JPH1021007A - 前面投影型タッチパネルのタッチ位置像投影方法及び前面投影型タッチパネルシステム - Google Patents

前面投影型タッチパネルのタッチ位置像投影方法及び前面投影型タッチパネルシステム

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JPH1021007A
JPH1021007A JP17237296A JP17237296A JPH1021007A JP H1021007 A JPH1021007 A JP H1021007A JP 17237296 A JP17237296 A JP 17237296A JP 17237296 A JP17237296 A JP 17237296A JP H1021007 A JPH1021007 A JP H1021007A
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JP17237296A
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Akira Rokkaku
朗 六角
Ryoji Takita
亮二 滝田
Koji Fukuyoshi
康二 福良
Masao Takeishi
政夫 武石
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Hitachi Ltd
Hitachi Industry and Control Solutions Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Engineering Co Ltd Ibaraki
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プロジェクタの光軸と、大型タッチパネル平
面垂直軸とが一致しないようなプロジェクタの天井設置
等の場合においても、大型タッチパネルの接触位置とそ
の投影映像位置を一致させることができるシステムの提
供にある。 【解決手段】 前面投影型タッチパネルシステムは、大
型タッチパネル1と、斜め前方に設置されたプロジェク
タ2と、これらの相対的な位置関係から生じる投影映像
の歪みを補正する歪補正変換処理機能を有するパソコン
11とにより構成される。大型タッチパネル1上でタッ
チした位置座標点P(X,Y)はパソコン11で歪補正
変換関数Fにより変換処理され、論理座標上の点p
(x,y)を割出し、プロジェクタ2により大型タッチ
パネルへ投射される。これにより大型タッチパネル上の
投影像点P’をタッチ位置点P(X,Y)上に一致させ
て表示することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、大型タッチパネル
とパソコン及びプロジェクタを用いた前面投影型タッチ
パネルによる討議システムを設備した会議室等におい
て、大型タッチパネルに対するプロジェクタの設置位置
を柔軟に選定できることを可能にする前面投影型タッチ
パネルのタッチ位置像投影方法及び前面投影型タッチパ
ネルシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より大型タッチパネルとパソコン及
びプロジェクタを組合わせた前面投影型タッチパネルシ
ステムは知られている。図7は従来のシステムを示し、
大型タッチパネル1とプロジェクタ2の設置位置関係
は、プロジェクタ2の光軸を大型タッチパネル平面の中
心垂直軸9上に合わせて使用するものであった。言い替
えると大型タッチパネル1平面とプロジェクタ2の投影
平面との設置位置関係が非平行であると投影映像3が歪
んでしまい、大型タッチパネル1でのタッチ位置とプロ
ジェクタ2によって投影されるタッチ位置データに基づ
くタッチ位置を示す像とが不一致になってしまうもので
あった。よってプロジェクタ2の設置に当たっては、常
にプロジェクタの光軸を大型タッチパネル平面の中心垂
直軸上に合わせて設置し、かつ微調整が必要であった。
【0003】なお図において、タッチパネル1とパソコ
ン5とはネタッチパネル接触位置信号がケーブル4を伝
送してパソコン5に送られ、パソコン画面出力がケーブ
ル6を伝送してプロジェクタ2に送られるようにシステ
ム構成されている。7はプロジェクタ位置調整架台、8
はタッチパネル用ペン(又は人間の指)である。
【0004】従来のタッチパネルシステムは、特開平5
−181605号公報、特開平5−88816号公報、
特開平6−35608号公報等が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のシス
テムでは、プロジェクタを大型タッチパネル平面の中心
垂直軸以外へ設置することが不可能であるため、プロジ
ェクタを大型タッチパネルに対して斜め前方に設置する
