"ポインティングデバイスが指し示すスクリーン上の位置を推定するポインティングシステムであって、空間内の任意の異なる位置に設けられ、相互に異なる疑似ランダム信号で変調された音波を発信する複数の音波発信装置と、ポインティングデバイス上の任意の位置に設けられ、音波を受信する複数の音波受信装置と、いずれか一つの音波発信装置から、いずれか2つの前記音波受信装置を組み合わせた、全ての組み合わせの音波受信装置が受信した変調音波に相関処理を施して、前記音波発信装置毎に、前記各組み合わせの音波受信装置までの前記変調音波の到達時間差を算出し、前記算出した各到達時間差に基づいて、前記各音波発信装置と前記各組み合わせの音波受信装置との成す角度を算出する角度算出部と、前記算出した各角度および前記各音波受信装置の位置関係を用いて連立方程式を解くことにより前記各音波受信装置の空間上の位置を推定する位置推定部と、前記推定した音波受信装置の各座標の任意の二点を結ぶ直線、または、前記推定した音波受信装置の各座標の任意の一点と前記推定した音波受信装置の各座標の重心とを結ぶ直線と、既知である前記ポインティングデバイスの方向を示すベクトルとの角度差に基づいて、前記ポインティングデバイスの指示方向を特定する方向ベクトルを推定すると共に、前記ポインティングデバイス上の任意の一点を通り、前記推定した方向ベクトルと平行な直線と平面としての前記スクリーンとの交点を推定する指示点推定部と、を備えることを特徴とするポインティングシステム。ポインティングデバイスが指し示すスクリーン上の位置を推定するポインティングシステムであって、空間内の任意の異なる位置に設けられ、相互に異なる疑似ランダム信号で変調された音波を発信する複数の音波発信装置と、ポインティングデバイス上の任意の位置に設けられ、音波を受信する複数の音波受信装置と、いずれか一つの音波発信装置から、いずれか2つの前記音波受信装置を組み合わせた、全ての組み合わせの音波受信装置が受信した変調音波に相関処理を施して、前記音波発信装置毎に、前記各組み合わせの音波受信装置までの前記変調音波の到達時間差を算出し、前記算出した各到達時間差に基づいて、前記各音波発信装置と前記各組み合わせの音波受信装置との成す角度を算出する角度算出部と、前記算出した各角度および前記各音波受信装置の位置関係を用いて前記各音波受信装置の空間上の位置を推定する位置推定部と、前記推定した音波受信装置の各座標の任意の二点を結ぶ直線、または、前記推定した音波受信装置の各座標の任意の一点と前記推定した音波受信装置の各座標の重心とを結ぶ直線と、既知である前記ポインティングデバイスの方向を示すベクトルとの角度差に基づいて、前記ポインティングデバイスの指示方向を特定する方向ベクトルを推定すると共に、前記ポインティングデバイス上にはない任意の一点を通り、前記推定した方向ベクトルと平行な直線と平面としての前記スクリーンとの交点を推定する指示点推定部と、を備えることを特徴とするポインティングシステム。ポインティングデバイスが指し示すスクリーン上の位置を推定するポインティングシステムであって、ポインティングデバイス上の任意の異なる位置に設けられ、相互に異なる疑似ランダム信号で変調された音波を発信する複数の音波発信装置と、空間内の相互に異なる複数の位置に設けられ、音波を受信する複数の音波受信装置と、いずれか2つの前記音波発信装置を組み合わせた、全ての組み合わせの音波発信装置から、いずれか一つの前記音波受信装置が受信した変調音波に相関処理を施して、前記音波受信装置毎に、前記各組み合わせの音波発信装置からの前記変調音波の到達時間差を算出し、前記算出した各到達時間差に基づいて、前記各組み合わせの音波発信装置と前記各音波受信装置との成す角度を算出する角度算出部と、前記算出した各角度および前記音波発信装置の位置関係を用いて連立方程式を解くことにより前記各音波発信装置の空間上の位置を推定する位置推定部と、前記推定した音波発信装置の各座標の任意の二点を結ぶ直線、または、前記推定した音波発信装置の各座標の任意の一点と前記推定した音波発信装置の各座標の重心とを結ぶ直線と、既知である前記ポインティングデバイスの方向を示すベクトルとの角度差に基づいて、前記ポインティングデバイスの指示方向を特定する方向ベクトルを推定すると共に、前記ポインティングデバイス上の任意の一点を通り、前記推定した方向ベクトルと平行な直線と平面としての前記スクリーンとの交点を推定する指示点推定部と、を備えることを特徴とするポインティングシステム。ポインティングデバイスが指し示すスクリーン上の位置を推定するポインティングシステムであって、ポインティングデバイス上の任意の異なる位置に設けられ、相互に異なる疑似ランダム信号で変調された音波を発信する複数の音波発信装置と、空間内の相互に異なる複数の位置に設けられ、音波を受信する複数の音波受信装置と、いずれか2つの前記音波発信装置を組み合わせた、全ての組み合わせの音波発信装置から、いずれか一つの前記音波受信装置が受信した変調音波に相関処理を施して、前記音波受信装置毎に、前記各組み合わせの音波発信装置からの前記変調音波の到達時間差を算出し、前記算出した各到達時間差に基づいて、前記各組み合わせの音波発信装置と前記各音波受信装置との成す角度を算出する角度算出部と、前記算出した各角度および前記音波発信装置の位置関係を用いて連立方程式を解くことにより前記各音波発信装置の空間上の位置を推定する位置推定部と、前記推定した音波発信装置の各座標の任意の二点を結ぶ直線、または、前記推定した音波発信装置の各座標の任意の一点と前記推定した音波発信装置の各座標の重心とを結ぶ直線と、既知である前記ポインティングデバイスの方向を示すベクトルとの角度差に基づいて、前記ポインティングデバイスの指示方向を特定する方向ベクトルを推定すると共に、前記ポインティングデバイス上にはない任意の一点を通り、前記推定した方向ベクトルと平行な直線と平面としての前記スクリーンとの交点を推定する指示点推定部と、を備えることを特徴とするポインティングシステム。