(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者の操作に基づく描画内容を画面に描画する描画手段と、
画面上での利用者の操作可能範囲を推定する推定手段と、
前記推定された操作可能範囲に、利用者の指示操作を受け入れる入力画面画像を表示する表示手段と、
を含み、
前記推定手段は、利用者の腕の長さを推定し、当該推定した腕の長さと、利用者と画面との距離とに基づいて、利用者の各腕の到達範囲を表す仮想球を生成し、当該仮想球と画面との交差円を見出して、当該交差円の内部を当該操作者の操作可能範囲として推定することを特徴とする描画装置。
【請求項２】
前記推定手段は、複数の利用者について、それぞれの操作可能範囲を推定し、
前記表示手段は、推定された各操作可能範囲のうち、面積が最大の操作可能範囲内に、利用者の指示操作を受け入れる入力画面画像を表示することを特徴とする請求項１記載の描画装置。
【請求項３】
コンピュータを、
利用者の操作に基づく描画内容を画面に描画する描画手段と、
画面上での利用者の操作可能範囲を推定する推定手段と、
前記推定された操作可能範囲に、利用者の指示操作を受け入れる入力画面画像を表示する表示手段と、
として機能させ、
前記推定手段として機能させる際に、利用者の腕の長さを推定し、当該推定した腕の長さと、利用者と画面との距離とに基づいて、利用者の各腕の到達範囲を表す仮想球を生成し、当該仮想球と画面との交差円を見出して、当該交差円の内部を当該操作者の操作可能範囲として推定させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
表示面に対する座標の入力を検知する入力検知部と、入力された座標の位置を算出する位置算出部と、入力された座標および算出された座標の位置に基づいて、表示面における同一座標位置への入力状態（タッチ状態）が維持されていることを判断するタッチ判断部と、表示面における同一座標位置への所定の時間間隔内における入力開始および入力終了の事象（クリック事象）が生じたことを判断するクリック判断部と、タッチ判断部によりある座標位置への入力がタッチ状態であると判断され、かつ、クリック判断部により他の座標位置へのクリック事象が生じたと判断された場合に、所定の機能の割り付けられたツールバーを表示する表示制御部とを備える装置が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−９１６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
利用者の操作可能範囲にインタフェース画面などを提示可能な装置及びプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１記載の発明は、描画装置であって、利用者の操作に基づく描画内容を画面に描画する描画手段と、画面上での利用者の操作可能範囲を推定する推定手段と、前記推定された操作可能範囲に、利用者の指示操作を受け入れる入力画面画像を表示する表示手段と、を含み、前記推定手段は、利用者の腕の長さを推定し、当該推定した腕の長さと、利用者と画面との距離とに基づいて、利用者の各腕の到達範囲を表す仮想球を生成し、当該仮想球と画面との交差円を見出して、当該交差円の内部を当該操作者の操作可能範囲として推定することとしたものである。
【０００５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の描画装置であって、前記推定手段は、複数の利用者について、それぞれの操作可能範囲を推定し、前記表示手段は、推定された各操作可能範囲のうち、面積が最大の操作可能範囲内に、利用者の指示操作を受け入れる入力画面画像を表示することとしたものである。
【０００８】
