JP2004240521A - 画像描画表示システムおよび多地点画像描画表示システム - Google Patents
画像描画表示システムおよび多地点画像描画表示システム Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】上記目的を達成するため、本発明では、視線入力手段を具備し、前記視線入力手段からの入力にオフセット値算出手段を施すことで得られるオフセット値を、前記描画入力手段からの入力に加えた位置に描画を行うという手段をとった。これにより、本体表示領域に表示されているデータの見易さを損なわず、ユーザが自分の行う操作をすばやく直感的に行うことが可能である。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、本体装置の外部に接続された描画入力装置を用い、本体装置のディスプレイ上の表示領域に対してデータの入力が行える機能を具備した画像描画表示システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
本体装置のディスプレイ上に共有表示領域を設け、描画入力装置を用いて前記共有表示領域内でデータの共有が行える機能を具備し、さらに前記共有表示領域の解像度よりも、前記描画入力装置の入力領域の解像度を小さく構成した電子会議システムとして特許文献1記載の電子会議システムがある。前記電子会議システムでは、描画入力装置への特定の操作により表示領域への描画可能領域を移動し、前記描画可能領域を表示領域上に輪郭線で示すことで、共有表示領域の解像度よりも描画入力装置の入力領域の解像度を小さく構成している。
【0003】
【特許文献1】特開平10−126758号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1記載の電子会議システムでは、電子会議に参加するユーザ一人一人に対して、共有表示領域に輪郭線を描く必要がある。そこで、多数の人が参加するような電子会議では本体共有表示領域に多数の輪郭線が描画されるため、共有表示領域に入力された画像データが見づらくなり、またユーザが自分の輪郭線を判別しにくくなるという課題があった。
【0005】
また、多数の人が参加するような電子会議では、共有表示領域が大きなものであることが望まれるが、特許文献1に述べられているようなコマンド入力の方式をとった場合、描画入力装置の入力領域の解像度に対して共有表示領域の解像度が著しく大きい場合、描画を行いたい場所に入力領域を移動するためにかかる時間的コストが大きくなることがあった。
【0006】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、大きな表示領域の任意の位置にすばやく直感的にデータを入力することを可能にし、多数の人が参加するような電子会議等においても、本体表示領域に共有されている画像データの見易さを損なわず、ユーザ各々が自分の行う操作をすばやく直感的に行うことができるような画像描画表示システムを提供することを目的としたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、ユーザの視点位置および視線方向を得ることが可能な視線入力手段を具備し、ユーザの入力した描画データを前記表示領域に描画する際、前記視線入力手段により得られたユーザの視点位置をオフセットとして用いるという手段をとった。これにより、本体表示領域に表示されているデータの見易さを損なわず、ユーザ各々が自分の行う操作をすばやく直感的に行うことが可能となる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図1から図6を用いて、本発明の実施の形態について詳細に説明する。本実施例では、本願の発明に係わる画像描画表示システムとして、複数の描画入力装置と、視線入力手段として三次元位置センサを使用して、複数のユーザが同時に共通の共有表示領域に描画入力ができる画像描画表示システムを構成した例について説明する。
【0009】
図1は本実施例の画像描画表示システムの概念図である。図1で101は表示用データ処理装置である。表示用データ処理装置101の詳細については図3の説明で述べる。図1で102は、解像度が横dw画素、縦dh画素で長方形をしている表示領域199を持つディスプレイである。本実施例では表示領域199を共有表示領域として用いる。図1で103および105および107は、解像度が横iw画素、縦ih画素の描画データ入力領域を持ち、付属の電子ペンを用いて描画データを入力することができる描画データ入力装置である。描画データとは、例えば、ペンがデータ入力領域に入力を行っているかどうか、入力を行っているペンの前記データ入力領域内での位置を表す座標データ、のことである。