(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面に対する操作を検出する検出部と、
前記検出部を制御し、指示体による前記操作を検出させる検出制御部と、
前記検出制御部から取得した操作に基づいて処理を実行する処理部と、を備え、
前記検出制御部は、１つの指示体による第１の操作と、前記第１の操作よりも前の予め設定された時間内の第２の操作とが検出され、前記第１の操作の座標と前記第２の操作の座標とが予め設定された範囲内にある場合に、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標として処理し、
前記検出部により検出される前記操作の、前記表示面における検出位置に応じて前記予め設定された範囲を変更し、
前記検出制御部は、前記表示面の第１の位置に設定される前記範囲が、前記第１の位置よりも上方に位置する第２の位置に設定される前記範囲よりも広くなるように設定された設定情報に従って、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標として処理するか否かを判定することを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
表示面に対する操作を検出する検出部と、
前記検出部を制御し、指示体による前記操作を検出させる検出制御部と、
前記検出制御部から取得した操作に基づいて処理を実行する処理部と、を備え、
前記検出制御部は、１つの指示体による第１の操作と、前記第１の操作よりも前の予め設定された時間内の第２の操作とが検出され、前記第１の操作の座標と前記第２の操作の座標とが予め設定された範囲内にある場合に、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標として処理し、
前記検出部により検出される前記操作の、前記表示面における検出位置に応じて前記予め設定された範囲を変更し、
前記検出制御部は、前記表示面の第１の位置に設定される前記範囲が、前記第１の位置よりも前記検出部に近い第２の位置に設定される前記範囲よりも広くなるように設定された設定情報に従って、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標として処理するか否かを判定することを特徴とする位置検出装置。
【請求項３】
前記表示面の上部に設置され、前記指示体を検出する検出光を射出する射出部を備え、
前記検出部は、前記表示面の上部に設置され、前記表示面に対する操作を行う前記指示体で反射した前記検出光を撮影して、前記指示体による前記表示面に対する操作を検出する、請求項２記載の位置検出装置。
【請求項４】
表示面に画像を表示させる表示部と、
前記表示面に対する操作を検出する検出部と、
前記検出部を制御し、指示体による前記操作を検出させる検出制御部と、
前記検出制御部から取得した操作に基づいて処理を実行する処理部と、を備え、
前記検出制御部は、１つの指示体による第１の操作と、前記第１の操作よりも前の予め設定された時間内の第２の操作とが検出され、前記第１の操作の座標と前記第２の操作の座標とが予め設定された範囲内にある場合に、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標として処理し、
前記検出部により検出される前記操作の、前記表示面における検出位置に応じて前記予め設定された範囲を変更し、
前記検出制御部は、前記表示面の第１の位置に設定される前記範囲が、前記第１の位置よりも上方に位置する第２の位置に設定される前記範囲よりも広くなるように設定された設定情報に従って、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標として処理するか否かを判定することを特徴とする表示装置。
【請求項５】
表示面に画像を表示させる表示部と、
前記表示面に対する操作を検出する検出部と、
前記検出部を制御し、指示体による前記操作を検出させる検出制御部と、
前記検出制御部から取得した操作に基づいて処理を実行する処理部と、を備え、
前記検出制御部は、１つの指示体による第１の操作と、前記第１の操作よりも前の予め設定された時間内の第２の操作とが検出され、前記第１の操作の座標と前記第２の操作の座標とが予め設定された範囲内にある場合に、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標として処理し、
前記検出部により検出される前記操作の、前記表示面における検出位置に応じて前記予め設定された範囲を変更し、
前記検出制御部は、前記表示面の第１の位置に設定される前記範囲が、前記第１の位置よりも前記検出部に近い第２の位置に設定される前記範囲よりも広くなるように設定された設定情報に従って、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標として処理するか否かを判定することを特徴とする表示装置。