請求項３記載の発明は、プログラムであって、コンピュータを、利用者の操作に基づく描画内容を画面に描画する描画手段と、画面上での利用者の操作可能範囲を推定する推定手段と、前記推定された操作可能範囲に、利用者の指示操作を受け入れる入力画面画像を表示する表示手段と、として機能させ、前記推定手段として機能させる際に、利用者の腕の長さを推定し、当該推定した腕の長さと、利用者と画面との距離とに基づいて、利用者の各腕の到達範囲を表す仮想球を生成し、当該仮想球と画面との交差円を見出して、当該交差円の内部を当該操作者の操作可能範囲として推定させることとしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１または３記載の発明によれば、利用者の手の届く範囲において操作可能範囲を定めることができる。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、複数の利用者に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係る描画装置１は、図１に例示するように、制御部１１と、記憶部１２と、描画部１３と、操作部１４と、利用者検出部１５とを含んで構成されている。
【００１４】
ここに制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプログラム制御デバイスであり、記憶部１２に格納されたプログラムに従って動作している。この制御部１１は、利用者の操作に基づく描画内容を描画部１３の画面に描画する描画処理を実行している。また、この制御部１１は、利用者検出部１５の検出結果に基づき、画面上での利用者の操作可能範囲を推定し、この推定された操作可能範囲に、利用者の指示操作を受け入れる入力画面画像を表示する処理を実行する。これらの制御部１１の処理の詳しい内容については後に説明する。
【００１５】
記憶部１２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ素子などを含んで構成される。この記憶部１２には、制御部１１によって実行されるプログラムが格納される。このプログラムは、例えばＤＶＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ可読な記録媒体に格納されて提供され、記憶部１２に複写されたものであってもよい。また、この記憶部１２は、制御部１１のワークメモリとしても動作する。
【００１６】
描画部１３は、例えば液晶やプラズマなどのディスプレイ、またはプロジェクタとスクリーンなど、描画内容を表示する画面を備える。操作部１４は、描画部１３の画面に対して利用者がペンや手指で触れると、当該触れた位置を検出して、当該検出した位置を表す情報を出力する。この操作部１４は、例えば描画部１３の画面に重ね合わせて配されたタッチパネルであってもよい。また、この操作部１４は、描画部１３の画面に触れる指を複数のカメラなどで撮像して、その位置を表す情報を生成して出力するものであってもよい。
【００１７】
利用者検出部１５は、例えばカメラなどのセンサを備えて、描画部１３の画面から予め定めた距離の範囲に所在する人物を利用者として、当該利用者の頭部の位置を検出する。この頭部検出については、撮像した映像から、移動する円形状の物体を人間の頭部として検出する装置を用いることができる。この利用者検出部１５は、検出した利用者の頭部の位置を、予め定めた座標系の値で出力する。
【００１８】
一例として、この利用者検出部１５は図２（ａ）に例示するように、描画部１３の画面左端を鉛直下方に延長した線分と、床との交点を原点Ｏとして、描画部１３の画面右方向をＸ軸、上方向をＹ軸、画面に垂直手前方向をＺ軸とした座標系で利用者の頭頂部の位置座標を出力する（図２（ｂ））。
【００１９】
次に、制御部１１による処理の内容について説明する。制御部１１は、利用者がペンや指などで描画部１３の画面に触れると、当該触れた位置を表す情報を操作部１４から取得し、当該位置に、設定されたサイズの円などを描画する。
【００２０】
また制御部１１は、利用者検出部１５が検出した利用者の頭頂部の位置座標を取得し、この位置座標の値に基づいて、利用者の肩の位置と、利用者の腕の長さとを推定する。
【００２１】
一例として、人間の身長に対する標準的な胸骨上縁高（Ａ）と、肩峰幅（Ｂ）と、上肢長（Ｃ）との大きさを関連づけて記録したテーブル（標準テーブル）を記憶部１２に格納しておく（図３（ｂ））。ここで胸骨上縁高（Ａ）は、図３（ａ）に示すように、頭頂部から肩の中心までの長さであり、肩峰幅（Ｂ）は、両肩の中心間距離であり、上肢長（Ｃ）は、肩の中心から腕の先（手指の先）までの長さを表す。このような標準テーブルは、例えば河内まき子，持丸正明，岩澤洋，三谷誠二（2000）：日本人人体寸法データベース1997-98，通商産業省工業技術院くらしとJISセンターなどに収録のものを利用すればよい。
【００２２】