描画データ入力装置103はユーザ110が描画データを入力するのに用い、描画データ入力装置105はユーザ112が描画データを入力するのに用い、描画データ入力装置107はユーザ114が描画データを入力するのに用いる。図1で109および111および113は、それぞれ、ユーザ110およびユーザ112およびユーザ114の頭部へ固定し、それぞれユーザ110およびユーザ112およびユーザ114の視点位置と、視線方向を得ることができる三次元位置センサである。本実施例による画像描画表示システムの目的は、ユーザ110の例でいえば、ユーザ110が三次元位置センサ109を頭部に装着し、表示領域199上の、描画を行いたい場所を見て、描画入力装置103に付属の電子ペンを用いて描画入力装置103に入力を行うと、実際に表示領域199上のユーザ110が描画を行いたかった位置に、描画入力装置103になされたとおりの描画ができるようにすることである。
【0010】
図2は本実施例の画像描画表示システムの機器構成図である。図2で201は、ユーザ110用のデータ入力セットである。データ入力セット201は、描画入力装置103と三次元位置センサ109からなる。同様に、202および203は、それぞれユーザ112およびユーザ114用のデータ入力セットである。表示用データ処理装置101と描画入力装置103および描画入力装置105および描画入力装置107、表示用データ処理装置101と三次元位置センサ109および三次元位置センサ111および三次元位置センサ113との間では各種データの通信が行える。この通信はデータの欠損が生じないものならば何でもよい。例えば、赤外線を用いた無線通信でもよいし、USBを用いたものでもよいし、RS232Cを用いたものでもよい。描画入力処理装置103は、描画入力処理装置103に描画データが入力される度に、入力された描画データを表示用データ処理装置101に送信する。表示用データ処理装置101は受け取った描画データを後述の主記憶装置305の描画データ群320中に記憶する。描画入力処理装置105と表示用データ処理装置101との通信の場合、描画データは主記憶装置305の描画データ群321に記憶され、描画入力処理装置107と表示用データ処理装置101との通信の場合は、描画データは主記憶装置305の描画データ群322に記憶される。三次元位置センサ109は、一定の時間間隔で、ユーザ110の視点位置とユーザ110の視線方向からなる、位置方向データ3080を、表示用データ処理装置101に送る。表示用データ処理装置101は、受け取った位置方向データ3080を後述の主記憶装置305の位置方向データ群308中に記憶する。三次元位置センサ111と表示用データ処理装置101の通信の場合、位置方向データ3080は位置方向データ群318に記憶され、三次元位置センサ113と表示用データ処理装置101との通信の場合、位置方向データ3080は位置方向データ群328に記憶される。
【0011】
図3は表示用データ処理装置101の構成を示す図である。表示用データ処理装置101は、中央演算処理装置301および、画像出力手段302および、外部記憶装置303および、通信手段304および、主記憶装置305を備える。中央演算処理装置301は、主記憶装置305および外部記憶装置303に蓄えられたデータの値を参照すること、および主記憶装置305および外部記憶装置303にデータの値を書き込むこと、および主記憶装置305および外部記憶装置303に蓄えられたプログラムを解釈し、実行すること、および画像出力手段302を通じて、ディスプレイ102に描画する画像を出力すること、および通信手段304を用いて、描画入力装置103および描画入力装置105および描画入力装置107、および三次元位置センサ109および三次元位置センサ111および三次元位置センサ113と通信を行うことができる。主記憶装置305は、描画入出力処理プログラム310と描画入出力処理プログラム312と描画入出力処理プログラム314、および描画データ群320と描画データ群321と描画データ群322、および位置方向データ群308と位置方向データ群318と位置方向データ群328、およびオフセット値データ309とオフセット値データ319とオフセット値データ329を保持する。描画入出力処理プログラム310および描画入出力処理プログラム312および描画入出力処理プログラム314は、それぞれユーザ110およびユーザ112およびユーザ114の描画入出力処理を行うために用いる。描画入出力処理については図4において詳細に説明する。描画入出力処理プログラム310および描画入出力処理プログラム312および描画入出力処理プログラム314は、本実施例における画像描画表示システムの起動時に、並列に実行を開始する。