(57)【要約】音響ベースのポインタ装置と、このポインタ装置を用いてディスプレイ装置のディスプレイ画面上のカーソルを移動させるためのシステム及び方法。このポインタ装置は４つのマイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４によって検知される音響信号を生成して発散する音響源を有し、このマイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４で検知された音響信号はそれぞれ対応する周期的電気信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４に変換される。この音響源の位置ベクトルＰ０はＳ１とＳｊ（ｊ＝２，３，４）との間の位相シフト時間遅延と依存関係を有する三角測量方程式を解くことによって算出される。カーソルの位置ベクトルＰＣは、音響源の位置の変化とカーソルの位置の変化とを対応付けるスケールベクトルを用いてＰ０から算出される。そしてカーソルはこの位置ベクトルＰＣに対応する位置ＰＣに動かされる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイ画面上のカーソルを制御するシステムであって、
前記ディスプレイ画面を有するディスプレイ装置、
固定位置に配置される４つのマイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、
位置ベクトルＰ０に対応する位置Ｐ０に配置され且つ音響信号を生成して発散するように構成される音響源を有する無線ポインタ装置で、前記音響信号は前記マイクロホンＭｉ（ｉ＝１，２，３，４）で検知されるように構成され、前記マイクロホンＭｉで検知された音響信号は周期的電気信号Ｓｉ（ｉ＝１，２，３，４）に変換されるように構成されるような無線ポインタ装置、
前記カーソル及び前記電気信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の各々と電気的に結合される演算システムで、前記電気信号Ｓ１とＳｊ（ｊ＝２，３，４）との間の位相シフト時間遅延と依存関係を有する三角測量方程式を解くことによって前記位置ベクトルＰ０の値を算出し、且つ前記位置ベクトルＰ０、スケールベクトルＡ、及び前記ディスプレイ画面の形状関数と依存関係を有する前記カーソルの位置ベクトルＰＣの値を算出するように構成される演算システム、及び
前記カーソルを前記位置ベクトルＰＣに対応する位置ＰＣに配置する手段を有することを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記４つのマイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４の位置のうちの３つの位置が同一線上にないように前記４つのマイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４が固定位置に配置されることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記マイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４の４つの位置が同一平面上にないように前記４つのマイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４が固定位置に配置されることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記ディスプレイ画面は非平面形状であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記音響信号は複数の周波数成分を有することを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項６】
各周波数成分は約２０ｋＨｚ以上の周波数を有することを特徴とする請求項５記載のシステム。
【請求項７】
前記電気信号Ｓｉ（ｉ＝１，２，３，４）から前記複数の周波数成分以外の周波数成分をすべて除去するためのフィルタを更に有することを特徴とする請求項５記載のシステム。
【請求項８】
ディスプレイ画面を有するディスプレイ装置を制御するための出力インタフェース、
