JP2014120023A - 表示装置、位置検出装置、及び、表示装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スクリーンSCに画像を表示する投射ユニットと、スクリーンSCにおける指示体70の指示位置70Aを検出する位置検出部と、を備え、スクリーンSC内の表示可能領域5において指示位置70Aを検出する表示領域6が指示体70に対応させて予め設定され、位置検出部により検出された指示位置70Aが指示体70に対応する表示領域6外の場合に領域外操作として検出する。
【選択図】図5
Description
本発明は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、ユーザーが表示された画像に対する位置指示操作を適切に行えるようにすることが可能な表示装置、位置検出装置、及び、表示装置の制御方法を提供することを目的とする。
この構成によれば、適切な領域から外れた操作を領域外操作として検出するので、例えば領域外操作を無視する動作や、ユーザーに対して位置指示操作が可能な領域を案内する動作等を実行できる。これにより、ユーザーが行った操作の位置が不適切であったとしても、ユーザーが意図しない動作を行うことがないので、ユーザーに対して適切な位置指示操作を促し、操作性の向上を図ることができる。
この構成によれば、画像を供給する画像供給部に座標を出力するために適した領域から外れた位置指示操作を領域外操作として検出するので、例えば領域外操作については座標を出力しない処理を行うことで、画像供給部に対して常に正確な座標を出力できる。
この構成によれば、画像供給部に対して画像データに対応する指示位置の座標を出力するので、画像供給部において指示位置に基づいて画像を変化する処理等を速やかに実行できる。
この構成によれば、ユーザーに対して、位置指示操作を行った位置が領域外操作であることを通知することで、適切な位置における位置指示操作を促すことができる。
この構成によれば、複数の画像供給部から供給された画像データに基づく画像を表示面に複数表示することができ、このように複数の画像が表示された状態で、操作可能な領域外における位置指示操作に対して適切に処理できる。
この構成によれば、表示面に表示された複数の画像の各々に対して複数の指示体による操作を可能とし、表示された画像および指示体ごとに、位置指示操作の位置が適切でない場合に領域外操作として検出できる。これにより、複数の画像に対して複数の指示体により操作を行う構成において、操作可能な領域外における位置指示操作を適切に処理し、操作性の向上を図ることができる。
この構成によれば、適切な領域から外れた操作を領域外操作として検出するので、例えば領域外操作を無視する動作や、ユーザーに対して位置指示操作が可能な領域を案内する動作等を実行できる。これにより、ユーザーが行った操作の位置が不適切であったとしても、ユーザーが意図しない動作を行うことがないので、ユーザーに対して適切な位置指示操作を促し、操作性の向上を図ることができる。
この構成によれば、適切な領域から外れた操作を領域外操作として検出するので、例えば領域外操作を無視する動作や、ユーザーに対して位置指示操作が可能な領域を案内する動作等を実行できる。これにより、ユーザーが行った操作の位置が不適切であったとしても、ユーザーが意図しない動作を行うことがないので、ユーザーに対して適切な位置指示操作を促し、操作性の向上を図ることができる。
図1は、実施形態に係るプロジェクター11を用いた表示システム10の構成を示す図である。
表示装置としてのプロジェクター11は、画像供給部としてのPC(Personal Computer)13に画像信号ケーブル等により有線接続されている。PC13は、モニター144を有し、例えば、モニター144に表示中の画像と同じ画像の画像データをプロジェクター11に出力する。
プロジェクター11には入力された画像データに基づいて、投射面(表示面)としてのスクリーンSCに表示画像を投射する。PC13から入力される画像データは動画像(映像)データおよび静止画像データのいずれであってもよく、プロジェクター11は入力される画像データに基づき動画像および静止画像のいずれも投射できる。また、プロジェクター11は、画像データを伝送する画像信号ケーブル等とは別に、USBケーブルやLANケーブル等の制御信号伝送用の通信回線によりPC13に接続され、この通信回線を介してPC13との間で制御データ等を送受信する。なお、制御信号伝送用の通信回線として無線通信回線を用いることも可能である。また、PC13とプロジェクター11とを接続する1本のケーブルに、画像データと、制御データとを重畳して伝送する構成としてもよい。
