JP5772390B2 - 表示装置、表示装置の制御方法およびプログラム - Google Patents

表示装置、表示装置の制御方法およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、表示面上に映像画面を表示すると共に、表示面に対する操作に伴って、映像画面の表示制御を行う表示装置、表示装置の制御方法およびプログラムに関するものである。
従来、この種の表示装置として、ペン状の筆記具によって電子黒板の筆記面において書かれる文字等の軌跡を検出する多数のセンサーと、このセンサーが検出した軌跡の画像データに基づき、筆記面に書かれた文字および図形を認識する認識手段と、編集コマンドに従って認識された文字、図形を編集するコマンド実行手段と、編集された文字、図形を筆記面に表示する投射表示手段と、を備えたものが知られている(特許文献1参照)。この表示装置では、消去、移動、コピー、呼出しといった編集コマンドが用意されており、コマンド実行手段により、筆記具で入力された編集コマンドに従って文字および図形の消去、移動、コピーを実行する。
特開平5−330289号公報
ところで、学校等において、三角定規や分度器の使い方の授業など、文房具を適宜回転させつつ、その使い方を教える場合がある。かかる授業の際、上記従来の表示装置を用いる場合、図形を回転させることができないため、図形を書いた後に、その図形を回転させた図形を別に書く必要があるという問題があった。また、これに対し、ペン状の筆記具による編集コマンドとして、図形を回転させるコマンドを搭載することも考えられるが、これでは、ペン状の筆記具による編集コマンドが増えてしまい、操作が複雑化してしまうという問題がある。
本発明は、表示した図形を、直感的な操作で容易に回転させることができる表示装置、表示装置の制御方法およびプログラムに関するものである。
本発明の表示装置は、表示面上に映像画面を表示する表示部と、文房具の形状を模った文房具ツールに配された複数の検出点の位置情報を、各検出点にそれぞれ付加され且つ各検出点間で相異する識別情報と共に検出する位置情報検出部と、複数の検出点の位置情報に基づいて、表示面上における文房具ツールの回転角度を判別する角度判別部と、文房具ツールに対応するオブジェクトを表示させる表示制御部と、を備え、表示制御部は、判別した文房具ツールの回転角度に基づき、オブジェクトを回転表示させると共に、文房具ツールに配設した操作子の操作を受けて、オブジェクトの大きさおよび/または色を変更することを特徴とする。
本発明の表示装置の制御方法は、表示面上に映像画面を表示する表示装置の制御方法であって、表示装置が、文房具の形状を模った文房具ツールに配された複数の検出点の位置情報を、各検出点にそれぞれ付加され且つ各検出点間で相異する識別情報と共に検出する位置情報検出ステップと、複数の検出点の位置情報に基づいて、表示面上における文房具ツールの回転角度を判別する角度判別ステップと、映像画面上に文房具ツールに対応するオブジェクトを表示させる表示制御ステップと、を実行し、表示制御ステップでは、判別した文房具ツールの回転角度に基づき、オブジェクトを回転表示させると共に、文房具ツールに配設した操作子の操作を受けて、オブジェクトの大きさおよび/または色を変更することを特徴とする。
これらの構成によれば、文房具ツールの回転角度を判別し、映像画面上におけるオブジェクトに反映させるため、文房具ツールを回転させるだけで、対応するオブジェクト(図形)を直感的な操作で容易に回転させることができる。例えば、三角定規の文房具ツールや分度器の文房具ツールを回転させることで、三角定規や分度器のオブジェクトを回転させることができる。
また、文房具ツール上の操作で、オブジェクトの態様を変更することができる。
上記の表示装置において、文房具は、定規および分度器のいずれか一方であることが好ましい。
この構成によれば、定規や分度器を、回転させて表示させることができる。なお、ここにいう「定規」とは、直定規に限るものではなく、例えば、三角定規等であっても良い。
また、検出した複数の検出点の識別情報の組合せに基づいて、文房具ツールの種別を判別する種別判別部を、さらに備え、表示制御部は、種別判別部によって判別された種別に対応したオブジェクトを表示させることが好ましい。
