JP2012027769A - インタラクティブホワイトボード装置、画像表示装置、及びキャリブレーション方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】キャリブレーションの処理時間を短縮できるインタラクティブホワイトボード装置、画像表示装置、及びキャリブレーション方法を提供すること。
【解決手段】表示位置が異なるポイントがそれぞれ含まれる複数のキャリブレーション画像を生成する画像生成部211と、既に検出された複数のキャリブレーション画像に含まれる各ポイントの指示位置に基づいて、次に表示されるキャリブレーション画像である次画像に含まれるポイントに応じて指示されると推測される推測位置を算出する推測位置算出部214と、推測位置に対して、撮像手段により検出された次画像に含まれるポイントの指示位置が所定範囲内に位置するか否かを判定する座標位置判定部215と、判定結果に基づいて、次画像の更に次のキャリブレーション画像以降のキャリブレーション画像を表示させるか否かを実行する実行部216とを備える。
【選択図】図4
【解決手段】表示位置が異なるポイントがそれぞれ含まれる複数のキャリブレーション画像を生成する画像生成部211と、既に検出された複数のキャリブレーション画像に含まれる各ポイントの指示位置に基づいて、次に表示されるキャリブレーション画像である次画像に含まれるポイントに応じて指示されると推測される推測位置を算出する推測位置算出部214と、推測位置に対して、撮像手段により検出された次画像に含まれるポイントの指示位置が所定範囲内に位置するか否かを判定する座標位置判定部215と、判定結果に基づいて、次画像の更に次のキャリブレーション画像以降のキャリブレーション画像を表示させるか否かを実行する実行部216とを備える。
【選択図】図4
Description
本発明は、インタラクティブホワイトボード装置、画像表示装置、及びキャリブレーション方法に関する。
従来、大型タッチパネルと、プロジェクターと、パソコンとを備える前面投影型タッチパネルシステムが知られている(例えば、特許文献1参照)。
この特許文献1に記載の前面投影型タッチパネルシステムでは、プロジェクターとパソコンとの位置関係によって生じる大型タッチパネル上でのタッチ位置と、当該タッチ位置に対するパソコンの論理座標上の位置とのずれを補正するキャリブレーション処理が実行される。
この特許文献1に記載の前面投影型タッチパネルシステムでは、プロジェクターとパソコンとの位置関係によって生じる大型タッチパネル上でのタッチ位置と、当該タッチ位置に対するパソコンの論理座標上の位置とのずれを補正するキャリブレーション処理が実行される。
具体的には、パソコンは、4つのマーカー点が含まれる画像を生成して、プロジェクターに出力し、プロジェクターは、当該画像を大型タッチパネルに投射する。そして、大型タッチパネル上に表示された4つのマーカー点がタッチされると、大型タッチパネルは、タッチされた4つのマーカー点の位置座標を検出して、当該位置座標のデータをパソコンに送信する。さらに、大型タッチパネルに対して任意の点がタッチされると、大型タッチパネルは、任意の点の位置座標をパソコンに送信する。
そして、大型タッチパネルから送信された4つのマーカー点及び任意の点の位置座標に基づいて、パソコンは、前記任意の点に対して、投射用の点を算出し、前記任意の点と投射用の点とを一致させるキャリブレーション処理を行う。
そして、大型タッチパネルから送信された4つのマーカー点及び任意の点の位置座標に基づいて、パソコンは、前記任意の点に対して、投射用の点を算出し、前記任意の点と投射用の点とを一致させるキャリブレーション処理を行う。
しかしながら、このような特許文献1に記載の前面投影型タッチパネルシステムでは、4つのマーカー点に加えて、任意の1点を必須としてキャリブレーション処理を行なう必要がある。このため、キャリブレーション処理を行う際に、これら5つの点を全て指示(タッチ)する必要があり、キャリブレーション処理に時間を要するという問題がある。
本発明の目的は、キャリブレーションの処理時間を短縮できるインタラクティブホワイトボード装置、画像表示装置、及びキャリブレーション方法を提供することにある。
本発明のインタラクティブホワイトボード装置は、画像を出力する画像出力手段と、前記画像を表示する画像表示手段と、前記画像の表示領域内で指示された指示位置を検出する位置検出手段とを備えるインタラクティブホワイトボード装置であって、前記画像出力手段及び前記画像表示手段のいずれかは、表示位置が異なるポイントがそれぞれ含まれる複数のキャリブレーション画像を生成する画像生成部と、前記位置検出手段により既に検出された前記複数のキャリブレーション画像に含まれる各前記ポイントの指示位置に基づいて、次に表示される前記キャリブレーション画像である次画像に含まれるポイントに応じて指示されると推測される推測位置を算出する推測位置算出部と、前記推測位置に対して、前記位置検出手段により検出された前記次画像に含まれるポイントの指示位置が所定範囲内に位置するか否かを判定する座標位置判定部と、前記座標位置判定部により前記所定範囲内に位置しないと判定されると、前記画像表示手段に、前記次画像の更に次の前記キャリブレーション画像を表示させ、前記座標位置判定部により前記所定範囲内に位置すると判定されると、前記次のキャリブレーション画像以降の前記キャリブレーション画像の表示を停止させる制御部とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、表示された複数のポイントが、例えば、赤外光または超音波を出射する指示手段によりそれぞれ指示されると、位置検出手段は、当該赤外光または超音波の出射位置に基づいて、当該各ポイントに応じた指示位置を検出する。そして、推測位置算出部は、位置検出手段により検出された指示位置に基づいて、次に表示されるキャリブレーション画像である次画像に含まれるポイントに応じて指示されると推測される推測位置を算出する。そして、座標位置判定部は、当該推測位置と、位置検出手段により検出された次画像に含まれるポイントの指示位置とが所定範囲内に位置するか否かを判定する。指示位置が推測位置に対して所定範囲内に位置しないと判定すると、次画像の更に次のキャリブレーション画像を表示させ、一方、所定範囲内に位置すると判定すると、次画像の更に次のキャリブレーション画像以降の表示を停止させる。
これによれば、指示位置と推測位置とが所定範囲内に位置する場合には、当該指示位置に対応するポイントが含まれるキャリブレーション画像までを表示すれば、適切なキャリブレーションを行うことができる。従って、使用者により指示されるポイントの数、すなわち、表示されるキャリブレーション画像の数を少なくすることができ、キャリブレーションの処理時間を短縮できる。
例えば、3点目のポイントが含まれるキャリブレーション画像を表示した際に、3点目のポイントに応じた指示位置と、1点目及び2点目の各指示位置、及び、当該キャリブレーション画像における3点目のポイントの位置に基づいて算出される3点目の推測位置とが所定範囲内にあれば、これら1〜3点目のポイントの指示位置に基づいてキャリブレーションを適切に行うことができる。このため、当該3点目のポイントが含まれるキャリブレーション画像(次画像)の表示までで、画像表示を終了でき、4点目のポイントが含まれるキャリブレーション画像(更に次の画像)を表示しなくて済むので、使用者によるポイントの指示操作数を削減できる。従って、上述した従来の5つの点を用いて処理を行う場合に比べ、キャリブレーションの処理時間を短縮できる。
例えば、3点目のポイントが含まれるキャリブレーション画像を表示した際に、3点目のポイントに応じた指示位置と、1点目及び2点目の各指示位置、及び、当該キャリブレーション画像における3点目のポイントの位置に基づいて算出される3点目の推測位置とが所定範囲内にあれば、これら1〜3点目のポイントの指示位置に基づいてキャリブレーションを適切に行うことができる。このため、当該3点目のポイントが含まれるキャリブレーション画像(次画像)の表示までで、画像表示を終了でき、4点目のポイントが含まれるキャリブレーション画像(更に次の画像)を表示しなくて済むので、使用者によるポイントの指示操作数を削減できる。従って、上述した従来の5つの点を用いて処理を行う場合に比べ、キャリブレーションの処理時間を短縮できる。
本発明では、前記次画像が表示される際に、終了ボタンを表示する終了ボタン表示部を備え、前記制御部は、前記終了ボタンが指示されたことが前記位置検出手段により検出されると、前記次のキャリブレーション画像以降の前記キャリブレーション画像の表示を停止させることが好ましい。
本発明によれば、例えば、3点目のポイントが表示される際に、次画像の表示領域内に終了ボタンが表示される。これによれば、使用者は、必要に応じて(例えば、上記推測位置が表示される場合で、3点目のポイントの位置と、当該3点目に対応する推測位置とが所定範囲内にあることが目視される場合等)終了ボタンを押下することで、3点目を含んだ次画像の表示のみで処理を終了させることができ、使用者によるポイントの指示操作数をより削減できる。従って、キャリブレーションの処理時間を一層短縮することができる。
本発明では、前記所定範囲を設定する範囲設定部を備えることが好ましい。
ここで、位置検出される指示位置と、算出される推測位置とのずれ量が、使用環境によっては、使用状況に支障が無い場合がある。すなわち、所定範囲として設定される範囲が大きくなっても問題がない場合がある。
