(57)【要約】【課題】対象平面に対する照射角度を適切に調整すること。【解決手段】対象平面に沿って平面状の光を照射する照射部と、前記照射部が光を照射する領域を撮像することにより、前記照射部の照射した光を反射した物体の位置を検出する検出部と、前記照射部の設置調整が行われるときに、前記対象平面に設置された調整用の基準物体が前記検出部により検出されたタイミングに基づいて、所定の出力を行う調整支援部と、を備える位置検出装置。【選択図】図８
2014149740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象平面に沿って平面状の光を照射する照射部と、
前記照射部が光を照射する領域を撮像することにより、前記照射部の照射した光を反射した物体の位置を検出する検出部と、
前記照射部の設置調整が行われるときに、前記対象平面に設置された調整用の基準物体が前記検出部により検出されたタイミングに基づいて、所定の出力を行う調整支援部と、
を備える位置検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の位置検出装置であって、
前記照射部の設置調整が行われるときに、前記照射部の照射角度が、照射先が前記対象平面から遠ざかる角度から、照射先が前記対象平面に近づく角度に向けて調整される、
位置検出装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の位置検出装置であって、
前記基準物体は、前記対象平面に設置された状態における前記対象平面からの高さが略一定の複数の物体であり、
前記調整支援部は、全ての前記基準物体が前記検知部により検知されたタイミングに応じて、前記所定の出力を行う、
位置検出装置。
【請求項４】
請求項１から３のうちいずれか１項記載の位置検出装置であって、
前記対象平面に画像を投射する投射部を備え、
前記調整支援部は、前記照射部の設置調整が行われる際に、前記基準物体を設置すべき位置を指定する画像を前記対象平面に投射する、
位置検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の位置検出装置であって、
情報を出力する情報出力部を備え、
前記調整支援部は、前記照射部の設置調整が行われる際に、前記対象平面に投射された画像に従って前記基準物体を前記対象平面に設置するように案内する情報を前記情報出力部に出力させ、その後、前記照射部の照射角度を、照射先が前記対象平面から遠ざかる角度から、照射先が前記対象平面に近づく角度に向けて調整するように案内する情報を前記情報出力部に出力させる、
位置検出装置。
【請求項６】
請求項１または２記載の位置検出装置であって、
前記対象平面に画像を投射する投射部と、
情報を出力する情報出力部とを備え、
前記基準物体は、前記対象平面に設置された状態における前記対象平面からの高さが略一定の複数の物体であり、
前記調整支援部は、前記投射部に、前記検出部により検出された基準物体の位置に所定のマーカーを投射させ、該投射されたマーカーと前記基準物体との乖離が一定または所定の範囲内となるまで調整を行うように案内する情報を前記情報出力部に出力させる、
位置検出装置。
【請求項７】
請求項１から６のうちいずれか１項記載の位置検出装置であって、
前記照射部の照射角度を調整可能な駆動部を備え、
前記調整支援部は、前記基準物体が前記検出部により検出されたタイミングに基づいて、前記駆動部を停止させるための信号を出力する、
位置検出装置。
【請求項８】
対象平面に沿って平面状の光を照射する照射部と、
前記照射部が光を照射する領域を撮像することにより、前記照射部の照射した光を反射した物体の位置を検出する検出部と、
情報を出力する情報出力部と、
前記対象平面に画像を投射する投射部と、
前記照射部の設置調整が行われる際に、前記投射部に、照射角度調整用の基準物体を設置すべき位置を指定する画像を前記対象平面に投射させると共に、該投射された画像に従って前記基準物体を前記対象平面に設置するように案内する第１の情報を前記情報出力部に出力させ、その後、第２の情報を前記情報出力部に出力させる調整支援部と、
を備え、
前記第２の情報は、前記基準物体が前記検出部により検出されるまで、前記照射部の照射角度を、照射先が前記対象平面から遠ざかる角度から、照射先が前記対象平面に近づく角度に向けて調整するように案内する情報である、
位置検出装置。
【請求項９】
対象平面に沿って平面状の光を照射する照射部と、前記照射部が光を照射する領域を撮像することにより、前記照射部の照射した光を反射した物体の位置を検出する検出部と、を備える位置検出装置において、前記照射部の設置調整を行う調整方法であって、
前記照射部の照射角度を、照射先が前記対象平面から遠ざかる角度から、照射先が前記対象平面に近づく角度に向けて変化させ、
前記対象平面に設置された照射角度調整用の基準物体が前記検出部により検出されたタイミングに基づいて、前記照射角度を変化させるのを停止する、
調整方法。
【請求項１０】
対象平面に沿って平面状の光を照射する照射部と、前記照射部が光を照射する領域を撮像することにより、前記照射部の照射した光を反射した物体の位置を検出する検出部と、を備える位置検出装置に、前記照射部の設置調整の支援を行わせる調整プログラムであって、
前記照射部の照射角度が調整されるときに、前記位置検出装置に、
前記対象平面に設置された照射角度調整用の基準物体を前記検出部に検出させる処理と、
前記基準物体が前記検出部により検出されたタイミングに基づいて、所定の出力を行う処理と、
