(57)【要約】【課題】  画面表示領域に表示された内容をポインタを用いて簡単に修正することができるポインタシステムを提供する。【解決手段】  本ポインタシステムは、異なる光路を通過するレーザ光によりスクリーン３（画面表示領域）に干渉縞を生じさせるレンズを有するポインタ４と、スクリーン３に生じた干渉縞を検出する検出装置５と、この検出した干渉縞から算出した干渉縞の中心座標に対応するスクリーン３の位置にポインタ４の指示点を表示するためのＰＣ１（表示制御装置）とを備える。このＰＣ１は、スクリーン３のポインタの指示点を書き込む書込みモードと、スクリーン３のポインタの指示点を消去する消去モードとを有し、書込みモードと消去モードがポインタからの情報に基づいて切り替えられる。【選択図】  図１
2006260487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる光路を通過するレーザ光により画面表示領域に干渉縞を生じさせるレンズを有するポインタと、前記干渉縞を検出する検出装置と、前記検出した干渉縞から算出した前記干渉縞の中心座標に対応する前記画面表示領域の位置に前記ポインタの指示点を表示する表示制御装置とを備えたポインターシステムであって、前記表示制御装置が、前記画面表示領域の前記ポインタの指示点を書き込む書込みモードと、前記画面表示領域の前記ポインタの指示点を消去する消去モードとを有し、前記書込みモードと前記消去モードが前記ポインタからの情報に基づいて切り替えられることを特徴とするポインタシステム。
【請求項２】
前記ポインタからの情報が、前記レーザ光の周波数であることを特徴とする請求項１記載のポインタシステム。
【請求項３】
前記ポインタからの情報が、前記ポインタに設けられたスイッチの状態であることを特徴とする請求項１記載のポインタシステム。
【請求項４】
前記ポインタからの情報が、無線または有線で前記表示制御装置に送られることを特徴とする請求項３記載のポインタシステム。
【請求項５】
前記書込みモードおよび前記消去モードの少なくとも一方を示すマーカが、前記ポインタの指示点に表示されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のポインタシステム。
【請求項６】
前記マーカが、前記ポインタに組み込まれた可視レーザ光源からのレーザ光で形成されることを特徴とする請求項５記載のポインタシステム。
【請求項７】
前記マーカが、前記書込みモードと前記消去モードとでそれぞれ異なる色または形状を有することを特徴とする請求項５または６記載のポインタシステム。
【請求項８】
前記ポインタが、前記書込みモード用および前記消去モード用の波長の異なるレーザ光源を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のポインタシステム。
【請求項９】
異なる光路を通過するレーザ光により前方に干渉縞を生じさせるレンズを有するポインタであって、前記レーザ光の周波数を変調する周波数変調回路と、前記変調周波数を選択するためのセレクタとを備えたことを特徴とするポインタ。
【請求項１０】
前記セレクタは、デフォルトとしての第１の周波数、書込みモードとしての第２の周波数、および消去モードとしての第３の周波数を選択可能であることを特徴とする請求項９記載のポインタ。
【請求項１１】
異なる光路を通過するレーザ光により前方に干渉縞を生じさせるレンズを有するポインタであって、書込みモード用および前記消去モード用の波長の異なるレーザ光源を備えたことを特徴とするポインタ。
【請求項１２】
前記波長の異なるレーザ光源のレーザ光が、ともに前記レンズの中心を通るようにする調整手段を備えたことを特徴とする請求項１１記載のポインタ。
【請求項１３】
前記調整手段が、ミラーを含むことを特徴とする請求項１２記載のポインタ。
【請求項１４】
前記調整手段が、前記レーザ光源のスライド機構であることを特徴とする請求項１２記載のポインタ。
【請求項１５】
