(57)【要約】      （修正有）【課題】検出信号の度数分布を利用することにより、指示物Ｆの位置座標の解像度を向上させる。【解決手段】レーザ光を走査して投影表示された画像１０１に対して、画像中に置かれた指示物Ｆからの反射光を受光部２６で受光し、受光部２６が反射光を受光することに応じて出力する検出信号に変動部２８が変動を与え、画像中の位置に関する変動が与えられた検出信号の度数の分布に基づいて、画像における指示物Ｆの位置を位置判定部３０が判定する。検出信号の度数の分布に基づいて画像における指示物Ｆの位置を判定することにより、デバイスの能力を上回る解像度で位置を判定することができる。【選択図】図２
2014120010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を走査して画像を投影表示する画像表示部と、
前記画像中に置かれた指示物からの反射光を受光する受光部と、
前記受光部が反射光を受光することに応じて出力する検出信号に変動を与える変動部と、
前記画像中の位置に関する前記変動が与えられた検出信号の度数の分布に基づいて、前記画像における前記指示物の位置を判定する位置判定部と、を備えることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の入力装置において、
前記変動部は、前記検出信号のＤＣレベルを変化させることにより所定の割合で当該検出信号を有効にして、当該検出信号の度数を分布させることを特徴とする入力装置。
【請求項３】
請求項１に記載の入力装置において、
前記変動部は、閾値により所定の割合で前記検出信号を有効にして、当該検出信号の度数を分布させることを特徴とする入力装置。
【請求項４】
請求項１に記載の入力装置において、
前記変動部は、前記画像表示部が投影する画像を変動させることにより、前記検出信号の度数を分布させることを特徴とする入力装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の入力装置において、
前記位置判定部は、前記検出信号の度数の分布を構成するサンプル数を増減可能であることを特徴とする入力装置。
【請求項６】
請求項５に記載の入力装置において、
前記位置判定部は、前記指示物が速く移動するに応じてサンプル数を減少させ、前記指示物がおそく移動するに応じてサンプル数を増加させることを特徴とする入力装置。
【請求項７】
請求項５に記載の入力装置において、
前記位置判定部は、前記画像表示部が投影表示する画像に応じて、サンプル数を増減させることを特徴とする入力装置。
【請求項８】
レーザ光を走査して表示用画像を投影表示する表示用画像表示部と、
レーザ光を走査して前記表示用画像に関連する操作用画像を投影表示する操作用画像表示部と、
前記操作用画像中の任意の位置に置かれた指示物からの反射光を受光する受光部と、
前記受光部が反射光を受光することに応じて出力する検出信号に変動を与える変動部と、
前記操作用画像中の位置に関する前記変動が与えられた検出信号の度数の分布に基づいて、前記操作用画像における前記指示物の位置を判定する位置判定部と、を備えることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影表示される画像によって利用者からの入力操作を受け付ける入力装置、このような入力装置を備えた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の入力インターフェースとして、投影された画像を利用者が直接タッチすることによって操作を行なうことができる入力装置が知られている。
【０００３】