スクリーンSCとしては、壁面や床面に設置された幕または平板の他、壁面自体を使用してもよい。
図1に示すように、スクリーンSC上において、プロジェクター11が画像を投射可能な最大の範囲(領域)を表示可能領域5とする。
プロジェクター11は、表示可能領域5内に一つの表示領域を設けて一つの画像供給装置から入力された画像データに基づく画像を表示するシングル画面表示、および、複数の表示領域6(図5参照。以下、表示領域6A、6Bという)を設けて、複数の画像供給装置から入力された画像データを、複数の表示領域6A、6Bのそれぞれに表示させるマルチ画面表示を実行できる。
プロジェクター11は、指示体70の先端位置を指示位置70Aとして検出する機能を有する。プロジェクター11は、検出した指示位置70Aの座標を示す制御データを、プロジェクター11内部の回路により処理して、例えば検出した指示位置70Aの座標に基づいて画像を描画する等の処理を行うことができる。また、プロジェクター11は、指示位置70Aの座標を示す制御データをPC13に出力することもできる。
また、プロジェクター11は、ユーザーがスクリーンSC上で指示体70の先端をスクリーンSCに押しつける操作を行った場合に、ソース切替機能、フリーズ機能、ミュート機能、ズーム機能などの各種機能を実行する。
プロジェクター11は、PC13から入力される画像データに基づいて、スクリーンSCに画像を表示するための画像処理を実行する画像処理ユニット110と、画像処理ユニット110によって処理された画像をスクリーンSCに投射する投射ユニット(表示手段)3と、スクリーンSC上の指示体70の指示位置70Aを検出する位置検出ユニット(位置検出手段)150と、これらの各部を制御する制御部103と、を備えている。
制御部103は、図示しないCPU、不揮発性メモリー、RAM等により構成され、制御部103に接続された記憶部105に記憶されている制御プログラム105Aを読み出して実行し、プロジェクター11の各部を制御する。また、制御部103は、記憶部105に記憶された制御プログラム105Aを実行することで、位置検出ユニット150の撮影範囲(画角)すなわち撮影画像データにおける位置と、実投射領域11B上の位置と、画像処理部113が描画した画像上の位置との対応関係を特定するキャリブレーションを実行する。制御部103Aは、キャリブレーションにより特定された撮影画像上の位置と実投射領域11B上の位置との対応関係に基づいて、座標算出部159が用いる座標変換パラメーターを求める。座標変換パラメーターには、画像処理部113が描画した画像上の座標と、撮影画像データ上で求められた座標とを対応づけるデータ等が含まれる。座標算出部159は、この座標変換パラメーターに基づいて、撮影画像データ上で求められた座標を画像処理部113が描画した画像上の座標に変換することができる。キャリブレーションは、基本的に、プロジェクター11単体で行われ、プロジェクター11は、座標変換パラメーターを取得して、マニュアル、または、オートで実投射領域の座標系と、撮影画像の座標系との対応付けを行う。プロジェクター11は、座標算出の際には、取得した座標変換パラメーターに基づいて、撮影画像上の位置を実投射領域上の位置へと変換する。プロジェクター11は、PC13から入力された画像データ上の座標と、実投射領域上の座標との変換については、PC13から入力された画像の解像度及び実投射領域上の表示位置の情報に基づいて行う。記憶部105は、磁気的、光学的記録装置または半導体記憶素子により構成され、制御プログラム105Aを含む各種プログラム、及び、各種設定値等のデータを記憶する。
操作パネル41は、各種スイッチ及びインジケーターランプを備え、プロジェクター11の外装筐体(図示略)に配置されている。操作パネル41のスイッチが操作されると、操作されたスイッチに対応する操作信号が制御部103に出力される。
リモコン受光部45は、プロジェクター11を操作する操作者としてのユーザーが使用するリモコン(図示略)がボタン操作に対応して送信した赤外線信号を受光する。リモコン受光部45は、上記リモコンから受光した赤外線信号を復調およびデコードし、リモコンにおける操作を示す操作信号を制御部103に出力する。
なお、プロジェクター11の操作は、指示体70、操作パネル41およびリモコンの他、PC13によっても実行できる。この場合、PC13はプロジェクター11を操作するための制御データを出力し、操作部として機能する。