前記レーザが、赤外レーザであることを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに記載のポインタ。
【請求項１６】
さらに可視光レーザ光源を備えたことを特徴とする請求項１５記載のポインタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポインタにより生じさせた画面表示領域における干渉縞を検出し、この検出した干渉縞から算出した干渉縞の中心座標に対応する画面表示領域の位置にポインタの指示点を表示する機能を有するポインタシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、会議や説明会などで行われるプレゼンテーションでは、コンピュータ画面の内容をスクリーンに投影して行うことが増えてきている。このようなプレゼンテーションにおいては、従来から、スクリーンに表示された画面を指し示すのにレーザポインタが用いられている。さらに、この種のレーザポインタとしては、実際にある点を指示するだけでなく、マウスのようなコンピュータ入力としても利用できるものが望まれている。現在提案されている技術としては、レーザポインタで指し示した点をプロジェクタに取り付けたＣＣＤカメラで検出し、その座標にカーソルを移動させる技術がある。しかし、この方法は投影型の表示の場合にのみ利用できるもので、通常のディスプレイには適用できず、汎用性がないと言う問題がある。
【０００３】
これを解決するものとして、特許文献１に記載のような技術が知られている。この技術は、光の干渉を利用してレーザポインタや３次元画像取得システムを単純な構成で、低コストで作製するものである。例えば、レーザ光源に円錐レンズを組み合わせると、同心円干渉縞を形成することができる。この同心円干渉縞の一部をディスプレイまたは投影スクリーンの近傍に設けたＣＣＤ素子で検出する。この検出信号に基づいて同心円干渉縞の中心座標を算出し、これをポインタの指示位置としてコンピュータに入力し、ディスプレイまたは投影スクリーンに表示するものである。
【特許文献１】特開２００４−０２８９７７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記技術を使うと、プレゼンテーションにおいて、レーザポインタにより、パソコン（ＰＣ）のカーソル操作が可能となり、またマウスクリック機能も追加でき、さらにはアノテーション入力も可能となる。しかしながら、従来のこの種のレーザポインタでは、間違ってＰＣに入力され、それによりディスプレイや投影スクリーンなど（画面表示領域）に表示された内容は、ＰＣから離れたところでは簡単に修正することができないという問題があった。
【０００５】
従って本発明の目的は、画面表示領域に表示された内容をポインタを用いて簡単に修正することができるポインタシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、異なる光路を通過するレーザ光により画面表示領域に干渉縞を生じさせるレンズを有するポインタと、前記干渉縞を検出する検出装置と、前記検出した干渉縞から算出した前記干渉縞の中心座標に対応する前記画面表示領域の位置に前記ポインタの指示点を表示する表示制御装置とを備えたポインターシステムであって、前記表示制御装置が、前記画面表示領域の前記ポインタの指示点を書き込む書込みモードと、前記画面表示領域の前記ポインタの指示点を消去する消去モードとを有し、前記書込みモードと前記消去モードが前記ポインタからの情報に基づいて切り替えられるポインタシステムにより、達成される。
【０００７】
ここで、前記ポインタからの情報は、前記レーザ光の周波数とすることができる。また、前記ポインタからの情報は、前記ポインタに設けられたスイッチの状態とすることができる。この場合、前記ポインタからの情報は、無線または有線で前記表示制御装置に送ることができる。さらに、前記書込みモードおよび前記消去モードの少なくとも一方を示すマーカを、前記ポインタの指示点に表示することができる。前記マーカは、前記ポインタに組み込まれた可視レーザ光源からのレーザ光で形成することができる。また、前記マーカは、前記書込みモードと前記消去モードとでそれぞれ異なる色または形状を有することができる。さらに、前記ポインタは、前記書込みモード用および前記消去モード用の波長の異なるレーザ光源を有することができる。
