(57)【要約】【課題】指示具の座標検出が遮蔽されていることを検出し、ユーザに通知することが可能な座標検出システムを提供する。【解決手段】座標検出装置４００は、ディスプレイ２００と、発光する指示具１３と、指示具１３からの光の強さと方向を検出する検出部１１と、を有し、指示具１３からの光の強さが予め設定された閾値を下回った場合、指示具１３と検出部１１との間に遮蔽物があることを検知し、操作を行わないように警告を通知する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイと、
前記ディスプレイ上の位置を指示する指示具が備える発光手段からの光を検出する検出部と、
コンピュータと、
を有する座標検出システムであって、
前記コンピュータは、
前記検出部によって検出された光の強度が所定の閾値を下回るか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記光の強度が前記所定の閾値を下回ると判定された場合、前記指示具と前記検出部との間に遮蔽物がある通知を前記ディスプレイに表示する通知表示手段と、を有することを特徴とする座標検出システム。
【請求項２】
前記通知表示手段は、前記ディスプレイ上に操作を禁止する意味の文章を表示することを特徴とする請求項１記載の座標検出システム。
【請求項３】
前記ディスプレイは、前記指示具と前記検出部との間に遮蔽物がある通知を表示する場合、前記指示具による操作を遮断することを特徴とする請求項１または２記載の座標検出システム。
【請求項４】
前記判定手段によって前記光の強度が前記所定の閾値を下回ると判定された場合、前記遮蔽物の位置を検出する遮蔽物位置検出手段と、
前記遮蔽物位置検出手段が検出した遮蔽物の位置を通知する遮蔽物位置通知手段と、をさらに有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の座標検出システム。
【請求項５】
光を投光する投光手段と、
前記光を再帰的に反射させる再帰反射手段と、
前記再帰反射手段が反射した光の光束を受光する受光手段と、をさらに有し、
前記遮蔽物位置検出手段は、前記受光手段が検知した前記遮蔽物により発生する影から前記遮蔽物の位置を検出することを特徴とする請求項４記載の座標検出システム。
【請求項６】
前記指示具に備えられ、前記指示具が前記ディスプレイに接触している場合に信号を送信する接触信号送信手段と、
前記接触信号送信手段によって送信された信号を受信する接触信号受信手段と、をさらに有し、
前記通知表示手段は、前記検出部が光の強さと方向を検出できず、かつ、前記接触信号受信手段が信号を受信している場合、前記指示具と前記検出部との間に遮蔽物がある通知を前記ディスプレイに表示することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の座標検出システム。
【請求項７】
検出部で、ディスプレイ上の位置を指示する指示具が備える発光手段からの光を検出する検出ステップと、
前記検出ステップで検出された光の強度が所定の閾値を下回るか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップで前記光の強度が前記所定の閾値を下回ると判定された場合、前記指示具と前記検出部との間に遮蔽物がある通知を前記ディスプレイに表示する通知表示ステップと、を有することを特徴とする座標検出方法。
【請求項８】
検出部で検出した指示具から発せられる光の強度が所定の閾値を下回るか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記光の強度が前記所定の閾値を下回ると判定された場合、前記指示具と前記検出部との間に遮蔽物がある通知をディスプレイに表示する通知表示手段と、を有することを特徴とする情報処理装置。
【請求項９】
情報処理装置に、
検出部で検出した指示具から発せられる光の強度が所定の閾値を下回るか否かを判定する判定処理と、
前記判定処理によって前記光の強度が前記所定の閾値を下回ると判定された場合、前記指示具と前記検出部との間に遮蔽物がある通知をディスプレイに表示する通知表示処理と、を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は座標検出装置に関し、特に、ディスプレイ上の指示された位置の座標を検出する座標検出システム、座標検出方法、情報処理装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、タッチパネルの方式には抵抗膜方式や超音波方式等、様々なものがある。抵抗膜方式では透明導電膜を押下することで導電膜同士が接触し検出が行われ、接触点の左右、上下で電位勾配ができ、座標が分かる。