このため、本発明では、範囲設定部により、使用環境、または用途に応じて、当該範囲を適宜設定できる。従って、例えば、指示位置と推測位置とのずれ量が大きくなっている場合でも、必要最小限の画像表示のみでキャリブレーションの処理を実行することができるので、使用者によるポイントの指示操作数を削減できる。
ここで、位置検出される指示位置と、算出される推測位置とのずれ量が、使用環境によっては、使用状況に支障が無い場合がある。すなわち、所定範囲として設定される範囲が大きくなっても問題がない場合がある。
このため、本発明では、範囲設定部により、使用環境、または用途に応じて、当該範囲を適宜設定できる。従って、例えば、指示位置と推測位置とのずれ量が大きくなっている場合でも、必要最小限の画像表示のみでキャリブレーションの処理を実行することができるので、使用者によるポイントの指示操作数を削減できる。
本発明の画像表示装置は、画像を表示する画像表示手段と、前記画像の表示領域内で指示された指示位置を検出する位置検出手段とを備える画像表示装置であって、表示位置が異なるポイントがそれぞれ含まれる複数のキャリブレーション画像を生成し、前記画像表示手段に出力する画像生成部と、前記位置検出手段により既に検出された前記複数のキャリブレーション画像に含まれる各前記ポイントの指示位置に基づいて、前記次に表示される前記キャリブレーション画像である次画像に含まれるポイントに応じて指示されると推測される推測位置を算出する推測位置算出部と、前記推測位置に対して、前記位置検出手段により検出された前記次画像に含まれるポイントの指示位置が所定範囲内に位置するか否かを判定する座標位置判定部と、前記座標位置判定部により前記所定範囲内に位置しないと判定されると、前記画像表示手段に、前記次画像の更に次の前記キャリブレーション画像を表示させ、前記座標位置判定部により前記所定範囲内に位置すると判定されると、前記次のキャリブレーション画像以降の前記キャリブレーション画像の表示を停止させる制御部とを備えることを特徴とする。
本発明の画像表示装置においても、上述したインタラクティブホワイトボード装置に係る発明と同様の効果を奏することができる。
本発明では、前記次画像が表示される際に、終了ボタンを表示する終了ボタン表示部を備え、前記制御部は、前記終了ボタンが指示されたことが前記位置検出手段により検出されると、前記次のキャリブレーション画像以降の前記キャリブレーション画像の表示を停止させることが好ましい。
本発明においても、上述したインタラクティブホワイトボード装置に係る発明と同様の効果を奏することができる。
本発明においても、上述したインタラクティブホワイトボード装置に係る発明と同様の効果を奏することができる。
本発明では、前記所定範囲を設定する範囲設定部を備えることが好ましい。
本発明においても、上述したインタラクティブホワイトボード装置に係る発明と同様の効果を奏することができる。
本発明においても、上述したインタラクティブホワイトボード装置に係る発明と同様の効果を奏することができる。
本発明のキャリブレーション方法は、上述の画像表示装置によって実行されるキャリブレーション方法であって、表示位置が異なるポイントがそれぞれ含まれる複数のキャリブレーション画像を生成し、前記画像表示手段に出力する画像生成工程と、前記キャリブレーション画像の表示領域内で指示された指示位置を検出する指示位置検出工程と、前記指示位置検出工程により既に検出された前記複数のキャリブレーション画像に含まれる各前記ポイントの指示位置に基づいて、前記次に表示される前記キャリブレーション画像である次画像に含まれるポイントに応じて指示されると推測される推測位置を算出する推測位置算出工程と、前記推測位置に対して、前記指示位置検出工程により検出された前記次画像に含まれるポイントの指示位置が所定範囲内に位置するか否かを判定する座標位置判定工程と、前記座標位置判定工程により前記所定範囲内に位置しないと判定されると、前記画像表示手段に、前記次画像の更に次の前記キャリブレーション画像を表示させ、前記座標位置判定工程により前記所定範囲内に位置すると判定されると、前記次のキャリブレーション画像以降の前記キャリブレーション画像の表示を停止させる制御工程とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、上述した画像表示装置と同様の効果を奏することができる。
本発明によれば、上述した画像表示装置と同様の効果を奏することができる。
[第1実施形態]
以下、本発明に係る第1実施形態を図面に基づいて説明する。
[インタラクティブホワイトボード装置の構成]
図1は、本実施形態におけるインタラクティブホワイトボード装置1を模式的に示す概略構成図である。
本実施形態におけるインタラクティブホワイトボード装置(以下、「IW装置」と略す場合がある)1は、図1に示すように、画像出力手段としてのPC(Personal Computer)2と、PC2から入力される画像情報に基づく入力画像を被投射面4に投射する画像表示手段または画像表示装置としてのプロジェクター3と、電子ペン5(図3参照)と、電子ペン5により指示された指示位置を検出する位置検出手段としての撮像手段32(図3参照)とを備えるものであり、上記各装置を備えたシステムとして構成される。
このIW装置1は、プロジェクター3から投射される投射画像をスクリーンやホワイトボード等の被投射面4に表示し、赤外光を出射する電子ペン5(図3参照)により被投射面4上で指示された位置を検出して、当該電子ペン5の指示位置に応じた線等を投射画像中に描画する。
以下、本発明に係る第1実施形態を図面に基づいて説明する。
[インタラクティブホワイトボード装置の構成]
図1は、本実施形態におけるインタラクティブホワイトボード装置1を模式的に示す概略構成図である。
本実施形態におけるインタラクティブホワイトボード装置(以下、「IW装置」と略す場合がある)1は、図1に示すように、画像出力手段としてのPC(Personal Computer)2と、PC2から入力される画像情報に基づく入力画像を被投射面4に投射する画像表示手段または画像表示装置としてのプロジェクター3と、電子ペン5(図3参照)と、電子ペン5により指示された指示位置を検出する位置検出手段としての撮像手段32(図3参照)とを備えるものであり、上記各装置を備えたシステムとして構成される。
このIW装置1は、プロジェクター3から投射される投射画像をスクリーンやホワイトボード等の被投射面4に表示し、赤外光を出射する電子ペン5(図3参照)により被投射面4上で指示された位置を検出して、当該電子ペン5の指示位置に応じた線等を投射画像中に描画する。
このようなIW装置1では、詳しくは後述するが、プロジェクター3は、被投射面4において画像が投射される領域(投射領域)を含む撮像領域を撮像する撮像手段32を有し、当該プロジェクター3は、当該撮像領域内で電子ペン5により擬似的に筆記した軌跡等を含む被投射面4を撮像した撮像画像を取得する。そして、プロジェクター3は、当該撮像画像を取得して、この撮像画像における赤外光の出射位置の解析を行い、当該出射位置の位置情報を電子ペン5による指示位置の位置情報としてPC2へ送信する。一方、PC2は、プレゼンテーションの資料等の画像に、当該指示位置の軌跡を示す線等を重畳した入力画像を生成し、当該入力画像の画像情報をプロジェクター3に送信する。これにより、被投射面4上で電子ペン5の軌跡を示す線が反映された投射画像が、プロジェクター3により投射される。
図2は、入力画像Pi、投射画像Po、及び撮像画像Pxの一例を示す図である。具体的に、図2(A)は、PC2で生成されてプロジェクター3に入力される入力画像Piを示す図であり、図2(B)は、被投射面4上に投射され、図1におけるA視点で観察される投射画像Poであり、図2(C)は、被投射面4上に表示され、図1におけるB視点で撮像される投射画像Poの撮像画像Pxである。
また、このようなIW装置1において、上述した処理を実行する前に、キャリブレーションと呼ばれる処理を行う必要がある。このキャリブレーションは、PC2からプロジェクター3に入力された入力画像Pi(図2(A))における座標位置と、被投射面4に投射された投射画像Po(図2(B))を撮像した撮像画像Px(図2(C))において、当該投射画像Poに対して電子ペン5が筆記した軌跡の座標位置(出射位置)とを予め一致させておく処理である。すなわち、このIW装置1は、PC2で生成され、プロジェクター3に入力される入力画像Piにおける座標と、プロジェクター3から被投射面4に投射された投射画像Poにおける座標とを位置合わせするキャリブレーション処理を実行する。
また、このようなIW装置1において、上述した処理を実行する前に、キャリブレーションと呼ばれる処理を行う必要がある。このキャリブレーションは、PC2からプロジェクター3に入力された入力画像Pi(図2(A))における座標位置と、被投射面4に投射された投射画像Po(図2(B))を撮像した撮像画像Px(図2(C))において、当該投射画像Poに対して電子ペン5が筆記した軌跡の座標位置(出射位置)とを予め一致させておく処理である。すなわち、このIW装置1は、PC2で生成され、プロジェクター3に入力される入力画像Piにおける座標と、プロジェクター3から被投射面4に投射された投射画像Poにおける座標とを位置合わせするキャリブレーション処理を実行する。
これは、電子ペン5の出射位置と、入力画像Piにおける位置とが一致していない場合に、プロジェクター3により被投射面4上で電子ペン5の軌跡を示す線が反映された画像が投射されると、投射画像Poにおいて、当該軌跡の位置が電子ペン5による指示位置からずれるためである。特に、プロジェクター3により台形歪みが補正された画像が被投射面4に投射される場合には、このようなずれが顕著となるため、キャリブレーション処理は必要となる。