【０００８】
本発明に係るポインタは、異なる光路を通過するレーザ光により前方に干渉縞を生じさせるレンズを有するものであって、前記レーザ光の周波数を変調する周波数変調回路と、前記変調周波数を選択するためのセレクタとを備えたものである。前記セレクタは、デフォルトとしての第１の周波数、書込みモードとしての第２の周波数、および消去モードとしての第３の周波数を選択可能とされ得る。
【０００９】
また、本発明に係るポインタは、異なる光路を通過するレーザ光により前方に干渉縞を生じさせるレンズを有するものであって、書込みモード用および前記消去モード用の波長の異なるレーザ光源を備えたものである。前記波長の異なるレーザ光源のレーザ光が、ともに前記レンズの中心を通るようにする調整手段を備えることができる。前記調整手段は、ミラーを含むことができ、また、前記レーザ光源のスライド機構とすることができる。
前記レーザは、赤外レーザとすることができる。そして、前記ポインタは、さらに可視光レーザ光源を備えることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、画面表示領域に表示された内容をポインタを用いて簡単に修正することができるポインタシステムを得ることができる。すなわち、タッチパッドなどで実現されているデジタルデータへの書き込みと消去操作を、プレゼンテーション画面から離れた状態でも実行可能となる。本システムは、その要部が干渉縞発生用のポインタとその検出装置（例えばＣＣＤ２個）で構成されるので、従来のタッチパネル装置などに比べ簡単かつ安価に実現可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るポインタシステムの一実施例を示す図である。ここでは、図示のように、例えばパソコン（ＰＣ）１に液晶プロジェクタ２を接続し、ＰＣ１の画面を液晶プロジェクタ２によりスクリーン（画面表示領域）３に投影し、ポインタ４を用いてプレゼンテーションを行う場合の例を示す。このポインタ４は、レーザ光を放射する光源と異なる光路を通過するレーザ光によりスクリーン３に干渉縞を生じさせるレンズとを有する。ポインタ４の構成および動作については後で詳述する。また、スクリーン３の上部両側には干渉縞を検出するための２つの検出装置（ＣＣＤイメージセンサ）５が設けられており、それぞれＰＣ１に接続されている。検出装置５は１つでもよいが、２つ以上が好ましい。
【００１２】
通常のプレゼンテーション時には、ＰＣ１の例えばスライド画面が液晶プロジェクタ２を介してスクリーン３に投影される。スクリーン３をポインタ４で指示することにより投影されたスライド画面上に指示点が表示される。この指示点は、ポインタ４をスクリーン３に向けたときに生じた干渉縞の中心座標をＰＣ１にて算出し、その点を液晶プロジェクタ２を介してスクリーン３に投影して表示したものである。この場合の動作モードは、ポインタの指示点を画面上に表示する表示モードである。
【００１３】
図１（ａ）は、スクリーン３上のポインタの指示点を書き込む書込みモードを示す図である。書込みモードは、ポインタ４からの情報により選択することができる。書込みモードの場合、ポインタ４の指示点をマーカ６で表示する。ポインタ４を移動するとその指示点がスクリーン３上に書き込まれ、図示のような線を描く。
【００１４】
図１（ｂ）、（ｃ）は、スクリーン３上のポインタの指示点を消去する消去モードを示す図である。消去モードは、ポインタ４からの情報により選択することができる。消去モードの場合、図１（ｂ）に示すようにポインタ４の指示点を別のマーカ７で表示する。ポインタ４を移動すると、図１（ｃ）に示すように、その指示点がスクリーン３上から消しゴムのようにして消去される。
【００１５】
