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JP2004302768A - Input/output device - Google Patents

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Publication number
JP2004302768A
JP2004302768A JP2003093697A JP2003093697A JP2004302768A JP 2004302768 A JP2004302768 A JP 2004302768A JP 2003093697 A JP2003093697 A JP 2003093697A JP 2003093697 A JP2003093697 A JP 2003093697A JP 2004302768 A JP2004302768 A JP 2004302768A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sheet
output
output information
image
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003093697A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Yokoyama
淳一 横山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujinon Corp
Original Assignee
Fuji Photo Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Optical Co Ltd filed Critical Fuji Photo Optical Co Ltd
Priority to JP2003093697A priority Critical patent/JP2004302768A/en
Publication of JP2004302768A publication Critical patent/JP2004302768A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Auxiliary Devices For Music (AREA)
  • Reverberation, Karaoke And Other Acoustics (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an input/output device which easily outputs the sound and image, etc., of a musical instrument or the like at a low cost. <P>SOLUTION: A sheet 21 where a keyboard 51 is drawn is placed on a sheet mounting base 11 where a virtual screen S is set, the sheet 21 is photographed in an image pickup part 13, a coordinate area on the virtual screen S on a sheet surface is generated for each key 51a and the sound of a frequency corresponding to the key 51a is related to each coordinate area. The state of indicating the key 51a of the keyboard 51 by a light emitting part 41 is photographed in the image pickup part 13 and the sound related to the coordinate area on the virtual screen S indicated by the light emitting part 41 is generated as the sound corresponding to the key 51a. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像等の入力情報を認識して所望の画像や音声等の情報を手軽に出力させることのできる入出力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
本出願人は、資料を撮影し、その撮影画像をスクリーン等の表示装置に表示するプレゼンテーション用の資料提示装置において、資料を置く資料載置台や、プレゼンター用のモニタに仮想スクリーンを生成し、この仮想スクリーンにライトペンで発光指示することにより、表示装置にポイント画像を表示してポインティングする技術を提案した(特願2002−216470、特願2003−52384)。この場合の仮想スクリーンは、画像処理によってXY座標が生成される二次元的空間であり、仮想スクリーン上でのライトペンの発光が撮像部で撮影され、その撮影画像を取り込んだ制御部により、仮想スクリーン上での発光位置が座標として求められ、該座標に対応するスクリーンの画像の座標に、所定のポイント画像が表示される。この方式によれば、レーザ光を投射するレーザポインタのように危険性は全く無く、表示画像に対し安全にポインティングすることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本出願人は、上記のような仮想スクリーンへのポインティング方式を応用することにより、出力させる情報として単なるポイント画像にとどまらず、各種の情報、例えば楽器の音等の音声を出力する方式を鋭意検討した。