JP2005285075A - Ｔｖ画面の位置取得方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 通常のＴＶでも、その画面上に接触した接触物の位置を簡単に特定すること。
【解決手段】 位置取得装置１０は、第１及び第２検出器１１及び１２と、演算制御部１３とを備える。第１検出器１１及び第２検出器１２は、ＴＶ画面２１の上部両側に設置されており、常態では、所望角度で走査しながら互いに反対方向からＴＶ画面２１上に沿って電磁波ｗ１、ｗ２を照射するとともに、その電磁波が接触物に当たって反射されたとき、その反射された電磁波ｗ３、ｗ４を受信することで、ＴＶ画面に接触した接触物の角度を検出する。演算制御部１３は、第１検出器１１及び第２検出器１２を駆動制御する他、第１検出器１１及び第２検出器１２が接触物Ｓの角度を検出したとき、その検出信号と、ＴＶ画面２１の幅方向の寸法である管面水平距離ｄに基づいて演算し、接触物Ｓが接触しているＴＶ画面２１の位置（ｘ、ｙ）を求める。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ＴＶ（テレビジョン）の画面に人の指等などからなる接触物が触れたとき、そのＴＶ画面上における接触物の位置を特定するＴＶ画面の位置取得方法及びその装置に関する。

キャド（ＣＡＤ）等を含むパーソナルコンピュータにあっては、ディスプレイの画面上にペンや人の指などの接触物が触れると、その画面上の接触した位置情報を特定することができるのみならず、マウスやキーボード等によって入力された場合と同様の入力機能を果たす、いわゆるタッチ機能をもつようにもなっている。
このように、画面上に接触物が触れたとき、画面に映し出されているソフトが進行していくことは、パーソナルコンピュータ（以下、パソコンという）では頻繁に利用されているものの、テレビジョン電波を受信するためのＴＶでは不可能である。

上述したように、キャドを含むパソコンのようなディスプレイの画面上では、接触物が触れることで、その位置を特定することができ、またマウスやキーボード等によって入力された場合と同様に入力操作することができるものの、テレビジョン電波を受信することで画像が表示される通常のＴＶ画面にあっては、パソコンと異なり、入力操作ができないのは勿論、その位置を特定することができないという問題があった。
また、現在開始されているデジタル地上波を利用したデジタルテレビ画面にあっては、データの授受をできるものが出現しているものの、画面に接触物が接触したときの位置までを特定することができるに至っていない。

本発明の目的は、上記事情に鑑み、通常のＴＶであっても、そのＴＶ画面上に接触した接触物の位置を簡単に特定することができるＴＶ画面の位置取得方法を提供することにあり、他の目的は、上記方法を的確に実施することができるＴＶ画面の位置取得装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明は以下の構成を採用している。即ち、
請求項１に係る発明は、テレビジョン電波を受信して映像を映し出すＴＶに使用する方法であって、前記ＴＶ画面に沿い電磁波を照射させた状態にあるとき、前記ＴＶ画面に、ペンや指等からなる接触物が接触した時点で、該接触物によって反射された電磁波の方向を検出するとともに、そのその検出した方向と前記ＴＶ画面の幅方向若しくは高さ方向の寸法とに基づいて、ＴＶ画面上の接触物の位置を求めることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、テレビジョン電波を受信して映像を映し出するＴＶに設置して使用される位置特定装置であって、ペンや指等からなる接触物が接触したとき、該ＴＶ画面上における前記接触物の位置を検出する検出器と、該検出器の検出とＴＶ画面の幅方向若しくは高さ方向の寸法とに基づいて、前記ＴＶ画面上の前記接触物の位置を求める演算制御部とを備えることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項２記載のＴＶ画面の位置取得装置において、前記検出器は、前記ＴＶ画面上における前記接触物の角度を、それぞれ検出する第１及び第２角度検出センサからなることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項３記載のＴＶ画面の位置取得装置において、前記第１及び第２角度検出センサは、ＴＶ画面に対して所望角度で走査しながら電磁波を照射するとともに、その電磁波がＴＶ画面に接触した前記接触物によって反射された反射電磁波を受信するレーダ部によって構成されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、接触物検出センサがＴＶ画面に対し両側から電磁波を照射している状態にあるとき、接触物がＴＶ画面に接触すると、接触物検出センサが、接触物によって反射された電磁波の反射波を受信し、演算制御部がその接触物検出センサの受信信号とＴＶ画面の幅方向の寸法とに基づいてＴＶ画面上の接触物の位置を特定することができるので、接触物がＴＶ画面に接触したときの位置を確実に認識させることができ、通常のＴＶであっても、接触物の位置を簡単に特定することができる効果がある。