描画データ群320は、描画入力装置103から送信され、描画入出力処理プログラム310によって処理されていない全ての描画データからなる。描画データ群321は、描画入力装置105から送信され、描画入出力処理プログラム312によって処理されていない全ての描画データからなる。描画データ群322は、描画入力装置107から送信され、描画入出力処理プログラム314によって処理されていない全ての描画データからなる。位置方向データ群308は、ディスプレイ102の位置と、三次元位置センサ109から送信されたユーザ110の位置方向データを時間順に並べたものからなる。位置方向データ群318および一方向データ群328も同様に、ディスプレイの位置と、それぞれ三次元位置センサ111および三次元位置センサ113から送信されたユーザ112およびユーザ114の位置方向データを時間順に並べたものである。オフセット値データ309は後述のオフセット算出プログラム311で得られる二つの数の組であり、共有表示領域199上でのユーザ110の視線位置の座標を表す。オフセット値データ319およびオフセット値データ329も同様に、それぞれユーザ112およびユーザ114の共有表示領域199上の視線位置を表す。なお、視線位置については図6で説明する。
【0012】
図6は視線入力処理において、ユーザ110およびユーザ112およびユーザ114が見ている表示領域199上の座標値を求める方法を説明するための図である。図6を用いて、ユーザ110およびユーザ112およびユーザ114が見ている表示領域199上の座標位置の求め方を説明する。ディスプレイ102の表示領域199の左上の点602は本説明中における座標系の原点である。表示領域199の右上の点603の座標が(dx1、dy1、dz1)で、表示領域199の左下の点604の座標が(dx2、dy2、dz2)で、ユーザ110の視点位置の座標が(sx、sy、sz)で、さらに、ユーザ110の視線方向がベクトル(px、py、pz)であるとき、ユーザ110が見ている表示領域199上の位置は、ユーザ110の視点位置(sx、sy、sz)からベクトル(px、py、pz)方向に引いた半直線と、ディスプレイ102との交点601として求めることができる。交点601の座標(ix、iy、iz)は数1であらわされる。
【0013】
【数1】
【0014】
さらに、これをディスプレイ102の表示領域199の座標系、すなわち点602が原点で、点603の座標が(dw、0、0)で、点604の座標が(0、dh、0)である直交座標系に座標変換を施すことで、ユーザ110が見ている表示領域199上の座標位置を求めることができる。よって、ユーザ110が見ている表示領域199上の座標位置は数2であらわされる。
【0015】
【数2】
【0016】
表示領域199上の、ユーザ112および114が見ている座標位置もまったく同様にして求めることができる。以下では、ユーザ110およびユーザ112およびユーザ114が見ている表示領域199上の座標値を求めることを視線入力処理と呼び、ユーザ110およびユーザ112およびユーザ114が見ている表示領域199上の座標位置をそれぞれユーザ110およびユーザ112およびユーザ114の視線位置と呼ぶ。
【0017】
図4は、描画入力装置からの入力を表示領域199に表示する際の、描画入出力処理プログラム310のフローチャートである。図4を用いて、描画入力装置103および三次元位置センサ109およびユーザ110の場合で、描画入出力処理について説明する。描画入出力処理が開始すると、まず、終了判定処理410を行う。終了判定処理410は、表示用データ処理装置にキーボードを具備しておき、前記キーボードからある特定のキーが入力されたときのみYESを返し、その他の場合NOを返す。終了判定処理410がYESを返した場合、描画入出力処理は直ちに終了する。終了判定処理410がNOを返した場合、処理400にて視線入力処理を行い、処理401に進む。処理401は、ユーザ110の視線位置が表示領域199上の座標(ex、ey)であったとき、表示用データ処理装置101に保持されるユーザ110のオフセット値データ309を数の組(ex−iw/2、ey−ih/2)に設定する。処理401が終了したら、視線入力条件判定処理402を行う。視線入力条件判定処理402については図5において詳細に説明する。視線入力条件判定処理402がYESを返した場合、終了判定処理410に進む。視線入力条件判定処理402がNOを返した場合は、表示用描画データ加工処理403に進む。表示用描画データ加工処理403では描画データ群320中の、ユーザ110の描画データ各々に、ユーザ110のオフセット値データ309を加算する。例えば、表示用データ処理装置101が保持しているユーザ110のオフセット値データ309が(ox,oy)で、描画データが「(ix、iy)に点を表示する」というものである場合には、前記描画データを「(ix+ox、iy+oy)に点を表示する」というものに更新する。