その背景には、例えば楽器を演奏したり練習したりするには、実物の楽器を用いることが必要であり、また、近年では、音譜を電子楽譜にすることが行われているが、そのためには鍵盤を備えた専用の入力装置を用いている。ところが、ピアノや太鼓などのように楽器が高価であったり大きかったりすると、実物を演奏することが困難である。また、子供の場合、例えばピアノを演奏するには鍵の幅が大きかったり鍵を押す力が弱いなどといったように、体格的あるいは体力的に演奏しづらい場合がある。また、電子楽譜を作成するには、上記のように専用の入力装置が必要である。このように、実物の楽器を演奏したり、電子楽譜を作成したりすることが従来では困難な場合があり、したがってこのような希望を手軽に実現することができる装置の開発が望まれていた。
【0004】
よって本発明は、安価かつ簡易に楽器等の音声や画像等を出力させることのできる入出力装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、出力情報を指定するための出力情報指定画像を保持するシートと、このシートが載置され、その表面に重ねて仮想スクリーンが設定されるシート載置台と、このシート載置台に載置されたシートを撮影する撮像部と、出力情報を記憶するメモリを有し、かつ、撮像部による撮影画像が入力される制御部と、出力情報を出力する出力部とを備え、制御部は、撮像部による撮影画像と仮想スクリーンの座標とを対比するとともに、仮想スクリーン上での指示マークの座標を算出し、該座標が出力情報指定画像に対応する座標領域にある時、その出力情報指定画像に対応する出力情報をメモリから取り出して出力部に伝えることを特徴としている。本発明の出力情報としては、画像や音声が挙げられる。
【0006】
本発明によれば、シート載置台にシートを載置することにより、シートの表面に仮想スクリーンが重なり、シートに保持された出力情報指定画像に指示マークで指示すると、出力情報指定画像に対応する出力情報が出力部から出力する。出力情報指定画像は、シートに対してある領域をもって保持されていてよく、その領域内に指示マークが指示されれば出力情報が出力されるようにすることができる。例えば、ピアノの鍵盤を書いたシートを撮像部で撮影し、あたかも演奏するようにして指示マークで鍵を指示していくと、鍵に応じたピアノの音が奏でられる、といったことが可能である。したがって、実物のピアノがなくとも、ピアノの演奏や練習を簡易に行うことができる。また、シートに書く鍵の幅を子供でも運指が容易なように小さくすれば、子供でも演奏が容易となり、その場合、鍵を押す力も関係なく音を発生させることができる。さらに、出力させる音をデジタルデータとして記憶すれば、電子楽譜を容易に作成することができる。
【0007】
本発明では、シートに出力情報の種類を識別させる識別マークを付与し、制御部が、この識別マークを識別して識別マークに応じた出力情報をメモリ内から抽出して出力させる形態を含む。識別マークとしては、バーコード等の情報形態が挙げられる。具体例としては、ピアノ用や太鼓用等のシートを用意した場合、それら楽器の音が出力されなければならないので、楽器すなわちシートに応じた音が出力されるように、バーコード等でそのシートを判別し、出力する音を楽器に応じたものにする。
【0008】
また、本発明では、撮像部の撮影光路に対し特定波長の光のみを撮影可能とする光学フィルタを挿脱自在に具備し、指示マークを、該特定波長を含む光で発光する発光部とする形態を含む。この形態では、出力情報指定画像を保持したシートの撮影時には光学フィルタを外し、出力情報指定画像を指示マークで指示する時には光学フィルタを挿入する。これにより、指示マークによって出力情報指定画像を指示する時には撮像部が発光部のみを撮影するので、指示マークを確実に識別することができ、安定した出力作用を得ることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図1は、一実施形態に係る入出力装置1を示しており、図2は、該装置1の構成ならびに機能を系統的に表したブロック図である。図1に示すように、入出力装置1は、上面に入力用シート21が置かれるシート載置台11と、このシート載置台11にアーム12を介して支持され、シート載置台11に置かれたシート21を撮影する撮像部13とを備えている。シート21の表面には、画像や音声等の出力情報を出力させるための所定の画像が出力情報指定画像として記入、印刷、貼付等の手段で保持される。シート載置台11の適宜な位置には、入力開始スイッチ14が設けられている。
【0010】
撮像部13は、図2に示すように、カメラ13aと、光学フィルタ13bとを備えており、カメラ13aは、その光軸がシート載置台11に直交するようアーム12に支持されている。光学フィルタ13bは、不可視光である赤外光のみを撮影可能とするフィルタで、カメラ13aの撮影光路に対して挿脱自在にセットされている。この場合、光学フィルタ13bの挿脱は手動で行うようになされている。撮像部13による撮影画像は制御部15に取り込まれ、処理されてから表示装置(出力部)31に出力される。表示装置31は、スクリーンに画像を投影するプロジェクタや、CRT、液晶等のディスプレイまたはヘッドフォン、スピーカ等の音響発生器である。制御部15は、例えばシート載置台11に内蔵されている。
【0011】
制御部15は、一般的な画像処理の手法により、撮像部13で撮影しているシート載置台11の表面に、仮想スクリーンSのXY座標を生成する。仮想スクリーンSの生成法としては、シート載置台11の四隅で赤外光を発光させ、これら4点の発光点を、光学フィルタ13bをカメラ13aの撮影光路に挿入した状態の撮像部13で撮影し、その画像データから各発光点の位置を認識するといった方法が挙げられる。
【0012】