を実行させる調整プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検出装置、調整方法、および調整プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表示面と平行に電磁放射線を照射し、表示面に接近した物体により反射された光を撮像することにより、物体の位置を検出する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、同様の装置において、各構成要素の配置を調整する方法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。この方法では、ユーザーが表示面（プロジェクタの投射面）の四隅に指などで触れ、指などが反射した赤外線がカメラの撮像範囲内に収まっているか否かを、コンピュータに送られた撮像画像によって確認し、撮像範囲内に収まっていなければ、カメラの位置を遠くしたり、表示面を小さくして調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５０１５２７０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＦＰ  ＢＯＡＲＤ  ＭＡＮＵＡＬ  Ｖ２．０  ＳＨＡＮＧＨＡＩ  ＥＡＳＩ  ＣＯＭＰＵＴＥＲ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ  ＣＯ．，ＬＴＤＵＲＬ：［ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅａｓｉｔｅｃｈ．ｃｏｍ．ｃｎ／ｅｎ／；ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｌｏｖｉｅｗｂｏａｒｄ．ｃｏｍ］
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の方法は、単に、マーカーが表示面内に収まるように調整を行うのに過ぎないため、表示面に対する赤外線の照射角度を適切に調整することができない。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、対象平面に対する照射角度を適切に調整することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
位置検出装置の一態様は、対象平面に沿って平面状の光を照射する照射部と、前記照射部が光を照射する領域を撮像することにより、前記照射部の照射した光を反射した物体の位置を検出する検出部と、前記照射部の設置調整が行われるときに、前記対象平面に設置された調整用の基準物体が前記検出部により検出されたタイミングに基づいて、所定の出力を行う調整支援部と、を備える位置検出装置である。
位置検出装置の一態様によれば、対象平面に対する照射角度を適切に調整することができる。
位置検出装置の一態様において、前記照射部の設置調整が行われるときに、前記照射部の照射角度が、前記対象平面から遠い角度から、徐々に前記対象平面に近い角度になるように調整されるものとしてもよい。
また、位置検出装置の一態様において、前記基準物体は、前記対象平面に設置された状態における前記対象平面からの高さが略一定の複数の物体であり、前記調整支援部は、全ての前記基準物体が前記検知部により検知されたタイミングに応じて、前記所定の出力を行うものとしてもよい。
また、位置検出装置の一態様において、前記対象平面に画像を投射する投射部を備え、前記調整支援部は、前記照射部の設置調整が行われる際に、前記基準物体を設置すべき位置を指定する画像を前記対象平面に投射するものとしてもよい。こうすれば、ユーザーは、簡易な操作で照射部の設置調整を開始させることができる。
また、位置検出装置の一態様において、情報を出力する情報出力部を備え、前記調整支援部は、前記照射部の設置調整が行われる際に、前記対象平面に投射された画像に従って前記基準物体を前記対象平面に設置するように案内する情報を前記情報出力部に出力させ、その後、前記照射部の照射角度を、照射先が前記対象平面から遠ざかる角度から、照射先が前記対象平面に近づく角度に向けて調整するように案内する情報を前記情報出力部に出力させるものとしてもよい。こうすれば、ユーザーは、照射部の設置調整を容易に行うことができる。
また、位置検出装置の一態様において、前記対象平面に画像を投射する投射部と、情報を出力する情報出力部とを備え、前記基準物体は、前記対象平面に設置された状態における前記対象平面からの高さが略一定の複数の物体であり、前記調整支援部は、前記投射部に、前記検出部により検出された基準物体の位置に所定のマーカーを投射させ、該投射されたマーカーと前記基準物体との乖離が一定または所定の範囲内となるまで調整を行うように案内する情報を前記情報出力部に出力させるものとしてもよい。こうすれば、照射部の設置調整を、より適切に行うことができる。
また、位置検出装置の一態様において、前記照射部の照射角度を調整可能な駆動部を備え、前記調整支援部は、前記基準物体が前記検出部により検出されたタイミングに基づいて、前記駆動部を停止させるための信号を出力するものとしてもよい。
位置検出装置の他の態様は、対象平面に沿って平面状の光を照射する照射部と、前記照射部が光を照射する領域を撮像することにより、前記照射部の照射した光を反射した物体の位置を検出する検出部と、情報を出力する情報出力部と、前記対象平面に画像を投射する投射部と、前記照射部の設置調整が行われる際に、前記投射部に、照射角度調整用の基準物体を設置すべき位置を指定する画像を前記対象平面に投射させると共に、該投射された画像に従って前記基準物体を前記対象平面に設置するように案内する第１の情報を前記情報出力部に出力させ、その後、第２の情報を前記情報出力部に出力させる調整支援部と、を備え、前記第２の情報は、前記基準物体が前記検出部により検出されるまで、前記照射部の照射角度を、照射先が前記対象平面から遠ざかる角度から、照射先が前記対象平面に近づく角度に向けて調整するように案内する情報である、位置検出装置である。