なお、具体的なキャリブレーション処理についての詳細は後述する。
なお、具体的なキャリブレーション処理についての詳細は後述する。
[電子ペンの構成]
電子ペン5は、詳しい図示を省略するが、使用者の手で握られる程度の寸法を有するポインティングデバイスである。この電子ペン5は、制御部51と、赤外光を出射するLED(Light Emitting Diode)52と、当該電子ペン5の先端に当該LED52から出射される赤外光の発光状態を切り替える第1スイッチ53と、略中央に当該LED52から出射される赤外光の発光パターンを切り替える第2スイッチ54とが設けられている。このような電子ペン5は、先端を被投射面4に押圧している間、第1スイッチ53がオン状態となり、LED52が点灯するように構成されている。制御部51は、第1スイッチ53の状態に基づき、LED52の発光状態を制御する。すなわち、第1スイッチ53がオン状態では、第1スイッチ53がオン状態であることを表す所定の発光状態でLED52を発光させる。
また、第2スイッチ54が使用者により入力されると、第2スイッチ54がオン状態となる。制御部51は、第2スイッチ54がオン状態では、第2スイッチ54がオン状態であることを表す所定の発光パターンでLED52を発光させる。
電子ペン5は、詳しい図示を省略するが、使用者の手で握られる程度の寸法を有するポインティングデバイスである。この電子ペン5は、制御部51と、赤外光を出射するLED(Light Emitting Diode)52と、当該電子ペン5の先端に当該LED52から出射される赤外光の発光状態を切り替える第1スイッチ53と、略中央に当該LED52から出射される赤外光の発光パターンを切り替える第2スイッチ54とが設けられている。このような電子ペン5は、先端を被投射面4に押圧している間、第1スイッチ53がオン状態となり、LED52が点灯するように構成されている。制御部51は、第1スイッチ53の状態に基づき、LED52の発光状態を制御する。すなわち、第1スイッチ53がオン状態では、第1スイッチ53がオン状態であることを表す所定の発光状態でLED52を発光させる。
また、第2スイッチ54が使用者により入力されると、第2スイッチ54がオン状態となる。制御部51は、第2スイッチ54がオン状態では、第2スイッチ54がオン状態であることを表す所定の発光パターンでLED52を発光させる。
このため、IW装置1により実現されるインタラクティブ機能の実行時に、投射画像に線等を描画する場合には、使用者は、第1スイッチ53を入力してLED52から赤外光を出射させる。また、ポインティングデバイスとしてクリック操作及びドラッグ操作等の操作を行う場合には、使用者は、第2スイッチ54を入力してLED52から出射される赤外光の発光パターンを切り替える。
なお、第1スイッチ53及び第2スイッチ54がオフ状態の場合、制御部51は、LED52が消灯した状態を維持する。上述した第1スイッチ53及び第2スイッチ54として、圧力センサーやタクトスイッチ等の種々のデバイスを採用することができる。
なお、第1スイッチ53及び第2スイッチ54がオフ状態の場合、制御部51は、LED52が消灯した状態を維持する。上述した第1スイッチ53及び第2スイッチ54として、圧力センサーやタクトスイッチ等の種々のデバイスを採用することができる。
[プロジェクターの構成]
図3は、IW装置1を構成するPC2及びプロジェクター3の構成を示すブロック図である。
プロジェクター3は、図3に示すように、外装筐体30(図1参照)内に画像表示手段としての画像投射手段31と、位置検出手段としての撮像手段32と、記憶手段33と、画像受信手段34と、制御手段35とを備える。
画像投射手段31は、PC2から入力される入力画像の画像情報に応じた画像光を形成し、当該画像光を拡大投射して、被投射面4に投射画像を表示させる。この際、図2(A)に示す入力画像PiがPC2から入力された場合には、ポイントM1が含まれる投射画像Poが表示される。
この画像投射手段31は、光源装置311、光変調装置312、及び投射レンズ313を備える。
図3は、IW装置1を構成するPC2及びプロジェクター3の構成を示すブロック図である。
プロジェクター3は、図3に示すように、外装筐体30(図1参照)内に画像表示手段としての画像投射手段31と、位置検出手段としての撮像手段32と、記憶手段33と、画像受信手段34と、制御手段35とを備える。
画像投射手段31は、PC2から入力される入力画像の画像情報に応じた画像光を形成し、当該画像光を拡大投射して、被投射面4に投射画像を表示させる。この際、図2(A)に示す入力画像PiがPC2から入力された場合には、ポイントM1が含まれる投射画像Poが表示される。
この画像投射手段31は、光源装置311、光変調装置312、及び投射レンズ313を備える。
光源装置311は、図示を省略するが、高圧水銀ランプ等の光源ランプ及び反射鏡であるリフレクター、或いは、LED等の固体光源を備え、光変調装置312に光束を照射する。
光変調装置312は、図示を省略するが、光源装置311から出射された光束を変調して画像光を形成する液晶パネルと、入力される駆動信号に応じて液晶パネルを駆動するドライバーとを備えて構成されている。なお、光変調装置312は、液晶パネルを備える構成に限定されるものではなく、例えば、マイクロミラーを用いたデバイス等、液晶以外の構成を採用してもよい。
投射レンズ313は、光変調装置312により形成された画像光を被投射面4の投射領域内に拡大投射するものであり、これにより、被投射面4上に投射画像が表示される。
光変調装置312は、図示を省略するが、光源装置311から出射された光束を変調して画像光を形成する液晶パネルと、入力される駆動信号に応じて液晶パネルを駆動するドライバーとを備えて構成されている。なお、光変調装置312は、液晶パネルを備える構成に限定されるものではなく、例えば、マイクロミラーを用いたデバイス等、液晶以外の構成を採用してもよい。
投射レンズ313は、光変調装置312により形成された画像光を被投射面4の投射領域内に拡大投射するものであり、これにより、被投射面4上に投射画像が表示される。
撮像手段32は、電子ペン5から投射画像Poに対して出射された赤外光の出射位置を検出可能なカメラ(撮像装置)であり、CCD(Charge Coupled Device)により構成することができる他、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)デバイス等、他の撮像素子を備えたデバイスでも構成することができる。
この撮像手段32は、特に図示を省略したが、外装筐体30の前面側(投射方向の前面側)に設けられ、この撮像手段32の撮像領域は、投射レンズ313による画像の投射領域(表示領域)を含むように設定されている。
この撮像手段32は、特に図示を省略したが、外装筐体30の前面側(投射方向の前面側)に設けられ、この撮像手段32の撮像領域は、投射レンズ313による画像の投射領域(表示領域)を含むように設定されている。
具体的に、このような撮像手段32は、台形補正がされ図2(B)に示すような投射画像Poに対して、電子ペン5から出射される赤外光により、例えばポイントM1が指示されると、B視点から図2(C)に示す撮像画像Pxを撮像する。
そして、この撮像手段32は、撮像画像Pxにおける指示されたポイントM1(後述する図6において指示ポイントを×印で図示)の座標位置(指示位置)を検出し、位置検出データをPC2に送信する。
そして、この撮像手段32は、撮像画像Pxにおける指示されたポイントM1(後述する図6において指示ポイントを×印で図示)の座標位置(指示位置)を検出し、位置検出データをPC2に送信する。
記憶手段33は、制御手段35によりプロジェクター3全体を制御するために必要な各種プログラム及びデータを記憶する。
画像受信手段34は、PC2から受信された画像情報(画像信号及びパケット等を含む)を制御手段35に出力する。このような画像情報として、例えば、後述するPC2の画像生成部211で生成されたポイントMを含むキャリブレーション画像である入力画像Piが含まれる。
画像受信手段34は、PC2から受信された画像情報(画像信号及びパケット等を含む)を制御手段35に出力する。このような画像情報として、例えば、後述するPC2の画像生成部211で生成されたポイントMを含むキャリブレーション画像である入力画像Piが含まれる。
制御手段35は、CPU(Central Processing Unit)及び映像処理プロセッサー等を備え、記憶手段33に記憶されたプログラムを実行して、プロジェクター3全体を制御する。この制御手段35は、前記映像処理プロセッサーにより構成される画像処理部351、フレームメモリー352、及び駆動制御部353を備えている。
画像処理部351は、画像受信手段34から入力される画像情報に応じた画像をフレームメモリー352上に展開する。
フレームメモリー352は、光変調装置312により形成される1画面分の画像(フレーム)を複数記憶可能に構成されている。このようなフレームメモリー352には、前述のように、例えば、画像処理部351による入力画像Piが展開される。
駆動制御部353は、フレームメモリー352に書き込まれた入力画像の画像データに基づいて、光変調装置312を駆動するための駆動信号を光変調装置312に出力する。このほか、駆動制御部353は、光源装置311の点消灯及び発光光量を制御する制御信号を出力する。