特許文献１には、プロジェクタからある表面上に、ユーザ入力表示を投影し、また、ある表面上に、ユーザ出力表示が投影し、このユーザ入力表示とユーザ出力表示は、同一プロジェクタから投影でき、ユーザ入力表示とユーザ出力表示は、別々の面に投影されてもよく、また、ミラー・システムを用いて、単一の投影画像が分割され方向付けが施されるコンピュータ・デバイス用のユーザ・インタフェースを投影する装置および方法が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、少なくとも１つの係合面に沿って光を配向することにより前記少なくとも１つの係合面を照明するように動作する照明装置と、データ・エントリ・オブジェクトと前記少なくとも１つの係合面との係合によって散乱した前記照明装置からの光を感知するために、前記少なくとも１つの係合面の外側の位置から前記少なくとも１つの係合面を見る２次元画像センサと、前記２次元画像センサからの出力を受信し、データ・エントリ入力を利用回路に供給するデータ・エントリ・プロセッサとを備えるデータ入力装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３８４２２号公報
【特許文献２】特表２００４−５２３０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
利用者からの入力操作を受け付ける投影表示形の入力装置として、レーザ光を走査して画像を投影表示し、この画像中の任意の位置に指示物（例えば、利用者の指、利用者が操作する指示棒等）が置かれると、この指示物が反射した光を受光部が受光して、画像を投影表示する走査タイミングと反射光を受光したタイミングとから、画像中に置かれた指示物の位置を判定するものが知られている。
しかしながら、このような入力装置では、反射光を受光して指示物の位置（座標）を判定するためのデバイスのもつ検出能力によって、指示物の位置を判定できる解像度に限界があった。
【０００７】
更に言うと、例えば、レーザ光を走査することで画像を投影し、１ラインを走査する間に受光した反射光をある周波数でサンプリングすることで、指示物の座標を判定する方式では、判定できる座標の解像度はサンプリング周波数により決定される。
しかしながら、解像度を上げるためにサンプリング周波数を上げるには、回路の規模を大きくする必要があり、また、反射光を検出するＡＤコンバータも高価なものになってしまう。
【０００８】
本発明は、上記従来の事情に鑑みなされたものであり、投影表示型の入力装置で判定することができる指示物の位置の解像度を向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る入力装置は、レーザ光を走査して画像を投影表示する画像表示部と、前記画像中に置かれた指示物からの反射光を受光する受光部と、前記受光部が反射光を受光することに応じて出力する検出信号に変動を与える変動部と、前記画像中の位置に関する前記変動が与えられた検出信号の度数の分布に基づいて、前記画像における前記指示物の位置を判定する位置判定部と、を備える。
したがって、検出信号の度数の分布に基づいて画像における指示物の位置を判定することにより、デバイスの能力を上回る解像度で位置を判定することができる。
【００１０】
なお、検出信号に変動を与えることによる検出信号の度数分布は、正規分布であるのが好ましいが、度数の偏りが現れるものであれば、三角分布等の他の分布形式であってもよい。
【００１１】
本発明では、前記変動部は、前記検出信号のＤＣレベルを変化させることにより所定の割合で当該検出信号を有効にして、当該検出信号の度数を分布させるのが好ましい。
また、本発明では、前記変動部は、閾値により所定の割合で前記検出信号を有効にして、当該検出信号の度数を分布させるのが好ましい。
また、本発明では、前記変動部は、前記画像表示部が投影する画像を変動させることにより、前記検出信号の度数を分布させるのが好ましい。
【００１２】
また、本発明では、前記位置判定部は、前記検出信号の度数の分布を構成するサンプル数を増減可能であるのが好ましい。
例えば、前記位置判定部は、前記指示物が速く移動するに応じてサンプル数を減少させ、前記指示物がおそく移動するに応じてサンプル数を増加させるようにするのが好ましく、サンプル数を多くすることによる解像度の向上と処理遅延という長所短所を合理的に利用することができる。