各種文房具ツールの全ての検出点に、別々の識別情報を割り当てると、識別情報の数がかさみ、検出処理が煩雑になってしまう。
これに対し、上記の構成によれば、識別情報の組合せに基づいて、文房具ツールの種類を判別することにより、識別情報の数を少なくすることができる。そのため、識別情報の検出処理が容易になる。
また、表示制御部は、オブジェクトを回転させたときの当該オブジェクトの回転軌跡を表示させることが好ましい。
この構成によれば、オブジェクトの回転軌跡を表示させることで、オブジェクトの動きを表示させることができる。
この場合、表示面は、投射面であり、表示部は、投射面に映像画面を投射することが好ましい。
この構成によれば、スクリーンや壁、ホワイトボード上に上記オブジェクトを表示させることができる。すなわち、表示装置として、電子黒板(インタラクティブホワイトボード)を利用することができる。
本発明のプログラムは、コンピューターに、上記の表示装置の制御方法における各ステップを実行させることを特徴とする。
この構成によれば、本プログラムを搭載するだけで、上記の表示装置の制御方法における各ステップを実行させることができる。
実施形態に係るプロジェクターシステムの模式図である。 プロジェクターシステムの制御ブロック図である。 各入力ツールを示した図である。 各入力ツールの操作に基づく表示制御を説明するための説明図である。 (a)は、三角定規ツールの操作に基づく表示制御の変形例を説明するための説明図である。(b)は、分度器ツールの操作に基づく表示制御の変形例を説明するための説明図である。 入力ツールおよび表示制御の変形例を説明するための説明図である。
以下、添付の図面を参照し、本発明の一実施形態に係る表示装置、表示装置の制御方法およびプログラムについて説明する。本実施形態では、表示装置であるプロジェクターを構成要素とするプロジェクターシステムを例示する。図1および図2に示すように、プロジェクターシステム1は、投射面(表示面)4に映像画面を投射するプロジェクター(表示装置)2と、投射面4上において操作を行うための複数種の入力ツール3と、により構成されている。すなわち、本プロジェクターシステム1は、電子黒板(インタラクティブホワイトボード)としての機能を有している。
図3に示すように、入力ツール3は、投射面4に臨ませて、映像画面に対し描画を行う描画操作や、映像画面上に特定のオブジェクトを表示させる表示操作を行うためのツールであり、複数種の入力ツール3としては、ペンツール3a(電子ペン)と、三角定規ツール(文房具ツール)3bと、分度器ツール(文房具ツール)3cと、コンパスツール3dとがある。なお、これら各入力ツール3を複数個備える構成であっても良い。また、各入力ツール3には、1以上の変調反射部11が配設されており、変調反射部11の配設位置が各入力ツール3の位置情報を検出するための各検出点となる。各変調反射部11は、プロジェクター2から照射された赤外線を、特定のパターンに変調しつつプロジェクター2側に反射する。一方、詳細は後述するが、プロジェクター2は、この変調・反射した赤外線を受信することで、各入力ツール3における各検出点の位置情報を検出する。なお、変調反射部11は、上記特定のパターンとして、各入力ツール3および各検出点を識別する識別信号と、入力ツール3上の操作子(後述の属性変更ボタン12および属性変更ダイヤル14)の操作内容を示す操作信号を含んだパターンに変調することで、プロジェクター2が識別情報および操作情報を検出できるようになっている。
ペンツール3aは、ペンの形状を模ると共に、先端部に配設した変調反射部11と、側面に配設した属性変更ボタン12と、を有している。すなわち、ペンツール3aの検出点は、その先端部に配置されている。そして、ペンツール3aの先端部を投射面4上で移動させる操作により、投射画面に対する描画操作を行う。また、属性変更ボタン12を押下することで、描画する線(線オブジェクト61)の色および太さを変更することができる。
三角定規ツール3bは、三角定規(文房具:定規)の形状を模ると共に、離間した位置に配設した2個の変調反射部11と、本体の表面に配設された取っ手13と、取っ手13上に配設された2個の属性変更ダイヤル(操作子)14と、を備えている。すなわち、三角定規ツール3bの検出点は、その本体の離間した2箇所に配置されている。そして、三角定規ツール3bの本体を投射面4に臨ませることにより、映像画面上に三角定規のオブジェクト(後述の三角定規オブジェクト62)を表示させる表示操作を行う。また、各属性変更ダイヤル14を操作することで、表示する三角定規のオブジェクトの色や大きさを変更することができる。