前記各音波発信装置は、同時時刻または異なる時刻のいずれか一方に前記音波を発信することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のポインティングシステム。前記交点を前記ポインティングデバイスが指示する指示点として画面に表示する表示部をさらに備えることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のポインティングシステム。前記表示部に表示されている画面を、前記スクリーンに投影する投影装置をさらに備えることを特徴とする請求項6記載のポインティングシステム。しかしながら、特許文献1に開示されている技術では、指示棒の先端が接する画面上の平面位置座標を推定し、指示点を表示するため、利用シーンが指示棒とスクリーンとが近い場合に限られてしまう。このため、利用者がスクリーンに接近しなければならず、利用者がスクリーンから離れている場合は、この技術を使うことができない。また、特許文献2に開示されている技術では、送受信における時刻同期を取るために赤外線を用いるが、ポインティングシステムに赤外線送受信機を装着する必要がある。このため、ポインティングデバイスが大型になると共に、ポインティングシステムが高価なものになってしまう。さらに、ポインティングデバイスと受光部との間に遮蔽物などがあると、推定精度が劣化しやすい。また、複数の発信装置から同時時刻に音波を発信させる手法も考えられるが、異なる発信装置から発生された音波を受信装置で区別することができず、発信装置と受信装置との距離が正確に算出できない。一方、複数の発信装置から異なる時刻に音波を発信させると、その間にデバイスが移動することは大いに考えられ、その場合、指示点の推定精度が低下してしまう。さらに、変調を施していない音波は周囲の環境によって変化を生じやすく、とりわけ雑音環境下では、音波の到達時刻差を算出する精度に問題がある。本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ポインティングデバイスの姿勢方向を求めることにより、ポインティングデバイスがスクリーンから離れている場合であってもポインタ機能を実現することができるポインティングシステムを提供することを目的とする。1上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明のポインティングシステムは、ポインティングデバイスが指し示すスクリーン上の位置を推定するポインティングシステムであって、空間内の任意の異なる位置に設けられ、相互に異なる疑似ランダム信号で変調された音波を発信する複数の音波発信装置と、ポインティングデバイス上の任意の位置に設けられ、音波を受信する複数の音波受信装置と、いずれか一つの音波発信装置から、いずれか2つの前記音波受信装置を組み合わせた、全ての組み合わせの音波受信装置が受信した変調音波に相関処理を施して、前記音波発信装置毎に、前記各組み合わせの音波受信装置までの前記変調音波の到達時間差を算出し、前記算出した各到達時間差に基づいて、前記各音波発信装置と前記各組み合わせの音波受信装置との成す角度を算出する角度算出部と、前記算出した各角度および前記各音波受信装置の位置関係を用いて連立方程式を解くことにより前記各音波受信装置の空間上の位置を推定する位置推定部と、前記推定した音波受信装置の各座標の任意の二点を結ぶ直線、または、前記推定した音波受信装置の各座標の任意の一点と前記推定した音波受信装置の各座標の重心とを結ぶ直線と、既知である前記ポインティングデバイスの方向を示すベクトルとの角度差に基づいて、前記ポインティングデバイスの指示方向を特定する方向ベクトルを推定すると共に、前記ポインティングデバイス上の任意の一点を通り、前記推定した方向ベクトルと平行な直線と平面としての前記スクリーンとの交点を推定する指示点推定部と、を備えることを特徴とする。このように、いずれか一つの音波発信装置から、いずれか2つの音波受信装置を組み合わせた、全ての組み合わせの音波受信装置が受信した変調音波に相関処理を施して、音波発信装置毎に、各組み合わせの音波受信装置までの変調音波の到達時間差を算出し、その各到達時間差に基づいて、各音波発信装置と各組み合わせの音波受信装置との成す角度を算出し、各音波受信装置の空間上の位置を推定し、その推定した音波受信装置の各座標の任意の二点を結ぶ直線、または、その推定した音波受信装置の各座標の任意の一点と推定した音波受信装置の各座標の重心とを結ぶ直線と、既知であるポインティングデバイスの方向を示すベクトルとの角度差に基づいて、ポインティングデバイスの指示方向を特定する方向ベクトルを推定し、方向ベクトルと平行な直線と平面としてのスクリーンとの交点を推定するので、ポインティングデバイスがスクリーンから離れている場合でもポインタ機能を実現することが可能となる。また、赤外線を利用せず、音波を利用するので、小型、安価かつ利便性が高く、省電力のポインティングシステムを提供することが可能となる。さらに、受光素子の敷き詰めやカメラの設置をすることなく、指示点としてコンピュータへ入力する位置座標を検出することができる。また、遮蔽物があってもポインタ機能を発揮できる。また、変調音波を利用することによって、雑音環境下やポインティングデバイスが移動している状況下であっても測定精度を向上し、変調音波を複数の発信装置から同時に発信することが可能となり、高精度かつ高速な指示点の表示が可能となる。さらに、音波の到達時間差を利用することで、発信装置と受信装置との間で時刻の同期を取らない場合であっても、発信装置または受信装置の数を増やすことなく、指示点の表示が可能となる。