(57)【要約】【課題】画像投射装置において対象物の位置検出等を実現できる取り付け装置及び投写型表示装置等の提供。【解決手段】取り付け装置は、取り付け対象４００に対して取り付け装置を取り付けるための第１の取り付け部３１と、投射面２２に画像を投射する画像投射装置１０を取り付けるための第２の取り付け部３２と、投射面２２に沿って設定された検出領域ＲＤＥＴにおいて対象物ＯＢを検出する光学式検出装置４０を取り付けるための第３の取り付け部３３を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像投射装置の取り付け装置であって、
取り付け対象に対して取り付け装置を取り付けるための第１の取り付け部と、
投射面に画像を投射する前記画像投射装置を取り付けるための第２の取り付け部と、
前記投射面に沿って設定された検出領域において対象物を検出する光学式検出装置を取り付けるための第３の取り付け部と、
を有することを特徴とする取り付け装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記画像投射装置は、熱を外部に放熱するための放熱部を有し、
前記光学式検出装置は、前記第３の取り付け部により、前記放熱部を避けた領域に取り付けられることを特徴とする取り付け装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記検出領域の面に交差する入射方向の光が前記光学式検出装置に入射されるのを規制する入射光規制部を有することを特徴とする取り付け装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記入射光規制部は、
前記画像投射装置からの投射光が前記投射面で反射されることによる反射光又は前記光学式検出装置からの照射光が前記投射面又は前記画像投射装置で反射されることによる反射光が、前記光学式検出装置に入射されるのを規制することを特徴とする取り付け装置。
【請求項５】
請求項３又は４において、
前記入射光規制部は、
前記検出領域の面に沿った方向のスリット面を有する入射光用スリットであることを特徴とする取り付け装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記スリット面には反射防止層又は凹部が設けられていることを特徴とする取り付け装置。
【請求項７】
請求項５又は６において、
前記入射光用スリットは、前記スリット面として、前記光学式検出装置を挟むように設けられる第１のスリット面及び第２のスリット面を有することを特徴とする取り付け装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、
前記光学式検出装置は、前記光学式検出装置から出射される前記対象物の検出用の照射光を、前記検出領域の面に沿った方向に規制する照射光用スリットを有し、
前記第３の取り付け部から前記入射光用スリットの端部までの高さをＨＳ１とし、前記第３の取り付け部から前記照射光用スリットの端部までの高さをＨＳ２とした場合に、ＨＳ１＞ＨＳ２であることを特徴とする取り付け装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかにおいて、
前記第３の取り付け部により取り付けられる前記光学式検出装置を更に有し、
前記光学式検出装置は、
前記検出領域に対して前記対象物の検出用の照射光を出射する照射部と、
前記照射光が前記対象物に反射されることによる反射光を受光する受光部と、
前記受光部での受光結果に基づいて、前記対象物の位置情報を検出する検出部とを含むことを特徴とする取り付け装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記照射部は、
前記検出領域の各位置に応じて強度が異なる照射光を出射することを特徴とする取り付け装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０において、
前記照射部は、
光源光を出射する光源部と、
前記光源部からの前記光源光を曲線状の導光経路に沿って導光する曲線形状のライトガイドと、
前記ライトガイドの外周側から出射される前記光源光を受け、曲線形状の前記ライトガイドの内周側から外周側へと向かう方向に前記照射光の照射方向を設定する照射方向設定部を含むことを特徴とする取り付け装置。
【請求項１２】
請求項９又は１０において、
前記光学式検出装置は、前記照射部として第１の照射部及び第２の照射部を有し、
前記第１の照射部は、
照射方向に応じて強度が異なる第１の照射光を放射状に出射し、
前記第２の照射部は、
照射方向に応じて強度が異なる第２の照射光を放射状に出射し、
前記受光部は、
前記第１の照射部からの前記第１の照射光が前記対象物に反射されることによる第１の反射光と、前記第２の照射部からの前記第２の照射光が前記対象物に反射されることによる第２の反射光を受光し、
前記検出部は、
前記受光部での受光結果に基づいて、前記対象物の位置を検出することを特徴とする取り付け装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかにおいて、
前記検出部は、
前記画像投射装置が前記投射面に対してキャリブレーション用画面の画像を投射した後に、前記検出領域での前記対象物の位置情報を検出し、
前記光学式検出装置は、
検出された前記対象物の位置情報を、前記画像投射装置又は前記画像投射装置を制御する情報処理装置に対して送信することを特徴とする取り付け装置。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記光学式検出装置は、インターフェース部を含み、
前記光学式検出装置は、前記インターフェース部を介してキャリブレーション用情報を送信することを特徴とする取り付け装置。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記光学式検出装置は、前記インターフェース部を介して前記画像投射装置から電源を受電することを特徴とする取り付け装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれかに記載の取り付け装置と、
前記取り付け装置に取り付けられた前記画像投射装置と、
を含むことを特徴とする投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、取り付け装置及び投写型表示装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、パーソナルコンピューター、カーナビゲーション装置、券売機、銀行の端末などの電子機器では、近年、表示部の前面にタッチパネルが配置された位置検出機能付きの表示装置が用いられる。この表示装置によれば、ユーザーは、表示部に表示された画像を参照しながら、表示画像のアイコン等をポインティングしたり、情報を入力することが可能になる。このようなタッチパネルによる位置検出方式としては、例えば抵抗膜方式や静電容量方式などが知られている。
【０００３】
一方、画像投射装置（プロジェクター）を用いる投写型表示装置では、携帯電話やパーソナルコンピューターの表示装置に比べて、その表示エリアが広い。従って、これらの表示装置において、上述の抵抗膜方式や静電容量方式のタッチパネルを用いて位置検出を実現することは難しい。
【０００４】
また投写型表示装置での位置検出を実現する手法として、対象物の位置を光学的に検出可能な位置検出装置を、画像投射装置の筐体内に内蔵させる手法も考えられる。しかしながら、この手法によると画像投射装置の筐体が大型化してしまい、部品のコスト増等を招くおそれがある。
【０００５】
また投写型表示装置用の位置検出装置の従来技術としては、例えば特許文献１、２に開示される技術が知られている。しかしながら、この位置検出装置では、システムが大掛かりになってしまうなどの問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３４５０８５
【特許文献２】特開２００１−１４２６４３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の幾つかの態様によれば、画像投射装置において対象物の位置検出等を実現できる取り付け装置及び投写型表示装置等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、画像投射装置の取り付け装置であって、取り付け対象に対して取り付け装置を取り付けるための第１の取り付け部と、投射面に画像を投射する前記画像投射装置を取り付けるための第２の取り付け部と、前記投射面に沿って設定された検出領域において対象物を検出する光学式検出装置を取り付けるための第３の取り付け部とを有する取り付け装置に関係する。
【０００９】
本発明の一態様によれば、取り付け装置は第１、第２、第３の取り付け部を有する。そして第１の取り付け部により取り付け装置を天井、壁等の取り付け対象に取り付け、第２の取り付け部により画像投射装置を取り付け装置に取り付けることが可能になる。更に本発明の一態様によれば、第３の取り付け部により光学式検出装置を取り付け装置に取り付けることが可能になり、この光学式検出装置を用いて、投射面に沿って設定された検出領域において対象物を検出できる。これにより、画像投射装置において対象物の位置検出等を実現できるようになる。また本発明の一態様によれば、取り付け装置により、画像投射装置と光学式検出装置とを一体的に、天井、壁等の取り付け対象に取り付けることが可能になる。従って、画像投射装置と光学式検出装置との位置関係を固定できるため、光学式検出装置の検出精度等の確保も容易になる。
【００１０】
また本発明の一態様では、前記画像投射装置は、熱を外部に放熱するための放熱部を有し、前記光学式検出装置は、前記第３の取り付け部により、前記放熱部を避けた領域に取り付けられていてもよい。
【００１１】
このようにすれば、放熱部から排出される熱風等が原因となって光学式検出装置の検出精度等の悪化を抑止できる。
【００１２】
また本発明の一態様では、前記検出領域の面に交差する入射方向の光が前記光学式検出装置に入射されるのを規制する入射光規制部を有してもよい。
【００１３】
