(57)【要約】【課題】接近または接触した物体を正確に識別して描画精度を向上させる画像制御装置、画像処理システムおよびプログラムを提供すること。【解決手段】本発明によれば、描画画像を生成して出力する画像制御装置、画像処理システムおよびプログラムが提供される。本発明の画像制御装置は、描画画像を表示する表示装置に接近または接触した物体の位置情報を取得し、当該位置情報を使用して物体が描画装置であるか否か判断し、描画装置が表示装置に接触したときに、描画装置の位置情報を使用して描画画像を生成して出力する。【選択図】図３
2013228797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
描画画像を生成して出力する画像制御装置であって、
描画画像を表示する表示装置に接近または接触した物体の位置情報を使用して、前記物体が描画装置であるか否か判断する識別手段と、
前記物体の位置情報を用いて描画画像を生成して出力する画像生成手段と
を含み、
前記画像生成手段は、
描画装置が前記表示装置に接触したときに、前記描画装置の位置情報を用いて描画画像を生成する、画像制御装置。
【請求項２】
前記物体の位置情報は、前記表示装置の画面上の位置を示す複数の座標で構成されており、
前記識別手段は、
前記複数の座標で構成される領域の面積が所定の面積以下である場合に、前記物体が描画装置であると判断する、請求項１に記載の画像制御装置。
【請求項３】
前記画像制御装置は、前記物体の位置を検出する検出装置から前記物体の位置情報を取得する、請求項１または２に記載の画像制御装置。
【請求項４】
前記画像制御装置は、前記描画装置が物体に接触したことを示す接触検知信号を前記描画装置から受信した場合に、前記描画装置が前記表示装置に接触したと判断する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像制御装置。
【請求項５】
描画装置と、描画画像を表示する表示装置と、前記表示装置に接近または接触した物体の位置を検出する検出装置と、描画画像を生成して前記表示装置に出力する画像制御装置とを含む画像処理システムであって、
前記画像制御装置は、
前記検出装置から物体の位置情報を取得し、前記位置情報を使用して前記物体が描画装置であるか否か判断する識別手段と、
前記物体の位置情報を用いて描画画像を生成して出力する画像生成手段と
を含み、
前記画像生成手段は、
描画装置が前記表示装置に接触したときに、前記描画装置の位置情報を用いて描画画像を生成する画像生成手段と
を含む、画像処理システム。
【請求項６】
前記物体の位置情報は、前記表示装置の画面上の位置を示す複数の座標で構成されており、
前記識別手段は、
前記複数の座標で構成される領域の面積が所定の面積以下である場合に、前記物体が描画装置であると判断する、請求項５に記載の画像処理システム。
【請求項７】
描画画像を生成して出力する画像制御装置に対して、
描画画像を表示する表示装置に接近または接触した物体の位置情報を取得するステップと、
前記位置情報を使用して、前記物体が描画装置であるか否か判断するステップと、
前記描画装置が前記表示装置に接触したときに、前記描画装置の位置情報を用いて描画画像を生成して出力するステップと
を実行させるためのコンピュータ実行可能なプログラム。
【請求項８】
前記物体の位置情報は、前記表示装置の画面上の位置を示す複数の座標で構成されており、
前記判断するステップは、
前記複数の座標で構成される領域の面積が所定の面積以下である場合に、前記物体が描画装置であると判断するステップを含む、請求項７に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画画像を生成する画像処理装置に関し、より詳細には、ユーザの指示に基づいて描画画像を生成して表示装置に表示する画像制御装置、画像処理システムおよびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、企業や教育機関、行政機関等における会議等において、大型ディスプレイに背景画像を表示させ、その上にユーザが文字や数字、図形等の描画画像を自由に書き込むことができる電子黒板が利用されている。
【０００３】
このような電子黒板には、光遮断方式のタッチセンサを備えているものがある。光遮断方式を採用する電子黒板は、スクリーン面に平行する光を放射し、光が遮断された位置を特定することにより、指や専用ペン等の物体がスクリーンに接触した座標位置を算出する。
【０００４】
しかしながら、光遮断方式を採用する電子黒板では、光が遮断されたタイミングと、実際に物体がスクリーンに接触するタイミングとの誤差が生じる。このため、スクリーンに描画画像を書き込む専用ペンを利用して、実際の接触タイミングを正確に算出することにより、描画精度の向上を図る電子黒板が開発されている。