フレームメモリー352は、光変調装置312により形成される1画面分の画像(フレーム)を複数記憶可能に構成されている。このようなフレームメモリー352には、前述のように、例えば、画像処理部351による入力画像Piが展開される。
駆動制御部353は、フレームメモリー352に書き込まれた入力画像の画像データに基づいて、光変調装置312を駆動するための駆動信号を光変調装置312に出力する。このほか、駆動制御部353は、光源装置311の点消灯及び発光光量を制御する制御信号を出力する。
[PCの構成]
図4は、IW装置1を構成するPC2の構成を示すブロック図である。
PC2は、プロジェクター3に投射させる画像を生成し、当該画像に応じた画像情報を送信する。このPC2は、図4に示すように、操作手段20と、制御手段21と、記憶手段22とを備える。
このうち、操作手段20は、キーボードと、マウス等のポインティングデバイスとを備え、当該操作手段20は、これらに対する入力操作に応じた操作信号を、制御手段21に出力する。
図4は、IW装置1を構成するPC2の構成を示すブロック図である。
PC2は、プロジェクター3に投射させる画像を生成し、当該画像に応じた画像情報を送信する。このPC2は、図4に示すように、操作手段20と、制御手段21と、記憶手段22とを備える。
このうち、操作手段20は、キーボードと、マウス等のポインティングデバイスとを備え、当該操作手段20は、これらに対する入力操作に応じた操作信号を、制御手段21に出力する。
記憶手段22は、制御手段21での処理に必要な各種プログラム及びデータを記憶する。このようなプログラムとして、詳しくは後述するが、例えば、制御手段21にて実行され、図2(A)に示すポイントM1を含むキャリブレーション画像である入力画像Piを生成するための画像生成プログラムや、後述する推測位置算出部214に推測ポイントNの座標位置(推測位置)を算出させる処理を実行させるための推測位置算出プログラム等が挙げられる。
また、記憶手段22には、当該データとして、キャリブレーション画像のテンプレートや、当該キャリブレーション画像に含まれるポイントMの設定位置データ等が予め記憶されている。
この他、記憶手段22には、プロジェクター3から入力される位置検出データ(指示されたポイントMの位置検出データ)、後述する推測位置算出部214で算出された推測ポイントNの座標位置データ(推測位置データ)、及び、後述する座標位置判定部215で参照される赤外光の出射位置の座標位置(指示位置)と推測ポイントNの座標位置(推測位置)とのずれ量の上限値等が記憶される。
ここで、ずれ量の上限値は、後述する操作手段20を用いて、適宜、IW装置1の使用状況に応じて所望の値を入力することで、後述する範囲設定部217により設定されるものである。
この他、記憶手段22には、プロジェクター3から入力される位置検出データ(指示されたポイントMの位置検出データ)、後述する推測位置算出部214で算出された推測ポイントNの座標位置データ(推測位置データ)、及び、後述する座標位置判定部215で参照される赤外光の出射位置の座標位置(指示位置)と推測ポイントNの座標位置(推測位置)とのずれ量の上限値等が記憶される。
ここで、ずれ量の上限値は、後述する操作手段20を用いて、適宜、IW装置1の使用状況に応じて所望の値を入力することで、後述する範囲設定部217により設定されるものである。
制御手段21は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等を備えて構成され、記憶手段22に記憶された後述するプログラムを実行する。すなわち、制御手段21は、記憶手段22に記憶されたプログラム及びデータを処理することにより、各種機能を実現する。このような制御手段21は、前述のキャリブレーションを実行する際には、当該プログラムを処理することにより、図4に示すように、画像生成部211と、画像送信部212と、位置情報取得部213と、推測位置算出部214と、座標位置判定部215と、制御部としての実行部216と、範囲設定部217とを機能として実現する。
図5は、PC2で生成される入力画像Piの一例を示す図である。
画像生成部211は、操作手段20からキャリブレーション処理を実行する操作がされると、記憶手段22から画像生成プログラム、ポイントM(M1〜M9)の設定位置データ等を読み出して、キャリブレーション画像を生成する。このキャリブレーション画像は、図5に示すように、ポイントM1〜M9のうちの1つが含まれる。これらポイントM1〜M9は、ポイントM1から順にキャリブレーション画像に設定され、本実施形態ではポイントM1〜M9がそれぞれ個別に含まれる最大9つのキャリブレーション画像が生成される。
画像送信部212は、画像生成部211により生成されたキャリブレーション画像を、プロジェクター3に送信する。
位置情報取得部213は、画像送信部212によるキャリブレーション画像の送信後、プロジェクター3から受信される指示位置の位置情報(電子ペン5により指示された位置を示す位置検出データ)を取得する。そして、位置情報取得部213は、当該位置情報を、記憶手段22に記憶させる。
画像生成部211は、操作手段20からキャリブレーション処理を実行する操作がされると、記憶手段22から画像生成プログラム、ポイントM(M1〜M9)の設定位置データ等を読み出して、キャリブレーション画像を生成する。このキャリブレーション画像は、図5に示すように、ポイントM1〜M9のうちの1つが含まれる。これらポイントM1〜M9は、ポイントM1から順にキャリブレーション画像に設定され、本実施形態ではポイントM1〜M9がそれぞれ個別に含まれる最大9つのキャリブレーション画像が生成される。
画像送信部212は、画像生成部211により生成されたキャリブレーション画像を、プロジェクター3に送信する。
位置情報取得部213は、画像送信部212によるキャリブレーション画像の送信後、プロジェクター3から受信される指示位置の位置情報(電子ペン5により指示された位置を示す位置検出データ)を取得する。そして、位置情報取得部213は、当該位置情報を、記憶手段22に記憶させる。
ここで、図6及び図7は、IW装置1においてキャリブレーションを実行する様子を示す図であり、推測位置算出部214及び座標位置判定部215についての機能を図6及び図7を参照しながら説明する。
図6(A)〜(C)に示すように、PC2の画像生成部211により生成されたポイントM1が含まれるキャリブレーション画像CP1(図6(A)参照)をプロジェクター3の画像投射手段31が投射画像PP1(図6(B)参照)として被投射面4上に表示する。そして、図6(C)のように、使用者によって操作される電子ペン5により表示されたポイントM1が指示されると、撮像手段32は、電子ペン5から出射される赤外光を検出して、投射画像PP1を撮像する(図6(D)参照)。
さらに、図6(E)〜(G)に示すように、図6(A)〜(C)と同様に、PC2の画像生成部211により生成されたポイントM1とは異なる位置にポイントM2が含まれるキャリブレーション画像CP2(図6(E)参照)をプロジェクター3の画像投射手段31が投射画像PP2(図6(F)参照)として被投射面4上に表示する。そして、図6(G)のように、使用者によって操作される電子ペン5により表示されたポイントM2が指示されると、撮像手段32は、電子ペン5から出射される赤外光を検出して、投射画像PP2を撮像する(図6(H)参照)。
図6(A)〜(C)に示すように、PC2の画像生成部211により生成されたポイントM1が含まれるキャリブレーション画像CP1(図6(A)参照)をプロジェクター3の画像投射手段31が投射画像PP1(図6(B)参照)として被投射面4上に表示する。そして、図6(C)のように、使用者によって操作される電子ペン5により表示されたポイントM1が指示されると、撮像手段32は、電子ペン5から出射される赤外光を検出して、投射画像PP1を撮像する(図6(D)参照)。
さらに、図6(E)〜(G)に示すように、図6(A)〜(C)と同様に、PC2の画像生成部211により生成されたポイントM1とは異なる位置にポイントM2が含まれるキャリブレーション画像CP2(図6(E)参照)をプロジェクター3の画像投射手段31が投射画像PP2(図6(F)参照)として被投射面4上に表示する。そして、図6(G)のように、使用者によって操作される電子ペン5により表示されたポイントM2が指示されると、撮像手段32は、電子ペン5から出射される赤外光を検出して、投射画像PP2を撮像する(図6(H)参照)。
推測位置算出部214は、撮像手段32から送信された投射画像PP1,PP2の撮像画像SP1,SP2に含まれる赤外光の出射位置を示す位置検出データをポイントM1,M2の指示位置の位置検出データとして記憶手段22から読み出す。そして、推測位置算出部214は、これらの位置検出データ、及びキャリブレーション画像CP1,CP2におけるポイントM1,M2の座標位置に基づいて、次に表示されるポイントM3の推測される指示位置(推測位置)を推測して、推測ポイントN(図7(K)中に破線で図示)の座標位置を算出する。
図7(I),(L),(M)に示すように、PC2の画像生成部211により生成されたポイントM1,M2を結ぶ直線上にないポイントM3が含まれるキャリブレーション画像CP3(図7(I)参照)をプロジェクター3の画像投射手段31が投射画像PP3(図7(L)参照)として被投射面4上に表示する。そして、図7(M)のように、使用者によって操作される電子ペン5により表示されたポイントM3が指示されると、撮像手段32は、電子ペン5から出射される赤外光を検出して、投射画像PP3を撮像する(図7(N)参照)。