制御部15は、シート21に保持される出力情報指定画像に応じた多数の出力情報が記憶されるメモリを有している(図2の制御部15内の出力データ記憶部)。撮像部13によってシート21が撮影されることにより、出力情報指定画像は制御部15に取り込まれ、制御部15は、仮想スクリーンS上での出力情報指定画像の領域を座標領域として生成する。そして制御部15は、出力情報指定画像の座標領域と出力情報とを関連付けて記憶する。シート21の出力情報指定画像に、光学フィルタ13bを透過する赤外光を含む光を発光する指示マーク41を当てて指示し、その状態を、光学フィルタ13bをカメラ13aの撮影光路中に挿入した状態の撮像部13で撮影すると、制御部15は、仮想スクリーンS上での指示マーク41の位置を算出して座標を生成し、その座標が存在する座標領域に関連付けられた出力情報を生成し、出力する、出力情報が画像の場合は表示装置31に出力され、音声の場合はスピーカ等から発せられる。
【0013】
指示マーク41としては、図1に示すライトペン42や発光指サック43が備える発光部が好適である。ライトペン42は先端に発光部41を備え、押圧することでスイッチがONになり発光部41が発光する。発光指サック43は指を嵌め込んで用いるもので、図3に示すように、先端部に、外側(爪側)の発光部41と内側(指腹側)のスイッチ44とが、それぞれ一対の状態で設けられ、中央部に発光用の電源である電池45が組み込まれている。
【0014】
出力情報が楽器の音声の場合には、楽器の種類に応じた音を出力する必要があるので、制御部15には楽器の種類に応じた音色も記憶される。一方、シート21の所定位置(図1では左上)には、楽器の種類を判別させるためのバーコード22が、印刷やシールの貼付等の手段で保持される。バーコード22は、画像データとして制御部15に取り込まれ、そのバーコード22が保有する固有情報を制御部15が認識し、その音色で音を出力させる。バーコード22の認識は、例えば、バーコード22の表示領域のX方向におけるマイナス方向(左方向)およびプラス方向(右方向)を調べ、画像のコントラストからバーコード22を英数字にコード変換し、それに基づくデータ固有情報を認識するといった方式を採ることができる。なお、このようにバーコード22により音の種類を自動的に判別させる代わりに、シート載置台11等に設けたスイッチによって使用者が楽器の種類を選択するようにしてもよい。
【0015】
次に、上記入出力装置1の作用の具体例を、鍵盤楽器を演奏する場合を例にとって説明する。図1に示すように、シート載置台11の上に、出力情報指定画像として鍵盤51の絵が描かれたシート21を置く。このシート21の左上には、楽器の音色を“ピアノ”に判別させるバーコード22が印刷されている。シート載置台11の上面には、上記のようにして予め生成された仮想スクリーンSに対応する基準位置を設けておき、この基準位置にシート21を置くようにするとよい。
【0016】
図4は、鍵盤楽器の演奏用として特に好適な発光手袋46を示している。この発光手袋46の各指における先端部には、発光指サック43と同様に、発光部41とスイッチ44とがそれぞれ一対の状態で設けられ、開口部付近には、電池45が組み込まれている。使用者はこの発光手袋46をはめ、ピアノを演奏するように、シート21に描かれた鍵盤51に対し運指する。鍵盤51の各鍵51aをタッチするとスイッチがONになり、発光部41が発光する。
【0017】
入出力装置1を用いて演奏するには、シート載置台11の入力開始スイッチ14をONにし、図5に示す入力動作を開始する。同図に示すように、はじめに使用者は撮像部13の光学フィルタ13bをカメラ13aの撮影光路から外す(ステップS101)。撮像部13によってシート21が撮影され、その撮影画像のデータが制御部15に取り込まれる(ステップS102)。制御部15は、画像データの中から、定められたバーコード22の表示領域を検索してバーコード22を読み、固有情報を認識して楽器の種類すなわち発生音をピアノに決定する(ステップS103)。次いで制御部15は、仮想スクリーンS上での各鍵51aの位置(領域)を座標領域として生成し、それら鍵51aの位置と音の情報すなわちド,レ,ミ…といった音の周波数とを関連付け、記憶する(ステップS104)。
【0018】
次に、使用者は光学フィルタ13bをカメラ13aの撮影光路中に挿入する(ステップS105)。撮像部13による撮影画像は制御部15に取り込まれ(ステップS106)、この状態から、使用者は、ピアノを演奏するように発光手袋46をはめた手の指でシート21に描かれた鍵51aをタッチして指示する。このように鍵51aをタッチすることによりスイッチ44がONになり、発光部41が発光する。制御部15に取り込まれる撮影画像は、光学フィルタ13bが挿入されていることにより発光部41のみであり、制御部15は、その発光部41が撮影されたか否かを判断している(ステップS107)。そして、制御部15は発光部41を認識したら、仮想スクリーンS上でのその位置を算出して座標を生成し(ステップS108)、次いで、その座標が、生成したある鍵51aの座標領域内に該当するものであるか否かを判断し(ステップS109)、該当する座標であれば、その鍵に関連付けられた音を発生させる(ステップS110)。ステップS107およびステップS109でNoと判断したら、ステップS107に戻り、上記の動作を繰り返す。
【0019】
以上のように、本実施形態の入出力装置1によれば、発光手袋46をはめた指でシート21の鍵51aをタッチし、発光部41を発光させると、ピアノの音が発生して演奏や練習を行うことができる。したがって、実物のピアノがなくとも、ピアノの演奏や練習を簡易に行うことができる。また、シート21に描く鍵51aの幅を小さくすれば、子供による演奏が容易となり、その場合、鍵51aを押す力も関係なく音を発生させることができる。また、出力させる音をデジタルデータとして記憶すれば、電子楽譜を容易に作成することができる。さらに、作曲した譜面にしたがってシート21の鍵51aを指示し、電子譜面に起こし直すことで、正しく譜面記述ができたか否かを確認するといったこともできる。