【０００３】
超音波方式では送信部から出た表面波が受信部に届くまでに、指の触れた部分を通る経路において表面波が吸収され、受信波の大きさが変化する。この変化を時系列で処理することにより検知物の座標を検出する。
【０００４】
また、光学式のタッチパネルの方式として、ペン発光方式がある。ペン発光方式では、ペン状の指示具が光ビームを放射し、タッチパネルの角部分等に備えられた検出部で、指示具の光ビームを検出し、現在位置の座標を測定する。
【０００５】
このペン発光方式においては、様々な原因により、現在位置の測定精度が低下することがある。例えば、指示具が傾いてしまうと、光ビームの進行方向が変化し、現在位置の座標の測定精度が低下する。ユーザが指示具を常に垂直等の所定の方向に固定して使用することでこの問題を回避できるが、操作性が低下してしまう。
【０００６】
この問題を解決する方法として、特許文献１には、周辺に指示具から放射された光ビームを再帰反射するための部材を設けたタッチパネルが記載されている。特許文献１記載のタッチパネルでは、前記部材に対して投光し、再帰反射した光束を指示具が遮光している位置を光量分布の変化から算出し、指示具の発光により測定した位置と比較して指示具の傾きを算出する。これにより、指示具が傾いている場合でも、精度の良い位置測定を行うことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
位置測定の精度が低下する原因として、タッチパネルの入力面に指示具以外のものが触れているというケースが考えられる。主に、ユーザの手や袖が指示具からの発光を遮ってしまい、座標検出精度を低下させたり、検出をできなくしたりすることがある。
【０００８】
特許文献１記載の方法では、指示具が傾くことによる測定精度の低下には対応しているものの、指示具の発光が遮られている場合については考慮されていない。さらに、ユーザの手や袖が指示具からの発光を遮っていることにユーザが気付かない場合、座標検出精度の低下や、検出できないことの原因を解消することができないという不具合が存在する。
【０００９】
本発明の目的は、指示具の座標検出が遮蔽されていることをユーザに気付かせることが可能な座標検出システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の座標検出システムは、ディスプレイと、前記ディスプレイ上の位置を指示する指示具が備える発光手段からの光を検出する検出部と、コンピュータと、を有する座標検出システムであって、前記コンピュータは、前記検出部によって検出された光の強度が所定の閾値を下回るか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって前記光の強度が前記所定の閾値を下回ると判定された場合、前記指示具と前記検出部との間に遮蔽物がある通知を前記ディスプレイに表示する通知表示手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、指示具の座標検出が遮蔽されていることをユーザに気付かせることが可能な座標検出システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の座標検出装置の実施形態１の全体の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の座標検出装置の実施形態１のコンピュータの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の座標検出装置の実施形態１の機能の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の座標検出装置の実施形態１の設定時の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の座標検出装置の実施形態１の警告を行う際の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の座標検出装置の実施形態１の警告を表示している状態を示す図である。