【請求項６】
表示面に対する操作を検出するステップと、
前記検出するステップで検出した指示位置の座標を変更するか否かを判定するステップと、
前記操作に基づいた処理を実行するステップと、を備え、
前記判定するステップは、１つの指示体による第１の操作と、前記第１の操作よりも前の予め設定された時間内の第２の操作とが検出され、前記第１の操作の座標と前記第２の操作の座標とが予め設定された範囲内にある場合に、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標として処理し、
前記検出するステップにより検出される前記操作の、前記表示面における検出位置に応じて前記予め設定された範囲を変更し、
前記判定するステップは、前記表示面の第１の位置に設定される前記範囲が、前記第１の位置よりも上方に位置する第２の位置に設定される前記範囲よりも広くなるように設定された設定情報に従って、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標として処理するか否かを判定することを特徴とする位置検出方法。
【請求項７】
表示面に対する操作を検出部により検出するステップと、
前記検出するステップで検出した指示位置の座標を変更するか否かを判定するステップと、
前記操作に基づいた処理を実行するステップと、を備え、
前記判定するステップは、１つの指示体による第１の操作と、前記第１の操作よりも前の予め設定された時間内の第２の操作とが検出され、前記第１の操作の座標と前記第２の操作の座標とが予め設定された範囲内にある場合に、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標として処理し、
前記検出するステップにより検出される前記操作の、前記表示面における検出位置に応じて前記予め設定された範囲を変更し、
前記判定するステップは、前記表示面の第１の位置に設定される前記範囲が、前記第１の位置よりも前記検出部に近い第２の位置に設定される前記範囲よりも広くなるように設定された設定情報に従って、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標として処理するか否かを判定することを特徴とする位置検出方法。
【請求項８】
表示面に画像を表示させるステップと、
前記表示面に対する操作を検出するステップと、
前記検出するステップで検出した指示位置の座標を変更するか否かを判定するステップと、
前記操作に基づいた処理を実行するステップと、を備え、
前記判定するステップは、１つの指示体による第１の操作と、前記第１の操作よりも前の予め設定された時間内の第２の操作とが検出され、前記第１の操作の座標と前記第２の操作の座標とが予め設定された範囲内にある場合に、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標として処理し、
前記検出するステップにより検出される前記操作の、前記表示面における検出位置に応じて前記予め設定された範囲を変更し、
前記判定するステップは、前記表示面の第１の位置に設定される前記範囲が、前記第１の位置よりも上方に位置する第２の位置に設定される前記範囲よりも広くなるように設定された設定情報に従って、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標として処理するか否かを判定することを特徴とする表示方法。
【請求項９】
表示面に画像を表示させるステップと、
前記表示面に対する操作を検出部により検出するステップと、
前記検出するステップで検出した指示位置の座標を変更するか否かを判定するステップと、
前記操作に基づいた処理を実行するステップと、を備え、
前記判定するステップは、１つの指示体による第１の操作と、前記第１の操作よりも前の予め設定された時間内の第２の操作とが検出され、前記第１の操作の座標と前記第２の操作の座標とが予め設定された範囲内にある場合に、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標として処理し、
前記検出するステップにより検出される前記操作の、前記表示面における検出位置に応じて前記予め設定された範囲を変更し、