座標位置判定部215は、図7(O)に示すように、推測位置算出部214で算出した推測ポイントNの座標位置(破線で図示)と、ポイントM3に応じた指示位置の位置検出データに対応する位置(×印で図示)とを比較する。そして、座標位置判定部215は、記憶手段22に記憶されたずれ量の上限値を参照して、当該ずれ量の上限値より大きいか否かの判定結果を画像生成部211へ入力する。
座標位置判定部215は、図7(O)に示すように、推測位置算出部214で算出した推測ポイントNの座標位置(破線で図示)と、ポイントM3に応じた指示位置の位置検出データに対応する位置(×印で図示)とを比較する。そして、座標位置判定部215は、記憶手段22に記憶されたずれ量の上限値を参照して、当該ずれ量の上限値より大きいか否かの判定結果を画像生成部211へ入力する。
実行部216は、座標位置判定部215による比較結果(判定結果)に基づいて、以降のキャリブレーション画像の表示が不要であると判定された場合に、プロジェクター3による前記以降のキャリブレーション画像の表示を停止させる。そして、この実行部216は、既に検出された各指示位置の位置検出データ、及び、ポイントMの設定位置データに基づいて、前述のキャリブレーションを行う。例えば、実行部216は、各位置検出データに応じた座標を、各設定位置データに応じた座標に変換する係数を算出する。一方、実行部216は、座標位置判定部215による比較結果(判定結果)に基づいて、以降のキャリブレーション画像の表示が必要であると判定された場合に、プロジェクター3による前記以降のキャリブレーション画像の表示を続行させる。
範囲設定部217は、操作手段20により入力された数値に基づいて、ずれ量の閾値を設定し、当該閾値を記憶手段22に記憶させる。
範囲設定部217は、操作手段20により入力された数値に基づいて、ずれ量の閾値を設定し、当該閾値を記憶手段22に記憶させる。
[IW装置のキャリブレーション実行処理]
次に、IW装置1のキャリブレーション実行処理について、図8に示すフローチャートを参照して説明する。
本実施形態のIW装置1では、前述のように、インタラクティブ機能を実行する前に、PC2は、キャリブレーション実行処理を行う必要がある。このキャリブレーション実行処理は、使用者による操作手段20に対する所定の操作が行われた場合に、PC2の制御手段21が、記憶手段22に記憶されたキャリブレーション実行プログラムを読み出して処理し、IW装置1の各構成を用いて行われる。
このキャリブレーション実行処理では、図8に示すように、まず、画像生成部211が、ポイントM1が含まれるキャリブレーション画像CP1(図6(A)参照)を生成し、画像送信部212が当該画像CP1を送信する(ステップS1:画像生成工程)。
次に、IW装置1のキャリブレーション実行処理について、図8に示すフローチャートを参照して説明する。
本実施形態のIW装置1では、前述のように、インタラクティブ機能を実行する前に、PC2は、キャリブレーション実行処理を行う必要がある。このキャリブレーション実行処理は、使用者による操作手段20に対する所定の操作が行われた場合に、PC2の制御手段21が、記憶手段22に記憶されたキャリブレーション実行プログラムを読み出して処理し、IW装置1の各構成を用いて行われる。
このキャリブレーション実行処理では、図8に示すように、まず、画像生成部211が、ポイントM1が含まれるキャリブレーション画像CP1(図6(A)参照)を生成し、画像送信部212が当該画像CP1を送信する(ステップS1:画像生成工程)。
次に、プロジェクター3の画像投射手段31が、入力画像としてのキャリブレーション画像CP1を投射画像PP1(図6(B)参照)として被投射面4上に表示する(ステップS2:画像生成工程)。
そして、図6(C)のように、使用者によって操作される電子ペン5により表示されたポイントM1が指示されると、撮像手段32は、電子ペン5から出射される赤外光を検出して、投射画像PP1を撮像する(図6(D)参照)。そして、撮像手段32は、この投射画像PP1の撮像画像SP1に含まれる赤外光の出射位置を検出し、当該出射位置を示す位置検出データを、指示位置の位置検出データとしてPC2に送信する(ステップS3:指示位置検出工程)。
この位置検出データは、前述のように、位置情報取得部213により、記憶手段22に記憶される。
そして、図6(C)のように、使用者によって操作される電子ペン5により表示されたポイントM1が指示されると、撮像手段32は、電子ペン5から出射される赤外光を検出して、投射画像PP1を撮像する(図6(D)参照)。そして、撮像手段32は、この投射画像PP1の撮像画像SP1に含まれる赤外光の出射位置を検出し、当該出射位置を示す位置検出データを、指示位置の位置検出データとしてPC2に送信する(ステップS3:指示位置検出工程)。
この位置検出データは、前述のように、位置情報取得部213により、記憶手段22に記憶される。
次に、画像生成部211は、ポイントM1とは異なる位置に設定されるポイントM2が含まれるキャリブレーション画像CP2(図6(E)参照)を生成し、画像送信部212が当該画像CP2を送信する(ステップS4:画像生成工程)
そして、プロジェクター3は、画像投射手段31により被投射面4に当該キャリブレーション画像CP2に応じた投射画像PP2(図6(F)参照)を表示する(ステップS5:画像生成工程)。
次に、図6(G)に示すように、電子ペン5により投射画像PP2に含まれるポイントM2が指示されると、前述のように、撮像手段32が、赤外光を検出して、投射画像PP2を撮像した撮像画像SP2を取得する。そして、前述の場合と同様に、撮像手段32は、撮像画像SP2における赤外光の出射位置を示す位置検出データを、ポイントM2に応じた指示位置の位置検出データとして、PC2に送信する(ステップS6:指示位置検出工程)。
そして、プロジェクター3は、画像投射手段31により被投射面4に当該キャリブレーション画像CP2に応じた投射画像PP2(図6(F)参照)を表示する(ステップS5:画像生成工程)。
次に、図6(G)に示すように、電子ペン5により投射画像PP2に含まれるポイントM2が指示されると、前述のように、撮像手段32が、赤外光を検出して、投射画像PP2を撮像した撮像画像SP2を取得する。そして、前述の場合と同様に、撮像手段32は、撮像画像SP2における赤外光の出射位置を示す位置検出データを、ポイントM2に応じた指示位置の位置検出データとして、PC2に送信する(ステップS6:指示位置検出工程)。
次に、推測位置算出部214は、ポイントM1,M2に応じた指示位置の位置検出データを記憶手段22から読み出して、これらのポイントM1,M2に基づいて、次に表示される3点目のポイントM3の推測される指示位置(推測ポイントNの座標位置)(図7(K)参照)を算出する(ステップS7:推測位置算出工程)。
そして、画像生成部211は、ポイントM1,M2を結ぶ直線上にないポイントM3が含まれるキャリブレーション画像CP3(図7(I)参照)を生成する(ステップS8:画像生成工程)。
そして、画像生成部211は、ポイントM1,M2を結ぶ直線上にないポイントM3が含まれるキャリブレーション画像CP3(図7(I)参照)を生成する(ステップS8:画像生成工程)。
また、プロジェクター3は、ステップS8で生成されたキャリブレーション画像CP3を画像投射手段31により被投射面4に投射画像PP3(図7(L)参照)として表示させる(ステップS9:画像生成工程)。
次に、前述の場合と同様に、電子ペン5によりポイントM3が指示される(図7(M)参照)と、撮像手段32は、赤外光を検出して、投射画像Poを撮像した撮像画像SP3を取得する(図7(N)参照)。そして、撮像手段32は、当該撮像画像SP3における赤外光の出射位置の位置検出データを、指示位置の位置検出データとして、PC2に送信する(ステップS10:指示位置検出工程)。
次に、前述の場合と同様に、電子ペン5によりポイントM3が指示される(図7(M)参照)と、撮像手段32は、赤外光を検出して、投射画像Poを撮像した撮像画像SP3を取得する(図7(N)参照)。そして、撮像手段32は、当該撮像画像SP3における赤外光の出射位置の位置検出データを、指示位置の位置検出データとして、PC2に送信する(ステップS10:指示位置検出工程)。
この後、座標位置判定部215は、ポイントM3に応じた指示位置の位置検出データに対応する位置と、ステップS9で算出された推測ポイントN3の推測位置とを比較する(図7(O)参照、ステップS11)。そして、座標位置判定部215は、比較した際のずれ量が前述の閾値以上であるか、閾値未満であるかを判定することにより、次の表示順のポイントM(この時点では4点目のポイントM4)を含むキャリブレーション画像が必要か否かを判定する(ステップS12:座標位置判定工程)。
具体的に、このステップS12では、両者のずれ量が閾値未満である場合には、ポイントM4は不要であると判定されて、実行部216が、プロジェクター3によるポイントM4を含むキャリブレーション画像の表示を停止させて、指示されたポイントM1〜M3に基づいてキャリブレーションを実行する(ステップS13:制御工程)。このステップS13の後、キャリブレーション実行処理は、終了する。
具体的に、このステップS12では、両者のずれ量が閾値未満である場合には、ポイントM4は不要であると判定されて、実行部216が、プロジェクター3によるポイントM4を含むキャリブレーション画像の表示を停止させて、指示されたポイントM1〜M3に基づいてキャリブレーションを実行する(ステップS13:制御工程)。このステップS13の後、キャリブレーション実行処理は、終了する。
