(57)【要約】  ポインティング装置１０と、機器２０と、機器２０の一部をなすまたは機器２０の近傍に配された少なくとも２つの光源３０とを含むシステムが開示される。ポインティング装置１０は、少なくとも２つの光源３０からの光信号を検出する光検出器１２を含む。当該システムはさらに、ポインティング装置１０の指示点を表す、検出された光信号の特性を計測する計測手段１４を含んでいる。このシステムは、機器２０の画面上において自由に移動するカーソルを、コントロールするために用いることができる。あるいは、このシステムは、ポインティング装置の動きまたは身ぶりによって、他の機器をコントロールするために用いることもできる。
2010511219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポインティング装置と、機器と、該機器の一部をなすまたは該機器の近傍に配された少なくとも２つの光源とを含むシステムであって、
前記ポインティング装置が、前記少なくとも２つの光源からの光信号を検出する光検出器を含み、
当該システムがさらに、前記ポインティング装置の指示点を表す、検出された前記光信号の特性を計測する計測手段を含んでいることを特徴とするシステム。
【請求項２】
検出された前記光信号の計測された前記特性に基づいて、前記機器を制御するための制御手段をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記機器が画面を備えており、前記制御手段が、検出された前記光信号の計測された前記特性に基づいて、前記機器の前記画面上におけるカーソルの位置をコントロールするように構成されていることを特徴とする請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記機器が、計測された信号を前記画面のサイズにマッピングするマッピング手段を含んでいることを特徴とする請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記機器が照明システムであることを特徴とする請求項２記載のシステム。
【請求項６】
検出された前記光信号の計測される前記特性が、該光信号の振幅であることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載のシステム。
【請求項７】
前記少なくとも２つの光源が、直交変調されることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載のシステム。
【請求項８】
前記ポインティング装置が、前記計測手段を含み、かつ、計測された前記特性を前記機器に送信する送信手段をさらに含んでいることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載のシステム。
【請求項９】
前記ポインティング装置が、計測された前記特性を、前記機器への送信に先立って規格化する信号規格化手段を含んでいることを特徴とする請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記ポインティング装置が、ユーザー識別情報を前記機器に送信するように構成されていることを特徴とする請求項８または９記載のシステム。
【請求項１１】
前記ポインティング装置が、検出された前記光信号を前記機器に反射する反射手段を含んでおり、前記機器が、前記計測手段を含んでいることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載のシステム。
【請求項１２】
前記機器の各側に光源を含むことを特徴とする請求項１から１１いずれか１項記載のシステム。
【請求項１３】
前記少なくとも２つの光源が、赤外光を発するように構成されていることを特徴とする請求項１から１２いずれか１項記載のシステム。
【請求項１４】
請求項１から１３いずれか１項記載のシステム内で使用するポインティング装置であって、
前記少なくとも２つの光源からの光信号を検出する光検出器と、
当該ポインティング装置の指示点を表す、検出された前記光信号の特性を計測する計測手段とを含んでいることを特徴とするポインティング装置。
【請求項１５】
請求項１から１３いずれか１項記載のシステム内で使用する機器であって、少なくとも２つの光源を含んでいることを特徴とする機器。
【請求項１６】
請求項１から１３いずれか１項記載のシステム内で使用する機器であって、
ポインティング装置により検出された光信号の計測された特性に基づいて、当該機器を制御する制御手段を含み、
検出された前記光信号の前記特性が、前記ポインティング装置の前記指示点を表すことを特徴とする機器。
【請求項１７】
機器の一部をなすまたは機器の近傍に配された少なくとも２つの光源により、光を発する工程と、