分度器ツール3cは、分度器(文房具)の形状を模ると共に、離間した位置に配設した2個の変調反射部11と、本体の表面に配設された取っ手13と、取っ手13上に配設された2個の属性変更ダイヤル(操作子)14と、を備えている。すなわち、分度器ツール3cの検出点は、その本体の離間した2箇所に配置されている。そして、分度器ツール3cの本体を投射面4に臨ませることにより、映像画面上に分度器のオブジェクト(後述の分度器オブジェクト63)を表示させる表示操作を行う。また、各属性変更ダイヤル14を操作することで、表示する分度器のオブジェクトの色や大きさを変更することができる。なお、三角定規ツール3bおよび分度器ツール3cにおける色を変更する属性変更ダイヤル14は、属性変更に際しクリック感を伴うものであることが好ましい。
コンパスツール3dは、コンパスの形状を模ると共に、2本の脚の先端部に配設された2個の変調反射部11を備えている。すなわち、コンパスツール3dの検出点は、その2本の脚の先端部に配置されている。そして、投射面4に一方の脚の先端部をあてがい、これを動かさずに回転させて、他方の脚を回転軌道で移動させることにより、映像画面に対する円弧または円の描画操作を行う。なお、コンパス同様、コンパスツール3dは、2本の脚の開き角度を可変自在になっており、任意の大きさの円を描画することができる。
図2に示すように、プロジェクター2は、信号入力部31と、ツール情報検出部(位置情報検出部)32と、投射光学系(表示部)33と、これらを統括制御する制御部34と、を備えている。請求項にいう角度判別部および表示制御部は、制御部34により構成されている。
信号入力部31は、PC(Personal Computer)、USBメモリーやコンパクトフラッシュ(登録商標)等の外部機器41から画像データを入力する。この場合、信号入力部31は、図示しないUSBポートやメモリーカードスロットにより構成される。なお、本実施形態においては、外部機器41から信号入力部31を介して画像データが入力されることとしたが、ビデオレコーダーやDVDプレーヤー等の映像機器から画像信号を入力する構成としても良い。この場合、信号入力部31は、HDMI端子、Sビデオ端子、およびビデオ端子等により構成される。
ツール情報検出部32は、変調反射部11が変調・反射した赤外線に基づいて、各入力ツール3における各検出点の位置情報および識別情報を検出すると共に、各入力ツール3の操作情報を検出する。具体的には、ツール情報検出部32は、投射面4に赤外線を照射する赤外線照射部42と、入力ツール3の各変調反射部11により、変調し反射された赤外線を受信する赤外線受信部43と、を備えており、各検出点から反射された赤外線に基づいて、各検出点の位置情報を検出する。また、識別信号および操作信号を含む特定パターンに変調させた赤外線を受信することで、識別信号に基づく入力ツール3および各検出点の識別情報および、操作信号に基づく入力ツール3の操作情報を検出する。位置情報は、投射面4に対する検出点の位置の座標情報である。識別情報は、各入力ツール3および各検出点を識別するための情報である。そのため、各検出点は、各検出点間で相違する識別情報が付加されている。操作情報は、入力ツール3上の操作子(属性変更ボタン12や属性変更ダイヤル14)を操作した操作内容を示す情報である。ツール情報検出部32により、各検出点の位置情報と共に、各検出点の識別情報を検出するため、制御部34により、検出した位置情報が、どの検出点の情報であるかを識別することができる。
投射光学系33は、投射面4上に画像を投射するものであり、光源ランプ51、液晶ライトバルブ52、投射レンズ53、ランプ駆動部54およびライトバルブ駆動部55を有している。
光源ランプ51としては、ハロゲンランプ、メタルハライドランプまたは高圧水銀ランプを適用可能である。また、光源ランプ51に代えて、レーザーやLEDなどの固体光源を用いても良い。液晶ライトバルブ52は、一対の透明基板間に液晶が封入された液晶パネル等によって構成され、各透明基板の内面には、液晶に対して微小領域毎に駆動電圧を印加可能な透明電極が、画素としてマトリクス状に形成されている。ランプ駆動部54は、制御部34からの点灯指令に基づいて、光源ランプ51を点灯させる。ライトバルブ駆動部55は、液晶ライトバルブ52の各画素に、画像データに応じた駆動電圧を印加することにより、各画素の光透過率を設定する。