図２は、本発明で用いるポインタの光学系の一構成例を示す概略図である。図示のように、ポインタ１０は、レーザーダイオード１１、コリメータレンズ１２および同心円干渉縞を形成するレンズ１３を有する。レーザーダイオード１１から出射したレーザ光（例えば赤外レーザ）は、レンズ１３において異なる光路を通過して前方に干渉縞１４を生ずる。干渉縞の検出およびその中心座標の算出については後述する。
【００１６】
図３は、図２に示すポインタの制御系の構成例を示す概略図である。本例では、ポインタは、レーザーダイオード（ＬＤ）３１、ＬＤ駆動回路３２、電源３３、および電源ＳＷ３４を備える。ＬＤ駆動回路３２は、周波数変調回路３５を含む。周波数変調回路３５には、数段階の周波数が選択できるように外部のセレクタ３６が接続されている。すなわち、セレクタ３６により複数の周波数の一つを選択してＬＤ３１を駆動することができる。本例では、上記複数の波長のレーザー光による干渉縞をモニターするために、検出装置（２次元受光センサ）に隣接してフォトディテクタ（ＰＤ）を設置し、受光する光の周波数を判別する。もしくは対応する波長光のみを透過する光学フィルタを設けた検出装置を複数組設置してもよい。本例のポインタは、マウスクリックボタンやＰＣとの通信機能は必須ではない。
【００１７】
上記ポインタの動作は次のとおりである。すなわち、電源ＳＷ３４によりレーザーダイオード３１が発光し、ポインタの前方に干渉縞を照射する。このとき、セレクタ３６の選択で以下の動作モードが可能である。第１の周波数はデフォルト状態で、ポインタ指示点の表示モード、第２の周波数でアノテーションの書込みモード、および第３の周波数で消去モードといった動作モードの選択が可能となる。また、セレクタ３６で選択できる周波数を増やすと、書込みの色や線幅のバリエーションを増やすことができる。
【００１８】
図４は、上記ポインタを用いた場合にＰＣ内で行われる処理の一例を示すフロー図である。本例では、第２の周波数での書込みモードと第３の周波数での消去モードとの切り替え時の動作について説明する。ＰＣは、ステップ４１にて、各検出装置（ＣＣＤ）より画像を取り込み、ステップ４２にて、第２の周波数のレーザ光による干渉縞の検出信号からその中心座標を算出する。ステップ４３にて、第３の周波数のレーザ光による干渉縞があるかどうかを、例えば上記フォトディテクタの受光信号から判断する。その結果、ＮＯの場合、ステップ４４にて、第２の周波数のレーザ光による干渉縞の中心座標を出力する（書込みモード）。一方、ステップ４３にて、ＹＥＳの場合、ステップ４５にて、第３の周波数のレーザ光による干渉縞の検出信号からその中心座標を算出し、ステップ４６にて、第３の周波数のレーザ光による干渉縞の中心座標を出力する（消去モード）。出力された中心座標は、ポインタが指し示す座標であり、その座標をＰＣの画面上座標に変換して、これをアプリケーションソフトウエアへ渡す。アプリケーションソフトウエア側では、受け取った座標へカーソルを制御し、フォトディテクタで照射されたレーザ光の周波数を判別して、あらかじめ指定された色と線幅でアノテーションパターンを描画したり、削除したりする。
【００１９】
次に、上記干渉縞の中心座標の算出方法について述べる。まず、図５〜図７を用いて同心円の干渉縞の中心座標の算出方法について述べ、続いて図８、図９を用いて多重楕円の干渉縞の中心座標の算出方法について述べる。
図５は、ディスプレイ上に干渉縞を形成し、ポインタの指示個所を検出する一例を示す図である。本例では、図示のように、ＣＣＤ受光素子３−５ａと３−５ｂと３−５ｃと３−５ｄを０．９ｍ角のディスプレイ１６の四隅に取り付けた。光源２０には波長７８０ｎｍの半導体レーザを使用した。干渉縞を形成する光学レンズ系２１には、図６（ｂ）に示すような屈折率１．６の円錐レンズ２ｃを用いた。円錐レンズ２ｃの円錐部の高さ２ｃ−ｈは１．１ｍｍ、円柱部２ｃ−ｄの厚さは１．９ｍｍとした。したがって、最大厚さは３ｍｍとなった。裏面は平面である。円錐レンズ２ｃの屈折率は１．６で、直径Φ４ｍｍとした。円錐レンズを用いた場合の干渉縞は図６（ａ）に示す光線軌跡から形成される。円錐レンズ２１の高さを工夫することで、レンズの上半分を通過した光と下半分を通過した光を図６（ａ）のように重ね合わせることができ、干渉縞を形成することができる。本例では光学レンズ系２１として円錐レンズを用いているが、これ以外のレンズを用いることもできる。
