(57)【要約】【課題】投影光源を使用して投影画像表示（コンピュータ制御画像表示システム）と対話するシステム及び方法を提供する。【解決手段】画像を表示するための画像データを制御し生成するコンピュータシステム２０を含む表示システムにおいて、表示画像に、関連する符号化情報を有する光信号を投影するデバイス２４と、表示画像及び投影された光信号をそれぞれ含む画像データを取込む画像取込装置２３と、取込まれた画像データ内の符号化情報を抽出してその抽出情報を表示システムに提供する画像解析器２５とを具備する。【選択図】　　　　図２Ａ
2004030673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示するための画像データを制御し生成するコンピュータシステムを含む表示システムであって、
表示画像に、関連する符号化情報を有する光信号を投影するデバイスと、
前記表示画像及び投影された光信号をそれぞれ含む画像データを取込む画像取込装置と、
取込まれた画像データ内の符号化情報を抽出してその抽出情報を前記表示システムに提供する画像解析器と、
を具備することを特徴とする表示システム。
【請求項２】
前記コンピュータシステムは、表示するための前記画像データを生成するアプリケーションソフトウェアをさらに備え、前記抽出情報は、前記アプリケーションソフトウェアを制御するためのものであることを特徴とする請求項１に記載の表示システム。
【請求項３】
前記符号化情報は、前記コンピュータシステムによって実行される任意のアプリケーションソフトウェアを制御するための制御情報であることを特徴とする請求項１に記載の表示システム。
【請求項４】
光信号を投影する前記デバイスは、レーザポインタであることを特徴とする請求項１に記載の表示システム。
【請求項５】
前記画像解析器は、ハードウェア，ソフトウェア，及びファームウェアのうちの１つによって実施されることを特徴とする請求項１に記載の表示システム。
【請求項６】
前記抽出情報を既存の入力信号フォーマットに変換し、前記変換信号を既存のコンピュータシステム入力ポートに供給するためのトランスコーダをさらに具備し、これにより前記抽出情報が既存のコンピュータシステム信号経路を通して前記コンピュータシステムに提供されることを特徴とする請求項１に記載の表示システム。
【請求項７】
画像を表示するための画像データを生成するコンピュータシステムを含む表示システムにおいて使用する方法であって、
表示画像に、関連する符号化情報を有する光信号を投影するステップと、
前記表示画像及び投影された光信号をそれぞれ含む画像データを取込むステップと、
取込まれた画像データを解析して前記符号化情報を抽出するステップと、
抽出された情報を前記表示システムに提供するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
画像取込装置によって検出可能な前記光信号の少なくとも１つの光学特性を変更することにより、前記光信号内の情報を符号化するステップをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記抽出情報により前記コンピュータシステムを制御するステップをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記抽出情報によって前記コンピュータシステム内のアプリケーションソフトウェアを制御して、表示画像データを制御するステップをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
取込まれた画像データを解析して符号化情報を抽出する前記ステップは、
取込まれた画像データから前記光信号に対応する画像データを抽出するステップと、
抽出された画像データを解析して、前記光信号に符号化された情報を取得するステップと、
を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投影画像表示と対話するシステム及び方法に関し、特に、この開示は、投影光源を使用して投影画像表示（コンピュータ制御画像表示システム）と対話するシステム及び方法を提供する。
【０００２】
【従来の技術】
口頭プレゼンテーション中には、しばしば、表示画面又は表示領域（表示エリア）に投影される表示画像（例えば、スライド）が使用される。表示画像は、プレゼンテーションの口頭部分を強調又は補足する役割を果たす。しばしば、コンピュータシステムにより、画像を表示する表示装置を駆動するための画像データが提供される。一般に、コンピュータシステムが実行する特定のソフトウェアアプリケーション（例えば、スライド生成ソフトウェアアプリケーション）は、表示装置によって表示される画像データを生成する。