このようにすれば、検出領域の面（投射面に沿った面）に交差する入射方向の光が光学式検出装置に入射されて、光学式検出装置の検出精度等の悪化を抑止できる。
【００１４】
また本発明の一態様では、前記入射光規制部は、前記画像投射装置からの投射光が前記投射面で反射されることによる反射光又は前記光学式検出装置からの照射光が前記投射面又は前記画像投射装置で反射されることによる反射光が、前記光学式検出装置に入射されるのを規制してもよい。
【００１５】
このようにすれば、画像投射装置からの投射光が投射面で反射されることによる反射光や、光学式検出装置からの照射光が投射面又は画像投射装置で反射されることによる反射光が、光学式検出装置に入射されて、光学式検出装置の検出精度等の悪化を抑止できる。
【００１６】
また本発明の一態様では、前記入射光規制部は、前記検出領域の面に沿った方向のスリット面を有する入射光用スリットであってもよい。
【００１７】
このような入射光用スリットを設ければ、検出領域の面に交差する入射方向の光が光学式検出装置に入射されるのを効果的に規制できる。
【００１８】
また本発明の一態様では、前記スリット面には反射防止層又は凹部が設けられていてもよい。
【００１９】
このようにスリット面に反射防止層や凹部を設ければ、スリット面で反射した光が光学式検出装置に入射されるのを規制できるようになり、光学式検出装置の検出精度等の悪化を更に効果的に抑止できる。
【００２０】
また本発明の一態様では、前記入射光用スリットは、前記スリット面として、前記光学式検出装置を挟むように設けられる第１のスリット面及び第２のスリット面を有してもよい。
【００２１】
このようにすれば、第１のスリット面側及び第２のスリット面側の両方側において、検出領域の面に交差する入射方向の光が光学式検出装置に入射されるのを規制できるようになる。
【００２２】
また本発明の一態様では、前記光学式検出装置は、前記光学式検出装置から出射される前記対象物の検出用の照射光を、前記検出領域の面に沿った方向に規制する照射光用スリットを有し、前記第３の取り付け部から前記入射光用スリットの端部までの高さをＨＳ１とし、前記第３の取り付け部から前記照射光用スリットの端部までの高さをＨＳ２とした場合に、ＨＳ１＞ＨＳ２であってもよい。
【００２３】
このようにすれば、光学式検出装置からの照射光の方向は、照射光用スリットにより、検出領域の面に沿った方向に規制されるようになる。また照射方向がずれた照射光についても、入射光用スリットが存在することにより、画像投射装置や投射面の方に出射されるのが規制され、画像投射装置や投射面での反射光が光学式検出装置に入射されるのを規制できるようになる。
【００２４】
また本発明の一態様では、前記第３の取り付け部により取り付けられる前記光学式検出装置を更に有し、前記光学式検出装置は、前記検出領域に対して前記対象物の検出用の照射光を出射する照射部と、前記照射光が前記対象物に反射されることによる反射光を受光する受光部と、前記受光部での受光結果に基づいて、前記対象物の位置情報を検出する検出部とを含んでもよい。
【００２５】
このようにすれば、照射部が照射光を出射し、この照射光が対象物に反射されることによる反射光を受光部が受光し、その受光結果に基づいて対象物の位置情報を検出できるようになる。従って、画像投射装置における対象物の検出を比較的小規模な構成で実現することが可能になる。
【００２６】
また本発明の一態様では、前記照射部は、前記検出領域の各位置に応じて強度が異なる照射光を出射してもよい。
【００２７】
このようにすれば、検出領域での対象物の位置に応じて、対象物からの反射光の強度も変化するようになり、対象物の位置や方向等を検出できるようになる。
【００２８】
また本発明の一態様では、前記照射部は、光源光を出射する光源部と、前記光源部からの前記光源光を曲線状の導光経路に沿って導光する曲線形状のライトガイドと、前記ライトガイドの外周側から出射される前記光源光を受け、曲線形状の前記ライトガイドの内周側から外周側へと向かう方向に前記照射光の照射方向を設定する照射方向設定部を含んでもよい。
【００２９】
本発明の一態様によれば、光源部からの光源光が、ライトガイドの曲線形状の導光経路に沿って導光される。そしてライトガイドの外周側から出射された光源光は、ライトガイドの内周側から外周側へと向かう方向の照射光として出射される。そしてこの出射光が対象物により反射されると、その反射光が受光部により受光され、受光結果に基づき対象物の方向等が検出される。従って、ライトガイドの内周側から外周側に放射状に照射光が出射されて、その反射光により対象物が検出されるようになるため、広い範囲での対象物のセンシングが可能になる。
【００３０】
また本発明の一態様では、前記光学式検出装置は、前記照射部として第１の照射部及び第２の照射部を有し、前記第１の照射部は、照射方向に応じて強度が異なる第１の照射光を放射状に出射し、前記第２の照射部は、照射方向に応じて強度が異なる第２の照射光を放射状に出射し、前記受光部は、前記第１の照射部からの前記第１の照射光が前記対象物に反射されることによる第１の反射光と、前記第２の照射部からの前記第２の照射光が前記対象物に反射されることによる第２の反射光を受光し、前記検出部は、前記受光部での受光結果に基づいて、前記対象物の位置を検出してもよい。
【００３１】
本発明の一態様によれば、第１の照射部からは、照射方向に応じて強度が異なる第１の照射光が放射状に出射され、第２の照射部からは、照射方向に応じて強度が異なる第２の照射光が放射状に出射される。そして第１の照射光が対象物に反射されることによる第１の反射光と、第２の照射光が対象物に反射されることによる第２の反射光が受光部により受光され、受光結果に基づいて対象物の位置が検出される。従って、放射状に出射される第１の照射光による第１の反射光と、放射状に出射される第２の照射光による第２の反射光を用いて、対象物の位置を検出できるため、広い範囲での対象物の位置の検出が可能になる。
【００３２】
また本発明の一態様では、前記検出部は、前記画像投射装置が前記投射面に対してキャリブレーション用画面の画像を投射した後に、前記検出領域での前記対象物の位置情報を検出し、前記光学式検出装置は、検出された前記対象物の位置情報を、前記画像投射装置又は前記画像投射装置を制御する情報処理装置に対して送信してもよい。
【００３３】
このようにすれば、例えばユーザーが、投射面に投射されたキャリブレーション用画面の画像を見ながら、キャリブレーション用画面の指示にしたがった動作を行うと、ユーザーの指又はタッチペン等の対象物の位置情報が検出される。そして、検出された位置情報が、画像投射装置又は情報処理装置に送信されるようになる。従って、キャリブレーション用画面の画像の投射時における対象物の位置情報を用いて、キャリブレーション処理を実行できるようになり、光学式検出装置の検出精度等の向上を実現できる。
【００３４】
また本発明の一態様では、前記光学式検出装置は、インターフェース部を含み、前記光学式検出装置は、前記インターフェース部を介してキャリブレーション用情報を送信してもよい。
【００３５】
このようにすれば、光学式検出装置が、例えばキャリブレーション用プログラムやキャリブレーション時の検出位置情報などのキャリブレーション用情報を、インターフェース部を介して画像投射装置や画像投射装置を制御する情報処理装置等に送信できるようになる。これにより、キャリブレーション処理を効率的に実行することが可能になる。
【００３６】
また本発明の一態様では、前記光学式検出装置は、前記インターフェース部を介して前記画像投射装置から電源を受電してもよい。
【００３７】
このようにすれば、光学式検出装置は、画像投射装置とのインターフェース処理を行うインターフェース部を有効活用して、画像投射装置から電源が供給されて動作できるようになる。
【００３８】
また本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載の取り付け装置と、前記取り付け装置に取り付けられた前記画像投射装置とを含む投写型表示装置に関係する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施形態の画像投射装置の取り付け装置等の構成例。
【図２】画像投射装置の放熱部を避けた領域に光学式検出装置を設ける手法の説明図。
【図３】図３（Ａ）〜図３（Ｃ）も画像投射装置の放熱部を避けた領域に光学式検出装置を設ける手法の説明図。
【図４】図４（Ａ）、図４（Ｂ）は反射光を原因とする検出位置ズレの問題点についての説明図。
【図５】入射光規制部を設ける手法の説明図。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は入射光規制部や照射方向規制部の具体例。
【図７】本実施形態の取り付け装置の変形例。
【図８】光学式検出装置を用いた検出手法の説明図。
【図９】図９（Ａ）、図９（Ｂ）も光学式検出装置を用いた検出手法の説明図。
【図１０】図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）も光学式検出装置を用いた検出手法の説明図。
【図１１】光学式検出装置の構成例。
【図１２】図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）は光学式検出装置を用いた検出手法を説明するための信号波形例。
【図１３】光学式検出装置の変形例。
【図１４】図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は照射方向規制部の説明図。
【図１５】取り付け装置の詳細な構造例を示す側面図。
【図１６】図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）は取り付け装置の詳細な構造例を示す正面図。
【図１７】インターフェース部を設けてキャリブレーション等を行う手法の説明図。
【図１８】キャリブレーション処理の具体例を説明するためのフローチャート。
【図１９】図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）はキャリブレーション手法の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００４１】
