JP3132391U - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像手段によって撮像され、撮像結果が情報処理装置の入力として利用される入力装置を提供する。
【解決手段】イメージセンサによって撮像され、撮像結果が情報処理装置の入力として利用される、オペレータの手に装着される入力装置３Ｒ，３Ｌは、オペレータの掌側に配置され、オペレータの指及び／又は掌の屈曲に沿って屈曲するミシン目３２を有する再帰反射シート３１Ｒ，３１Ｌを有する。再帰反射シート３１Ｒ，３１Ｌは、オペレータが手を握ると、オペレータの手の中に隠れるように配置される。かつ、再帰反射シート３１Ｒ，３１Ｌは、オペレータの掌の中心線より人差し指側に配置される。
【選択図】図２

Description

本考案は、撮像手段によって撮像され、撮像結果が情報処理装置の入力として利用される入力装置及びその関連技術に関する。

本件出願人による特許文献１には、ストロボカメラと再帰反射シートを利用した入力システムが開示されている。

特開２００４−８５５２４

本考案の目的は、新規な、撮像手段によって撮像され、撮像結果が情報処理装置の入力として利用される入力装置を提供することである。

本考案の第一の形態によると、撮像手段によって撮像され、撮像結果が情報処理装置の入力として利用される、オペレータの手に装着される入力装置において、前記入力装置の装着状態において、オペレータの掌側に配置され、オペレータの指及び／又は掌の屈曲に沿って屈曲する、線状の屈曲部を有するシート状のマーカを有することを特徴とする。

この構成によれば、オペレータがマーカを情報処理装置の撮像手段から隠すために手を握る動作を行う場合に、マーカも屈曲部に沿って屈曲するので、マーカの位置がオペレータの関節付近に配置されている場合でも、オペレータは、手を握る動作をスムーズに行うことができる。

前記マーカは、前記入力装置において、オペレータが手を握ると、オペレータの手の中に隠れるように配置されてもよい。

この構成によれば、オペレータは、手を握る動作を行うだけで、情報処理装置からマーカを隠すことができ、容易に入力／非入力の制御を行うことができる。例えば、情報処理装置は、オペレータが手を開いた状態では、マーカが撮像されるため、入力があったと判断することができ、手を閉じた状態では、マーカが撮像されないため、入力がないと判断することができる。

前記マーカは、前記入力装置において、オペレータの掌の中心線より、人指し指側に配置されてもよい。

この構成によれば、入力装置を両手にそれぞれ装着したオペレータが、手を開いた状態で右手の人差し指の右側面と左手の人差し指の左側面とを接触させた時に、左右のマーカを隣接させることができる。これによって、撮像手段により得られる画像上で、左右の二つのマーカが一つの像として写り込む。当該像の大きさは、左右のマーカの何れか一方が写り込んだときの像より、当然大きくなる。したがって、情報処理装置は、画像上に、マーカの左右二つの像が一つの像として写り込み、かつ、当該像の大きさがマーカのいずれか一方だけ写っている場合の像の大きさと比較して、より大きければ、オペレータが開いた両手を近づけあう動作を行ったと見なすことができる。このような簡易な処理で、オペレータが開いた両手を近づけあう動作を検出することができる。

本考案の第２の形態によれば、撮像手段によって撮像され、撮像結果が情報処理装置の入力として利用される、オペレータの手に装着される入力装置において、記入力装置の装着状態において、オペレータの掌側に配置されるシート状のマーカを有し、前記マーカは、オペレータの掌の中心線より、人指し指側に位置することを特徴とする。

この構成によれば、入力装置を両手にそれぞれ装着したオペレータが、手を開いた状態で右手の人差し指の右側面と左手の人差し指の左側面とを接触させた時に、左右のマーカを隣接させることができる。これによって、撮像手段により得られる画像上で、左右の二つのマーカが一つの像として写り込む。当該像の大きさは、左右のマーカの何れか一方が写り込んだときの像より、当然大きくなる。したがって、情報処理装置は、画像上に、マーカの左右二つの像が一つの像として写り込み、かつ、当該像の大きさがマーカのいずれか一方だけ写っている場合の像の大きさと比較して、より大きければ、オペレータが開いた両手を近づけあう動作を行ったと見なすことができる。このような簡易な処理で、オペレータが開いた両手を近づけあう動作を検出することができる。