固定位置に配置される４つのマイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４で、各々が位置ベクトルＰ０に対応する位置Ｐ０に配置される音響源を有する無線ポインタ装置からの音響信号を検知するように構成されるマイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４から周期的電気信号Ｓｉ（ｉ＝１，２，３，４）を受信するための入力インタフェース、及び
前記電気信号Ｓ１とＳｊ（ｊ＝２，３，４）との間の位相シフト時間遅延と依存関係を有する三角測量方程式を解くことによって前記ベクトルＰ０の値を算出し、前記位置ベクトルＰ０、スケールベクトルＡ、及び前記ディスプレイ画面の形状関数と依存関係を有するカーソルの位置ベクトルＰＣの値を算出し、且つ前記出力インタフェースを用いて前記カーソルを前記位置ベクトルＰＣに対応する位置ＰＣに配置するように構成される制御部を有することを特徴とする演算システム。
【請求項９】
無線であり、複数の周波数成分からなる音響信号を生成して発散するように構成される
音響源を有することを特徴とするポインタ装置。
【請求項１０】
ディスプレイ画面上のカーソルを制御する方法であって、
固定位置に配置される４つのマイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４において未だ算出されていない位置ベクトルＰ０に対応する位置Ｐ０に配置される音響源を有する無線ポインタ装置から発散される音響信号を検知し、
前記マイクロホンＭｉ（ｉ＝１，２，３，４）で検知された前記音響信号を周期的電気信号Ｓｉ（ｉ＝１，２，３，４）に変換し、
前記電気信号Ｓ１とＳｊ（ｊ＝２，３，４）との間の位相シフト時間遅延と依存関係を有する三角測量方程式を解くことによって前記位置ベクトルＰ０の値を算出し、
前記位置ベクトルＰ０、スケールベクトルＡ、及び前記ディスプレイ画面の形状関数と依存関係を有するカーソルの位置ベクトルＰＣの値を算出し、
前記カーソルを前記位置ベクトルＰＣに対応する位置ＰＣに配置する工程を有することを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般にディスプレイ画面上のカーソルを制御するシステム及び方法に関し、特にディスプレイ画面上のカーソルを制御するのに音響ベースのポインタ装置を適用する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在市場で販売されている無線ポインタ装置はジャイロスコープ効果を活用している。このような市販のポインタ装置は、装置の回転に依存しているためその動作は直観性に欠けていて、このようなポインタ装置の位置を追跡することは困難である。また、このようなポインタ装置は角運動量保存を適用するため基本的に重量を大きくする必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって上述のような現在一般市場で販売されている無線ポインタ装置の問題点を解決できる無線ポインタ装置が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１実施形態は、ディスプレイ画面上のカーソルを制御する方法であって、
固定位置に配置される４つのマイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４において未だ算出されていない位置ベクトルＰ０に対応する位置Ｐ０に配置される音響源を有する無線ポインタ装置から発散される音響信号を検知し、
マイクロホンＭｉ（ｉ＝１，２，３，４）で検知された音響信号を周期的電気信号Ｓｉ（ｉ＝１，２，３，４）に変換し、
Ｓ１とＳｊ（ｊ＝２，３，４）との間の位相シフト時間遅延と依存関係を有する三角測量方程式を解くことによってＰ０の値を算出し、
Ｐ０、スケールベクトルＡ、及びディスプレイ画面の形状関数と依存関係を有するカーソルの位置ベクトルＰＣの値を算出し、
カーソルを位置ベクトルＰＣに対応する位置ＰＣに配置する工程を有する方法を提供する。
【０００５】
本発明の第２実施形態は、ディスプレイ画面上のカーソルを制御するシステムであって、
ディスプレイ画面を有するディスプレイ装置、
固定位置に配置される４つのマイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、