【図７】本発明の座標検出装置の実施形態２の警告と接触部の位置を表示している状態を示す図である。
【図８】本発明の座標検出装置の実施形態２の機能の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の座標検出装置の実施形態２の警告を行う際の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の座標検出装置の実施形態３の機能の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の座標検出装置の実施形態３の警告を行う際の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１について説明する。図１は実施形態１の座標検出装置を含む、座標検出システムのシステム構成図の一例である。座標検出システム５００は、ディスプレイ２００、４つの検出部１１ａ〜１１ｄ、４つの周辺発光部１５ａ〜１５ｄ、コンピュータ１００を含む座標検出装置４００を有する。
【００１４】
なお、任意の１つ以上検出部を示す場合は、単に検出部１１と言い、任意の１つ以上の周辺発光部を示す場合は、単に周辺発光部１５という。座標検出システム５００は、さらに付加的な要素としてパーソナルコンピュータ３００を有している。コンピュータ１００にはパーソナルコンピュータ３００が接続されており、コンピュータ１００はパーソナルコンピュータ３００が出力した映像をディスプレイ２００に表示することができる。
【００１５】
コンピュータ１００には座標検出システム５００に対応したアプリケーションがインストールされており、アプリケーションは検出部１１からの信号に基づきユーザが操作した位置を検出する。アプリケーションは位置に基づきジェスチャーを解析し、コンピュータ１００を制御する。なお、アプリケーションは、操作用のメニューをディスプレイ２００に表示することができる。
【００１６】
例えば、ユーザが線を描画するメニューに触れた後、発光部を有する電子ペン等の指示具１３でディスプレイ２００の盤面に図形を描画することがある。この場合、コンピュータ１００は指示具１３が有する発光手段である発光部からの光に基づいて、指示具１３が触れている位置をリアルタイムに解析して、時系列の座標を作成する。
【００１７】
コンピュータ１００は時系列の座標を接続して線を作成しディスプレイ２００に表示する。図１ではユーザが三角形の形状に沿って指示具１３を移動させたため、コンピュータ１００は一連の座標を１つのストローク、即ち三角形として記録する。そして、パーソナルコンピュータ３００の画像と合成してディスプレイ２００に表示する。
【００１８】
このように、ディスプレイ２００がタッチパネル機能を有していなくても、座標検出システム５００を適用することで、ユーザは指示具１３でディスプレイ２００に触れるだけで様々な操作が可能になる。
【００１９】
図２はコンピュータ１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。コンピュータ１００は、市販の情報処理装置又は座標検出システム用に開発された情報処理装置である。
【００２０】
コンピュータ１００は、アドレスバスやデータバス等のバスライン１１８を介して電気的に接続されたＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＳＳＤ１０４を有する。また、ネットワークコントローラ１０５、外部記憶コントローラ１０６、センサコントローラ１１４、ＧＰＵ１１２、及び、キャプチャデバイス１１１を有する。
【００２１】
ＣＰＵ１０１はアプリケーションを実行して座標検出システム５００の動作全体を制御する。ＲＯＭ１０２にはＩＰＬ等が記憶されており、主に起動時にＣＰＵ１０１が実行するプログラムが記憶されている。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１がアプリケーションを実行する際のワークエリアとなる。
【００２２】
ＳＳＤ１０４は、座標検出システム用のアプリケーション１１９や各種データが記憶された不揮発メモリである。ネットワークコントローラ１０５は、不図示のネットワークを介してサーバ等と通信する際に通信プロトコルに基づく処理を行う。なお、ネットワークは、ＬＡＮ又は複数のＬＡＮが接続されたインターネットのようなＷＡＮ等である。