【0020】
上記の例は、本発明をピアノ等の鍵盤楽器の演奏に適用したものであるが、本発明は、楽器としては鍵盤楽器に限られず、木琴、太鼓等の楽器にも応用することができる。図6は、太鼓の演奏用シート23の例を示しており、このシート23には、出力情報指定画像として、太鼓の低音、中音、高音をそれぞれ示す楕円状の領域52a,52b,52cが、所定の大きさをもって描かれている。また、シート23の所定位置(この場合、右上)には、楽器の音色を“太鼓”に判別させるバーコード24が印刷されている。このシート23の領域52a,52b,52cを指示して制御部15にその位置を認識させるものとしては、図1に示したライトペン42や発光指サック43が好適である。
【0021】
上記太鼓用シート23を用いる場合も、鍵盤楽器用のシート21と同様に入出力装置1のシート載置台11に置き、光学フィルタ13bを撮影光路から外した撮像部13で撮影する。制御部15は、各領域52a,52b,52cを仮想スクリーンS上での座標領域に生成するとともに、それら領域52a,52b,52cと太鼓の音の低音、中音、高音とを関連付けて記憶する。そして、光学フィルタ13bを撮影光路中に挿入した撮像部13で、シート23の各領域52a,52b,52cをライトペン42または発光指サック43で発光指示することにより、指示した領域52a,52b,52cに応じた太鼓の音が出力する。
【0022】
さて、本発明では、上記のように様々な楽器の音をシートを用いて出力させることができるが、さらに本発明では、楽器の音以外にも、出力情報指定画像に応じた画像や音を出力させることができる。以下に、そのような例を挙げる。
【0023】
図7は、例えば幼児教育用の教材として用いるシートであって、動物の画像および鳴き声を出力させるシートを示している。このシート25には、各種の動物が描かれ、それら動物ごとに矩形状の領域53a,53b,53c,53dが区画され、所定位置には、動物用シート25として判別させるバーコード26が印刷されている。一方、入出力装置1の制御部15には、シート25に描かれた動物の画像(静止画像または動画)および鳴き声が記憶されるとともに、バーコード26が保有する固有情報が、動物用シート25として認識するように記憶される。
【0024】
このシートによれば、入出力装置1にセットし、上記のようにライトペン42や発光指サック43を用いてシート25の動物の領域53a,53b,53c,53dを指示すると、指示した動物の画像が出力すると同時に、その動物の鳴き声を発生させることができる。このシート25では、動物の動きや生態等を表示したり、鳴き声を発生させることで、幼児等の使用者に対し動物の特性等を教育したり興味を喚起させたりする教材として有用である。
【0025】
図8は、例えば幼児教育用あるいは外国人用の日本語教材として用いるシートであって、日本語の五十音をそれぞれ発声させるシート27である。このシート27には格子状に区画された領域54…に五十音の各文字が順に印刷され、所定位置には、五十音用シート27として判別させるバーコード28が印刷されている。一方、入出力装置1の制御部15には、五十音の各文字の発声音が記憶されるとともに、バーコード28が保有する固有情報が、五十音用シート27として認識するように記憶されている。
【0026】
このシート27によれば、入出力装置1にセットし、上記のようにライトペン42や発光指サック43を用いて1つの領域54を指示すると、指示した領域にある文字を発声させることができる。このシート27では、日本語の五十音の文字をどう読むかを、幼児や外国人等の使用者に対し教育することができる教材として有用である。なお、ここでは日本語の文字を対象にしたが数字に適用することができ、さらに、アルファベット等の外国文字や数字にも適用することができる。また、教育用としては、問題と択一の回答が書かれたシートを用い、選択した回答の位置を指示すると正解か否かが画像や音で知らされるといったように、自習として好適な形態に発展させることもできる。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、シートに保持された出力情報指定画像を指示すると出力情報指定画像に対応する出力情報が出力されるので、安価かつ簡易に楽器等の音声や画像等を出力させることができるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る入出力装置の斜視図である。
【図2】一実施形態の入出力装置の構成ならびに機能を系統的に表したブロック図である。
【図3】鍵盤楽器用のシートを指示する際に用いて好適な発光手袋の斜視図である。
【図4】発光指サックを示す斜視図である。
【図5】入出力装置の動作例を示すフローチャートである。
【図6】太鼓演奏用のシートを示す図である。
【図7】教育用シートの一例を示す図である。
【図8】教育用シートの他の例を示す図である。
【符号の説明】
1…入出力装置
11…シート載置台
13…撮像部
13b…光学フィルタ
15…制御部
21,23,25,27…シート
22,24,26,28…バーコード
31…表示装置(出力部)
41…発光部(指示マーク)
51…鍵盤(出力情報指定画像)
52a〜52c,53a〜53d,54…領域(出力情報指定画像)
S…仮想スクリーン
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an input / output device capable of recognizing input information such as images and outputting desired information such as images and sounds easily.