【０００３】
図１は、表示領域（表示エリア）１２に画像（破線１１Ａ，１１Ｂによって参照される）を投影するように表示装置１１を駆動するための画像データ１０Ａを提供するコンピュータシステム１０を含む、従来技術によるコンピュータ制御表示システムの実施形態を示している。
【０００４】
この種のシステムにおいて、プレゼンタは、通常、表示画像内のある位置に聴衆の注意を引くために、光又はレーザポインタ１５等のポインティングデバイスを使用して表示画像を指し示す。プレゼンタは、しばしば、レーザポインタ１５に加えて、入力装置１４（例えば、マウス、キーボード等）を使用して、画像データ１０Ａを生成するコンピュータシステム及びアプリケーションソフトウェアを制御する。一般に、入力装置１４は、制御信号を、赤外線光信号を介して伝送するリモートマウスである。この表示システムと対話する技術の問題は、２つのハンドヘルド装置（すなわち、ポインティングデバイス及び入力装置）を使用することが、プレゼンテーションを行っている間に紛らわしく厄介なものとなる可能性がある、ということである。さらに、プレゼンタがリモート入力装置によってコンピュータシステムと対話することができるように、光路に妨げがあってはならず、それによって、プレゼンテーションを行っている間にプレゼンタは動きまわりを制限されるか、又はプレゼンタはコンピュータシステムとの光路を回復することが必要となる。
【０００５】
望ましいものは、複数の入力装置を必要としない、コンピュータ制御表示システムと対話する簡易化した技術である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、画像を表示するための画像データを制御して生成するコンピュータシステムを含む表示システム及びこの表示システムにおいて使用する方法を提供することである。さらに詳しくは、本発明の目的は、投影光源を使用して投影画像表示（コンピュータ制御画像表示システム）と対話するシステム及び方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本表示システムは、表示画像に光信号を投影する装置をさらに有し、光信号は、符号化情報を有することを特徴とする。画像取込装置は、表示画像と投影光信号とを含む画像データを取込む。画像解析器は、取込まれた画像データ内の符号化情報を検出及び抽出し、抽出情報を表示システムに提供することができるようにし、それによって、ユーザがポインティングデバイスを使用して表示システムと対話することができるようにする。
【０００８】
画像を表示するための画像データを生成するコンピュータシステムを含む表示システムで使用する方法であって、表示画像に光信号を投影することを含む方法をここに記載する。光信号は、符号化情報を有することを特徴とする。画像データが取込まれ、この画像データは、表示画像と投影光信号とを含む。画像データが解析されることにより、符号化情報が抽出される。そして、抽出情報が、表示システムに提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のシステム及び方法は、口頭プレゼンテーションを行うプレゼンタが、光投影装置を使用してコンピュータ制御表示システムに情報又は制御を提供することができる簡易技術を提供する。さらに、本システム及び方法は、コンピュータ制御表示システムと対話する場合に、複数の従来からの入力装置を使用する従来の慣習に対して優れた代替物を提供する。なお、本開示の目的のために、コンピュータ制御表示システムは、少なくとも、画像データの表示を生成しかつ制御するコンピュータ，処理システム又は装置，或いはコンピューティングシステム又は装置と、画像を表示する表示領域と、コンピュータ，処理システム又は装置，或いはコンピューティングシステム又は装置によって制御される、表示領域に画像データを表示するための手段とを含む、ということに留意しなければならない。
【００１０】