【００２３】
外部記憶コントローラ１０６は、着脱可能な外部メモリ１１７に対する書き込み又は外部メモリ１１７からの読み出しを行う。外部メモリ１１７は、例えばＵＳＢメモリ、ＳＤカード等である。
【００２４】
キャプチャデバイス１１１は、パーソナルコンピュータ３００が表示装置３０１に表示している映像をキャプチャし取り込む。ＧＰＵ１１２は、ディスプレイ２００の各ピクセルの画素値を演算する描画専用のプロセッサである。ディスプレイコントローラ１１３は、ＧＰＵ１１２が作成した画像をディスプレイ２００に出力する。
【００２５】
センサコントローラ１１４には、４つの検出部１１ａ〜１１ｄが接続されており、指示具１３が有する発光部からの光に基づく三角測量方式による座標の検出を行う。詳しくは、この時、検出部１１ａ〜１１ｄは受光した光からセンサ出力として輝度分布ＯL、ＯRを出力する。これらの出力ＯL、ＯRに対して閾値以上である領域から輝度重心（または２値化重心）を出力し、センサコントローラ１１４に渡している。そして、センサ出力に基づいて、それぞれの重心座標に対応する角度θL、θRを既知のレンズ特性から算出する。既知のレンズ特性とは例えばFθレンズのように像高と入射角の関係が分かっているレンズ特性を指す。その後、角度θL、θRを用いて三角測量方式による座標の検出のための計算が行われる。以下、センサ出力とは受光した光の輝度分布を示し、センサ出力から算出された角度とは受光した方向を表す角度を示すものとする。
【００２６】
なお、本実施形態では、コンピュータ１００は指示具１３と通信する必要はないが、通信機能を有していてもよい。この場合、図示するようにコンピュータ１００は電子ペンコントローラ１１６を有し、指示具１３が通知手段を有している場合は指示具１３から押圧信号を受信する。これにより、コンピュータ１００は先端が押圧されているか否かを検出することができる。
【００２７】
なお、座標検出システム用のアプリケーションは、外部メモリ１１７に記憶された状態で流通されてもよいし、ネットワークコントローラ１０５を介して不図示のサーバからダウンロードされてもよい。アプリケーションは圧縮された状態でも実行形式でもよい。
【００２８】
図３に本発明のシステム機能ブロック図を示す。本発明は２つ以上の検出部１１ａ、１１ｂ、ディスプレイ２００、指示具１３を有している。また、モード決定部１００１、警告閾値決定部１００３、警告判定部１００２、座標算出部１００４、パーソナルコンピュータ３００からなる。
【００２９】
なお、ここで言う警告閾値とはセンサ出力の強さの閾値を指す。警告判定部１００２では、例えば、センサ出力の強さが閾値未満であれば、検出部１１ａ〜１１ｄと指示具１３との間に遮蔽物がある通知を通知表示手段によりディスプレイ２００上に表示し、そうでなければ表示しない。
【００３０】
モード決定部では少なくとも３つのモードから警告モードを選択するようにしても良い。例えば製図モード、描画優先モード、警告なしモードのようなモードが考えられる。各モードの動作の例を以下に記載する。
【００３１】
製図モードでは、センサ出力の強さが閾値を下回った場合、ディスプレイが「Ｄｏｎ’ｔ  Ｔｏｕｃｈ！！」を表示し、指示具１３からの操作を遮断し、描画不可とする。描画優先モードでは、センサ出力の強さが閾値を下回った場合、「Ｄｏｎ’ｔ  Ｔｏｕｃｈ！！」と表示し描画する。警告なしモードでは、センサ出力の強さが閾値を下回った場合、警告は表示せず、指示具１３からの操作を遮断し、描画不可とする。
【００３２】
製図モードは建築やデザイン、エレキ設計やメカ設計等設計図や回路図等をディスプレイ２００に投影し、その図面に正確に字や図を書き足すような場合を想定している。上記のような場合、遮蔽により座標検出精度が悪くなってしまうことが許容されないことが多いと考えられるので、センサ出力の強さが閾値を下回った場合、「Ｄｏｎ’ｔ  Ｔｏｕｃｈ！！」と表示し描画は行わない。
【００３３】
描画優先モードはブレーンストーミング等のアイディア発想のような正確な位置に書くことをあまり要求せず、字や図が汚いことよりも書けることが優先されるような場合を想定している。上記のような場合、センサ出力の強さが閾値を下回った場合、「Ｄｏｎ’ｔ  Ｔｏｕｃｈ！！」と表示しつつ描画も行う。
【００３４】
警告なしモードはユーザが座標検出システムの扱いに慣れてきた場合等警告が出ること自体にストレスを感じる場合を想定している。そのような場合、センサ出力の強さが閾値を下回った場合も警告なしで描画しない。
