JP2019149066A - 情報処理装置及びプログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】ユーザの接触による操作を用いずに現実の空間に存在する物体の操作を可能とする。【解決手段】ユーザと接して使用される情報処理装置は、現実の空間に存在する操作の対象とする物体を対向する位置から操作する場合のユーザの動きであり、物体とは非接触のまま現実の空間で行われるユーザの動きを検知する検知手段と、検知されたユーザの動きに対応する操作の実行を物体に指示する制御手段とを有する。【選択図】図5

Description

本発明は、情報処理装置及びプログラムに関する。
ユーザが操作する携帯機器に内蔵されたカメラで撮像した画像に含まれる機器を認識し、認識された機器に対応する仮想ユーザインタフェースを拡張現実の空間に表示し、この仮想ユーザインタフェースを通じて機器を操作することが提示されている。
特開2013−172432号公報
機器の操作には、ユーザの接触による指示が前提とされる。
本発明は、ユーザの接触による操作を用いずに現実の空間に存在する物体の操作を可能とする。
請求項1に記載の発明は、現実の空間に存在する操作の対象とする物体を対向する位置から操作する場合のユーザの動きであり、当該物体とは非接触のまま現実の空間で行われるユーザの動きを検知する検知手段と、検知されたユーザの動きに対応する操作の実行を前記物体に指示する制御手段と、を有し、ユーザと接して使用される情報処理装置である。
請求項2に記載の発明は、前記検知手段は、前記物体とユーザの体の一部を同時に撮像した画像からユーザの動きを検知する、請求項1に記載の情報処理装置である。
請求項3に記載の発明は、前記画像の撮像者はユーザである、請求項2に記載の情報処理装置である。
請求項4に記載の発明は、ユーザの体の一部は、前記物体の上に重ねて表示される、請求項3に記載の情報処理装置である。
請求項5に記載の発明は、前記制御手段は、前記画像上で、ユーザの体の一部との重なりが検知された前記物体に対し、検知されたユーザの動きを紐付ける、請求項2に記載の情報処理装置である。
請求項6に記載の発明は、前記制御手段は、予め定めた体の一部を検知の対象とする、請求項5に記載の情報処理装置である。
請求項7に記載の発明は、前記予め定めた体の一部は指又は手である、請求項6に記載の情報処理装置である。
請求項8に記載の発明は、前記予め定めた体の一部は足である、請求項6に記載の情報処理装置である。
請求項9に記載の発明は、前記検知手段は、前記物体とユーザの体の一部とが同時に撮像されている場合におけるユーザの動きを検知の対象とする、請求項1に記載の情報処理装置である。
請求項10に記載の発明は、ユーザの動きに対応する操作は、前記物体の個別の部位毎に用意されている、請求項1に記載の情報処理装置である。
請求項11に記載の発明は、前記制御手段は、動きが検知されたユーザが、前記物体の操作が許可されているユーザである場合に限り、当該物体に対して操作の実行を指示する、請求項1に記載の情報処理装置である。
請求項12に記載の発明は、検知されたユーザの動きに対応する操作が前記物体で実行できない場合、ユーザに報知する、請求項1に記載の情報処理装置である。
請求項13に記載の発明は、前記物体に対する正しい操作の方法を報知する、請求項12に記載の情報処理装置である。
請求項14に記載の発明は、前記制御手段は、前記物体に応じ、検知されたユーザの動きに対応する操作の内容を決定する、請求項1に記載の情報処理装置である。
請求項15に記載の発明は、前記制御手段は、前記物体との通信を通じて操作が可能な当該物体の機能を取得する、請求項1に記載の情報処理装置である。
請求項16に記載の発明は、前記制御手段は、前記物体がユーザの体で隠れないように、ユーザの体を透過的に表示する、請求項1に記載の情報処理装置である。
請求項17に記載の発明は、前記制御手段は、前記物体がユーザの体で隠れないように、ユーザの体の一部分を選択的に表示する、請求項1に記載の情報処理装置である。
請求項18に記載の発明は、前記制御手段は、ユーザの体の部位を示唆する表記を前記物体に重ねて表示する、請求項1に記載の情報処理装置である。
請求項19に記載の発明は、前記制御手段は、ユーザの動きを操作として受け付けたことをユーザに報知する、請求項1に記載の情報処理装置である。
請求項20に記載の発明は、前記制御手段は、操作として受け付けた体の部位を、受け付け前とは異なる態様で表示する、請求項19に記載の情報処理装置である。
請求項21に記載の発明は、前記制御手段は、前記物体の操作に用いる装備をユーザの体に重ねて表示する、請求項1に記載の情報処理装置である。
請求項22に記載の発明は、前記制御手段は、前記物体が存在する環境に応じた装備をユーザの体に重ねて表示する、請求項1に記載の情報処理装置である。
請求項23に記載の発明は、前記検知手段は、前記物体の像を表示する画面とユーザの体の一部を同時に撮像した画像からユーザの体の一部の動きを検知する、請求項1に記載の情報処理装置である。
請求項24に記載の発明は、前記制御手段は、前記物体を撮像した画像とユーザの体の一部を撮像した画像とを合成した画像からユーザの動きに対応する操作の内容を決定する、請求項1に記載の情報処理装置である。
請求項25に記載の発明は、前記制御手段は、ユーザの動きに対応する操作が前記物体に対する物理的な操作を必要とする場合、可動部を有する別の機器に対して操作の実行を指示する、請求項1に記載の情報処理装置である。
請求項26に記載の発明は、自装置とは非接触のまま現実の空間で行われるユーザの動きに対応する操作の実行を指示する通信を、ユーザと接して使用される端末から受信した場合、指示された操作の実行を許可する制御手段を有する情報処理装置である。
請求項27に記載の発明は、前記制御手段は、前記端末からの指示に限り、操作の実行を許可する、請求項26に記載の情報処理装置である。
請求項28に記載の発明は、ユーザと接して使用されるコンピュータを、現実の空間に存在する操作の対象とする物体を対向する位置から操作する場合のユーザの動きであり、当該物体とは非接触のまま現実の空間で行われるユーザの動きをユーザの地点から検知する検知手段と、検知されたユーザの動きに対応する操作の実行を前記物体に指示する制御手段として機能させるプログラムである。
請求項1記載の発明によれば、ユーザの接触による操作を用いずに現実の空間に存在する物体の操作を可能にできる。
請求項2記載の発明によれば、接触による場合と同じ動きで物体を操作できる。
請求項3記載の発明によれば、接触による場合と同じ動きで物体を操作できる。
請求項4記載の発明によれば、ユーザは画面上で自身の動きと操作の対象とする物体との位置関係を確認できる。
請求項5記載の発明によれば、接触による場合と同じ動きで物体を操作できる。
請求項6記載の発明によれば、誤操作を低減できる。
請求項7記載の発明によれば、誤操作を低減できる。
請求項8記載の発明によれば、誤操作を低減できる。
請求項9記載の発明によれば、誤操作を低減できる。
請求項10記載の発明によれば、操作を効率化できる。
請求項11記載の発明によれば、操作者を限定できる。
請求項12記載の発明によれば、正しくない操作を知らせることができる。
請求項13記載の発明によれば、正しい操作を促すことができる。
請求項14記載の発明によれば、物体に応じた操作を指示できる。
請求項15記載の発明によれば、物体に応じた操作を指示できる。
請求項16記載の発明によれば、画面上で物体を確認したまま操作できる。
請求項17記載の発明によれば、画面上で物体を確認したまま操作できる。
請求項18記載の発明によれば、誤操作を低減できる。
請求項19記載の発明によれば、操作の確定を確認できる。
請求項20記載の発明によれば、操作の確定を確認できる。
請求項21記載の発明によれば、現実感を高めることができる。
請求項22記載の発明によれば、現実感を高めることができる。
請求項23記載の発明によれば、操作の対象とする物体がユーザの前に存在しなくても接触による場合と同じ動きで物体を操作できる。
請求項24記載の発明によれば、操作の対象とする物体がユーザの前に存在しなくても接触による場合と同じ動きで物体を操作できる。
請求項25記載の発明によれば、物理的な接触が必要とされる操作も実行を指示できる。
請求項26記載の発明によれば、ユーザの接触による操作を用いずに現実の空間に存在する物体の操作を可能にできる。
請求項27記載の発明によれば、操作の安全性を高めることができる。
請求項28記載の発明によれば、ユーザの接触による操作を用いずに現実の空間に存在する物体の操作を可能にできる。