調整方法の一態様は、対象平面に沿って平面状の光を照射する照射部と、前記照射部が光を照射する領域を撮像することにより、前記照射部の照射した光を反射した物体の位置を検出する検出部と、を備える位置検出装置において、前記照射部の設置調整を行う調整方法であって、前記照射部の照射角度を、照射先が前記対象平面から遠ざかる角度から、照射先が前記対象平面に近づく角度に向けて変化させ、前記対象平面に設置された照射角度調整用の基準物体が前記検出部により検出されたタイミングに基づいて、前記照射角度を変化させるのを停止させる、調整方法である。
調整方法の一態様によれば、対象平面に対する照射角度を適切に調整することができる。
調整プログラムの一態様は、対象平面に沿って平面状の光を照射する照射部と、前記照射部が光を照射する領域を撮像することにより、前記照射部の照射した光を反射した物体の位置を検出する検出部と、を備える位置検出装置に、前記照射部の設置調整の支援を行わせる調整プログラムであって、前記照射部の照射角度が調整されるときに、前記位置検出装置に、前記対象平面に設置された照射角度調整用の基準物体を前記検出部に検出させる処理と、前記基準物体が前記検出部により検出されたタイミングに基づいて、所定の出力を行う処理と、を実行させる調整プログラムである。
調整プログラムの一態様によれば、対象平面に対する照射角度を適切に調整させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の位置検出装置を利用したインタラクティブ装置１が使用される様子を模式的に示す構成図である。
【図２】投射面５０に対するライトカーテン生成装置２０の取り付け位置と、照射光の方向とを示す図である。
【図３】ライトカーテン生成装置２０の発光体２２の照射領域Ｃを示す図である。
【図４】プロジェクター１０の構成の一例を示す構成図である。
【図５】カメラ３０の構成の一例を示す構成図である。
【図６】制御装置４０の機能構成の一例を示す構成図である。
【図７】投射面５０に画像の一覧が表示され、ユーザーがいずれかの画像を指し示した場合に、その画像が拡大表示される様子を示す図である。
【図８】調整支援制御部４７により実行される処理の流れを示すフローチャートの一例である。
【図９】キャリブレーション画像ＩＣの一例を示す図である。
【図１０】設置調整ガイド画像ＩＧの一例を示す図である。
【図１１】基準物体の外観形状の一例を示す図である。
【図１２】ライトカーテン生成装置２０の照射角度を徐々に変更するように案内する情報が投射面５０に投射された様子を示す図である。
【図１３】ライトカーテン生成装置２０の照射角度調整を説明するための説明図である。
【図１４】基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４のうち２つのみが検出されてマーカーＭ−１、Ｍ−２が表示された状態と、この状態におけるライトカーテン生成装置２０の照射角度を示す図である。
【図１５】基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４の全てが検出されてマーカーが表示された状態と、この状態におけるライトカーテン生成装置２０の照射角度を示す図である。
【図１６】各基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４とマーカーＭ−１〜Ｍ−４とのずれ量を例示した図である。
【図１７】設置調整ガイド画像ＩＧの他の例を示す図である。
【図１８】設置調整ガイド画像ＩＧの他の例を示す図である。
【図１９】発光体２２が、異なる照射領域を有する複数の発光体２２＿１、２２＿２を含み、それぞれに対して基準物体設置位置が設定される様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照し、本発明の位置検出装置、調整方法、および調整プログラムの実施形態について説明する。
【００１１】
［概要］
図１は、本発明の位置検出装置を利用したインタラクティブ装置１が使用される様子を模式的に示す構成図である。インタラクティブ装置１は、例えば、プロジェクター１０と、ライトカーテン生成装置２０と、カメラ３０と、制御装置４０とを備える。なお、位置検出装置は、例えば、ライトカーテン生成装置２０、カメラ３０、および制御装置４０を含む。
【００１２】
なお、本実施形態において、図１などに示すＸＹＺ直交座標系を参照して、インタラクティブ装置１の各構成要素の位置関係などを説明する場合がある。このＸＹＺ直交座標系は、投射面５０上で互いに直交する２方向がＸ方向およびＹ方向であり、投射面５０の法線方向がＺ方向である。
【００１３】
図１において、プロジェクター１０、ライトカーテン生成装置２０、カメラ３０、制御装置４０を別体として表現したのは、あくまで便宜的なものであり、これらの構成要素は、統合されたハードウェアで置換されてもよい。例えば、カメラ付きプロジェクター、制御装置を内蔵したプロジェクター、制御装置を内蔵したカメラ、カメラとプロジェクターと制御装置が一体化された装置などが、上記構成要素に代わって使用されてもよい。また、制御装置の一部の構成要素がカメラに内蔵され、他の構成要素がプロジェクターに内蔵される構成であってもよい。
【００１４】
プロジェクター１０は、投射面（表示面）５０に画像を投射する。プロジェクター１０の投射する画像は、例えば制御装置４０により生成される。投射面５０は、壁、スクリーンなど、任意の平面を使用することができる。
【００１５】