一方、ステップS12の判定処理にて、両者のずれ量が閾値以上であると判定された場合には、ポイントM4が必要であると判定し、処理をステップS7に移行する。これにより、既に検出された指示位置に基づいて、推測位置算出部214により、次の表示順のポイントMの予想される指示位置(推測ポイントNの位置)が算出される。そして、次の表示順のポイントM4が含まれるキャリブレーション画像が、画像生成部211により新たに生成され、プロジェクター3により、当該キャリブレーション画像の表示、及び、指示位置の検出が行われる。このように、ずれ量が閾値未満となるまでステップS7〜S12が繰り返される。
そして、ステップS12の判定処理にて、ずれ量が閾値未満であると判定された場合には、処理がステップS13に移行され、実行部216が、検出されたポイントMに応じた指示位置に基づいて、キャリブレーションを実行する(ステップS13:制御工程)。
以上により、キャリブレーション実行処理が終了する。
そして、ステップS12の判定処理にて、ずれ量が閾値未満であると判定された場合には、処理がステップS13に移行され、実行部216が、検出されたポイントMに応じた指示位置に基づいて、キャリブレーションを実行する(ステップS13:制御工程)。
以上により、キャリブレーション実行処理が終了する。
上述した第1実施形態のIW装置1によれば、以下の効果がある。
本実施形態によれば、表示されたポイントM1,M2が、電子ペン5によりそれぞれ指示されると、撮像手段32は、当該赤外光の出射位置に基づいて、当該各ポイントM1,M2に応じた指示位置を検出すると、推測位置算出部214は、検出された指示位置に基づいて、次の表示順のポイントM3が指示されると推測される推測ポイントNの推測位置を算出する。そして、座標位置判定部215は、当該推測ポイントNの座標位置(推測位置)と、撮像手段32により検出されたポイントM3の指示位置とを比較して、これらのずれ量が所定の閾値以上であるか否かを判定する。当該ずれ量が所定の閾値以上である場合には、更にポイント(ポイントM4)が含まれるキャリブレーション画像を生成し、閾値未満である場合には、当該キャリブレーション画像の表示を中止し、既に検出された指示位置に基づいてキャリブレーションを実行する。
本実施形態によれば、表示されたポイントM1,M2が、電子ペン5によりそれぞれ指示されると、撮像手段32は、当該赤外光の出射位置に基づいて、当該各ポイントM1,M2に応じた指示位置を検出すると、推測位置算出部214は、検出された指示位置に基づいて、次の表示順のポイントM3が指示されると推測される推測ポイントNの推測位置を算出する。そして、座標位置判定部215は、当該推測ポイントNの座標位置(推測位置)と、撮像手段32により検出されたポイントM3の指示位置とを比較して、これらのずれ量が所定の閾値以上であるか否かを判定する。当該ずれ量が所定の閾値以上である場合には、更にポイント(ポイントM4)が含まれるキャリブレーション画像を生成し、閾値未満である場合には、当該キャリブレーション画像の表示を中止し、既に検出された指示位置に基づいてキャリブレーションを実行する。
これによれば、表示順で3点目のポイントM3が含まれるキャリブレーション画像CP3を表示した際、ポイントM3に応じた指示位置と、当該ポイントM3の位置に基づいて算出される推測ポイントNの推測位置とが所定の閾値の範囲内にあれば、これら1〜3点目のポイントM1〜M3の指示位置に基づいてキャリブレーションを適切に行うことができる。このため、当該3点目のポイントM3が含まれるキャリブレーション画像CP3の表示までで、画像表示を終了でき、4点目のポイントM4が含まれるキャリブレーション画像を表示しなくて済むので、使用者によるポイントの指示操作数を削減できる。従って、上述した従来の5つの点を用いてキャリブレーションを実行する場合に比べ、キャリブレーションの処理時間を短縮できる。
ここで、位置検出される指示位置と、算出される推測ポイントNの推測位置とのずれ量が、使用環境によっては、使用状況に支障が無い場合がある。すなわち、閾値として設定される上限値が大きい場合でも問題がない場合がある。
そこで、本実施形態では、範囲設定部217により、使用環境、または用途に応じて、当該閾値を適宜設定できる。従って、例えば、指示位置と推測ポイントNの推測位置とのずれ量が大きくなっている場合でも、必要最小限のポイントMの表示のみでキャリブレーションの処理を実行することができるので、使用者によるポイントMの指示操作数を削減できる。
そこで、本実施形態では、範囲設定部217により、使用環境、または用途に応じて、当該閾値を適宜設定できる。従って、例えば、指示位置と推測ポイントNの推測位置とのずれ量が大きくなっている場合でも、必要最小限のポイントMの表示のみでキャリブレーションの処理を実行することができるので、使用者によるポイントMの指示操作数を削減できる。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
本実施形態のIW装置は、上述したIW装置1と同様の構成を備えるが、前記IW装置1では、例えば、ポイントM3に応じた指示位置と推測ポイントNの推測位置とのずれ量に基づいて、座標位置判定部215が次の表示順のポイントM4を含むキャリブレーション画像の表示を必要とするか否かを判定していた。これに対し、本実施形態のIW装置では、ポイントM3以降の表示順のポイントMを含むキャリブレーション画像中に、終了ボタンを表示し、使用者が次のポイントMを含むキャリブレーション画像の表示が不要と判断して終了ボタンが指示されると、既に検出された指示位置、及び、推測ポイントの推測位置に基づいてキャリブレーションを実行し、当該キャリブレーション画像の表示を行わない点で相違する。
なお、以下の説明では、前記第1実施形態と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
本実施形態のIW装置は、上述したIW装置1と同様の構成を備えるが、前記IW装置1では、例えば、ポイントM3に応じた指示位置と推測ポイントNの推測位置とのずれ量に基づいて、座標位置判定部215が次の表示順のポイントM4を含むキャリブレーション画像の表示を必要とするか否かを判定していた。これに対し、本実施形態のIW装置では、ポイントM3以降の表示順のポイントMを含むキャリブレーション画像中に、終了ボタンを表示し、使用者が次のポイントMを含むキャリブレーション画像の表示が不要と判断して終了ボタンが指示されると、既に検出された指示位置、及び、推測ポイントの推測位置に基づいてキャリブレーションを実行し、当該キャリブレーション画像の表示を行わない点で相違する。
なお、以下の説明では、前記第1実施形態と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
図9は、本実施形態におけるIW装置1Aを示すブロック図であり、図9では、プロジェクター3の構成が前記第1実施形態と同一であるため、プロジェクター3の詳細な構成図を省略する。図10は、3点のポイントM1〜M3が表示された状態において、終了ボタンBが被投射面4に表示された状態を示す図である。
本実施形態に係るIW装置1Aは、図9に示すように、PC2に代えてPC2Aを備えるほかは、前述のIW装置1と同様の構成を備える。また、PC2Aは、制御手段21の構成に加えて新たに終了ボタン表示部218を機能的に有するほかは、PC2と同様の構成を有する。
この終了ボタン表示部218は、前述のポイントM3〜M9が含まれるキャリブレーション画像が画像生成部211により生成されると、図10に示すように、当該各画像に終了ボタンBを合成する。
本実施形態に係るIW装置1Aは、図9に示すように、PC2に代えてPC2Aを備えるほかは、前述のIW装置1と同様の構成を備える。また、PC2Aは、制御手段21の構成に加えて新たに終了ボタン表示部218を機能的に有するほかは、PC2と同様の構成を有する。
この終了ボタン表示部218は、前述のポイントM3〜M9が含まれるキャリブレーション画像が画像生成部211により生成されると、図10に示すように、当該各画像に終了ボタンBを合成する。
本実施形態における画像生成部211は、ポイントMの表示順において3点目以降のポイントMが含まれるキャリブレーション画像に、推測位置算出部214により算出された推測ポイントNを合成する。このようなキャリブレーション画像の画像情報が受信されるプロジェクター3により、図10に示すように、推測ポイントN、ポイントM(図10の例ではポイントM3)、及び終了ボタンBが含まれるキャリブレーション画像が、投射画像Poとして表示させる。
そして、使用者は、電子ペン5を用いて終了ボタンBを指示すると、撮像手段32により指示位置が検出され、終了ボタンBが指示されたことが検出される。これにより、ポイントM4が含まれるキャリブレーション画像の生成及び表示が行われずに、PC2Aの実行部216がキャリブレーションを実行する。
そして、使用者は、電子ペン5を用いて終了ボタンBを指示すると、撮像手段32により指示位置が検出され、終了ボタンBが指示されたことが検出される。これにより、ポイントM4が含まれるキャリブレーション画像の生成及び表示が行われずに、PC2Aの実行部216がキャリブレーションを実行する。
図11は、本実施形態のIW装置1Aのキャリブレーション実行処理を示すフローチャートである。
以下の説明では、前記第1実施形態と同一の処理については、説明を省略する。
本実施形態におけるキャリブレーション実行処理では、図11に示すように、前述のステップS1〜S6を順次実行する。
ステップS6の後、推測位置算出部214が、ポイントM1,M2に応じた指示位置の位置検出データに基づいて、次に表示される3点目のポイントM3の推測される指示位置(推測ポイントNの座標位置)を算出する(ステップS7:推測位置算出工程)。