【０００５】
このような電子黒板の一例として、特許文献１は、専用ペンが発光する光を利用して、実際の接触タイミングを正確に算出する座標入力装置を開示する。この座標入力装置は、物体によって光が遮断されたことを検知すると、スクリーンに物体が接触したとみなし、その後、専用ペンがスクリーンに接触することによって発光する光を受光した場合に、接触した物体が専用ペンであると判断する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の座標入力装置では、専用ペンが電子黒板の発光する光を遮断した後に、ユーザが専用ペンを持ったままスクリーンに接触させない場合や専用ペンの電力が失われた場合には専用ペンが発光しないため、当該座標入力装置は、光を遮断した物体が専用ペン以外の物体であると誤って判断してしまう。このため、ユーザが専用ペンを使用して描画画像を書き込んでいるにも関わらず、描画精度が専用ペン以外の物体による描画精度となり、描画精度が低下するという問題があった。
【０００７】
本発明は上述した課題を解決するものであり、接近または接触した物体を正確に識別して描画精度を向上させる画像制御装置、画像処理システムおよびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、描画画像を表示する表示装置に接近または接触した物体の位置情報を取得し、当該位置情報を使用して物体が描画装置であるか否か判断し、描画装置が表示装置に接触したときに、描画装置の位置情報を使用して描画画像を生成して出力する画像制御装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の画像処理装置は、上記構成を採用することにより、描画画像を表示する表示装置に接近または接触した物体の位置情報を使用して物体が描画装置であるか否か判断するため、接近または接触した物体を正確に識別することができ、描画精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の画像処理システムの一実施形態を示す図。
【図２】本発明の描画装置のハードウェア構成を示す図。
【図３】本発明の画像処理装置が有する画像制御装置の機能構成を示す図。
【図４】本発明の画像制御装置が実行する処理を示すフローチャート。
【図５】本発明の画像処理装置の表示装置に接近または接触した物体の識別態様を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明について実施形態をもって説明するが、本発明は後述する実施形態に限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本発明の画像処理システム１００を示す図である。画像処理システム１００は、画像処理装置１１０と、描画装置１２０とを含む。
【００１３】
画像処理装置１１０は、ユーザが生成する描画画像を表示可能な装置である。画像処理装置１１０は、表示装置１１２と、座標検出装置１１４とを含んで構成される。
【００１４】
表示装置１１２は、描画画像や種々の画像を表示する表示手段である。座標検出装置１１４は、表示装置１１２に接近または接触した描画装置１２０や指等の物体の位置を特定する機能手段である。
【００１５】
本実施形態では、座標検出装置１１４として、特許文献２に示すような赤外線遮断方式による座標入力／検出装置を採用する。この座標入力／検出装置では、表示装置１１２の下側両端部に設置された２の受発光装置が、表示装置１１２に平行して複数の赤外線を放射し、表示装置１１２の周囲に設けられた反射部材によって同一光路上に反射する光を受光する。
【００１６】
座標検出装置１１４は、受発光装置が光の遮断を検知すると、光の遮断を示す光遮断信号を、画像処理装置１１０の内蔵する画像制御装置に送信する。また、座標検出装置１１４は、物体が遮断した受発光装置の放射光の識別情報を使用して、物体が接近または接触した位置を特定し、当該位置に対応する表示装置１１２の画面上の座標を算出する。座標検出装置１１４は、これらの座標で構成される光遮断領域情報を算出する。座標検出装置１１４は、光遮断領域情報を画像制御装置に通知する。
【００１７】