ライトカーテン生成装置２０は、投射面５０に沿う平面状の光を照射する。図１の例では、ライトカーテン生成装置２０は、例えば、投射面５０の上方に取り付けられ、投射面５０を覆う扇形の平面領域に、赤外線を含む波長領域の光（例えば、９００［ｎｍ］程度以上の赤外領域の光）を照射する。図２は、投射面５０に対するライトカーテン生成装置２０の取り付け位置と、照射光ＬＴの方向とを示す図であり、図１におけるＸ方向からライトカーテン生成装置２０と投射面５０を見た側面図である。図２に示すように、ライトカーテン生成装置２０の発光体２２は、投射面５０に対してＺ方向に若干のオフセットを設けて取り付けられ、投射面５０とのオフセットに応じた間隔Ｚｏｓをもって、投射面５０に略平行な光ＬＴを照射する。なお、ライトカーテン生成装置２０が照射する光は、赤外光以外の光（例えば可視光）であってもよい。可視光としては、例えば７８０［ｎｍ］程度の赤色光が挙げられる。
【００１６】
発光体２２は、例えば、ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode；発光ダイオード）やＬＤ（Laser  Diode；レーザーダイオード）に、ポリメーターレンズやパウエルレンズなどの光学系部材が取り付けられたものである。また、発光体２２は、間隔Ｚｏｓや照射角度の調整（設置調整）を行うことが可能な機構（調整機構）によって保持される。この調整機構は、ユーザーの手動操作によって間隔や照射角度を調整可能なものであってもよいし、制御装置４０などから入力される指示信号に応じて自動的に間隔Ｚｏｓや照射角度を調整可能なものであってもよい。以下の説明では、調整機構は、ユーザーの手動操作によって間隔や照射角度を調整可能なものであるものとする。図３は、ライトカーテン生成装置２０の発光体２２の照射領域Ｃを示す図である。
【００１７】
図１に戻り、説明を行う。カメラ３０は、投射面５０を撮像し、撮像した画像のデータを制御装置４０に出力する。カメラ３０には、例えば、ライトカーテン生成装置２０が照射する波長領域の光を選択的に受光するための赤外線フィルターが取り付けられる。カメラ３０には、赤外線フィルターを着脱可能な機構が取り付けられていると好適である。
【００１８】
制御装置４０は、インタラクティブ装置１全体を制御する。制御装置４０は、その機能の一つとして、カメラ３０の撮像した画像を解析することにより、ユーザーが指し示した位置（画像上の位置）を検出する。また、制御装置４０は、インタラクティブ装置１の起動時などにおいて、ライトカーテン生成装置２０の設置調整を支援するための制御を行う。
【００１９】
図１において、ユーザーＡは、指示棒６０で投射面５０における特定の箇所を指し示している。指示棒６０は、投射面５０との距離が間隔Ｚｏｓ（図２参照）以下になるまで投射面５０に接近すると、ライトカーテン生成装置２０の照射した赤外線を反射する。この反射光は、カメラ３０によって撮像され、制御装置４０により反射位置が検出される。なお、指示棒６０に限らず、例えばユーザーの指などで投射面５０における特定の箇所を指し示した場合も、同様の現象が発生する。
【００２０】
また、図１において、ユーザーＢは、ライトペン７０で投射面５０における特定の箇所を指し示している。ライトペン７０は、ペン先が何らかの物体に接触すると、ペン先が発光する仕組みとなっている。ライトペン７０が発光する光は、例えば、ライトカーテン生成装置２０が照射する光と同程度の波長領域の光である。従って、ライトペン７０が発光する光は、指示棒６０がライトカーテン生成装置２０の照射した赤外線を反射した反射光と同様、カメラ３０によって撮像され、制御装置４０により発光位置が検出される。
【００２１】
［各構成要素について］
図４は、プロジェクター１０の構成の一例を示す構成図である。プロジェクター１０は、例えば、光源１１と、光変調装置としての液晶ライトバルブ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂと、レンズ１３と、光源駆動部１４と、画像信号入力部１５と、画像信号処理部１６と、ライトバルブ駆動部１７と、制御部１８とを備える。
【００２２】
光源１１は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等からなる放電型の光源ランプと、光源ランプが放射した光を液晶ライトバルブ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ側に反射するリフレクターとを含む。光源１１から射出された光は、例えばインテグレーター光学系によって輝度分布が略均一な光に変換され、色分離光学系によって光の３原色である赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの各色光成分に分離された後、それぞれ液晶ライトバルブ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂに入射する。液晶ライトバルブ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂのそれぞれに対応しており、それぞれ、一対の透明基板間に液晶が封入された液晶パネル等によって構成される。液晶ライトバルブ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂには、例えば、マトリクス状に配列された複数の画素が形成されており、液晶に対して画素毎に駆動電圧を印加可能になっている。ライトバルブ駆動部１７が、入力される画像情報に応じた駆動電圧を各画素に印加すると、各画素は、画像情報に応じた光透過率に設定される。このため、光源１１から射出された光は、この液晶ライトバルブ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂを透過することによって変調され、画像情報に応じた画像が色光毎に形成される。形成された各色の画像は、図示しない色合成光学系によって画素毎に合成されてカラー画像となった後、レンズ１３から投射面５０に向けて投写される。なお、光源１１は、放電型の光源に限らず、ＬＥＤや半導体レーザーなどの固体光源を備えてもよい。また、光変調装置として、液晶ライトバルブに代えて、ＤＭＤ（Digital  Mirror  Device）などの他の装置が用いられてもよい。