前記判定するステップは、前記表示面の第１の位置に設定される前記範囲が、前記第１の位置よりも前記検出部に近い第２の位置に設定される前記範囲よりも広くなるように設定された設定情報に従って、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標として処理するか否かを判定することを特徴とする表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検出装置、表示装置、位置検出方法、及び、表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表示面に対する操作を検出する位置検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の座標入力装置は、操作画面に対する操作入力を検出する座標入力装置であって、電子ペンや手などを使ってクリックやダブルクリックをする際に、人間の手の動きのぶれや、視差、影による入力のずれがあっても、シングルクリックやダブルクリックを認識しやすいように座標を補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２０３８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、指示体による表示面に対する操作指示では、操作者が指示したい位置を確実に指示できるとは限らない。例えば、立ったまま指示体を操作する場合に、操作者が指示体による操作に不慣れであると、操作時に操作者の腕は固定されないので、目的とする位置を指示することが難しい。また、指示体により指示された表示面の指示位置を検出部により検出する構成の場合、指示される表示面の指示位置によって、検出部が検出する指示位置に含まれる誤差が異なる場合があり、指示体により指示された位置を正確に検出するのが難しい。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、指示体による操作の操作性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の位置検出装置は、表示面に対する操作を検出する検出部と、前記検出部が検出した前記操作を行った指示体を識別し、前記操作と前記指示体とを対応付ける識別部と、前記検出部が検出した操作のうち、前記指示体に対応付けられた操作を処理する処理部と、を備え、前記識別部は、１つの指示体による第１の操作と、前記第１の操作よりも前の予め設定された時間内の第２の操作とが検出され、前記第１の操作の座標と前記第２の操作の座標とが予め設定された範囲内にある場合に、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標として処理し、前記検出部により検出される前記操作の、前記表示面における検出位置に応じて前記予め設定された範囲を変更する。
本発明によれば、指示体による操作の操作性を向上させることができる。
【０００６】
また、本発明は、上記位置検出装置において、前記識別部は、前記表示面の第１の位置に設定される前記範囲が、前記第１の位置よりも上方に位置する第２の位置に設定される前記範囲よりも広くなるように設定された設定情報に従って、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標として処理するか否かを判定する。
本発明によれば、表示面の下方において、指示体により指示された座標にばらつきがあっても同一の座標であると判定される確率を高めることができる。
【０００７】
また、本発明は、上記位置検出装置において、前記識別部は、前記表示面の第１の位置に設定される前記範囲が、前記第１の位置よりも前記検出部に近い第２の位置に設定される前記範囲よりも広くなるように設定された設定情報に従って、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標として処理するか否かを判定する。
本発明によれば、指示体により、検出部から離れた位置が指示され、指示された座標にばらつきがあっても同一の座標であると判定される確率を高めることができる。
【０００８】
また、本発明は、上記位置検出装置において、前記表示面の上部に設置され、前記指示体を検出する検出光を射出する射出部を備え、前記検出部は、前記表示面の上部に設置され、前記表示面に対する操作を行う指示体で反射した前記検出光を撮影して、前記指示体による前記表示面に対する操作を検出する。
【０００９】
本発明の表示装置は、表示面に画像を表示させる表示部と、前記表示面に対する操作を検出する検出部と、前記検出部が検出した前記操作を行った指示体を識別し、前記操作と前記指示体とを対応付ける識別部と、前記検出部が検出した操作のうち、前記指示体に対応付けられた操作を処理する処理部と、を備え、前記識別部は、１つの指示体による第１の操作と、前記第１の操作よりも前の予め設定された時間内の第２の操作とが検出され、前記第１の操作の座標と前記第２の操作の座標とが予め設定された範囲内にある場合に、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標として処理し、前記検出部により検出される前記操作の、前記表示面における検出位置に応じて前記予め設定された範囲を変更する。