また、画像処理装置１１０は、プロセッサと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、ハードディスク装置（ＨＤＤ）とを含んで構成される。プロセッサは、ＣＰＵやＭＰＵ等の演算装置であり、ＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）シリーズ、ＵＮＩＸ（登録商標）、ＬＩＮＵＸ（登録商標）、ＴＲＯＮ、ＩＴＲＯＮ、μＩＴＲＯＮなどのＯＳを動作させ、これらのＯＳの管理下でアセンブラ、Ｃ、Ｃ＋＋、ＪＡＶＡ（登録商標）、ＪＡＶＡＳＣＲＩＰＴ（登録商標）、ＰＥＲＬ、ＲＵＢＹ、ＰＹＴＨＯＮなどのプログラム言語で記述された本発明のプログラムを実行する。ＲＯＭは、ＢＩＯＳやＥＦＩ等のブートプログラムなどが保存される不揮発性メモリである。ＲＡＭは、ＤＲＡＭやＳＲＡＭ等の主記憶装置であり、プログラムを実行するための実行空間を提供する。プロセッサは、ソフトウェアプログラムや種々のデータなどを持続的に保持するためのＨＤＤから、プログラムを読み出しＲＡＭに展開して実行する。
【００１８】
描画装置１２０は、画像処理装置１１０に描画画像を生成させる装置である。描画装置１２０はペン形状をしており、描画装置１２０の先端部が表示装置１１２等の物体に接触すると、接触したことを示す接触検知信号を画像処理装置１１０の内蔵する画像制御装置に送信する。本実施形態の描画装置１２０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の近距離無線通信によって接触検知信号を送信する。他の実施形態では、超音波や赤外線を利用した無線通信によって接触検知信号を送信することができる。
【００１９】
図１に示す画像処理装置１１０では、表示装置１１２、座標検出装置１１４および画像制御装置が一体的に構成されるが、他の実施形態では、表示装置１１２、座標検出装置１１４および画像制御装置を独立して構成してもよい。すなわち、座標検出装置１１４を表示装置１１２に脱着可能に取り付け、画像制御装置が、座標検出装置１１４および描画装置１２０から種々の情報を受信して、表示装置１１２の表示制御を行うように構成してもよい。
【００２０】
図２は、本発明の描画装置のハードウェア構成を示す図である。以下、描画装置１２０のハードウェア構成および機能について説明する。
【００２１】
描画装置１２０は、先端部２００と、接触検知センサ２０２と、接触判断部２０４と、信号線２０６とを含んで構成される。
【００２２】
先端部２００は、表示装置１１２に接触する可動式の部材である。先端部２００は、外側端部が物体に接触すると描画装置１２０の長手方向に移動し、内側端部が接触検知センサ２０２に接触する。先端部２００と接触検知センサ２０２との間には、バネ等の弾性部材（図示せず）が設けられており、先端部２００が物体から離れると、その弾性力によって先端部２００が元の位置に戻る。
【００２３】
接触検知センサ２０２は、先端部２００が接触したことを検知するセンサである。本実施形態では、接触検知センサ２０２として、ニッタ株式会社のＦｌｅｘｉＦｏｒｃｅ（商標）やイナバゴム株式会社のイナストマー（登録商標）等の圧力センサを採用することができ、先端部２００が接触検知センサ２０２に接触すると、当該接触検知センサ２０２の電流の抵抗値が変化する。
【００２４】
接触判断部２０４は、接触検知センサ２０２の電流の抵抗値を監視し、描画装置１２０が接触したか否かを判断する手段である。本実施形態では、接触判断部２０４は半導体回路で構成されており、電圧変換回路と、Ａ／Ｄ変換回路と、記憶回路と、判定回路と、出力回路とを含む。
【００２５】
接触判断部２０４は、接触検知センサ２０２の抵抗値の変化を検知すると、電圧変換回路が当該抵抗値の変化を電圧に変換し、Ａ／Ｄ変換回路が、電圧変換回路の変換した電圧をデジタル値である圧力信号に変換する。
【００２６】
判定回路は、記憶回路に記憶された所定の閾値と圧力信号とを比較し、先端部２００が物体に接触したか否か判定し、その判定結果を出力する。本実施形態では、実際に先端部２００が物体に接触したことによって生ずる抵抗値の変化を電圧に変換し、デジタル変換した値を所定の閾値とすることができる。抵抗値の変化が所定の閾値以上である場合には、先端部２００が物体に接触したと判定する。一方、抵抗値の変化が所定の閾値よりも小さい場合には、先端部２００が物体に接触していないと判定する。
【００２７】
出力回路は、判定回路が算出した判定結果である接触検知信号を、信号線２０６を介して画像処理装置１１０の画像制御装置に出力する。接触検知信号には、描画装置１２０が物体に接触したことを示す値（ｔｒｕｅ）と、描画装置１２０が物体に接触していないことを示す値（ｆａｌｓｅ）とが含まれる。
【００２８】
本実施形態では、出力回路は定期的に接触検知信号を送出するが、他の実施形態では、判定回路が、先端部２００が物体に接触したと判定した場合にのみ、接触したことを示す接触検知信号を出力してもよい。
【００２９】
図３は、本発明の画像処理装置１１０が有する画像制御装置３００の機能構成を示す図である。以下、図３を参照して、画像制御装置３００の機能構成について説明する。
【００３０】