【００２３】
光源駆動部１４は、例えば、入力される直流電流を交流矩形波電流に変換するインバーターや、光源ランプの電極間の絶縁破壊を行って、光源ランプの始動を促すためのイグナイター等を備えており、制御部１８の指示に基づいて光源１１の点灯制御を行う。画像信号入力部１５は、制御装置４０から画像信号を受信する。また、画像信号入力部１５は、受信した画像信号を、画像信号処理部１６で処理可能な形式の画像情報に変換して画像信号処理部１６に出力する。画像信号処理部１６は、画像信号入力部１５から入力される画像情報を、液晶ライトバルブ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの各画素の階調を表す画像データに変換する。制御部１８は、例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）や不揮発性メモリーを備え、不揮発性メモリーに記憶されたプログラムを実行することにより、プロジェクター１０の動作を制御する。
【００２４】
図５は、カメラ３０の構成の一例を示す構成図である。カメラ３０は、赤外線フィルター３１と、着脱機構３２と、レンズ３３と、イメージセンサー３４と、制御部３５とを備える。赤外線フィルター３１は、赤外線を含む波長領域の光を透過させ、それ以外の波長領域の光を遮断する。着脱機構３２は、赤外線フィルター３１がレンズ３３を覆う位置と、赤外線フィルター３１がレンズ３３の前から外された位置とのいずれかの位置で、赤外線フィルター３１を保持する。赤外線フィルター３１がレンズ３３の前から外されるのは、例えば、後述するキャリブレーションが行われるときである。カメラ３０に入射した光は、赤外線フィルター３１とレンズ３３を介してイメージセンサー３４に入射する。イメージセンサー３４は、例えば、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）やＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）などの固体撮像素子を利用したイメージセンサーである。制御部３５は、例えばマイクロコンピューターや電子回路であり、カメラ３０のシャッタースピードや撮像周期を調節する。そして、制御部３５は、イメージセンサー３４の出力回路から出力されるデータに対して所定のゲインによる増幅等を行なって、画像データとして制御装置４０に出力する。なお、赤外線フィルター３１の位置は、図５に示す位置に限定されず、例えば、レンズ３３とイメージセンサー３４との間に配置されてもよい。また、ライトカーテン生成装置２０が可視光を照射する場合、赤外線フィルター３１や着脱機構３２は省略してよい。
【００２５】
図６は、制御装置４０の機能構成の一例を示す構成図である。制御装置４０は、操作部４１と、撮像画像上の位置検出部４３と、位置変換部４４と、マスター制御部４５と、投射画像生成部４６と、調整支援制御部４７と、記憶部４８と、スピーカーやブザー、液晶ディスプレイなどの出力デバイス４９とを備える。記憶部４８は、例えば、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）やＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）、ＳＳＤ（Solid  State  Drive）、ＳＤカードなどの記憶装置である。記憶部４８には、各種プログラム４８Ａ、画像データ４８Ｂ、その他のデータが記憶されている。制御装置４０は、ＣＰＵなどの処理手段を備える。撮像画像上の位置検出部４３、位置変換部４４、マスター制御部４５、投射画像生成部４６、および調整支援制御部４７は、例えば、各種プログラム４８ＡがＣＰＵにより実行されることで機能するソフトウェア機能部である。なお、これらの機能部の全てがソフトウェア機能部である必要はなく、ＬＳＩ（Large  Scale  Integration）や電子回路などの独立したハードウェア機能部であってもよい。
【００２６】
操作部４１は、例えば、複数のボタン（キー）が配列された操作パネルである。また、操作部４１は、リモコンであってもよいし、ライトペン７０や他の入力デバイス（キーボード、マウス、タッチパネル）を指すものであってもよい。操作部４１は、ユーザーによって行われた操作を受け付け、行われた操作の種類を示す信号をマスター制御部４５に出力する。また、外部に接続された他の制御機器（パーソナルコンピュータなど）がユーザーの操作を受け付け、操作部４１は当該他の制御機器から操作の種類を示す信号を受信し、マスター制御部４５に信号を出力してもよい。
【００２７】
撮像画像上の位置検出部４３は、カメラ３０から入力されるカメラ３０の撮像画像上の、ライトカーテン生成装置２０の照射した光が反射された位置、またはライトペン７０が発光した位置（以下、これらを「指示位置」と称する）を検出する。撮像画像上の位置検出部４３は、例えば、画像における特定の輝度以上の画素の位置を、指示位置として検出する。なお、撮像画像上の位置検出部４３は、ライトカーテン生成装置２０の照射した光が反射された光と、ライトペン７０が発光した光とを区別することができる。これらの光の区別は、例えば、ライトカーテン生成装置２０とライトペン７０が、それぞれ所定周期で間欠的に光を照射するようにし、それらの照射期間を異ならせることで行うことができる。撮像画像上の位置検出部４３は、ライトカーテン生成装置２０が光を照射する期間（周期）において検出された光については、指示棒６０や指などにより反射された光であると判断し、ライトペン７０が光を照射する期間（周期）において検出された光については、ライトペン７０が発光した光であると判断する。
【００２８】