この後、画像生成部211は、ポイントM3と、推測位置算出部214により算出された推測ポイントNの位置を示す表示と、及び、終了ボタン表示部218で生成された終了ボタンBとが含まれるキャリブレーション画像を生成する(ステップS21:画像生成工程)。
そして、プロジェクター3は、ステップS21で生成されたキャリブレーション画像の画像情報を受信して、当該キャリブレーション画像を投射画像Poとして表示させる(ステップS22:画像生成工程)。
このキャリブレーション画像が表示されると、使用者により、ポイントM3の位置と、推測ポイントNを示す表示の位置との比較が行われる。そして、使用者が、これらの位置の差が所定範囲内であると判断されると、当該キャリブレーション画像に含まれる終了ボタンBが指示されることになり、また、所定範囲外であると、ポイントM3が指示されることとなる。このため、ポイントM3の位置と終了ボタンBの位置とは、これらの指示位置が明確に区別できるように、十分に離れて設定される。
以下の説明では、前記第1実施形態と同一の処理については、説明を省略する。
本実施形態におけるキャリブレーション実行処理では、図11に示すように、前述のステップS1〜S6を順次実行する。
ステップS6の後、推測位置算出部214が、ポイントM1,M2に応じた指示位置の位置検出データに基づいて、次に表示される3点目のポイントM3の推測される指示位置(推測ポイントNの座標位置)を算出する(ステップS7:推測位置算出工程)。
この後、画像生成部211は、ポイントM3と、推測位置算出部214により算出された推測ポイントNの位置を示す表示と、及び、終了ボタン表示部218で生成された終了ボタンBとが含まれるキャリブレーション画像を生成する(ステップS21:画像生成工程)。
そして、プロジェクター3は、ステップS21で生成されたキャリブレーション画像の画像情報を受信して、当該キャリブレーション画像を投射画像Poとして表示させる(ステップS22:画像生成工程)。
このキャリブレーション画像が表示されると、使用者により、ポイントM3の位置と、推測ポイントNを示す表示の位置との比較が行われる。そして、使用者が、これらの位置の差が所定範囲内であると判断されると、当該キャリブレーション画像に含まれる終了ボタンBが指示されることになり、また、所定範囲外であると、ポイントM3が指示されることとなる。このため、ポイントM3の位置と終了ボタンBの位置とは、これらの指示位置が明確に区別できるように、十分に離れて設定される。
次に、投射画像が電子ペン5により指示されると、撮像手段32は、電子ペン5からの赤外光の検出に応じて投射画像を撮像し、この撮像画像に基づいて、ポイントM3に応じた指示位置(当該赤外光の出射位置)を検出する。そして、当該指示位置を示す位置検出データをPC2Aに送信する(ステップS23:指示位置検出工程)。
PC2Aでは、取得された位置検出データに基づいて、終了ボタンBが指示されたか否かが判定され(ステップS24)、指示されたと判定された場合には、実行部216が、検出されたポイントMに応じた指示位置に基づいて、キャリブレーションを実行する(ステップS13:制御工程)。これにより、キャリブレーション実行処理が終了する。
また、終了ボタンBは指示されていないと判定された場合には、前記第1実施形態のステップS11と同様の処理を行い、座標位置判定部215は、比較した際のずれ量が閾値以上であるか、閾値未満であるかを判定する(ステップS12:座標位置判定工程)。
また、終了ボタンBは指示されていないと判定された場合には、前記第1実施形態のステップS11と同様の処理を行い、座標位置判定部215は、比較した際のずれ量が閾値以上であるか、閾値未満であるかを判定する(ステップS12:座標位置判定工程)。
このステップS12の判定処理(座標位置判定工程)にて、ずれ量が閾値以上であると判定された場合には、ポイントM4が必要であると判定し、処理をステップS7に移行する。これにより、既に検出された指示位置に基づいて、推測位置算出部214により、次の表示順のポイントMの予想される指示位置(推測ポイントNの位置)が算出される(ステップS7:推測位置算出工程)。そして、次の表示順のポイントM、推測ポイントNを示す表示、及び、終了ボタンBが含まれるキャリブレーション画像が、画像生成部211により新たに生成され、プロジェクター3により、当該キャリブレーション画像の表示(S21,S22:画像生成工程)、及び、指示位置の検出が行われる(S23:指示位置検出工程)。このように、ずれ量が閾値未満となるまでステップS7、S21〜S24、S11、S12が繰り返される。
一方、ステップS12の判定処理にて、ずれ量が閾値未満であると判定された場合には、処理がステップS13に移行され、実行部216が、検出されたポイントMに応じた指示位置に基づいて、キャリブレーションを実行する(ステップS13:制御工程)。これにより、キャリブレーション実行処理が終了する。
一方、ステップS12の判定処理にて、ずれ量が閾値未満であると判定された場合には、処理がステップS13に移行され、実行部216が、検出されたポイントMに応じた指示位置に基づいて、キャリブレーションを実行する(ステップS13:制御工程)。これにより、キャリブレーション実行処理が終了する。
上述した第2実施形態のIW装置1Aによれば、前述のIW装置1と同様の効果を奏することができるほか、以下の効果がある。
本実施形態では、3点目のポイントM3が表示される際に、キャリブレーション画像の表示領域内に終了ボタンBが表示される。これによれば、使用者は、必要に応じて(例えば、推測ポイントNの推測位置が表示される場合で、3点目のポイントM3の位置と、当該3点目に対応する推測位置とが所定範囲内にあることが目視される場合等)終了ボタンBを押下することで、3点目を含んだキャリブレーション画像の表示のみで処理を終了させることができ、使用者によるポイントMの指示操作数をより削減できる。従って、キャリブレーションの処理時間を一層短縮することができる。
本実施形態では、3点目のポイントM3が表示される際に、キャリブレーション画像の表示領域内に終了ボタンBが表示される。これによれば、使用者は、必要に応じて(例えば、推測ポイントNの推測位置が表示される場合で、3点目のポイントM3の位置と、当該3点目に対応する推測位置とが所定範囲内にあることが目視される場合等)終了ボタンBを押下することで、3点目を含んだキャリブレーション画像の表示のみで処理を終了させることができ、使用者によるポイントMの指示操作数をより削減できる。従って、キャリブレーションの処理時間を一層短縮することができる。
[実施形態の変形]
なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
前記各実施形態では、画像表示手段または画像表示装置としてプロジェクターを例示したが、本発明はこれに限らない。すなわち、画像出力手段と、画像表示手段または画像表示装置と、当該画像表示手段または画像表示装置により表示された画像における電子ペン等による指示位置を検出する位置検出手段とを備えた装置であればよい。この場合、画像出力手段としては、前述のPCに限らず、他の画像出力手段でもよく、画像表示手段または画像表示装置もプロジェクターに限らず各種ディスプレイを採用することもできる。更に、位置検出手段も、撮像素子を有する撮像装置に限らず、表示画像における指示位置を検出可能であれば、他の構成を有する装置でもよい。同様に、電子ペンも指示位置を赤外光の出射により示す構成に限らず、他の構成でもよい。また、各種ディスプレイを採用した画像表示手段に位置検出手段を設けて、画像表示手段により表示された画像に対して指示された指示位置を位置検出手段により検出させてもよい。
なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
前記各実施形態では、画像表示手段または画像表示装置としてプロジェクターを例示したが、本発明はこれに限らない。すなわち、画像出力手段と、画像表示手段または画像表示装置と、当該画像表示手段または画像表示装置により表示された画像における電子ペン等による指示位置を検出する位置検出手段とを備えた装置であればよい。この場合、画像出力手段としては、前述のPCに限らず、他の画像出力手段でもよく、画像表示手段または画像表示装置もプロジェクターに限らず各種ディスプレイを採用することもできる。更に、位置検出手段も、撮像素子を有する撮像装置に限らず、表示画像における指示位置を検出可能であれば、他の構成を有する装置でもよい。同様に、電子ペンも指示位置を赤外光の出射により示す構成に限らず、他の構成でもよい。また、各種ディスプレイを採用した画像表示手段に位置検出手段を設けて、画像表示手段により表示された画像に対して指示された指示位置を位置検出手段により検出させてもよい。
前記各実施形態では、PC2の制御手段21において、入力画像Piの画像生成や、座標位置の比較や、推測ポイントの座標位置の算出等を行っていたが、プロジェクター3の制御手段35において、これらの処理を行ってもよい。すなわち、PC2の制御手段21の構成をプロジェクター3の制御手段35が備える構成としてもよい。この場合には、PC2により実行されるとして説明した一連の処理を、プロジェクター3が行うこととなる。