さらに、複数の音波発信装置または音波受信装置間の距離を考慮することにより、複数の位置推定演算を従属して行うことが可能となり、ポインティングデバイスの向きを正確に推定できる。また、音波発信装置をスクリーンに装着すれば、音波を任意の時刻に発信することが可能となり、音波発信装置と計算機を接続する必要がなくなるので、可搬性を向上させることが可能となる。2また、本発明のポインティングシステムは、ポインティングデバイスが指し示すスクリーン上の位置を推定するポインティングシステムであって、空間内の任意の異なる位置に設けられ、相互に異なる疑似ランダム信号で変調された音波を発信する複数の音波発信装置と、ポインティングデバイス上の任意の位置に設けられ、音波を受信する複数の音波受信装置と、いずれか一つの音波発信装置から、いずれか2つの前記音波受信装置を組み合わせた、全ての組み合わせの音波受信装置が受信した変調音波に相関処理を施して、前記音波発信装置毎に、前記各組み合わせの音波受信装置までの前記変調音波の到達時間差を算出し、前記算出した各到達時間差に基づいて、前記各音波発信装置と前記各組み合わせの音波受信装置との成す角度を算出する角度算出部と、前記算出した各角度および前記各音波受信装置の位置関係を用いて前記各音波受信装置の空間上の位置を推定する位置推定部と、前記推定した音波受信装置の各座標の任意の二点を結ぶ直線、または、前記推定した音波受信装置の各座標の任意の一点と前記推定した音波受信装置の各座標の重心とを結ぶ直線と、既知である前記ポインティングデバイスの方向を示すベクトルとの角度差に基づいて、前記ポインティングデバイスの指示方向を特定する方向ベクトルを推定すると共に、前記ポインティングデバイス上にはない任意の一点を通り、前記推定した方向ベクトルと平行な直線と平面としての前記スクリーンとの交点を推定する指示点推定部と、を備えることを特徴とする。このように、いずれか一つの音波発信装置から、いずれか2つの音波受信装置を組み合わせた、全ての組み合わせの音波受信装置が受信した変調音波に相関処理を施して、音波発信装置毎に、各組み合わせの音波受信装置までの変調音波の到達時間差を算出し、その各到達時間差に基づいて、各音波発信装置と各組み合わせの音波受信装置との成す角度を算出し、各音波受信装置の空間上の位置を推定し、その推定した音波受信装置の各座標の任意の二点を結ぶ直線、または、その推定した音波受信装置の各座標の任意の一点と推定した音波受信装置の各座標の重心とを結ぶ直線と、既知であるポインティングデバイスの方向を示すベクトルとの角度差に基づいて、ポインティングデバイスの指示方向を特定する方向ベクトルを推定し、方向ベクトルと平行な直線と平面としてのスクリーンとの交点を推定するので、ポインティングデバイスがスクリーンから離れている場合でもポインタ機能を実現することが可能となる。また、赤外線を利用せず、音波を利用するので、小型、安価かつ利便性が高く、省電力のポインティングシステムを提供することが可能となる。さらに、受光素子の敷き詰めやカメラの設置をすることなく、指示点としてコンピュータへ入力する位置座標を検出することができる。また、遮蔽物があってもポインタ機能を発揮できる。また、変調音波を利用することによって、雑音環境下やポインティングデバイスが移動している状況下であっても測定精度を向上し、変調音波を複数の発信装置から同時に発信することが可能となり、高精度かつ高速な指示点の表示が可能となる。さらに、音波の到達時間差を利用することで、発信装置と受信装置との間で時刻の同期を取らない場合であっても、発信装置または受信装置の数を増やすことなく、指示点の表示が可能となる。さらに、複数の音波発信装置または音波受信装置間の距離を考慮することにより、複数の位置推定演算を従属して行うことが可能となり、ポインティングデバイスの向きを正確に推定できる。また、音波発信装置をスクリーンに装着すれば、音波を任意の時刻に発信することが可能となり、音波発信装置と計算機を接続する必要がなくなるので、可搬性を向上させることが可能となる。3また、本発明のポインティングシステムは、ポインティングデバイスが指し示すスクリーン上の位置を推定するポインティングシステムであって、ポインティングデバイス上の任意の異なる位置に設けられ、相互に異なる疑似ランダム信号で変調された音波を発信する複数の音波発信装置と、空間内の相互に異なる複数の位置に設けられ、音波を受信する複数の音波受信装置と、いずれか2つの前記音波発信装置を組み合わせた、全ての組み合わせの音波発信装置から、いずれか一つの前記音波受信装置が受信した変調音波に相関処理を施して、前記音波受信装置毎に、前記各組み合わせの音波発信装置からの前記変調音波の到達時間差を算出し、前記算出した各到達時間差に基づいて、前記各組み合わせの音波発信装置と前記各音波受信装置との成す角度を算出する角度算出部と、前記算出した各角度および前記音波発信装置の位置関係を用いて連立方程式を解くことにより前記各音波発信装置の空間上の位置を推定する位置推定部と、前記推定した音波発信装置の各座標の任意の二点を結ぶ直線、または、前記推定した音波発信装置の各座標の任意の一点と前記推定した音波発信装置の各座標の重心とを結ぶ直線と、既知である前記ポインティングデバイスの方向を示すベクトルとの角度差に基づいて、前記ポインティングデバイスの指示方向を特定する方向ベクトルを推定すると共に、前記ポインティングデバイス上の任意の一点を通り、前記推定した方向ベクトルと平行な直線と平面としての前記スクリーンとの交点を推定する指示点推定部と、を備えることを特徴とする。