次に、描画処理404で、描画データ群320中の、ユーザ110の描画データ各々に対応する描画処理を、画像出力手段302を通じて実行する。描画処理404が終了したら終了判定処理410へ進む。描画入力装置105およびユーザ112の場合、および、描画入力装置107およびユーザ114の場合も、同様に、描画入力装置からの入力を表示領域199に表示することが可能である。終了判定処理410は、上記のものでなくても、プログラム310が処理できるものを、状況に応じて適宜決めればよい。例えば描画データ入力装置103および描画データ入力装置105および描画データ入力装置107から一定の時間入力がなかったときのみYESを返し、その他の場合NOを返すようにしてもよいし、並列に動作している他の描画用入出力処理プログラム312および描画用入出力プログラム314が終了したかどうかを調べて、終了していれば、YESを返すという処理としてもよい。さらに、前記の条件のいずれか一つ以上を満たしたときにYESを返し、その他の場合NOを返すようにしてもよい。
【0018】
図5は視線入力条件判定処理402のフローチャートである。なお、以下では、描画入力装置103およびユーザ110の場合で説明するが、描画入力装置105およびユーザ112の場合、および描画入力装置107およびユーザ114の場合もまったく同様である。まず、電子ペン入力判定処理501で、ユーザ110が描画入力装置103に付属の電子ペンで描画入力装置103に入力を行っている途中かどうかを判定する。電子ペン入力判定処理501は、ユーザ110が描画入力装置付属の電子ペンで描画入力装置103に入力を行っている途中であればYESを返し、それ以外の場合NOを返す。電子ペン入力判定処理501がYESを返したら、視線入力条件判定処理402はNOを返して終了する。電子ペン入力判定処理501がNOを返したら、視線位置変化判定処理502に進む。視線位置変化判定処理502は、表示用データ処理装置101に保持されている位置方向データ308を用いて、ユーザ110の視線位置と、直前の視線入力処理後のユーザ110の視線位置との距離を求め、求めた距離が予め定めておいた閾値を超えているかどうかを判定し、前記距離が前記閾値を超えていた場合YESを返し、その他の場合NOを返す。視線位置変化判定処理502がYESを返した場合、視線入力条件判定処理402はYESを返して終了し、視線位置変化判定処理502がNOを返した場合、視線入力条件判定処理402はNOを返して終了する。
【0019】
以上、前記第一の実施例によれば、視線入力手段を具備し、視線入力手段からの入力からオフセット値を算出するようにしたことで、各ユーザのための輪郭線を表示領域199上に表示することなく、表示領域199の任意の場所に、すべてのユーザが描画を行うことが可能となる。さらに、各ユーザは、表示領域199上の自分が描画を行いたい場所を見るだけで、その場所への描画が始められることになるため、表示領域199全体へすばやく直感的に描画を行うことが可能である。
【0020】
なお、前記第一の実施例では、ユーザが3人の場合を例にとって説明したが、本発明のシステムでは、ユーザは何人でもよく、ユーザの数だけ描画入力装置および視線入力手段および描画入出力プログラムおよび描画データ群および位置方向データ群およびオフセット値データを用意して対応すればよい。また、前記第一の実施例ではディスプレイが1つの場合を扱ったが、表示用データ処理装置101に複数のディスプレイを繋ぎ、表示領域を複数にすることも可能である。この場合、図6で説明した計算を用意したディスプレイの数だけ実行するようにすればよい。表示用データ処理装置101に複数のディスプレイを繋ぐことで、複数の共有表示領域に描画入力を行うことが可能になるので、複数の目的で表示領域を使い分けることが可能になる。さらにひとつの目的で複数の表示領域を使えば、より解像度の高い表示領域を得ることが可能になる。
【0021】
また、前記第一の実施例の視線入力手段に、視線位置指示装置として、レーザポインタを具備することにより、視線入力位置601が一定値以上変化した場合、視線入力位置601をユーザに提示することも可能である。具体的には視線位置変化判定処理502がYESを返した場合に、処理504に進む前に該レーザポインタの電源を入れるようにすればよい。レーザポインタの電源は、一定時間が経過すると切れるようにしておけば、レーザポインタのために画面が見づらくなることはない。
【0022】
次に図7から図10を用いて、本発明の第二の実施例について詳細に説明する。
【0023】
本実施例は、前記第一の実施例の画像描画表示システムを相互通信手段で複数繋ぎ、ひとつの表示領域に対して描画入力を行うと、すべての画像描画表示システムの表示領域に描画が行われるようにした多地点画像描画表示システムの例である。