前記マーカは、前記入力装置において、オペレータが手を握ると、オペレータの手の中に隠れるように配置されてもよい。

上記本考案の第一及び第二の形態において、前記マーカは、再帰反射シートであってもよい。

以下、本考案の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付してその説明を援用する。

図１は、本考案の実施の形態による入力装置を用いた情報処理システムの全体構成を示す図である。図１に示すように、この情報処理システムは、情報処理装置１、入力装置３Ｌ及び３Ｒ、並びにテレビジョンモニタ５を備えている。以下、入力装置３Ｒ及び入力装置３Ｌを包括して、入力装置３と表記する場合がある。

図２は、本考案の実施の形態における入力装置を説明する図である。図２は図１の入力装置３及びオペレータの手を情報処理装置１側から見た状態を示している。図２に示すように、入力装置３Ｒはオペレータの右手に、入力装置３Ｌはオペレータの左手に装着される。入力装置３は指が露出するタイプの手袋の形状をしている。入力装置３Ｒには再帰反射シート３１Ｒが、入力装置３Ｌには入力装置３１Ｌがそれぞれ取り付けられている。以下、再帰反射シート３１Ｒ及び再帰反射シート３１Ｌを包括して再帰反射シート３１と表記する場合がある。

再帰反射シート３１は、入力装置３が図１のようにオペレータに装着された時に、オペレータの掌の、人指し指と中指の指間球上に位置する。この位置は、オペレータが手を握った時に、オペレータの人差し指と中指とによって、再帰反射シート３１がオペレータの手の中に隠れる位置である。再帰反射シート３１はオペレータの頭脳線付近に、上述の屈曲部に相当するミシン目３２が存在する。再帰反射シート３１は、オペレータが手を握った時に、このミシン目３２が屈曲部となって、オペレータの掌の屈曲に沿って屈曲する。

また、再帰反射シート３１がこのようにオペレータの掌の中心線より人差し指側に配置されているので、プレイヤが図４（後述）に示したような形で左手と右手とを近づけると、再帰反射シート３１Ｌと３１Ｒとは、隣接する。

図１に戻って、情報処理装置１は、ＡＶケーブル７により、テレビジョンモニタ５に接続される。さらに、情報処理装置１には、図示していないが、ＡＣアダプタあるいは電池により電源電圧が供給される。情報処理装置１の背面には、図示していないが、電源スイッチが設けられる。

情報処理装置１は、その前面側に、赤外光のみを透過する赤外線フィルタ２０が設けられ、さらに、赤外線フィルタ２０を囲むように、赤外光を発生する４つの赤外発光ダイオード９が露出している。赤外線フィルタ２０の背面側には、図１には表れていないがイメージセンサ１２が配置される。イメージセンサ１２は、低解像度のＣＭＯＳイメージセンサ（例えば３２×３２画素）である。

４つの赤外発光ダイオード９は、間欠的に赤外光を発光する。そして、赤外発光ダイオード９からの赤外光は、入力装置３に取り付けられた再帰反射シート３１あるいは３２により反射され、赤外線フィルタ２０の背面側に設けられたイメージセンサ１２に入力される。このようにして、イメージセンサ１２により、入力装置３が撮影される。赤外光は間欠的に照射されるところ、赤外光の非照射時においても、イメージセンサ１２による撮影処理は行われている。情報処理装置１は、オペレータにより動かされた入力装置３の、赤外光照射時の画像信号と非照射時の画像信号との差分を求めて、この差分信号ＤＩ（差分画像ＤＩ）を基に、入力装置３（つまり再帰反射シート３１）の位置等を算出する。

このように、差分を求めることで、再帰反射シート３１からの反射光以外の光によるノイズを極力除去でき、精度良く再帰反射シート３１を検出できる。

図３は、図１の情報処理装置１の電気的構成を示す図である。図３に示すように、情報処理装置１は、マルチメディアプロセッサ１０、イメージセンサ１２、赤外発光ダイオード９、外部メモリ１６、及びバス１８を含む。外部メモリ１６は、具体的には、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及び／又はフラッシュメモリによって構成される。

マルチメディアプロセッサ１０は、バス１８を通じて、外部メモリ１６にアクセスできる。従って、マルチメディアプロセッサ１０は、外部メモリ１６に格納されたプログラムを実行でき、また、外部メモリ１６に格納されたデータをリードして処理することができる。この外部メモリ１６に、プログラム、画像データ、及び音声データ等が予め格納される。