本発明によれば、指示体による操作の操作性を向上させることができる。
【００１０】
本発明の位置検出装置の制御方法は、表示面に対する操作を検出するステップと、前記検出するステップで検出した前記操作を行った指示体を識別し、前記操作と前記指示体とを対応付けるステップと、前記検出するステップで検出した操作のうち、前記指示体に対応付けられた操作を処理するステップと、を備え、前記対応付けるステップは、１つの指示体による第１の操作と、前記第１の操作よりも前の予め設定された時間内の第２の操作とが検出され、前記第１の操作の座標と前記第２の操作の座標とが予め設定された範囲内にある場合に、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標として処理し、前記検出するステップにより検出される前記操作の、前記表示面における検出位置に応じて前記予め設定された範囲を変更する。
本発明によれば、指示体による操作の操作性を向上させることができる。
【００１１】
本発明の表示装置の制御方法は、表示面に画像を表示させるステップと、前記表示面に対する操作を検出するステップと、前記検出するステップで検出した前記操作を行った指示体を識別し、前記操作と前記指示体とを対応付けるステップと、前記検出するステップで検出した操作のうち、前記指示体に対応付けられた操作を処理するステップと、を備え、前記対応付けるステップは、１つの指示体による第１の操作と、前記第１の操作よりも前の予め設定された時間内の第２の操作とが検出され、前記第１の操作の座標と前記第２の操作の座標とが予め設定された範囲内にある場合に、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標として処理し、前記検出するステップにより検出される前記操作の、前記表示面における検出位置に応じて前記予め設定された範囲を変更する。
本発明によれば、指示体による操作の操作性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】プロジェクションシステムの概略構成図。
【図２】プロジェクションシステムの機能ブロック図。
【図３】プロジェクター、第１指示体及び光出射装置の通信シーケンスを示す図。
【図４】制御部の処理を示すフローチャート。
【図５】第２指示体の指示位置を検出する様子を示す図。
【図６】第２指示体の指示位置を検出する様子を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［第１実施形態］
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明を適用した実施形態のプロジェクションシステム１の構成を示す図である。プロジェクションシステム１は、スクリーンＳＣ（表示面）の上方に設置されたプロジェクター１０と、スクリーンＳＣの上部に設置された光出射装置１００とを備える。
【００１４】
プロジェクター１０は、スクリーンＳＣの直上又は斜め上方に設置され、斜め下方のスクリーンＳＣに向けて画像を投射する。また、本実施形態で例示するスクリーンＳＣは、壁面に固定され、又は床面に立設された平板又は幕である。また、表示面は、スクリーンＳＣに限定されず、壁面をスクリーンＳＣとして使用することも可能である。この場合、スクリーンＳＣとして使用される壁面の上部にプロジェクター１０及び光出射装置１００を取り付けるとよい。
【００１５】
プロジェクションシステム１は、操作者のスクリーンＳＣに対する操作を検出する。スクリーンＳＣに対する操作には、ペン型の第１指示体７０又は操作者の手指である第２指示体８０を用いることができる。第１指示体７０は、操作者が棒状の軸部７２を手に持って、先端部７１をスクリーンＳＣに接触させるように操作される。
【００１６】
図２は、プロジェクションシステム１を構成する各部の機能ブロック図である。まず、第１指示体７０の構成について説明する。
第１指示体７０は、制御部７３、送受信部７４、操作スイッチ７５及び電源部７６を備え、これらの各部は軸部７２内に収容される。
送受信部７４は、赤外ＬＥＤ等の光源と、赤外光（赤外線信号）を受光する受光素子とを備え、制御部７３の制御に従って光源を点灯又は消灯させ、受光素子の受光状態を示す信号を制御部７３に出力する。
操作スイッチ７５は、第１指示体７０の先端部７１に内蔵され、第１指示体７０の先端部７１が壁やスクリーンＳＣに接触して押圧された場合にオンとなる。
制御部７３は、送受信部７４及び操作スイッチ７５に接続され、操作スイッチ７５のオン又はオフ状態を検出する。制御部７３は、操作スイッチ７５がオンの場合と、オフの場合とで、送受信部７４の備える光源の点灯パターンを変更する。プロジェクター１０は、第１指示体７０が発する赤外光（赤外線信号）に基づき、先端部７１の位置を検出する。また、プロジェクター１０は、第１指示体７０が発する赤外光の点灯パターンに基づいて、第１指示体７０が壁やスクリーンＳＣに押しつけられているか否かを判定する。