１．取り付け装置の構成
図１に本実施形態の取り付け装置及びこの取り付け装置に取り付けられた画像投射装置１０を含む投写型表示装置の構成例を示す。図１は本実施形態の取り付け装置（狭義には天吊り金具）を、液晶プロジェクター或いはデジタル・マイクロミラー・デバイスと呼ばれる画像投射装置１０の取り付け装置として使用した場合の例である。そして、この取り付け装置と、この取り付け装置に取り付けられた画像投射装置１０により、投写型表示装置が構成される。なお図１では、互いに交差（直交）する軸をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸（広義には第１、第２、第３の座標軸）としている。具体的には、画像投射装置１０が画像を投射する投射面２２（スクリーン）に平行な面がＸ軸、Ｙ軸により規定されるＸＹ平面になり、ＸＹ平面に交差（直交）する方向がＺ軸の方向になる。
【００４２】
画像投射装置１０は、投射レンズなどの光学系を有する投射部１２から、スクリーンや壁などの投射面２２に向けて画像表示光を拡大投射する。具体的には画像投射装置１０は、カラー画像の表示光を生成して、投射部１２を介して投射面２２に向けて出射する。これにより投射面２２にカラー画像が表示されるようになる。
【００４３】
図１に示す本実施形態の取り付け装置（天吊り金具）は、第１、第２、第３の取り付け部３１、３２、３３を有する。
【００４４】
第１の取り付け部３１（第１のブラケット、第１の固定用部材）は、天井４００（広義には取り付け対象）に対して取り付け装置を取り付けるためのものであり、例えば天井４００に取り付け装置を固定するための部材（金具）である。この取り付け部３１は、例えばベースとなる金具や、天井４００に取り付け装置を固定するための取り付け用金具（ネジ、ネジ受け）などにより構成される。
【００４５】
第２の取り付け部３２（第２のブラケット、第２の固定用部材）は、投射面２２に画像を投射する画像投射装置１０（広義には画像生成装置、電子機器）を取り付けるためのものであり、例えば取り付け装置に画像投射装置１０を固定するための部材（金具）である。この取り付け部３２は、例えばベースとなる金具や、取り付け装置に画像投射装置１０を固定するための取り付け用金具などにより構成される。
【００４６】
第３の取り付け部３３（第３のブラケット、第３の固定用部材）は、光学式検出装置４０を取り付けるためのものであり、例えば取り付け装置に光学式検出装置４０を固定するための部材（金具）である。この取り付け部３３は、例えばベースとなる金具や、取り付け装置に光学式検出装置４０を固定するための取り付け用金具などにより構成される。
【００４７】
なお、取り付け部３１、３２、３３は一体となって形成されるものであってよい。例えば取り付け部３２と取り付け部３３のベース金具は、一体となった同じ金具であってもよいし、連結部（ジョイント）により連結される金具であってもよい。また光学式検出装置４０は、取り付け装置に対して着脱自在になっていてもよいし、着脱できないように固定化されるものであってもよい。
【００４８】
光学式検出装置４０は、検出領域ＲＤＥＴにおいて対象物ＯＢを光学的に検出する装置である。例えば図１に示すように、検出領域ＲＤＥＴは、投射面２２（表示領域）に沿って設定される領域である。具体的には検出領域ＲＤＥＴは、投射面２２（スクリーン）のＺ方向側（ユーザー側）において、ＸＹ平面に沿って設定される領域である。
【００４９】
そして光学式検出装置４０は、投射面２２の前方側（Ｚ方向側）に設定された検出領域ＲＤＥＴにおいて、ユーザーの指やタッチペンなどの対象物ＯＢを光学的に検出する。このために光学式検出装置４０は、図示しない照射部と受光部と検出部を含む。照射部は、検出領域ＲＤＥＴに対して対象物ＯＢの検出用の照射光を出射する。例えば照射部は、検出領域ＲＤＥＴの各位置に応じて強度（照度）が異なる照射光を出射する。受光部は、照射光が指やタッチペンなどの対象物ＯＢに反射されることによる反射光を受光する。この受光部ＲＵは、例えばフォトダイオードやフォトトランジスターなどの受光素子により実現される。検出部は、受光部での受光結果に基づいて、対象物ＯＢの位置情報を検出する。対象物ＯＢの位置情報は、例えば対象物ＯＢのＸ、Ｙ座標或いはＺ座標などである。或いは対象物ＯＢの位置する方向であってもよい。
【００５０】
以上のように本実施形態では、天井４００等の取り付け対象に画像投射装置１０を取り付けるための取り付け装置に対して、光学式検出装置４０を取り付けるための取り付け部３３を設けている。このようにすれば、光学式検出装置４０をオプションユニットとして取り付けることが可能になり、ユーザー側の選択の幅を広げることが可能になる。また光学式検出装置４０を取り付けることで、画像投射装置１０により映し出されたコンテンツに対するインタラクティブなユーザーインターフェースを提供できるようになる。例えばユーザーは、プレゼン資料の画像を画像投射装置１０により投射面２２に映しながら、画像内の表示物を、指やタッチペンなどで指示することが可能になり、これまでにないユーザーインターフェースを実現できる。
【００５１】
また例えば本実施形態の比較例となる第１の手法として、光学式検出装置４０を、画像投射装置１０（プロジェクター）の筐体（ケース）に内蔵させる手法も考えられる。
【００５２】
しかしながら、この第１の手法によると、画像投射装置１０の筐体が大きくなってしまい、コスト増等を招く。また光学式検出装置４０を必要とするユーザーと必要としないユーザーの両方に対応することが難しくなる。
【００５３】
この点、本実施形態によれば、図１に示すように光学式検出装置４０は画像投射装置１０の外部に設けられるようになるため、上記のように画像投射装置１０の筐体が大きくなってしまう問題を回避できる。また光学式検出装置４０を必要とするユーザーに対しては、取り付け装置に光学式検出装置４０を取り付けることで、これに対応できる。一方、光学式検出装置４０を必要としないユーザーに対しては、取り付け装置から光学式検出装置４０を取り外したり、取り付け装置に光学式検出装置４０を取り付けないことで、これに対応できる。
【００５４】
また本実施形態の比較例となる第２の手法として、ユーザーが任意の場所に光学式検出装置４０を取り付けられるようにする手法も考えられる。
【００５５】
しかしながら、この第２の手法では、後述するように光学式検出装置４０の設置場所によっては、その検出精度を確保できなくなる事態が生じる。また、天井４００等にユーザーが光学式検出装置４０を別途の作業で取り付けるのは、ユーザーにとって手間である。
【００５６】
この点、本実施形態によれば、図１のような取り付け装置を用いることで、画像投射装置１０と光学式検出装置４０との間の位置関係が固定される。従って、後述するように画像投射装置１０の放熱部を避けた領域に光学式検出装置４０を固定配置したり、検出精度を悪化させる入射光を制限する入射光制限部を設けることなどが可能になり、光学式検出装置４０の検出精度等を確保するのが容易になる。また取り付け装置により画像投射装置１０を天井４００に取り付ける作業の際に、光学式検出装置４０も一体となって取り付けることが可能になる。従って、ユーザーの作業の手間が別途に増えてしまう事態を防止でき、ユーザーの利便性を向上できる。
【００５７】
２．放熱による検出位置ズレ
画像投射装置１０では、図２に示すように筺体の内部に溜まった熱を放熱するための放熱部１４が設けられている。具体的には、筺体内部の空気を排出するためのファンや排気口が放熱部１４として設けられている。
【００５８】
しかしながら、このファン等の放熱部１４からの熱風があたる場所に、光学式検出装置４０が設置されると、光学式検出装置４０が有する素子（受光素子、発光素子、トランジスター等）の特性の温度依存性等により、対象物ＯＢの検出位置のズレが生じるおそれがある。例えば上述の第２の手法のように、ユーザーが任意の場所に光学式検出装置４０を設置する手法では、設置位置に応じて検出位置のズレが変動してしまい、その調整が困難になる。また画像投射装置１０の放熱部１４からの放熱の状態は、時間に応じて変化するため、例えば放熱が頻繁に行われる期間と、放熱があまり行われない期間とで、検出位置のズレが変動してしまう。
【００５９】
そこで本実施形態の取り付け装置では図２に示すように、画像投射装置１０が熱を外部に放熱するための放熱部１４を有する場合に、光学式検出装置４０は、取り付け部３３により、放熱部１４を避けた領域に取り付けられる。例えば放熱部１４を避けた領域に取り付け部３３が設けられ、この取り付け部３３により光学式検出装置４０が取り付けられる。
【００６０】
具体的には図２では画像投射装置１０の後方側（投射面２２と反対側）に放熱部１４が設けられている。このため、光学式検出装置４０は、取り付け装置の取り付け部３３により、画像投射装置１０の前方側（投射面２２側）に取り付けられる。即ち放熱部１４であるファンからの熱風が光学式検出装置４０にあたりにくくなる場所に、取り付け部３３が設けられる。
【００６１】
このように、取り付け部３３により、放熱部１４（放熱部からの熱）を避けた領域に光学式検出装置４０を取り付ければ、放熱部１４からの熱を原因とする検出位置のズレの問題を解消できる。
【００６２】
特に本実施形態では、取り付け装置を介して画像投射装置１０と光学式検出装置４０の位置関係が固定されることに着目している。このように位置関係が固定していることを利用することで、放熱部１４からの熱を避けた領域に光学式検出装置４０を配置できるようになり、位置検出のズレの問題を効果的に抑止できるようになる。
【００６３】
なお、本実施形態では、放熱部１４を避けた領域に光学式検出装置４０（取り付け部３３）を設けているが、この放熱部１４を避けた領域の例を図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示す。
【００６４】
例えば図３（Ａ）では、画像投射装置１０（筺体）の後方面に放熱部１４が設けられている。この場合には、例えば画像投射装置１０の左側面、右側面、前方面に対向する位置に光学式検出装置４０が取り付けられる。
【００６５】
また図３（Ｂ）では、画像投射装置１０の前方面に放熱部１４が設けられている。この場合には、画像投射装置１０の左側面、右側面、後方面に対向する位置に光学式検出装置４０が取り付けられる。
