。
【0003】図8は従来のデジタイザを利用したインタ
ラクティブボードの概略構成図である。図8に示すイン
タラクティブボードは、ボード101に対し、PC10
2によって処理した画像を前面投射型プロジェクタ10
3を用いて表示するものである。専用ペン104は、赤
外線と超音波を発信する機能を持つもので、ボード10
1の上端の幅方向の両端部に配置したセンサ105に超
音波と赤外線を送って、三角法により専用ペン104の
位置を測定する。
【0004】このような構成のインタラクティブボード
では、ボード101上にPC102の画面を表示し、こ
のボード101上の専用ペン104の位置を測定してP
C102に入力し、専用ペン104の位置を示すポイン
タをボード上に描画することが可能である。また、ボー
ド101上の専用ペン104の動きに合わせて、マウス
等のポインティングデバイスのように表示画面中のポイ
ンタを操作することも可能である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図8に示すような前面
投射型プロジェクタ103で表示しながらボード101
上を専用ペンでなぞる場合、ユーザが前面投射型プロジ
ェクタ103の投射範囲内に入ってしまうため、ボード
101上に専用ペン104やユーザの影が写り、ボード
101の表示が非常に見づらくなってしまう。また、大
型のボード101上に広範囲に表示させている場合、ユ
ーザは所望の場所をポイントするために自分自身が移動
することになり、操作性も良くない。
【0006】そこで、本発明においては、ボード上に表
示したポインタを離れた位置からでもユーザの思うまま
に操作可能なポインティングデバイスを提供することを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、信号を発信す
る発信手段を備えた指示器と、前記信号を受信する受信
手段を少なくとも3カ所に配置したボードと、前記3カ
所に配置した受信手段により受信したそれぞれの信号の
変化量に基づいて前記ボード上を指し示す指示器の2方
向の動作量をそれぞれ算出する演算手段とを備えたこと
を特徴とする。
【0008】本発明によれば、指示器の指示動作をこれ
に備えた発信手段とボード上に配置した3カ所の受信手
段により検出し、指示器が動かされた速さに比例してポ
インタを動作させることで、ボード上に表示したポイン
タを離れた位置からでもユーザの思うままに操作するこ
とが可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明は、信号を
発信する発信手段を備えた指示器と、前記信号を受信す
る受信手段を少なくとも3カ所に配置したボードと、前
記3カ所に配置した受信手段により受信したそれぞれの
信号の変化量に基づいて前記ボード上を指し示す指示器
の2方向の動作量をそれぞれ算出する演算手段とを備え
たポインティングデバイスとしたものであり、指示器の
指示動作をこれに備えた発信手段とボード上に配置した
3カ所の受信手段により検出して指示器の例えば縦横2
方向の動作量を算出し、算出した2方向の動作量により
ボード上に表示したポインタの位置を操作できる。
【0010】請求項2に記載の発明は、前記信号は、超
音波または赤外線とした請求項1記載のポインティング
デバイスとしたものであり、超音波または赤外線の強度
変化量に基づいて指示器の2方向の動作量を算出するこ
とができる。
【0011】請求項3に記載の発明は、前記指示器は、
補助機能を指示するための補助信号を発信する第2の発
信手段を備え、前記ボードは、前記補助信号を受信する
第2の受信手段を備え、さらに前記第2の受信手段によ
り受信した補助信号に応じた補助機能指示信号を出力す
る手段を備えた請求項1または2記載のポインティング
デバイスとしたものであり、マウス等のポインティング
デバイスに備える右ボタン、左ボタンやスクロールボタ
ン等の補助機能を指示可能とした、より使いやすいポイ
ンティングデバイスが得られる。
【0012】以下、本発明の実施の形態を図面に基づい
て説明する。
【0013】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態におけるポインティングデバイスを備えたインタラク
ティブボードの概略構成図である。
【0014】図1において、本実施の形態におけるイン
タラクティブボードは、画像を表示するスクリーンとし
てのボード1と、ボード1上へ表示させる画像を生成す
るPC2と、PC2によって処理した画像をボード1上
へ投射する前面投射型のプロジェクタ3と、PC2の処
理によってボード1上に表示するポインタ5を操作する
ための指示器4とを備える。
【0015】指示器4は、その先端部に超音波信号を発
信する発信手段としての超音波発振器(図示せず)を備
える。一方、この指示器4により発信した超音波信号を
受信する受信手段としての超音波受信器(以下、「受信
器」と称す)6a,6b,6cは、ボード1の上端の幅
方向の両端部(受信器6a,6b)と左端の下端部(受
信器6c)の計3カ所に配置してある。なお、受信器6