制御部103は、操作パネル41、リモコン受光部45から入力される操作信号に基づいて、ユーザーの操作を検出し、この操作に従ってプロジェクター11を制御する。
光変調装置32は、照明光学系31からの光を変調して画像光を形成する。本実施形態では、透過型液晶パネルを用いて光変調装置32を構成した場合を例に挙げる。この構成では、光変調装置32はRGBの三原色に対応した3枚の液晶パネルを有し、照明光学系31が発した光はRGBの3色の色光に分離され、各色光が対応する各液晶パネルに入射する。各液晶パネルを通過して変調された色光はクロスダイクロイックプリズム等の合成光学系によって合成され、投射光学系33に射出される。
投射ユニット3は、投射部30とともに、投射光学系駆動部121、光変調装置駆動部119、及び、光源駆動部117を備えている。投射光学系駆動部121は、画像処理ユニット110の表示制御部107の制御に従って投射光学系33が備える各モーターを駆動する。光変調装置駆動部119は、表示制御部107から出力される画像信号に基づいて光変調装置32を駆動して描画を行う。光源駆動部117は、制御部103の制御に従って照明光学系31が備える光源を駆動する。
画像処理ユニット110は、画像入力部104を介して入力された画像データを処理する表示制御部107、および、表示制御部107の制御に従って画像をフレームメモリー115に展開し、投射部30が投射する画像を生成する画像処理部113を備えている。画像処理部113は、プロジェクター11が内蔵する画像供給部として機能する。
また、画像処理部113は、表示制御部107の制御に従って、キーストーン補正、カラーモードに対応した色調補正、画像の拡大/縮小処理等の各種の画像処理を実行することも可能である。すなわち、制御部103が、操作パネル41またはリモコン受光部45から入力された操作信号に基づいて、表示制御部107に対し、キーストーン補正の実行、表示画像の拡大/縮小処理を実行させる。表示制御部107は、キーストーン補正や表示画像の拡大/縮小処理に必要な各種パラメーターを算出し、画像処理部113を制御して、キーストーン補正や表示画像の拡大/縮小処理を実行する。
指示体70による指示位置は、上述のように位置検出ユニット150により検出される。なお、位置検出ユニット150は、1種類の指示体70を検出する構成であっても良いし、或いは、複数種類の指示体70、例えば、ペン型の操作デバイスおよびユーザーの指等、をいずれも検出できる構成であっても良い。位置検出ユニット150が複数種類の指示体70を検出できる場合には、位置検出ユニット150は、指示体70の種類を検出できる構成であっても良い。
位置検出ユニット150は、送信部74が送信する信号に基づいて操作スイッチ72の操作状態を検出する。また、位置検出ユニット150は、指示体70の先端がスクリーンSCに接触しているか否かを検出して、指示体70による位置指示操作を検出する構成であっても良い。
また、指示体70は、先端がスクリーンSCに接触した際に発光部が発光する構成の他に、先端がスクリーンSCに接触している時と、接触していない時とで、発光部の明滅(発光/非発光)パターンを変える構成であっても良い。この構成によれば、指示体70の指示位置70A及び指示体70のスクリーンSCへの接触/非接触の検出が可能となる。また、この構成によれば、指示体70の先端がスクリーンSCに接触していない状態で、指示体70がスクリーンSC上を移動する指示体70のホバリング状態を検出することも可能となる。
撮像部153は、投射光学系33が画像光を投射する方向を撮影するようにプロジェクター11に搭載されたデジタルカメラである。撮像部153が撮影する画角は、スクリーンSC上の表示可能領域5を含む撮像領域7となっている。撮像部153は、撮影制御部155の制御に従って撮影を実行し、撮影画像データを出力する。撮影制御部155は、制御部103の制御に従って、撮像部153を制御して撮影を実行させる。撮像部153が撮影時のズーム倍率、フォーカス、絞りの調整を行う機構を有する場合、撮影制御部155は、これらの機構を制御して予め設定された条件で撮影を実行させる。撮影後、撮影制御部155は撮像部153が出力する撮影画像データを取得して、位置検出処理部157に出力する。撮像部153から出力される撮影画像データは、RGBやYUV等の形式で表されるものであっても良く、輝度成分のみを表すものであってもよい。撮像部153が可視光以外の光(例えば赤外光)を撮影する構成であってもよい。また、撮影制御部155は、撮像部153から出力される撮影画像データをそのまま位置検出処理部157へ出力してもよく、解像度の調整や所定のファイルフォーマット(JPEG、BMPなど)への変換等を行った上で位置検出処理部157へ出力してもよい。