【００６６】
また図３（Ｃ）では、画像投射装置１０の左側面に放熱部１４が設けられている。この場合には、画像投射装置１０の右側面、前方面、後方面に対向する位置に光学式検出装置４０が取り付けられる。
【００６７】
このように本実施形態では、画像投射装置１０の前方面、後方面、左側面、右側面のいずれか１つの面に放熱部１４が設けられている場合に、この１つの面以外の面に対向する位置に光学式検出装置４０が取り付けられる。このようにすることで、放熱部１４を避けた領域への光学式検出装置４０の取り付けが実現される。
【００６８】
３．反射光による検出位置ズレ
図４（Ａ）では、例えば単焦点型の画像投射装置１０が取り付け装置により天井４００に取り付けられている。そして、この画像投射装置１０から投射された投射光が、スクリーン等の投射面２２で反射され、反射された光に含まれる赤外光が、光学式検出装置４０に入射されている。このように、ユーザーの指やタッチペンなどの対象物からの反射光以外の光が、光学式検出装置４０の受光素子に入射されると、検出位置のズレが発生するおそれがある。特に、図１に示すように光学式検出装置４０の検出領域ＲＤＥＴは、投射面２２の直ぐ近くの前方領域に設定されるため、投射面２２で反射された光が光学式検出装置４０に入射される可能性が高い。
【００６９】
また図４（Ｂ）では、画像投射装置１０と投射面２２の壁の間に光学式検出装置４０が取り付けられている。そして、光学式検出装置４０が出射した照射光が画像投射装置１０の筺体で反射され、その反射光が光学式検出装置４０に入射されている。また光学式検出装置４０からの照射光が、投射面２２（壁）に反射され、その反射光が光学式検出装置４０に入射されている。このような場合にも、光学式検出装置４０の受光素子に入射されるデフォルト光のレベルが変化して、検出位置のズレが発生するおそれがある。
【００７０】
そこで本実施形態では、このような検出領域ＲＤＥＴの面（ＸＹ平面）に交差する入射方向の光が光学式検出装置４０に入射されるのを規制する入射光規制部を設ける。具体的には図５に示すように、検出領域ＲＤＥＴの面（ＸＹ平面）に沿った方向（投射面に平行な方向）のスリット面を有する入射光用スリットＳＬＢを設ける。例えば図５の入射光用スリットＳＬＢは、光学式検出装置４０を挟むように設けられる第１のスリット面ＳＬＢ１及び第２のスリット面ＳＬＢ２を有する。
【００７１】
このような入射光用スリットＳＬＢ等で実現される入射光規制部は、図４（Ａ）のように画像投射装置１０からの投射光が投射面２２で反射されることによる反射光が、光学式検出装置４０に入射されるのを規制（制限）する。或いは図４（Ｂ）のように光学式検出装置４０からの照射光が投射面２２又は画像投射装置１０で反射されることによる反射光が、光学式検出装置４０に入射されるのを規制（制限）する。即ち、入射光制限部は、図４（Ａ）、図４（Ｂ）のような反射光が光学式検出装置４０に入射されるのを規制するような形状や配置の部材により形成される。
【００７２】
このような入射光用スリットＳＬＢ等の入射光規制部を設ければ、図４（Ａ）、図４（Ｂ）のような反射光の入射を原因とする検出位置のズレを抑止して、光学式検出装置４０の検出精度を確保できるようになる。
【００７３】
特に本実施形態の取り付け装置によれば、画像投射装置１０と光学式検出装置４０が一体的に取り付けられるため、これらの装置の位置関係は固定化される。従って、このような固定化された位置関係を前提とすれば、画像投射装置１０等からの反射光が光学式検出装置４０に入射されるのを防止する入射光制限部の形状や配置の設定を容易化できるという利点がある。即ち、前述のように光学式検出装置４０をユーザーが任意の場所に設定する比較例の手法では、様々な場所に光学式検出装置４０が設置されても対応できるように入射光規制部を設ける必要があり、入射光規制部の形状や配置の設定が難しくなる。これに対して本実施形態の取り付け装置によれば、画像投射装置１０と光学式検出装置４０の位置関係が固定化されているため、例えば図５のような形状や配置の入射光用スリットＳＬＢを設けるだけで対応できるという利点がある。
【００７４】
更に本実施形態では図６（Ａ）に示すように、スリット面ＳＬＢ１、ＳＬＢ２に対して反射防止層（反射防止膜）ＲＰＬ１、ＲＰＬ２を設けることが望ましい。例えばスリット面ＳＬＢ１、ＳＬＢ２に無反射コーティングを施すことで反射防止層ＲＰＬ１、ＲＰＬ２を形成する。このようにすれば、スリット面ＳＬＢ１、ＳＬＢ２で反射した光が光学式検出装置４０の受光素子に入射されるのを規制できるようになり、光学式検出装置４０の検出精度等の悪化を抑止できる。
【００７５】
なお反射防止層ＲＰＬ１、ＲＰＬ２の代わりに、図６（Ｂ）に示すように、スリット面ＳＬＢ１、ＳＬＢ２に対して凹部を設けてもよい。即ち図５では、スリット面ＳＬＢ１、ＳＬＢ２は平らな形状になっているが、図６（Ｂ）では、スリット面ＳＬＢ１、ＳＬＢ２は平らな形状になっておらず、くぼみが形成されている。このような凹部を設けることでスリット面ＳＬＢ１、ＳＬＢ２での表面反射を抑制することが可能になる。これにより、光学式検出装置４０の受光素子に対して不要な反射光が入射されるのを規制できるようになり、光学式検出装置４０の検出精度等の悪化を抑止できる。
【００７６】
また図６（Ｃ）では、後述するように光学式検出装置４０が照射光用スリットＳＬ（照射方向規制部）を有している。この照射光用スリットＳＬは、光学式検出装置４０から出射される対象物の検出用の照射光を、図１の検出領域ＲＤＥＴの面（ＸＹ平面）に沿った方向（投射面に平行な方向）に規制するものであり、第１、第２のスリット面ＳＦＬ１、ＳＦＬ２を有する。このような照射光用スリットＳＬを設けることで、光学式検出装置４０から照射される照射光の照射方向を、検出領域ＲＤＥＴの面に沿った方向に規制できるようになる。従って、検出領域ＲＤＥＴへの照射光が、図１のＺ方向に広がってしまう事態を防止でき、ユーザーの体がスクリーン２０に近づいた場合に、ユーザーの体を指やタッチペンなどの対象物であると誤検出してしまう事態を防止できる。
【００７７】
そして図６（Ｃ）において、取り付け部３３から入射光用スリットＳＬＢの端部までの高さをＨＳ１とし、取り付け部３３から照射光用スリットＳＬの端部までの高さをＨＳ２とする。すると図６（Ｃ）では、ＨＳ１＞ＨＳ２の関係が成り立っている。即ち、入射光用スリットＳＬＢの方が、照射光用スリットＳＬよりも、そのスリット高さが高くなっている。
【００７８】
このようにすれば、光学式検出装置４０からの照射光の方向は、照射光用スリットＳＬにより、検出領域ＲＤＥＴの面に沿った方向に規制されるようになる。またＺ方向に照射方向がずれた照射光についても、入射光用スリットＳＬＢが存在することにより、図４（Ｂ）のように画像投射装置１０や投射面２２の方に出射されるのが規制され、画像投射装置１０や投射面２２での反射光が光学式検出装置４０に入射されるのを規制できるようになる。従って、これらの反射光の入射を原因とする検出精度等の悪化を抑止できる。
【００７９】
なお、以上では、本実施形態の取り付け装置により、画像投射装置１０と投射面２２の間に光学式検出装置４０が取り付けられる場合について主に説明したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば図７の変形例に示すように、画像投射装置１０の後方側（投射面の反対側）に、取り付け部３３を設けて光学式検出装置４０を取り付けるようにしてもよい。例えば、投射面２２までの距離が８ｃｍ〜２０ｃｍというような短い距離でも、投射面２２に対して大きなサイズの画像を映し出せるような単焦点型の画像投射装置１０では、図７に示すような位置に光学式検出装置４０を設けることが望ましい。
【００８０】
そして、この場合には、例えば図７に示すような板状の入射光制限部ＳＬＣを、画像投射装置１０と光学式検出装置４０の間に設ければよい。このような入射光制限部ＳＬＣを設ければ、画像投射装置１０からの投射光が投射面２２等で反射されて、光学式検出装置４０に入射されてしまうのを抑止できる。或いは、光学式検出装置４０からの照射光が、画像投射装置１０や投射面２２で反射されて、光学式検出装置４０に入射され、デフォルト光のレベルが上昇してしまう事態も抑止できる。これにより光学式検出装置４０の位置検出の精度を維持できるようになる。
【００８１】
４．光学式検出装置の構成
次に光学式検出装置の構成例について説明する。図８の光学式検出装置は、照射部ＥＵと受光部ＲＵと検出部５０を含む。また制御部６０を含むことができる。
【００８２】
照射部ＥＵは、対象物を検出するための照射光（検出光）を出射する。具体的には、照射方向に応じて強度（照度）が異なる照射光を放射状に出射する。これにより検出領域ＲＤＥＴ（図１参照）には、照射方向に応じて強度が異なる照射光強度分布が形成される。
【００８３】
受光部ＲＵは、照射部ＥＵからの照射光が対象物に反射されることによる反射光を受光する。この受光部ＲＵは、例えばフォトダイオードやフォトトランジスターなどの受光素子により実現できる。この受光部ＲＵには検出部５０が例えば電気的に接続されている。
【００８４】
検出部５０は、受光部ＲＵでの受光結果に基づいて、少なくとも対象物の位置する方向等を検出する。この検出部の機能は、アナログ回路等を有する集積回路装置や、マイクロコンピュータ上で動作するソフトウェア（プログラム）などにより実現できる。例えば検出部は、受光部の受光素子が対象物からの反射光を受光することで発生した検出電流を、検出電圧に変換し、受光結果である検出電圧に基づいて、対象物の位置や方向等を検出する。
【００８５】
具体的には検出部５０は、受光部ＲＵでの受光結果（受光信号）に基づいて、対象物までの距離（照射部の配置位置からの距離）を検出する。そして検出された距離と、検出された対象物の方向（存在方向）とに基づいて、対象物の位置を検出する。例えば検出領域ＲＤＥＴのＸＹ平面でのＸ、Ｙ座標を検出する。なお、Ｘ軸方向に沿って所与の距離だけ離れた第１、第２の照射部を設けるようにしてもよい。この場合には、第１の照射部からの第１の照射光が対象物に反射されることによる第１の反射光の受光結果に基づいて、第１の照射部に対する対象物の方向を第１の方向として検出する。また第２の照射部からの第２の照射光が対象物に反射されることによる第２の反射光の受光結果に基づいて、第２の照射部に対する対象物の方向を第２の方向として検出する。そして検出された第１、第２の方向と、第１、第２の照射部間の距離とに基づいて、対象物の位置を検出すればよい。
