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公開番号2025056689
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-08
出願番号2023213502,2023163451
出願日2023-12-19,2023-09-26
発明の名称キャリブレーション機能付きのシステム、プログラム、及びキャリブレーション方法
出願人チームラボ株式会社
代理人個人,個人
主分類G06F 3/04812 20220101AFI20250331BHJP(計算;計数)
要約【課題】表示装置とセンサのキャリブレーション処理をより簡単に行えるようにする。
【解決手段】システムは、表示装置と、この表示装置の表示領域に重なるように検出領域が設定された一又は複数のセンサと、表示装置及びセンサに接続された制御装置を備える。制御装置は、表示領域内の所定の表示位置にターゲットTを表示させる表示制御部と、ターゲットTの表示中にセンサが検出した検出位置と当該ターゲットTの表示位置とに基づいて表示装置の表示位置とセンサの検出位置を対応付ける対応付け部を含む。表示制御部は、ターゲットTとともに、ターゲットTを含む範囲にターゲットTよりも大きい誘導エリアGを表示し、ターゲットT上又はその近傍を収束点として誘導エリアGを当該収束点に向かって縮小させる。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
表示装置と、前記表示装置の表示領域に重なるように検出領域が設定された一又は複数のセンサと、前記表示装置及びセンサに接続された制御装置とを備えるシステムであって、
前記制御装置は、
前記表示装置に、前記表示領域内の所定の表示位置にターゲットを表示させる表示制御部と、
前記ターゲットの表示中に前記センサが検出した検出位置と、当該ターゲットの表示位置とに基づいて、前記表示装置の表示位置と前記センサの検出位置を対応付ける対応付け部とを含み、
前記表示制御部は、
前記ターゲットとともに、前記ターゲットを含む範囲に前記ターゲットよりも大きい誘導エリアを表示し、
前記ターゲット上又はその近傍を収束点として、前記誘導エリアを当該収束点に向かって徐々に縮小させ、
前記誘導エリアの縮小開始後に、前記センサによって検出される前記検出位置が停止した否かを判断する
システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記誘導エリアは、前記ターゲットを中心とした円であり、前記ターゲットとは外観上区別可能な態様で表示される
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記表示制御部は、前記センサによって検出される前記検出位置が停止した場合に、前記センサによる検出処理の進行状況に関する情報を前記ターゲットの近傍に表示する
請求項１又は請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記進行状況に関する情報は、前記センサによる検出処理が終了するまでの残り時間に関する情報である
請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記表示制御部は、前記センサによって検出される前記検出位置が停止し、前記センサによる検出処理が終了した後に、前記ターゲット及び前記誘導エリアの両方又はいずれか一方を、前記センサによる検出処理の実行中とは外観上区別可能な態様で表示する
請求項１又は請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
コンピュータを、請求項１又は請求項２に記載のシステムにおける前記制御装置として機能させるためのプログラム。
【請求項７】
表示装置と、前記表示装置の表示領域に重なるように検出領域が設定された一又は複数のセンサと、前記表示装置及びセンサに接続された制御装置とを備えるシステムにおいて、前記表示装置の表示位置と前記センサの検出位置を対応付けるためのキャリブレーション方法であって、
前記制御装置が、前記表示装置に、前記表示領域内の所定の表示位置にターゲットを表示させる表示工程と、
前記制御装置が、前記ターゲットの表示中に前記センサが検出した検出位置と、当該ターゲットの表示位置とに基づいて、前記表示装置の表示位置と前記センサの検出位置を対応付ける補正工程とを含み、
前記表示工程は、
前記ターゲットとともに、前記ターゲットを含む範囲に前記ターゲットよりも大きい誘導エリアを表示する工程と、
前記ターゲット上又はその近傍を収束点として、前記誘導エリアを当該収束点に向かって徐々に縮小させる工程と、
前記誘導エリアの開始後に、前記センサによって検出される前記検出位置が停止した否かを判断する工程を含む
キャリブレーション方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置とその表示領域上のタッチ位置を検出するセンサとを備えるシステムにおいて、特に表示装置の表示座標系とセンサのセンサ座標系を対応付けたり、両座標系のズレを補正したりするためのキャリブレーション技術に関するものである。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、ディスプレイやプロジェクタなどによる表示領域の付近に光学式の測域センサを配置し、そのセンサの検査領域を表示装置の表示領域と重なる調整しておき、ユーザが表示領域に接触したときに、その表示領域上の位置情報（座標等）を取得するシステムが知られている。このシステムによれば、例えば表示領域上の接触位置に所定のオブジェクト等を表示することができる（特許文献１等）。また、ユーザが表示装置によって表示されている映像作品にタッチすることで、その映像作品に何らかのリアクションが発生するといった双方向性のある映像表現の実現も可能である。
【０００３】
ところで、表示装置の表示領域の付近のセンサを設置する際には、センサによる検出位置と表示装置の表示位置とを正確に対応付ける必要がある。センサによる検出位置と表示装置の表示位置にズレが生じていると、例えばユーザが接触した表示領域上の位置とは別の位置にリアクションが発生するといった不具合が生じることが懸念される。そこで、表示装置と側域センサを組み合わせたシステムを用いる場合、表示領域における所定の点の位置と、その点をタッチしたことによって検出される位置とを対応付けることで、表示装置における表示座標系とセンサにおけるセンサ座標系との間の座標変換を行うためのパラメータを算出する処理、いわゆるキャリブレーション処理を行うことが知られている（特許文献２等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－１２８８４３号公報