なお、撮像部153が赤外光を受光して撮影を行い、送信部74が赤外線信号を送信する構成とされた場合には、送信部74が送信した赤外線信号を、撮影画像データに基づいて位置検出処理部157が検出することにより、受信部154を省略することができる。
座標算出部159は、位置検出処理部157が検出した指示位置70Aの座標を算出する。座標算出部159が算出する座標は、指示位置70Aの撮影画像データにおける座標であり、スクリーンSCの表示画像上に仮想的に設けられた座標軸における座標である。撮影画像データにおける座標は、プロジェクター11とスクリーンSCとの距離、投射光学系33におけるズーム率、プロジェクター11の設置角度、撮像部153とスクリーンSCとの距離等の様々な要素の影響を受ける。一方、撮像部153の画角と投射光学系33の投射範囲との位置関係、撮像部153の撮影倍率、投射光学系33におけるズーム率等は既知であるため、座標算出部159は、撮影画像データとスクリーンSCに表示された表示可能領域5との対応関係を算出できる。この処理により、座標算出部159は、スクリーンSCの表示画像における指示位置70Aの座標を算出して、座標データを出力する。また、座標算出部159は、位置検出処理部157が操作スイッチ72のオン操作を検出したときの指示位置70Aの座標データには、操作スイッチ72がオンであることを示すデータを付加して出力する。
座標変換部160が座標を変換する処理において必要な情報としては、例えば、画像処理部113が描画する画像の画像データの解像度、アスペクト比、光変調装置32の液晶表示パネルにおける表示サイズ、光変調装置32の液晶表示パネルにおいて画像が描画される位置等の情報がある。これらの情報は、制御部103の制御または座標変換部160の要求により、画像処理部113から座標変換部160に出力される。
座標変換部160は、画像処理ユニット110に対応して座標を変換した場合、変換後の座標データを画像処理部113に出力する。また、座標変換部160は、PC13に対応して座標を変換した場合、変換後の座標データを出力部101に出力する。つまり、変換処理の際に制御部103により指定された画像供給部に対して、変換後の座標データを出力する。
なお、プロジェクター11側で、位置検出ユニット150により検出された指示体70の操作位置を示す情報をプロジェクター11内部で処理し、操作位置の座標に基づく処理をプロジェクター11が実行する構成とする場合には、座標変換部160は、プロジェクター11に必須の構成ではなく、プロジェクター11は、座標変換部160を備えない構成とすることもできる。
出力部101がPC13に出力する座標データは、各PC13において、マウス、トラックボール、デジタイザー、或いはペンタブレット等のポインティングデバイスが出力する座標データと同様のデータとして入力される。
また、出力部101が、画像処理ユニット110が備える画像処理部113に接続され、座標変換部160が出力した変換後の座標データを画像処理ユニット110に出力してもよい。
このように汎用のデバイスドライバープログラムを利用する場合、専用のデバイスドライバープログラムが必要ないという利点があるが、プロジェクター11とPC13との間でやり取りできる情報は、汎用のデバイスドライバープログラムの仕様で定められた範囲に限定される。そこで、プロジェクター11に対応した専用のデバイスドライバープログラムをPC13にインストールして、このデバイスドライバープログラムによって出力部101が出力する座標データを処理してもよい。この場合、プロジェクター11とPCとの間でやり取りできる情報は、専用のデバイスドライバープログラムの仕様に応じて任意に設定することができる。
画像処理部113は、座標変換部160または出力部101から入力される座標データに基づいて、フレームメモリー115に展開している表示用の画像に重ねて、例えば線や図形を描画し、描画後の画像を表示するための画像信号を生成して光変調装置駆動部119に出力する。PC13、または、画像処理部113の少なくとも一方が、入力される座標データに基づいて線や図形などの描画を行うことで、指示体70の操作に応じた描画を行うことができる。