位置変換部４４は、撮像画像上の位置検出部４３が検出した撮像画像上の指示位置を、投射画像上の指示位置に変換し、マスター制御部４５に出力する。位置変換部４４は、例えば、カメラ３０の撮像画像上の各画素の位置と投射画像上の位置との変換マップを記憶部４８に格納しており、この変換マップを参照することにより、撮像画像上の指示位置を投射画像上の指示位置に変換する。なお、位置変換部４４は、例えば調整支援制御部４７の指示に応じて、このような変換マップを作成または修正するためのキャリブレーションを実施する。キャリブレーションは、全て自動的に行われてもよいし、一部にユーザーの手動操作を要求してもよい。
【００２９】
マスター制御部４５は、例えば、ユーザーの指示に応じて、画像データ４８Ｂを記憶部４８から読み出し、読み出した画像データ４８Ｂに基づく投射画像を投射画像生成部４６に生成させる。また、マスター制御部４５は、グラフィックスイッチを含む投射画像を投射画像生成部４６に生成させ、そのスイッチがユーザーにより（指示棒６０や指などで）指し示された場合には、スイッチが操作されたものとみなして所定の処理（画像の切り替えなど）を行う。このような処理によって、インタラクティブ装置１は、投射面５０を、あたかもタッチパネルのように機能させることができる。図７は、投射面５０に画像の一覧が表示され、ユーザーがいずれかの画像を指し示した場合に、その画像が拡大表示される様子を示す図である。図７（Ａ）は、投射面に画像の一覧が表示された様子を示し、図７（Ｂ）は指し示された画像（人物の顔の画像）が拡大表示された様子を示す。
【００３０】
また、マスター制御部４５は、例えば、指示棒６０や指などによる指示位置に応じた投射画像上の位置に、マーカーなどを重畳表示させる。また、マスター制御部４５は、例えば、ライトペン７０による指示位置の軌跡を、投射画像に重畳表示させる。これによって、ユーザーは、投射画像上に線を引いたり、文字や絵を描いたりすることができる。また、マスター制御部４５は、ユーザーの指示などに応じて、ライトカーテン生成装置２０のオン／オフ制御を行う。
【００３１】
投射画像生成部４６は、マスター制御部４５から指定された画像、外部の機器から入力される画像等に基づいてプロジェクター１０が投射する投射画像を生成し、プロジェクター１０に出力する。
【００３２】
［ライトカーテン生成装置２０の設置調整］
調整支援制御部４７は、以下に説明するような処理を行うことにより、ライトカーテン生成装置２０の設置調整を支援する。図８は、調整支援制御部４７により実行される処理の流れを示すフローチャートの一例である。図８のフローチャートは、例えば、インタラクティブ装置１の起動時に、投射面５０に対して投射画像が投射され、台形補正などが実施された後、操作部４１に対するユーザーの操作に応じて開始される。
【００３３】
まず、調整支援制御部４７は、キャリブレーション画像（校正用画像）を投射面５０に投射するように、投射画像生成部４６に指示する（ステップＳ１００）。図９は、キャリブレーション画像ＩＣの一例を示す図である。図９に示すように、キャリブレーション画像ＩＣは、例えば、矩形の明色部と矩形の暗色部とが上下左右に交互に配列された市松模様（チェッカーパターン）を含む画像である。
【００３４】
次に、調整支援制御部４７は、キャリブレーションを実行して、カメラ３０の撮像画像上の各画素の位置と投射画像上の位置との変換マップを修正するように位置変換部４４に指示する（ステップＳ１０２）。具体的には、位置変換部４４は、カメラ３０が撮像した画像における暗色部同士が角で接する接点の座標を導出し、これを、予め求められているキャリブレーション画像における各交点の座標と比較することにより、変換マップを修正する。なお、このようなキャリブレーションの手法に限らず、例えば、ユーザーがキャリブレーション画像における特定の位置を指し示し、指し示された位置をカメラ３０の撮像画像から検出し、検出された位置を予め求められている位置と比較することにより変換マップが修正されてもよい。
【００３５】
次に、調整支援制御部４７は、設置調整ガイド画像ＩＧを投射面５０に投射するように、投射画像生成部４６に指示する（ステップＳ１０４）。図１０は、設置調整ガイド画像ＩＧの一例を示す図である。図１０に示すように、設置調整ガイド画像ＩＧは、例えば、後述する複数の基準物体が設置されるべき基準物体設置位置（Ｃ−１〜Ｃ−４）に、十字とこれを囲む円とを表示した画像である。基準物体設置位置は、投射面５０の四隅に近い位置に設定されている。設置調整ガイド画像ＩＧには、ライトカーテン生成装置２０を設置する位置を案内する情報（例えば、ライトカーテン生成装置２０を投射面５０の中央の上方向に設置させるメッセージや、ライトカーテン生成装置２０の設置位置を案内する図など）を含めるようにしてもよい。
【００３６】
次に、調整支援制御部４７は、設置調整ガイド画像ＩＧにおける基準物体設置位置に基準物体を設置するように案内する情報を、投射面５０に投射するように、投射画像生成部４６に指示する（ステップＳ１０６）。
【００３７】
図１１は、基準物体の外観形状の一例を示す図である。図１１に示すように、基準物体は、略円柱の外観形状を有している。基準物体は、基準物体設置位置の数（図１０の場合は４つ）に応じた数が用意される。以下、これらを基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４と称して説明する。基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４である各円柱の高さＨは、例えば１［ｃｍ］程度に揃えられている。また、基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４の高さＨは、前述した発光体２２と投射面５０とのオフセットに応じた間隔Ｚｏｓに近い値（例えば、Ｚｏｓ×１．０〜Ｚｏｓ×２．０程度）であると好適である。