JP2004348444A - 資料提示装置用ライトペン - Google Patents

Abstract

【課題】資料提示装置用のポインティング手段として安全に使用することができるとともに、ペン先にスイッチ機構を設ける必要をなくして安価で故障にしくいライトペンを提供する。
【解決手段】ライトペン１のスイッチ１３をＯＮしてＬＥＤ１２を常時発光させた状態で、仮想スクリーンＳが設定された資料載置台４０上の資料Ｄまたはモニタ６０に、ライトペン１の先端を押し当て、筆圧を加える。先端カバー２１が弾性変形してスリット１１ａが割れＬＥＤ１２が露出し、発光指示の状態となる。ＬＥＤ１２の画像が撮像部５０を介して制御部４２に取り込まれる。制御部４２は仮想スクリーンＳにおけるＬＥＤ１２の座標を算出し、その座標に対応するスクリーンの表示画像の座標にポイント画像を合成する。ライトペン２を離すとＬＥＤ１２は先端カバー２１で遮蔽され、見かけ上ＬＥＤ１２が消灯する。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、仮想スクリーンに発光指示してポインティングを行い、ポインタ機能をモニタ等の表示装置の画像に反映させる仮想スクリーン用ライトペンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、資料を撮影し、その撮影画像をスクリーン等の表示装置に表示するプレゼンテーション用の資料提示装置において、資料を置く資料載置台や、プレゼンター用のモニタに仮想スクリーンを生成し、この仮想スクリーンにライトペンで指示することにより、表示装置にポイント画像を表示してポインティングする技術を提案した（特願２００２−２１６４７０号、特願２００３−５２３８４号）。
【０００３】
ここで挙げたライトペンは、先端に、赤外光を含む光を発するＬＥＤ等の発光部が取り付けられ、仮想スクリーンが生成されている資料載置台上の資料やモニタに押し当てることにより、スイッチがＯＮとなって発光部が発光するものである。ライトペンの発光は、赤外光を透過する光学フィルタを挿入した撮像部で撮影され、その撮影画像を取り込んだ制御部により仮想スクリーン上での座標が求められるとともに、該座標に対応する表示装置の画像の座標に所定のポイント画像として表示される。このような発光指示する装置としては、ペン型で、先端を押し当てるとスイッチがＯＮとなって先端の電球が発光し、その発光と先端の接触とをタブレットで検知し、コンピュータにマウス信号等を送信する入力装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１３２３２７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように先端を押し当てて点灯させるいわゆる筆圧スイッチは、電球やＬＥＤ等の発光体とともに細いペン先に実装しなければならず、したがって実装可能に小さくする必要が生じるが、スイッチを小さくすることは故障やコストアップの要因となるものであった。
【０００６】
よって本発明は、筆圧スイッチを必要とせず、そのため構成が簡素で安価であり、故障しにくいライトペンを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、資料が載置され、少なくともその載置面に仮想スクリーンが設定される資料載置台と、この資料載置台に支持部材を介して支持され、資料を撮影する撮像部と、この撮像部による撮影画像を表示装置に出力する画像出力部と、画像処理を行う制御部とを備えた資料提示装置における仮想スクリーンに対し、先端から発せられる光によって指示され、該光の発光点が撮像部で撮影され、その撮影画像を取り込んだ制御部により、仮想スクリーン上での発光点の位置を示す座標が求められるとともに、該座標に対応する表示装置の画像の座標に所定のポインタ機能を反映させる資料提示装置用ライトペンであって、先端にあって光を発する発光体を収納する先端カバーを備え、該先端カバーは、筆圧を受ける使用状態で弾性的に変形または移動して発光体を露出させ、非使用状態では弾性復帰することにより発光体から発する光を遮蔽することを特徴としている。ここで言う仮想スクリーンとは、画像処理によってＸＹ座標が生成される二次元的空間のことで、資料提示装置が備える撮像部の画角内に設定される。また、ポインタ機能とは、例えばポイント画像を表示することによるポインティングが挙げられる。