【００８６】
制御部６０は光学式検出装置の各種の制御処理を行う。具体的には照射部ＥＵが有する光源部の発光制御などを行う。この制御部６０は照射部ＥＵ、検出部５０に電気的に接続されている。制御部６０の機能は、集積回路装置やマイクロコンピュータ上で動作するソフトウェアなどにより実現できる。例えば制御部６０は、照射部ＥＵが第１、第２の光源部を含む場合に、これらの第１、第２の光源部を交互に発光させる制御を行う。また、前述のように第１、第２の照射部が設けられる場合には、第１の照射部に対する対象物の方向を求める第１の期間において、第１の照射部に設けられる第１、第２の光源部を交互に発光させる制御を行う。また第２の照射部に対する対象物の方向を求める第２の期間において、第２の照射部に設けられる第３、第４の光源部を交互に発光させる制御を行う。
【００８７】
５．対象物の検出手法
次に本実施形態による対象物の検出手法について詳細に説明する。
【００８８】
図９（Ａ）に示すように本実施形態の光学式検出装置（照射部）は、光源部ＬＳ１と、ライトガイドＬＧと、照射方向設定部ＬＥを含む。また反射シートＲＳを含む。そして照射方向設定部ＬＥは光学シートＰＳ及びルーバーフィルムＬＦを含む。なお、これらの構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００８９】
光源部ＬＳ１は、光源光を出射するものであり、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子を有する。この光源部ＬＳ１は例えば赤外光（可視光領域に近い近赤外線）の光源光を放出する。即ち、光源部ＬＳ１が発光する光源光は、ユーザーの指やタッチペン等の対象物により効率的に反射される波長帯域の光や、外乱光となる環境光にあまり含まれない波長帯域の光であることが望ましい。具体的には、人体の表面での反射率が高い波長帯域の光である８５０ｎｍ付近の波長の赤外光や、環境光にあまり含まれない波長帯域の光である９５０ｎｍ付近の赤外光などである。
【００９０】
ライトガイドＬＧ（導光部材）は、光源部ＬＳ１が発光した光源光を導光するものである。例えばライトガイドＬＧは、光源部ＬＳ１からの光源光を曲線状の導光経路に沿って導光し、その形状は曲線形状になっている。具体的には図９（Ａ）ではライガイドＬＧは円弧形状になっている。なお図９（Ａ）ではライトガイドＬＧはその中心角が１８０度の円弧形状になっているが、中心角が１８０度よりも小さい円弧形状であってもよい。ライトガイドＬＧは、例えばアクリル樹脂やポリカーボネートなどの透明な樹脂部材等により形成される。そして光源部ＬＳ１からの光源光は、ライトガイドＬＧの一端側（図９（Ａ）では左側）の光入射面に入射される。
【００９１】
ライトガイドＬＧの外周側（Ｂ１に示す側）及び内周側（Ｂ２に示す側）の少なくとも一方には、ライトガイドＬＧからの光源光の出光効率を調整するための加工が施されている。加工手法としては、例えば反射ドットを印刷するシルク印刷方式や、スタンパーやインジェクションで凹凸を付ける成型方式や、溝加工方式などの種々の手法を採用できる。
【００９２】
プリズムシートＰＳとルーバーフィルムＬＦにより実現される照射方向設定部ＬＥ（照射光出射部）は、ライトガイドＬＧの外周側に設けられ、ライトガイドＬＧの外周側（外周面）から出射される光源光を受ける。そして曲線形状（円弧形状）のライトガイドＬＧの内周側（Ｂ２）から外周側（Ｂ１）へと向かう方向に照射方向が設定された照射光ＬＴを出射する。即ち、ライトガイドＬＧの外周側から出射される光源光の方向を、ライトガイドＬＧの例えば法線方向（半径方向）に沿った照射方向に設定（規制）する。これにより、ライトガイドＬＧの内周側から外周側に向かう方向に、照射光ＬＴが放射状に出射されるようになる。
【００９３】
このような照射光ＬＴの照射方向の設定は、照射方向設定部ＬＥのプリズムシートＰＳやルーバーフィルムＬＦなどにより実現される。例えばプリズムシートＰＳは、ライトガイドＬＧの外周側から低視角で出射される光源光の方向を、法線方向側に立ち上げて、出光特性のピークが法線方向になるように設定する。またルーバーフィルムＬＦは、法線方向以外の方向の光（低視角光）を遮光（カット）する。なお、照射方向設定部ＬＥに拡散シート等を設けてよい。また反射シートＲＳは、ライトガイドＬＧの内周側に設けられる。このように反射シートＲＳを内周側に設けることで、外周側への光源光の出光効率を改善できる。
【００９４】
そして図９（Ａ）に示すように、光源部ＬＳ１が、ライトガイドＬＧの一端側（Ｂ３）の光入射面に対して光源光を出射することで、第１の照射光強度分布ＬＩＤ１が対象物の検出領域に形成される。この第１の照射光強度分布ＬＩＤ１は、ライトガイドＬＧの一端側（Ｂ３）から他端側（Ｂ４）に向かうにつれて照射光の強度が低くなる強度分布である。即ち図９（Ａ）において照射光ＬＴのベクトルの大きさが強度（照度）を表しており、ライトガイドＬＧの一端側（Ｂ３）では照射光ＬＴの強度は最も大きく、他端側（Ｂ４）では強度は最も小さい。そしてライトガイドＬＧの一端側から他端側に向かうにつれて、照射光ＬＴの強度は単調減少している。
【００９５】
一方、図９（Ｂ）に示すように、第２の光源部ＬＳ２が、ライトガイドＬＧの他端側（Ｂ４）の光入射面に対して第２の光源光を出射することで、第２の照射光強度分布ＬＩＤ２が検出領域に形成される。この第２の照射光強度分布ＬＩＤ２は、第１の照射光強度分布ＬＩＤ１とは強度分布が異なり、ライトガイドＬＧの他端側（Ｂ４）から一端側（Ｂ３）に向かうにつれて照射光の強度が低くなる強度分布である。即ち図９（Ｂ）では、ライトガイドＬＧの他端側では照射光ＬＴの強度は最も大きく、一端側では強度は最も小さい。そして他端側から一端側に向かうにつれて、照射光ＬＴの強度は単調減少している。
【００９６】
このような照射光強度分布ＬＩＤ１、ＬＩＤ２を形成し、これらの強度分布の照射光による対象物の反射光を受光することで、環境光などの外乱光の影響を最小限に抑えた、より精度の高い対象物の検出が可能になる。即ち、外乱光に含まれる赤外成分を相殺することが可能になり、この赤外成分が対象物の検出に及ぼす悪影響を最小限に抑えることが可能になる。
【００９７】
例えば図１０（Ａ）のＥ１は、図９（Ａ）の照射光強度分布ＬＩＤ１において、照射光ＬＴの照射方向の角度と、その角度での照射光ＬＴの強度との関係を示す図である。図１０（Ａ）のＥ１では、照射方向が図１０（Ｂ）のＤＤ１の方向（左方向）である場合に強度が最も高くなる。一方、ＤＤ３の方向（右方向）である場合に強度が最も低くなり、ＤＤ２の方向ではその中間の強度になる。具体的には方向ＤＤ１から方向ＤＤ３への角度変化に対して照射光の強度は単調減少しており、例えばリニア（直線的）に変化している。なお図１０（Ｂ）では、ライトガイドＬＧの円弧形状の中心位置が、光学式検出装置の配置位置ＰＥになっている。
【００９８】
また図１０（Ａ）のＥ２は、図９（Ｂ）の照射光強度分布ＬＩＤ２において、照射光ＬＴの照射方向の角度と、その角度での照射光ＬＴの強度との関係を示す図である。図１０（Ａ）のＥ２では、照射方向が図１０（Ｂ）のＤＤ３の方向である場合に強度が最も高くなる。一方、ＤＤ１の方向である場合に強度が最も低くなり、ＤＤ２の方向ではその中間の強度になる。具体的には方向ＤＤ３から方向ＤＤ１への角度変化に対して照射光の強度は単調減少しており、例えばリニアに変化している。なお図１０（Ａ）では照射方向の角度と強度の関係はリニアな関係になっているが、本実施形態はこれに限定されず、例えば双曲線の関係等であってもよい。
【００９９】
そして図１０（Ｂ）に示すように、角度θの方向ＤＤＢに対象物ＯＢが存在したとする。すると、図９（Ａ）のように光源部ＬＳ１が発光することで照射光強度分布ＬＩＤ１を形成した場合（Ｅ１の場合）には、図１０（Ａ）に示すように、ＤＤＢ（角度θ）の方向に存在する対象物ＯＢの位置での強度はＩＮＴａになる。一方、図９（Ｂ）のように光源部ＬＳ２が発光することで照射光強度分布ＬＩＤ２を形成した場合（Ｅ２の場合）には、ＤＤＢの方向に存在する対象物ＯＢの位置での強度はＩＮＴｂになる。
【０１００】
従って、これらの強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂの関係を求めることで、対象物ＯＢの位置する方向ＤＤＢ（角度θ）を特定できる。そして例えば後述する図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）の手法により光学式検出装置の配置位置ＰＥからの対象物ＯＢの距離を求めれば、求められた距離と方向ＤＤＢとに基づいて対象物ＯＢの位置を特定できる。或いは、後述する図１３に示すように２個の照射部ＥＵ１、ＥＵ２を設け、ＥＵ１、ＥＵ２の各照射部に対する対象物ＯＢの方向ＤＤＢ１（θ１）、ＤＤＢ２（θ２）を求めれば、これらの方向ＤＤＢ１、ＤＤＢ２と照射部ＥＵ１、ＥＵ２間の距離ＤＳとにより、対象物ＯＢの位置を特定できる。
【０１０１】
このような強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂの関係を求めるために、本実施形態では、図８の受光部ＲＵが、図９（Ａ）のような照射光強度分布ＬＩＤ１を形成した際の対象物ＯＢの反射光（第１の反射光）を受光する。この時の反射光の検出受光量をＧａとした場合に、このＧａが強度ＩＮＴａに対応するようになる。また受光部ＲＵが、図９（Ｂ）のような照射光強度分布ＬＩＤ２を形成した際の対象物ＯＢの反射光（第２の反射光）を受光する。この時の反射光の検出受光量をＧｂとした場合に、このＧｂが強度ＩＮＴｂに対応するようになる。従って、検出受光量ＧａとＧｂの関係が求まれば、強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂの関係が求まり、対象物ＯＢの位置する方向ＤＤＢを求めることができる。
【０１０２】
例えば図９（Ａ）の光源部ＬＳ１の制御量（例えば電流量）、変換係数、放出光量を、各々、Ｉａ、ｋ、Ｅａとする。また図９（Ｂ）の光源部ＬＳ２の制御量（電流量）、変換係数、放出光量を、各々、Ｉｂ、ｋ、Ｅｂとする。すると下式（１）、（２）が成立する。