実施の形態1に係るシステムの一例を説明する図である。 画像形成装置のハードウェア構成の一例を説明する図である。 スマートフォンのハードウェア構成の一例を説明する図である。 プログラムの実行を通じて処理回路部が実現する機能構成の一例を説明する図である。 処理回路部において実行される処理動作の一例を説明するフローチャートである。 撮像者であるユーザが自身の人差し指を画像形成装置に重なるように撮像する様子を説明する図である。 画像形成装置に非接触のまま人差し指を空中で押すような動作を撮像する様子を説明する図である。 操作の受け付けをユーザに報知する他の方法を説明する図である。 操作の受け付けをユーザに報知する他の方法を説明する図である。 操作の受け付けをユーザに報知する他の方法を説明する図である。 人差し指の像を液晶ディスプレイに表示させない手法を説明する図である。 人差し指の像を液晶ディスプレイに表示させない他の手法を説明する図である。 人差し指の像を液晶ディスプレイに表示させない他の手法を説明する図である。 操作の対象が通信の機能を有する電卓である場合を説明する図である。 操作の対象がレバーである場合を説明する図である。 操作の対象がレバーである場合の他の例を説明する図である。 蝶番が取り付けられた部分を軸として開閉する片開き扉を操作の対象とする場合を説明する図である。 ユーザが右手を空中に押し出す動きをスマートフォンで撮像することで片開き扉が少し開いた状態を説明する図である。 ユーザが右手を空中に押し出す動きをスマートフォンで撮像することで片開き扉が大きく開いた状態を説明する図である。 片開き扉にレバー式の取っ手が取り付けられている場合を説明する図である。 照明器具を撮像の対象とする場合を説明する図である。 照明器具の点灯を制御するスイッチを撮像の対象とする場合を説明する図である。 表示装置に表示されている電卓の像を撮像の対象とする場合を説明する図である。 スマートフォンで撮像されるユーザの動きを画面上に表示されている操作子の操作に紐付ける場合を説明する図である。 実施の形態2に係るシステムの一例を説明する図である。 金庫を操作の対象として撮像する場合を説明する図である。 金庫のハードウェア構成の一例を説明する図である。 MPUで実行される処理動作の一例を説明するフローチャートである。 実施の形態4に係るシステムの一例を説明する図である。 前述した実施の形態で説明したように、スマートフォンでユーザの体の一部の動きを片開き扉の操作として受け付ける場合を示している。 ネットワークを介して複数のユーザが操作の情報を共有する仕組みを説明する図である。 3台のスマートフォンのうちの1台を使用して片開き扉を押し開く場合を説明する図である。 片開き扉が開かれた状態が3台のスマートフォンで共有される様子を説明する図である。 植木の移動を身振りで指示する場合を説明する図である。 ロボットのハードウェア構成を説明する図である。 ロボットを使用した植木の移動を説明する図である。 画像形成装置に対向する位置の他の例を説明する図である。 身振りによって用紙の収容部を開閉する例を説明する図である。 印刷された用紙に対して穴を開ける処理や綴る処理を加えるための機構(後処理装置)が取り付けられている場合の操作例を説明する図である。 後処理装置の像が人差し指の像で選択した場合に実行される表示部に生じる画面の変化を説明する図である。(A)は人差し指の像による身振りを受け付ける前の表示を示し、(B)は人差し指の像による身振りを受け付けた後の表示を示し、(C)は身振りによる操作を受け付けるスマートフォンの画面例を示す。 許容される最大の角度まで片開き扉が開いた後も押し続ける身振りが検知される場合をユーザに報知する機能の一例を説明する図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
<実施の形態1>
<システム例>
図1は、実施の形態1に係るシステムの一例を説明する図である。
図1に示すシステムは、記録材(以下、代表して「用紙」と記す場合もある。)に画像を形成する画像形成装置100と、画像形成装置100を撮像するスマートフォン200とで構成されている。
画像形成装置100は、現実の空間に存在する物体の一例であるとともに、情報処理装置の一例でもある。
画像形成装置100は、複製物を生成するコピー機能、原稿の画像を読み取るスキャン機能、他機との間でファックス画像を受け渡しするファックス送受信機能、用紙に画像を記録する印刷機能等を備えている。コピー機能は、スキャン機能と印刷機能とを組み合わせることで実現される。
なお、画像形成装置100は、コピー機能、スキャン機能、ファックス送受信機能の全てを備える必要はなく、いずれか1つの機能に特化した装置、例えば複写機、スキャナ、ファックス送受信機、プリンタ(3次元プリンタを含む。)であってもよい。また、画像形成装置100は、これらの機能の一部を選択的に組み合わせた装置構成を有していてもよい。
画像形成装置100は、ユーザからの操作の受け付けやユーザに対する各種情報の提示に用いられるユーザインタフェース部110と、原稿の画像を読み取る画像読取ユニット120と、用紙上に画像を記録する画像形成ユニット130と、用紙を収容する収容部140とで構成されている。
スマートフォン200は、携帯型の端末装置であり、後述するように撮像用のカメラ、表示画面、通信機能等を備えている。スマートフォン200は、情報処理装置の一例である。
図1に示すスマートフォン200の表示画面には、画像形成装置100の像100Aが表示されている。
<画像形成装置の構成>
図2は、画像形成装置100のハードウェア構成の一例を説明する図である。
図2には、図1との対応部分に対応する符号を付して示している。
ユーザインタフェース部110は、操作画面等の表示に使用される表示部111と、ユーザの入力操作を受け付ける操作受付部112とを備えている。
表示部111は、例えば液晶ディスプレイパネルや有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイパネル等で構成されている。
操作受付部112は、ユーザによる操作入力を受け付けるボタンやタッチパッド等で構成されている。
画像読取ユニット120は、原稿から画像を読み取る画像読取部と、画像読取部に原稿を搬送する原稿搬送部とを有している。画像読取ユニット120は、画像形成ユニット130の上部に配置される。
画像形成ユニット130は、制御部として機能するMPU(Micro Processing Unit)131と、ROM(Read Only Memory)132と、RAM(Random Access Memory)133を有している。
MPU131は、ROM132から読み出したファームウェア等のプログラムを実行し、各種の機能を提供する。RAM133は、プログラムの作業領域として使用される。
画像形成ユニット130には、その他に、画像データ等の記憶に用いられる記憶部134、画像データに色補正や階調補正等の画像処理を加える画像処理部135、電子写真方式やインクジェット方式で用紙に画像を形成する画像形成部136、外部との通信に用いられる通信部137等を有している。
記憶部134は、ハードディスク装置や半導体メモリ等の不揮発性の記憶媒体を有している。記憶部134には、画像読取ユニット120で読み取った原稿の画像データや通信部137を通じて受信した画像データが記憶される。
画像処理部135は、例えば専用のプロセッサや処理ボードによって構成される。
通信部137は、LAN(Local Area Network)インタフェースやファクシミリ通信網サービスのインタフェースを備えている。前述したスマートフォン200(図1参照)との通信にはLANインタフェースが使用される。
なお、MPU131、ROM132、RAM133、記憶部134、画像処理部135、画像形成部136、通信部137は、バス138を通じて互いに接続されている。また、前述したユーザインタフェース部110と画像読取ユニット120は、インタフェース139を通じてバス138に接続されている。
<スマートフォンの構成>
図3は、スマートフォン200のハードウェア構成の一例を説明する図である。
スマートフォン200は、データを処理する処理回路部210と、プログラムやデータを記憶する不揮発性のメモリ221と、オーディオ信号を入出力するオーディオ回路222と、画像を表示する液晶ディスプレイ(LCD)223と、電源制御デバイス224と、画像を撮像するカメラ225と、操作面に対する接触を検知するタッチパッド226と、WiFi(登録商標)規格に準拠する無線信号を送受信するWiFi(Wireless Fidelity)モジュール227と、近距離無線通信規格の1つであるブルートゥース(登録商標)規格に準拠する無線信号を送受信するBluetooth(登録商標)モジュール228と、を有している。
本実施の形態の場合、カメラ225が設けられる面と液晶ディスプレイ223が設けられる面とは、表面と裏面の関係にある。
このため、ユーザは、現実の空間に存在する物体(例えば画像形成装置)と自身の体の一部(例えば指、手、足)をカメラ225で撮像しながら、その画像を液晶ディスプレイ223で確認することが可能である。
なお、カメラ225が複数設けられている場合や液晶ディスプレイ223が複数設けられている場合には、少なくとも1組のカメラ225と液晶ディスプレイ223が表面と裏面の位置に配置されていればよい。
本実施の形態では、液晶ディスプレイ223を用いているが、有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイその他の表示手段を用いてもよい。
処理回路部210には、メモリ221との間でデータの読み書きを制御するメモリ制御部211と、処理を実行する複数のCPUコア(Central Processing Unit Core)212と、電源の供給を管理する電源管理部213と、組み込みシステムの動作を管理するシステム管理部214と、オーディオ信号を処理するオーディオ処理部215と、実時間で画像を処理するGPU(Graphics Processing Unit)216と、液晶ディスプレイ223に画像を表示するディスプレイ制御部217と、外部のモジュールとの接続に使用される外部インタフェース(I/F)218と、ベースバンド信号を処理するベースバンド回路219とが設けられている。
図4は、プログラムの実行を通じて処理回路部210が実現する機能構成の一例を説明する図である。
ここでの処理回路部210は、検知手段の一例であるとともに制御手段の一例でもある。
処理回路部210は、画像データを処理してユーザの身振りを検知する身振り検知部251と、操作の対象とする物体を検知する操作対象検知部252と、操作の対象とする物体(本実施の形態では画像形成装置100)から物体が備える機能の情報を取得する対象側機能取得部253と、ユーザの身振りを操作として受け付ける操作受付部254と、受け付けた操作に対応する指示を対象とする物体に送信する指示送信部255と、操作の受け付けをユーザに報知する報知部256として機能する。
本実施の形態における身振り検知部251は、カメラ225で撮像された画像からユーザの体の一部(例えば指、手、足)の動きを身振りとして検知する。動きの意味は、操作の対象として検知される物体(例えば画像形成装置100)毎に異なる。