このように、いずれか2つの音波発信装置を組み合わせた、全ての組み合わせの音波発信装置から、いずれか一つの音波受信装置が受信した変調音波に相関処理を施して、音波受信装置毎に、各組み合わせの音波発信装置からの変調音波の到達時間差を算出し、その各到達時間差に基づいて、各組み合わせの音波発信装置と各音波受信装置との成す角度を算出し、各音波発信装置の空間上の位置を推定し、その推定した音波発信装置の各座標の任意の二点を結ぶ直線、または、その推定した音波発信装置の各座標の任意の一点と推定した音波発信装置の各座標の重心とを結ぶ直線と、既知である前記ポインティングデバイスの方向を示すベクトルとの角度差に基づいて、ポインティングデバイスの指示方向を特定する方向ベクトルを推定し、方向ベクトルと平行な直線と平面としてのスクリーンとの交点を推定するので、ポインティングデバイスがスクリーンから離れている場合でもポインタ機能を実現することが可能となる。また、赤外線を利用せず、音波を利用するので、小型、安価かつ利便性が高く、省電力のポインティングシステムを提供することが可能となる。さらに、受光素子の敷き詰めやカメラの設置をすることなく、指示点としてコンピュータへ入力する位置座標を検出することができる。また、遮蔽物があってもポインタ機能を発揮できる。また、変調音波を利用することによって、雑音環境下やポインティングデバイスが移動している状況下であっても測定精度を向上し、変調音波を複数の発信装置から同時に発信することが可能となり、高精度かつ高速な指示点の表示が可能となる。さらに、音波の到達時間差を利用することで、発信装置と受信装置との間で時刻の同期を取らない場合であっても、発信装置または受信装置の数を増やすことなく、指示点の表示が可能となる。さらに、複数の音波発信装置または音波受信装置間の距離を考慮することにより、複数の位置推定演算を従属して行うことが可能となり、ポインティングデバイスの向きを正確に推定できる。4また、本発明のポインティングシステムは、ポインティングデバイスが指し示すスクリーン上の位置を推定するポインティングシステムであって、ポインティングデバイス上の任意の異なる位置に設けられ、相互に異なる疑似ランダム信号で変調された音波を発信する複数の音波発信装置と、空間内の相互に異なる複数の位置に設けられ、音波を受信する複数の音波受信装置と、いずれか2つの前記音波発信装置を組み合わせた、全ての組み合わせの音波発信装置から、いずれか一つの前記音波受信装置が受信した変調音波に相関処理を施して、前記音波受信装置毎に、前記各組み合わせの音波発信装置からの前記変調音波の到達時間差を算出し、前記算出した各到達時間差に基づいて、前記各組み合わせの音波発信装置と前記各音波受信装置との成す角度を算出する角度算出部と、前記算出した各角度および前記音波発信装置の位置関係を用いて連立方程式を解くことにより前記各音波発信装置の空間上の位置を推定する位置推定部と、前記推定した音波発信装置の各座標の任意の二点を結ぶ直線、または、前記推定した音波発信装置の各座標の任意の一点と前記推定した音波発信装置の各座標の重心とを結ぶ直線と、既知である前記ポインティングデバイスの方向を示すベクトルとの角度差に基づいて、前記ポインティングデバイスの指示方向を特定する方向ベクトルを推定すると共に、前記ポインティングデバイス上にはない任意の一点を通り、前記推定した方向ベクトルと平行な直線と平面としての前記スクリーンとの交点を推定する指示点推定部と、を備えることを特徴とする。このように、いずれか2つの音波発信装置を組み合わせた、全ての組み合わせの音波発信装置から、いずれか一つの音波受信装置が受信した変調音波に相関処理を施して、音波受信装置毎に、各組み合わせの音波発信装置からの変調音波の到達時間差を算出し、その各到達時間差に基づいて、各組み合わせの音波発信装置と各音波受信装置との成す角度を算出し、各音波発信装置の空間上の位置を推定し、その推定した音波発信装置の各座標の任意の二点を結ぶ直線、または、その推定した音波発信装置の各座標の任意の一点と推定した音波発信装置の各座標の重心とを結ぶ直線と、既知である前記ポインティングデバイスの方向を示すベクトルとの角度差に基づいて、ポインティングデバイスの指示方向を特定する方向ベクトルを推定し、方向ベクトルと平行な直線と平面としてのスクリーンとの交点を推定するので、ポインティングデバイスがスクリーンから離れている場合でもポインタ機能を実現することが可能となる。また、赤外線を利用せず、音波を利用するので、小型、安価かつ利便性が高く、省電力のポインティングシステムを提供することが可能となる。さらに、受光素子の敷き詰めやカメラの設置をすることなく、指示点としてコンピュータへ入力する位置座標を検出することができる。また、遮蔽物があってもポインタ機能を発揮できる。また、変調音波を利用することによって、雑音環境下やポインティングデバイスが移動している状況下であっても測定精度を向上し、変調音波を複数の発信装置から同時に発信することが可能となり、高精度かつ高速な指示点の表示が可能となる。さらに、音波の到達時間差を利用することで、発信装置と受信装置との間で時刻の同期を取らない場合であっても、発信装置または受信装置の数を増やすことなく、指示点の表示が可能となる。さらに、複数の音波発信装置または音波受信装置間の距離を考慮することにより、複数の位置推定演算を従属して行うことが可能となり、ポインティングデバイスの向きを正確に推定できる。5また、本発明のポインティングシステムにおいて、前記各音波発信装置は、同時時刻または異なる時刻のいずれか一方に前記音波を発信することを特徴とする。このように、各音波発信装置が、同時時刻に前記音波を発信することにより、処理速度を向上させ、レスポンスの早いポインティングシステムを実現することが可能となる。一方、各音波発信装置が、異なる時刻前記音波を発信することによって、音波受信装置側では、どの音波発信装置から発信された音波であるのかを認識しやすくなるため、認識精度を向上させることが可能となる。6また、本発明のポインティングシステムは、前記交点を前記ポインティングデバイスが指示する指示点として画面に表示する表示部をさらに備えることを特徴とする。