【０１０３】
Ｅａ＝ｋ・Ｉａ      （１）
Ｅｂ＝ｋ・Ｉｂ      （２）
また光源部ＬＳ１からの光源光（第１の光源光）の減衰係数をｆａとし、この光源光に対応する反射光（第１の反射光）の検出受光量をＧａとする。また光源部ＬＳ２からの光源光（第２の光源光）の減衰係数をｆｂとし、この光源光に対応する反射光（第２の反射光）の検出受光量をＧｂとする。すると下式（３）、（４）が成立する。
【０１０４】
Ｇａ＝ｆａ・Ｅａ＝ｆａ・ｋ・Ｉａ          （３）
Ｇｂ＝ｆｂ・Ｅｂ＝ｆｂ・ｋ・Ｉｂ          （４）
従って、検出受光量Ｇａ、Ｇｂの比は下式（５）のように表せる。
【０１０５】
Ｇａ／Ｇｂ＝（ｆａ／ｆｂ）・（Ｉａ／Ｉｂ）  （５）
ここでＧａ／Ｇｂは、受光部ＲＵでの受光結果から特定することができ、Ｉａ／Ｉｂは、制御部６０による照射部ＥＵの制御量から特定することができる。そして図１０（Ａ）の強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂと減衰係数ｆａ、ｆｂとは一意の関係にある。例えば減衰係数ｆａ、ｆｂが小さな値となり、減衰量が大きい場合は、強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂが小さいことを意味する。一方、減衰係数ｆａ、ｆｂが大きな値となり、減衰量が小さい場合は、強度ＩＮＴａ、ＩＮＴｂが大きいことを意味する。従って、上式（５）から減衰率の比ｆａ／ｆｂを求めることで、対象物の方向、位置等を求めることが可能になる。
【０１０６】
より具体的には、一方の制御量ＩａをＩｍに固定し、検出受光量の比Ｇａ／Ｇｂが１になるように、他方の制御量Ｉｂを制御する。例えば後述する図１２（Ａ）のように光源部ＬＳ１、ＬＳ２を逆相で交互に点灯させる制御を行い、検出受光量の波形を解析し、検出波形が観測されなくなるように（Ｇａ／Ｇｂ＝１になるように）、他方の制御量Ｉｂを制御する。そして、このときの他方の制御量Ｉｂ＝Ｉｍ・（ｆａ／ｆｂ）から、減衰係数の比ｆａ／ｆｂを求めて、対象物の方向、位置等を求める。
【０１０７】
また下式（６）、（７）のように、Ｇａ／Ｇｂ＝１になると共に制御量ＩａとＩｂの和が一定になるように制御してもよい。
【０１０８】
Ｇａ／Ｇｂ＝１        （６）
Ｉｍ＝Ｉａ＋Ｉｂ      （７）
上式（６）、（７）を上式（５）に代入すると下式（８）が成立する。
【０１０９】
Ｇａ／Ｇｂ＝１＝（ｆａ／ｆｂ）・（Ｉａ／Ｉｂ）
＝（ｆａ／ｆｂ）・{（Ｉｍ−Ｉｂ）／Ｉｂ}    （８）
上式（８）より、Ｉｂは下式（９）のように表される。
【０１１０】
Ｉｂ＝{ｆａ／（ｆａ＋ｆｂ）}・Ｉｍ    （９）
ここでα＝ｆａ／（ｆａ＋ｆｂ）とおくと、上式（９）は下式（１０）のように表され、減衰係数の比ｆａ／ｆｂは、αを用いて下式（１１）のように表される。
【０１１１】
Ｉｂ＝α・Ｉｍ                （１０）
ｆａ／ｆｂ＝α／（１−α）    （１１）
従って、Ｇａ／Ｇｂ＝１になると共にＩａとＩｂの和が一定値Ｉｍになるように制御すれば、そのときのＩｂ、Ｉｍから上式（１０）によりαを求め、求められたαを上式（１１）に代入することで、減衰係数の比ｆａ／ｆｂを求めることができる。これにより、対象物の方向、位置等を求めることが可能になる。そしてＧａ／Ｇｂ＝１になると共にＩａとＩｂの和が一定になるように制御することで、外乱光の影響等を相殺することが可能になり、検出精度の向上を図れる。
【０１１２】
なお、以上では、図９（Ａ）の照射強度分布ＬＩＤ１と図９（Ｂ）の照射光強度分布ＬＩＤ２を交互に形成して、対象物の方向、位置等を検出する手法について説明した。しかしながら、検出精度の低下等をある程度許容できる場合には、図９（Ａ）の照射光強度分布ＬＩＤ１又は図９（Ｂ）の照射光強度分布ＬＩＤ２の一方だけを形成して、対象物の方向、位置等を求めることも可能である。
【０１１３】
６．光学式検出装置の具体的な構成
次に光学式検出装置の具体的な構成例について図１１を用いて説明する。
【０１１４】
図１１の構成例では、光源部ＬＳ１が、図１１のＦ１に示すようライトガイドＬＧの一端側に設けられる。また第２の光源部ＬＳ２が、Ｆ２に示すようにライトガイドＬＧの他端側に設けられる。そして光源部ＬＳ１が、ライトガイドＬＧの一端側（Ｆ１）の光入射面に対して光源光を出射することで、第１の照射光強度分布ＬＩＤ１を対象物の検出領域に形成（設定）する。一方、光源部ＬＳ２が、ライトガイドＬＧの他端側（Ｆ２）の光入射面に対して第２の光源光を出射することで、第１の照射強度分布ＬＩＤ１とは強度分布が異なる第２の照射光強度分布ＬＩＤ２を検出領域に形成する。
【０１１５】
即ち図１１の構成例では、ライトガイドＬＧの両端に光源部ＬＳ１、ＬＳ２を設け、これらの光源部ＬＳ１、ＬＳ２を後述する図１２（Ａ）に示すように逆相で交互に点灯させることで、図９（Ａ）の状態と図９（Ｂ）の状態を交互に作り出す。つまり、ライトガイドＬＧの一端側の強度が高くなる照射強度分布ＬＩＤ１と、ライトガイドＬＧの他端側の強度が高くなる照射強度分布ＬＩＤ２を交互に形成して、対象物の反射光を受光し、受光結果に基づいて対象物の方向等を特定する。
【０１１６】
この構成例によれば、１個のライトガイドＬＧを設けるだけで済むため、光学式検出装置のコンパクト化等を図ることができる。
【０１１７】
なお、図１１では、１個のライトガイドＬＧだけを設けているが、ライトガイドＬＧに加えて第２のライトガイドを設けてもよい。この場合には、ライトガイドＬＧと第２のライトガイドを、ライトガイドＬＧと照射方向設定部ＬＥが並ぶ方向に沿った面に交差（直交）する方向において、並んで配置すればよい。
【０１１８】
また図１１の光源ＬＳ１についてはライトガイドＬＧの一端側に設けると共に、光源ＬＳ２については第２のライトガイドの他端側に設ける。
【０１１９】
そしてライトガイドＬＧ１の一端側の光入射面に対して、光源部ＬＳ１が光源光を出射することで、第１の照射光強度分布ＬＩＤ１を対象物の検出領域に形成する。一方、第２のライトガイドの他端側の光入射面に対して、光源部ＬＳ２が第２の光源光を出射することで、第１の照射強度分布ＬＩＤ１とは強度分布が異なる第２の照射光強度分布ＬＩＤ２を検出領域に形成すればよい。この構成例によれば、ライトガイドの出光特性を調整する光学設計を簡素化できるという利点がある。
【０１２０】
即ち図１１の構成例のように１個のライトガイドＬＧを用いる手法では、シルク印刷方式等による出光特性の調整が難しいという課題がある。つまり、照射光強度分布ＬＩＤ１の強度変化がリニアになるようにライトガイドＬＧの表面を加工して出光特性を調整すると、照射光強度分布ＬＩＤ２での強度変化がリニアにならなくなる。一方、照射光強度分布ＬＩＤ２の強度変化がリニアになるようにライトガイドＬＧの表面を加工して出光特性を調整すると、今度は、照射光強度分布ＬＩＤ１での強度変化がリニアにならなくなる。この点、２個のライトガイドを設ける構成によれば、このような光学設計を簡素化できるという利点がある。
【０１２１】
なお、強度変化の特性が図１０（Ａ）に示すようなリニアな特性にならなく、例えば双曲線等の特性になっても、ソフトウェア等による補正処理でこれに対処することが可能である。即ち、光学的にはリニアな特性にならなくても、受光結果に対して補正処理を行うことで、リニアな特性になるように調整することができる。従って、このような補正処理を行う場合には、２個のライトガイドを設けずに、図１１のように１個のライトガイドＬＧだけを設ける構成にすることで、光学式検出装置のコンパクト化等を図れる。
【０１２２】
以上の本実施形態の光学式検出装置によれば、同心円状の曲線状のライトガイドを用いることで、角度のセンシングが可能になる。そしてライトガイドが曲線状になっているため、照射光を放射状に出射することができ、直線形状のライトガイド等を用いる手法に比べて、広い範囲での対象物の方向、位置等の検出が可能になる。例えば直線形状のライトガイドを用いる手法では、広い範囲での検出を可能にするためには、ライトガイドの長さを長くする必要があり、システムが大掛かりなものになってしまう。これに対して本実施形態によれば、図８に示すように、少ない占有面積の照射部を配置するだけで、広い範囲での対象物の方向、位置等を検出することが可能になる。
【０１２３】
特に図１に示すように取り付け装置に光学式検出装置を取り付ける場合には、光学式検出装置には、少ない占有面積と、広い範囲での検出が要求される。この点、図８〜図１１で説明した光学式検出装置は、このように取り付け装置にオプションとして取り付けるものとして最適な構成の検出装置になる。
【０１２４】
７．位置検出手法
次に本実施形態の光学式検出装置を用いて対象物の位置を検出する手法の一例について説明する。図１２（Ａ）は、光源部ＬＳ１、ＬＳ２の発光制御についての信号波形例である。信号ＳＬＳ１は、光源部ＬＳ１の発光制御信号であり、信号ＳＬＳ２は、光源部ＬＳ２の発光制御信号であり、これらの信号ＳＬＳ１、ＳＬＳ２は逆相の信号になっている。また信号ＳＲＣは受光信号である。
【０１２５】
例えば光源部ＬＳ１は、信号ＳＬＳ１がＨレベルの場合に点灯（発光）し、Ｌレベルの場合に消灯する。また光源部ＬＳ２は、信号ＳＬＳ２がＨレベルの場合に点灯（発光）し、Ｌレベルの場合に消灯する。従って図１２（Ａ）の第１の期間Ｔ１では、光源部ＬＳ１と光源部ＬＳ２が交互に点灯するようになる。即ち光源部ＬＳ１が点灯している期間では、光源部ＬＳ２は消灯する。これにより図９（Ａ）に示すような照射光強度分布ＬＩＤ１が形成される。一方、光源部ＬＳ２が点灯している期間では、光源部ＬＳ１は消灯する。これにより図９（Ｂ）に示すような照射光強度分布ＬＩＤ２が形成される。
【０１２６】
このように図８の制御部６０は、第１の期間Ｔ１において、光源部ＬＳ１と光源部ＬＳ２を交互に発光（点灯）させる制御を行う。そしてこの第１の期間Ｔ１において、光学式検出装置（照射部）から見た対象物の位置する方向が検出される。具体的には、例えば上述した式（６）、（７）のようにＧａ／Ｇｂ＝１になると共に制御量ＩａとＩｂの和が一定になるような発光制御を、第１の期間Ｔ１において行う。そして図１０（Ｂ）に示すように対象物ＯＢの位置する方向ＤＤＢを求める。例えば上式（１０）、（１１）から減衰係数の比ｆａ／ｆｂを求め、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）で説明した手法により対象物ＯＢの位置する方向ＤＤＢを求める