前記少なくとも２つの光源からの光信号を、ポインティング装置において検出する工程と、
前記ポインティング装置の指示点を表す、検出された前記光信号の特性を計測する工程とを含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは、リモートコントロール用ポインティング技術に関するものであり、より詳細には、機器に対するポインティング装置の指示点に基づいて、その機器をコントロールするシステムに関するものである。
【０００２】
本発明はまた、かかるシステムにおいて使用する機器およびポインティング装置にも関するものである。
【０００３】
本発明はさらに、機器に対するポインティング装置の指示点に基づいて、その機器をコントロールする方法にも関するものである。
【背景技術】
【０００４】
ユーザーとインタラクティブコンテンツとの間の簡単なインタラクションのため、ポイント・アンド・クリック動作（典型的にはコンピュータ用のマウスを用いたもの）が、極めて一般的であり受け入れられている。通常、これらの動作は、画面近くで実行され、平坦な面またはデバイスを必要とする。これは、使用が難しく、かつ非常に高価である。
【０００５】
一方、寄り掛ってくつろいだ状態で利用するアプリケーション（たとえばビデオや音楽の鑑賞）には、リモートコントローラ（ＲＣ）が広く利用されている。制御対象の機器の複雑さが高まっていることに起因して、ＲＣボタンの数も急激に多くなってきていることが見て取れる。このことが、ある特定の用途のためにどのボタンを押せばよいのかということに関して、ユーザー側に不満および混乱を招いている。
【０００６】
現在は、伝統的な寄り掛かり型のアプリケーションとＰＣアプリケーションとが収束し合うことにより、問題が複合化してきている。これらのＰＣベースのアプリケーションは、ほとんどの場合、テレビ画面を介して視聴される。寄り掛かり型の分野とＰＣの分野とは異なるインタラクション手段を有するため、この収束に伴いジレンマが生じている。
【０００７】
使いやすさと、ＰＣコンテンツおよびアプリケーションへのアクセス容易性とを実現するため、ユーザーが、ソファーのコンフォートから、旧来のＣＥ装置とだけでなく、新たなＰＣベースのアプリケーションともインタラクションすることを可能にするような、既存のリモートコントローラと組合せ可能なポインティング装置が必要とされている。
【０００８】
米国特許ＵＳ６９７５３０１Ｂ２号は、インタラクティブ型のテレビのためのリモートコントローラを開示している。このリモートコントローラは、テレビ画面上の指示点を特定するためのリモートポインティング装置として、ライトスコープを備えている。このライトスコープは、光検出器と、極めて狭い視野を規定するレンズ系とを含んでいる。ライトスコープに入射する光信号から変換された電気信号により駆動されるＬＥＤが、通信用の光信号を作り出すために利用される。ある程度、指示点から発せられた光の複製であるといえる、通信用の光信号は、指示点を特定するためにテレビに返送される。
【０００９】
テレビ画面は、ＣＲＴ管の画面、または投射型ディスプレイの画面である。テレビ画面上のイメージは、電子銃（ＣＲＴ管の場合）またはライトガン（投射型ディスプレイの場合）を用いて画面をラインごとに走査することにより表示される。各々の全体イメージは、１／３０秒未満の時間内で走査される。ある程度、ライトスコープ内の光検出器により検出された光信号の複製であるといえる通信用の光信号を、リモートコントローラから受け取る光検出系によって、指示点から光が発せられたタイミングを計測することができる。この計測されたタイミングを、イメージ走査用の同期信号と比較することにより、指示点の位置（または座標）を特定することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
つまり、米国特許ＵＳ６９７５３０１Ｂ２号に開示されているシステムは、テレビから発せられた光のタイミングを用いて、リモートコントローラの指示点を特定している。この形態の１つの欠点は、指示点の特定のため、テレビの内部機能に関する情報が必要とされる点である。このため、指示点の特定は、テレビ自体によって行われる。別の欠点は、位置の更新レートが限定されており、しかもテレビの内部機能に左右される点である。さらに、米国特許ＵＳ６９７５３０１Ｂ２号の方法は、いくつかの新型の画面に対しては機能しない。
【００１１】
本発明の１つの目的は、機器の内部機能に関する情報を利用せずに適用することのできるリモートコントロール用ポインティング技術を用いた、システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の上記およびその他の目的は、独立請求項１に係るシステム、独立請求項１４に係るポインティング装置、独立請求項１５ならびに１６に係る機器、および独立請求項１７に係る方法によって、達成することができる。好ましい実施形態は、従属請求項２−１３によって規定されている。