制御部１１は、利用者検出部１５から入力される利用者の頭頂部の座標（ｘ，ｙ，ｚ）から、頭頂高（すなわち身長）に相当するｙの値を読み出す。そして当該ｙの値に対応する胸骨上縁高Ａ（ｙ）と、肩峰幅Ｂ（ｙ）と、上肢長Ｃ（ｙ）とを標準テーブルから取得する。
【００２３】
制御部１１は、左肩の推定位置座標Ｌと、右肩の推定位置座標Ｒとを
Ｌ（ｘ−Ｂ／２，ｙ−Ａ（ｙ），ｚ）
Ｒ（ｘ＋Ｂ／２，ｙ−Ａ（ｙ），ｚ）
【００２４】
と算出する。すなわち、ここでは利用者が描画部１３の画面に正対していると仮定している。
【００２５】
そして、制御部１１は、これら両肩の推定位置座標Ｌ，Ｒを中心とした半径Ｃの２つの仮想球ＳL，ＳRを表す式を生成する。制御部１１は、これらの仮想球ＳL，ＳRの式を用い、描画部１３の画面を表す平面の式（Ｚ＝０）との交点集合を求める。球と平面との交点集合であるので、この解は、
（１）（実数の解が）なし
（２）点
（３）円
【００２６】
のいずれかになる。制御部１１は、ここで点または円の解が得られたときに、当該点または当該円の内部を利用者の画面上での操作可能範囲と推定する。
【００２７】
そして制御部１１は、この操作可能範囲の内部（例えば操作可能範囲の中心にその中心が位置するよう）に、利用者の指示操作を受け入れる入力画面画像を表示する。
【００２８】
ここで入力画面画像はペンのサイズや色などを設定する機能を有したツールバーである（この例に従って、以下では入力画面画像をツールバーと呼ぶ）。利用者は、このツールバーに対する操作を行うことで、ペンのサイズや色などを設定し、または描画部１３に描画された画像のデータをファイルとして記録媒体に保持させるなどの処理を実行する。
【００２９】
本実施の形態の描画装置１は、以上の構成を備えてなり、次に述べるような動作を行う。本実施の形態の描画装置１は、利用者が描画部１３の画面に、予め定めた距離まで近接すると、図４に示す処理を開始し、当該利用者の頭頂部の位置座標を検出する（Ｓ１）。描画装置１は、頭頂部の位置座標から、人間の標準的な体格に係る情報を参照して肩の位置と腕の長さの情報とを推定する（Ｓ２）。そして当該推定した両肩の位置を中心とし、それぞれ腕の長さだけの半径の仮想球を設定する（Ｓ３）。
【００３０】
描画装置１は、図５に例示するようにこの仮想球Ｓと、描画部１３の画面とが交差して作られる仮想的な点または仮想的な円Ｉｃの範囲を求める（Ｓ４）。この仮想円などは、その周縁の線（または点）に利用者が触れるには、利用者が腕をいっぱいに伸ばさなければならない（すなわちその外部に触れるには利用者は移動しなければならない）と推定される境界線となる。なお、実際には、ここでは利用者が描画部１３の画面に正対していると仮定したときの両肩を中心として２つの球が描かれるので、仮想球と画面との交差によって生成される仮想の円は、利用者が画面から比較的離れている場合は図６に示すように、２つの小さい仮想的な円が離れて得られ（Ｆ）、画面の比較的近くにいる場合は、２つの仮想的な円が、その一部が重なるようにして得られる（Ｎ）。
【００３１】
描画装置１は、ここで得られた仮想的な点または仮想的な円の近傍に、ツールバーの画面を移動して描画する（Ｓ５）。このとき例えば２つの仮想円Ｌ，Ｒが互いに重なっていれば、ツールバーの画面Ｗを、その中心が、仮想円の中心座標間の中点になるよう配置してもよい（図７（ａ））。また、いずれか一方の仮想円（予め定めておけばよい）の中心になるよう配置してもよい（図７（ｂ），図７（ｃ））。さらに仮想円が描画部１３の画面の周縁部（Ｂ）を含む場合、ツールバーの画面Ｗを周縁部（Ｂ）に接するように配してもよい（図７（ｄ））。また仮想円に少なくともその一部が交差し、かつ、画面内に描画されている図形等にツールバーの画面Ｗが重なり合わないようにできる場所が見いだされれば、そのような場所にツールバーの画面Ｗを配してもよい。
【００３２】
本実施の形態の描画装置１は、以上の処理を繰り返して行い、利用者が移動するごとに、移動先で利用者の腕の届く範囲にツールバーの画面を描画することとしてもよい。また図６の処理Ｓ５で、ツールバーの画面を描画した後、ツールバーの画面の少なくとも一部が、処理Ｓ４で定められる仮想点または仮想円と交差するか否かを調べ、交差している間は描画位置を移動しないこととしてもよい。そして交差しないと判断したときには、処理Ｓ５を実行して、ツールバーの画面を仮想点または仮想円に交差する位置に移動してもよい。
【００３３】