このように、交点を前記ポインティングデバイスが指示する指示点として画面に表示するので、ユーザが指示点を容易に把握することができる。7また、本発明のポインティングシステムは、前記表示部に表示されている画面を、前記スクリーンに投影する投影装置をさらに備えることを特徴とする。このように、表示部に表示されている画面を、前記スクリーンに投影するので、プレゼンテーションでの利便性の向上を図ることができる。本発明によれば、超音波を擬似ランダム信号で変調させ、各音波発信装置から発信させた変調音波を各音波受信装置が受信し、その受信した変調音波に相関処理を施して、任意の2つの音波受信装置の各組合せが受信した変調音波の到達時間差を求め、その求めた各到達時間差に基づいて、その音波受信装置の各組合せと音波発信装置の成す角度を算出し、その算出した各角度及び制約条件として各音波受信装置の位置関係を反映した方程式を従属して解くことにより、全ての音波発信装置の空間上の位置を一意に推定し、その推定した各音波発信装置の空間上の位置に基づいて、ポインティングデバイスの指示方向を特定する方向ベクトルを推定すると共に、方向ベクトルと平行な直線と平面としてのスクリーンとの交点を推定するので、遮蔽物があってもポインティングデバイスが指示する点を正確に把握することが可能となる。また、ポインティングデバイス側に音波受信装置が設けられているため、ポインティングデバイスがスクリーンから離れている場合でも指示する点を正確に把握することが可能となる。また、ポインティングデバイス側に音波受信装置を設けることによって、ポインティングデバイスの小型化を図ることが可能となる。さらに、ポインティングデバイスに識別子を付加することにより、複数のポインティングデバイスを識別するシステムを構築することができる。また、遮蔽物があってもポインティングデバイスが指示する点を正確に把握することが可能となる。さらに、変調超音波を利用して到達時間を算出することで、雑音環境下やポインティングデバイスが移動している状況下であっても超音波到達時間差が正確に求まり、変調超音波を複数の音波発信装置から同時に発信することが可能であるため、高精度かつ高速な指示点の表示が可能となる。加えて、音波発信装置と音波受信装置との間で時刻の同期を取らない場合であっても、音波発信装置または音波受信装置の数を増やすことなく、指示点の表示を可能する。また、複数の位置推定演算を従属して行うことが可能となり、ポインティングデバイスの向きを正確に推定できる。さらに、音波受信装置をポインティングデバイスに装着することによって、音波を任意の時刻に発信することが可能となり、音波発信装置と計算機を接続する必要がなくなるので、可搬性を向上させることが可能となる。本発明の実施形態に係るポインティングシステムは、既知の位置に設置された複数のスピーカと、ユーザが使用するポインティングデバイスに装着されたマイクとの間で変調を施した超音波を送受信し、受信した超音波に対して相関処理を行い、任意の2つのマイクの各組合せが受信した超音波の到達時間差を求めて、そのマイクの各組合せと各スピーカの成す角度を算出し、ポインティングデバイスに装着された全てのマイクの空間上の位置を一意に推定する。また、ポインティングデバイスに複数のマイクを装着することにより、ポインティングデバイス上の複数の位置座標を求めることが可能となると共に、ポインティングデバイスの向き指し示す方法を推定し、これらの情報に基づいて、PCPersonalComputerの画面またはスクリーンに指示点を表示するポインタ機能を実現する。その結果、ポインティングデバイスがスクリーンから離れている場合であっても、ポインティング機能を発揮させることが可能となる。また、本実施形態では、赤外線等の他の無線手段を使用せず、超音波のみを用いる。その結果、ポインティングデバイスに赤外線送受信機等を装着する必要が無いため、ポインティングデバイスの小型化が可能となる。さらに、本実施形態では、超音波を擬似ランダム信号で変調して送受信を行う。擬似ランダム信号はある規則に従って人工的に発生させた周期信号であり、再現性があり、その規則を知っていればその値が完全に確定する。そのため、雑音環境下やポインティングデバイスが移動している状況下であっても音波到達時間差が正確に求まり、音波を複数の音波発信装置から同時に発信することが可能であるため、高精度かつ高速な指示点の表示が可能となる。なお、スピーカとマイクとは、相互に入れ替わったとしても、発明の本質は変わらない。また、本発明の実施形態に係るポインティングシステムでは、赤外線等の光電磁波ではなく、音波を利用する。音波とは、いずれの音域も含む概念であるが、好ましくは、18kHz以上の帯域を利用する。本提案書では、一例として、いわゆる超音波を用いたポインティングデバイスを示すが、本発明の技術的思想は、超音波に限定されるわけではない。さらに、本発明の実施形態に係るポインティングシステムでは、超音波の変調に擬似ランダム信号の一つであるM系列を利用する。本明細書では、一例として、M系列変調を示すが、本発明の技術的思想は、M系列変調に限定されるわけではない。[第1の実施形態]図1は、第1の実施形態に係るポインティングシステムの概略構成を示す図である。図1に示すように、ポインティングシステム1は、ポインティングデバイス10と、スクリーン20と、PCPersonalComputer30と、プロジェクタ40と、から構成されている。ポインティングデバイス10には、任意の位置に音波受信装置としての複数のマイクが設けられている。具体的には、図1では、ポインティングデバイス10の先端部に3つのマイク10a、10b、10cが設けられている。スクリーン20の近傍には、発信装置毎に異なるM系列で変調を施した超音波を断続的に発信する音波発信装置としてのスピーカが複数設けられている。