【００２０】
図６において、光源（半導体レーザ）２０からレンズ前面（円錐の頂点）までの距離は１０ｍｍとし、これを一体のケースに設置しポインタ１０とした。ポインタ１０から３ｍ離れたディスプレイ１６に垂直にレーザ光を照射した場合に形成された干渉縞５−５は整然とした同心円であった。この同心円の最外周の直径は約Φ１．０ｍであった。この中心付近の干渉縞を図７に示す。図７（ａ）は同心円の中心付近の干渉縞を示し、図７（ｂ）は最外周付近の干渉縞を示している。図７（ａ）の干渉縞のピッチは約０．６７ｍｍであり、図７（ｂ）のピッチは約０．６３ｍｍであった。ディスプレイ１６のサイズは０．９ｍ×０．９ｍであるので、ポインタ１０でディスプレイ１６内の位置をポイントしている場合には、ＣＣＤ受光素子３−５は必ず同心円の干渉縞の一部分を検出することができる。
【００２１】
同心円の円弧の法線は必ず同心円の中心を通るので、２つ以上の円弧の法線から同心円の中心位置を算出することができる。円弧が１つの場合はこれを２分割して２つの円弧とし、この法線から同心円の中心位置を算出することができる。また、干渉縞がディスプレイに対して斜めから照射された場合には、干渉縞の円弧の変形状態から斜めの角度を算出することで、同様に干渉縞の中心位置を算出することができる。
【００２２】
図８は、ディスプレイ上に干渉縞を形成し、ポインタの指示個所を検出する他の例を示す図である。本図は同心円光干渉縞がディスプレイ１１−８ａや１１−８ｂなどの対象物に投影されている様子を示す。同心円光干渉縞はこれを形成する光学レンズを頂点にした多重円錐（光強度のピークの空間領域を線で表すと円錐になる）とこれが投影された平面との交線で形成される。円錐と平面の交線は常に楕円であるので、平面に投影される干渉縞は多重楕円となる。平面が光源の光軸に対して垂直な場合には正円となる。楕円の長軸と短軸をＸ軸、Ｙ軸とする座標系に対しては、楕円は次式（１）で表される。
【００２３】
【数１】
2006260487.tif 000003
【００２４】
次に楕円を基準にしたこの座標系を、投影された平面の固定座標系ｘ−ｙに変換する。この２つの座標系は同一平面内に存在するので、平行移動（ｐ，ｑ）と回転θの座標変換を行えば対応づけることができる。
【００２５】
【数２】
2006260487.tif 000004
【００２６】
関係式（２）を（１）に代入すると、次式が得られる。
【００２７】
【数３】
2006260487.tif 000005
【００２８】
光干渉縞が投影される平面内にＣＣＤセンサ３−８ａや３−８ｂを設置し、ある一つの同心円の座標（ｘ、ｙ）を５点読みとり、式（３）に代入する。未知数はａ、ｂ、ｐ、ｑ、θの５個なので、座標を５点読みとることで未知数を求めることができる。ＣＣＤセンサには複数の同心円が投影されるので、異なる楕円の式を導き出すことで多重楕円の収束点を算出することができる。この収束点が光源の光軸と投影される平面との交点２０−８となり、レーザポインタとして使用する場合にはレーザポインタの指示点となる。
【００２９】
楕円上の５点を式（３）に代入して未知数を算出するのは計算が大変面倒であり、ＣＣＤセンサが捉えた画像のリアルタイム処理には適さない。より簡易な方法により多重楕円の収束点を見つける方法が望まれる。図９は、楕円の中心点を簡易に求める方法を示す図である。先ず、楕円の中心点をＯとし、楕円上の点Ｑと点Ｒの接線の交点をＰとする。線分ＯＰが線分ＱＲと交わる点をＳ、楕円曲線と交わる点をＴとすると、
ＱＳ＝ＳＲ                （４）
ＯＳ・ＯＰ＝ＯＴ２        （５）
という関係式が成立する（補助円を考えると簡易に導かれる）。
ＯＰ＝ＯＳ＋ＳＰ、ＯＴ＝ＯＳ＋ＳＴを式（５）に代入すると、