【００３５】
これらのモードはユーザが任意に追加することも可能である。ユーザは指示具の電池のバッテリが減った場合等指示具の発光強度が低くなってしまった際に警告の表示が通常時に比べて出やすくなってしまうため警告の閾値はユーザが設定できるものとする。
【００３６】
図４に、モード選択から警告内容を決定するフローを示す。警告閾値決定部ではユーザが警告の閾値を選択する（ステップＳ１０１）。警告判定部では警告閾値決定部で決められた警告の閾値（ステップＳ１０２）、モード決定部で決められた警告の内容（ステップＳ１０３）、センサ出力に基づいて警告の判定及び表示を行う。
【００３７】
図５にはセンサ出力の結果に応じて警告内容を表示するフローを示す。まず、ディスプレイ２００の上部に配置されている検出部１１ａ〜１１ｄのセンサ出力ＯL、ＯRを取得する（ステップＳ２０１）。その後、予め設定したモードに応じて処理を行う。
【００３８】
例えば、前述の製図モードに設定されている場合、センサ出力ＯL、ＯRの絶対値を閾値と比較し、いずれか一方が閾値未満であればディスプレイ２００に警告を表示し（ステップＳ２０２）、座標の算出及び描画は行わない。そうでない場合、センサ出力ＯL、ＯRからθL、θRを算出し（ステップＳ２０３）、三角測量の原理によりＡの座標を算出し（ステップＳ２０４）、描画する。
【００３９】
図６に警告の表示内容の一例を示す。センサ出力ＯL、ＯRを閾値と比較し、いずれか一方が閾値未満であれば、図６に示すように「Ｄｏｎ’ｔ  Ｔｏｕｃｈ！！」という警告をディスプレイ２００に表示する。
【００４０】
＜実施形態２＞
実施形態２においては、基本の構成及び動作は実施形態１と同じである。実施形態２では、図７に示すように、接触部の表示も含めた警告内容の表示を示す。
【００４１】
図６のような警告表示の場合、ユーザは腕や肘、袖等の何らかの遮蔽物が検出部１１を遮っていることは分かるが、どの部分がどの検出部１１を遮っているか分かりにくい場合もある。そこで、腕や肘、袖等のディスプレイ２００への接触領域を示すことで、ユーザが腕や肘をつかないようにする、袖をまくる等の対応が取れるようにする。
【００４２】
図８には接触部の表示も含めた警告内容を表示するためのシステム機能ブロック図を示す。図８は図３の構成に投光手段である投光部１１０１、再帰反射手段である再帰反射材２０１、接触領域検出部１１５を追加したものである。これらが、遮蔽物の位置を検出する遮蔽物位置検出手段として機能する。
【００４３】
検出部１１内に組み込まれた投光部１１０１から光を投光し、再帰反射材２０１により再帰的に反射した光束を検出部１１の受光手段である受光部１１０２で受光する。腕や肘、袖のディスプレイ２００への接触があった場合、接触領域検出部１１５は前記受光部１１０２の遮蔽物により発生する影から接触部分の領域を算出することができ、接触領域を表示することができる。
【００４４】
図９には接触部の表示も含めた警告内容を表示するフローを示す。図９のフローは図５のフローと異なり、センサ出力ＯL、ＯRを閾値と比較し、いずれか一方が閾値未満の場合に「Ｄｏｎ’ｔ  Ｔｏｕｃｈ！！」と表示するだけでなく、ディスプレイ２００上の接触領域を算出し表示する（ステップＳ２０５、２０６）。
【００４５】
これにより、ユーザはディスプレイ２００上のどこに遮蔽物があるかをすぐに知ることができ、すぐに対応を行うことができる。例えば、ユーザの袖がディスプレイ２００に接触している場合、遮蔽の原因が袖であることが分かれば、すぐに腕まくり等により対応できる。
【００４６】
＜実施形態３＞
実施形態３ではすべての検出部１１が遮蔽されてしまった場合に遮蔽を検知する構成となっている。図１０に、実施形態３におけるシステム機能ブロック図を示す。図８との構成の違いは接触信号送信手段である接触信号送信部１００６及び接触信号受信手段である接触信号受信部１００７を追加している点にある。
【００４７】
図１あるいは図８の構成ではすべての検出部１１が遮蔽されてしまった場合は遮蔽を検知することができない。そこで、指示具１３に接触信号送信部１００６を、ディスプレイ２００に接触信号受信部１００７を設けることで、すべての検出部１１が遮蔽されてしまった場合でも、接触信号を受信していれば遮蔽物があるものと判断し、「Ｄｏｎ’ｔ  Ｔｏｕｃｈ！！」と表示を出すことでユーザに対応を促すことができる。