[0002]
[Prior art]
The applicant has taken a document, and in a presentation device for presentation that displays the photographed image on a display device such as a screen, generates a virtual screen on a placement table on which the material is placed or a monitor for a presenter. Japanese Patent Application No. 2002-216470 and Japanese Patent Application No. 2003-52384 have proposed a technique of pointing and displaying a point image on a display device by instructing light emission on a virtual screen with a light pen. The virtual screen in this case is a two-dimensional space in which XY coordinates are generated by image processing. The light emission of the light pen on the virtual screen is captured by the image capturing unit, and the control unit that captures the captured image provides a virtual screen. The light emission position on the screen is obtained as coordinates, and a predetermined point image is displayed at the coordinates of the screen image corresponding to the coordinates. According to this method, there is no danger like a laser pointer that projects a laser beam, and it is possible to safely point a displayed image.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the present applicant has applied a method of outputting not only a point image as information to be output but also various information, for example, a sound such as a sound of a musical instrument, by applying the pointing method to the virtual screen as described above. We studied diligently. In the background, for example, to play or practice an instrument, it is necessary to use a real instrument, and in recent years, musical scores have been converted to electronic scores. Uses a dedicated input device with a keyboard. However, when an instrument is expensive or large, such as a piano or a drum, it is difficult to play the real thing. In addition, in the case of a child, for example, playing a piano may be difficult to play physically or physically, such as a key having a large width or a weak pressing force. Further, in order to create an electronic musical score, a dedicated input device is required as described above. As described above, it has sometimes been difficult to play a real musical instrument or create an electronic musical score in the past, and therefore, it has been desired to develop a device that can easily realize such a desire. .
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to provide an input / output device capable of outputting voices and images of musical instruments and the like easily and cheaply.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a sheet holding an output information specifying image for specifying output information, a sheet mounting table on which the sheet is mounted, and a virtual screen set on the surface thereof, and a sheet mounting table mounted on the sheet mounting table are provided. An image capturing unit that captures the placed sheet, a memory that stores output information, and a control unit that receives an image captured by the image capturing unit; and an output unit that outputs output information. Comparing the image captured by the imaging unit with the coordinates of the virtual screen and calculating the coordinates of the pointing mark on the virtual screen, and when the coordinates are in a coordinate area corresponding to the output information specifying image, the output information specification is performed. It is characterized in that output information corresponding to an image is taken out of a memory and transmitted to an output unit. The output information of the present invention includes an image and a sound.
[0006]
According to the present invention, by placing a sheet on the sheet placement table, the virtual screen overlaps the surface of the sheet, and when the output information designation image held on the sheet is designated by the designation mark, the virtual screen corresponds to the output information designation image. Output information is output from the output unit. The output information designation image may be held in a certain area with respect to the sheet, and the output information may be output when an instruction mark is designated in that area. For example, it is possible to take a picture of a sheet on which a piano keyboard is written by an image pickup unit and play a piano sound in accordance with the key by pointing the key with an instruction mark as if playing. . Therefore, it is possible to easily perform and practice the piano without a real piano. Also, if the width of the key written on the sheet is made small so that even a child can easily finger, it is easy for a child to play, and in that case, a sound can be generated regardless of the key pressing force. Furthermore, if the sound to be output is stored as digital data, an electronic musical score can be easily created.
[0007]
The present invention includes a form in which an identification mark for identifying the type of output information is given to a sheet, and the control unit identifies the identification mark, extracts output information corresponding to the identification mark from the memory, and outputs the output information. Examples of the identification mark include an information form such as a barcode. As a specific example, when a sheet for a piano or a drum is prepared, the sound of the musical instrument must be output, so that the sheet is output with a barcode or the like so that the sound corresponding to the instrument, that is, the sheet is output. Is determined, and the output sound is made to correspond to the musical instrument.
[0008]
Further, according to the present invention, an optical filter capable of photographing only light of a specific wavelength is provided in the photographing optical path of the imaging unit so as to be detachable, and the indication mark is a light emitting unit that emits light including the specific wavelength. Including forms. In this embodiment, the optical filter is removed when the sheet holding the output information designation image is photographed, and the optical filter is inserted when the output information designation image is designated by the designation mark. Accordingly, when the output information designation image is designated by the designation mark, the imaging unit photographs only the light emitting unit, so that the designation mark can be reliably identified, and a stable output operation can be obtained.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an input / output device 1 according to one embodiment, and FIG. 2 is a block diagram systematically showing the configuration and functions of the device 1. As shown in FIG. 1, the input / output device 1 has a sheet placing table 11 on which an input sheet 21 is placed on an upper surface, and is supported by the sheet placing table 11 via an arm 12 and placed on the sheet placing table 11. An imaging unit 13 for photographing the sheet 21; On the surface of the sheet 21, a predetermined image for outputting output information such as an image and a sound is held as an output information designation image by means of writing, printing, pasting, or the like. An input start switch 14 is provided at an appropriate position on the sheet mounting table 11.