ＯＳ＝ＳＴ２／（ＳＰ−２・ＳＴ）      （６）
が得られる。線分ＯＳの長さが分かれば、直線ＰＳの式から中心点Ｏを算出することができる。以上の手順を整理すると、［１］１個の楕円曲線を抽出し、楕円上の２点Ｑ、Ｒの接線を算出する、［２］接線の交点Ｐと線分ＱＲの中点Ｓと直線ＰＳと楕円曲線との交点Ｔを算出する、［３］式（６）より線分ＯＳの長さが分かり、楕円の中心点Ｏが算出できる。
【００３０】
ここでは、楕円上の２点の接線を求めて楕円中心を算出したが、楕円上の３点の接線を求めて楕円中心を計算することもできる。［１］１個の楕円曲線を抽出し、楕円上の３点Ｑ、Ｒ、Ｑ’の接線を算出する、［２］接線の交点Ｐ、Ｐ’と線分ＱＲ、ＲＱ’の中点Ｓ、Ｓ’を算出する、［３］直線ＰＳ、Ｐ’Ｓ’を求め、その交点である楕円の中心点Ｏを算出する。以上、楕円中心の算出方法を２通り述べたが、どちらの方法を採用しても構わない。
【００３１】
楕円の扁平率が低い場合や精度を必要としない場合には、楕円の中心点を多重楕円の収束点と見なすことができる。高い精度が必要な場合には、３個以上の楕円の中心点を算出し、その位置座標の変化率から収束点を求めたり、あるいは、式（３）に楕円の中心点（ｐ、ｑ）と楕円上の３点を代入して、未知数ａ，ｂ，θを求め、扁平率ｂ／ａから光軸に対する平面の傾きを算出し、多重楕円の収束点を導くこともできる。
【００３２】
通常投影される平面はディスプレイや映写面であり、一般に床に垂直に設置されていることが多い。光源が平面から離れている場合には光源の光軸が投影される平面に対してほぼ垂直になることがよくある。この場合、楕円は正円と扱うことができ上式（３）は次のように簡略化される。
【００３３】
【数４】
2006260487.tif 000006
【００３４】
未知数はｐ、ｑ、ｒの３点であるので、ＣＣＤセンサによりある正円の３点を読み込めば解を得ることができる。
以上のような方法で、ポインタにより対象物上に形成された同心円または多重楕円の干渉縞の中心座標を算出することができる。
【００３５】
図１０（ａ）、（ｂ）は、本発明で用いるポインタの光学系の他の構成例を示す概略図である。ポインタ１００は、図１０（ａ）に示すように、第１の波長の光源であるレーザダイオード１０１、第２の波長の光源であるレーザダイオード１０２、コリメータレンズ１０３および同心円干渉縞を形成するレンズ１０４を有する。また、ポインタ１００’は、図１０（ｂ）に示すように、各レーザダイオードにコリメータレンズ１０５、１０６を設け、それに対応してミラー１０７およびハーフミラー１０８を設けたものである。さらに、ハーフミラー１０８からの反射光がポインタ内に悪影響を及ばさないように、迷光防止層１０９を備える。後者の構成例では、２つのレーザダイオードから出射されるレーザ光がそれぞれレンズの中心を通るようにすることができる。本例の場合も、各レーザダイオードから出射したレーザ光は、レンズ１０４において異なる光路を通過して前方に同心円干渉縞を形成する。ポインタ１００、１００’は、図示のように、電源１１６、制御回路１１３および通信回路１１４等を備える。これらについて次に説明する。
【００３６】
図１１は、図１０に示すポインタの制御系の構成例を示す概略図である。本例では、ポインタは、図１０に示すような干渉縞発生手段１１１、１１２、これらの干渉縞発生手段を制御する制御回路１１３、この制御回路に接続された通信回路１１４、通信回路に接続された無線通信用のアンテナ１１５、および上記各部に電力を供給する電源１１６を備えている。また、制御回路１１３には、動作モードを切り替えるためのスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が接続されている。
【００３７】
上記のとおり、本ポインタは、波長の異なる２つの赤外レーザ光源を備える。二つのレーザ光源の配置は近接して並べる。干渉縞生成用のレンズ中心をレーザ光が通るようにするには、並べたレーザ光源がそれぞれＯＮ時にレンズ中心にくるように、調整手段としてスライド機構を設けても良い。この場合は２つのレーザ光源は排他利用となる。また、この調整手段として、ハーフミラーやプリズムを用いて、２つのレーザ光源の光軸を一致させることもできる。この場合は２つのレーザ光源の同時発光も可能である。