請求項２に係る発明によれば、ＴＶ画面に接触したときの接触物の位置を特定できるように構成したので、パソコン等と接続できないテレビであっても、接触物の位置を簡単に特定することができ、上記方法を的確に実施することができる効果がある。

請求項３に係る発明によれば、ＴＶ画面に接触した接触物の角度に基づいて接触物の位置を検出するので、接触物の位置の特定を確実に行える効果がある。

請求項４に係る発明によれば、各角度検出センサがレーダ部からなっているので、接触物の方向を的確に検出できる効果がある。

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１及び図２は本発明のＴＶ画面の位置取得方法を適用した位置取得装置の一実施形態を示す図であって、図１は位置取得装置を示す概略説明図、図２は位置取得装置における検出器の検出原理を示す説明図である。
本発明の位置取得方法は、図１に示すように、ＴＶ（テレビジョン）２０の画面２１に沿い波長の極めて短い電波ｗを照射させた状態にしておき、ペンや人の指等からなる接触物ＳがＴＶ画面２１に接触したとき、その電波ｗが接触物Ｓによって反射されて元に戻ることで、ＴＶ画面２１上の接触物Ｓの位置を特定するようにしたものである。

ここで、本発明が取り扱うＴＶとは、テレビチューナーが内蔵されてあって、テレビジョン電波を受信して映像を映し出すＣＲＴは勿論、液晶さらにはプラズマディスプレイをも含むものであり、近年放送開始されているデジタル放送を受信できるＴＶでもよいが、パソコンと接続することができず、主にテレビジョン電波を受信して視聴するのを目的とした通常のＴＶを指している。

そして、上記方法を実施するための本位置取得装置１０は、図２に示すように、接触物の位置を検出する第１及び第２検出器１１及び１２と、これら各検出器１１，１２の検出とＴＶ画面２１の大きさとに基づいて接触部物Ｓの位置を特定する演算制御部１３とを備えている。
第１検出器１１及び第２検出器１２は、図１及び図２に示すように、ＴＶ画面２１の上部両側に設置されており、常態では、所望角度で走査しながら互いに反対方向からＴＶ画面２１上に沿って電磁波を照射するとともに、その電磁波が接触物Ｓに当たって反射されたとき、その反射された電磁波を受信することで、ＴＶ画面に接触した接触物Ｓの角度を検出する角度検出センサからなっている。

例えば、図１に示すように、第１検出器１１がＴＶ２０の上部左側に設置される一方、その上部右側に第２検出器１２が設置された場合、図２に示すように、第１検出器１１がその照射部（図示せず）より、右斜め下方へ向かう方向の角度で回動しながらテレビ画面２１に沿って電磁波ｗ１を照射する一方、第２検出器１２がその照射部（図示せず）より、左斜め下方へ向かう方向の角度で回動しながらテレビ画面２１に沿って電磁波ｗ２を照射するようになっている。

このとき、第１検出器１１と第２検出器１２は、ＴＶ２０上に設置された位置に基づいて所望の角度の範囲で走査しながら電磁波を照射することにより、ＴＶ画面２１の全面において、互いに交差方向に電磁波を照射するようになっている。つまり、第１検出器１１は、ＴＶ２０の上部左側に設置されていることから、図２に示すように、第４象限Ｄ（２７０〜３６０°）の範囲内で往復走査するとともに、その走査を行いつつ電磁波ｗ１を照射する一方、第２検出器１２は、ＴＶ２０の上部右側に設置されていることから、第３象限Ｃ（１８０〜２７０°）の範囲内で往復走査するとともに、その走査を行いつつ電磁波ｗ２を照射する。そのため、第１検出器１１及び第２検出器１２の照射部は、それぞれ所定の象限Ｃ，Ｄの範囲内で電磁波を照射できるよう、図示しないアクチュエータによって走査されている。なお、図３は、円周の角度において第１検出器と第２検出器との検出角度範囲を示すための各象限Ａ〜Ｄを表した説明図である。

このような状態にあるとき、ＴＶ画面２１上に接触物Ｓが接触すると、その接触物Ｓに対し、図２に示すように、第１検出器１１からの電磁波ｗ１が当たって反射され、その反射した電磁波ｗ３が第１検出器１１の送信部と一体的に設けられた受信部（図示せず）に受信されることで、そのときの接触物Ｓの角度θ２を検出する。このとき、第２検出器１２からの電磁波ｗ２も接触物Ｓによって反射され、その反射した電磁波ｗ４が第２検出器１２の送信部と一体的に設けられた受信部（図示せず）に受信されることで、そのときの接触物Ｓの角度θ１を検出する。

したがって、第１検出器１１と第２検出器１２との双方が、ＴＶ画面２１に接触した接触物Ｓの角度（方向）を検出できるようになっている。そのため、第１検出器１１及び第２検出器１２の図示しない照射部及び受信部は、それぞれ上記象限Ｃ，Ｄからなる所望の範囲内を回動することで走査するように構成され、いわゆるレーダ部を構成している。