ことができず、タッチパネルシステムの設置可能な室内
レイアウトに大きな制約が存在していた。言いかえれ
ば、この大型タッチパネルとプロジェクタとの設置位置
関係に制約を付けることで、タッチ位置とそれに基づく
投影点とのずれを回避しなければならない。
【0006】したがって、図8に示すように天井型プロ
ジェクタ12を用いた場合では、その投影映像13は歪
んだものとなり、ペン8の接触位置17と投影映像位置
18とは大きく異なった位置に表示されてしまうため、
この様な配置で、タッチパネルシステムを構成すること
は不可能であった。なお図8の(a)は断面図、(b)
は斜視図である。図9はタッチパネル座標系と歪んだ投
影座標関係図を示す。
【0007】(X、Y)はタッチパネルの接触位置検出
座標系、(x,y)は投影像の位置座標系を示す。
【0008】本発明の目的は、プロジェクタの光軸19
と、大型タッチパネル平面垂直軸9とが一致しないよう
なプロジェクタの天井設置等の場合においても、大型タ
ッチパネルの接触位置17とその投影映像位置18を一
致させ、斜め前方の任意の位置にプロジェクタを設置す
ることができるタッチパネルシステムを提供することに
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、大型タッ
チパネルの接触位置検出座標系と投影映像の位置座標系
との相対的位置調整方法として、タッチされた接触位置
座標を、投影映像が歪んでいることを考慮し、補正変換
処理をする機能をパソコンに設けることによって達成さ
れる。
【0010】上記歪補正変換処理は、パソコンで生成し
たマーカ点をプロジェクタにより大型タッチパネルに投
射し、投射されたマーカ像をタッチすることにより歪補
正対応変換データをパソコンに取得し、大型タッチパネ
ル上でタッチした位置座標点をパソコンに取り込み、パ
ソコンで上記歪補正変換データを用いて変換処理するこ
とにより論理座標上の位置座標点を割出し該論理座標上
の位置座標点をプロジェクタより大型タッチパネルに投
影する。
【0011】上記の手段を用いれば大型タッチパネル平
面とプロジェクタの投影平面とが非平行な相対的な配置
関係の場合においてもタッチ位置点Pとその投影像の点
P’とを、歪み補正変換処理により、物理的に同一の位
置となる様に調整することが可能となる。これにより、
当該タッチパネルシステムでは、投影用のプロジェクタ
を大型タッチパネルの斜め前方に位置することができ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図によ
り説明する。
【0013】図1は、本発明の一実施形態の前面投影型
タッチパネルシステムで、大型タツチパネル1と、当該
大型タッチパネルの斜め前方に設置されたプロジェクタ
2と、これらの相対的な位置関係から生じる投影像の歪
みを補正する歪補正変換処理機能を有するパソコン11
とにより構成される。
【0014】図2の処理フローにしたがって、その機能
を説明すると、まず、動作前準備として、パソコン11
上でマーカ点a,b,c,dを生成し、プロジェクタ2
から大型タッチパネル1へ向けて投射する。投影された
マーカ像A,B,C,Dをタッチすることによって、パ
ソコン11に歪み補正用のキャリブレーションデータE
を取得する。
【0015】次に、大型タッチパネル1上でタッチした
任意の位置座標点P(X,Y)は、パソコン11へ転送
され、そこで歪み補正変換関数Fにより変換処理を行
い、パソコン11の論理座標上の点p(x,y)を割り
出す。割り出された点p(x,y)をプロジェクタ2に
より大型タッチパネル1へ向けて投影することにより、
大型タッチパネル1上の投影点p’をタッチ位置点P
(X,Y)上に表示することができる。
【0016】このようにパソコン11の歪補正変換処理
機能によってタッチ位置とそれに基づく投影像との物理
的な位置を常に一致させることができる。
【0017】図3は、パソコン11による歪補正変換処
理について詳細に説明するもので、(b)のようにパソ
コン11によって生成された論理的に四角形の各頂点
a,b,c,dをパソコン11の画面に表示したもの
と、これを(a)のプロジェクタ2によって大型タッチ
パネル1上へ投影し、映し出された歪んだ四角形の像
A,B,C,Dとを示す。
【0018】まず、パソコン11の論理的な位置座標と
大型タッチパネル1の位置検出座標との相対的な位置関
係を割り出すために、パソコン11で生成された論理的
な位置座標上の位置合わせ用のマーカ点を仮にa,b,
c,dとする。この各点をプロジェクタ2により、大型
タッチパネル1上に投影した点(像)A,B,C,Dを
タッチすることによって、パソコン11の論理座標上の
点a,b,c,dと大型タッチパネル1の位置検出座標
上の点A,B,C,Dとがどの様な関係になっているの