本実施の形態における身振りには、例えば押す、引く、回す、握る、蹴る、踏む、クリック、ダブルクリック、ドラッグ、タップ、フリック、スワイプ等が含まれる。
本実施の形態における操作対象検知部252は、液晶ディスプレイ223(図3参照)に表示される画像を分析して操作の対象となる物体やその操作子等を検知する。
本実施の形態における操作子には、操作の対象となる物理的な構造物(例えばボタン、スイッチ)、ソフトウェア的に再現される画面上の表示(例えばボタン、スイッチ)等が含まれる。
処理に用いる画像は、スマートフォン200に設けられたカメラ225から取得される実時間の画像データに限らず、メモリ221や外部から取得される画像データでもよい。
画面内に複数の物体が含まれる場合、操作対象検知部252は、例えば液晶ディスプレイ223に表示される像が画面の中央により近い物体を対象として検知してもよいし、ユーザの体の一部の像と重なる位置の物体を操作の対象として検知してもよい。
なお、操作対象検知部252は、無線LAN等によってスマートフォン200と接続中の機器の一覧の中からユーザによって選択された機器を操作の対象として検知してもよい。
本実施の形態における対象側機能取得部253は、例えば操作対象検知部252で検知された物体との通信を通じ、操作が可能な操作子の情報を取得する。例えば無線LANを用い、操作子の情報を取得する。
また、対象側機能取得部253は、例えば通信可能な機器のそれぞれから操作が可能な操作子の情報を取得してもよい。
なお、操作の対象が通信機能を有しているとは限らない。例えば操作の対象が植物や自然物の場合である。この場合でも、対象側機能取得部253は、人の動きを代行可能なロボットその他の機器と通信し、実行が可能な操作の情報を取得してもよい。
本実施の形態における操作受付部254は、検知された身振りを操作の対象とする物体の特定の機能に紐付けて操作として受け付ける。
なお、図1に示したように、操作の対象とする物体は、ユーザと対向する位置に存在している。このため、カメラ225(図3参照)がユーザの体の一部を撮像する方向と、操作の対象とする物体を撮像する方向とが同じになる。
ここで、対向する位置とは、ユーザと操作の対象とする物体とが、向き合っていればよく、必ずしも正面である必要はない。例えばユーザとの間で何かしらの向き合う部分(例えば物体の側面の部分、背面の部分)が存在すれば、操作の対象とユーザの身振りとの紐付けが可能であり、紐付けられた物体に対して指示を出すことができる。従って、ユーザが物体に対して斜め前に位置する場合も、向き合う場合に含まれる。
本実施の形態における指示送信部255は、受け付けた操作に対応する指示の実行を対象とする物体(例えば画像形成装置)に対して送信する。なお、指示送信部255は、指示に対する応答(例えば指示の受け付け等)を対象とする物体の側から取得する機能も備えている。
また、指示送信部225は、操作の対象とする物体の各部に、それぞれ特有の身振りと機能の指示とが紐付けられている場合には、身振りを通じて受け付けた指示を送信してもよい。この場合、操作画面に対する操作は不要となる。
因みに、操作画面に対する操作を必須とする場合には、操作画面内に配置された複数の選択肢の中から1つを選択する操作や深い階層に位置する選択肢にたどり着く必要がある。しかし、操作の対象とする物体の特定の部位に、それぞれ特定の身振りと特定の機能が割り当てられている場合には、より少ない操作で指示を送信することが可能になる。結果的に、複数の機能を素早く選択的に実行できる。
本実施の形態における報知部256は、オーディオ回路222や液晶ディスプレイ223を通じて、ユーザによる身振りによる操作を補助する各種の報知を実行する。
<処理回路部による処理動作>
図5は、処理回路部210において実行される処理動作の一例を説明するフローチャートである。図5においては、ステップを記号のSで示す。
本実施の形態における処理回路部210は、液晶ディスプレイ223(図3参照)の画面内に映り込んでいる人体の一部(例えば指)を認識する(ステップ101)。
次に、処理回路部210は、認識された人体の一部の動きを検知する(ステップ102)。
以上の処理は、例えば身振り検知部251(図4参照)が実行する。
その後、処理回路部210は、画面内で人体の一部の像と重なる物体の部位を特定する(ステップ103)。この処理は、例えば操作対象検知部252(図4参照)が実行する。
なお、処理回路部210は、操作の対象である物体の認識も事前に又は並行して行う。操作の対象である物体を特定できない場合、処理回路部210は、操作の対象とする物体を特定できないこと、型式等を含む画像を撮像すべきこと等を報知する。この処理は、例えば報知部256(図4参照)が実行する。
続いて、処理回路部210は、検知された人体の動きを、特定された部位に対する操作として受け付ける(ステップ104)。この処理は、例えば操作受付部254が実行する。なお、特定された部位に対応付けられている機能が存在しない場合や対応付けられている機能の実行とは関係のない動きの場合、処理回路部210は、検知された動きを操作として受け付けないこともある。
次に、処理回路部210は、対象とする物体を通信により制御可能か否かを判定する(ステップ105)。この処理も、例えば操作受付部254が実行する。
ステップ105で肯定結果が得られた場合、処理回路部210は、操作の実行を指示する信号を、対象とする物体に送信する(ステップ106)。
ステップ105で否定結果が得られた場合、処理回路部210は、操作の代行が可能な自走装置があるか否かを判定する(ステップ107)。
ステップ107で肯定結果が得られた場合、処理回路部210は、操作の実行を指示する信号を自走装置に送信する(ステップ108)。
ステップ107で否定結果が得られた場合、処理回路部210は、操作できない旨を報知する(ステップ109)。
<操作例>
以下では、前述した機能を用いて実現される操作例について説明する。
<操作例1>
図6は、撮像者であるユーザが自身の人差し指301を画像形成装置100に重なるように撮像する様子を説明する図である。
この撮像の際、ユーザは、左手でスマートフォン200を保持している。人差し指301はユーザの右手であり、画像形成装置100には触れていない。
図6の場合、スマートフォン200の液晶ディスプレイ223には、ユーザインタフェース部110の一部分が拡大された状態で表示されている。
この表示の状態は、画像形成装置100の像が液晶ディスプレイ223に表示されている状態で、液晶ディスプレイ223の画面に触れた2本の指の間を広げるように動かすことで得られる。なお、音声認識技術を使用すれば、液晶ディスプレイ223に触れなくてもズームアップが可能である。
図6の場合、現実の空間に存在するユーザインタフェース部110の一部分を撮像した像270(言語切替用のボタン271と画面輝度調整用のボタン272)と、人差し指の像301Aとが、液晶ディスプレイ223に表示されている。
前述したように、現実の空間内における位置関係は、一番奥から順番に、画像形成装置100、ユーザの人差し指301、スマートフォン200である。
従って、スマートフォン200で撮像された人差し指の像301Aは、ユーザインタフェース部の像270の手前に重なるように表示される。
ところで、人差し指301の動きで画像形成装置100を操作するには、操作の対象として画像形成装置100が事前に特定されている必要がある。
画像形成装置100の特定には、例えば画像形成装置100の画像を処理して機種を特定する技術、画像に含まれる型番等の文字情報を検知する技術、液晶ディスプレイ223に表示される候補の中から選択する技術等の使用が可能である。ここでの候補は、例えば無線LAN等によってスマートフォン200と接続中の機器の一覧として与えられる。
ここでは、操作の対象として画像形成装置100が既に特定されているものとする。
図6の場合、操作が可能な2つの操作子(言語切替用のボタン271と画面輝度調整用のボタン272)が液晶ディスプレイ223に表示されているが、3つ以上の操作子が表示されていてもよいし、1つの操作子だけが表示されていてもよい。
図6の場合、2つの操作子が液晶ディスプレイ223に表示されているので、操作の対象とする操作子と人差し指の像301Aとが重なるように人差し指301を空中で移動させる必要がある。
この人差し指301の空気中での移動もスマートフォン200には、ユーザの動きとして検知される。ただし、水平方向への動きは、撮像されている操作子に対する操作の動きに対応付けられていない。
このため、人差し指の像301Aが画面輝度調整用のボタン272と重なるまでの動きは、操作子に対する操作としては受け付けられていない。
なお、本実施の形態では、操作の対象がボタン類であるので人差し指の像301Aの動きを検知しているが、検知の対象とする体の一部分は操作の対象に応じて定めてもよい。例えば手、腕、足などの人体の一部を検知の対象としてもよい。検知の対象を特定することで誤操作の回避が可能になる。
図7は、画像形成装置100に非接触のまま人差し指301を空中で押すような動作を撮像する様子を説明する図である。図7には、図6との対応する部分に対応する符号を付して示している。
ここでの押すような動作とは、人差し指301がスマートフォン200から遠ざかる方向への動きである。換言すると、画像形成装置100の方向への動きである。
具体的には、実空間において、ユーザインタフェース部110に表示された操作子を押す場合と同じ動きになる。ユーザの視線の方向とカメラ225(図3参照)の撮像の方向とが一致するためである。
図7に示す液晶ディスプレイ223では、人差し指の像301Aが画面輝度調整用のボタン272と重なっているので、スマートフォン200は、画面輝度調整用のボタン272を押す操作として検知する。