図２Ａは、表示領域２２に表示する画像データ２０Ａを提供するコンピュータシステム２０を含む、本発明のシステムの第１実施形態を示している。一実施形態では、コンピュータシステムは、少なくとも、画像データを格納する記憶領域（図示せず）を含んでいる。他の実施形態（図示せず）では、コンピュータシステムは、画像データ２０Ａを生成する、スライドプレゼンテーション生成ソフトウェア等のアプリケーションソフトウェアを含んでいる。画像データ２０Ａは、表示領域２２上に画像（破線２１Ａ，２１Ｂで示される）を表示するために表示装置２１を駆動する。表示領域２２は、表示画面（ディスプレイ・スクリーン）であっても単に壁面であってもよい。
【００１１】
デバイス２４は、表示領域２２上の表示画像に光信号２４Ａを投影する。一実施形態では、デバイス２４は、プレゼンタによってスライドプレゼンテーション中に表示領域上の重要な位置を識別するために使用されるポインティングデバイスである。他の実施形態では、ポインティングデバイスは、レーザポインタである。光信号２４Ａは、関連する符号化情報を有することを特徴とする。情報は、画像取込装置２３によって検出可能である信号への変更をもたらすいかなる方法によっても、光信号に符号化され得る。一実施形態では、情報は、色，光パルス周波数，又は光パルス長のうちの１つ又は任意の組合せを変更することにより、光信号内で符号化される。一実施形態では、信号への変更を、デバイス２４上の１つ又は複数の制御オプション（例えば、ボタン，ダイアル，ローラ等）によって達成することができる。起動は、例えば、ボタンを押圧するか、ダイアルを回すか、又はローラを回転させることによって行われ得る。例えば、第１の制御オプションを起動する（例えば、第１のボタンを押圧する）ことにより、デバイス２４から第１の符号化信号が発せられ、第２の制御オプションを起動する（例えば、第２のボタンを押圧する）ことにより、第２の符号化信号が発せられる。制御オプションの組合せの起動（例えば、第１のボタン及び第２のボタンをともに押圧すること）により、デバイス２４が第３の符号化信号を発してよい。さらに別の制御オプションにより、単にデバイス２４が、単なるポインティング信号を発する目的のために使用される、符号化情報を有していない信号を発してよい。
【００１２】
画像取込装置２３は、表示画像（２１Ａ−２１Ｂ）と表示画像上に投影された光信号２４Ａとを含む画像（破線２３Ａ，２３Ｂによって示される）を取込む。なお、画像取込装置２３は、アナログ画像取込装置であってもデジタル画像取込装置であってもよく、静止画像取込装置であってもビデオ装置であってもよい、ということに留意しなければならない。画像取込装置２３は、光信号２４Ａにおける符号化情報に関連する変化を検出して取込むために十分な解像度を有するという特徴を有する。取込画像データ２３Ｃは、取込画像データ２３Ｃから光信号２４Ａの画像データを検出して抽出する画像解析器２５に連結されている。この画像解析器２５は、ハードウェア，ソフトウェア，又はファームウェアのうちの１つによって実現することができる、ということに留意しなければならない。
【００１３】
一旦、取込画像データ２３Ｃから光信号の画像データが抽出されると、光信号の画像データを解析することにより、光信号２４Ａ内に符号化された情報を識別する。そして、抽出情報に対応する信号２５Ａは、少なくともコンピュータシステム２０，表示装置２１，及び／又は画像取込装置２３を含む表示システムの残り部分に提供され得る。一実施形態では、信号２５Ａは、コンピュータシステムに、例えばコンピュータシステムで実行しているオペレーティングシステム又はアプリケーションを制御するために供給される。例えば、情報を使用して、スライド画像を生成するアプリケーションソフトウェアが新たなスライドに切替えるようにすることができる。概して、情報は、コンピュータシステムがキーボード又はマウス等の従来の入力装置から受取るのを予期することができるいかなる入力信号にも対応することができる。他の実施形態では、信号２５Ａを表示装置に供給することにより、表示装置の設定を調整させることができる。さらに他の実施形態では、信号２５Ａを、取込んでいる画像データのパラメータ（例えば、解像度）を制御するために画像取込装置２３に供給することができる。なお、一実施形態では、抽出画像データから取得された符号化情報を、画像解析器２５内で復号化する、ということに留意すべきである。他の実施形態では、符号化情報を表示システムの要素に提供し、これらの要素の各々において復号化する。
【００１４】