位置ベクトルＰ０に対応する位置Ｐ０に配置され且つ音響信号を生成して発散するように構成される音響源を有する無線ポインタ装置で、この音響信号はマイクロホンＭｉ（ｉ＝１，２，３，４）で検知されるように構成され、このマイクロホンＭｉで検知された音響信号は周期的電気信号Ｓｉ（ｉ＝１，２，３，４）に変換されるように構成されるような無線ポインタ装置、
カーソル及び電気信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の各々と電気的に結合される演算システムで、Ｓ１とＳｊ（ｊ＝２，３，４）との間の位相シフト時間遅延と依存関係を有する三角測量方程式を解くことによってＰ０の値を算出し、且つＰ０、スケールベクトルＡ、及びディスプレイ画面の形状関数と依存関係を有するカーソルの位置ベクトルＰＣの値を算出するように構成される演算システム、及び
カーソルを位置ベクトルＰＣに対応する位置ＰＣに配置する手段を有するシステムを提供する。
【０００６】
本発明の第３実施形態は、無線であり、複数の周波数成分からなる音響信号を生成して発散するように構成される音響源を有するポインタ装置を提供する。
【０００７】
本発明の第４実施形態は、ディスプレイ画面を有するディスプレイ装置を制御するための出力インタフェース、
固定位置に配置される４つのマイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４で、各々が位置ベクトルＰ０に対応する位置Ｐ０に配置される音響源を有する無線ポインタ装置からの音響信号を検知するように構成されるマイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４から周期的電気信号Ｓｉ（ｉ＝１，２，３，４）を受信するための入力インタフェース、及び
Ｓ１とＳｊ（ｊ＝２，３，４）との間の位相シフト時間遅延と依存関係を有する三角測量方程式を解くことによってＰ０の値を算出し、Ｐ０、スケールベクトルＡ、及びディスプレイ画面の形状関数と依存関係を有するカーソルの位置ベクトルＰＣの値を算出し、且つ出力インタフェースを用いてカーソルを位置ベクトルＰＣに対応する位置ＰＣに配置するように構成される制御部を有する演算システムを提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、現在一般市場で販売される無線ポインタ装置における問題点を克服しうるポインタ装置を提供する。例えば本発明による音響ベースのポインタ装置は、無線で、精度が高く、軽量で、携帯性に優れ、その動き及び空間的な位置を簡単に追跡可能であるなどの特徴を有する。また、ユーザは一般のコンピュータマウスを用いるのと同様の手法で本発明によるポインタ装置を用いることができ、なおかつ本発明によるポインタ装置は無線であるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は本発明の第１実施例によるシステム１０の３次元投影図である。このシステム１０はディスプレイ装置１２のディスプレイ画面１４に示されるカーソルを制御するためのシステムである。図1は、座標原点５０で相互に直交する3つの座標軸Ｘ，Ｙ，Ｚからなる3次元直交座標系を示す。この図においてＺ軸は、ディスプレイ画面１４をみるユーザからはこのディスプレイ画面１４に対して進入／進出する「深さ」方向に方向付けられる。なお、Ｘ軸及びＹ軸はＸ−Ｙ平面を定義し、ディスプレイ画面１４が平面形状である場合Ｚ軸はこのＸ−Ｙ平面の法線をなし、更にこの場合ディスプレイ画面１４はＸ−Ｙ平面と平行になる。なお、本発明の実施形態においてディスプレイ画面の形状は平面形状であっても非平面形状であってもよい。図1に示されるベクトルはすべてＸ軸，Ｙ軸，及びＺ軸上の成分を有する3次元ベクトルである。システム１０はディスプレイ装置１２、ポインタ装置２０、4つのマイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、及び演算システム３０を有する。ディスプレイ装置１２は電子形式で画像を受信することができ、この画像をディスプレイ画面１４上に可視表示することができる。このディスプレイ装置１２はとりわけテレビやコンピュータ・モニターなどを構成しうる。
【００１０】