例えば、前記位置判定部は、前記画像表示部が投影表示する画像に応じて、サンプル数を増減させるようにするのが好ましく、画像の内容に応じた解像度及び処理速度で位置判定を行なうことができる。
【００１３】
本発明に係る入力装置は、レーザプロジェクタ等の画像表示装置に用いることができる。
本発明に係る画像表示装置は、レーザ光を走査して表示用画像を投影表示する表示用画像表示部と、レーザ光を走査して前記表示用画像に関連する操作用画像を投影表示する操作用画像表示部と、前記操作用画像中の任意の位置に置かれた指示物からの反射光を受光する受光部と、前記受光部が反射光を受光することに応じて出力する検出信号に変動を与える変動部と、前記操作用画像中の位置に関する前記変動が与えられた検出信号の度数の分布に基づいて、前記操作用画像における前記指示物の位置を判定する位置判定部と、を備える。
【００１４】
ここで、レーザ光を走査する走査手段として、小型化、低消費電力化、処理の高速化などで有利なＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical System)型の走査ミラーを用いるのが好ましい。
また、本発明に係る画像表示装置では、表示用画像と操作用画像とを、同じ画像とする態様も、異なる画像とする態様もいずれも採用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、検出信号の度数分布を利用することにより、指示物の位置の解像度を向上させることができ、指示物の詳細な位置を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザプロジェクタの外観構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施例に係るレーザプロジェクタの内部構成を図である。
【図３】本発明の第２実施例に係るレーザプロジェクタの内部構成を図である。
【図４】本発明の第３実施例に係るレーザプロジェクタの内部構成を図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る度数分布を説明する図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る度数分布と位置の関係を説明する図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る位置判定処理を説明する図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る拡張例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１には、本発明の一実施形態に係る画像表示装置として、レーザプロジェクタ１を示してあり、このレーザプロジェクタ１は、本発明の一実施形態に係る入力装置を内蔵して備えている。
本実施形態のレーザプロジェクタ１は、例えばテーブル１００の上に設置されて、レーザ光の走査により、スクリーンなどの投影面２００に表示用画像２０１を投影表示し、また、当該テーブルの上面などの投影面１００に操作用画像１０１を投影表示する。
【００１８】
本実施形態のレーザプロジェクタ１は、表示用画像２０１と操作用画像１０１は同じ画像を投影表示しており、利用者が指示物（図示の例では、利用者の指）Ｆで操作用画像１０１に入力した操作が表示用画像２０１及び操作用画像１０１に反映される。例えば、指示物Ｆで操作用画像１０１に線を描くと、表示用画像２０１及び操作用画像１０１に線が描かれる。
なお、表示用画像２０１と操作用画像１０１とを異なる画像で投影表示してもよく、例えば、操作用画像１０１は利用者からの操作入力を受け付けるアルファベット等の複数の文字キーを含むキーボード画像が表示され、表示用画像２０１は利用者によりキー操作入力されたアルファベットなどの文字からなる文章が表示されるようにしてもよい。
【００１９】
本実施形態のレーザプロジェクタ１は、操作用画像１０１を投影表示する投影表示形の入力装置を備えており、投影面１００上の操作用画像１０１中の任意の位置に置かれた指示物Ｆからの反射光を受光部２６で受光することで、操作用画像１０１中における指示物Ｆの位置（座標）を判定する。