一方、演算制御部１３は、第１検出器１１及び第２検出器１２を駆動制御する他、第１検出器１１及び第２検出器１２が接触物Ｓの角度を検出したとき、その検出信号と、ＴＶ画面２１の幅方向の寸法である管面水平距離ｄ（図２参照）とに基づいて演算することで、接触物Ｓが接触しているＴＶ画面２１の位置（ｘ、ｙ）を求める。
即ち、演算部１３は、下記の数１及び数２の式に基づいて位置を求める。

数１

ｘ＝ｇ（ｄ、θ１、θ２）
（但し、ｇ：ｄ、θ１、θ２よりなる関数）

数２

ｙ＝ｆ（ｄ、θ１、θ２）
（但し、ｆ：ｄ、θ１、θ２よりなる関数）
このようにして、演算することで、ＴＶ画面２１上における接触物Ｓの位置を求めることができるようになっている。従って、第１検出器１１及び第２検出器１２から照射される電磁波としては、ＴＶ画面２１における接触物Ｓの位置をミリ単位で正確に求めるため、ＴＶ画面２１から放出される電磁波で影響を受けることがない波長に選定されているのはいうまでもない。
なお、演算制御部１３の演算に際して用いる管面水平距離ｄとは、ＴＶ画面２１の周囲に設けられている筐体枠２２（図１参照）を除いた部分であって、ＴＶ画面２１の実質的に有効な寸法であり、予め、演算制御部１３に対してデータとして入力されている。

本実施形態のＴＶ画面の位置取得装置１０は、上記のように構成されているので、使用に際しては、まず、予め、ＴＶ２０の上部両側に第１及び第２検出器１１，１２をそれぞれ設置される。即ち、図１及び図２に示すように、ＴＶ２０の上部両側のうち、上部左側に第１検出器１１が、上部右側に第２検出器１２がそれぞれ設置される。その場合、第１検出器１１よりＴＶ画面２１に沿って電磁波を照射可能に設定するとともに、第２検出器１２よりＴＶ画面に沿って電磁波を照射可能に設定しておき、また演算部１２には、そのＴＶ画面の横方向の寸法（管面水平距離）ｄが、演算するのに必要なデータとして入力されている。

そして、図２に示すように、第１検出器１１から、第４象限Ｄの角度の範囲内で走査しながらＴＶ画面２１に沿って電磁波ｗ１を照射させておくとともに、第２検出器１２から、第３象限Ｃの角度の範囲内で走査しながらＴＶ画面２１に沿って電磁波ｗ２を照射させておく。その状態にあるとき、ＴＶ画面２１に例えば指等の接触物Ｓが接触すると、その接触物Ｓにより第１検出器１１からの電磁波ｗ１が当たって元の照射方向に反射され、その反射した電磁波ｗ３が第１検出器１１の受信部に受信されることで、そのときの角度（方向）θ２が検出される一方、第２の検出器１２からの電磁波ｗ２も接触物によって元の照射方向に反射され、その反射した電磁波ｗ４が第２検出器１２の受信部に受信されることで、そのときの角度θ１が検出される。

第１検出器１１の検出した角度及び第２検出器１２の検出した角度の信号が演算部制御部１３にそれぞれ出力されると、演算制御部部１３が、その信号に基づいて演算するので、ＴＶ画面に接触した位置、即ち、図２に示す横方向の座標位置（ｘ）と、縦方向の座標位置（ｙ）とがそれぞれ求められることで、ＴＶ画面２１上における接触物Ｓの位置を座標位置として認識することができ、接触物Ｓの位置を容易に特定することができる。

このように、本発明の位置取得方法によれば、ＴＶ画面２１に沿い互いに交差方向から電磁波を照射させた状態にあるとき、ＴＶ画面２１に接触物Ｓが接触すると、その接触物Ｓの方向が、互いに反対方向から検出されることで、接触物Ｓの位置を認識することができるので、ＴＶ画面２１に接触した接触物Ｓの位置を簡単に特定することができる。

従って、本実施形態の位置特定装置１０によれば、ＴＶ２０の上部両側にそれぞれ設けられた第１検出器１１と第２検出器１２とにより、電磁波ｗ１、ｗ２を照射するとともに、反射して戻ってきた電磁波ｗ３、ｗ４を受信することで、接触物Ｓの角度を検出し、その検出した角度とＴＶ画面の幅方向の寸法ｄとに基づいて位置を求めるので、接触物Ｓの位置を確実に特定することができる。

また、第１検出器及び第２検出器は、ＴＶ画面２１上における接触物Ｓの角度を、それぞれ検出する角度検出センサからなっているので、接触物Ｓの位置の特定を確実に行うことができ、しかもレーダ部によって構成されていることから、接触物Ｓの方向を的確に検出することができる。