ポインタ装置２０は、ディスプレイ装置１２のディスプレイ画面１４上のカーソル４０の動きを制御することができる。このポインタ装置２０はとりわけコンピュータマウスなどを構成することができる。このポインタ装置２０は常に音響信号２８（縦音波）を生成し周辺雰囲気に発散する音響源２２を有する。この音響源２２は対応波面２６を有する。この音響源２２は位置ベクトルＰ０に対応する位置Ｐ０に配置される。図１ではこの音響源２２が位置ベクトルＰ０，ＲＥＦに対応する参照位置Ｐ０，ＲＥＦに配置される状態をも示す。ベクトルＰ０及びＰ０，ＲＥＦはそれぞれＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸上の成分を有する。
【００１１】
カーソル４０は座標原点５０から延びる位置ベクトルＰＣに対応する位置Ｐｃに配置される。このカーソル４０の位置はディスプレイ画面１４上であってもよく、またこのディスプレイ画面１４の「背後」において、このカーソル４０の位置をディスプレイ画面１４に対して深さがあるようにみせてもよい。
【００１２】
カーソル４０の深さが表されない場合、カーソル４０が動くのに応じて位置Ｐｃ及びベクトルＰＣはディスプレイ画面１４の表面上を移動する。図１はカーソル４０が参照位置ベクトルＰＣ，ＲＥＦに対応する位置に配置される状態をも示す。なお、説明を簡略化するためにＰＣ，ＲＥＦはディスプレイ１４上にあることとする。ＰＣ及びＰＣ，ＲＥＦはそれぞれＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸上の成分を有する。なお、ＰＣ，ＲＥＦとＰ０，ＲＥＦとは対応関係にある。すなわち音響源２２が参照位置Ｐ０，ＲＥＦにある場合カーソル４０は参照画面位置ベクトルＰＣ，ＲＥＦの対応位置４２にある。
【００１３】
マイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４はそれぞれ位置ベクトルＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に対応する位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に配置される。ベクトルＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４はそれぞれＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸上の成分を有する。なお、図１ではマイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４がディスプレイ装置１２の表面上において特定の幾何学的配置に配置されているが、これらのマイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４はこのうちの３つ以上が同一線上に配置されなければどのような幾何学的配置に配置されてもよい。マイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４はそれぞれ個別にディスプレイ装置１２の外周上、この内部、又はこの外部に配置されることが可能である。
【００１４】
演算システム３０は、ハード符号化アルゴリズムを有する１以上の半導体チップから構成されうる。また、この演算システム３０はソフトを格納し実行するためのメモリ及びプロセッサ（例えばコンピュータなど）から構成されることも可能である。この演算システム３０は電気パス３２（電気ワイヤ）を介してカーソル４０と電気的に結合される。これによって演算システム３０はカーソル４０の動き及び位置を制御することが可能である。なお、図１では演算システム３０がディス０プレイ装置１２内に配置されているように示されるが、演算システム３０はディスプレイ装置１２の外周上、その内部、又はその外部にいずれに配置されていてもよい。
【００１５】
音響源２２は常に音響信号２８を生成しこれを発散する。マイクロホンＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４はそれぞれこの音響信号２８を検知するように構成される。マイクロホンＭｉで検知される音響信号２８は例えば交流正弦波信号などの周期的電気信号Ｓｉ（ｉ＝１，２，３，４）に変換される。電気信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４はそれぞれ相互に対して位相シフトされる。これは音響源２２の位置Ｐ０からのマイクロホンＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４それぞれの位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４までの距離の違いによって生じる。