[0010]
As shown in FIG. 2, the imaging unit 13 includes a camera 13a and an optical filter 13b. The camera 13a is supported by the arm 12 so that its optical axis is orthogonal to the sheet mounting table 11. The optical filter 13b is a filter capable of photographing only infrared light that is invisible light, and is set to be freely inserted into and removed from the photographing optical path of the camera 13a. In this case, insertion and removal of the optical filter 13b are manually performed. The image captured by the imaging unit 13 is captured by the control unit 15, processed, and output to the display device (output unit) 31. The display device 31 is a projector that projects an image on a screen, a display such as a CRT or a liquid crystal, or a sound generator such as a headphone or a speaker. The control unit 15 is built in, for example, the sheet mounting table 11.
[0011]
The control unit 15 generates the XY coordinates of the virtual screen S on the surface of the sheet mounting table 11 photographed by the imaging unit 13 by a general image processing method. As a method of generating the virtual screen S, infrared light is emitted at four corners of the sheet mounting table 11, and these four emission points are photographed by the imaging unit 13 in a state where the optical filter 13b is inserted into the photographing optical path of the camera 13a. Then, there is a method of recognizing the position of each light emitting point from the image data.
[0012]
The control unit 15 has a memory that stores a large number of output information corresponding to the output information designation image held on the sheet 21 (an output data storage unit in the control unit 15 in FIG. 2). When the sheet 21 is photographed by the imaging unit 13, the output information designation image is captured by the control unit 15, and the control unit 15 generates a region of the output information designation image on the virtual screen S as a coordinate region. Then, the control unit 15 stores the coordinate area of the output information designation image and the output information in association with each other. An instruction mark 41 that emits light including infrared light transmitted through the optical filter 13b is given to the output information designation image of the sheet 21 to give an instruction, and this state is inserted into the optical path of the camera 13a with the optical filter 13b inserted. When an image is captured by the imaging unit 13 in the state, the control unit 15 calculates the position of the instruction mark 41 on the virtual screen S to generate coordinates, and generates output information associated with the coordinate area where the coordinates exist. The output information is output to the display device 31 when the output information is an image, and is output from a speaker or the like when the output information is audio.
[0013]
As the instruction mark 41, a light emitting unit provided in the light pen 42 and the light emitting finger sack 43 shown in FIG. 1 is preferable. The light pen 42 has a light emitting unit 41 at the tip, and when pressed, the switch is turned on, and the light emitting unit 41 emits light. The light emitting finger sack 43 is used by fitting a finger. As shown in FIG. 3, an outer (claw side) light emitting section 41 and an inner (finger pad side) switch 44 are provided at a tip portion of the light emitting finger sack 43, respectively. It is provided in a state, and a battery 45 which is a power source for light emission is incorporated in a central portion.
[0014]
If the output information is the sound of a musical instrument, it is necessary to output a sound corresponding to the type of the musical instrument. Therefore, the control unit 15 also stores a tone color corresponding to the type of the musical instrument. On the other hand, a bar code 22 for discriminating the type of musical instrument is held at a predetermined position (upper left in FIG. 1) of the sheet 21 by means such as printing or sticking a sticker. The barcode 22 is captured by the control unit 15 as image data, and the control unit 15 recognizes the unique information held by the barcode 22 and outputs a sound in the tone. The barcode 22 is recognized by, for example, examining a minus direction (left direction) and a plus direction (right direction) in the X direction of the display area of the barcode 22, converting the barcode 22 into alphanumeric characters based on the contrast of the image, A method of recognizing data specific information based on the information can be adopted. Instead of automatically discriminating the type of sound using the barcode 22, the user may select the type of musical instrument by using a switch provided on the sheet mounting table 11 or the like.
[0015]
Next, a specific example of the operation of the input / output device 1 will be described by taking a case of playing a keyboard instrument as an example. As shown in FIG. 1, a sheet 21 on which a picture of a keyboard 51 is drawn as an output information designation image is placed on the sheet mounting table 11. On the upper left of the sheet 21, a bar code 22 for discriminating the tone color of the musical instrument as "piano" is printed. A reference position corresponding to the virtual screen S generated in advance as described above may be provided on the upper surface of the sheet mounting table 11, and the sheet 21 may be placed at this reference position.
[0016]
FIG. 4 shows a luminescent glove 46 which is particularly suitable for playing keyboard instruments. A light emitting unit 41 and a switch 44 are provided in a pair at the tip of each finger of the light emitting glove 46, similarly to the light emitting finger sack 43, and a battery 45 is incorporated near the opening. . The user puts on the light-emitting gloves 46 and fingers the keyboard 51 drawn on the sheet 21 so as to play the piano. When each key 51a of the keyboard 51 is touched, the switch is turned on, and the light emitting unit 41 emits light.