かを取得することが出来る。この位置合わせ動作によっ
て得られるデータが、仮に下記へ示した値であったもの
とする。また、これら位置合わせ用データ全てをキャリ
ブレーションデータと呼ぶ事にし、E(xo,yo,X
o,Yo)と表記する。
【0019】・パソコン論理座標上の点の値を a(x
1,y1) b(x1,y2) c(x2,y2) d(x2,y1) ・タッチ位置検出座標上の点の値を A(X1,Y1) B(X2,Y2) C(X3,Y3) D(X4,Y4) 次に、大型タッチパネル1上で任意の点P(X,Y)を
タッチした場合、パソコン11の論理座標上で、どの位
置に点P(X,Y)に基づく投影用の点p(x,y)を
生成すれば、大型タッチパネル1上で物理的にタッチさ
れた点P(X,Y)と、点p(x,y)に基づきプロジ
ェクタ2から大型タッチパネル1上へ投影された投影点
とを、一致させることが出来るかの考え方を示す。
【0020】大型タッチパネル1の位置検出座標上の点
P(X,Y)を通る垂直及び水平の線と線(A−B)、
線(B−C)、線(C−D)、線(A−D)との交点を
それぞれQ5,Q6,Q7,Q8とする。Q5,Q6,
Q7,Q8に対応する論理座標上の点q5(x1,y
5),q6(x2,y6),q7(x7,y1),q8
(x8,y2)とすれば、その各点の位置を決定づける
未知の位置座標値y5,y6,x7,x8は、キャリブ
レーションデータとして既知の値(x1,x2,y1,
y2,X1,X2,X3,X4,Y1,Y2,Y3,Y
4)と、タッチされた位置の値(X,Y)とを用いて近
似的に数1,数2,数3,数4にて求められる。
【0021】
【数1】
【0022】
【数2】
【0023】
【数3】
【0024】
【数4】
【0025】点P(X,Y)は線(Q5−Q6)及び線
(Q7−Q8)の交点であるので、これに相当する論理
座標上の点p(x,y)は、線(q5−q6)及び線
(q7−q8)の交点として近似的に求めることができ
る。線(q5−q6)及び線(q7−q8)は数1〜数
4によって求められた値(y5,y6,x7,x8)を
さらに用いることにより数5、数6を求めることができ
る。
【0026】
【数5】
【0027】
【数6】
【0028】上記の数5及び数6よりその交点は数7、
数8となる。
【0029】
【数7】
【0030】
【数8】
【0031】大型タッチパネル1の位置検出座標上の任
意の点P(X,Y)は、上記に示したキャリブレーショ
ンデータE(xo,yo,Xo,Yo)と数1〜数8を
用いて計算されるパソコン11の論理座標上の点p
(x,y)に近似的に相当していることとなる。
【0032】この関係をまとめると、大型タッチパネル
1上の任意の点P(X,Y)は、キャリブレーションデ
ータE(xo,yo,Xo,Yo)と上記数1〜数8を
歪み補正変換関数Fで表現すると下記数9のように投影
用の点P(x,y)に変換することができる。
【0033】
【数9】
【0034】この数9の点p(x,y)をプロジェクタ
2で投影することにより、大型タッチパネル1上のタッ
チ点P(X,Y)に投影点P’を一致表示することがで
きる。
【0035】図4は、本発明の応用実施形態を示し、大
型タッチパネル1と当該大型タッチパネル斜め上前方の
天井14に設置されたプロジェクタ2と、これらの相対
的な位置関係から生じる投影像の歪みを補正する歪補正
変換処理機能を有するパソコン11により構成されてい
る。なお図は、斜め前方投影型タッチパネルシステムを
用いた打ち合わせや検討討議または、プレゼンテーショ
ン等の会議室レイアウトを示す。
【0036】電子ペン8を用いる前面投影型タッチパネ
ルシステムにおいても、プロジェクタ2の設置位置を天
井14とする事が可能であるため、従来のタッチパネル
システムのプロジェクタ設置位置制約により、検討テー
ブル12上にプロジェクタ2を設置した場合に比較し
て、検討テーブル12の有効利用や会議出席者からの大
型タッチパネル1の見やすさが大幅に改善可能となって
いる。また、プロジェクタ設置位置が机上でなく、天井
14であるため投影映像の明るさを増加させるために大
型プロジェクタ2を用いることができ、検討テーブル1
2の利用スペースの減少や、大型タッチパネル1の見や
すさを低下させることなく設置することができる。ま
た、大型タッチパネル1へ電子ペン8にて書き込みする
場合においても、大型タッチパネル1面に対して上方か
らプロジェクタ2の投影が行われるため、書き込み者や
書き込みペン8により出来る影によって電子ペン先が隠
れてしまうことも防止することが可能な配置とすること
が出来る。
【0037】図5、図6は、プロジェクタ2の配置を大
型タッチパネル1の斜め下前方や斜め左前方に配置した
当該タッチパネルシステムを示す。
【0038】図5は、プロジェクタ2の配置が検討テー
ブル上や天井に出来ない場合の対策であり、検討テーブ