なお、本実施形態では、操作用画像１０１を投影するレーザ光を指示物Ｆが反射することで指示物Ｆの位置を判定するが、操作用画像１０１を投影するレーザ光とは別に、位置判定用のレーザ光（例えば、赤外線等の不可視なレーザ光を操作用画像を投影するレーザ光に重畳して走査し、指示物Ｆの位置判定用レーザ光の反射により指示物Ｆの位置を判定するようにしてもよい。
【００２０】
〔第１実施例〕
図２には、本実施形態のレーザプロジェクタ１に係る第１実施例の主要な機能構成を示してある。
レーザプロジェクタ１は、レーザ光の光学系として、緑色レーザ光源１１、２色レーザ光源１２、光合成器１３、コリメートレンズ１４、ＭＥＭＳミラー１５、ビームスプリッタ１１６、ビームスプリッタ１７、レンズ１８、光検出器１９、レーザパワー検出器２０を有している。
【００２１】
緑色レーザ光源１１は緑色レーザ光を出射し、２色レーザ１１２は赤色レーザと青色レーザとを出射する。
なお、２色レーザ光源１１２を用いることにより、互いに独立な赤色レーザと青色レーザとを用いる場合に比べ、部品点数の削減や光学系の小型化が可能となるが、２色レーザの代わりに、互いに独立な赤色レーザと青色レーザとを用いてもよい。
【００２２】
光合成器１３は、緑色レーザ光の光路と２色レーザ光の光路とを重ね合わせて、コリメートレンズ１４に出力する。また、光合成器１３は、レーザ光の一部をレーザパワー検出器２０に出力する。
コリメートレンズ１４は、レーザ光を集光して平行光にする。
【００２３】
ＭＥＭＳミラー１５は、駆動信号により水平及び垂直方向へ揺動することで、入射されたレーザ光を水平走査及び垂直走査して反射し、表示対象の画像を投影面に投影する。ＭＥＭＳミラー１５は、レーザ光を画像のフレーム単位で走査し、１フレームの間に画像の画素数に応じた回数、走査位置を変更し、この走査位置の一連の変更をフレーム毎に繰り返す。
本実施形態では、共振型ＭＥＭＳミラー１５を用いるが、他のタイプの共振型走査ミラーやＤＭＤ（Digital Micromirror Device）、又は、２軸ガルバノミラーなどを用いてもよく、また、水平走査と垂直走査と行なう２つのスキャンミラーを組み合わせて用いてもよい。
【００２４】
ビームスプリッタ１６は、ＭＥＭＳミラー１５により走査されたレーザ光を分割し、
一方のレーザ光をビームスプリッタ１７に入射し、他方のレーザ光を光検出器１１８に入射する。
ビームスプリッタ１７は、ビームスプリッタ１６からのレーザ光を、投影面１００（操作用画像１０１）に向かうレーザ光と、投影面２００（表示用画像２０１）に向かうレーザ光とに分割する。
【００２５】
本実施形態では、表示用画像２０１を投影する表示用画像表示部と、操作用画像１０１を投影する操作用画像表示部とは、上記のようにビームスプリッタ１７に至る経路で共用されている。なお、表示用画像表示部と操作用画像表示部とを、それぞれレーザ光源や走査ミラーを備えた別経路の構成としてもよい。
【００２６】
光検出器１９は検出面に入射した光を検出し、光検出器１９の検出結果は、スキャンミラー１５０の揺動角を検出するために用いられる。また、これらの検出結果は、画像投影のためのレーザ光の出射タイミングの確認にも用いられる。
レーザパワー検出器２０は、光合成器１３からの光の強度を測定し、レーザパワー検出器２０の検出結果は、緑色レーザ１１および２色レーザ１２が出力するレーザ光の強度の制御に用いられる。
【００２７】
レーザプロジェクタ１は、画像投影に係る制御系として、レーザ制御部２１、投影位置算出部２２、中央処理部（ＣＰＵ）２３、ミラー制御部２４、ミラードライバ２５を有している。
【００２８】
レーザ制御部２１は、レーザパワー検出器２０の検出結果に基づいて、緑色レーザ１１および２色レーザ１２を制御する。具体的には、レーザ制御部２１は、緑色レーザ１１および２色レーザ１２が、所定のタイミングで指定された強度のレーザ光を出力するように、緑色レーザ１１および２色レーザ１２の駆動電流などを制御する。
【００２９】