このマルチメディアプロセッサは、図示しないが、中央演算処理装置（以下、「ＣＰＵ」と呼ぶ。）、グラフィックスプロセシングユニット（以下、「ＧＰＵ」と呼ぶ。）、サウンドプロセシングユニット（以下、「ＳＰＵ」と呼ぶ。）、ジオメトリエンジン（以下、「ＧＥ」と呼ぶ。）、外部インタフェースブロック、メインＲＡＭ、及びＡ／Ｄコンバータ（以下、「ＡＤＣ」と呼ぶ。）などを具備する。

ＣＰＵは、外部メモリ１６に格納されたプログラムを実行して、各種演算やシステム全体の制御を行う。グラフィックス処理に関するＣＰＵの処理として、外部メモリ１６に格納されたプログラムを実行して、各オブジェクトの拡大・縮小、回転、及び／又は平行移動のパラメータ、視点座標（カメラ座標）、並びに視線ベクトルの算出等を行う。ここで、１または複数のポリゴン又はスプライトから構成され、同じ拡大・縮小、回転、及び平行移動の変換が適用される単位をオブジェクトと呼ぶ。

ＧＰＵは、ポリゴン及びスプライトから構成される三次元イメージをリアルタイムに生成し、アナログのコンポジットビデオ信号に変換する。ＳＰＵは、ＰＣＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）波形データ、アンプリチュードデータ、及びメインボリュームデータを生成し、これらをアナログ乗算して、アナログオーディオ信号を生成する。ＧＥは、三次元イメージを表示するための幾何演算を実行する。具体的には、ＧＥは、行列積、ベクトルアフィン変換、ベクトル直交変換、透視投影変換、頂点明度／ポリゴン明度計算（ベクトル内積）、及びポリゴン裏面カリング処理（ベクトル外積）などの演算を実行する。

外部インタフェースブロックは、周辺装置（本実施の形態ではイメージセンサ１２及び赤外発光ダイオード９）とのインタフェースであり、２４チャンネルのプログラマブルなデジタル入出力（Ｉ／Ｏ）ポートを含む。ＡＤＣは、４チャンネルのアナログ入力ポートに接続され、これらを介して、アナログ入力装置（本実施の形態ではイメージセンサ１２）から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。メインＲＡＭは、ＣＰＵのワーク領域、変数格納領域、および仮想記憶機構管理領域等として利用される。

さて、入力装置３は、赤外発光ダイオード９の赤外光に照射され、その赤外光を再帰反射シート３１で反射する。この再帰反射シート３１からの反射光がイメージセンサ１２によって撮影される。したがって、イメージセンサ１２からは再帰反射シート３１を含む画像信号が出力される。上記のように、マルチメディアプロセッサ１０は、ストロボ撮影のために、赤外発光ダイオード９を間欠的に点滅するので、イメージセンサ１２からは、赤外光消灯時の画像信号も出力される。イメージセンサ１２からのこれらのアナログ画像信号はマルチメディアプロセッサ１０に内蔵されたＡＤＣによってデジタルデータに変換される。

マルチメディアプロセッサ１０は、イメージセンサ１２からＡＤＣを介して入力されるデジタル画像信号から上記の差分信号ＤＩ（差分画像ＤＩ）を生成して、これに基づき、入力装置３による入力の有無の判定や、入力装置３の位置等の算出を行い、他の演算、グラフィック処理、及びサウンド処理等を実行し、ビデオ信号およびオーディオ信号を出力する。ビデオ信号およびオーディオ信号は、ＡＶケーブル７によりテレビジョンモニタ５に与えられ、応じて、テレビジョンモニタ５に映像が表示され、そのスピーカ（図示せず）から音声が出力される。

次に、オペレータが行う入力操作について、図を用いて幾つか例を説明する。

図２に示したように、オペレータは、情報処理装置１に向かって再帰反射シート３１をかざし、手を握ったり開いたり、開いた状態で動かしたりしたりすることによって情報処理装置１に入力を与える。

まず、情報処理装置１は、再帰反射シート３１の像が差分画像ＤＩ上に映っているか否かによって、入力（第１の入力）／非入力を判断する。前述の通り、再帰反射シート３１は、オペレータが手を握った時に、オペレータの中指及び人差し指によって、オペレータの手の中に隠れる位置に配置されているので、オペレータは手を開いたり閉じたりすることによって、再帰反射シート３１を、イメージセンサ１２に写したり、写らないようにしたりすることができるので、入力（第１の入力）／非入力を制御できる。