そして第１の期間Ｔ１に続く第２の期間Ｔ２では、受光部ＲＵでの受光結果に基づいて対象物ＯＢまでの距離（方向ＤＤＢに沿った方向での距離）を検出する。そして、検出された距離と、対象物ＯＢの方向ＤＤＢとに基づいて、対象物の位置を検出する。即ち図１０（Ｂ）において、光学式検出装置の配置位置ＰＥから対象物ＯＢまでの距離と、対象物ＯＢの位置する方向ＤＤＢを求めれば、図８のＸＹ平面での対象物ＯＢのＸ、Ｙ座標位置を特定できる。このように、光源の点灯タイミングと受光タイミングの時間のずれから距離を求め、これと角度結果を併せることで、対象物ＯＢの位置を特定できる。
【０１２７】
具体的には図１２（Ａ）では、発光制御信号ＳＬＳ１、ＳＬＳ２による光源部ＬＳ１、ＬＳ２の発光タイミングから、受光信号ＳＲＣがアクティブになるタイミング（反射光を受光したタイミング）までの時間Δｔを検出する。即ち、光源部ＬＳ１、ＬＳ２からの光が対象物ＯＢに反射されて受光部ＲＵで受光されるまでの時間Δｔを検出する。この時間Δｔを検出することで、光の速度は既知であるため、対象物ＯＢまでの距離を検出できる。即ち、光の到達時間のずれ幅（時間）を測定し、光の速度から距離を求める。
【０１２８】
なお、光の速度はかなり速いため、電気信号だけでは単純な差分を求めて時間Δｔを検出することが難しいという問題もある。このような問題を解決するためには、図１２（Ｂ）に示すように発光制御信号の変調を行うことが望ましい。ここで図１２（Ｂ）は、制御信号ＳＬＳ１、ＳＬＳ２の振幅により光の強度（電流量）を模式的に表している模式的な信号波形例である。
【０１２９】
具体的には図１２（Ｂ）では、例えば公知の連続波変調のＴＯＦ（Time Of Flight）方式で距離を検出する。この連続波変調ＴＯＦ方式では、一定周期の連続波で強度変調した連続光を用いる。そして、強度変調された光を照射すると共に、反射光を、変調周期よりも短い時間間隔で複数回受光することで、反射光の波形を復調し、照射光と反射光との位相差を求めることで、距離を検出する。なお図１２（Ｂ）において制御信号ＳＬＳ１、ＳＬＳ２のいずれか一方に対応する光のみを強度変調してもよい。また図１２（Ｂ）のようなクロック波形ではなく、連続的な三角波やＳｉｎ波で変調した波形であってもよい。また、連続変調した光としてパルス光を用いるパルス変調のＴＯＦ方式で、距離を検出してもよい。距離検出手法の詳細については例えば特開２００９−８５３７号などに開示されている。
【０１３０】
図１３に光学式検出装置の変形例を示す。図１３では第１、第２の照射部ＥＵ１、ＥＵ２が設けられる。これらの第１、第２の照射部ＥＵ１、ＥＵ２は、対象物ＯＢの検出領域ＲＤＥＴの面に沿った方向において所与の距離ＤＳだけ離れて配置される。即ち図８のＸ軸方向に沿って距離ＤＳだけ離れて配置される。
【０１３１】
第１の照射部ＥＵ１は、照射方向に応じて強度が異なる第１の照射光を放射状に出射する。第２の照射部ＥＵ２は、照射方向に応じて強度が異なる第２の照射光を放射状に出射する。受光部ＲＵは、第１の照射部ＥＵ１からの第１の照射光が対象物ＯＢに反射されることによる第１の反射光と、第２の照射部ＥＵ２からの第２の照射光が対象物ＯＢに反射されることによる第２の反射光を受光する。そして検出部５０は、受光部ＲＵでの受光結果に基づいて、対象物ＯＢの位置ＰＯＢを検出する。
【０１３２】
具体的には検出部５０は、第１の反射光の受光結果に基づいて、第１の照射部ＥＵ１に対する対象物ＯＢの方向を第１の方向ＤＤＢ１（角度θ１）として検出する。また第２の反射光の受光結果に基づいて、第２の照射部ＥＵ２に対する対象物ＯＢの方向を第２の方向ＤＤＢ２（角度θ２）として検出する。そして検出された第１の方向ＤＤＢ１（θ１）及び第２の方向ＤＤＢ２（θ２）と、第１、第２の照射部ＥＵ１、ＥＵ２の間の距離ＤＳとに基づいて、対象物ＯＢの位置ＰＯＢを求める。
【０１３３】
図１３の変形例によれば、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）のように光学式検出装置と対象物ＯＢとの距離を求めなくても、対象物ＯＢの位置ＰＯＢを検出できるようになる。
【０１３４】
８．照射方向の規制
さて、検出領域を設定して、ユーザーの指等の対象物を検出する場合に、照射部ＥＵからの照射光が、図８のＺ方向において広がった光になってしまうと、誤った検出が行われてしまうおそれがある。即ち、検出対象がユーザーの指であるのに、ユーザーの体の方を検出してしまうおそれがある。例えば図８において、ユーザーの体がスクリーン２０の方に近づいただけで、検出領域ＲＤＥＴに、検出対象であるユーザーの指が存在すると誤検出されてしまうおそれがある。
【０１３５】
そこで本実施形態の光学式検出装置では、照射光の照射方向を、対象物の検出領域ＲＤＥＴの面（ＸＹ平面に平行な面）に沿った方向（投射面に平行な方向）に規制する照射方向規制部（照射方向制限部）を設けている。具体的には図１４（Ａ）では、この照射方向規制部はスリットＳＬにより実現されている。このスリットＳＬは、検出領域ＲＤＥＴの面に沿った第１のスリット面ＳＦＬ１と第２のスリット面ＳＦＬ２を有する。このように本実施形態では、光学式検出装置の筐体ＨＳに対して、照射方向に開口するスリットＳＬを設けることで、光学式検出装置の照射方向規制部を実現している。
【０１３６】
このようなスリットＳＬを設ければ、ライトガイドＬＧからの光は、スリット面ＳＦＬ１、ＳＦＬ２に沿った方向に規制される。これにより、図８の照射部ＥＵから出射される照射光が、Ｘ、Ｙ平面に平行な光になるように規制できる。従って、検出領域への照射光が、Ｚ方向に広がってしまう事態を防止でき、ユーザーの体がスクリーン２０に近づいた場合に、ユーザーの体を指やタッチペンなどの対象物であると誤検出してしまう事態を防止できる。従って、Ｚ方向の位置を検出する装置を設けなくても、対象物の適正な位置検出を実現できるようになる。
【０１３７】
また図１４（Ｂ）では、スリット面ＳＦＬ１、ＳＦＬ２に対して凹部が形成されている。即ち図１４（Ａ）ではスリット面ＳＦＬ１、ＳＦＬ２は平らな形状になっているが、図１４（Ｂ）では、スリット面ＳＦＬ１、ＳＦＬ２は平らな形状になっておらず、くぼみが形成されている。このような凹部を設けることでスリット面ＳＦＬ１、ＳＦＬ２での表面反射を抑制することが可能になり、ＸＹ平面に対して、より平行な光の照射光を検出領域ＲＤＥＴに対して出射できるようになる。
【０１３８】
なおスリット面ＳＦＬ１、ＳＦＬ２の表面に対して例えば無反射塗装などの加工を施すことで、凹部と同様の機能を実現することも可能である。また図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）では、照射光のＺ方向でのブレを規制する照射方向規制部をスリットＳＬにより実現する場合について示しているが、例えばルーバーフィルムなどの光学シートを用いて、照射方向規制部を実現してもよい。例えば図９（Ａ）のルーバーフィルムＬＦは、ライトガイドＬＧからの出射光の光指向の方向を法線方向に規制する機能を有する。従って、スリットＳＬによる照射方向規制部の機能と同様の機能を実現するためには、ライトガイドＬＧからの光の出射方向を、図８のＸＹ平面に平行な方向に規制する配置構成のルーバーフィルムを設ければよい。
【０１３９】
なお、以上では、曲線形状のライトガイドを有する光学式検出装置の構成について説明したが、本実施形態の光学式検出装置はこのような構成に限定されるものではなく種々の変形実施が可能である。例えば直線形状のライトガイドを用いた光学式検出装置であってもよい。
【０１４０】
９．取り付け装置の詳細な構造例
次に本実施形態の取り付け装置の詳細な構造例について図１５、図１６を用いて説明する。
【０１４１】
図１５は、本実施形態の取り付け装置を側面方向（Ｘ方向側）から見た側面図である。天井に取り付け装置を取り付けるための取り付け部３１は、取り付け部３２の取り付け用金具（ネジ、ネジ受け等）１００により、取り付け部３２に連結されて固定される。画像投射装置１０は、取り付け部３２の取り付け用金具１０２、１０４により、取り付け装置に連結されて固定される。
【０１４２】
図１５では、取り付け部３２と取り付け部３３は、ベース金具により一体に形成されている。そして光学式検出装置４０（照射部ＥＵ）は、取り付け部３３の取り付け用金具１０６により、取り付け装置に連結されて固定される。なお光学式検出装置４０の受光部ＲＵは、例えば画像投射装置１０と照射部ＥＵとの間に設けられている。
【０１４３】
図１６（Ａ）は、本実施形態の取り付け装置を正面方向（投射面側）から見た正面図である。図１６（Ａ）に示すように、取り付け装置は、取り付け部３１により天井４００に連結されて固定される。また光学式検出装置４０は、画像投射装置１０と投射面２２（投射面が設けられる壁）との間に配置されるように、取り付け部３３により取り付け装置に固定されている。
【０１４４】
なお図１５では、取り付け部３２と取り付け部３３がベース金具により一体に形成される場合の例を示したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば図１６（Ｂ）に示すように、取り付け部３２の金具と取り付け部３３の金具を連結するための連結部３４（ジョイント）を設けてもよい。この連結部３４は、ネジ、ネジ受け、連結用ベース金具等の取り付け用金具１１２、１１４により構成される。
【０１４５】
図１６（Ｂ）の構成によれば、取り付け部３２と取り付け部３３を、連結部３４を用いて着脱自在にできる。従って、例えば光学式検出装置４０を必要としないユーザーに対しては、取り付け部３３を取り外すことで、取り付け装置を、画像投射装置１０の通常の天吊り金具として提供できるようになる。一方、光学式検出装置４０を必要とするユーザーに対しては、連結部３４を用いて取り付け部３３を連結することで、取り付け装置を、光学式検出装置付きの天吊り金具として提供できるようになる。
【０１４６】
１０．キャリブレーション