投影位置算出部２２は、光検出器１９の検出結果に基づいて、画面の投影位置（ＭＥＭＳミラー１５により走査された光の進行方向）を検出する。具体的には、投影位置算出部２２は、レーザ光の出力タイミングの指定値と、光検出器１９によるレーザ光の検出タイミングとに基づいて、画面の投影位置を検出する。検出された投影位置は、走査異常の検出に用いられる。
【００３０】
ＣＰＵ２３は、画像の投影及び入力位置（座標）の判定に係る統括的な制御を行う。例えば、ＣＰＵ２３は、投影画像に応じた画像信号をレーザ制御部２１に送り、また、投影位置算出部２２の検出結果（投影位置）をミラー制御部２４に与える。
【００３１】
ミラー制御部２４は、ミラードライバ２５の駆動信号を作成し、この駆動信号はＭＥＭＳミラー１５の駆動周波数や駆動波形を指定する。詳しくは、ミラー制御部２４は、垂直走査方向と水平走査方向についての駆動信号を作成する。
ミラー制御部２４は、ＣＰＵ２３から投影位置に応じた信号を受け取り、受け取った信号に基づいて、ミラードライバ２５の駆動信号を作成する。
【００３２】
ミラードライバ２５は、ミラー制御部２４からの駆動信号に応じて、ＭＥＭＳミラー１５に走査動作を行なわせる。具体的には、ミラードライバ２５は、ＭＥＭＳミラー１５に対して、駆動信号に応じた波形の電流を生成し、生成した電流をＭＥＭＳミラー１５に与える。
より詳しくは、ミラードライバ２５は、ミラー制御部２４からの駆動周波数の制御指示あるいは波形パターンの生成または切替指示に基づいて、水平方向駆動および垂直方向駆動のための（パルス）矩形波を生成する。
【００３３】
上記のように、ＣＰＵ２３は、投影される画像１０１，２０１を構成する各画素について、レーザ光の出力タイミングと、ＭＭＥＭＳミラー１５の走査位置とを管理しており、操作用画像１０１中のある点（位置）からレーザ光が反射された場合、この反射光を受光したタイミングにより、操作用画像１０１中のレーザ光を反射した位置が特定される。
したがって、操作用画像１０１が投影された面１００上の操作用画像１０１中のある位置を指示物Ｆが指示（タッチ）して、操作用画像１０１を表示するレーザ光が指示物Ｆから反射されると、この反射光の検出タイミングと画素の走査位置とから、指示物Ｆによる指示位置座標が特定される。
【００３４】
レーザプロジェクタ１は、指示物Ｆによる操作用画像１０１に対する指示位置を判定する入力装置部として、受光部２６、アンプ２７、変動部２８、Ａ／Ｄ変換部２９、位置判定部３０を有している。
【００３５】
受光部２６は、例えばＰＤ（Photo Diode）等の受光素子であり、光が入射されると検出信号を出力する。
この受光部２６は、図１に示すように、レーザプロジェクタ１の操作用画像１０１が投影される側に面した下部に設けられており、操作用画像１０１をタッチした（すなわち、投影された操作用画像１０１中の投影面１００に置かれた）指示物Ｆから反射されるレーザ光を受光して、検出信号を出力する。
【００３６】
受光部２６から出力された検出信号は、アンプ２７によって増幅され、変動部２８を介してＡ／Ｄ変換部２９に入力されて、デジタル信号として出力される。
ここで、本実施例では、変動部２８はＡ／Ｄ変換部２９に入力する検出信号のＤＣレベルに所定の変動を与え、Ａ／Ｄ変換部２９から所定の発生割合で検出信号が出力されるようにする。すなわち、受光部２６から出力された検出信号が、所定の発生割合で有効にＡ／Ｄ変換部２９からＣＰＵ２３へ出力されるようにする。
【００３７】
Ａ／Ｄ変換部２９から所定の発生割合で出力された検出信号はＣＰＵ２３に入力され、位置判定部３０が、当該検出信号に基づいて、上記のように操作用画像１０１をタッチした指示物Ｆの位置（座標）を判定する。
本実施例では、変動部２８が検出信号に上記のように変動を与えることにより、ＣＰＵ２３に入力される検出信号の度数は、例えば図５に示すような、操作画像中の位置（座標）に関する分布となり、後述するように、位置判定部３０は、この検出信号の度数分布に基づいて、受光部２６が反射光を受光した指示物Ｆの操作用画像１０１における位置座標を判定する。
【００３８】
〔第２実施例〕