ル12の下にプロジェクタ2を設置したものである。図
6は、プロジェクタの配置が検討テーブル上や天井もし
くは床上に出来ない場合の対策であり、検討テーブル1
2の横にプロジェクタ2を設置し、大型タッチパネル1
の斜め左前方からの投影をしたものである。このよう
に、従来型の前方投影型タッチパネルシステムのプロジ
ェクタ配置位置制約を歪補正変換処理機能を有するパソ
コン11を用いた当該タッチパネルシステムを用いるこ
とによって、プロジェクタ1を任意の位置に設置するこ
とが可能となる。
【0039】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、大型タッ
チパネルとプロジェクタの配置位置関係を自由にとるこ
とが出来るので、タッチパネルを利用した検討システム
において、プロジェクタを当該システムの利用者が邪魔
にならない任意の位置へ設置することが可能となる。こ
れによりタッチパネル前面の検討テーブル上にプロジェ
クタを設置する必要がないため、検討テーブルを有効活
用できるという効果がある。
【0040】また、プロジェクタの設営に関しても、タ
ッチパネルに対して、垂直に置くためのプロジェクタ台
の準備や、その高さ微調整等の設営作業が不要であり、
迅速な設営が可能であるとともに、可搬性を向上させる
効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態のタッチパネルシステム構
成図。
【図2】図1のシステムを説明する処理フロー図。
【図3】タッチパネル上の投影像とパソコン画面図。
【図4】本発明の応用実施形態の構成図。
【図5】本発明の他の応用実施形態の構成図。
【図6】本発明の他の応用実施形態の構成図。
【図7】従来のタッチパネルシステムの構成図。
【図8】従来の天井設置型プロジェクタによるタッチパ
ネルシステム図。
【図9】タッチパネル座標系と歪んだ投影像座標関係
図。
【符号の説明】
1 ・・・ 大型タッチパネル、2 ・・・ プロ
ジェクタ、8 ・・・タッチパネル用ペンまたは人間の
指、11 ・・・ パソコン、 12 ・・・ 検討テ
ーブル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福良 康二 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 武石 政夫 茨城県日立市幸町三丁目2番1号 日立エ ンジニアリング 株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プロジェクタより大型タッチパネル上に
    タッチ位置に基づくタッチ位置の像を投影する方法にお
    いて、大型タッチパネル上でタッチした位置座標点をパ
    ソコンに取り込み、パソコンで歪補正対応変換データを
    用いて変換処理することにより論理座標上の位置座標点
    を割出し、該論理座標上の位置座標点をプロジェクタよ
    り大型タッチパネルに投影することを特徴とする前面投
    影型タッチパネルのタッチ位置像投影方法。
  2. 【請求項2】 プロジェクタより大型タッチパネル上に
    タッチ位置に基づくタッチ位置の像を投影する方法にお
    いて、パソコンで生成したマーカ点をプロジェクタより
    大型タッチパネルに投射し、投射されたマーカ像をタッ
    チすることにより歪補正対応変換データをパソコンに取
    得し、大型タッチパネル上でタッチした位置座標点をパ
    ソコンに取り込み、パソコンで上記歪補正対応変換デー
    タを用いて変換処理することにより論理座標上の位置座
    標点を割出し、該論理座標上の位置座標点をプロジェク
    タより大型タツチパネルに投影することを特徴とする前
    面投影型タッチパネルのタッチ位置像投影方法。
  3. 【請求項3】 タッチ位置を検出する大型タッチパネル
    と、タッチ位置座標の信号を受けてその位置信号を転送
    するパソコンと、転送された位置信号の像を大型タッチ
    パネルに投影するプロジェクタとを備えたタッチパネル
    システムにおいて、上記パソコンに、プロジェクタから
    大型タッチパネル上に投影された投影像の歪みを補正
    し、大型タッチパネル上のタッチ位置とそれによるプロ
    ジェクタからの投影像とを一致させるタッチ位置座標信
    号歪補正処理機能を設けたことを特徴とする前面投影型
    タッチパネルシステム。
JP17237296A 1996-07-02 1996-07-02 前面投影型タッチパネルのタッチ位置像投影方法及び前面投影型タッチパネルシステム Pending JPH1021007A (ja)

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