本実施の形態の場合、スマートフォン200には、操作子と動きとの関係がメモリ221(図3参照)に記憶されている。もっとも、メモリ221に記憶される関係は、画像形成装置100に設けられる操作子のうちの一部についてでもよい。
また、画像形成装置100に設けられる操作子のイメージと操作として認識する動きの関係は、画像形成装置100に記憶されており、操作の対象とする操作子を特定する処理も画像形成装置100が実行してもよい。
図7では、画像形成装置100と通信が可能であるので、スマートフォン200は、画面輝度調整用のボタン272の操作を指示する信号を画像形成装置100に送信する。
本実施の形態におけるスマートフォン200には、操作の受け付けをユーザに報知する機能が用意されている。
このため、図7では、画面輝度調整用のボタン272の表示の形態を変化させ、操作の受け付けをユーザに報知している。
ここで、表示の形態を変化させる方法には、例えば操作の対象となったボタンが表示されている領域の輝度を上げる、点滅させる、他の色に変化させる等の手法が用いられる。
なお、操作の受け付けをユーザに報知する機能は必須ではない。
<操作例2>
図8は、操作の受け付けをユーザに報知する他の方法を説明する図である。
図8には、図7との対応部分に対応する符号を付して示している。
図8の場合、画面輝度調整用のボタン272の表示には変化がないが、不図示のスピーカから「カチッ」という音が出力されている。
この音の発生により、ユーザは、自身の動きが操作として受け付けられたことの確認が可能である。
なお、音による報知の手法は、「操作を受け付けました」等の言葉として発せられてもよい。
<操作例3>
図9は、操作の受け付けをユーザに報知する他の方法を説明する図である。
図9には、図7との対応部分に対応する符号を付して示している。
図9の場合、画面輝度調整用のボタン272の表示には変化がないが、操作の受け付けを示す小さい画面280が追加的に表示されている。
図9に示す画面280には「操作を受け付けました」との文字列が記述されている。勿論、この文字列は一例である。
<操作例4>
図10は、操作の受け付けをユーザに報知する他の方法を説明する図である。
図10には、図7との対応部分に対応する符号を付して示している。
図10の場合、画面輝度調整用のボタン272の表示には変化がないが、人差し指の像301Aの表示の態様を、操作として受け付ける前の態様から変化させている。
ここで、表示の形態を変化させる方法には、例えば人差し指の像301Aが表示されている領域の輝度を上げる、点滅させる、他の色に変化させる等の手法が用いられる。
<操作例5>
図11は、人差し指の像301(図7参照)を液晶ディスプレイ223に表示させない手法を説明する図である。
図11には、図7との対応部分に対応する符号を付して示している。
例えばカメラ225(図3参照)の撮像の範囲に侵入した人体の一部を常に表示する手法では、人体の一部によって操作子の大部分が隠れてしまう可能性もある。例えば操作子に記載されている文字が手や腕の像に隠れてしまう可能性がある。
このような場合、ユーザは操作の対象とする操作子を画面上で確認することができず、又は、一部しか確認できないため、操作に支障が生じることがある。
操作子に記載されている文字を確認できないと、どの操作子を操作しているのかわからないだけでなく、誤操作の原因にもなる。
そこで、図11では、画像処理によって人差し指の像301Aを画面上から消している。この場合、ユーザは、どの操作子を操作の対象とするのかを操作の間中、画面上で確認することが可能である。
<操作例6>
一方で、操作例5の場合(図11参照)、人差し指の像301Aが表示されないことで、操作子と人差し指の像301Aとの位置の関係が分かりにくくなったり、操作が実際に受け付けられたのかが分からなくなったりする可能性もある。
図12は、人差し指の像301(図7参照)を液晶ディスプレイ223に表示させない他の手法を説明する図である。
図12には、図11との対応部分に対応する符号を付して示している。
図12では、実際には人差し指の像301Aが重なっている位置の操作子(ここでは、画面輝度調整のボタン272)の表示の形態を変化させ、ユーザの確認を支援している。また、図12では、操作を受け付けたことを文字列で記述する画面280も表示している。
この表示により、自身の体の一部によって視認を妨げられずに、特定の操作子を操作することが可能になる。また、操作子の表示の態様を変化させる機能がある場合には、操作の対象と間違えずに済む。さらに、操作の受け付けが報知される場合には、ユーザの操作性を高めることができる。
<操作例7>
図13は、人差し指の像301A(図7参照)を液晶ディスプレイ223に表示させない他の手法を説明する図である。
図13には、図11との対応部分に対応する符号を付して示している。
操作例6では、人差し指の像301Aを全く表示していないが、画面上での位置を確認したいという要望も考えられる。
図13は、このような要望を考慮した表示の手法であり、人差し指の像301Aが位置する領域の輪郭線を示している。輪郭線が示されることでユーザは、人差し指301の位置と操作子との位置の関係を容易に確認することが可能になる。ここでの輪郭線は、ユーザの体の部位を示唆する表記の一例である。
なお、図13では、人差し指の像301Aの輪郭線を破線で示しているが、画像処理によって透過像に変換した画像を実像に代えて表示してもよい。ここでの透過像も、ユーザの体の部位を示唆する表記の一例である。
また、指先の部分だけを輪郭線や透過像で選択的に表現し、指先以外は実像で表示してもよいし、反対に指先の部分だけを選択的に実像で表示してもよい。人体の一部の像で隠れる面積が減るので、操作の対象である物体の像の確認が容易になる。
<操作例8>
図14は、操作の対象が通信の機能を有する電卓400である場合を説明する図である。
この例の場合、ユーザは、右手の指先が汚れていても、電卓400を汚すことなく操作し、演算の結果を確認できる。
図14の場合、ユーザの人差し指の像301Aは、透過像として電卓の像400Aの上に重ねて表示されている。透過像は、輪郭線とは異なり、実像が透けるように表示される。
ただし、電卓400のように操作子の寸法が小さい場合には、押し間違いの可能性が残る。
そこで、液晶ディスプレイ223に表示される体の一部の大きさを選択できるようにしてもよい。例えば実像に比して大きくしたり、小さくしたりできるようにしてもよい。また、段階的に調整できるようにしてもよい。
この機能を用意することにより、操作子の押し間違いの低減が期待される。
<操作例9>
図15は、操作の対象がレバー500である場合を説明する図である。
本実施の形態におけるレバー500には、例えば操縦桿、ジョイスティック、シフトレバー、ウインカーレバー、ブレーキレバー、車両のコントローラが含まれる。
図15の場合、操作の対象はレバー500であるので、ユーザは、何かを握るように空中に右手310を突き出している。この例の場合、右手310を前後左右に動かすと、その動きを検知したスマートフォン200からの指示によりレバー500が同じ動きをする。
液晶ディスプレイ223には、右手の像310Aがレバーの像500Aを握ったように表示されている。なお、右手の像310Aは、レバーの像500Aの上に単に重ねて表示されてもよい。
もっとも、レバー500を右手310に連動して動かす必要はなく、レバー500によって制御される対象に右手310の動きに応じた制御が現れればよい。
レバー500は、入力装置であって最終的な制御の対象ではないためである。従って、レバー500とスマートフォン200との通信は必須ではない。レバー500と通信できなくても、スマートフォン200は、レバー500の操作によって制御される機器との間で通信が可能であればよい。
この操作例におけるスマートフォン200には、液晶ディスプレイ223に表示されるユーザの体の一部をユーザの属性や使用の環境に応じて装飾する機能が用意されている。
例えば操作例1(図6参照)の場合には、カメラ225(図3参照)で撮像された体の一部が実像のまま表示されているが、図15の例では、薄手の手袋を着用した右手の像310Aが表示されている。ここでの手袋は装備の一例である。
使用する装飾の種類は、事前にユーザが選択してもよいし、レバー500(又はレバー500を備える機器)側から通知されてもよいし、スマートフォン200のメモリ221(図3参照)に記憶されていてもよいし、外部のサーバなどから通知されてもよい。
また、装飾に使用する画像データは、スマートフォン200のメモリ221に記憶されていてもよいし、レバー500を備える機器、外部のサーバ等から与えられてもよい。
なお、液晶ディスプレイ223に表示される右手の像310Aの形状や大きさは、撮像の仕方によっても異なる。従って、スマートフォン200には、右手の像310Aの形状や大きさに応じて装飾する画像を変形する機能も備えている。
本実施の形態の場合、この機能は、スマートフォン200におけるアプリケーションプログラムの実行を通じて実現される。もっとも、スマートフォン200の外部に設けられたサーバその他のコンピュータを使用して画像処理を実行し、処理の結果を液晶ディスプレイ223の表示に反映してもよい。
図16は、操作の対象がレバー500である場合の他の例を説明する図である。
図16には、図15との対応部分に対応する符号を付して示している。
図16の場合、冬場に屋外でレバー500を操作する場合を想定している。このため、図16の場合には、厚手の手袋が装飾として右手の像310Aに付加されている。
このように、液晶ディスプレイ223に装飾した右手の像310Aが表示されることで、レバー500を実際に操作する場合と同様の印象をユーザに与えることができ、操作の実感を高めることが可能になる。
<操作例10>
図17は、蝶番が取り付けられた部分を軸として開閉する片開き扉600を操作の対象とする場合を説明する図である。