画像制御装置３００は、描画画像を生成して表示装置１１２に表示させる機能手段である。画像制御装置３００は、識別部３０２と、座標管理部３０４と、画像生成部３０６とを含んで構成される。
【００３１】
識別部３０２は、表示装置１１２に接近または接触した物体を識別して座標情報を生成する機能手段である。識別部３０２は、物体が座標検出装置１１４の光を遮断した時点からの経過時間と、物体による光遮断領域の面積とを使用して物体を識別する。識別部３０２は、座標検出装置１１４が提供する光遮断領域情報を使用して、物体による光遮断領域の面積を算出する。また、識別部３０２は、当該光遮断領域の重心座標を算出し、座標情報として座標管理部３０４に提供する。
【００３２】
座標管理部３０４は、座標情報を選択的に加工して画像生成部３０６に提供する機能手段である。座標管理部３０４は、識別部３０２から受信した複数の座標情報が示す座標が連続する場合には、これらの座標情報を結合して、連続した座標群を示す座標情報、すなわち、線を形成する座標情報を生成し、画像生成部３０６に提供する。一方、識別部３０２から受信した複数の座標情報が示す座標が連続しない場合には、座標管理部３０４は、これらの座標情報を結合せずに画像生成部３０６に提供する。
【００３３】
画像生成部３０６は、座標管理部３０４が提供する座標情報を使用して、描画画像を生成する機能手段である。画像生成部３０６は、表示装置１１２に表示される画像内の座標情報が示す座標の色を所定の色に変更して描画画像を生成する。画像生成部３０６は、描画画像を表示装置１１２に送信して表示させる。
【００３４】
図３に示す画像制御装置３００は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated
Circuit）等の半導体装置であり、識別部３０２、座標管理部３０４および画像生成部３０６の機能を有する本発明のプログラムが実装される。画像制御装置３００は、本発明のプログラムを実行することによって、これらの機能を画像制御装置３００上で実現する。他の実施形態では、当該機能を有するプログラムを画像処理装置１１０のＲＡＭに展開して実行することにより、当該機能を画像処理装置１１０上で実現してもよい。
【００３５】
図４は、本発明の画像制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。以下、図４を参照して、光遮断信号を受信した場合に、画像制御装置３００が表示装置１１２に接近または接触した物体を識別して描画画像を生成する処理について説明する。
【００３６】
図４の処理は、画像制御装置３００が座標検出装置１１４から光遮断信号を受信することにより、ステップＳ４００から開始する。ステップＳ４０１では、画像制御装置３００の識別部３０２が、光遮断信号を受信した時刻である検知開始時刻（Ｔｓ）を取得する。本実施形態の画像処理装置１１０は、現在の時刻を算出するタイマーを備えており、識別部３０２は当該タイマーから検知開始時刻（Ｔｓ）を取得することができる。
【００３７】
ステップＳ４０２では、識別部３０２は、当該ステップの実行時の時刻（ｔ）を取得し、時刻（ｔ）が検知開始時刻（Ｔｓ）と所定の待機時間（Ｔｏｕｔ）とを加算した時刻以前の時刻あるか否か判断する。所定の待機時間（Ｔｏｕｔ）は、５０ｍ秒等の任意の時間とすることができる。
【００３８】
時刻（ｔ）が検知開始時刻（Ｔｓ）と所定の待機時間（Ｔｏｕｔ）とを加算した時刻以前である場合には（ｙｅｓ）、処理をステップＳ４０５に分岐させる。一方、時刻（ｔ）が検知開始時刻（Ｔｓ）と所定の待機時間（Ｔｏｕｔ）とを加算した時刻を経過した場合には（ｎｏ）、処理をステップＳ４０３に分岐させる。
【００３９】
ステップＳ４０３では、識別部３０２は、当該ステップの実行時に座標検出装置１１４から受信した光遮断領域情報を使用して、光遮断領域の面積（Ｓ）を算出し、面積（Ｓ）が閾値（Ｓｐ）以下であるか否か判断する。閾値（Ｓｐ）は、描画装置１２０が表示装置１１２に接触したときに、座標検出装置１１４の光を遮断する描画装置１２０の断面積とするのが好適である。
【００４０】
ステップＳ４０３の判定で面積（Ｓ）が閾値（Ｓｐ）を超えると判断した場合には（ｎｏ）、処理をステップＳ４０４に分岐させる。ステップＳ４０４では、識別部３０２は、描画装置１２０以外の物体によって光が遮断されたと判断し、表示装置１１２に描画装置１２０以外の物体が接近または接触したと判断する。
【００４１】
一方、ステップＳ４０３の判定で面積（Ｓ）が閾値（Ｓｐ）以下であると判断した場合には（ｙｅｓ）、処理をステップＳ４０５に分岐させる。ステップＳ４０５では、識別部３０２は、描画装置１２０によって光が遮断されたと判断し、表示装置１１２に描画装置１２０が接近または接触したと判断する。