【０００８】
本発明のライトペンは、資料提示装置における資料が置かれる資料載置台等に重ねて設定される仮想スクリーンに対し、先端カバーを押し当てると、先端カバーが変形または移動して発光体が露出し、点灯状態となる。この状態で発光指示がなされ、撮像部により発光点が撮影され、その撮影画像を取り込んだ制御部により仮想スクリーン上での座標が求められるとともに、該座標に対応する表示装置の画像の座標に所定のポインタ機能が反映される。先端カバーを押し当てる動作をやめると、先端カバーは元の状態に弾性復帰し、発光体から発する光が遮蔽されるので、見かけ上では消灯状態となる。すなわち、常に発光体から光を発する状態から、先端カバーを押し当てて変形または移動させると点灯となり、押し当て動作をやめると消灯となる。したがって、ペン先に筆圧スイッチを設ける必要がなく、このため、構成が簡素で安価であり、しかも故障しにくいといった効果を得る。また、レーザ光を投射するレーザポインタのように危険性は全くなく、表示画像に対し安全にポインティングすることができるといった利点もある。
【０００９】
本発明のライトペンは、発光体が特定波長を含む光で発光するものとし、一方、撮像部の撮影光路に対し、該特定波長の光のみを撮影可能とする光学フィルタを挿脱自在に具備した形態を含む。この形態では、先端カバーを押し当て発光体を露出させて発光指示する時に、光学フィルタを撮像部の撮影光路中に挿入した状態とする。すると、撮像部は発光体のみを撮影するので、制御部に発光体を確実に識別させることができ、安定した動作が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は一実施形態に係るライトペン１およびプレゼンテーション用の資料提示装置３０を示しており、図２は資料提示装置３０の構成ならびに機能を系統的に表したブロック図である。図１に示すように、資料提示装置３０は、上面に資料Ｄが置かれる資料載置台４０と、この資料載置台４０にアーム（支持部材）４１を介して支持された撮像部５０と、プレゼンター用のモニタ６０とを備えている。アーム４１は、資料載置台４０の左奥端部に立設された支柱部４１ａの上端に、手前側に延びるＬ字状の水平部４１ｂが固定されたもので、水平部４１ｂの先端は資料載置台４０のほぼ中央上方に位置しており、その先端に、資料Ｄを撮影する撮像部５０が取り付けられている。
【００１１】
モニタ６０は、ヒンジ６１を介して資料載置台４０の奥端部に開閉自在に取り付けられており、図１に示す開いた状態で、画面が手前側を向き、使用者（プレゼンター）がその画面を視認する。モニタ６０の開き角度は手動で適宜に調整できるようになっている。
【００１２】
撮像部５０は、図２に示すように、カメラ５１と光学フィルタ５２とを備えている。カメラ５１は、ズーム機能およびオートフォーカス機能を備えている。光学フィルタ５２は赤外光のみを撮影可能とするもので、カメラ５１の撮影光路に対して挿脱自在にセットされている。この場合、光学フィルタ５２の挿脱は手動で行うようになされている。図２に示すように、撮像部５０による撮影画像は制御部４２に取り込まれて処理され、画像出力部４３から、モニタ６０および液晶プロジェクタ７０に出力される。液晶プロジェクタ７０からは、撮影画像が図示せぬスクリーンに投影される。制御部４２は、例えば資料載置台４０に内蔵されている。なお、撮像部５０は、モニタ６０も撮影できるように、アーム４１に回転自在に取り付けられていてもよい。
【００１３】
制御部４２は、一般的な画像処理の方式により、撮像部５０で撮影している資料載置台４０の表面に、仮想スクリーンＳのＸＹ座標を生成する。仮想スクリーンＳの生成法としては、資料載置台４０の四隅で赤外光を発光させ、これら４点の発光点を、光学フィルタ５２をカメラ５１の撮影光路に挿入した状態の撮像部５０で撮影し、その画像データから各発光点の位置を認識するといった方法が挙げられる。