これにより、表示システム10では、ユーザーが指示体70の操作によって位置指示操作を行うことにより、操作した位置に対応して、スクリーンSCに表示中の画像に重ねて図形等が描画され、表示される。
図3は、指示体70による位置指示操作が行われた際のプロジェクター11の動作を示すフローチャートである。
位置検出処理部157は、指示体70の操作スイッチ72の操作状態がオンであることを検出すると(ステップS1)、撮影制御部155から入力された撮影画像データを解析して、指示体70による指示位置70Aを確定し(ステップS2)、確定した指示位置70Aに関する情報を制御部103に出力する。
一方、指示位置70Aが表示領域外であると判定した場合(ステップS3:No)、制御部103は、指示体70による操作を領域外操作であると判定し、ユーザーに指示体70による位置指示操作が操作可能な範囲外で行われた旨を通知する通知メッセージ画像8をOSD(On Screen Display)表示する(ステップS6)。なお、制御部103は、位置指示操作が操作可能な範囲外で行われたと判定した場合には、通知メッセージ8を表示する他に、プロジェクター11の機能として備えられた効果音を鳴らすことでユーザーに位置指示操作が領域外操作である旨を通知する構成であってもよい。また、指示体70に不図示の振動部が備えられ、制御部103は、位置指示操作が操作可能な範囲外で行われたと判定した場合には、指示体70を制御して当該振動部を振動させて、ユーザーに位置指示操作が領域外操作である旨を通知する構成であってもよい。
また、制御部103は、位置検出処理部157から制御部103に出力された指示位置70Aの座標情報に基づいて、指示位置70Aが画像が表示されている表示領域内であるか否かを判定する構成の他に、座標変換部160から出力された指示位置70Aの座標情報に基づいて、指示位置70Aが画像が表示されている表示領域内であるか否かを判定する構成であっても良い。
上述のように、座標変換部160は、位置検出処理部157により検出された指示位置70Aの座標を、PC13が入力する画像データのフレームにおける座標に変換する。このため、指示位置70Aが、スクリーンSCに表示中の画像から外れた位置であった場合には、この指示位置70Aについて画像のフレームにおける座標を求めることができない。
例えば、図4(A)に示すように、シングル画面表示の実行中は、表示可能領域5に一つの表示領域6が設けられ、この表示領域6に画像が表示される。制御部103には、表示領域6が、指示体70の位置指示操作を受け付ける操作領域として設定される。制御部103は、指示体70による指示位置70Aが表示領域6の外側であった場合、この操作を領域外操作であると判定する。
これにより、スクリーンSCには、投射ユニット3によりPC13からの入力画像に重ねて通知メッセージ画像8がOSD表示される。この表示により、ユーザーは、指示体70による操作を表示領域6内で行わなければならないことを認識することができ、指示体70による操作の操作性が向上する。
また、図示は省略するが、表示領域6A、6Bより細かい小領域、例えば表示領域6A、6B内に表示されたツールバー上等に対して指示体70の操作を行うことができる構成であっても良い。そして、当該小領域内に設けられ、且つ、所定の指示体70では操作できないアイコンが操作されたことを検出した際には、制御部103は、当該操作を領域外操作として検出し、操作できない旨をメッセージやアイコンの表示により通知することができる構成であってもよい。
また、位置検出部151により領域外操作が検出された際に、投射ユニット3により、指示位置70Aが領域外操作である旨を示す通知メッセージ画像8を表示する。この構成によれば、ユーザーは、指示体70による操作は、表示領域6内で行わなければならないことをスクリーンSCに表示された通知メッセージ画像8により認識することができ、指示体70による位置指示操作の操作性が向上する。
また、各々の表示可能領域5A,5Bの表示領域6A,6Bは、それぞれ異なる指示体70に対応付けられた。この構成によれば、スクリーンSCに並べて表示された複数の画像の各々に対する指示体70による位置指示操作を適切に行うことができ、ユーザーが意図した画像とは、異なる画像に対し操作が実行されることがなく、位置指示操作の操作性を向上することができる。
また、上記実施形態の構成において、位置検出ユニット150が有する撮像部153及び撮影制御部155を、プロジェクター11に外部接続されたデジタルカメラにより代替することも可能である。この場合のデジタルカメラは、制御部103の制御により撮影を実行して撮影画像データを位置検出処理部157に出力するものであればよい。また、このデジタルカメラとプロジェクター11とを接続するインターフェイスとしてはUSB等の汎用インターフェイスを利用できるので、容易に実現可能である。