【0024】
図7は本実施例における多地点画像描画表示システム704のシステム構成図である。図7で701および702および703は、第一の実施例の画像描画表示システムに、相互にデータの送受信が行えるように、機能の追加および変更を施した画像描画表示システムである。第一の実施例では、画像描画表示システムに接続するユーザの数が3人の場合で説明したが、本実施例では画像描画表示システム701に接続するユーザの数が2人の場合で説明する。前記追加および変更を施した構成要素については図8から図10を用いて説明する。画像描画表示システム701および画像描画表示システム702および画像描画表示システム703は、それぞれの表示用データ処理装置に具備した相互通信手段910を介して、互いに通信を行うことが可能である。
図8は画像描画表示システム701の機器構成図である。図8において、図2と同じ記号は図2と同じものを表し、図3と同じ記号は図3と同じものを表す。801は表示用データ処理装置である。表示用データ処理装置801は、第一の実施例の表示用データ処理装置101の主記憶装置305中の描画入出力処理プログラム310および描画入出力処理プログラム312を、描画入出力処理プログラム901および描画入出力処理プログラム903で置き換え、主記憶装置305中に受信描画処理プログラム902と受信データバッファ930を追加し、さらに相互通信手段910を追加したものである。相互通信手段910は画像描画表示システム701および画像描画表示システム702および画像描画表示システム703の間で、相互にデータの送受信を行えるものである。該相互通信手段910によって受信されたデータは、主記憶装置305中の受信データバッファ930に保存される。描画入出力処理プログラム901および描画入出力処理プログラム903および描画入出力処理プログラム905、および受信描画処理プログラム902は、画像描画表示システム701の起動時に並列に実行を開始する。描画入出力処理プログラム901および描画入出力処理プログラム903および描画入出力処理プログラム905については図9で詳細に説明する。また、受信描画処理プログラム902については図10で詳細に説明する。
【0025】
図9は描画入出力処理プログラム901のフローチャートである。図9において、図4と同じ記号は図4と同じものを表す。表示用描画データ加工処理403が終了すると、データ送信処理1001に進む。データ送信処理1001は表示用データ加工処理403で得られたデータと、共有表示領域199の解像度からなるデータ1002を、相互通信手段910を通じて、画像描画表示システム702および画像描画表示システム703に送信する。データ送信処理1001が終了すると、描画処理404へ進む。描画入出力処理プログラム903および描画入出力処理プログラム905についても同様である。
【0026】
図10は受信描画処理プログラム902のフローチャートである。受信描画処理が開始すると、まず終了判定処理1101に進む。終了判定処理1101は、描画入出力処理プログラム901が終了しているかどうかを調べ、描画入出力処理901が終了していればYESを返し、それ以外のときNOを返す。終了判定処理1101がYESを返すと、受信描画処理は終了する。終了判定処理1101がNOを返したら、受信判定処理1102へ進む。受信判定処理1102は、他の画像描画システムから受信し、受信データバッファ930に保存されているデータ1002がある場合にYESを返し、その他の場合NOを返す。受信判定処理1102がNOを返した場合、終了判定処理1101へ進む。受信判定処理1102がYESを返した場合、受信データ加工描画処理1103へ進む。受信データ加工描画処理1103は、データ1002の解像度の情報から、データ1002中の描画データを表示領域199の解像度に適合するように変換した後、画像出力手段302を通じて実行し、前記解像度の情報および描画データを、受信データバッファ930から消去する。受信データ加工描画処理1103が終了したら、描画処理404へ進む。
【0027】
以上、図8から図10を用いて画像描画表示システム701について詳細に説明したが、これらの説明は画像描画表示システム702および画像描画表示システム703についても同様である。
【0028】
上記実施例によれば、第一の実施例の画像描画表示システムを相互通信手段で複数繋ぐことで、多地点画像描画表示システムを構成することが可能である。
【0029】
【発明の効果】