画像解析器２５の例示的な実施態様は、２００１年１月３１日に出願され、「Ａ　Ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　Ｒｏｂｕｓｔ　Ｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄ　ａｎｄ　Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ　Ｉｍａｇｅ　Ｄａｔａ　Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｏｂｊｅｃｔｓ　ｉｎ　Ｆｒｏｎｔ　ｏｆ　ａ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ　Ｄｉｓｐｌａｙ　ｗｉｔｈｉｎａ　Ｃａｍｅｒａ　Ｖｉｅｗ」と題され、本出願の譲受人に譲渡された、米国特許出願第０９／７７５０３２号に述べられている。この場合、検出及び抽出は、表示画像に対応する画像データから、表示領域２２の上又はその前に位置する物体（例えば、プレゼンタ及び／又はポインタ）に対応する画像データを分離することによって行う。図２Ｂは、画像解析器２５が光信号に対応する画像データを検出して抽出することができる方法の例示的な機能フローチャートを示している。この実施形態によれば、コンピュータ制御表示システムにより、画像データが表示される（ブロック２００参照）。この画像データは、コンピュータシステム２０（図２Ａ参照）によって供給される画像データ２０Ａに対応（相当）する。そして、画像データ２０Ａは、表示領域２２と画像取込装置２３の取込領域との間で定義された事前に確定された変換規則を使用して、予測取込表示領域データに変換される（ブロック２０１参照）。表示画像が取込まれ（ブロック２０２参照）、その後、予測取込表示領域データは、実際の取込データと比較される（ブロック２０３参照）。一致しないデータは、オブジェクト（物体、すなわち、レーザポイント）として識別される（ブロック２０４参照）。
【００１５】
画像解析器２５の第２の例示的な実施態様は、２００２年６月２６日に出願され、「Ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｌｏｃａｔｉｎｇ　ａ　Ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ　Ｌａｓｅｒ　Ｐｏｉｎｔ　ｏｎ　ａ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ｄｉｓｐｌａｙ」と題された米国特許出願第１０／１８０７４３号に述べられている。この場合、検出／抽出を、取込画像データ内のレーザポイントの輝度を既知の最大表示画像輝度閾値を超過させるように、表示画像データの全てのピクセルの総体的な輝度を低減するようにコンピュータシステムを制御すると同時に、レーザポインタを検出することによって行う。既知の最大表示画像輝度閾値を超過するものとして識別された取込データ内の任意のピクセルは、レーザポイントの位置に対応する。
【００１６】
図３は、コンピュータシステム３０に対しコンピュータシステムの既存の入力ポートを通して情報を提供するようにトランスコーダを使用する、本発明のシステムの第２実施形態を示している。この実施形態によれば、コンピュータシステム３０内で実行するアプリケーションソフトウェア３０Ａは、表示領域３２に画像（３１Ａ−３１Ｂ）を表示するように表示装置３１を駆動するための画像データ３０Ｂを生成する。デバイス３４は、光信号３４Ａを表示画像（３１Ａ−３１Ｂ）上に投影する。表示画像及び光信号は、画像取込装置３３によって取込まれ、取込画像データ３３Ｃは、画像解析器３０Ｃに供給される。画像解析器３０Ｃをコンピュータシステム３０内にあるように示しているが、別個に具体化することができる、ということに留意しなければならない。画像解析器３０Ｃは、取込画像データ３３Ｃから光信号３４Ａに対応する画像データを検出して抽出する。さらに、画像解析器３０Ｃは、抽出画像データを解析することにより、光信号３４Ａ内に符号化された情報を識別する。抽出情報に対応する情報信号３５は、コンピュータシステム３０の既存の出力ポート３０Ｄに供給される。また、出力ポート３０Ｄは、トランスコーダ３０Ｅに結合されている。このトランスコーダ３０Ｅは、情報信号３５を、コンピュータシステム３０の既存の入力ポート３０Ｆに適合する信号３６に変換する。一実施形態では、入力ポート３０Ｆは、従来のＵＳＢシリアルポートである。特に、信号３５は、入力ポート３０Ｆによって既知のフォーマットに変換される。そして、入力ポート３０Ｆは、信号３７をアプリケーションソフトウェア３０Ａに送信する。このシステムの利点は、情報信号３５がトランスコーダ３０Ｅによって既知の入力フォーマットに変換されると共に、従来のかつ既存の入力経路に沿って（すなわち、入力ポート３０Ｆを介して）受取られるため、コンピュータシステムにおいて光信号３４Ａからアプリケーションソフトウェア３０Ａに情報を提供することによる影響が最小化される、という点にある。