【００１４】
ライトペン１は、モニタ６０およびスクリーンに表示される画像に対し、レーザポインタのようにポインティングするためのツールとして使用される。ライトペン１は、図３に示すように、細長い円筒状の本体部１０を備えており、この本体部１０の先端（図３で左端）に、ゴム等の弾性を有する材質からなる円錐状の先端カバー１１が取り付けられている。この先端カバー１１内には、ＬＥＤ１２が収納されており、このＬＥＤ１２は、本体部１０の後端に取り付けられたスイッチ１３により点灯／消灯させられる。先端カバー１１には、長手方向に延びるスリット１１ａが形成されており、通常は、図４（ａ）に示すようにスリット１１ａは閉じているが、図４（ｂ）に示すように、ある程度硬い面（例えば資料載置台４０の上面）に押し当てると弾性により先端カバー１１が潰れて変形し、スリット１１ａが開いて中のＬＥＤ１２が露出する。
【００１５】
次に、ライトペン１と資料提示装置３０の使用例と、その作用を説明する。
まず、光学フィルタ５２をカメラ５１の撮影光路中から外して資料Ｄを撮影し、その撮影画像を静止画像に処理し、その静止画像をモニタ６０およびスクリーンに表示させる。静止画像への処理は、制御部４２へその旨のコマンドを発することによりなされる。次に、光学フィルタ５２を撮影光路中に挿入し、ライトペン１のスイッチ１３をＯＮにする。続いて、資料Ｄ中の指示したい部分にライトペン１の先端カバー１１の先端を押し当て、図４（ｂ）に示すように、先端カバー１１を弾性変形させてスリット１１ａからＬＥＤ１２を露出させてポインティングする。この時、開いたスリット１１ａを上に向けてＬＥＤ１２が撮像部５０で撮影されるようにする。
【００１６】
ＬＥＤ１２の画像は撮像部５０を介して制御部４２に取り込まれ、制御部４２は、仮想スクリーンＳ上でのＬＥＤ１２の位置すなわち座標を算出し、その座標に対応するモニタ６０およびスクリーンに表示されている画像の座標に、所定のポイント画像を合成する。これによって、資料画像にポインティングすることができる。図４（ａ）に示すように先端カバー１１を離すと、先端カバー１１は弾性復帰してスリット１１ａは閉じ、ＬＥＤ１２の光は遮蔽されて消灯状態となり、ポインティング動作が解除されてポイント画像が消える。
【００１７】
上記実施形態のライトペン１によると、先端カバー１１を押し当てるとＬＥＤ１２が露出し、点灯状態となり、先端カバー１１を押し当てる動作をやめると、先端カバー１１は元の状態に弾性復帰してＬＥＤ１２から発する光が遮蔽され、見かけ上では消灯状態となる。このように先端カバー１１を押し当てたり離したりする動作で、スイッチのようにＬＥＤ１２を実質的に点灯／消灯させることができる。したがって、ペン先に筆圧スイッチを設ける必要がなく、このため、構成が簡素で安価であり、しかも故障しにくいものとなる。また、レーザ光を投射するレーザポインタのように危険性は全くなく、表示画像に対し安全にポインティングすることができるといった利点もある。さらに、資料Ｄにライトペン１で発光指示する時には、光学フィルタ５２を撮影光路中に挿入するので、その時、撮像部５０はＬＥＤ１２のみを撮影することができ、このため、制御部４２にＬＥＤ１２を確実に識別させることができ、安定した動作が得られる。
【００１８】
次に、図５および図６を参照してライトペンの他の実施形態を説明する。
図５に示すように、この実施形態のライトペン２の本体部１０は、先端に小径部１０ａを有しており、この小径部１０ａの先端内にＬＥＤ１２が取り付けられている。このＬＥＤ１２は、本体部１０の後端に取り付けられたスイッチ１３により点灯／消灯させられる。本体部１０は少なくとも小径部１０ａが透明とされ、ＬＥＤ１２の光は小径部１０ａを透過する。小径部１０ａには、先端が球面状に形成された円筒状の先端カバー２１が長手方向に摺動自在に被せられている。
【００１９】