図３には、本実施形態のレーザプロジェクタ１に係る第２実施例の主要な機能構成を示してある。
本実施例は、第１実施例に対して、変動部２８が相違するものであり、第１実施例と共通する他の部分の説明は省略する。
【００３９】
本実施例では、変動部２８はＡ／Ｄ変換部２９から出力されるデジタル検出信号が入力され、所定の閾値を超えるデジタル検出信号をＣＰＵ２３へ出力することで、所定の発生割合で検出信号が出力されるようにする。すなわち、受光部２６から出力された検出信号が、閾値により所定の割合で有効にＡ／Ｄ変換部２９からＣＰＵ２３へ出力されるようにする。
【００４０】
Ａ／Ｄ変換部２９から所定の発生割合でＣＰＵ２３に入力された検出信号に基づいて、位置判定部３０が、上記のように操作用画像１０１をタッチした指示物Ｆの位置（座標）を判定する。
本実施例では、変動部２８が検出信号に上記のように変動を与えることにより、ＣＰＵ２３に入力される検出信号の度数は、例えば図５に示すような、操作画像中の位置（座標）に関する分布となり、後述するように、位置判定部３０は、この検出信号の度数分布に基づいて、受光部２６が反射光を受光した指示物Ｆの操作用画像１０１における位置座標を判定する。
【００４１】
〔第３実施例〕
図４には、本実施形態のレーザプロジェクタ１に係る第３実施例の主要な機能構成を示してある。
本実施例は、第１実施例に対して、変動部２８が相違するものであり、第１実施例と共通する他の部分の説明は省略する。
【００４２】
本実施例では、変動部２８はミラー制御部２４が作成する駆動信号に所定の変動を与えることで、当該駆動信号により駆動される走査ミラー１５の走査動に所定のブレを生じさせ、これによって、投影される操作用画像１０１を変動させることにより、受光部２６が反射光を受光することによる検出信号の度数が分布されるようにする。すなわち、受光部２６から出力された検出信号が、操作用画像１０１の変動により所定の割合で有効にＡ／Ｄ変換部２９からＣＰＵ２３へ出力されるようにする。
【００４３】
Ａ／Ｄ変換部２９から所定の発生割合でＣＰＵ２３に入力された検出信号に基づいて、位置判定部３０が、上記のように操作用画像１０１をタッチした指示物Ｆの位置（座標）を判定する。
本実施例では、変動部２８が上記のように画像に変動を与えることにより、ＣＰＵ２３に入力される検出信号の度数は、例えば図５に示すような、操作画像中の位置（座標）に関する分布となり、後述するように、位置判定部３０は、この検出信号の度数分布に基づいて、受光部２６が反射光を受光した指示物Ｆの操作用画像１０１における位置座標を判定する。
【００４４】
ここで、上記第１乃至第３実施例はいずれも、後述するように、検出信号の度数を正規分布させるように変動を与えるものであるが、三角分布等の他の形式で度数が分布するようにしてもよい。
また、上記第１乃至第３実施例はいずれも、後述するように、位置判定部３０は、検出信号の度数の分布を構成するサンプル数を増減可能であり、これによって、例えば、指示物Ｆが速く移動するに応じてサンプル数を減少させ、指示物Ｆがおそく移動するに応じてサンプル数を増加させる、或いは、投影表示する画像に応じて、サンプル数を増減させるなど、といった制御を行なうことができる。
【００４５】
〔実施例の動作〕
上記第１乃至第３実施例は、下記のようにして、指示物Ｆの操作用画像１０１における位置座標判定を行なう。
すなわち、上記第１乃至第３実施例はいずれも、ＣＰＵ２３に入力される検出信号の度数は、例えば図５に示すような、操作画像中の位置座標に関する正規分布となり、位置判定部３０は、この検出信号の度数分布に基づいて、受光部２６が反射光を受光した指示物Ｆの操作用画像１０１における位置座標を判定する。
【００４６】
Ａ／Ｄ変換部２９の周波数限界等といったデバイスの分解能の限界から、例えば図５中の横軸に示すように、上記のように変動を与えることなく、デバイスが反射光によって検出できる指示物Ｆの操作用画像１０１中における位置座標の最小単位は、・・・，Ｎ−３，Ｎ−２，Ｎ−１，Ｎ，Ｎ＋１，Ｎ＋２，Ｎ＋３，・・・となる。