さらにこの場合、交差しないと判断してから予め定めた待機時間だけ待機し、待機時間が経過するまでの間に、一度も仮想点または仮想円に交差しないときに、処理Ｓ５を実行して、ツールバーの画面を仮想点または仮想円に交差する位置に移動してもよい。
【００３４】
また処理Ｓ５にてツールバーの画面を表示した後、利用者が画面から離れるなどして、仮想点または仮想円が画面上になくなったときには、次に仮想点または仮想円が見いだされるまで、最後に表示した位置にツールバーを表示し続けてもよい。
【００３５】
［複数利用者］
また、ここまでの説明では、利用者が単独である場合を例として述べていたが、複数の利用者が存在する場合も、それぞれの頭頂部が検出できれば、それぞれの利用者について仮想点または仮想円を画面上で画定し、上述の処理を行えばよい。このとき、各利用者１，２…について生成した画面上の仮想円の半径ｒ１，ｒ２…（すなわち仮想円の面積）を比較し、最大の半径（面積）となっている利用者の仮想円を特定する。そして当該半径（面積）が最大となっている利用者の仮想円に少なくとも一部が重なるようにツールバーの画面を配する。
【００３６】
この場合、ツールバーの画面を描画した後、ツールバーの画面の少なくとも一部が、半径（面積）が最大となっている仮想円と交差したままであるか否かを調べ、交差したままである間は描画位置を移動しないこととしてもよい。そして半径（面積）が最大となっている仮想円と交差しないこととなったと判断したときには、ツールバーの画面を、半径（面積）が最大となっている仮想円に交差する位置に移動してもよい。
【００３７】
さらにこの場合、交差しないこととなったと判断してから予め定めた待機時間だけ待機し、待機時間が経過するまでの間に、一度も半径（面積）が最大の仮想円に交差しないときに、ツールバーの画面を半径（面積）が最大となっている仮想円に交差する位置に移動してもよい。
【００３８】
［描画位置の利用］
また、ここまでの説明では、利用者は画面に対して正対しているものと想定していた（図８（ａ））。このため、各肩の位置を中心とした仮想球が画面と交差してできる仮想円は、いずれも同じ半径と推定していた（図８（ｃ））。しかしながら実際には、利用者は、描画する方の肩をより画面に近接させる（図８（ｂ））。そこで、本実施の形態の描画装置１は、操作部１４が出力する描画の位置（ペンや指などが接している点）を検出し、当該位置が２つの仮想円のいずれに含まれているかを調べる。そして含まれている側の仮想円の半径を、含まれていない側の仮想円に対して大きく設定する。例えば含まれている側の仮想円の半径を元の半径のα（α＞１）倍とし、含まれていない側の仮想円の半径を、元の半径のβ（β＜１）倍としてもよい。これにより、より近接している肩側の仮想円の半径を大きく設定することとなる（図８（ｄ））。
【００３９】
この場合も描画装置１は、半径が最大となっている仮想円に交差するよう、ツールバーの画面を配する。
【００４０】
［個人データベース］
さらに、本実施の形態の描画装置１は、利用者を特定する情報を取得して利用してもよい。例えば本実施の形態の描画装置１の利用者検出部１５は、利用者の頭頂部を検出する装置だけでなく、利用者を特定する情報を格納したカードを読み取るカードリーダを含んでもよい。ここで利用者を特定する情報には、利用者の性別の情報などを含んでもよい。
【００４１】
この場合、利用者は、カードリーダにカードを読み取らせてから操作を開始する。利用者検出部１５は、カードから読み取った情報（利用者の性別の情報など）を制御部１１に出力する。
【００４２】
このように利用者の性別を区別する例では、図３（ｂ）に示した標準テーブルを性別ごとに格納する。そして制御部１１は、カードから読み取った性別の情報に従って、性別ごとの標準テーブルの一方を選択的に利用する。
【００４３】
例えば、カードから読み取った性別の情報が「女性」である場合、「女性」の標準テーブルから頭頂部の座標から見いだした身長の情報に対応する胸骨上縁高（Ａ）、肩峰幅（Ｂ）、上肢長（Ｃ）を読み出し、仮想球を設定する。
【００４４】
さらに、ここではカードリーダを用いる例としたが、各利用者が身につけている情報発信装置から利用者の位置とともに性別の情報などが取得できる場合、複数の利用者の頭頂部の検出結果と組み合わせて各利用者の性別を判別し、同じ処理を行っても構わない。
【００４５】