具体的には、図1では、3つのスピーカ20a、20b、20cが、スクリーン20の3つの頂点部に設けられている。そして、マイク10a、10b、10cは、3つのスピーカ20a、20b、20cが発信するM系列変調超音波を受信する。なお、図1では、ポインティングデバイス1が矢印の形状となっているが、本発明は、この形状に限定されるわけではない。ポインティングデバイス10とPC30とは、無線インタフェースまたは有線インタフェースで接続されており、ポインティングデバイス10のマイク10a、10b、10cでM系列変調超音波を受信したときに、受信波を示すデータがPC30に発信されるように構成されている。PC30では、受信波に相関処理を行って、任意の2つのマイクの各組合せが受信したM系列変調超音波の到達時間差を求め、そのマイクの各組合せとスピーカ20a、20b、20cの成す角度をそれぞれ算出すると共に、ポインティングデバイス10の位置、およびその指し示す方向図1においてPで示す、スクリーン20上のポインティングデバイス10の指示点の位置を推定する。ゆえに、第1の実施形態では、変調超音波を発信するタイミングが任意時刻であっても、到達時間差が算出できる。従って、予め変調を施した超音波を発信するのであれば、3つのスピーカ20a、20b、20cはPC30と切り離すことが可能である。そして、推定した指示点A1は、PC30の画面上に表示される。PC30は、ケーブル30aを介して投影装置としてのプロジェクタ40に接続されている。PC30の画面に表示される画像は、プロジェクタ40を介して、スクリーン20に投影される。その際、PC30において推定されたポインティングデバイス10の指示点A1は、スクリーン20上に指示点A2として表示される。図2は、第1の実施形態に係るポインティングシステム1の機能を示すブロック図である。PC30の角度算出部30-0は、ポインティングデバイス10のマイク10a、10b、10cが、スピーカ20a、20b、20cから受信したM系列変調超音波に対して相関処理を行い、任意の2つのマイクの各組合せが発信したM系列変調超音波の到達時間差を求め、そのマイクの各組合せスピーカ20a、20b、20cの成す角度をそれぞれ算出する。また、PC30の位置推定部30-1は、角度算出部30-0が算出した各角度及び制約条件として各マイク10a、10b、10cの位置関係を反映した方程式を従属して解くことにより、ポインティングデバイスに装着されたマイク10a、10b、10cの空間上の位置を一意に推定する。さらに、指示点推定部30-2は、位置推定部30-1が推定した各マイク10a、10b、10cの空間上の位置に基づいて、ポインティングデバイス10の指示方向Pの方向を特定する方向ベクトルを推定する。また、指示点推定部30-2は、ポインティングデバイス10上の任意の一点を通り、方向ベクトルと平行な直線Pと、平面としてのスクリーン20との交点A2を推定する。その他の構成については、図1で説明したとおりであるため、説明を省略する。図3は、第1の実施形態に係るポインティングシステム1の動作を示すフローチャートである。まず、PC30において、3つのスピーカ20a、20b、20cから発信させる超音波を変調するためのM系列をそれぞれ生成するステップS1。j=1,2,3を3つのスピーカ20a、20b、20cの識別子とすると、M系列:Mjは、式1で表される。一方、mjmを生成させる漸化式は、式2で与えられる。ここで、gjlをフィードバック係数と呼び、その値は、0または1である。フィードバック係数は、原始多項式:Gjxとして、式3で与えられる。ここで、nをM系列の次数と呼ぶ。M系列の周期は2n-1で表せるから、生成するM系列の要素数Nとは、式4で示される関係が成り立つ。本実施形態では、式4の関係を満せば、任意の原始多項式を与えても十分である。ただし、3つのスピーカ20a、20b、20cから発信させる変調超音波は全て異なる信号である必要があるから、式5で示される全条件を同時に満たさなければならない。次に、PC30において、生成したM系列:Mjを用い、搬送波である超音波を変調するステップS2。本明細書では、一例として、振幅変調法を示すが、本発明の技術的思想は、振幅変調に限定されるわけではない。本実施形態で使用する搬送波の波形をUt、搬送波のサンプリング周波数をQ、搬送波の時間長をLとする。ここで、搬送波:Utのθサンプルごとに、M系列の1要素を用いて振幅変調を施す。ゆえに、3つのスピーカ20a、20b、20cから発信する変調超音波:Fjtは、式6で表される。ただし、式7は、aを超える最大の整数を表す。従って、式4より、式8が成り立つように、M系列の次数nを決定し、原始多項式を与える。次に、周波数帯域が18kHz以上になるように、Fjtに帯域制限を施した変調超音波を3つのスピーカ20a、20b、20cから断続的にそれぞれ発信するステップS3。さらに、2つのマイク10a、10bで、3つのスピーカ20a、20b、20cから発信された変調超音波をそれぞれ受信するステップS4。ここで、i=1,2、3を3つのマイク10a、10b、10cの識別子として、受信された変調超音波の波形をPixで表す。そして、ポインティングデバイス10からPC30に対して、受信波形Pixを送信するステップS5。次に、PC30において、ポインティングデバイス10から送信された受信波形Pixに相関処理を施して、3つのスピーカ20a、20b、20cから発信された変調超音波が3つのマイク10a、10b、10cで受信されるまでの到達時間Tijを算出するステップS6。ここで、相互相関値:Dijτを、式9を用いて求める。ただし、τは任意時刻から経過した時間とする。また、相関処理に用いるM系列:mjmの値は、その直流成分をほぼ0にするため、0または1のかわりに-1または1を用いる。そして、Dijτを最大とするτを算出し、その値を到達時間Aijとする。