【００１３】
本発明の１つの側面によれば、ポインティング装置と、機器と、少なくとも２つの光源とを含むシステムが提供される。光源は、上記の機器の一部をなすか、上記の機器の近傍に配されている。ポインティング装置は、それら少なくとも２つの光源からの光信号を検出する光検出器を含む。当該システムはさらに、上記のポインティング装置の指示点を表す、検出された光信号の特性を計測する計測手段を含むものとされる。
【００１４】
本発明に係るシステムでは、機器の内部機能に関する情報は、何ら必要とされない。さらに、本発明のシステムは、自ら光を発生させる機器（たとえばテレビセット）のみならず、任意のタイプの機器と共に使用することができる。これは、ポインティング技術の利用を可能とするために、少なくとも２つの光源が特に設けられているためである。
【００１５】
有利な形態では、上記のシステムは、検出された光信号の計測された特性に基づいて、上記の機器を制御するための制御手段をさらに含むものとされる。このことは、アナログコントロール、または何らかの身ぶりによる機器のコントロールを必要とする、照明減光器のような機器の制御を可能とする。
【００１６】
本発明の１つの有利な実施形態によれば、上記の機器は画面を備えたものとされ、上記の制御手段は、検出された光信号の計測された特性に基づいて、上記の機器の画面上におけるカーソルの位置をコントロールするように構成される。このことは、自由に移動するカーソルを必要とするＰＣベースのアプリケーションと、ユーザーとのインタラクションを可能にする。
【００１７】
機器が画面を備えている場合には、その機器は、計測された信号を画面のサイズにマッピングするマッピング手段を含むことが好ましい。こうすることにより、ポインティング装置の指示点の位置を、極めて効率的に特定することができる。
【００１８】
別の実施形態によれば、検出された光信号の計測される特性は、その光信号の振幅とされる。かかる信号の振幅は、ポインティング装置の指示点を計測する目的において、検出された光信号の最も信頼性の高い特性である。
【００１９】
有利な形態では、複数の光源により発せられた光を互いに区別可能とするため、それらの光源が直交変調される。好ましくは、光源は固有の周波数を用いて変調される。なぜならば、かかる形態は、異なる光源から発せられた光を、計測手段にとって区別可能なものとするための、非常に信頼性の高い方法だからである。しかしながら、本発明によれば、複数の光源から発せられた光を互いに区別可能とするため、別の変調方法を用いることもできる。かかる変調方法の例としては、コード多重化、時間多重化、および波長多重化といった方法が挙げられる。
【００２０】
別の好ましい実施形態によれば、ポインティング装置は、上記の計測手段を含み、かつ、計測された特性を上記の機器に送信する送信手段をさらに含むものとされる。計測手段は、ポインティング装置のプロセッサ内に簡単に実装することができる。ポインティング装置がリモートコントロール回路をも含む場合には、送信手段は、ポインティング装置に既に存在するＬＥＤによって構成されてもよい。したがって、この実施形態によれば、ポインティング装置は、利用可能な従来技術に係るリモートコントロール装置に対して、最小限の技術的修正しか必要としない。
【００２１】
好ましくは、ポインティング装置は、計測された特性を、上記の機器への送信に先立って規格化する信号規格化手段を含むものとされる。その結果、計測信号は、多くの信号処理を必要とせずに効率的な機器の制御を可能とするような形式で、機器に送信される。
【００２２】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、ポインティング装置は、ユーザー識別情報を上記の機器に送信するように構成される。こうすることにより、マルチユーザー機能を、システムに追加することができる。
【００２３】
１つの変更実施形態によれば、ポインティング装置は、検出された光信号を上記の機器に反射する反射手段を含むものとされ、上記の機器は、上記の計測手段を含むものとされる。こうすることにより、ポインティング装置が非常にシンプルな形態に保たれ、システム中において必要とされるほとんどすべての追加の回路および処理手段は、別の場所に実装されることとなる。
【００２４】
本発明のさらなる好ましい実施形態によれば、上記の機器の各側に、光源が設けられる。機器が長方形の画面を有する場合には、このことは、４つの光源が存在することを意味し、二次元平面内において指示点を特定することを可能とする。しかしながら、二次元平面内における指示点を特定するのに、原理上必要な光源は、３つのみである。