そして、操作用画像１０１中の上記のような最小単位の位置座標（測定点）に指示物Ｆを固定的に置いた場合、上記のように正規分布の割合で変動させると、ＣＰＵ２３で取得できる検出信号の度数の分布は、図５（ａ）に示すようになる。図５（ａ）に示す場合は、指示物Ｆを位置座標Ｎに置いた場合であり、検出信号の度数は位置座標Ｎを中心として分布する。
【００４７】
他方、操作用画像１０１中の上記のような最小単位の位置座標（測定点）の中間位置に指示物Ｆを固定的に置いた場合、上記のように正規分布の割合で変動させると、ＣＰＵ２３で取得できる検出信号の度数の分布は、図５（ｂ）に示すようになる。図５（ｂ）に示す場合は、指示物Ｆを位置座標Ｎと位置座標Ｎ＋１とのちょうど中間に置いた場合であり、検出信号の度数は位置座標ＮとＮ＋１とを中心として分布する。
つまり、この度数分布を判定することによって、座標Ｎと座標Ｎ＋１の中間位置を検出することができ、指示物Ｆの位置判定をする解像度を倍にすることができる。
【００４８】
更には、図５（ａ）と（ｂ）との中間の度数を判定することによって、解像度を４倍にすることもできる。
図６は、図５（ａ）の分布から図５（ｂ）の分布へと移り変わる中間の度数分布を示している。すなわち、図６（ａ）は図５（ａ）に相当する分布、図６（ｃ）は図５（ｂ）に相当する分布、図６（ｂ）はこれらの中間の分布である。
【００４９】
図６から分るように、図６（ａ）の分布から図６（ｃ）の分布へと移り変わる過程で、位置座標Ｎの度数は徐々に減少し、位置座標Ｎ＋１の度数は徐々に増加する。この変化を利用することで、図５（ａ）と（ｂ）との中間の位置座標を判定することができる。
図６中で、Ａは指示物Ｆを位置座標Ｎに置いたときの最大度数、Ｂは指示物Ｆを位置座標Ｎと位置座標Ｎ＋１とのちょうど中間に置いたときの最大度数、Ｃは指示物Ｆを位置座標ＮとＮ＋１とのちょうど中間位置に置いて、位置座標Ｎの度数と位置座標Ｎ＋１との度数が同度数になるときの度数である。
【００５０】
すなわち、位置座標Ｎの度数がＡとＣの中間で、位置座標Ｎ＋１の度数がＢとＣの中間である時、指示物Ｆが位置座標Ｎから位置座標Ｎ＋１へ１／４度数進んだ位置にあることが分かり、４倍の解像度を検出することができる。
なお、度数検出のサンプリング数を増やし、位置座標ＮからＮ＋１へ移動する際の度数変化をより細かくすることにより、より高い解像度で座標値を検出することができるようになる。
【００５１】
図７には、位置判定部３０が、図６に示すような度数分布に基づいて行なう、操作用画像１０１における指示物Ｆの位置座標判定処理の手順を示してある。
なお、図７に示す処理では、デバイスの分解能に対して、プラスマイナス１／２の位置座標も判定することができる２倍の解像度を実現する。
【００５２】
位置判定部３０はＣＰＵ２３が取得した検出信号の度数分布を作成し（ステップＳ１）、この度数分布において最大度数となる座標位置は１つであるか否かを判定する（ステップＳ２）。
この結果、最大度数となる位置座標が１つでない場合（すなわち、図６（ｃ）に示すような場合）には、これら最大度数となる位置座標の中間の位置座標を指示物Ｆの位置座標と判定する（ステップＳ３）。すなわち、図６（ｃ）の例では、ＮとＮ＋１との中間の位置座標Ｎ＋１／２に指示物Ｆが置かれていると判定する。
【００５３】
他方、最大度数となる位置座標が１つの場合には、度数分布において、最大度数となる位置座標をＮとして（ステップＳ４）、このＮの最小単位の隣の位置座標Ｎ−１とＮ＋１との度数を比較する（ステップＳ５）。
この結果、位置座標Ｎ−１の度数と位置座標Ｎ＋１の度数とが同じである場合（すなわち、図６（ａ）に示すような場合）には、位置座標Ｎの度数から位置座標Ｎ＋１の度数を差し引いた値を最大度数差として求め（ステップＳ６）、上記最大度数となる位置座標Ｎを指示物Ｆの位置座標と判定する（ステップＳ７）。すなわち、図６（ａ）の例では、位置座標Ｎに指示物Ｆが置かれていると判定する。
【００５４】
他方、位置座標Ｎ−１の度数と位置座標Ｎ＋１の度数とが同じでない場合には、いずれが大きいかを判定する（ステップＳ８）。