片開き扉600には、電気的に片開き扉600を開く又は閉じる機構610が取り付けられている。機構610は、出入り口が設けられている壁面側に取り付けられている。また、ここでの機構610は、無線LAN等を通じてスマートフォン200と直接又は間接的に通信が可能である。
なお、出入り口の近くの壁面には、不図示の照明器具の点灯や消灯に用いられるスイッチ700が取り付けられている。
このため、スマートフォン200の液晶ディスプレイ223には、片開き扉の像600Aとスイッチの像700Aが表示されている。
また、現実の空間に存在する片開き扉600とスマートフォン200を結ぶ線上にユーザの右手310が位置している。右手310は、片開き扉600と非接触である。
このため、液晶ディスプレイ223には、片開き扉の像600Aと重なるように右手の像310Aが表示されている。図17の場合、右手の像310Aは実像である。
図17に示す片開き扉600は、押すことで奥方向に開き、手前に引くと閉まる。
図18は、ユーザが右手310を空中に押し出す動きをスマートフォン200で撮像することで片開き扉600が少し開いた状態を説明する図である。
図18では、右手310の動き方向を矢印で表している。この右手310の動きは、スマートフォン200において、片開き扉600を開ける操作として検知される。スマートフォン200は、検知された操作の実行を指示する信号を機構610に送信している。
この際、スマートフォン200は、画像上で検知された右手310の動きの速度を機構610に送信してもよい。この場合、機構610は、与えられた速度に応じて片開き扉600を開く速度に反映させることが可能になる。すなわち、片開き扉600を実際に操作する場合と近い感覚で片開き扉600を開くことが可能になる。
図19は、ユーザが右手310を空中に押し出す動きをスマートフォン200で撮像することで片開き扉600が大きく開いた状態を説明する図である。
図19では、右手310の動きが継続しており、機構610による駆動も継続している。
なお、片開き扉600を開く動作が検知された後は、右手310の動きが止まっても、片開き扉600の駆動が継続されるように制御してもよい。スマートフォン200による撮像中に右手310が移動できる範囲は、駆動の対象である片開き扉600が動く範囲に対して狭いためである。この制御は、スマートフォン200の機能として実現してもよいし、機構610の機能として実現してもよい。
なお、右手310を手前に引く動きが検知された場合、スマートフォン200は、片開き扉600を閉じる操作として検知する。
図20は、片開き扉600にレバー式の取っ手(レバーハンドル)620が取り付けられている場合を説明する図である。
この片開き扉600を開くには、レバー式の取っ手620を握って回転し、その後、押し出すような動きが必要になる。
図20では、片開き扉の像600Aと取っ手の像620Aの上に重ねて右手の像310Aが表示されている。
図20に示すスマートフォン200は、この2段階の動きが順番に検知された場合に、片開き扉600を開く操作として検知する。検知後の動作は、図18及び図19を用いた説明と同じである。
なお、図17〜図20では、片開き扉600を例示したが、扉の面が弧を描いて開閉する開き戸に限らず、溝やレールに案内されて直線的に開閉する引き戸、開き戸と引き戸を組み合わせたグライドスライドドア、折れ戸、回転扉などでもよい。
また、扉は、片開きに限らず両開きでもよい。
<操作例11>
図21は、照明器具800を撮像の対象とする場合を説明する図である。
図21に示す照明器具800は、不図示の配線を通じて位置保持型のスイッチ700に電気的に接続されている。スイッチ700がオン操作されると照明器具800は点灯し、スイッチ700がオフ操作されると照明器具800は消灯する。
図21の場合、照明器具800には、消灯している状態で人差し指301が空中に押し出される動作を点灯の操作として受け付け、点灯している状態で人差し指301が空中に押し出される動作を消灯の操作として受け付ける機能が設定されている。
従って、スマートフォン200の液晶ディスプレイ223に表示されている照明器具の像800Aの上に人差し指の像301Aを重ね、人差し指301を空中に押し出す動きをすると、その動きを検知したスマートフォン200から照明器具800に対して状態を切り替える信号が出力される。具体的には、照明器具800が点灯状態であれば消灯を指示する信号が出力され、照明器具800が消灯状態であれば点灯を指示する信号が出力される。
なお、照明器具800の状態の切り替えは2段階に限らない。例えば点灯の状態でも明るさが異なる数段階の状態をユーザの動きを通じて切り替えてもよい。また、照明器具800が照明光の色を切り替えられる場合には、ユーザの動きを通じて色を切り替えてもよい。
また、前述の説明では、人差し指301を空中に押し出す動きを操作として検知しているが、指1本を点灯、指2本を消灯として検知してもよいし、指を立てたら点灯、指を横にすると消灯として検知してもよい。すなわち、カメラ225(図3参照)で撮像される指の本数や指の向きに特定の操作を関連づけてもよい。
いずれにしても、照明器具800に直接触れることなく、照明器具800の動作の状態を操作することができる。
図22は、照明器具800の点灯を制御するスイッチ700を撮像の対象とする場合を説明する図である。
図22には、図21との対応部分に対応する符号が付されている。
前述したように、照明器具800は、スイッチ700のオン操作によって点灯し、スイッチ700のオフ操作によって消灯する。
なお、図22の場合には、人差し指の先端だけを像301Aとして選択的に表示し、その他の部位は表示していない点で図21と相違する。このように操作に関係する部位だけを表示することで、ユーザによる操作の対象の確認が容易になる。
スイッチ700にスマートフォン200と通信する機能が備えられている場合、スイッチの像700Aに人差し指の像301Aを重ねた状態で、人差し指301を空中に押し出す動きの操作があると、スイッチ700のオンとオフを切り替える信号をスマートフォン200が出力する。
なお、スイッチ700がスマートフォン200と通信する機能を有していない場合もある。この場合でも、スイッチ700と照明器具800との関係がスマートフォン200に与えられていれば、スイッチの像700Aに人差し指の像301Aを重ねた状態での人差し指301を空中に押し出す動きを照明器具800に対する操作として受け付けることができる。
なお、制御の対象は、他に空調機、オーディオ機器、家電製品等でもよい。
<操作例12>
前述の操作例では、現実の空間に存在する物体をスマートフォン200で撮像しているが、撮像の対象は実在する物体の像であってもよい。
図23は、表示装置900に表示されている電卓の像400Aを撮像の対象とする場合を説明する図である。
図23には、図14との対応部分に対応する符号を付して示している。
表示装置900は、例えばテレビジョン受像機やモニタである。ここでの電卓の像400Aは、実在する電卓400を撮像した画像データを再生した像である。
ここで、スマートフォン200の液晶ディスプレイ223には、表示装置900を撮像した電卓の像400Bと人差し指の像301Aとが表示されている。勿論、人差し指301は、表示装置900に触れていない。
この操作例では、スマートフォン200による撮像の対象が、操作の対象である実在の電卓400と異なる以外は、図14を用いて説明した操作例8と同様である。
この場合でも、無線LAN等によってスマートフォン200と接続中の機器の一覧の中から操作の対象とする電卓400を事前に特定しておけば、操作例8と同様に電卓400の操作が可能である。
なお、電卓の像400Aと実在する電卓400との関係が不明でも、スマートフォン200は、画像を認識する技術を通じて撮像の対象が電卓であることを検知できる。この場合、スマートフォン200が通信可能な実在する電卓400を指定して、ユーザの動きに対応する操作の実行を指示してもよい。
ただし、スマートフォン200で検知された操作が通信可能な電卓400に用意されていない場合には、身振りの撮像によって電卓400を操作することはできない。
<操作例13>
前述の操作例では、スマートフォン200に設けられたカメラ225(図3参照)によって操作の対象である物体(又はその像)とユーザの体の一部が同時に撮像されている場合を想定しているが、操作の対象とする物体は撮像されなくても構わない。
図24は、スマートフォン200で撮像されるユーザの動きを画面上に表示されている操作子の操作に紐付ける場合を説明する図である。
図24には、図6との対応部分に対応する符号を付して示している。
図24の場合、操作の対象である画像形成装置100は、インターネットやLAN等のネットワーク1000を介してスマートフォン200と通信可能に接続されている。
図24の場合、液晶ディスプレイ223には、ユーザインタフェース部110の一部分を撮像した像270(言語切替用のボタン271と画面輝度調整用のボタン272)が表示されている。
スマートフォン200の前方には、画像形成装置100が存在していないが、液晶ディスプレイ223には、カメラ225で撮像された人差し指の像301Aと像270との合成像が表示されている。
スマートフォン200は、この合成像を画像処理の対象とし、人差し指301の動きを操作として受け付けると、対応する画像形成装置100に対して操作の実行を指示する信号を送信する。
<実施の形態2>
前述の実施の形態1の場合には、スマートフォン200(図1参照)を用いてユーザの身振りを撮像し、実在する画像形成装置100(図1参照)の操作に用いているが、ユーザの身振りの撮像はスマートフォン200に限らない。
図25は、実施の形態2に係るシステムの一例を説明する図である。
図25には、図1との対応部分に対応する符号を付して示している。
図25の場合、ユーザは、メガネ型の端末1010を装着している。メガネ型の端末1010のハードウェア構成(図3参照)やソフトウェア構成(図4参照)は、スマートフォン200と同様である。ただし、メガネ型の端末1010には、タッチパッド226(図3参照)は取り付けられていない。