電源部７６は、電源として乾電池又は二次電池を有し、制御部７３、送受信部７４及び操作スイッチ７５の各部に電力を供給する。第１指示体７０は、電源部７６からの電源供給をオン／オフする電源スイッチ（不図示）を備える。
【００１７】
次に、プロジェクター１０の構成について説明する。
プロジェクター１０は、ＰＣ（パーソナルコンピューター）、ビデオ再生装置、ＤＶＤ再生装置、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ（ブルーレイディスク）再生装置等の画像供給装置（不図示）に接続される。プロジェクター１０は、画像供給装置から供給されるアナログ画像信号又はデジタル画像データに基づいて、スクリーンＳＣに画像を投射する。また、プロジェクター１０は、内蔵する記憶部６０や外部接続される記憶媒体に記憶された画像データを読み出して、この画像データに基づきスクリーンＳＣに画像を表示してもよい。
【００１８】
プロジェクター１０は、外部の装置に接続されるインターフェイスとして、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）部１１及び画像Ｉ／Ｆ（インターフェイス）部１２を備える。Ｉ／Ｆ部１１及び画像Ｉ／Ｆ部１２は有線接続用のコネクターを備え、上記コネクターに対応するインターフェイス回路を備えていてもよい。また、Ｉ／Ｆ部１１及び画像Ｉ／Ｆ部１２は、無線通信インターフェイスを備えていてもよい。有線接続用のコネクター及びインターフェイス回路としては有線ＬＡＮ、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ等に準拠したものが挙げられる。また、無線通信インターフェイスとしては無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等に準拠したものが挙げられる。画像Ｉ／Ｆ部１２には、ＨＤＭＩ（登録商標）インターフェイス等の画像データ用のインターフェイスを用いることもできる。画像Ｉ／Ｆ部１２は、音声データが入力されるインターフェイスを備えてもよい。
【００１９】
Ｉ／Ｆ部１１は、ＰＣ等の外部の装置との間で各種データを送受信するインターフェイスである。Ｉ／Ｆ部１１は、画像の投射に関する制御データ、プロジェクター１０の動作を設定する設定データ、プロジェクター１０が検出した指示位置の座標等を入出力する。後述する制御部３０は、Ｉ／Ｆ部１１を介して外部の装置とデータを送受信する。
画像Ｉ／Ｆ部１２は、デジタル画像データが入力されるインターフェイスである。本実施形態のプロジェクター１０は、画像Ｉ／Ｆ部１２を介して入力されるデジタル画像データに基づき画像を投射する。なお、プロジェクター１０は、アナログ画像信号に基づき画像を投射する機能を備えてもよく、この場合、画像Ｉ／Ｆ部１２は、アナログ画像用のインターフェイスと、アナログ画像信号をデジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換回路とを備えてもよい。
【００２０】
プロジェクター１０は、光学的な画像の形成を行う投射部２０を備える。投射部２０は、光源部２１、光変調装置２２及び投射光学系２３を有する。光源部２１は、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、又はレーザー光源等からなる光源を備える。また、光源部２１は、光源が発した光を光変調装置２２に導くリフレクター及び補助リフレクターを備えていてもよい。さらに、投射光の光学特性を高めるためのレンズ群（図示略）、偏光板、又は光源が発した光の光量を光変調装置２２に至る経路上で低減させる調光素子等を備えていてもよい。
【００２１】
光変調装置２２は、例えばＲＧＢの三原色に対応した３枚の透過型液晶パネルを備え、この液晶パネルを透過する光を変調して画像光を生成する。光源部２１からの光はＲＧＢの３色の色光に分離され、各色光は対応する各液晶パネルに入射する。各液晶パネルを通過して変調された色光はクロスダイクロイックプリズム等の合成光学系によって合成され、投射光学系２３に射出される。
【００２２】
投射光学系２３は、光変調装置２２により変調された画像光をスクリーンＳＣ方向へ導き、スクリーンＳＣ上に結像させるレンズ群を備える。また、投射光学系２３は、スクリーンＳＣの投射画像の拡大・縮小を行うズーム機構、フォーカスの調整を行うフォーカス調整機構を備えていてもよい。プロジェクター１０が短焦点型である場合、投射光学系２３に、画像光をスクリーンＳＣに向けて反射する凹面鏡を備えていてもよい。
【００２３】