【００４２】
ステップＳ４０６では、識別部３０２は、描画装置１２０が物体に接触していることを示す接触検知信号を受信しているか否か判断する。当該接触検知信号を受信していない場合には（ｎｏ）、処理をステップＳ４１０に分岐させる。一方、当該接触検知信号を受信している場合には（ｙｅｓ）、処理をステップＳ４０７に分岐させる。
【００４３】
ステップＳ４０７では、識別部３０２は、当該ステップの実行時に座標検出装置１１４から受信した光遮断領域情報を使用して、光遮断領域の重心を示す重心座標を算出し、座標情報として座標管理部３０４に送信する。ステップＳ４０８では、座標管理部３０４は、座標情報を画像生成部３０６に送信する。ステップＳ４０９では、画像生成部３０６は、座標情報を使用して描画画像を生成し、表示装置１１２に描画画像を送信する。
【００４４】
ステップＳ４１０では、識別部３０２は、座標検出装置１１４から別の光遮断信号を受信したか否か判断する。光遮断信号を受信した場合には（ｙｅｓ）、処理をステップＳ４０１に戻す。一方、光遮断信号を受信していない場合には（ｎｏ）、ステップＳ４１１で処理が終了する。
【００４５】
上述した実施形態では、座標検出装置１１４の光が遮断されてから一定時間が経過し、かつ、光遮断領域の面積（Ｓ）が所定の面積以下である場合には、描画装置１２０が表示装置１１２に接近または接触していると判断する。すなわち、本実施形態では、描画装置１２０が光を遮断してから一定時間が経過した後でも、描画装置１２０以外の物体による接近または接触であると画一的に判断しない。このため、ユーザが描画装置１２０によって座標検出装置１１４の光を遮断し、それから一定の時間が経過した後に、表示装置１１２に描画装置１２０を接触させて描画した場合でも、描画装置１２０による接近または接触であると判断することができ、接触検知信号を受信したときに、描画装置１２０の接触による座標情報を生成して描画画像を生成するため、描画画像の精度を向上させることができる。
【００４６】
一方、座標検出装置１１４の光が遮断されてから一定時間が経過し、かつ、光遮断領域の面積（Ｓ）が所定の面積以上である場合には、描画装置１２０以外の物体が表示装置１１２に接近または接触していると判断し、描画装置１２０から接触検知信号を受信しているか否か判断することなく、光遮断領域情報を用いて光遮断領域の重心座標を算出し、描画画像を生成する。
【００４７】
本実施形態では、描画装置１２０以外の物体が表示装置１１２に接近または接触していると判断した場合にも描画画像を生成するが、他の実施形態では、描画装置１２０以外の物体が表示装置１１２に接近または接触していると判断した場合、画像処理装置が備える他の機能手段に対し、座標情報が示す位置に表示された表示装置１１２のＵＩ（User Interface）ボタンの押下を示す旨の通知を送信してもよい。
【００４８】
図５は、本発明の画像処理装置の表示装置に接近または接触した物体の識別態様を示す図である。画像制御装置３００の識別部３０２は、図４を参照して説明したように、時刻（ｔ）が検知開始時刻（Ｔｓ）に待機時間（Ｔｏｕｔ）を加算した時刻以前である場合には、描画装置が接近または接触したと判断する。
【００４９】
時刻（ｔ）が検知開始時刻（Ｔｓ）に待機時間（Ｔｏｕｔ）を加算した時刻以降である場合には、光遮断領域の面積（Ｓ）と閾値（Ｓｐ）との大小関係によって、接近または接触した物体を判断する。すなわち、面積（Ｓ）が閾値（Ｓｐ）以下である場合には、描画装置が接近または接触したと判断し、面積（Ｓ）が閾値（Ｓｐ）よりも大きい場合には、描画装置以外の物体が接近または接触したと判断する。
【００５０】
これまで本実施形態につき説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本実施形態の構成要素を変更若しくは削除し、または本実施形態の構成要素を他の構成要素を追加するなど、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５１】
１００…画像処理システム、１１０…画像処理装置、１１２…表示装置、１１４…座標検出装置、１２０…描画装置、２００…先端部、２０２…接触検知センサ、２０４…接触判断部、２０６…信号線
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５２】
【特許文献１】特開２００３−９９１９９号公報
【特許文献２】特許第４６２７７８１号公報
【図１】
2013228797.tif 000003
【図２】
2013228797.tif 000004
【図３】
2013228797.tif 000005
【図４】
2013228797.tif 000006
【図５】
2013228797.tif 000007