その結果、例えば図４に示すように、位置取得装置１０がアンテナによってテレビ放送を受信できるＴＶ２０に使用された場合、そのアプリケーションソフトによって種々利用することができる。
つまり、図４において、ＴＶ２０には、ＴＶ放送を受信可能にアンテナ２３が接続されている他、そのＴＶ２０のビデオ入力端子には、アンテナ２３の配線と並列的にアプリケーションソフト３０が接続され、アプリケーションソフト３０によって起動された映像（音声も含む）が映し出されるようになっているとともに、そのアプリケーションソフト３０に対し、位置取得装置１０からの出力信号が入力可能に接続され、アプリケーションソフト３０側とＴＶ画面２１の位置との間の双方向データのインターフェースを構築することができるようになっている。

このようにして、ＴＶ２０と位置取得装置１０とアプリケーションソフト３０とが接続されると、通常のＴＶ画面２１であっても、その位置取得装置１０によって得られる情報がアプリケーションソフト３０によって処理された場合、タッチセンサ機能を得ることができたり、またキャド等を含むパソコンのディスプレイのように入力したり操作したりすることができ、或いは、公園やグランド等にいる特定の人を中心にした画像を得ることができ、特定の人の動きをモニタすることも可能となり、さらには、ＴＶ画面２１を用いてインターネット等を行うことも可能となる。
従って、位置取得装置１０を用いることで、通常のＴＶ２０を、パソコンのようなディスプレイと同様に使用することが可能となり、ＴＶ２０を単なる受像器としてではなく、ソフトに応じて種々利用することが可能となる。

なお、上記実施の形態において、第１検出器１１及び第２検出器１２がＴＶの上部両側に設けられ、それぞれがＴＶ画面に向かい第４象限Ｄと第３象限Ｃとの範囲内で電磁波を照射することで接触物を検出するように構成した例を示したが、これに限らず、例えば、ＴＶの片側の上下位置に設置され、第３象限Ｃと第２象限Ｂ（或いは第１象限Ａと第４象限Ｄ）の範囲内で照射することでも、さらには第１象限Ａと第２象限Ｂとの範囲内で照射することでも接触物を検出することができる。そして、上記のいずれかによって検出したとき、その検出と、ＴＶ画面の横方向若しくは高さ方向の寸法とに基づいて接触物の位置を特定することもできるので、本発明は、図示例に限定されるものではない。

本発明のＴＶ画面の位置取得方法を適用した位置取得装置の一実施形態を示す概略説明図である。 位置取得装置における検出器の検出原理を示す説明図である。 円周の角度において、第１検出器と第２検出器との検出角度範囲を示すための各象限を表した説明図である。 位置取得装置とアプリケーションソフトとをＴＶに接続した状態を示す概略図である。

符号の説明

１０…位置取得装置
１１…第１検出器（角度検出センサ）
１２…第２検出器（角度検出センサ）
２０…ＴＶ（テレビジョン）
２１…画面
２２…筐体枠
２３…アンテナ
Ｓ…接触物

Claims (4)

1. テレビジョン電波を受信して映像を映し出すＴＶに使用する方法であって、
   前記ＴＶ画面に沿い電磁波を照射させた状態にあるとき、前記ＴＶ画面に、ペンや指等からなる接触物が接触した時点で、該接触物によって反射された電磁波の方向を検出するとともに、そのその検出した方向と前記ＴＶ画面の幅方向若しくは高さ方向の寸法とに基づいて、ＴＶ画面上の接触物の位置を求めることを特徴とするＴＶ画面の位置取得方法。
2. テレビジョン電波を受信して映像を映し出するＴＶに設置して使用される位置特定装置であって、
   ペンや指等からなる接触物が接触したとき、該ＴＶ画面上における前記接触物の位置を検出する検出器と、
   該検出器の検出とＴＶ画面の幅方向若しくは高さ方向の寸法とに基づいて、前記ＴＶ画面上の前記接触物の位置を求める演算制御部とを備えることを特徴とするＴＶ画面の位置取得装置。
3. 請求項２記載のＴＶ画面の位置取得装置において、
   前記検出器は、前記ＴＶ画面上における前記接触物の角度を、それぞれ検出する第１及び第２角度検出センサからなることを特徴とするＴＶ画面の位置取得装置。
4. 請求項３記載のＴＶ画面の位置取得装置において、
   前記第１及び第２角度検出センサは、ＴＶ画面に対して所望角度で走査しながら電磁波を照射するとともに、その電磁波がＴＶ画面に接触した前記接触物によって反射された反射電磁波を受信するレーダ部によって構成されていることを特徴とするＴＶ画面の位置取得装置。

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