基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４の一方の底面（円形の面）Ｓには、マグネット、両面テープ、糊、針などが取り付けられており、底面Ｓが投射面５０に固着するように設置されたり、除去されたりすることが可能となっている。基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４が投射面５０に設置された状態では、基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４の投射面５０からの高さは、それぞれ上記高さＨとなり、略一定なものとなる。ユーザーは、基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４の底面Ｓの中心が、基準物体設置位置（十字の交点）Ｃ−１〜Ｃ−４に合わさるように、基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４を投射面５０に設置する。
【００３８】
次に、調整支援制御部４７は、基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４の設置が完了するまで待機する（ステップＳ１０８）。調整支援制御部４７は、例えば、ユーザーにより操作部４１に対して所定の操作が行われたことにより、基準物体の設置が完了したことを検知する。基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４の設置が完了すると、調整支援制御部４７は、ライトカーテン生成装置２０に電源供給してオン状態にし、赤外線を反射した反射物体の検出を開始するようにマスター制御部４５に依頼する（ステップＳ１１０）。
【００３９】
次に、調整支援制御部４７は、ライトカーテン生成装置２０の照射角度を徐々に変更するように案内する情報を、投射面５０に投射するように、投射画像生成部４６に指示する（ステップＳ１１２）。図１２は、ライトカーテン生成装置２０の照射角度を徐々に変更するように案内する情報が投射面５０に投射された様子を示す図である。図１２に示すように、投射面５０には、例えば、その左右にライトカーテン生成装置２０の異なる照射角度の図が模式的に投影され、そして「まず左の状態にしてから、徐々に右の状態に近づけて下さい。」との指示文が投影される。また、図１３は、ライトカーテン生成装置２０の照射角度調整を説明するための説明図である。ユーザーは、上記案内する情報に従って、ライトカーテン生成装置の照射角度θを、照射先が投射面５０から遠ざかる角度（図１３における「＋θ」）から、照射先が投射面５０に近づく角度（図１３における「−」θ）に向けて、少しずつ変化させる。
【００４０】
ライトカーテン生成装置２０の照射角度が調整されている間、制御装置４０は、カメラ３０の撮像画像において、赤外線を反射した反射物体の検出を行う。制御装置４０は、検出された反射物体（ここでは基準物体）の位置にマーカーの表示を行う。図１４は、基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４のうち２つの基準物体Ｄ−１、Ｄ−２のみが検出されてマーカーＭ−１、Ｍ−２が表示された状態と、この状態におけるライトカーテン生成装置２０の照射角度を示す図である。図１４に示すように、ライトカーテン生成装置２０の照射角度が＋側に傾いている場合、ライトカーテン生成装置２０から見て手前側の基準物体Ｄ−１、Ｄ−２のみが検出され、遠い側の基準物体Ｄ−３、Ｄ−４が検出されないことがある。図１４に示す状態では、投射面５０の下側では、想定よりも投射面５０から遠い位置で物体の位置が検出されてしまうため（感度が高すぎる）、ユーザーの使用感が悪くなるおそれがある。
【００４１】
次に、調整支援制御部４７は、全ての基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４が検出されるまで待機する（ステップＳ１１４）。全ての基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４が検出されると、調整支援制御部４７は、第１段階の調整が完了した旨を案内する情報を投射面５０に投射するように、投射画像生成部４６に指示する（ステップＳ１１６）。図１５は、基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４の全てが検出されてマーカーが表示された状態と、この状態におけるライトカーテン生成装置２０の照射角度を示す図である。調整支援制御部４７は、全ての基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４が検出されると、出力デバイス４９を用いて音声出力などを行ってもよい。図１５に示す状態では、物体が検出される投射面５０からの距離が、投射面５０の全域にわたって略一定となるため、ユーザーの使用感が良好なものとなる。
【００４２】
そして、調整支援制御部４７は、全ての基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４に対応するマーカーＭ−１〜Ｍ−４が表示されている範囲内で、基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４とマーカーＭ−１〜Ｍ−４とのずれ量（ずれベクトル）が一定または所定の範囲内になるまで調整（*）を行い、一定または所定の範囲内になれば調整を終了するように案内する情報を投射面５０に投射するように、投射画像生成部４６に指示する（ステップＳ１１８）。ここでの調整（*）は、例えば、投射面５０に対する照射角度の調整に加えて、間隔Ｄｏｓの調整、および／または投射面５０に平行な平面内における照射角度の調整（図７などに示すＺ方向まわりの照射角度の調整）が行われてよい。