【００２５】
好ましくは、光源は、赤外光を発するように構成される。赤外光は、一般的に利用可能なリモートコントロール技術において用いられているので、赤外光を用いて本発明に係るポインティング技術を実装することは、既知の技術との適合性が非常によい。しかしながら、原理上は、可視光を用いることもできる。
【００２６】
本発明の別の側面によれば、リモートコントロール用ポインティング技術を含むシステム内で使用する、ポインティング装置および機器が提供される。
【００２７】
本発明のさらに別の側面によれば、リモートコントロール用ポインティング技術を含むシステム内で使用する、方法が提供される。
【００２８】
本発明の上記およびその他の側面は、以下で説明する実施形態を参照することにより明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るシステムの第１の実施形態を示したブロック図
【図２】計測された信号の周波数の関数として、同信号の振幅を示した図
【図３】本発明に係るシステムの第２の実施形態を示したブロック図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、明細書の説明と共に図面を参照することにより、本発明はよりよく理解され、また多くの目的および利点が、当業者により明らかとなるであろう。図面全体を通じて、類似の参照番号は、類似の要素を示している。
【００３１】
図１は、本発明に係るシステムの第１の実施形態を示したブロック図である。このシステムは、ポインティング装置１０と、機器２０とを含んでいる。ポインティング装置は、機器の機能をコントロールするためのボタン（図示せず）を含む、通常型のリモートコントローラの一部であってもよい。しかしながら、好ましくは、このポインティング装置は、機器をコントロールするための単一または１対のボタンのみを有するような、完全に新規な装置とされる。上記の機器は、ＰＣベースのアプリケーションを閲覧することのできるテレビセットであってもよい。ＰＣベースのアプリケーションは、自由に移動するカーソルがインターフェースとなっている。このカーソルは、ポインティング装置を動かすことにより、画面上で移動させられる。
【００３２】
このテレビセットは、光源３０を有しており、この光源３０は、テレビセットの四辺各々に配された、赤外光を発する発光ダイオードであることが好ましい。各ＬＥＤは、固有の周波数fx1、fx2、fy1、fy2で変調されている。こうして、テレビの４つのエッジは、固有の周波数変調と対応付けられる。
【００３３】
特定の周波数を有する信号による変調は、異なる光源から発せられた光を、計測手段にとって区別可能なものとするための、非常に信頼性の高い方法である。しかしながら、本発明によれば、複数の光源から発せられた光を互いに区別可能とするため、別の変調方法を用いてもよい。かかる変調方法の例としては、コード多重化、時間多重化、および波長多重化といった方法が挙げられる。
【００３４】
テレビセットの一部である光源３０を用いる代わりに、テレビセットのエッジ近傍に配された別個の光源を用いてもよい。
【００３５】
ポインティング装置は、光検出器１２が嵌め込まれた、通常型のリモートコントローラであることが好ましい。光検出器１２は、機器２０の４つの異なるＬＥＤ３０から信号を受信する、フォトダイオードとして実装されることが好ましい。フォトダイオードが、テレビセットの中央に直接向けられると、水平軸上に配された２つのＬＥＤから受信される信号の振幅、および垂直軸上に配された２つのＬＥＤから受信される信号の振幅は、等しくなる。
【００３６】
ポインティング装置はさらに、計測手段１４（好ましくは振幅検出器）を備えており、この計測手段１４は、ポインティング装置のプロセッサ内に実装されていてもよい。ポインティング装置が通常型のリモートコントローラの一部である場合には、かかるプロセッサは、既に利用可能とされているものである。これを用いて、異なる複数のＬＥＤの計測信号強度が特定される。測定結果の一例が、図２に示されている。この図は、図１に示した４つのＬＥＤにより発せられる光の変調に用いられた周波数fx1、fx2、fy1、fy2における、信号の振幅を示している。
【００３７】
続いて、この結果は、規格化手段１６によって規格化され、発光手段１８によってテレビセットに送信される。この発光手段１８は、赤外光を発するＬＥＤとして実装されることが好ましい。この信号は、テレビセットにおいて、光検出器２２により検出される。続いて、水平軸上および垂直軸上における規格化位置が、マッピング手段２４によって、そのテレビの解像度にマッピングされる。このマッピング手段２４は、テレビセットのプロセッサ内に実装されていてもよい。こうして、マッピング手段２４は、ポインティング装置１０の指示点の位置を特定する。最後に、制御手段２６により、その特定された位置に、自由に移動するカーソルが表示される。