投射部２０は、制御部３０の制御に従って光源部２１を点灯させる光源駆動部４５、及び制御部３０の制御に従って光変調装置２２を動作させる光変調装置駆動部４６が接続される。光源駆動部４５は、光源部２１の点灯／消灯の切り替えを行い、光源部２１の光量を調整する機能を有していてもよい。
【００２４】
プロジェクター１０は、投射部２０が投射する画像を処理する画像処理系を備える。この画像処理系は、プロジェクター１０を制御する制御部３０、記憶部６０、画像処理部４０、フレームメモリー４１を含む。プロジェクター１０は、この他に、操作パネル１７、操作検出部１８、リモコン受光部１９、検出部５０、姿勢センサー４７、出射装置駆動部４８、接続部４９を備える。制御部３０及び検出部５０は、位置検出装置６５を構成する。
【００２５】
制御部３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のハードウェアを備え、ＣＰＵがＲＯＭに記憶した基本制御プログラム、及び記憶部６０に記憶された制御プログラムを実行することにより、プロジェクター１０を制御する。また、制御部３０は、記憶部６０が記憶する制御プログラムを実行することにより、投射制御部３１、出射制御部３２、キャリブレーション制御部３３、検出制御部（識別部）３４、処理部３５として機能する。これら各機能ブロックの詳細な説明については後述する。
記憶部６０は、フラッシュメモリー、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリーであり、制御部３０が制御に使用する制御プログラムや、設定情報６１を記憶する。設定情報６１には、制御部３０の処理に使用するしきい値が含まれる。しきい値は、１つの第１指示体７０によって指示された、スクリーンＳＣ上の異なる２点の座標を、同一の座標として処理するか否かを判定する距離のしきい値である。記憶部６０は、上部用のしきい値と下部用のしきい値との２つのしきい値を記憶する。上部用のしきい値は、スクリーンＳＣを垂直方向の真ん中で２つに分割した場合の、上側の領域（第２の位置）が第１指示体７０によって指示された場合のしきい値である。また下部用のしきい値は、スクリーンＳＣの下側の領域（第１の位置）が第１指示体７０によって指示された場合のしきい値である。下部用のしきい値は、上部用のしきい値よりも値が大きく設定される。
なお、判定に用いるしきい値は、上部用と下部用の２つには限定されない。例えば、スクリーンＳＣを上部、下部、中部の３つの領域に分割して、各領域に対応するしきい値を用いることも可能である。また、スクリーンＳＣの上部の領域から下部の領域にいくほど、しきい値が大きくなるように設定してもよい。さらに、検出部５０を含むプロジェクター１０及び光出射装置１００がスクリーンＳＣの下部に位置する場合には、スクリーンＳＣの下部の領域に対応するしきい値より上部の領域に対応するしきい値の方が大きくなるように設定してもよい。つまり、検出部５０及び光出射装置１００がスクリーンＳＣに対して第１の方向側に位置する（検出部５０及び光出射装置１００がともに上部位置する、若しくは下部に位置する等）場合、スクリーンＳＣの第１の領域に対応するしきい値より、第１の領域に対して第１の方向とは反対側に位置する第２の領域に対応するしきい値を大きく設定してもよい。
【００２６】
画像処理部４０は、制御部３０の制御に従って画像Ｉ／Ｆ部１２から入力される画像データを取得し、取得した画像データについて、画像サイズや解像度、静止画像か動画像であるか、動画像である場合はフレームレート、３次元画像データであるか等の属性を判定する。
画像処理部４０は、フレームメモリー４１に接続され、取得した画像データをフレームメモリー４１にフレームごとに展開する。画像処理部４０は、展開した画像データに対して画像処理を実行する。画像処理部４０は、画像処理として、例えば、解像度変換処理、ガンマ補正処理、色むら補正処理、輝度補正処理、形状補正処理等の処理を実行する。また、画像処理部４０は、上記の複数の処理を組み合わせて実行することも勿論可能である。
画像処理部４０は、処理後の画像をフレームメモリー４１から読み出して、この画像に対応するＲ、Ｇ、Ｂの画像信号を生成し、光変調装置駆動部４６に出力する。
光変調装置駆動部４６は、画像処理部４０から入力される画像信号に基づいて光変調装置２２の液晶パネルを駆動し、画像を描画する。
【００２７】
操作パネル１７は、操作者が操作を行うための各種スイッチ及びインジケーターランプを備える。操作パネル１７は、操作検出部１８に接続される。操作検出部１８は、制御部３０の制御に従い、プロジェクター１０の動作状態や設定状態に応じて操作パネル１７のインジケーターランプを適宜点灯又は点滅させる。操作パネル１７のスイッチが操作されると、操作されたスイッチに対応する操作信号が操作検出部１８を介して制御部３０に入力される。