上記の構成により、投射光学系33では、光源ランプ51から射出された照明光が、液晶ライトバルブ52を透過することによって変調される。また、変調された画像光は、不図示の光合成光学系(ダイクロイックプリズムなど)により画素毎に合成され、投射レンズ53によって投射面4上に投射される。
制御部34は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、およびRAM(Random Access Memory)等により構成される。CPUは、各種演算処理を行う中央処理装置であり、各部との信号の入出力を行うことによりプロジェクター2を統括制御する。ROMは、CPUが各種演算処理を行うために用いられる制御プログラムおよび制御データを記憶している。また、ROMには、基本ソフトウェアであるOS(Operating System)も記憶されている。RAMは、CPUが各種演算処理を行う際の作業領域として用いられる。なお、本実施形態では、特に、入力ツール3の操作に基づく表示制御を行う。
ここで図4を参照して各入力ツール3の操作に基づく表示制御について、ペンツール3a、三角定規ツール3b、分度器ツール3c、コンパスツール3dの順で説明する。なお、各入力ツール3には、各入力ツール3間で相違する識別情報が割り当てられており、制御部34によって、ツール情報検出部32により検出した識別情報に基づき入力ツール3の種別(ペンツール3a、三角定規ツール3b等)を判別するものとする。
ペンツール3aに対する表示制御では、プロジェクター2は、ツール情報検出部32により、随時、ペンツール3aの変調反射部11からの赤外線を受信し、検出点の位置情報および識別情報、並びに操作情報を検出する。そして、制御部34により、検出した検出点の位置情報に基づいて、投射面4上における検出点の移動軌跡を判別する。移動軌跡を判別したら、判別した移動軌跡に対応して、映像画面上に線オブジェクト61を表示させる(図4(a)参照)。この際、操作情報に基づいて、線オブジェクト61の色および太さを変更する。すなわち、属性変更ボタン12の押下に伴って、制御部34により、線オブジェクト61の色および太さを変更する。
三角定規ツール3bに対する表示制御では、プロジェクター2は、ツール情報検出部32により、随時、三角定規ツール3bの2個の変調反射部11からの赤外線を受信し、各検出点の位置情報および識別情報、並びに操作情報を検出する(位置情報判別ステップ)。そして、制御部34により、検出の都度、検出した位置情報に基づいて、投射面4上における三角定規ツール3bの位置および初期姿勢からの回転角度を判別する(角度判別ステップ)。位置および回転角度を判別したら、三角定規を示すオブジェクト(以下、三角定規オブジェクト62)を、判別した位置に対応した映像画面上の位置に表示させ、且つ、判別した回転角度に対応して映像画面上に回転表示させる(表示制御ステップ:図4(b)参照)。この際、操作情報に基づいて、三角定規オブジェクト62の色および大きさを変更する。すなわち、属性変更ダイヤル14の操作に伴って、制御部34により、三角定規オブジェクト62の色および大きさを変更する。
分度器ツール3cに対する表示制御では、プロジェクター2は、ツール情報検出部32により、随時、分度器ツール3cの2個の変調反射部11からの赤外線を受信し、各検出点の位置情報および識別情報、並びに操作情報を検出する(位置情報判別ステップ)。そして、制御部34により、検出の都度、検出した位置情報に基づいて、投射面4上における分度器ツール3cの位置および初期姿勢からの回転角度を判別する(角度判別ステップ)。位置および回転角度を判別したら、分度器を示すオブジェクト(以下、分度器オブジェクト63)を、判別した位置に対応した映像画面上の位置に表示させ、且つ、判別した回転角度に対応して映像画面上に回転表示させる(表示制御ステップ:図4(c)参照)。この際、操作情報に基づいて、分度器オブジェクト63の色および大きさを変更する。すなわち、属性変更ダイヤル14の操作に伴って、制御部34により、分度器オブジェクト63の色および大きさを変更する。