前記各実施形態では、プロジェクター3に撮像手段32を備える構成であったが、前述のように、プロジェクター3とは別に、撮像手段を備える撮像装置が設けられる構成であってもよい。この場合には、当該撮像装置が、画像の投射領域を含む撮像領域を撮像した撮像画像から、電子ペン5による指示位置を検出し、当該指示位置を示す位置情報をPC又はプロジェクターに送信するようにしてもよく、或いは、当該撮像画像をPC又はプロジェクターに送信して、当該PC又はプロジェクターが電子ペン5による指示位置を示す位置情報を取得するようにしてもよい。
前記各実施形態では、ポイントM1とポイントM2との表示を異なるタイミングで行っていたが、ポイントM1及びポイントM2を同時に表示し、ポイントM1,M2の座標位置を同時に検出してもよい。また、ポイントM1〜M3を同時に表示して、これらの座標位置を同時に検出してもよい。
また、前記各実施形態では、入力画像Piにおいて、ポイントM1とポイントM2とは対角線上に表示されたが、これに限定されず、対角線上でなくてもよい。この際、順に表示される直近の3つのポイントMが、それぞれ同一直線上にないことが好ましく、また、それぞれのポイントMが十分に離れていることが好ましい。
また、前記各実施形態では、入力画像Piにおいて、ポイントM1とポイントM2とは対角線上に表示されたが、これに限定されず、対角線上でなくてもよい。この際、順に表示される直近の3つのポイントMが、それぞれ同一直線上にないことが好ましく、また、それぞれのポイントMが十分に離れていることが好ましい。
前記各実施形態では、ポイントを指示するために赤外光を出射する電子ペン5を用いたが、本発明はこれに限らず、被投射面4上での指示位置を明示することができればよく、超音波を出射する機能を有するものであってもよい。また、電子ペン5は、ペンを模した形状を有していたが、指し棒のような長い形状を有するものや、レーザーポインター等で構成してもよい。
更に、位置検出手段が、所定の物体(例えば人の指)を検出可能に構成されている場合には、位置検出手段が当該物体の位置を検出することで指示位置を検出することができるので、電子ペンに例示される指示手段は、必ずしも必要ない。
更に、位置検出手段が、所定の物体(例えば人の指)を検出可能に構成されている場合には、位置検出手段が当該物体の位置を検出することで指示位置を検出することができるので、電子ペンに例示される指示手段は、必ずしも必要ない。
前記各実施形態では、位置検出手段として、赤外光を検出可能で、かつ、投射画像Poの投射領域を含む被投射面4の領域を撮像する撮像手段32を挙げたが、本発明はこれに限らない。すなわち、本発明の位置検出手段は、撮像手段32とは異なる構成により、検出対象の位置を検出するものでもよい。例えば、電子ペン5から、赤外光及び超音波が出射され、位置検出手段が、赤外光を検出する赤外光検出手段と、超音波を検出する超音波検出手段とを備え、これら各検出手段の検出結果に基づいて、電子ペン5の指示位置を検出するものであってもよい。
前記各実施形態では、赤外光を出射する電子ペン5を用いたが、本発明はこれに限定されず、可視光の範囲の色光を出射する電子ペンを用いてもよい。
前記各実施形態では、赤外光を出射する電子ペン5を用いたが、本発明はこれに限定されず、可視光の範囲の色光を出射する電子ペンを用いてもよい。
前記各実施形態では、液晶パネル等の光変調装置312を備えたプロジェクター3を例示したが、本発明はこれに限らない。すなわち、入射光束を画像情報に応じて変調して画像を形成する光変調装置であれば、他の構成の光変調装置を採用してもよい。例えば、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いたプロジェクターにも、本発明を適用することも可能である。
本発明は、画像出力手段、画像表示手段及び位置検出手段を備えるインタラクティブホワイトボード装置及び、当該装置を構成する画像表示装置に好適に利用することができる。
1,1A…インタラクティブホワイトボード装置、2,2A…PC(画像出力手段)、3…プロジェクター(画像表示手段または画像表示装置)、31…画像投射手段(画像表示手段)、32…撮像手段(位置検出手段)、211…画像生成部、214…推測位置算出部、215…座標位置判定部、216…実行部(制御部)、217…範囲設定部、218…終了ボタン表示部。
Claims (7)
- 画像を出力する画像出力手段と、
前記画像を表示する画像表示手段と、
前記画像の表示領域内で指示された指示位置を検出する位置検出手段とを備えるインタラクティブホワイトボード装置であって、
前記画像出力手段及び前記画像表示手段のいずれかは、
表示位置が異なるポイントがそれぞれ含まれる複数のキャリブレーション画像を生成する画像生成部と、
前記位置検出手段により既に検出された前記複数のキャリブレーション画像に含まれる各前記ポイントの指示位置に基づいて、次に表示される前記キャリブレーション画像である次画像に含まれるポイントに応じて指示されると推測される推測位置を算出する推測位置算出部と、
前記推測位置に対して、前記位置検出手段により検出された前記次画像に含まれるポイントの指示位置が所定範囲内に位置するか否かを判定する座標位置判定部と、
前記座標位置判定部により前記所定範囲内に位置しないと判定されると、前記画像表示手段に、前記次画像の更に次の前記キャリブレーション画像を表示させ、
前記座標位置判定部により前記所定範囲内に位置すると判定されると、前記次のキャリブレーション画像以降の前記キャリブレーション画像の表示を停止させる制御部とを備える
ことを特徴とするインタラクティブホワイトボード装置 - 請求項1に記載のインタラクティブホワイトボード装置において、
前記次画像が表示される際に、終了ボタンを表示する終了ボタン表示部を備え、
前記制御部は、前記終了ボタンが指示されたことが前記位置検出手段により検出されると、前記次のキャリブレーション画像以降の前記キャリブレーション画像の表示を停止させる
ことを特徴とするインタラクティブホワイトボード装置。 - 請求項1または請求項2に記載のインタラクティブホワイトボード装置において、
前記所定範囲を設定する範囲設定部を備える
ことを特徴とするインタラクティブホワイトボード装置。 - 画像を表示する画像表示手段と、
前記画像の表示領域内で指示された指示位置を検出する位置検出手段とを備える画像表示装置であって、
表示位置が異なるポイントがそれぞれ含まれる複数のキャリブレーション画像を生成し、前記画像表示手段に出力する画像生成部と、
前記位置検出手段により既に検出された前記複数のキャリブレーション画像に含まれる各前記ポイントの指示位置に基づいて、前記次に表示される前記キャリブレーション画像である次画像に含まれるポイントに応じて指示されると推測される推測位置を算出する推測位置算出部と、
前記推測位置に対して、前記位置検出手段により検出された前記画像に含まれるポイントの指示位置が所定範囲内に位置するか否かを判定する座標位置判定部と、
前記座標位置判定部により前記所定範囲内に位置しないと判定されると、前記画像表示手段に、前記次画像の更に次の前記キャリブレーション画像を表示させ、
前記座標位置判定部により前記所定範囲内に位置すると判定されると、前記次のキャリブレーション画像以降の前記キャリブレーション画像の表示を停止させる制御部とを備える
ことを特徴とする画像表示装置。 - 請求項4に記載の画像表示装置において、
前記次画像が表示される際に、終了ボタンを表示する終了ボタン表示部を備え、
前記制御部は、前記終了ボタンが指示されたことが前記位置検出手段により検出されると、前記次のキャリブレーション画像以降の前記キャリブレーション画像の表示を停止させる
ことを特徴とする画像表示装置。 - 請求項4または請求項5に記載の画像表示装置において、
前記所定範囲を設定する範囲設定部を備える
ことを特徴とする画像表示装置。 - 請求項4から請求項6のいずれかに記載の画像表示装置によって実行されるキャリブレーション方法であって、
表示位置が異なるポイントがそれぞれ含まれる複数のキャリブレーション画像を生成し、前記画像表示手段に出力する画像生成工程と、
前記キャリブレーション画像の表示領域内で指示された指示位置を検出する指示位置検出工程と、
前記指示位置検出工程により既に検出された前記複数のキャリブレーション画像に含まれる各前記ポイントの指示位置に基づいて、前記次に表示される前記キャリブレーション画像である次画像に含まれるポイントに応じて指示されると推測される推測位置を算出する推測位置算出工程と、
前記推測位置に対して、前記指示位置検出工程により検出された前記次画像に含まれるポイントの指示位置が所定範囲内に位置するか否かを判定する座標位置判定工程と、
前記座標位置判定工程により前記所定範囲内に位置しないと判定されると、前記画像表示手段に、前記次画像の更に次の前記キャリブレーション画像を表示させ、
前記座標位置判定工程により前記所定範囲内に位置すると判定されると、前記次のキャリブレーション画像以降の前記キャリブレーション画像の表示を停止させる制御工程とを備える
ことを特徴とするキャリブレーション方法。
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JP2010166946A JP2012027769A (ja) | 2010-07-26 | 2010-07-26 | インタラクティブホワイトボード装置、画像表示装置、及びキャリブレーション方法 |
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- 2010-07-26 JP JP2010166946A patent/JP2012027769A/ja active Pending
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