先端カバー２１は、樹脂等で形成された剛体であり、小径部１０ａに装着された圧縮バネ１５によって先端方向に付勢され、通常は図示せぬストッパで位置決めされている。先端カバー２１の胴部先端には開口２１ａが形成されており、通常は、図６（ａ）に示すように開口２１ａはＬＥＤ１２よりも先端側に位置している。そして、先端カバー２１をある程度硬い面に押し当てると、図６（ｂ）に示すように、先端カバー２１が本体部１０側に移動し、開口２１ａをＬＥＤ１２の位置に合致させることができる。開口２１ａがＬＥＤ１２に合致すると、小径部１０ａは透明であるからＬＥＤ１２は開口２１ａを介して外部に露出する。
【００２０】
このライトペン２によると、先端カバー２１の先端を押し当てると先端カバー２１が後退して開口２１ａからＬＥＤ１２が露出し、点灯状態となり、先端カバー２１を押し当てる動作をやめると、先端カバー２１は圧縮バネ１５の力で元の位置に復帰してＬＥＤ１２から発する光が先端カバー２１で遮蔽され、見かけ上では消灯状態となる。このような点灯／消灯を利用して、上記実施形態と同様に仮想スクリーンに対するポインティングを行うことができる。
【００２１】
なお、上記使用例では、仮想スクリーンＳを資料載置台４０に重ねて生成しているが、撮像部５０でモニタ６０を撮影できるように構成し、このモニタ６０に仮想スクリーンを生成してモニタ６０に対し同様にライトペン１（２）でポインティングすることも可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の資料提示装置用ライトペンによれば、筆圧をかけると発光体が露出し、解除すると発光体の光を遮蔽する先端カバーにより、点灯／消灯がなされるので、筆圧スイッチを必要とせず、そのため構成が簡素で安価であり、故障しにくいといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るライトペンおよびプレゼンテーション用資料提示装置の斜視図である。
【図２】図１に示した資料提示装置の構成ならびに機能を系統的に表したブロック図である。
【図３】一実施形態のライトペンの斜視図である。
【図４】一実施形態に係るライトペンの先端カバーの作用を（ａ）〜（ｂ）の順に示す図である。
【図５】他の実施形態のライトペンの一部断面側面図である。
【図６】他の実施形態のライトペンの先端カバーの作用を（ａ）〜（ｂ）の順に示す図である。
【符号の説明】
１，２…ライトペン、１１，２１…先端カバー、１２…ＬＥＤ（発光体）、
３０…資料提示装置、４０…資料載置台、４１…アーム（支持部材）、
４２…制御部、４３…画像出力部、５０…撮像部、５２…光学フィルタ、
６０…モニタ（表示装置）、７０…液晶プロジェクタ（表示装置）、
Ｄ…資料、Ｓ…仮想スクリーン。

Claims (2)

1. 資料が載置され、少なくともその載置面に仮想スクリーンが設定される資料載置台と、この資料載置台に支持部材を介して支持され、前記資料を撮影する撮像部と、この撮像部による撮影画像を表示装置に出力する画像出力部と、画像処理を行う制御部とを備えた資料提示装置における前記仮想スクリーンに対し、先端から発せられる光によって指示され、該光の発光点が前記撮像部で撮影され、その撮影画像を取り込んだ前記制御部により、仮想スクリーン上での前記発光点の位置を示す座標が求められるとともに、該座標に対応する前記表示装置の画像の座標に所定のポインタ機能を反映させる資料提示装置用ライトペンであって、
   先端にあって光を発する前記発光体を収納する先端カバーを備え、該先端カバーは、筆圧を受ける使用状態で弾性的に変形または移動して発光体を露出させ、非使用状態では弾性復帰することにより発光体から発する光を遮蔽することを特徴とする資料提示装置用ライトペン。
2. 前記発光体は特定波長を含む光で発光し、前記撮像部には、その撮影光路に対し、該特定波長の光のみを撮影可能とする光学フィルタが挿脱自在に具備されていることを特徴とする請求項１に記載の資料提示装置用ライトペン。

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