特開２０１２－０２７７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献２に記載されたキャリブレーション処理では、表示領域の四隅を含む部位にターゲット（ポイント）を表示し、各ターゲットをユーザに手指やタッチペン等でタッチ（指示）させることとしている。特許文献２では一例として９箇所のターゲットを表示領域状に順次表示し、各ターゲットをユーザにタッチさせることとしているが、各ターゲットは小さい円形状の点で表示されていることから、順次表示されるターゲットをユーザが見つけにくいという課題がある。キャリブレーション処理中にユーザがターゲットを一つでも見落としてしまうと、座標変換のパラメータにエラーが発生し、正確にキャリブレーションを行うことができない。特に、ディスプレイやスクリーンを商業施設や展示施設などの壁面に設置するような場合には表示領域を大型とする必要がある。その場合、大型の表示領域の中からユーザがタッチすべきターゲットを見つけることがより困難になる。
【０００６】
また、表示領域にターゲットを表示してユーザにタッチさせた後、そのユーザがタッチした位置をサンセで検出することになるが、ユーザがターゲットをタッチしている時間が短いと、センサによる検出処理が間に合わず、ユーザがタッチした位置を正確に検出できないという課題もある。このためユーザには一定時間以上ターゲットをタッチさせる必要があるが、処理完了までの時間がわからないと、ユーザはいつまでターゲットをタッチしていればよいのか理解できず、必要以上にターゲットをタッチし続けることもあり、このことがキャリブレーション処理をより困難なものにしている。特に、表示装置とセンサのキャリブレーションに慣れていない者にとってはこのような作業は煩雑に感じることが多い。
【０００７】
そこで、本発明は、表示装置とセンサのキャリブレーション処理をより簡単に行えるようにすることを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の側面は、キャリブレーション機能を備えたシステムに関する。本発明に係るシステムは、表示装置と、一又は複数のセンサと、制御装置を備える。表示装置の表示領域は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイといったディスプレイ装置によって形成されていてもよいし、スクリーン上に映像を投影するプロジェクタによって形成されていてもよい。また、表示装置は、例えば複数のディスプレイを繋げたもの（いわゆるマルチディスプレイ）であってもよい。一又は複数のセンサは、表示装置の表示領域に重なるように検出領域が設定されている。センサは、赤外線や側域センサ等の光学式センサであり、表示装置の表示領域に沿って検査光を射出している。なお、センサを複数設ける場合、各センサの検出領域が表示装置の表示領域に重なっていることが好ましいが、少なくとも各センサの検出領域を合わせた領域が表示装置の表示領域に重なっていればよい。制御装置は、これらの表示装置とセンサに対して有線又は無線で接続されたコンピュータである。この制御装置は、表示制御部と対応付け部（例えば座標変換部）を含む。表示制御部は、表示装置に、表示領域内の所定の表示位置にターゲットを表示させる。対応付け部は、ターゲットの表示中にセンサが検出した検出位置と、当該ターゲットの表示位置とに基づいて、表示装置の表示位置とセンサの検出位置を対応付ける。具体的には、対応付け部は、表示位置とセンサの検出位置を対応付けることで、表示装置における表示座標系とセンサにおけるセンサ座標系との間の座標変換を行うためのパラメータを算出する。ここで、本発明に係るシステムにおいて、表示制御部は、ターゲットとともに、このターゲットを含む範囲にターゲットよりも大きい誘導エリアを表示する。誘導エリアはターゲットを囲うように表示領域上に表示される。誘導エリアの形状は特に限定されず、円形、楕円形、三角形、四角形、五角形、その他多角形であってもよい。また、表示制御部は、ターゲット上又はその近傍を収束点として、誘導エリアを当該収束点に向かって徐々に縮小させる。つまり、誘導エリアはターゲットに向かって無段階的又は段階的に小さくなっていく。なお、誘導エリアは、収束点に向かって最終的に消失させる必要はなく、最小化された状態でもターゲットを囲っていると良い。誘導エリアの収束点がターゲットの近傍にある場合とは、具体的には誘導エリアが最小化した状態でもターゲットと重なっていることを意味する。その後、表示制御部は、誘導エリアの縮小開始後に、センサによって検出される検出位置が停止した否かを判断する。
【０００９】
上記構成のように、ユーザが手指やタッチペン等によってタッチ（指示）すべきターゲットの周囲に誘導エリアを表示しつつ、この誘導エリアをターゲットに向かって徐々に縮小させることで、ユーザにターゲットの位置を分かりやすく提示することができる。また、ユーザがターゲットを視認しやすくようにターゲット自体を大きく表示してしまうと、ターゲットと検出点の対応付けが正確に行えずキャリブレーション処理に支障が出るが、本発明のように、ターゲットの周りに大きな誘導エリアを表示することで、ターゲットの視認性を確保しつつ、ターゲット自体は小さな点に留めておくことができるため、キャリブレーション処理の精度を高めることが可能である。
【００１０】
本発明に係るシステムにおいて、誘導エリアは、ターゲットを中心とした円（正円及び楕円を含む）であり、ターゲットとは外観上区別可能な態様で表示されることが好ましい。誘導エリアをターゲットを中心とした円形状とすることで、ユーザにターゲットの位置を直感的に理解させることができる。特に誘導エリアは正円であることが好ましい。なお、誘導エリアが楕円の場合、その中心は長軸と短軸の交点として定義できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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