aと受信器6bとの配置方向は水平(X軸)、受信器6
aと受信器6cとの配置方向は垂直(Y軸)である。
【0016】また、本実施の形態におけるインタラクテ
ィブボードは、図2に示す信号処理系を実行する演算手
段7を備える。図2は図1のインタラクティブボードの
信号処理系の構成を示すブロック図である。
【0017】演算手段7は、アンプ・バンドパスフィル
タ(AMP/BPF)7a,7b,7cを介してそれぞ
れ入力された受信器6a〜6cからの超音波信号のピー
ク値を検出するピーク検出手段8a,8b,8cと、ピ
ーク検出手段8a,8b,8cにより検出したピーク値
の単位時間当たりの差分をそれぞれ算出する差分検出手
段9a,9b,9cと、差分検出手段9a,9bにより
検出したピーク値の単位時間当たりの差分のX軸方向の
変化量を検出するX軸成分検出手段10bと、差分検出
手段9b,9cにより検出したピーク値の単位時間当た
りの差分のY軸方向の変化量を検出するY軸成分検出手
段10cと、X軸成分検出手段10bおよびY軸成分検
出手段10cによりそれぞれ検出したX軸方向およびY
軸方向の変化量に基づいてポインタ5を表示する座標を
算出する座標算出手段11とによって構成される。
【0018】図3は指示器4を用いてボード1上の位置
P1からP2までポインタ5を指示した状態を示す説明
図であり、図3に示すX軸,Y軸方向を正の方向とす
る。図4はそのときの時間τ毎のピーク検出手段8a,
8b,8cのそれぞれの出力と差分検出手段9a,9
b,9cのそれぞれの出力をアナログのグラフで示す図
である。
【0019】指示器4は、時間間隔τで超音波信号を出
力しており、この超音波信号を受信器6a,6b,6c
によって受信すると、アンプ・バンドパスフィルタ7
a,7b,7cを経てピーク検出手段8a,8b,8c
より時間τ毎にピーク電圧が出力される。さらに、この
ピーク電圧は、差分検出手段9a,9b,9cに入力さ
れ、時間τ毎に前回入力された信号との差分としてそれ
ぞれΔsai,Δsbi,Δsciが計算される。
【0020】X軸成分検出手段10bでは、差分検出手
段9a,9bから出力される信号を用いて、指示器4の
X軸に対する正負の方向と相対的移動量を次式により求
める。
【0021】 Δxi=−Δsai・Ka1+Δsbi・Kb ここで、Ka1,Kbは補正係数である。
【0022】同様に、Y軸成分は差分検出手段9a,9
cから出力されるΔsai,Δsciより次式で求めら
れる。
【0023】 Δyi=−Δsai・Ka2+Δsci・Kc ここで、Ka2,Kcは補正係数である。
【0024】指示器4を速く動かすとそれに伴ってΔs
ai,Δsbi,Δsciは大きく変化するため、X
軸,Y軸方向の相対的移動量Δxi,Δyiが大きく変
化し、ポインタ5は速く移動する。指示器4をゆっくり
動かすと、Δsai,Δsbi,Δsciは小さく変化
するため、ポインタ5はゆっくりと移動する。
【0025】さらに、座標算出手段11は、ポインタ5
の現在位置(座標)に対し、X軸成分検出手段10aお
よびY軸成分検出手段10bによって得たΔxi+1お
よびΔyi+1を加算し、次に表示するポインタ5の座
標を算出する。こうして算出したポインタ5の座標に基
づいてPC2はボード1上にポインタ5を描画する。
【0026】ユーザは、離れた場所から指示器4によっ
てボード1を指し示し、指示器4を速く動かすとΔsa
i,Δsbi,Δsciはこの動きに伴って増減し、X
軸,Y軸方向の相対的移動量Δxi,Δyiに反映され
てポインタ5が速く移動する。指示器4をゆっくり動か
すと、同様にΔxi,Δyiへ反映され、ポインタ5が
ゆっくりと移動する。すなわち、ユーザはボード1上に
表示したポインタを指示器4によって、離れた位置から
でも思うままに良好な操作を行うことが可能である。
【0027】なお、本実施の形態においては、受信器6
a〜6cを計3カ所配置した構成として説明したが、受
信器6a〜6cは3カ所以上配置してもよいことは言う
までもない。また、3つの受信器6a〜6cはそれぞれ
が一直線上に並ばないように配置すればよく、超音波信
号の水平および垂直方向成分を検出できる配置であれば
よい。
【0028】(実施の形態2)図5は本発明の別の実施
の形態であるポインティングデバイスの指示器4aを示
す斜視図、図6は図5に示す指示器4aを用いたインタ
ラクティブボードの信号処理系の構成を示すブロック図
である。なお、以下において、第1実施の形態と同様の
構成部分については同一符号を用いるものとし、その詳
細な説明は省略する。
【0029】図5において、指示器4aは、第1実施の
形態において説明した構成に加え、一般にPC2等に接
続されて用いられる入力装置としてのマウスに備える左
ボタン、右ボタンおよびスクロールボタンとそれぞれ同
様の補助機能を指示するための左ボタン機能スイッチ4
1、右ボタン機能スイッチ42およびスクロール機能ス
イッチ43を備える。また、指示器4aの先端部には、
左ボタン機能スイッチ41、右ボタン機能スイッチ42
およびスクロール機能スイッチ43による指示を赤外線
や無線電波等による補助信号へ変換して発信する補助信