メガネ型の端末1010の場合、ユーザは両手を自由に使うことができる。従って、メガネ型の端末1010は、両手を使った操作の入力に用いることができる。例えば人型のロボットに対する操作の指示に用いることができる。このため、スマートフォン200を用いる場合よりも、入力可能な操作の範囲を広げることが可能になる。
なお、図25のユーザには、ユーザインタフェース部の像110Aが見えている。
<実施の形態3>
前述した実施の形態で操作の対象とする機器(例えば画像処理装置、電卓、レバー、扉、照明)は、物理的な操作と身振りによる操作を区別しない点で共通している。
実施の形態3では、操作の受け付けを身振りによる操作に限定できる機器について説明する。
図26は、金庫1100を操作の対象として撮像する場合を説明する図である。
図26に示す金庫1100には、前面に配置されたシリンダ1101又は押しボタン1102が物理的に正しく操作されることを条件に解錠を有効にする機能の他に、これらの物理的な操作を無効化する機能も有している。
物理的な操作が無効化されている場合、解錠が有効化されるには、スマートフォン200から押しボタン1102の操作に対応する信号が受信された場合である。
この実施の形態でも、液晶ディスプレイ223には金庫の像1100Aと人差し指の像301Aが表示されている。勿論、人差し指の像301Aは、人差し指301に対応している。人差し指301は、金庫1100に触れておらず、空中で動かされる。
図27は、金庫1100のハードウェア構成の一例を説明する図である。
金庫1100は、シリンダ1101と、操作面に英数文字が印字された複数の押しボタン1102と、MPU1111と、ファームウェア等のデータが記憶されるROM1112と、プログラムの作業領域として使用されるRAM1113と、スマートフォン200(図26参照)等の外部機器との通信に用いられる通信部1114と、電気的にシリンダ1101を解錠又は施錠する解錠制御部1115とを有している。
図28は、MPU1111で実行される処理動作の一例を説明するフローチャートである。
まず、MPU1111は、物理的な操作は無効化されているか否かを判定する(ステップ201)。
ステップ201で肯定結果が得られた場合、MPU1111は、スマートフォン200からの操作だけを受け付ける設定を有効化する(ステップ202)。
一方、ステップ201で否定結果が得られた場合、MPU1111は、物理的な操作を受け付ける設定を有効化する(ステップ203)。物理的な操作を受け付ける設定が有効である場合、スマートフォン200からの操作も有効である。
これらの設定の後、MPU1111は、操作の内容が解錠の条件に合致するか否かを判定する(ステップ204)。
ステップ204で肯定結果が得られた場合、MPU1111は、シリンダ1101を解錠する(ステップ205)。
一方、ステップ204で否定結果が得られた場合、MPU1111は、操作を無効化する(ステップ206)。
例えば物理的な操作が無効化されている場合には、正しい鍵がシリンダ1101(図26参照)に挿入されても、押しボタン1102(図26参照)が正しい順番で操作されても施錠状態が維持される。一方で、押しボタン1102を正しい順番で操作する指示がスマートフォン200から与えられた場合には、解錠が許可される。
本実施の形態に係る金庫1100では、物理的な操作が正しくても解錠できない設定を有効にすることにより、防犯性を高めることが可能になる。また、スマートフォン200を用いた個人認証の機能を組み合わせることで、金庫1100を解錠できるユーザが特定の個人(スマートフォン200を操作できるユーザ)に限定される。
<実施の形態4>
ここでは、ウェブカメラ等で撮像された被写体があたかも目の前にあるかのように身振りで操作する方法について説明する。
図29は、実施の形態4に係るシステムの一例を説明する図である。
図29に示すシステムでは、ウェブカメラ1200から出力される画像データがネットワーク1300経由でスマートフォン200に送信され、液晶ディスプレイ223に表示されている。
図29に示す液晶ディスプレイ223には、片開き扉600を撮像した像600Aが表示されている。
図30は、前述した実施の形態で説明したように、スマートフォン200でユーザの体の一部(ここでは右手310)の動きを片開き扉600の操作として受け付ける場合を示している。
図30には、図29との対応部分に対応する符号が付されている。
図30では、片開き扉の像600Aにスマートフォン200で撮像された右手の像310Aが重なっている。
この状態で、右手310を空気中で押し出すように動かすと、ネットワーク1300経由で接続された機構610に片開き扉600の開操作を指示する信号が出力される。
図31は、ネットワーク1300を介して複数のユーザが操作の情報を共有する仕組みを説明する図である。図31には、図30との対応部分に対応する符号を付している。
図31では、ウェブカメラ1200から出力される画像データをサーバ1400が取得し、その後、3台のスマートフォン200に配信する場合を表している。なお、サーバ1400の機能がウェブカメラ1200に内蔵されていてもよい。
図31の場合、いずれのスマートフォン200にも片開き扉の像600Aが表示されている。
図32は、3台のスマートフォン200のうちの1台を使用して片開き扉600を押し開く場合を説明する図である。図32には、図31との対応部分に対応する符号を付して示している。
図32の場合、3台のうちの1台のスマートフォン200を通じて受け付けられた操作は、サーバ1400を通じて片開き扉600の機構610に送信される。なお、片開き扉600に対する操作が一度に複数発生した場合、本実施の形態におけるサーバ1400は、先に到達した操作を優先する。なお、矛盾する操作が一度に到達した場合には実行を保留してもよい。「一度に」とは、予め定めた区間内に到達する意味である。
図33は、片開き扉600が開かれた状態が3台のスマートフォン200で共有される様子を説明する図である。図33には、図32との対応部分に対応する符号を付して示している。
この仕組みを用いれば、1つの機器を複数人が各自の身振りによって操作することが可能になる。
<実施の形態5>
前述の実施の形態では、スマートフォン200に表示されている操作の対象が機器である場合について説明したが、ここでは操作の対象に通信の機能が設けられていない場合について説明する。
図34は、植木1500の移動を身振りで指示する場合を説明する図である。図34では、スマートフォン200の画面に、ユーザの右手の像310Aと植木の像1500Aが表示されている。この場合も、実空間にある右手310は植木1500には触れていない。
植木1500には、通信機能も自走装置も取り付けられていない。このため、前述した実施の形態のように、スマートフォン200で右手310の動きを撮像しても、その動きによって植木1500を移動させることはできない。
本実施の形態では、身振りによる操作の送信先として自走機能を有するヒト型のロボット1600を指定する。なお、指示の送信先としてのロボット1600は、例えばスマートフォン200との通信が可能な機器の一覧の中から指定すればよい。
図34に示すロボット1600は、その外観にヒト型を採用しているが、必要な機能が搭載されていれば外観は任意である。例えば犬やネコなどの動物、花や木などの植物、車(電車を含む)や飛行機等の乗り物を模したものでもよい。
図34に示すロボット1600は、胴部1611、頭部1612、腕1613、1615、手1614、1616、足1617、1618を有している。
胴部1611には、信号処理のための電子部品が格納されている。胴部1611には、表示デバイスや音響機器が搭載されてもよい。
頭部1612は、首の部分に設けられたジョイント機構を介して胴部1611に連結されている。本実施の形態の場合、ジョイント機構は、3軸まわりに回転可能である。3軸まわりの回転とは、ヨー(z軸まわりの回転)、ロール(x軸まわりの回転)、ピッチ(y軸まわりの回転)の3つである。ここでのジョイント機構は可動部の一例である。
3軸の全てに対して回転可能である必要はなく、1軸のみ又は2軸について回転可能でもよい。これらの回転は、不図示のモーターによって実現してもよいが、手動で行ってもよい。もっとも、頭部1612が胴部1611に対して固定される場合を妨げない。
頭部1612には目1612A、1612Bが設けられている。目1612A及び1612Bは、装飾的に配置されていてもよいし、撮像装置、投影機、照明等を内蔵してもよい。頭部1612には可動式の耳が配置されていてもよい。
本実施の形態における腕1613及び1615は、胴部1611とジョイント機構を介して連結されている。腕1613及び1615の上腕と前腕は、ジョイント機構を介して連結されている。ここでのジョイント機構は、頭部1612と同様に多軸でも単軸でもよい。また、軸周りの回転は不図示のモーターにより実現してもよいし、手動で実現してもよい。もっとも、腕1613及び1615は、胴部1611に固定されていてもよい。ここでのジョイント機構も可動部の一例である。
なお、腕1613及び1615を予め定めた角度に折り曲げれば、物の運搬に用いることができる。
手1614及び1616は、手首の部分に設けられたジョイント機構を介して腕1613及び1615に連結されている。手1614及び1616の手の平と指は、いずれもジョイント機構を介して連結されている。ここでのジョイント機構は、頭部1612と同様に多軸でも単軸でもよい。また、軸周りの回転は不図示のモーターにより実現してもよいし、手動で実現してもよい。本実施の形態の場合、手1614及び1616は、指の開閉により物を掴むことができる。ここでのジョイント機構も可動部の一例である。
手1614及び1616は、腕1613及び1615に対して固定でもよい。