【００３８】
上記ポインタの動作は次のとおりである。今、ＰＣ上でスライドショー可能かつマウスなどの入力デバイスでアノテーション入力可能なアプリケーションソフトウエアを動作させ、プレゼンテーションを行っている状況であるとする。プレゼンテーション時は、ＳＷ１をＯＮにして干渉縞発生手段１１１の赤外レーザを発光させる。ＳＷ１をＯＦＦにすると干渉縞発生手段１１１が停止する。アノテーション書込み時は、干渉縞発生手段１１１の赤外レーザが発光したままで、ＳＷ２を押したままポインタを動かして丸や下線などを書き込む。ＳＷ２がＯＮの間、通信回路へマウス左クリック状態であることを通知する。また、書き込んだアノテーションを部分的に消す場合は、ＳＷ３を押したままポインタを消したい場所へ指示させる。ＳＷ３を押すと干渉縞発生手段１１２の赤外レーザが発光する。このとき干渉縞発生手段１１１の赤外レーザ発光していないほうが望ましいが、発光していても構わない。これらの動作中、ＰＣでは２つの検出装置（ＣＣＤ）から画像を取り込んで干渉縞パターンから円状または楕円状の干渉縞の中心を算出する。その中心点がポインタが指し示す座標であり、その画像上座標をＰＣの画面上座標に変換してアプリケーションソフトウエアへ渡す。アプリケーションソフトウエア側では、受け取った座標へカーソルを制御し、ＳＷ２が押されている場合はマウス左クリック状態として、あらかじめ指定された色と線幅でアノテーションパターンを描画する。ＳＷ３が押されている場合は、第２の赤外波長をモニタするＣＣＤからの画像に干渉縞があるので、干渉縞が存在する間は中心点を算出し、その座標においてあらかじめ指定された線幅でアノテーションパターンを削除する。
【００３９】
図１２は、本発明で用いるポインタの光学系の他の構成例を示す概略図である。ポインタ１２０は、図１０（ａ）に示すポインタの構成から、一方のレーザダイオード（赤外レーザ光源）を取り除いたものである。すなわち、図１２に示すように、赤外レーザを発生するレーザダイオード１２１、コリメータレンズ１２２および同心円干渉縞を形成するレンズ１２３を有する。また、後述するように、可視レーザ光を発生するレーザダイオード１２４を備えることができ、これにより可視レーザ光をレンズ１２５を介して対象部に照射することができる。この照射点をマーカとして利用することができる。この場合、書込みモードと消去モードとでそれぞれ異なる色または形状を付与することができる。ポインタ１２０は、図示のように、電源１３６、制御回路１３３および通信回路１３４等を備える。これらについて次に説明する。
【００４０】
図１３は、図１２に示すポインタの制御系の構成例を示す概略図である。本例では、ポインタは、図１２に示すような干渉縞発生手段１３１、この干渉縞発生手段を制御する制御回路１３３、この制御回路に接続された通信回路１３４、通信回路に接続された無線通信用のアンテナ１３５、および上記各部に電力を供給する電源１３６を備えている。また、制御回路１３３には、動作モードを切り替えるためのスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が接続されている。
【００４１】
上記ポインタの動作は次のとおりである。まず、プレゼンテーション時は、ＳＷ１をＯＮにして干渉縞発生手段１３１の赤外レーザを発光させる。ＳＷ１をＯＦＦにすると干渉縞発生手段１３１が停止する。アノテーション書込み時は、干渉縞発生手段１３１の赤外レーザが発光したままで、ＳＷ２を押したままポインタを動かして丸や下線などを書き込む。書き込んだアノテーションを部分的に消す場合は、ＳＷ３を押したままポインタを消したい場所へ指示させる。これらの動作中、ＰＣでは２つの検出装置（ＣＣＤ）から画像を取り込んで、干渉縞パターンから円状または楕円状の干渉縞の中心を算出する。その中心点がポインタが指し示す座標であり、その画像上座標をＰＣの画面上座標に変換してアプリケーションソフトウエアへ渡す。