号発信器(図示せず)を備える。
【0030】また、ボード1上には、この指示器4aの
補助信号発信器より発信された補助信号を受信する図6
に示す補助信号受信器12を備える。さらに、補助信号
受信器12によって受信した補助信号は、アンプ・バン
ドパスフィルタ(AMP/BPF)13、コンパレータ
14および復号器15によって処理されることにより命
令コードへ変換されてPC2へ出力される構成である。
【0031】図7は補助信号受信器12によって受信さ
れた補助信号についてのアンプ・バンドパスフィルタ1
3、コンパレータ14および復号器15のそれぞれの出
力を示す図である。
【0032】ユーザが、離れた場所から指示器4aによ
ってボード1を指し示し、指示器4aの左ボタン機能ス
イッチ41、右ボタン機能スイッチ42またはスクロー
ル機能スイッチ43のいずれかを指示すると、この指示
内容が補助信号へと変換されて、指示器4aの先端部に
備える補助信号発信器(図示せず)より出力される。そ
して、ボード1上の補助信号受信器12によって受信さ
れた補助信号は、図7に示すように、アンプ・バンドパ
スフィルタ13を経てコンパレータ14によりデジタル
信号化され、復号器15によって命令コードに解読さ
れ、PC2へと出力される。
【0033】したがって、PC2において、この命令コ
ードに従い、指示器4aの左ボタン機能スイッチ41、
右ボタン機能スイッチ42またはスクロール機能スイッ
チ43による補助機能の指示に応じた処理を行うことが
可能となるため、ユーザは、第1実施の形態において説
明したように指示器4aを用いてボード1上に表示した
ポインタを離れた位置からでも思うままに良好な操作を
行うことが可能となることに加え、PC2のマウス等の
入力装置のような補助機能を指示することが可能とな
る。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、指示器の指示動作をこ
れに備えた発信手段とボード上に配置した3カ所以上の
受信手段により検出して、ボード上に表示したポインタ
を離れた位置からでも速くあるいはゆっくりと思うまま
に操作することができる。
【0035】また、指示器は、補助機能を指示するため
の補助信号を発信し、ボードはこれを受信して補助信号
に応じた補助機能指示信号を出力する構成によって、よ
り使いやすいポインティングデバイスが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態におけるポインティングデ
バイスを備えたインタラクティブボードの概略構成図
【図2】図1のインタラクティブボードの信号処理系の
構成を示すブロック図
【図3】指示器を用いてボード上の位置P1からP2ま
でポインタを指示した状態を示す説明図
【図4】図3の場合のピーク検出手段の出力と差分検出
手段の出力を示す図
【図5】本発明の別の実施の形態であるポインティング
デバイスの指示器を示す斜視図
【図6】図5に示す指示器を用いたインタラクティブボ
ードの信号処理系の構成を示すブロック図
【図7】補助信号受信器によって受信された補助信号に
ついてのアンプ・バンドパスフィルタ、コンパレータお
よび復号器のそれぞれの出力を示す図
【図8】従来のデジタイザを利用したインタラクティブ
ボードの概略構成図
【符号の説明】
1 ボード 2 PC 3 プロジェクタ 4,4a 指示器 5 ポインタ 6a,6b,6c 超音波受信器 7 演算手段 7a,7b,7c アンプ・バンドパスフィルタ(AM
P/BPF) 8a,8b,8c ピーク検出手段 9a,9b,9c 差分検出手段 10b X軸成分検出手段 10c Y軸成分検出手段 11 座標算出手段 12 補助信号受信器 13 アンプ・バンドパスフィルタ(AMP/BPF) 14 コンパレータ 15 復号器 41 左ボタン機能スイッチ 42 右ボタン機能スイッチ 43 スクロール機能スイッチ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】信号を発信する発信手段を備えた指示器
    と、前記信号を受信する受信手段を少なくとも3カ所に
    配置したボードと、前記3カ所に配置した受信手段によ
    り受信したそれぞれの信号の変化量に基づいて前記ボー
    ド上を指し示す指示器の2方向の動作量をそれぞれ算出
    する演算手段とを備えたことを特徴とするポインティン
    グデバイス。
  2. 【請求項2】前記信号は、超音波または赤外線としたこ
    とを特徴とする請求項1記載のポインティングデバイ
    ス。
  3. 【請求項3】前記指示器は、補助機能を指示するための
    補助信号を発信する第2の発信手段を備え、前記ボード
    は、前記補助信号を受信する第2の受信手段を備え、さ
    らに前記第2の受信手段により受信した補助信号に応じ
    た補助機能指示信号を出力する手段を備えたことを特徴
    とする請求項1または2記載のポインティングデバイ
    ス。
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