また、情報処理装置１は、再帰反射シート３１の像の移動量に応じて、テレビジョンモニタ７に表示されるカーソルやキャラクタ等のオブジェクトの移動量を決定する。つまり、オペレータは手を開き、動かすことによって、オブジェクトを動かすことができる。

図４は、図２の状態から、オペレータが右手と左手とを接近させ、接触させた状態を示す図である。図４に示すように、オペレータが入力装置３Ｌと３Ｒとを互いに開いた状態で接触させた場合、再帰反射シート３１Ｌと３１Ｒとは隣接する。このとき、イメージセンサ１２が前述の通り低解像度であるため、差分画像ＤＩ上では、再帰反射シート３１の左右二つの像は、区別されず一つの像として写り込む。このとき、像の大きさは、オペレータが左右どちらか一方の手を閉じており、再帰反射シート３１Ｌ又は３１Ｒの像が一つだけ写り込んだ時の、約２倍の大きさになる。情報処理装置１は、撮像によって、再帰反射シート３１の左右二つの像が一つの像として写り込みかつ、当該像の大きさが再帰反射シート３１Ｌ又はＲが一方だけ写っている場合の像の大きさと比較しておよそ２倍であったときに、第２の入力があったと判断する。つまりオペレータは左右の再帰反射シート３１を図４のように近づけあうことによって、第２の入力を行うことができる。

さて、以上のように本実施の形態によれば、オペレータは、手を握る動作を行うだけで、情報処理装置１から再帰反射シート３１を隠すことができ、容易に入力（第１の入力）／非入力の制御を行うことができる。

オペレータが再帰反射シート３１を情報処理装置１から隠すために手を握る動作を行う場合に、再帰反射シート３１もミシン目３２に沿って屈曲するので、オペレータは、手を握る動作をスムーズに行うことができる。

なお、本考案は、上記の実施の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で種々の態様において実施することが可能であり、例えば、以下のような変形も可能である。

上記では、再帰反射シート３１に設けられた屈曲部（ミシン目３２）は一本だったが、複数本存在してもよい。再帰反射シート３１の付近に来るオペレータの関節や頭脳線や感情線などに従って設計するとよい。

また、上記では、再帰反射シート３１に屈曲部（ミシン目３２）を設けておくことによって、オペレータが手を握りやすくしたが、例えば前記ミシン目３２があった位置を基準に、再帰反射シートを上下２枚に分けておいてもよい。

また、上記では、マーカとして再帰反射シート３１を用いたが、マーカの種類はこれに限られない。例えば、発光ダイオードなどの発光体を用いてもよい。その場合、情報処理装置１の発光ダイオード９に相当するものを備えることは不要になる。

本考案の実施の形態による入力装置を用いた情報処理システムの全体構成を示す図である。 本考案の実施の形態における入力装置を説明する図である。 図１の情報処理装置１の電気的構成を示す図である。 図２の状態から、オペレータが右手と左手とを接近させ、左右の再帰反射シート３１を接触させた状態を示す図である。

符号の説明

１…情報処理装置，３Ｒ及び３Ｌ…入力装置，３１Ｒ及び３１Ｌ…再帰反射シート，３２…ミシン目，５…テレビジョンモニタ，７…ＡＶケーブル，９…赤色発光ダイオード，２０…赤外線フィルタ，１２…イメージセンサ

Claims (6)

1. 撮像手段によって撮像され、撮像結果が情報処理装置の入力として利用される、オペレータの手に装着される入力装置において、
   前記入力装置の装着状態において、オペレータの掌側に配置され、オペレータの指及び／又は掌の屈曲に沿って屈曲する、線状の屈曲部を有するシート状のマーカを有することを特徴とする、入力装置。
2. 前記マーカは、前記入力装置において、オペレータが手を握ると、オペレータの手の中に隠れるように配置されることを特徴とする、請求項１記載の入力装置。
3. 前記マーカは、前記入力装置において、オペレータの掌の中心線より、人指し指側に配置されることを特徴とする、請求項１又は２記載の入力装置。
4. 撮像手段によって撮像され、撮像結果が情報処理装置の入力として利用される、オペレータの手に装着される入力装置において、
   前記入力装置の装着状態において、オペレータの掌側に配置されるシート状のマーカを有し、
   前記マーカは、オペレータの掌の中心線より、人指し指側に位置することを特徴とする、入力装置。
5. 前記マーカは、前記入力装置において、オペレータが手を握ると、オペレータの手の中に隠れるように配置されることを特徴とする請求項４記載の入力装置。
6. 前記マーカは、再帰反射シートである請求項１から５記載の入力装置。