この結果、位置座標Ｎ−１の度数が位置座標Ｎ＋１の度数より大きい場合には、位置座標Ｎの度数から位置座標Ｎ−１の度数を差し引いた値が、前記最大度数（ステップＳ６）の１／２以下であるかを判定する（ステップＳ９）。
この結果、最大度数の１／２以下である場合には、位置座標Ｎ−１／２を指示物Ｆの位置座標と判定し（ステップＳ１０）、最大度数の１／２を上回る場合には、位置座標Ｎを指示物Ｆの位置座標と判定する（ステップＳ１１）。
【００５５】
他方、位置座標Ｎ−１の度数が位置座標Ｎ＋１の度数より小さい場合（すなわち、図６（ｂ）に示すような場合）には、位置座標Ｎの度数から位置座標Ｎ＋１の度数を差し引いた値が、前記最大度数（ステップＳ６）の１／２以下であるかを判定する（ステップＳ１２）。
この結果、最大度数の１／２以下である場合には、位置座標Ｎ＋１／２を指示物Ｆの位置座標と判定し（ステップＳ１３）、最大度数の１／２を上回る場合には、位置座標Ｎを指示物Ｆの位置座標と判定する（ステップＳ１４）。
【００５６】
ここで、指示物Ｆの位置座標を判定する解像度は、指示物Ｆの動きに応じて、必要とされる度合いが異なるということができる。
例えば、図８（ａ）に示すように、操作用画像１０１において指示物Ｆを大きく早く動かしているときは、それほど解像度を高くする必要性はないが、早く動かしているため指示物Ｆの位置座標を迅速に判定する必要があることから、判定処理にできるだけ遅延が生じないようにする必要がある。解像度を上げるために位置座標のサンプリング数を多くすると、それだけ遅延が発生するからである。
【００５７】
他方、図８（ｂ）に示すように、操作用画像１０１において指示物Ｆを小さくゆっくりと動かしているときは、指示物Ｆをゆっくり動かしているため、上記判定処理の遅延はあまり問題とならないが、より正確な位置座標の判定が必要とされ、解像度を上げる必要がある。
【００５８】
このように指示物Ｆの動きに応じて解像度を変更するためには、例えば、ＣＰＵ２３が、操作用画像１０１を投影表示する画素の走査位置タイミングと、指示物Ｆからの反射光を受光部２６で受光するタイミングとから、指示物Ｆの動きを判定し、位置判定部３０が、この指示物Ｆの動きに応じて、上記検出信号の度数分布を構成するサンプル数を増減するようにすればよい。
すなわち、図８に示す例では、指示物Ｆが速く移動するに応じてサンプル数を減少させ、指示物Ｆがゆっくり移動するに応じてサンプル数を増加させるようにすればよい。
【００５９】
また、指示物Ｆの位置座標を判定する解像度や処理速度は、投影表示される画像に応じて、必要とされる度合いが異なるということができる。
例えば、コンピュータゲームの画像を投影する場合、入力の反応速度が要求されるようなアクションゲームでは、解像度を低くしてでも入力の反応速度を上げる方がよい一方、微妙な動きが要求されるようなパズルゲームでは、反応速度を下げてでも解像度を高くする方がよい。
【００６０】
このように投影表示される画像に応じて解像度を変更するためには、例えば、ＣＰＵ２３が利用者からの設定入力を受け付けて、位置判定部３０が、設定入力に応じて、上記検出信号の度数分布を構成するサンプル数を増減するようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、例えば、レーザプロジェクタ等の画像表示装置の入力装置として利用することが可能であり、他にも、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、携帯情報端末等といったあらゆる電子機器において、投影された操作用画像で利用者からの入力を受け付ける入力装置に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１：レーザプロジェクタ、  ２６：受光部、
２８：変動部、  ３０：位置判定部、
１０１：操作用画像、  ２０１：表示用画像、
Ｆ：指示物、
【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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