さて、光学式検出装置４０においては、対象物の適正な位置検出を実現するために、位置検出のためのキャリブレーションを行うことが望ましい。このために図１７では、光学式検出装置４０に対して、画像投射装置１０等との間のインターフェース処理を行うＩ／Ｆ（インターフェース）部４２を設けている。そして光学式検出装置４０は、このＩ／Ｆ部４２を介してキャリブレーション用情報を画像投射装置１０に送信する。或いは、通常検出期間では、検出された位置情報をＩ／Ｆ部４２を介して画像投射装置１０に送信する。
【０１４７】
図１７に示すように、画像投射装置１０は、Ｉ／Ｆ部１６、通信部１８を含む。そして画像投射装置１０は、Ｉ／Ｆ部１６を介してキャリブレーション用情報を光学式検出装置４０から受信する。また通常の位置検出期間では、検出位置情報をＩ／Ｆ部１６を介して光学式検出装置４０から受信する。そして画像投射装置１０は、受信したキャリブレーション用情報や通常検出期間での検出位置情報を、通信部１８を介して、情報処理装置であるＰＣ（パーソナルコンピュータ）に送信する。この通信部１８は、有線の通信を行うものであってもよいし、無線ＬＡＮ等の無線の通信を行うものであってもよい。なお、キャリブレーション用情報は、例えばキャリブレーション用のプログラムや、キャリブレーション期間での検出位置情報などである。
【０１４８】
Ｉ／Ｆ部４２は、例えばＵＳＢ（Universal Serial Busなどにより実現できる。この場合には図１７に示すように、光学式検出装置４０のＩ／Ｆ部４２（ＵＳＢインターフェース）は、ＵＳＢケーブルを介して画像投射装置１０のＩ／Ｆ部１６に接続される。このようなＵＳＢを用いれば、画像投射装置１０が元々有しているＵＳＢの端子を用いて、光学式検出装置４０を接続できるようになるため、汎用性を向上できる。
【０１４９】
またＵＳＢを用いれば、光学式検出装置４０は、Ｉ／Ｆ部４２を介して画像投射装置１０から電源を受電することが可能になる。具体的には光学式検出装置４０は、ＵＳＢのＶＢＵＳを介して画像投射装置１０から電源を受電する。そして光学式検出装置４０は、受電した電源に基づいて動作する。例えば受電した電源を用いて発光素子を発光させたり、検出部５０、制御部６０等のＩＣ（集積回路装置）を動作させる。
【０１５０】
なお、光学式検出装置４０のＩ／Ｆ部４２は、ＵＳＢインターフェースには限定されず、ＵＳＢ以外の有線の高速シリアルインターフェースを用いてもよい。この場合には、電源の給電や受電が可能な高速シリアルインターフェースであることが望ましい。或いは、有線のインターフェースではなく、ブルートゥースや無線ＬＡＮなどの無線インターフェースであってもよい。また光学式検出装置４０と図１７のＰＣ（広義には情報処理装置）が、無線インターフェースで通信するようにしてもよい。この場合には、キャリブレーション用情報や通常検出期間での検出位置情報は、無線インターフェースを介してＰＣに送信される。
【０１５１】
本実施形態では、図８の検出部５０が、画像投射装置１０が投射面２２に対して、後述する図１９（Ｃ）に示すようなキャリブレーション用画面の画像を投射した後に、検出領域での対象物の位置情報を検出する。そして光学式検出装置４０は、検出された対象物の位置情報（広義にはキャリブレーション用情報）を、画像投射装置１０に送信する。具体的には、検出された位置情報をＩ／Ｆ部４２を介して画像投射装置１０に送信する。
【０１５２】
すると画像投射装置１０は、受信した位置情報を、通信部１８を介して、画像投射装置１０を制御するＰＣに送信する。これにより、ＰＣ（ＰＣ上で動作するプログラム）は、キャリブレーション用画面においてユーザーが正しい位置を指示したか否かなどを判断できるようになる。
【０１５３】
また光学式検出装置４０は、キャリブレーション処理を行うためのキャリブレーション用プログラムを、その記憶部（ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリー）に記憶している。そして光学式検出装置４０は、このキャリブレーション用プログラムを、Ｉ／Ｆ部４２を介して画像投射装置１０に送信する。
【０１５４】
すると画像投射装置１０は、受信したキャリブレーション用プログラムを、通信部１８を介してＰＣに送信する。これにより、ＰＣは、受信したキャリブレーション用プログラムをインストールして、キャリブレーション用プログラムによるキャリブレーション処理を実行できるようになる。なお、検出された位置情報やキャリブレーション用プログラムなどを、無線のＩ／Ｆ部４２を介して直接にＰＣに送信するようにしてもよい。
【０１５５】
次に本実施形態のキャリブレーション処理の具体例について図１８のフローチャートを用いて説明する。
【０１５６】
ユーザーは、画像投射装置１０の設置時に、本実施形態の取り付け装置に対して、取り付け部３２を用いて画像投射装置１０を取り付ける。また取り付け装置に対して、取り付け部３３を用いて光学式検出装置４０を取り付ける。そして、例えばＵＳＢケーブルにより、画像投射装置１０と光学式検出装置４０を接続する。すると、画像投射装置１０が光学式検出装置４０に対してＵＳＢを介して電源を供給し（ステップＳ１）、これにより光学式検出装置４０の動作が開始する。
【０１５７】
次に、光学式検出装置４０が画像投射装置１０に対してＵＳＢを介してキャリブレーション用プログラムを送信する（ステップＳ２）。すると、画像投射装置１０がＰＣに対して、無線ＬＡＮや有線通信でキャリブレーション用プログラムを送信する（ステップＳ３）。
【０１５８】
次に図１９（Ａ）に示すように、ＰＣにおいてキャリブレーション用プログラムのインストールが実行される（ステップＳ４）。そしてインストールが終了すると、ＰＣの表示部に対して、図１９（Ｂ）に示すようなキャリブレーション開始選択画面が表示される（ステップＳ５）。
【０１５９】
図１９（Ｂ）のキャリブレーション開始選択画面において、ユーザーがキャリブレーションの開始を選択すると（ステップＳ６）、ＰＣからの指示により画像投射装置１０が、図１９（Ｃ）に示すようなキャリブレーション用画面の画像を、スクリーン２０（投射面）に投射する（ステップＳ７）。図１９（Ｃ）のキャリブレーション用画面には、ユーザーが指示（ポインティング）すべき複数のポイントが表示されている。そして、ユーザーが指示すべきポイントをユーザーに知らせるためのカーソルも表示されている。従って、図１に示すようにユーザーは、カーソルのあるポイントを指等を用いて指示する。すると、このキャリブレーション用画面においてユーザーが指等により指示した位置を、光学式検出装置４０が検出する（ステップＳ８）。即ちユーザーの指の位置のＸ、Ｙ座標を検出する。
【０１６０】
そして光学式検出装置４０が画像投射装置１０に対して、ＵＳＢを介して、検出位置情報を送信する（ステップＳ９）。すると画像投射装置１０がＰＣに対して、無線ＬＡＮや有線通信により検出位置情報を送信する（ステップＳ１０）。
【０１６１】
次にＰＣが、ユーザーにより指示された位置を判断して、キャリブレーション処理を実行する（ステップＳ１１）。例えば図１９（Ｃ）の各ポイントの位置と、ユーザーが実際に指示した位置を比較して、検出位置のズレを調整するためのキャリブレーション処理を実行する。そして、キャリブレーションが完了したか否かを判断し（ステップＳ１２）、全てのキャリブレーションが完了するまでステップＳ８〜Ｓ１１の処理を繰り返す。
【０１６２】
以上のように説明したキャリブレーション処理により求められたキャリブレーションの調整情報（検出位置のズレを調整する情報）は、例えばＰＣに保存される。そして、光学式検出装置４０が通常の位置検出を行う通常動作時においては、このキャリブレーション調整情報に基づいて、検出位置のズレの補正処理が行われる。なお、キャリブレーション調整情報を、ＰＣから画像投射装置１０を介して光学式検出装置４０に送信して、光学式検出装置４０側において検出位置のズレの補正処理を行うようにしてもよい。
【０１６３】
以上のようにすれば、画像投射装置１０の設置時にキャリブレーション処理を実行して、キャリブレーション調整情報を得ることが可能になる。そして画像投射装置１０の設置後の通常動作時においては、得られたキャリブレーション調整情報を用いて、検出位置のズレの補正処理を実行して、正確な位置検出を実現できるようになる。
【０１６４】
なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また取り付け装置、光学式検出装置、投写型表示装置等の構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０１６５】
ＥＵ  照射部、ＲＵ  受光部、ＡＲＤ  表示エリア、ＲＤＥＴ  検出領域、
ＬＧ、ＬＧ１、ＬＧ２  ライトガイド、ＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ１１〜ＬＳ２２  光源部、
ＲＳ、ＲＳ１、ＲＳ２  反射シート、ＰＳ、ＰＳ１、ＰＳ２  プリズムシート、
ＬＦ、ＬＦ１、ＬＦ２  ルーバーフィルム、ＬＥ、ＬＥ１、ＬＥ２  照射方向設定部、
ＬＴ  照射光、ＬＩＤ１  第１の照射光強度分布、ＬＩＤ２  第２の照射光強度分布、
ＳＬＢ  入射光用スリット、ＳＬＢ１  第１のスリット面、
ＳＬＢ２  第２のスリット面、ＳＬ  照射光用スリット、
ＳＦＬ１  第１のスリット面、ＳＦＬ２  第２のスリット面、
１０  画像投射装置、１２  投射部、１４  放熱部、１６  Ｉ／Ｆ部、１８  通信部、
２０  スクリーン、２２  投射面、３１  第１の取り付け部、３２  第２の取り付け部、
３３  第３の取り付け部、３４  連結部、４０  光学式検出装置、４２  Ｉ／Ｆ部、
５０  検出部、６０  制御部、
１００、１０２、１０４、１０６、１１２、１１４  取り付け用金具、４００  天井
【図１】
2011248041.tif 000003
【図２】
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【図３】
2011248041.tif 000005
【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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