また、撮像部153は、非可視光(赤外光など)を撮像可能な構成であっても良く、非可視光を撮像可能な場合には、指示体70、75が可視領域外の光を射出して、撮像部153が指示体70、75から射出された可視領域外の光を撮像する構成や、指示体70、75が光を反射する反射部を備えており、制御部103の制御によってプロジェクター11からスクリーンSCに対して可視領域外の光を投射し、指示体70の反射部によって反射された光を撮像部153によって撮像する構成等を採用することができる。
さらに、上記実施形態の構成では、位置検出ユニット150が撮影画像データに基づいて指示体70による指示位置70Aを検出する構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、表示面としてのスクリーンSC或いは他の表示方式における表示画面に、感圧式や静電容量式のタッチパネルを設け、このタッチパネルによって指示体70としてのユーザーの指や棒体等の接触を検出する構成としてもよい。また、指示体が発する赤外線信号を検出して指示位置を特定する方法や、スクリーンSC上に設けられた複数の装置により指示体までの距離を検出することで、指示位置を特定する方法を採用してもよい。
また、上記実施形態において記憶部105が記憶していた制御プログラム105Aを、プロジェクター11が通信ネットワークを介して接続された他の装置からダウンロードして実行してもよいし、可搬型の記録媒体に制御プログラム105Aを記録して、この記録媒体から上記各プログラムを読み取って実行する構成としてもよい。
Claims (8)
- 表示面に画像を表示する表示手段と、
前記表示面における指示体の指示位置を検出する位置検出手段と、を備え、
前記表示面内の表示可能領域において前記指示位置を検出する検出対象領域が前記指示体に対応させて予め設定され、
前記位置検出手段により検出された前記指示位置が前記指示体に対応する前記検出対象領域外の場合に領域外操作として検出する制御手段を備えること
を特徴とする表示装置。 - 請求項1に記載の表示装置であって、
前記位置検出手段は、前記表示面に表示する画像の画像データを供給する画像供給部に対して、検出した前記指示位置の座標を出力し、
前記制御手段は、前記画像供給部に対応する座標を出力可能な領域を前記検出対象領域として前記領域外操作を検出することを特徴とする表示装置。 - 請求項2に記載の表示装置であって、
前記表示手段は、前記画像供給部から供給される画像データに基づき前記表示面に画像を表示し、
前記位置検出手段は、前記指示位置の座標を前記画像データに対応する座標として出力することを特徴とする表示装置。 - 請求項1から3のいずれかに記載の表示装置であって、
前記制御手段は、前記領域外操作が検出された際に、前記指示位置が領域外操作である旨を示す表示を前記表示手段によって行わせることを特徴とする表示装置。 - 請求項2から4のいずれかに記載の表示装置であって、
前記表示手段は、外部の装置を含む複数の前記画像供給部から供給される画像データを前記表示面に設けられる複数の前記表示可能領域のそれぞれに表示させることを特徴とする表示装置。 - 請求項5に記載の表示装置であって、
前記検出手段は複数の前記指示体の指示位置を検出可能であり、
前記制御手段は、各々の前記表示可能領域を、それぞれ異なる前記指示体に対応する前記検出対象領域として、前記領域外操作を検出することを特徴とする表示装置。 - 画像が表示される表示面における指示体の指示位置を検出する位置検出装置であって、
前記表示面内の表示可能領域において前記指示位置を検出する検出対象領域が前記指示体に対応させて予め設定され、検出した前記指示位置が前記指示体に対応する前記検出対象領域外の場合に領域外操作として検出すること
を特徴とする位置検出装置。 - 表示面に画像を表示し、
前記表示面における指示体の指示位置を検出し、
前記表示面内の表示可能領域において前記指示位置を検出する検出対象領域を前記指示体に対応させて予め設定し、
検出された前記指示位置が前記指示体に対応する前記検出対象領域外の場合に領域外操作として検出する
ことを特徴とする表示装置の制御方法。
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