このように、複数の利用者の各々が特定できる場合は、ツールバーの画面を表示する際に、ツールバーを表示する仮想円に対応する利用者を特定し、当該利用者ごとに予め定められたツールバーの画面を表示することとしてもよい。
【００４６】
また、ここでは頭頂部を検出する装置が必須であることとしたが、本実施の形態はこれに限られない。例えば、利用者ごとに身長と性別とを含む情報を記録した情報発信装置を所持し、当該情報発信装置のＸ−Ｚ座標上の位置が特定できる場合（例えば各利用者の靴底に、これらの情報を記録した無線タグを貼り付けておき、床面にマトリクス状に配した読み取り装置によって読み取って、読み取り位置と無線タグの情報とに基づいて各利用者のＸ−Ｚ座標上の位置と、身長と、性別とを特定できる）、各利用者の身長と性別とから胸骨上縁高（Ａ）、肩峰幅（Ｂ）を読み出して両肩のＹ軸上の位置を特定し、また、利用者のＸ−Ｚ座標上の位置から両肩のＸ，Ｚ軸上の位置を特定して両肩の３次元空間内の位置を特定し、これと利用者の身長と性別とに基づいて読み出した上肢長（Ｃ）を用いて仮想球を設定してもよい。
【００４７】
さらに、このようにして利用者の身長の情報を頭頂部の位置以外から取得する場合も、頭頂部を検出してもよい。この場合、無線タグ等の読み出し位置などによって得た利用者のＸ−Ｚ座標上の位置と、頭頂部検出によって得た利用者のＸ−Ｚ座標上の位置とを比較し、各利用者の頭頂部の座標を取得する。これにより、利用者ごとに、頭頂部の座標と身長と性別とが関連づけられることとなる。本実施の形態の描画装置１は、まず身長と性別の情報とから、利用者の胸骨上縁高（Ａ）、肩峰幅（Ｂ）、上肢長（Ｃ）を読み出す。そして描画装置１は、これら読み出した胸骨上縁高（Ａ）、肩峰幅（Ｂ）と頭頂部の座標とから両肩の位置座標を得る。さらに両肩の位置から上肢長（Ｃ）を半径とした仮想球を設定する。この場合、利用者がしゃがむなどして、姿勢が異なっている場合にも両肩の位置（つまり仮想球、仮想点、仮想円）の推定精度が高められる。
【００４８】
また、利用者の頭頂部位置を検出する方法もここに述べた方法に限られず、例えば、互いに異なる高さごとに光が遮断されたか否かを検知するセンサを、画面の前に配しておき、画面前に立っている利用者の頭頂部の位置を、どの高さのセンサまでにおいて光が遮断されているかを検出することで求めても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態に係る描画装置の例を表す構成ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る描画装置の処理における座標系の設定例を表す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る描画装置の処理において用いる利用者の寸法を表す説明図、並びに、その寸法を保持する標準テーブルの例を表す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る描画装置の処理例を表すフローチャート図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る描画装置の処理で設定される仮想球、及び仮想円を表す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る描画装置の処理で求められる仮想円の態様を表す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る描画装置による入力画面画像の表示例を表す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る描画装置の処理で求められる仮想円の別の態様を表す説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  描画装置、１１  制御部、１２  記憶部、１３  描画部、１４  操作部、１５  利用者検出部。
【図１】
0005088192.tif 000002
【図２】
0005088192.tif 000003
【図３】
0005088192.tif 000004
【図４】
0005088192.tif 000005
【図５】
0005088192.tif 000006
【図６】
0005088192.tif 000007
【図７】
0005088192.tif 000008
【図８】
0005088192.tif 000009