【００３８】
ポインティング装置１０内に、規格化信号だけでなく、機器２０（この例ではテレビセット）に対する何らかの形式のユーザーＩＤを送出する手段を設けることにより、当該システムに、マルチユーザー機能およびユーザー識別機能を追加することもできる。
【００３９】
フォトダイオードが画面の中央に向けられると、自由に移動するカーソルが、画面の中央に示される。ユーザーが、ポインティング装置１０を方向づけることにより、フォトダイオード１２を、垂直方向に関しては画面の中心に維持したままで右に向けると、垂直軸に沿って配された２つのＬＥＤの振幅は同一の強さのままに維持される一方、変調周波数fx2の振幅は、fx1と比較して高くなる。この場合、カーソルは、垂直方向に関しては画面の中心に留まったまま、右方向へと移動する。
【００４０】
テレビは、そのテレビ上でレンダリングされるが他の場所にあるアプリケーションが、上記の自由に移動するカーソル位置を与えられるような形態でも構成することができる。
【００４１】
図３に示す第２の実施形態によれば、ポインティング装置１０は、光源３０由来の検出光信号を、単に機器２０へと戻すよう反射するように使用される。光検出手段１２および発光手段１８は、協働して、反射手段を構成する。光検出手段１２は、光信号を電気信号に変換する。変換された電気信号は、オプションとして増幅された後、光信号を生成するよう発光手段のＬＥＤを駆動するために用いられる。この光信号は、ある程度において、光検出手段１２により検出された光信号の複製であるといえる。この光信号は、機器２０に返送される。この反射手段の可能な実装形態に関するより詳細な説明については、上記で引用済みの米国特許ＵＳ６９７５３０１Ｂ２号（引用により、その内容が本明細書に含まれているものとする）、とりわけ第３コラムの第３５行から第４コラムの第４５行を参照されたい。
【００４２】
第２の実施形態に係るシステムでは、光信号の計測および規格化は、ポインティング装置１０ではなく、機器２０によって行われる。そのため、計測手段１４および規格化手段１６が、機器２０内に存在する。
【００４３】
本発明に係るシステムは、テレビセットのみに限定されるものではなく、画面上に自由に移動するカーソルを示し得る他の装置にも利用することができる。さらに、本発明に係るシステムは、アナログコントロールを必要とする他の機器のコントロールや、何らかの身ぶりを用いてコントロールされ得る機器にも、利用することができる。かかる機器の例としては、蛍光管ハウジングを含む照明システムであって、光がポインティング装置の動きに反応するような照明システムが挙げられる。ポインティング装置を横向きに移動させることにより、色の変化を励起させ、上下に移動させることにより、強度の変化を励起させてもよい（減光）。コントロール可能な機器の別の例としては、切換可能な窓が挙げられる。さらなる例としては、ポインティング装置を上下に動かすことによりボリュームを変更できるような、音響機器が挙げられる。
【００４４】
後者の例では、ポインティング装置１０の指示点を特定することは必要ではない。ポインティング装置１０の指示点を最初に特定することなく、光源から受信される信号の振幅の割合に基づいて、機器の１つ以上のパラメータが調整される。
【００４５】
当業者であれば分かるように、本願において説明されている革新的な概念は、広範なアプリケーションに亘って、修正および変更することができる。たとえば、ここで説明した光源は、赤外光を発する発光ダイオードであるが、可視光を発する光源を含めて、他の任意の光源を利用することができる。さらに、本発明は、上記で述べたテレビセットのように、４つの光源を有する機器に限定されるものではなく、より少ないまたはより多くの光源と共に用いられてもよい。一般化していうと、本発明は、２つ以上の光源と共に用いることができる。２つのみの光源が存在する場合には、ポインティング装置の指示点は、一方向に関してのみ特定することができる。
【００４６】
したがって、本発明の技術的範囲は、上記で述べた特定の例示的な教示内容のいずれにも限定されるべきものではなく、以下の特許請求の範囲によってのみ規定されるものである。請求項中のいずれの参照符号も、技術的範囲を限定するものとして捉えられるべきではない。
【図１】
2010511219.tif 000003
【図２】
2010511219.tif 000004
【図３】
2010511219.tif 000005
【国際調査報告】
2010511219.tif 000006
2010511219.tif 000007