【００１６】
このようにして生成される電気信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４はそれぞれ演算システム３０に電気的に結合される。なお、ポインタ装置２０が位置ベクトルＰ０に対応する位置Ｐ０に移動された場合これに応じてカーソル４０は位置ベクトルＰＣに対応する位置ＰＣに移動される。演算システム３０は電気信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を処理することによって音響源２２の位置ベクトルＰ０を算出するように構成される。例えば演算システム３０は以下の三角測量方程式を計算することでＰ０を算出しうる。
｜Ｐ１−Ｐ０｜−｜Ｐｊ−Ｐ０｜＝Ｃ△Ｔ１ｊ      （１）
（ｊ＝２，３，４，）
ここで△Ｔｉｊは電気信号ＳｉとＳｊとの間の位相シフトによる時間遅延（ｉ＝１，２，３，４；ｊ＝１，２，３，４；およびｉ≠ｊ）を表す。Ｃは周辺雰囲気における音響信号２８の速度を表す。方程式（１）はｊ＝２，３，４のそれぞれに対応する３つの方程式からなり、これらの方程式から数値解析及び演算における分野に携わるものにとっては周知である演算法を適用してそれぞれ未知の値Ｐ０Ｘ，Ｐ０Ｙ，Ｐ０Ｚを同時に計算することが可能である。この方程式（１）を計算した結果Ｐ０について２つの算出値が得られた場合、位相シフトによる時間遅延の正負符号に基づいて適正なＰ０の値を求めることが可能である。また、Ｐ０の位置として算出された２つの値のうちの１つだけがディスプレイ装置１２の前方の位置に対応する場合はこの値が適正な値であると確定されうる。なお、未知の値Ｐ０Ｘ，Ｐ０Ｙ，Ｐ０Ｚはそれぞれ位置ベクトルＰ０のＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸上の成分に相当する。また、本発明の適用範囲においては方程式（１）の数学的同等形式の方程式もすべて含有し、また同業者にとって知られるその他の適用可能な三角測量技術をも含有する。演算システム３０が１以上の半導体チップからなる場合、方程式（１）の算出値はこの１以上の半導体チップ内のハードに符号化されうる。演算システム３０がメモリ及びプロセッサ（例えばコンピュータ）からなる場合、方程式（１）の算出アルゴリズムがソフト（例えばコンピュータプログラム）としてこのメモリに格納され、このソフトがプロセッサによって実行されうる。
【００１７】
音響源２２の位置ベクトルＰ０の計算に続いて、以下の方程式に基づいてカーソル４４のベクトル位置ＰＣが算出される。
ＰＣＸ＝ＰＣＸ，ＲＥＦ＋ＡＸ（Ｐ０Ｘ−Ｐ０Ｘ，ＲＥＦ）      （２Ａ）
ＰＣＹ＝ＰＣＹ，ＲＥＦ＋ＡＹ（Ｐ０Ｙ−Ｐ０Ｙ，ＲＥＦ）      （２Ｂ）
ＰＣＺ＝ＰＣＺ，ＲＥＦ＋ＡＺ（Ｐ０Ｚ−Ｐ０Ｚ，ＲＥＦ）＋（ＺＳ（ＰＣＸ，ＰＣＺ）−ＰＣＺ，ＲＥＦ）      （２Ｃ）
ここでＰＣＸ、ＰＣＹ、ＰＣＺはそれぞれＰＣのＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸上の成分を示す。ＰＣＸ，ＲＥＦ、ＰＣＹ，ＲＥＦ、ＰＣＺ，ＲＥＦはそれぞれＰＣ，ＲＥＦのＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸上の成分を示す。Ｐ０Ｘ，ＲＥＦ、Ｐ０Ｙ，ＲＥＦ、Ｐ０Ｚ，ＲＥＦはそれぞれＰ０，ＲＥＦのＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸上の成分を示す。ＰＣＺ，ＲＥＦはカーソル４０のディスプレイ画面１４上の参照座標を表すとする。ＺＳ（ＰＣＸ，ＰＣＹ）はディスプレイ画面１４表面上のＰＣＸおよびＰＣＹ（すなわちカーソル４０のＸ座標及びＹ座標）におけるカーソル４０のＺ座標に対応する。通常ＺＳ（ＰＣＸ，ＰＣＹ）はＸ及びＹの関数であり、ディスプレイ画面１４表面上のＺ座標を表す。したがってＺＳ（Ｘ，Ｙ）はディスプレイ画面１４の表面の「形状関数」に相当する。すなわちディスプレイ画面１４の表面が平坦であった場合、ＺＳ（ＰＣＸ，ＰＣＹ）＝ＰＣＺ，ＲＥＦとなり（すなわち形状関数は「平坦」であり）、ＰＣＺを算出するための方程式（２Ｃ）はＰＣＺ＝ＰＣＺ，ＲＥＦ＋ＡＺ（Ｐ０Ｚ−Ｐ０Ｚ，ＲＥＦ）に簡略化される。しかしディスプレイ画面１４の表面は平坦でない場合もありえて、この場合ＺＳ（Ｘ，Ｙ）は定数ではなく、ＺＳ（ＰＣＸ，ＰＣＹ）≠ＰＣＺ，ＲＥＦとなる（すなわち形状関数は「非平坦」である）。なお、本発明の適用範囲においては、方程式（２Ａ）、（２Ｂ）、（２Ｃ）と数学的に同等のあらゆる形式の方程式も含まれる。