アプリケーションソフトウエア側では、受け取った座標へカーソルを制御し、ＳＷ２が押されている場合はマウス左クリック状態として、あらかじめ指定された色と線幅でアノテーションパターンを描画する。ＳＷ３が押されている場合はマウス右クリック状態として、あらかじめ指定された線幅でアノテーションパターンを削除する。上述のように、ポインタに可視のレーザ光源を付加して、ＳＷ２、ＳＷ３のＯＮ時に異なるポインタパターンを対象物に照射することにより、使用者が書き込みモードと削除モードを目でも認識しながら利用することもできる。
【００４２】
以上のように、本発明に係るポインタシステムの構成は、赤外線レーザ光源および干渉縞を生成するための特殊レンズを有するポインタ、会議室などのスクリーン脇に設けられる結像系を持たないＣＣＤなどの２次元受光センサ（２個で１セット）、受光センサの画像をモニタし画像処理を行うＰＣを備える。このポインタは、上述のようにＰＣのマウスボタンと同等の機能が付加され、例えばＳＷ１でレーザのＯＮ／ＯＦＦ、ＳＷ２がマウス左クリックボタン、ＳＷ３がマウス右クリックボタンの役割を果たす。このＳＷ２とＳＷ３の状態はＵＳＢなど有線またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈなど無線でＰＣに伝送することができる。これにより、動作モードを、ポインタの指示点を画面上に表示する表示モード、ポインタの指示点を対象物に書き込む書込みモード、そしてポインタの指示点を消しゴムのよう消去する消去モードを有するものとすることができ、しかも動作モードの切り替えを容易に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、ポインタにより生じさせた画面表示領域における干渉縞を検出し、この検出した干渉縞から算出した干渉縞の中心座標に対応する画面表示領域の位置にポインタの指示点を表示する機能を有するポインタシステムに関するものであり、産業上の利用可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るポインタシステムの一実施例を示す図である。
【図２】本発明で用いるポインタの光学系の一構成例を示す概略図である。
【図３】図２に示すポインタの制御系の構成例を示す概略図である。
【図４】上記ポインタを用いた場合にＰＣ内で行われる処理の一例を示すフロー図である。
【図５】ディスプレイ上に干渉縞を形成し、ポインタの指示個所を検出する一例を示す図である。
【図６】（ａ）は円錐レンズを用いた場合の干渉縞を形成する光線軌跡を示す図、（ｂ）は円錐レンズの一例を示す図である。
【図７】（ａ）は同心円の中心付近の干渉縞を示す図、（ｂ）は最外周付近の干渉縞を示す図である。
【図８】ディスプレイ上に干渉縞を形成し、ポインタの指示個所を検出する他の例を示す図である。
【図９】楕円の中心点を簡易に求める方法を示す図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は本発明で用いるポインタの光学系の他の構成例を示す概略図である。
【図１１】図１０に示すポインタの制御系の構成例を示す概略図である。
【図１２】本発明で用いるポインタの光学系の他の構成例を示す概略図である。
【図１３】図１２に示すポインタの制御系の構成例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  パソコン（ＰＣ）
２  液晶プロジェクタ
３  スクリーン（画面表示領域）
４  ポインタ
５  検出装置（ＣＣＤイメージセンサ）
６  書き込み用マーカ
７  消去用マーカ
１１  レーザーダイオード
１２  コリメータレンズ
１３  干渉縞形成用レンズ
１４  干渉縞
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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