[0017]
In order to perform using the input / output device 1, the input start switch 14 of the sheet placing table 11 is turned on, and the input operation shown in FIG. 5 is started. As shown in the figure, first, the user removes the optical filter 13b of the imaging unit 13 from the photographing optical path of the camera 13a (step S101). The sheet 21 is photographed by the imaging unit 13, and the data of the photographed image is taken into the control unit 15 (step S102). The control unit 15 searches the display area of the determined bar code 22 from the image data, reads the bar code 22, recognizes the unique information, and determines the type of the instrument, that is, the generated sound to be a piano (step S103). ). Next, the control unit 15 generates the position (area) of each key 51a on the virtual screen S as a coordinate area, and associates the position of the key 51a with sound information, that is, sound frequencies such as do, re, mi,. Is stored (step S104).
[0018]
Next, the user inserts the optical filter 13b into the photographing optical path of the camera 13a (Step S105). The image captured by the imaging unit 13 is captured by the control unit 15 (step S106), and from this state, the user presses the key 51a drawn on the sheet 21 with the finger of the hand wearing the light-emitting glove 46 to play the piano. Touch to indicate. By touching the key 51a in this manner, the switch 44 is turned on, and the light emitting unit 41 emits light. The captured image captured by the control unit 15 is only the light emitting unit 41 due to the insertion of the optical filter 13b, and the control unit 15 determines whether or not the light emitting unit 41 has been captured (step S107). ). Then, when recognizing the light emitting unit 41, the control unit 15 calculates its position on the virtual screen S to generate coordinates (step S108), and then stores the coordinates in the coordinate area of the generated key 51a. It is determined whether or not the key is applicable (step S109). If the coordinate is applicable, a sound associated with the key is generated (step S110). If No is determined in steps S107 and S109, the process returns to step S107 and the above operation is repeated.
[0019]
As described above, according to the input / output device 1 of the present embodiment, when the key 51a of the sheet 21 is touched with the finger wearing the light-emitting glove 46 and the light-emitting portion 41 emits light, the sound of the piano is generated and the performance is performed. And can practice. Therefore, it is possible to easily perform and practice the piano without a real piano. Further, if the width of the key 51a drawn on the sheet 21 is reduced, the performance by the child becomes easy, and in this case, a sound can be generated regardless of the pressing force of the key 51a. Further, if the sounds to be output are stored as digital data, an electronic musical score can be easily created. Further, by instructing the key 51a of the sheet 21 according to the composed music and restoring the key to the electronic musical score, it is possible to confirm whether or not the musical score has been correctly described.
[0020]
In the above example, the present invention is applied to the performance of a keyboard instrument such as a piano. However, the present invention is not limited to keyboard instruments, but can be applied to musical instruments such as xylophones and drums. FIG. 6 shows an example of a drum performance sheet 23. In this sheet 23, elliptical regions 52a, 52b, and 52c indicating low, middle, and high sounds of the drum are respectively provided as output information designation images. , Are drawn with a predetermined size. At a predetermined position (upper right in this case) of the sheet 23, a bar code 24 for discriminating the timbre of the musical instrument from "taiko" is printed. The light pen 42 and the light-emitting finger sack 43 shown in FIG. 1 are suitable for instructing the areas 52a, 52b, and 52c of the sheet 23 to cause the control unit 15 to recognize the positions.
[0021]
When the drum sheet 23 is used, similarly to the keyboard instrument sheet 21, the drum sheet 23 is placed on the sheet mounting table 11 of the input / output device 1, and an image is taken by the imaging unit 13 with the optical filter 13 b removed from the imaging optical path. The control unit 15 generates the regions 52a, 52b, and 52c as coordinate regions on the virtual screen S, and stores the regions 52a, 52b, and 52c in association with the low, medium, and high sounds of the drum. . Then, in the imaging section 13 in which the optical filter 13b is inserted into the photographing optical path, light emission is instructed by the light pen 42 or the light-emitting finger sack 43 in each area 52a, 52b, 52c of the sheet 23, so that the instructed areas 52a, 52b, A drum sound corresponding to 52c is output.
[0022]
By the way, in the present invention, the sounds of various musical instruments can be output using the sheet as described above, but in the present invention, in addition to the sounds of the musical instruments, images and sounds corresponding to the output information designation image can also be output. Can be output. The following is an example of such a case.
[0023]
FIG. 7 shows a sheet used as a teaching material for infant education, for example, which outputs an image of an animal and a cry. Various animals are drawn on the sheet 25, rectangular areas 53a, 53b, 53c and 53d are defined for each animal, and a bar code 26 for identifying the animal sheet 25 is printed at a predetermined position. ing. On the other hand, the control unit 15 of the input / output device 1 stores an image (still image or moving image) of the animal drawn on the sheet 25 and a squeal, and stores the unique information held by the barcode 26 in the animal sheet 25. Is stored so as to be recognized.
[0024]
According to this sheet, when set on the input / output device 1 and instructing the animal areas 53a, 53b, 53c, 53d of the sheet 25 using the light pen 42 and the light-emitting finger sack 43 as described above, the designated animal Simultaneously with the output of the image, the animal's cry can be generated. The sheet 25 is useful as a teaching material for displaying the movement and ecology of an animal and generating a cry, thereby educating a user such as an infant or the like about the characteristics of the animal or raising interest.