ここで、M系列は再現性があり、その規則を知っていればその値が完全に復元するという特徴がある。例として、異なる2つの原始多項式である式10から生成した5次のM系列:M1、M2を考える。このとき、M1、M2を結合した搬送波:Utを式11で表わす。式11に対し、M系列:M1、M2をそれぞれ用いて相互相関値:Dijτを求めた結果を図4に示す。図4に示すように、相互相関値:Dijτは、M系列:Mjが受信された時のみ、ピークが鋭く立つことが分かる。ゆえに、雑音や他の音波が存在する環境であったとしても、到達時間Aijが高精度で算出できる。従って、3つのスピーカ20a、20b、20cから変調超音波Fjtが同時に発信しても、スピーカ毎に異なるM系列で変調した超音波であれば、発明の本質は変わらない。次に、PC30において、任意の2つのスピーカのすべての組合せh,iに対して、到達時間差Aij-Ahjを求め、そのスピーカ各組合せとマイク10a、10bとの距離差rhijを算出する。ここで、音速をCとすると、rhijは、式12で求められる。ここで、マイク10a、10b、10cがスピーカ20a、20b、20cから十分に離れているとき、同じスピーカから発信された音波は、マイク10a、10b、10cに平行波として到達すると考えて良い。ゆえに、ポインティングデバイス装着された任意の2つのマイクの各組合せh,i間距離を2Lhiとすると、任意の2つのマイクの各組合せh,iを結ぶ直線と各スピーカ20a、20b、20cの成す角φhijは、式13で求められる。ここで、図5に示すように、スピーカ20a、20b、20cは、任意の2つのマイクの各組合せh,iの中点と成す角φの平面上にあると考えることができる。マイクの3次元空間座標をそれぞれxh,yh,zhxi,yi,zih,i=1,...,n、スピーカの3次元空間座標をuj,vj,wsj=1,...,mとすると、余弦定理より、式14が与えられる。ここで、スクリーン20は、z=wsにあるとする。また、式13は、スピーカ及びマイクの数が一般的な場合を示しており、スピーカの数をm、マイクの数をnとする。ここで、既知の位置に設置されたスピーカの数が3つ以上あれば、式14の式数が未知数を満たし、連立方程式を解くことができる。既知の位置に設置されたスピーカ20a、20b、20cの3次元空間座標をそれぞれuj,vj,wsj=1,2,3とし、ポインティングデバイス10に装着されたマイク10a、10b、10cの3次元空間座標をそれぞれxi,yi,zii=1,2,3として、式14に基づき、φhijを用いた連立方程式を立てる。ここで、式14は、制約条件として、3つのマイクの位置関係が反映された方程式である。ゆえに、式14の非線形連立方程式を従属して解くことにより、ポインティングデバイス10に装着されたマイク10a、10b、10cの3次元空間座標をxi,yi,ziを一意に算出することができるステップS7。ここで、既知の位置に設置されたスピーカの数が4つ以上ある場合、式14で示した連立方程式において、式数が未知数を上回り、方程式の解として複数の候補xi,yi,ziが得られるが、任意に抽出したxi,yi,zi=αk,βk,γkk=1,...,nに対して、式15で示した誤差δが小さくなるαk,βk,γkを、ポインティングデバイス10に装着された各マイクの3次元空間座標xi,yi,ziとして採用する。次に、ポインティングデバイス10に装着された複数のマイク10a、10b、10cの3次元空間座標より、ポインティングデバイス10の向きを表す方向ベクトルを求めて、ポインティングデバイス10の向きを推定するステップS8。例えば、図1に示したように、3つマイクのうち2つのマイク10a、10bがポインティングデバイス10の両先端に装着されている場合、方向ベクトルは式16で与えられる。ここで、ポインティングデバイス10に装着されているマイクの数が4つ以上の場合や、ポインティングデバイス10の両先端以外に装着されている場合であっても、ポインティングデバイス10上でのそれらの相対的位置関係は既知であるため、それらを考慮して方向ベクトルを求めれば十分である。そして、式17で示すように、空間上の任意の1点xp,yp,zpを通り、式16で与えた方向ベクトルに平行な直線の方程式を立てる。ここで、xp,yp,zpは、指示点を得るために算出する方向ベクトルに平行な直線の起点である。例えば、ポインティングデバイス10の利用者側の端にマイク10aがある場合は、xp,yp,zp=x1,y1,z1とすれば良い。なお、ポインティングデバイス10から外れた点をxp,yp,zpとしても、発明の本質は変わらない。最後に、式17で与えられる直線の方程式と、指示画面平面スクリーン20との交点を求めることにより、ポインティングデバイス10の指示点X,Yを推定するステップS9。例えば、xp,yp,zp=x1,y1,z1で、zs=0である場合、式18で交点を求めることが可能である。そして、推定された指示点X,YをPC30の画面上に表示すると共に、スクリーン20上に表示するステップS10。このように、第1の実施形態によれば、PC20において超音波をM系列で変調し、スピーカ20a、20b、20cでその変調超音波を発信し、マイク10a、10b、10cでその変調超音波を受信し、その受信した変調超音波に相関処理を施して、任意の2つのマイクの各組合せが受信した変調超音波の到達時間差を求め、その求めた各到達時間差に基づいてそのマイクの各組合せとスピーカ20a、20b、20cとの成す角度を算出し、その算出した各角度及び制約条件として各マイク10a、10b、10cの位置関係を反映した方程式を従属して解くことによりマイク10a、10b、10cの空間上の位置を一意に推定し、その推定したマイク10a、10b、10cの空間上の位置に基づいてポインティングデバイス10の指示方向を特定する方向ベクトルを推定すると共に、ポインティングデバイス10上の任意の一点を通り、方向ベクトルと平行な直線と平面としてのスクリーン20との交点を推定するので、遮蔽物があってもポインティングデバイス10が指示する点を正確に把握することが可能となる。