【００４８】
図１１にはすべての検出部１１が遮蔽されてしまった場合に遮蔽を検知するフローを示す。まず、センサ出力ＯL、ＯRを閾値と比較する。そして、いずれか一方が閾値未満ではなく、双方とも閾値以上でなかった場合（ステップＳＳ２０７、Ｎｏ）に、指示具の接触信号があれば（ステップＳＳ２０８、Ｙｅｓ）センサ出力ＯL、ＯRの遮断部分から接触領域を算出し、表示する。
【００４９】
また、双方とも閾値以上でなかった場合（ステップＳＳ２０７、Ｎｏ）でも、指示具の接触信号がなければ（ステップＳＳ２０８、Ｎｏ）何もしない。図１１のフローは、指示具の接触信号の有無を判定している点で図９のフローと異なる。
【００５０】
なお、上記の実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
【００５１】
警告を表示する文言は「Ｄｏｎ’ｔ  Ｔｏｕｃｈ！！」に限定されず、ディスプレイ２００への操作を禁止する意味であれば良い。また、警告の方法は文章によるものに限られず、音声や振動等によって警告を行うようにしても良い。また、検出部は三角測量の原理による座標の測定が行える最低限の数として２つ備えられていれば良い。
【００５２】
なお、実施形態における判定処理や通知表示処理を実行させるためのプログラムは、情報処理装置であるコンピュータ１００にインストールして実行することが可能である。
【００５３】
また、プログラムは、リムーバブル記録媒体に一時的、あるいは、永続的に記録しておくことが可能である。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することが可能である。リムーバブル記録媒体は、磁気ディスク、半導体メモリなどの各種記録媒体が挙げられる。
【００５４】
なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体からコンピュータにインストールするようにしても良いし、ダウンロードサイト等から、コンピュータに無線または有線で転送してインストールするようにしても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ    検出部
１３    指示具
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ    周辺発光部
１００    コンピュータ
１０１    ＣＰＵ
１０２    ＲＯＭ
１０３    ＲＡＭ
１０４    ＳＳＤ
１０５    ネットワークコントローラ
１０６    外部記憶コントローラ
１１１    キャプチャデバイス
１１２    ＧＰＵ
１１３    ディスプレイコントローラ
１１４    センサコントローラ
１１５    接触領域検出部
１１６    電子ペンコントローラ
１１７    外部メモリ
１１８    バスライン
１１９    アプリケーション
２００    ディスプレイ
２０１    再帰反射材
３００    パーソナルコンピュータ
３０１    表示装置
４００    座標検出装置
５００    座標検出システム
１００１    モード決定部
１００２    警告判定部
１００３    警告閾値決定部
１００４    座標算出部
１００５    接触領域検出部
１００６    接触信号送信部
１００７    接触信号受信部
１１０１    投光部
１１０２    受光部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５６】
【特許文献１】特開２００５−１７３６８４号公報
【図１】
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【図２】
2016024518.tif 000004
【図３】
2016024518.tif 000005
【図４】
2016024518.tif 000006
【図５】
2016024518.tif 000007
【図６】
2016024518.tif 000008
【図７】
2016024518.tif 000009
【図８】
2016024518.tif 000010
【図９】
2016024518.tif 000011
【図１０】
2016024518.tif 000012
【図１１】
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