【００１７】
図４は、本発明による表示システムと対話する方法の一実施形態を示している。本方法は、コンピュータ制御表示画像に、関連する符号化情報を有する光信号を投影するステップ（ブロック４０参照）を含んでいる。次に、本方法は、表示画像及び投影光信号を含む画像データを取込むステップ（ブロック４１参照）を含んでいる。この場合、取込画像データが、表示画像及び投影光信号以外のオブジェクト（物体）を含む可能性がある、ということに留意しなければならない。本方法は、さらに、画像データを解析することにより取込画像データから符号化情報を抽出するステップ（ブロック４２参照）を含んでいる。最後に、本方法は、抽出情報を表示システムに提供するステップ（ブロック４３参照）を含んでいる。一実施形態（図示せず）では、本方法は、さらに、取込画像データから光信号に対応する画像データを抽出し、その後に抽出画像データを解析して符号化情報を確定するステップを含むことができる。他の実施形態（図示せず）では、本方法は、さらに、光信号における抽出情報を提供することによりコンピュータシステムを制御するステップを含む。
【００１８】
このように、コンピュータ制御表示に向けられた光信号内で符号化された情報を使用して表示システムと対話する表示システム及び方法を説明した。本システム及び方法は、キーボード及びマウス等の従来の入力装置に代わる対話方法を提供することにより、表示画像を含むプレゼンテーション中にユーザに対して表示システムとの対話を容易にする。
【００１９】
以上を要約すると、次の通りである。すなわち、ここには、コンピュータ制御表示（表示領域）（２２，３２）に向けられた光信号（２４Ａ，３４Ａ）内に符号化された情報を表示システムと対話するために使用するようにした表示システム及び方法が記載されている。情報が符号化されている光信号（２４Ａ，３４Ａ）及び表示画像（２１Ａ−２１Ｂ，３１Ａ−３１Ｂ）は、画像取込装置（２３，３３）によって取込まれ、この取込まれた画像データから符号化情報が抽出される。抽出された情報（２５Ａ，３５）は、表示システムに提供され、これによりユーザが光投影装置を用いてコンピュータ制御表示システムと対話することが可能ならしめられる。
【００２０】
前述した説明では、本発明の完全な理解を提供するために多数の特定の詳細を示している。しかしながら、当業者には、これらの特定の詳細を採用することは本発明を実施するために必ずしも必要ではない、ということが明らかとなろう。さらに、例示として示して説明した特定の実施形態が、限定するものとみなされるようには意図されていない、ということを理解すべきである。これらの実施形態の詳細への参照は、特許請求の範囲を限定するように意図されていない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による投影光源及び入力装置を使用してコンピュータ制御画像表示システムと対話する従来技術によるシステムを示す図である。
【図２Ａ】本発明による投影光源を使用してコンピュータ制御画像表示システムと対話するシステムの第１実施形態を示す図である。
【図２Ｂ】本発明による画像解析器の１つの例示的な実施形態の機能を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明による投影光源を使用してコンピュータ制御画像表示システムと対話するシステムの第２実施形態を示す図である。
【図４】本発明による投影光源を使用してコンピュータ制御画像表示システムと対話する方法の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
２０，３０　コンピュータシステム
２０Ａ，３０Ｂ　画像データ
２１，３１　表示装置
２１Ａ，２１Ｂ　表示画像
２２，３２　表示領域
２３，３３　画像取込装置
２４，３４　デバイス
２４Ａ，３４Ａ　光信号
２５，３０Ｃ　画像解析装置
２５Ａ　信号
３０Ａ　アプリケーションソフトウェア
３１Ａ，３１Ｂ　表示画像
３５　情報信号
３６，３７　信号
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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