【００１８】
ＰＣの計算に続いて、カーソル４４はポインタ装置２０の位置Ｐ０への移動に応じて位置ＰＣに移動される。カーソル４４の位置ＰＣへの物理的な移動は同業者の間では周知である各種電子手段やハードなどを用いて実行されうる。ＡＸ，ＡＹ，ＡＺはスケールベクトルＡの成分を表し、それぞれＸ，Ｙ，Ｚ方向へのスケール係数に相当する。すなわちスケールベクトルＡはポインタ装置２０の移動に応じてカーソル４４の動きの大きさを制御する。方程式（２Ａ）及び（２Ｂ）に基づいてＡＸ及びＡＹは、カーソル４４のＸ−Ｙ平面における動きを制御する。また、方程式（２Ｃ）に基づいて（ＺＳ（ＰＣＸ，ＰＣＺ）−ＰＣＺ，ＲＥＦ）はディスプレイ画面１４の表面形状が平坦でない場合におけるカーソル４４の参照Ｚ座標ＰＣＺ，ＲＥＦを基準とするＺ座標の変化を表す。また、方程式（２Ｃ）に基づいて、ＡＺはカーソル４４の「擬似深さ」方向（Ｚ軸上方向）の動きを制御する。カーソル４４は物理的にはディスプレイ画面１４から遠ざかることはできないため、カーソル４４の深さ方向への移動は実質上ではなく、ディスプレイ画面１４に表示される視覚的イメージにおいて認知されうる錯覚上の深さに依存する擬似的なものである。スケール係数ＡＸ，ＡＹ，ＡＺは方程式（２Ａ）、（２Ｂ）、及び（２Ｃ）を用いてＰＣを計算する前に予め規定されている定数であってよい。また、スケール係数ＡＸ，ＡＹ，ＡＺはカーソル４４の空間的な位置に依存していて、カーソルの空間上の位置によって変化するスケーリングを擬態することも可能である。
【００１９】
第１の例として、スケール係数ＡＸが０．５ｃｍ／インチに相当する場合、これは音響源２２（すなわちポインタ装置２０）がＸ方向に１インチ移動するごとにカーソル４４が０．５ｃｍ移動することを意味する。第２の例として、スケール係数ＡＸが０．１インチ／インチに相当する場合、これは音響源２２（すなわちポインタ装置２０）がＸ方向に１インチ移動するごとにカーソル４４が０．１インチ移動することを意味する。また、第３の例として、スケール係数ＡＸが６００ピクセル／インチに相当する場合、これは音響源２２（すなわちポインタ装置２０）がＸ方向に１インチ移動するごとにカーソル４４が６００ピクセル移動することを意味する。上記の例はＡＹ及びＡＺそれぞれのＹ方向及びＺ方向における移動ついても同様に適用されうる。なお、ここでカーソル４４のＺ方向、すなわち深さ方向への移動は実質上のものではなく擬似的なものである。
【００２０】
ＡＺ＝０の場合、カーゾル４４の移動（実質的なもの及び擬似的なものの両方）はディスプレイ画面１４の表面上での動きに限定され、深さ方向（ディスプレイ画面１４に対する後方）の動きはない。したがってＡＺ＝０の場合、Ｚ方向（又は−Ｚ方向）への音響源２２（すなわちポインタ装置２０）の動きはカーソル４４のディスプレイ画面１４上における位置に影響を及ぼすことはない。すなわちカーソル４４にディスプレイ画面１４の表面に遠ざかるあるいは近づくような擬似的な動きを実現にはＡＺ≠０という条件が満たされなければならない。
【００２１】
音響源２２は音響信号２８をどの音響周波数で生成してもよいが、好適には人間よって聞こえる音響周波数で音響信号２８を生成する（すなわち約２０ｋＨｚ以上）。また上記に定義される位相シフトによる時間遅延△Ｔｉｊは、音響信号２８の周期Ｔよりも小さな値であり、これにより電気信号Ｓ１とＳｊ（ｊ＝２，３，４）との比較から△Ｔｉｊが一義的に計算されうる。なお、音は室温で空中において速度Ｃ（Ｃ＝約１１００ｆｔ／秒）で移動するため、（｜Ｐ１−Ｐ０｜−｜Ｐ２−Ｐ０｜）の値が１ｆｔであった場合これに対応する位相シフト時間遅延△Ｔ１２は１ミリ秒以下である（方程式（１）参照）。なお、２０ｋＨｚの周波数は５０マイクロ秒の周期を有するため、音響信号２８は２以上の異なる周波数を有すべきである。例えばそれぞれ４７マイクロ秒と４９マイクロ秒との周期を有する２つの周波数からなるコンポジット信号は約２．３ミリ秒の周期を有しうる。また別の例において、それぞれ４３マイクロ秒、４７マイクロ秒、及び４９マイクロ秒に相当する周期を有する３つの周波数からなるコンポジット信号は、９９ミリ秒の周期を有しうる。したがって２０ｋＨｚ以上の周波数では、音響信号２８は２以上の周波数成分を含むべきである。なお、本発明の実施形態において２０ｋＨｚ以上の周波数で、３以上の周波数成分からなる音響信号２８が適用された場合、音響信号２８の周期Ｔは位相シフト時間遅延△Ｔｉｊ（ｉ＝１，２，３；ｊ＝１，２，３；及びｉ≠ｊ）よりも相当大きくなり、更に好適な効果が実現されうる。