コンパスツール3dに対する表示制御では、プロジェクター2は、ツール情報検出部32により、随時、コンパスツール3dの2個の変調反射部11からの赤外線を受信し、各検出点の位置情報および識別情報、並びに操作情報を検出する。そして、制御部34により、検出した位置情報に基づいて、コンパスツール3dにより円弧または円を描く描画操作を判別する。当該描画操作は、支点側の検出点を動かさずに、他方の検出点を、支点側の検出点を中心とした回転軌道で移動させる操作であり、各検出点の位置変化に基づいて描画操作の有無を判別し、加えて、動作前後の各検出点の位置情報に基づいて、描画操作の支点位置と、描画操作の描画開始位置および描画終了位置とを判別する。これらを判別したら、判別した描画動作に対応して、映像画面上に円または円弧の線オブジェクト64を表示させる(図4(d)参照)。
以上のような構成によれば、文房具ツール(三角定規ツール3bや分度器ツール3c)の回転角度を映像画面上のオブジェクト(三角定規オブジェクト62や分度器オブジェクト63)に反映させるため、文房具ツールを回転させるだけで、対応するオブジェクト(図形)を直感的な操作で容易に回転させることができる。
また、文房具ツールに配設した属性変更ダイヤル14の操作を受けて、オブジェクトの大きさおよび/または色を変更することにより、文房具ツール上の操作で、オブジェクトの態様(見た目)を変更することができる。
なお、本実施形態においては、各入力ツール3に、各入力ツール3間で相違する識別情報を割り当て、これに基づいて、入力ツール3の種別を判別する構成であったが、制御部34により、検出した複数の検出点の識別情報の組合せに基づいて、入力ツール3の種別を判別し(種別判別部)、この判別した種別に対応したオブジェクトを表示する構成であっても良い。すなわち、例えば、三角定規ツール3bの2箇所の検出点には、識別番号1と識別番号2との割り当て、分度器ツール3cの2箇所の検出点には、識別番号1と識別番号3を割り当てる。そして、識別番号1と識別番号2の組合せを検出した場合は、三角定規ツール3bと判別し、識別番号1と識別番号3の組合せを検出した場合は、分度器ツール3cであると判別する。かかる構成によれば、複数の入力ツール3に亘る全ての検出点に別々の識別情報を割り当てるのに比べ、識別情報の数を少なくすることができるので、ツール情報検出部32による識別情報の検出処理が容易になる。なお、2箇所の検出点間の距離は、入力ツール3によらず一定距離とすることが好ましい。この構成によれば、複数の入力ツール3が同時に用いられた場合でも、検出点間の距離に基づいて、各入力ツール3の回転角度を正確に検出することができる。
また、図5に示すように、本実施形態において、映像画面にて三角定規オブジェクト62や分度器オブジェクト63を回転させたときの当該オブジェクトの回転軌跡を表示させる構成であっても良い。かかる構成によれば、オブジェクトの回転軌跡を表示させることで、オブジェクトの動きを表示させることができる。また、回転軌跡は属性変更ダイヤル14の操作により、ユーザーが所望するタイミングで消去可能とすることが好ましい。
さらに、本実施形態においては、三角定規ツール3bや分度器ツール3cの投射面4上における回転角度を判別する構成であったが、三次元座標の回転角度を判別し、これを映像画面上の3次元オブジェクトに反映する構成であっても良い。例えば、図5(a)に示すような立体形状の入力ツール3(図中では、三角錐形状の入力ツール3)を用意し、そこに配置された3個以上の検出点の三次元座標の位置情報を検出する。その後、各検出点の三次元座標の位置情報に基づいて、入力ツール3の三次元座標の回転角度を判別する。そして、制御部34により、判別した三次元座標の回転角度に対応して、入力ツール3に対応した三次元オブジェクトを回転表示させる。なお、三次元座標の回転角度を識別するために、上記3個以上の検出点についても、各検出点間で相違する識別情報が付加されているものとする。