【００４３】
図１６は、各基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４とマーカーＭ−１〜Ｍ−４とのずれ量を例示した図である。図１６（Ａ）は、各基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４に対してマーカーＭ−１〜Ｍ−４が異なる方向にずれている様子を示し、図１６（Ｂ）は、各基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４に対してマーカーＭ−１〜Ｍ−４が同じ方向にほぼ同じ量だけずれている様子を示し、図１６（Ｃ）は、各基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４に対してマーカーＭ−１〜Ｍ−４が一致している様子を示す図である。図１６（Ａ）の状態では、ライトカーテン生成装置２０の照射角度、或いは間隔Ｄｏｓのいずれか又は双方が好ましくない可能性が高いため、これらを調整する必要がある。一方、図１６（Ｂ）、（Ｃ）に示す状態では、ライトカーテン生成装置２０の照射角度、および間隔Ｄｏｓは十分に調整されているため、ユーザーはライトカーテン生成装置２０の設置調整を終了することができる。なお、図１６（Ｂ）に示す状態となった場合、ユーザーは、操作部４１に所定の操作を行ってずれ量を解消することができる。制御装置４０は、例えば、ユーザーの操作に応じて位置変換部４４が用いる変換マップを修正することにより、ずれを解消することができる。
【００４４】
［まとめ］
本実施形態の位置検出装置は、ライトカーテン生成装置２０の設置調整が行われるときに、ライトカーテン生成装置２０の照射角度が、投射面５０から遠い角度から、徐々に投射面５０に近い角度になるように調整され、投射面５０に設置された基準物体が検出されたタイミングに基づいて、第１段階の調整が完了した旨を案内する情報などが出力されるため、投射面５０に対する照射角度を適切に調整することができる。
【００４５】
また、本実施形態の位置検出装置は、ライトカーテン生成装置２０の設置調整が行われる際に、基準物体を設置すべき位置を指定する画像を投射面５０に投射するため、ユーザーは、簡易な操作でライトカーテン生成装置２０の設置調整を開始させることができる。
【００４６】
また、本実施形態の位置検出装置は、基準物体Ｄ−１〜Ｄ−４とマーカーＭ−１〜Ｍ−４とのずれ量が一定または所定の範囲内になるまで調整を行い、一定または所定の範囲内になれば調整を終了するように案内する情報を表示するため、ライトカーテン生成装置２０の照射角度や、照射光と投射面５０との間隔を、より適切に調整させることができる。
【００４７】
また、本実施形態の位置検出装置は、ユーザーが基準物体を投射面５０に設置した後、撮像画像をライトカーテン生成装置２０から離れたモニターで見ながら調整を行うのではなく、ライトカーテン生成装置２０近くの投写画像を見ながら調整を行うことができるため、一人でも簡単にライトカーテン生成装置２０の調整を行わせることができる。
【００４８】
［変形例］
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【００４９】
例えば、上記実施形態では、発光体２２を保持する調整機構は、ユーザーの手動操作によって間隔Ｚｏｓや照射角度を調整可能なものであるものとしたが、制御装置４０などから入力される指示信号に応じて自動的に間隔や照射角度を調整可能なものであってもよい。この場合、図８のフローチャートにおけるステップＳ１１２の処理は、「調整支援制御部４７は、ライトカーテン生成装置２０の照射角度を徐々に変更するように、発光体２２を保持する調整機構を制御する」と読み替える。また、この場合、ステップＳ１１６の処理は、「発光体２２を保持する調整機構の駆動を停止させるための信号を出力する」と読み替える。
【００５０】
また、複数の基準物体が設置されるべき基準物体設置位置は、投射面５０の四隅に設定されるのに限らず、例えば、図１７に示すようにライトカーテン生成装置２０から遠い二隅に設定されてもよいし、図１８に示すように５箇所以上に設定されてもよい。また、設置調整ガイド画像ＩＧの投射を省略し、ユーザーが投射面５０内の任意の点に基準物体を設置しても構わない。図１７および図１８は、設置調整ガイド画像ＩＧの他の例を示す図である。
また、発光体２２が、異なる照射領域を有する複数の発光体を含む場合、複数の基準物体が設置されるべき基準物体設置位置は、それぞれの発光体の照射領域に対して設定されてよい。図１９は、発光体２２が、異なる照射領域を有する複数の発光体２２＿１、２２＿２を含み、それぞれに対して基準物体設置位置（発光体２２＿１に対応するＣ−１〜Ｃ４と、発光体２２＿２に対応するＣ５〜Ｃ８）が設定される様子を示す図である。
【００５１】
また、本発明の位置検出装置は、基準物体として、略円柱形状に限らず、半球形状、角柱形状など、様々な形状を採用することができる。
また、本発明の位置検出装置は、ライトカーテン生成装置２０に代えて、可視光や紫外線を照射する装置を備えてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１‥インタラクティブ装置、１０‥プロジェクター、２０‥ライトカーテン生成装置、２２‥発光体、３０‥カメラ、４０‥制御装置、４１‥操作部、４３‥撮像画像上の位置検出部、４４‥位置変換部、４５‥マスター制御部、４６‥投射画像生成部、４７‥調整支援制御部、４８‥記憶部、４９‥出力デバイス、５０‥投射面、６０‥指示棒、７０‥ライトペン、Ｄ−１〜Ｄ４‥基準物体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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