また、ポインティングデバイス10側にマイク10a、10b、10cが設けられているため、ポインティングデバイス10の小型化を図ることが可能となる。さらに、変調超音波を利用して到達時間差を算出することで、雑音環境下やポインティングデバイスが移動している状況下であっても超音波到達時間差が正確に求まり、変調超音波をスピーカ20a、20b、20cから同時に発信することが可能であるため、高精度かつ高速な指示点の表示が可能となる。加えて、スピーカ20a、20b、20cとマイク10a、10b、10cとの間で時刻の同期を取らない場合であっても、スピーカまたはマイクの数を増やすことなく、指示点の表示を可能する。また、複数の位置推定演算を従属して行うことが可能となり、ポインティングデバイスの向きを正確に推定できる。さらに、音波を任意の時刻に発信することが可能となり、スピーカ20a、20b、20cとPC30を接続する必要がなくなるので、可搬性が向上する。[第2の実施形態]図6は、第2の実施形態に係るポインティングシステムの概略構成を示す図である。図6に示すように、第2の実施形態に係るポインティングシステム2は、第1の実施形態とは異なり、マイクとスピーカとが相互に交換されている。すなわち、ポインティングデバイス50には、任意の位置に音波発信装置としての複数のスピーカが設けられている。具体的には、図6では、ポインティングデバイス50の先端部に2つのスピーカ50a、50bが、中間部にスピーカ50cが設けられている。スクリーン20の近傍には、変調超音波を受信する音波受信装置としてのマイクが複数設けられている。具体的には、図6では、3つのマイク60a、60b、60cが、スクリーン20の3つの頂点部に設けられている。3つのスピーカ50a、50b、50cが発信する変調超音波の生成は第1の実施形態と同様の動作を行う。そして、3つのマイク60a、60b、60cは、3つのスピーカ50a、50b、50cが発信する変調超音波を受信する。なお、図6では、ポインティングデバイス1が矢印の形状となっているが、本発明は、この形状に限定されるわけではない。ここで、図示しないが、マイク60a、60b、60cでスピーカ50a、50b、50cが発信した変調超音波を受信したときに、変調超音波の受信波形を示すデータがPC30に送信されるように構成されている。第1の実施形態と同様に、PC30に入力された受信波に相関処理を行って、任意の2つのスピーカの各組合せが発信したM系列変調超音波の到達時間差を求め、そのスピーカの各組合せとマイク50a、50b、50cの成す角度を算出する。その後は、第1の実施形態と同様の動作を行う。また、超音波を発信するタイミングは同時または一定の時間間隔である必要があるため、スピーカ20a、20b、20cは無線インタフェースまたは有線インタフェースでPC30と接続されており、そのタイミングは、PC30により指示する。このように、第2の実施形態によれば、超音波を発信装置毎に異なるM系列で変調させ、スピーカ50a、50b、50cでその変調超音波を断続的に発信し、マイク60a、60b、60cでその変調超音波を受信し、その受信した変調超音波に相関処理を施して、任意の2つのスピーカの各組合せが発信した変調超音波の到達時間差を求め、その求めた各到達時間差に基づいてそのスピーカの各組合せとマイク60a、60b、60cの角度を算出し、その算出した各角度及び制約条件として各スピーカ50a、50b、50cの位置関係を反映した方程式を従属して解くことによりスピーカ50a、50b、50cの空間上の位置を一意に推定し、その推定したスピーカ50a、50b、50cの空間上の位置に基づいて、ポインティングデバイス50の指示方向を特定する方向ベクトルを推定すると共に、方向ベクトルに平行な直線とスクリーン20との交点を推定するので、遮蔽物があってもポインティングデバイス50が指示する点を正確に把握することが可能となる。また、変調超音波を利用して到達時間を算出することで、雑音環境下やポインティングデバイスが移動している状況下であっても超音波到達時間差が正確に求まり、変調超音波をスピーカ50a、50bから同時に発信することが可能であるため、高精度かつ高速な指示点の表示が可能となる。加えて、スピーカ50a、50b、50cとマイク60a、60b、60cとの間で時刻の同期を取らない場合であっても、スピーカまたはマイクの数を増やすことなく、指示点の表示を可能する。また、複数の位置推定演算を従属して行うことが可能となり、ポインティングデバイスの向きを正確に推定できる。なお、以上の説明では、既知の位置に設置されたスピーカまたはマイクが3つの場合、およびポインティングデバイスに装着されたスピーカまたはマイクが3つの場合を示したが、本発明は、この数に限定されるわけではない。スピーカおよびマイクが本説明の数以上あれば、いずれの態様を採ることも可能である。なお、以上説明した内容の他、本発明は、ポインティングデバイスの一定の動作を検出し、またはポインティングデバイスを一定の方向に移動させることにより、コンピュータシステムに対するクリック操作として検出することも可能である。また、本発明は、ポインティングデバイスに識別子を付加することにより、複数のポインティングデバイスを識別することも可能である。また、本発明では、ポインティングデバイスを、ポインティングデバイス、携帯電話機、電話機、カメラ、マイク、定規、ペン、眼鏡、ヘッドフォン、指輪、ネックレス、イヤリング、ピアス、モーション測定デバイスのいずれかで構成することが可能である。また、本発明では、スクリーンを、スクリーン、ディスプレイ、テレビ、ビルの壁面、窓、ガラス、鏡のいずれかで構成することが可能である。"