[0025]
FIG. 8 shows a sheet 27 used as a Japanese language teaching material for infant education or for foreigners, for example, for uttering the Japanese syllabary. In this sheet 27, the characters of the Japanese syllabary are sequentially printed in areas 54 divided in a lattice shape, and a bar code 28 for discriminating as the Japanese syllabary sheet 27 is printed at a predetermined position. On the other hand, the control unit 15 of the input / output device 1 stores the utterance of each character of the Japanese syllabary so that the unique information held by the barcode 28 is recognized as the Japanese syllabary sheet 27. Have been.
[0026]
According to the sheet 27, when the user sets the sheet on the input / output device 1 and designates one area 54 using the light pen 42 or the light-emitting finger sack 43 as described above, characters in the designated area can be uttered. . The sheet 27 is useful as a teaching material for educating users such as infants and foreigners how to read Japanese syllabary characters. Here, Japanese characters are targeted, but the present invention can be applied to numbers, and further, it can be applied to foreign characters and numbers such as alphabets. In addition, for educational use, a form suitable for self-study is used, such as using a sheet on which answers to questions and alternatives are written, and indicating the position of the selected answer by notifying the correct answer or not by images and sounds. Can be developed.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when an output information designation image held on a sheet is designated, output information corresponding to the output information designation image is output. This has the effect of being able to output.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an input / output device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram systematically showing the configuration and functions of the input / output device according to the embodiment.
FIG. 3 is a perspective view of a light-emitting glove suitable for indicating a sheet for a keyboard instrument.
FIG. 4 is a perspective view showing a light-emitting finger cot;
FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation example of the input / output device.
FIG. 6 is a diagram showing a drum playing sheet.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an educational sheet.
FIG. 8 is a diagram showing another example of the educational sheet.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... I / O device 11 ... Sheet mounting table 13 ... Imaging part 13b ... Optical filter 15 ... Control parts 21, 23, 25, 27 ... Sheets 22, 24, 26, 28 ... Barcode 31 ... Display device (output part)
41 ... Light-emitting part (instruction mark)
51 ... keyboard (output information designation image)
52a-52c, 53a-53d, 54 ... area (output information designation image)
S ... virtual screen

Claims (5)

出力情報を指定するための出力情報指定画像を保持するシートと、
このシートが載置され、その表面に重ねて仮想スクリーンが設定されるシート載置台と、
このシート載置台に載置されたシートを撮影する撮像部と、
前記出力情報を記憶するメモリを有し、かつ、前記撮像部による撮影画像が入力される制御部と、
前記出力情報を出力する出力部とを備え、
前記制御部は、前記撮像部による撮影画像と前記仮想スクリーンの座標とを対比するとともに、仮想スクリーン上での指示マークの座標を算出し、該座標が前記出力情報指定画像に対応する座標領域にある時、その出力情報指定画像に対応する出力情報を前記メモリから取り出して前記出力部に伝えることを特徴とする入出力装置。
A sheet holding an output information specification image for specifying output information,
A sheet placing table on which the sheet is placed and a virtual screen is set on the surface thereof;
An imaging unit for photographing a sheet placed on the sheet placing table;
A control unit having a memory for storing the output information, and to which a captured image by the imaging unit is input;
An output unit that outputs the output information,
The control unit compares the image captured by the imaging unit with the coordinates of the virtual screen, calculates the coordinates of the instruction mark on the virtual screen, and stores the coordinates in a coordinate area corresponding to the output information designation image. An input / output device for extracting output information corresponding to the output information designation image from the memory and transmitting the output information to the output unit.
前記シートには前記出力情報の種類を識別させる識別マークが付与され、前記制御部は、該識別マークを識別し、識別マークに応じた出力情報を前記メモリ内から抽出することを特徴とする請求項1に記載の入出力装置。The sheet is provided with an identification mark for identifying a type of the output information, the control unit identifies the identification mark, and extracts output information corresponding to the identification mark from the memory. Item 1. The input / output device according to Item 1. 前記出力情報は画像または音声であることを特徴とする請求項1または2に記載の入出力装置。The input / output device according to claim 1, wherein the output information is an image or a sound. 前記識別マークはバーコード等の情報形態であることを特徴とする請求項2に記載の入出力装置。The input / output device according to claim 2, wherein the identification mark is in an information form such as a barcode. 前記撮像部には、その撮影光路に対し、特定波長の光のみを撮影可能とする光学フィルタが挿脱自在に具備され、前記指示マークは、該特定波長を含む光で発光する発光部であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の入出力装置。The imaging unit is provided with an optical filter that allows only a specific wavelength of light to be captured with respect to the imaging optical path, and is detachably provided. The indication mark is a light emitting unit that emits light including the specific wavelength. The input / output device according to claim 1, wherein:
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