以上のように、本願記載の発明によれば、視線入力手段を具備し、視線入力手段から得られたユーザの視線位置を、描画入力の際のオフセットとして用いることで、本体表示領域に共有されている画像データの見易さを損なわず、ユーザ各々が自分の行う操作をすばやく直感的に行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施例における画像描画表示システムの概念図である。
【図2】本発明の第一の実施例における画像描画表示システムの機器構成図である。
【図3】本発明の第一の実施例における表示用データ処理装置101の構成を示す図である。
【図4】本発明の第一の実施例における描画入出力処理のフローチャートである。
【図5】本発明の第一の実施例における視線入力条件の判定のフローチャートである。
【図6】本発明の第一の実施例における視線入力の説明のための図である。
【図7】本発明の第二の実施例における多地点画像描画表示システム704のシステム構成図である。
【図8】本発明の第二の実施例における画像描画表示システム701の機器構成図である。
【図9】本発明の第二の実施例における描画入出力処理プログラム901のフローチャートである。
【図10】本発明の第二の実施例における受信描画処理プログラム902のフローチャートである。
【符号の説明】
101 表示用データ処理装置
102 ディスプレイ
103、105、107 描画入力装置
109、111、113 三次元位置計測装置
110、112、114 ユーザ
199 表示領域
201、202、203 データ入力セット
301 中央演算処理装置
302 画像出力手段
303 外部記憶装置
304 通信手段
305 主記憶装置
308、318、328 位置方向データ群
309、319、329 オフセット値データ
310、312、314 描画入出力処理プログラム
320、321、322 描画データ群
601 視線入力位置
602 ディスプレイ102の表示領域199の左上角の点。
603 ディスプレイ102の表示領域199の右上角の点。
604 ディスプレイ102の表示領域199の左下角の点。
701、702、703 画像描画表示システム
704 多地点画像描画表示システム
801 表示用データ処理装置
901、903 描画入出力処理プログラム
902 受信描画処理プログラム
910 相互通信手段
930 受信データバッファ
Claims (6)
- 本体装置のディスプレイ上に表示領域を設け、描画入力装置を用いて前記表示領域内にデータの入力が行える機能を具備し、さらに前記描画入力装置の入力領域の解像度よりも、前記表示領域の解像度を大きく構成した画像描画表示システムにおいて、
さらに視線入力手段を具備し、前記表示領域内での描画位置を、前記描画入力装置から得られる座標データと、前記視線入力手段を用いて得られるオフセット値と、によって決定することを特徴とする、画像描画表示システム。 - 複数のディスプレイ上に表示領域を設け、描画入力装置を用いて前記表示領域にデータの入力が行える機能を具備した画像描画表示システムにおいて、
さらに視線入力手段を具備し、前記複数のディスプレイのいずれのディスプレイに描画するか、および前記表示領域内での描画位置を、前記描画入力装置から得られる座標データと、前記視線入力手段を用いて得られるオフセット値と、によって決定することを特徴とする、画像描画表示システム。 - 請求項1または請求項2に記載の画像描画表示システムにおいて、さらに視線入力手段に視線位置指示装置を具備し、前記オフセット値が一定値以上変化した場合、前記オフセット値をユーザに視覚的に提示することを特徴とする画像描画表示システム。
- 請求項1に記載の2つの画像描画表示システムと、該2つの画像描画表示システム間で相互にデータの送受信が行える通信手段を備え、前記2つの画像描画表示システムの一方の表示領域に対してデータの描画を行ったときに、他方の表示領域に対しても同様の描画を行うようにしたことを特徴とする多地点画像描画表示システム。
- 請求項4に記載の多地点画像描画表示システムであって、前記それぞれの画像描画表示システムの表示領域の解像度が異なることを特徴とする多地点画像描画表示システム。
- 描画中はオフセット値を変更しないことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の画像描画表示システム。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003026582A JP4168768B2 (ja) | 2003-02-04 | 2003-02-04 | 画像描画表示システムおよび多地点画像描画表示システム |
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Publications (2)
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