またさらに、本実施形態においては、各入力ツール3に対し、各検出点を固定的に配置する構成であったが、入力ツール3内で検出点(変調反射部11)を移動自在とし、この移動に対応して、映像画面上のオブジェクトを変形表示させる構成であっても良い。例えば、図5(b)に示すような楕円形の入力ツール3を用意する。楕円形の入力ツール3は、長軸上で対称移動自在に配設した2個の変調反射部11を有している。当該2個の変調反射部11、すなわち2個の検出点は、表示させる楕円形のオブジェクトの焦点に対応するものであり、制御部34により、2個の変調反射部11の対称移動に伴って、焦点位置を変えた楕円形のオブジェクトを映像画面上に表示させる。
なお、本実施形態においては、各検出点で赤外線を変調、反射させ、これを受信して各検出点の位置情報および識別情報を検出する構成であったが、各検出点に画像認識により識別可能なマークを配置し、当該マークを画像認識することで、投射面4上における検出点の位置情報および識別情報を検出する構成であっても良い。また、ホワイトボードのボード面を投射面4とする場合には、当該ボード面全域をセンサーとして機能させ、各検出点の位置情報および識別情報を検出する構成であっても良い。
また、本実施形態においては、投射面4に映像画面を投射するプロジェクター2に本発明を適用したが、映像画面を表示するディスプレイ装置(モニター)に本発明を適用しても良い。かかる場合、請求項にいう表示面は、ディスプレイ装置そのものではなく、ディスプレイ装置の映像画面を映す面の部分である。
2:プロジェクター、 3:入力ツール、 3b:三角定規オブジェクト、 3c:分度器オブジェクト、 4:投射面、 14:属性変更ダイヤル、 32:ツール情報検出部、 33:投射光学系、 34:制御部

Claims (7)

  1. 表示面上に映像画面を表示する表示部と、
    文房具の形状を模った文房具ツールに配された複数の検出点の位置情報を、前記各検出点にそれぞれ付加され且つ前記各検出点間で相異する識別情報と共に検出する位置情報検出部と、
    前記複数の検出点の位置情報に基づいて、前記表示面上における前記文房具ツールの回転角度を判別する角度判別部と、
    前記文房具ツールに対応するオブジェクトを表示させる表示制御部と、
    を備え
    前記表示制御部は、判別した前記文房具ツールの回転角度に基づき、前記オブジェクトを回転表示させると共に、前記文房具ツールに配設した操作子の操作を受けて、前記オブジェクトの大きさおよび/または色を変更することを特徴とする表示装置。
  2. 前記文房具は、定規および分度器のいずれか一方であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 検出した前記複数の検出点の識別情報の組合せに基づいて、前記文房具ツールの種別を判別する種別判別部を、さらに備え、
    前記表示制御部は、前記種別判別部によって判別された前記種別に対応したオブジェクトを表示させることを特徴とする請求項1または2に記載の表示装置。
  4. 前記表示制御部は、前記オブジェクトを回転させたときの当該オブジェクトの回転軌跡を表示させることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の表示装置。
  5. 前記表示面は、投射面であり、
    前記表示部は、前記投射面に前記映像画面を投射することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の表示装置。
  6. 表示面上に映像画面を表示する表示装置の制御方法であって、
    前記表示装置が、
    文房具の形状を模った文房具ツールに配された複数の検出点の位置情報を、前記各検出点にそれぞれ付加され且つ前記各検出点間で相異する識別情報と共に検出する位置情報検出ステップと、
    前記複数の検出点の位置情報に基づいて、前記表示面上における前記文房具ツールの回転角度を判別する角度判別ステップと、
    前記映像画面上に前記文房具ツールに対応するオブジェクトを表示させる表示制御ステップと、を実行し、
    前記表示制御ステップでは、判別した前記文房具ツールの回転角度に基づき、前記オブジェクトを回転表示させると共に、前記文房具ツールに配設した操作子の操作を受けて、前記オブジェクトの大きさおよび/または色を変更することを特徴とする表示装置の制御方法。
  7. コンピューターに、請求項6に記載の表示装置の制御方法における各ステップを実行させるためのプログラム。
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