足1617及び1618は、ジョイント機構を介して胴部1611に連結されてもよいし、車輪やキャタピラー等の自走装置として胴部1611に取り付けられてもよい。
足1617及び1618がジョイント機構を介して胴部1611に連結される場合、ジョイント機構は、頭部1612と同じく多軸でも単軸でもよい。
また、軸周りの回転は不図示のモーターにより実現してもよいし、手動で実現してもよい。なお、足1617及び1618は、胴部1611に対して固定でもよい。ここでのジョイント機構も可動部の一例である。
図35は、ロボット1600のハードウェア構成を説明する図である。
ロボット1600は、装置全体の動きを制御する制御部1621と、ロボット周辺の画像を撮像するカメラ1622と、会話用の音声、楽曲、効果音を再生するスピーカ1623と、音の入力又は取得に用いられるマイク1624と、ジョイント機構などの可動機構1625と、外部装置(例えばスマートフォン)との通信に用いられる通信部1626と、画像を表示する表示部1627と、装置全体を移動させる移動機構1628と、各部に電力を供給する電源1629と、各部の状態や周辺情報の収集に使用されるセンサ1630と、位置情報の取得に用いられる位置検知部1631とを有している。これらの各部は、例えばバス1632により互いに接続されている。
言うまでもなく、図35に示すハードウェア構成は一例である。従って、ロボット1600は、前述した全ての機能部を搭載する必要はない。
また、ロボット1600は、不図示の機能部を更に搭載してもよい。例えばロボット1600は、電源ボタン、記憶装置(ハードディスク装置、半導体メモリ等)、熱源(冷却源を含む。)等を搭載してもよい。
制御部1621は、いわゆるコンピュータであり、CPU、ROM、RAMを有している。ROMには、CPUにより実行されるプログラムが記憶されている。CPUは、ROMに記憶されているプログラムを読み出し、RAMを作業エリアに使用してプログラムを実行する。プログラムの実行を通じ、CPUはロボット1600を構成する各部の動作を制御する。
ここでのプログラムには、人工知能に対応するアルゴリズムの実現に関連するプログラムが含まれる。制御部1621を構成するCPUやRAMは、人工知能が使用する計算資源を提供する。
本実施の形態における制御部1621は、例えばカメラ1622、マイク1624、センサ1630を通じて取得される情報を人工知能で処理し、ロボット1600の周辺環境や状態に応じた動作を自律的に決定する。
例えばスピーカ1623を通じて音声を出力したり、通信部1626を通じてメッセージを送信したり、表示部1627を通じて画像を出力してもよい。
これら情報の入出力や可動機構1625の動きを通じ、制御部1621は、ユーザとの間でコミュニケーションを成立させることができる。コミュニケーションの応用例には、例えば接客や会議の進行なども含まれる。
制御部1621は、不明な事態が発生した場合に、インターネット検索や外部のコンピュータとの通信を通じて追加の情報を収集し、検索事象との類似度によって解決策を発見する機能も搭載する。
本実施の形態の場合、制御部1621が取得する情報には、例えば視覚、聴覚、触覚、味覚、嗅覚、平衡感覚、温度が含まれる。
視覚は、カメラ1622で撮像された画像の認識処理を通じて実現される。
聴覚は、マイク1624で取得された音の認識処理を通じて実現される。
触覚には、例えば表在感覚(触覚、痛覚、温度覚)、深部覚(圧覚、位置覚、振動覚など)、皮質性感覚(二点識別覚、立体識別能力など)が含まれる。
制御部1621は、触覚の違いを分別できる。
触覚、味覚、嗅覚、平衡感覚、温度は、各種のセンサ1630による情報の検知を通じて実現される。なお、温度には、周辺温度、内部温度、ヒトや動物の体温なども含まれる。
更に、制御部1621が取得する情報には、ヒトや動物の脳波も含み得る。この場合、脳波は、ヒト等に装着された脳波検知デバイスから発信される情報を通信部1626で受信すればよい。
本実施の形態の場合、カメラ1622は、目1612A及び1612B(図34参照)の位置に配置される。
表示部1627として投影機が用いられる場合、投影機は、例えば目1612A及び1612B(図1参照)のいずれか一方又は両方に配置することができる。なお、投影機は胴部1611や頭部1612に配置してもよい。
可動機構1625は、物の搬送の他、感情を表現する目的でも使用される。
物の搬送に使用される場合、可動機構1625は、腕1613、1615や手1614、1616(図34参照)の変形を通じて、例えば物を掴む、抱える、支える等の動作を実現する。
感情の表現に使用される場合、可動機構1625は、例えば頭部1612、腕1613、1615、手1614、1616等(図34参照)の駆動を通じて、頭を傾げる、見上げる、周囲を見回す(キョロキョロする)、万歳する、指さし等の動作を実行する。
本実施の形態における通信部1626は、無線方式によって外部と通信する。
ロボット1600には、通信先として想定する外部装置で用いられる通信方式の数だけ通信部1626が搭載される。通信方式には、例えば赤外線通信、可視光通信、近接無線通信、WiFi(登録商標)、ブルートゥース(登録商標)、RFID(登録商標)、ZigBee(登録商標)、IEEE802.11a(登録商標)、MulteFire、LPWA(Low Power Wide Area)等がある。
無線通信に使用する帯域には、短波長帯(例えば800MHz〜920MHz)、長波長帯(例えば2.4GHz、5GHz)等がある。
なお、通信部1626と外部装置との接続には通信ケーブルを使用してもよい。
表示部1627は、ユーザとの間で視覚的なコミュニケーションを実現するために使用してもよい。例えば表示部1627には、文字や図形を表示してもよい。
表示部1627が頭部1612に配置される場合、表示部1627に表情を表示してもよい。
本実施の形態の場合、移動機構1628には車輪やキャタピラーを用いるが、プロペラや圧縮空気の吹き出し機構を用い、空気の力でロボット1600を移動させてもよい。
本実施の形態における電源1629には二次電池を使用するが、電力を発生できれば一次電池、燃料電池、太陽電池のいずれを用いてもよい。
また、電源1629の代わりに、電源ケーブルを通じて外部から電力の供給を受ける構成を採用してもよい。
本実施の形態の場合、ロボット1600には、位置検知部1631が搭載されている。
位置検知部1631には、例えばGPS(Global Positioning System)信号から地点情報を読み取る方式、GPSと同等の信号を用いて屋内の位置を測位するIMES(Indoor Messaging System)方式、WiFiの複数のアクセスポイントから送信された電波の強度や到達時間等から位置を測位するWiFi測位方式、基地局から定期的に発生される信号に対する応答の方角と遅延時間から位置を測位する基地局測位方式、不可聴域の超音波を受信して位置を測位する音波測位方式、ブルートゥースを使ったビーコンからの電波を受信して位置を測位するブルートゥース測位方式、LED(Light Emitting Diode)等の照明光の点滅によって伝達される位置情報を用いて位置を測位する可視光測位方式、加速度センサやジャイロセンサ等を用いて現在位置を測位する自律航法方式等を利用する。
図36は、ロボット1600を使用した植木1500の移動を説明する図である。
図36には、図34との対応部分に対応する符号を付して示している。
他の実施の形態と同様に、ユーザは、スマートフォン200の前方の空間で右手310を動かし、その動きを撮像する。
右手310の動きを操作として受け付けたスマートフォン200は、その操作の実行を植木1500への移動が可能なロボット1600に指示する。ここでの操作は、植木1500の横方向への移動である。
移動の指示を受信したロボット1600は、移動の対象である植木1500の場所まで移動すると、植木1500を掴んで横方向に移動させる。
このとき、スマートフォン200には、植木の像1500Aを掴んで移動するロボットの像1600Aと右手の像310Aが表示される。図36の場合、ロボットの像1600Aの確認が容易になるように、右手の像310Aを透過像として表示している。
図36の場合には、ユーザの目の前に植木1500もロボット1600も実在するので右手の像310Aを透過的に表示する必要性は低いが、スマートフォン200に表示されている植木の像1500Aがユーザの目の前にない場合(例えばスマートフォン200にはウェブカメラの画像が表示されている場合)には、右手の像310Aが透過的に表示されることで実空間の様子の確認が容易になる。
<他の実施形態>
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上述の実施の形態に記載の範囲に限定されない。上述の実施の形態に、種々の変更又は改良を加えたものも、本発明の技術的範囲に含まれることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。
(1)例えば前述の実施の形態では、現実の空間に存在する物体の操作にスマートフォン200(図1参照)やメガネ型の端末(図25参照)を用いているが、撮像用のカメラと、表示部と、通信部を有していれば、ユーザの身振りを操作として受け付ける情報処理装置は、例えばタブレット端末でも、いわゆるデジタルカメラでも、ゲーム機器でも構わない。
(2)前述の実施の形態では、スマートフォン200で撮像する自身の体の一部の動きを操作として受け付ける処理をスマートフォン200で実行しているが、スマートフォン200は体の一部の動きを撮像する手段として使用し、その動きを操作として受け付ける処理は外部の装置(例えばサーバ)で実行してもよい。
(3)前述の実施の形態では、使用の場面に応じてユーザの体の一部を装飾する例として手袋を例示しているが、装飾として衣類の類を付加してもよい。また、画面上では爪にマニキュアが塗られていてもよい。また、足を用いて操作を行う場合には、使用の場面に応じた履物を装飾として付加してもよい。例えばビジネスシューズ、スポーツシューズ、サンダル、長靴などでもよい。