【００２２】
マイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４が広い範囲の音響周波数を検出することができる場合、マイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４は音響信号２８の周波数以外の周波数を検知してしまう可能性があり、よって位相シフト時間遅延△Ｔｉｊ（ｉ＝１，２，３；ｊ＝１，２，３；及びｉ≠ｊ）の計算にエラーが発生する場合がある。したがって電気信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４をフィルタするためにフィルタＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を設けて（図１参照）、電気信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４から音響信号２８に含まれる周波数成分以外の周波数成分をすべて除去することが可能である。
【００２３】
図２は、本発明の実施形態に基づいて、ディスプレイ装置１２のディスプレイ画面１４上のカーソル４０を制御するシステム１０の第２実施例の構成を示す３次元投影図である。この実施形態によると、４つのマイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４の位置が同一平面上にないように配置される。これは例えば図示されるようにマイクロホンＭ３をシステム１０の前面ではなくシステム１０の上部に設置することで実現されうる。なお、図２ではマイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４はこのうちの３つが同一線上にならないように配置されるが、この条件は４つのマイクロホンが同一平面上にない場合は満たされなくてもよい。
【００２４】
また、上述の実施例では４つのマイクロホンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４が示されるが、本発明の範囲においてマイクロホンの数はこれに限定されずＮ個（Ｎ≧４）のマイクロホンを適用することができる。Ｎ＞４の場合、Ｎ−４個のマイクロホンは、とりわけポインタ装置２０の位置Ｐ０の値を１以上示唆するために適用されることが可能である。このように演算された複数のＰ０の値が平均化されることが可能である。よって４つのマイクロホンによって得られたＰ０の値よりも統計的確実性が高いＰ０の平均値が得られる。
【００２５】
なお、上述の実施形態は例示的なものであって、同業者であれば本発明の範囲を逸脱することなく、これらの実施例から様々な変形や変更を構想することが可能であることは明らかである。よって本発明の範囲は本発明の原理を用いるこれらの変形や変更をもすべて含有する。また、「コンピュータプログラム」とはフロッピー（登録商標）ディスクなどのコンピュータ読取可能媒体に格納されるか、インターネットなどのネットワークを介してダウンロードされるか、あるいはその他のあらゆる販売形態で提供されうるソフトウェア製品を意味する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に実施形態において、ディスプレイ装置のディスプレイ画面上のカーソルを制御するためのシステムの第１実施例の構成を示す３次元投影図である。
【図２】本発明に実施形態において、ディスプレイ装置のディスプレイ画面上のカーソルを制御するためのシステムの第２実施例の構成を示す３次元投影図である。
【図１】
2005522761.tif 000003
【図２】
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【国際調査報告】
2005522761.tif 000005
2005522761.tif 000006
2005522761.tif 000007