(4)前述の実施の形態では、スマートフォン200が操作の対象である物体の正面側に位置する場合を対向する位置の例として説明したが、対向する位置は正面に限らない。
図37は、画像形成装置100に対向する位置の他の例を説明する図である。
図37には、画像形成装置100から見て右斜め前方、右斜め後方、後ろ、左斜め後方、左斜め前方にスマートフォン200が位置する例を示している。これらのいずれも、画像形成装置100に対向する位置の一例である。
(5)前述の実施の形態では、画像形成装置100(図1参照)のユーザインタフェース部110(図1参照)に表示されたボタン類を身振りで操作する場合について説明したが、用紙の収容部140(図1参照)を身振りによって開閉してもよい。
図38は、身振りによって用紙の収容部140を開閉する例を説明する図である。操作の対象が用紙の収容部140であるので、スマートフォン200の液晶ディスプレイ223には、収容部の像140Aとユーザの右手の像310Aが表示されている。図38では、矢印で示すように、右手310が手前方向に引かれている。この例の場合には、ユーザインタフェース部110に表示されるボタンを操作しなくても、右手の像310Aとの重なりが検出された用紙の収容部140が手前側に引き出されることになる。勿論、前提として、収容部140を駆動する不図示のモーターが画像形成装置100に内蔵されている必要がある。なお、右手310を奥方向に動かせば、用紙の収容部140を閉じることもできる。
(6)前述の実施の形態では、ユーザインタフェース部110(図1参照)を直接操作する場合と同様の操作を身振りによって実現する場合について説明したが、操作の対象である特定の部位が身振りによって指定された場合には、ユーザインタフェース部110に表示される内容が指定された部位に関連のあるボタン類を含む表示に切り替わってもよい。
図39は、印刷された用紙に対して穴を開ける処理や綴る処理を加えるための機構(後処理装置150)が取り付けられている場合の操作例を説明する図である。なお、後処理装置150には仕分け機構が含まれてもよい。
図39では、後処理装置の像150Aの上に人差し指の像301Aが重なっている。
本実施の形態の場合、後処理装置の像150Aには、人差し指の像301Aによる選択の操作と後処理装置150に関連する設定の頁を開く機能が割り当てられている。
図40は、後処理装置の像150A(図39参照)が人差し指の像301Aで選択した場合に実行される表示部111に生じる画面の変化を説明する図である。(A)は人差し指の像301Aによる身振りを受け付ける前の表示を示し、(B)は人差し指の像301Aによる身振りを受け付けた後の表示を示し、(C)は身振りによる操作を受け付けるスマートフォン200の画面例を示す。
図40では、スマートフォン200で表示部111を撮像し、身振りによって操作しなくても、綴じ処理を実行するか否かを指定するためのボタン110Bを含む画面に切り替わっている。このように、特定の部位に特定の操作と特定の機能が割り当てられている場合には、少ない操作で指示を完了できる。すなわち、操作を効率化できる。
勿論、特定の身振りと特定の機能を割り当てる部位は後処理装置150に限らない。例えば画像形成装置100(図1参照)の背面でもよい。背面に配置された接続用の端子や通信線が撮像された状態で身振りによる選択が受け付けられた場合には、接続用の端子の調整や設定に用いられるメニュー画面を表示部111に表示させてもよい。
(7)前述の実施の形態では、身振りによる操作の受け付けをスマートフォン200の液晶ディスプレイ223に表示しているが、誤った操作や想定外の操作を受け付けた場合にはユーザに警告する機能を設けてもよい。
図41は、許容される最大の角度まで片開き扉600が開いた後も押し続ける身振りが検知される場合をユーザに報知する機能の一例を説明する図である。
図41には、図19との対応部分に対応する符号を付して示している。
図41の場合、液晶ディスプレイ223の下部には、「これ以上は開きません!」なる警告文を含む小さい画面290が表示されている。
なお、報知は、音声によって行われてもよい。また、報知は、文字と音に限らず、操作の対象として認識されている物体の像を変更する等してもよい。
また、ここでは可動範囲の上限を知らせているが、そもそも可動しない方向への操作の検知を報知してもよい。また、正しい操作の仕方を報知してもよい。
ただし、正しい操作については、常に報知する必要はない。例えば操作の対象が金庫の場合である。金庫は、特定の人以外の解錠が許されないためである。なお、操作の指示を発信しているスマートフォン200のユーザアカウント等から認証できた操作者(権限を有する者、所有者等)には、正しい操作の仕方を報知してもよい。
100…画像処理装置、200…スマートフォン、400…電卓、500…レバー、600…片開き扉、700…スイッチ、800…照明器具、900…表示装置、1000、1300…ネットワーク、1010…メガネ型の端末、1100…金庫、1200…ウェブカメラ、1400…サーバ、1500…植木、1600…ロボット

Claims (28)

  1. 現実の空間に存在する操作の対象とする物体を対向する位置から操作する場合のユーザの動きであり、当該物体とは非接触のまま現実の空間で行われるユーザの動きを検知する検知手段と、
    検知されたユーザの動きに対応する操作の実行を前記物体に指示する制御手段と、
    を有し、ユーザと接して使用される情報処理装置。
  2. 前記検知手段は、前記物体とユーザの体の一部を同時に撮像した画像からユーザの動きを検知する、請求項1に記載の情報処理装置。
  3. 前記画像の撮像者はユーザである、請求項2に記載の情報処理装置。
  4. ユーザの体の一部は、前記物体の上に重ねて表示される、請求項3に記載の情報処理装置。
  5. 前記制御手段は、前記画像上で、ユーザの体の一部との重なりが検知された前記物体に対し、検知されたユーザの動きを紐付ける、請求項2に記載の情報処理装置。
  6. 前記制御手段は、予め定めた体の一部を検知の対象とする、
    請求項5に記載の情報処理装置。
  7. 前記予め定めた体の一部は指又は手である、請求項6に記載の情報処理装置。
  8. 前記予め定めた体の一部は足である、請求項6に記載の情報処理装置。
  9. 前記検知手段は、前記物体とユーザの体の一部とが同時に撮像されている場合におけるユーザの動きを検知の対象とする、請求項1に記載の情報処理装置。
  10. ユーザの動きに対応する操作は、前記物体の個別の部位毎に用意されている、請求項1に記載の情報処理装置。
  11. 前記制御手段は、動きが検知されたユーザが、前記物体の操作が許可されているユーザである場合に限り、当該物体に対して操作の実行を指示する、請求項1に記載の情報処理装置。
  12. 検知されたユーザの動きに対応する操作が前記物体で実行できない場合、ユーザに報知する、請求項1に記載の情報処理装置。
  13. 前記物体に対する正しい操作の方法を報知する、請求項12に記載の情報処理装置。
  14. 前記制御手段は、前記物体に応じ、検知されたユーザの動きに対応する操作の内容を決定する、請求項1に記載の情報処理装置。
  15. 前記制御手段は、前記物体との通信を通じて操作が可能な当該物体の機能を取得する、請求項1に記載の情報処理装置。
  16. 前記制御手段は、前記物体がユーザの体で隠れないように、ユーザの体を透過的に表示する、請求項1に記載の情報処理装置。
  17. 前記制御手段は、前記物体がユーザの体で隠れないように、ユーザの体の一部分を選択的に表示する、請求項1に記載の情報処理装置。
  18. 前記制御手段は、ユーザの体の部位を示唆する表記を前記物体に重ねて表示する、請求項1に記載の情報処理装置。
  19. 前記制御手段は、ユーザの動きを操作として受け付けたことをユーザに報知する、請求項1に記載の情報処理装置。
  20. 前記制御手段は、操作として受け付けた体の部位を、受け付け前とは異なる態様で表示する、請求項19に記載の情報処理装置。
  21. 前記制御手段は、前記物体の操作に用いる装備をユーザの体に重ねて表示する、請求項1に記載の情報処理装置。
  22. 前記制御手段は、前記物体が存在する環境に応じた装備をユーザの体に重ねて表示する、請求項1に記載の情報処理装置。
  23. 前記検知手段は、前記物体の像を表示する画面とユーザの体の一部を同時に撮像した画像からユーザの体の一部の動きを検知する、請求項1に記載の情報処理装置。
  24. 前記制御手段は、前記物体を撮像した画像とユーザの体の一部を撮像した画像とを合成した画像からユーザの動きに対応する操作の内容を決定する、請求項1に記載の情報処理装置。
  25. 前記制御手段は、ユーザの動きに対応する操作が前記物体に対する物理的な操作を必要とする場合、可動部を有する別の機器に対して操作の実行を指示する、請求項1に記載の情報処理装置。
  26. 自装置とは非接触のまま現実の空間で行われるユーザの動きに対応する操作の実行を指示する通信を、ユーザと接して使用される端末から受信した場合、指示された操作の実行を許可する制御手段
    を有する情報処理装置。
  27. 前記制御手段は、前記端末からの指示に限り、操作の実行を許可する、請求項26に記載の情報処理装置。
  28. ユーザと接して使用されるコンピュータを、
    現実の空間に存在する操作の対象とする物体を対向する位置から操作する場合のユーザの動きであり、当該物体とは非接触のまま現実の空間で行われるユーザの動きをユーザの地点から検知する検知手段と、
    検知されたユーザの動きに対応する操作の実行を前記物体に指示する制御手段
    として機能させるプログラム。
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