また、リモコン受光部１９は、リモコン（不図示）が発する赤外線信号を受光する。リモコン受光部１９は、操作検出部１８に接続される。リモコン受光部１９は、リモコンから受光した赤外線信号をデコードして、リモコンにおける操作内容を示す操作信号を生成し、操作検出部１８に出力する。リモコン受光部１９で生成された操作信号は、操作検出部１８を介して制御部３０に入力される。
【００２８】
出射装置駆動部４８は、接続部４９を介して光出射装置１００に接続される。接続部４９は、例えば複数のピンを有するコネクターであり、接続部４９には光出射装置１００がケーブル１１０を介して接続される。出射装置駆動部４８は、制御部３０の制御に従ってパルス信号を生成し、接続部４９を介して光出射装置１００に出力する。また、出射装置駆動部４８は接続部４９を介して光出射装置１００に電源を供給する。
【００２９】
光出射装置１００は、図１に示すように略箱形のケースに、光源部１０１及び光学部品を収容して構成される。本実施形態の光出射装置１００は、光源部１０１に、赤外光を発する固体光源（不図示）を備える。固体光源が発する赤外光は、平行化レンズ及びパウエルレンズによって拡散され、スクリーンＳＣに沿った面を形成する。また、光源部１０１が複数の固体光源を備え、これら複数の固体光源が発する光をそれぞれ拡散させることによって、スクリーンＳＣの画像投射範囲を覆うように光の層を形成してもよい。また、光出射装置１００は、光源部１０１が発する光の層とスクリーンＳＣとの間の距離や角度を調整する調整機構を備えていてもよい。
【００３０】
光出射装置１００は、出射装置駆動部４８から供給されるパルス信号及び電源により、光源部１０１を点灯させる。光源部１０１が点灯及び消灯するタイミングは、出射装置駆動部４８が制御する。制御部３０は、出射装置駆動部４８を制御して、後述する撮影部５１が撮影を行うタイミングに同期して光源部１０１を点灯させる。
【００３１】
検出部５０は、撮影部５１、撮影制御部５２、送信部５３、位置検出部５４及び座標検出部５５を備え、スクリーンＳＣに対する第１指示体７０及び第２指示体８０の操作を検出する。
【００３２】
撮影部５１は、スクリーンＳＣの上方に設置されたプロジェクター１０に内蔵される。撮影部５１は、撮像光学系、撮像素子、インターフェイス回路等を有し、投射光学系２３の投射方向を撮影する。撮影部５１の撮像光学系は、投射光学系２３と略同じ方向を向いて配置され、スクリーンＳＣとその周辺部とを含む範囲を撮影範囲とする画角を有する。また、撮像素子は、赤外領域及び可視光領域の光を受光するＣＣＤやＣＭＯＳが挙げられる。撮影部５１は、撮像素子に入射する光の一部を遮るフィルターを備えてもよく、例えば、赤外光を受光させる場合に、主に赤外領域の光を透過するフィルターを撮像素子の前に配置させてもよい。また、撮影部５１のインターフェイス回路は、撮像素子の検出値を読み出して出力する。
【００３３】
撮影制御部５２は、撮影部５１により撮影を実行させて撮影画像のデータを形成する。撮像素子が可視光による撮影を行うと、スクリーンＳＣ上に投射された画像が撮影される。また、撮影制御部５２は、撮影部５１により赤外光を撮影させることができ、この場合の撮影画像のデータには第１指示体７０が発する赤外光（赤外線信号）や、光出射装置１００から出射される赤外光の、第２指示体８０に反射した反射光（検出光）が写る。
【００３４】
送信部５３は、撮影制御部５２の制御に従って、第１指示体７０に対して赤外線信号を送信する。送信部５３は、赤外ＬＥＤ等の光源を有し、この光源を位置検出部５４の制御に従って点灯及び消灯させる。
【００３５】
位置検出部５４は、撮影制御部５２から入力される撮影画像のデータから、第１指示体７０が発した光の像、及び第２指示体８０で反射した反射光の像を検出する。位置検出部５４は、後述する第２〜第４フェーズにおいて撮影された撮影画像のデータから、光の像を検出する。
座標検出部５５は、位置検出部５４が第２〜第４フェーズの撮影画像のデータから検出した光の像の位置に基づいて、光の像の位置の撮影画像のデータにおける座標を検出する。また、座標検出部５５は、投射部２０が投射した投射画像における指示体７０、８０の指示位置の座標を算出して、制御部３０に出力してもよい。さらに、座標検出部５５は、画像処理部４０がフレームメモリー４１に描画した画像データにおける指示体７０又は８０の指示位置の座標や、画像Ｉ／Ｆ部１２の入力画像データにおける指示体７０又は８０の指示位置の座標を算出してもよい。
【００３６】
図３は、プロジェクター１０、第１指示体７０及び光出射装置１００の通信シーケンスを示す図である。プロジェクター１０は、第１フェーズ〜第４フェーズまでの４つのフェーズを有する通信シーケンスを繰り返し行い、第１指示体７０及び光出射装置１００との間で通信を行う。各フェーズの長さは、同一の時間に設定されている。また、送信部５３の１回の発光時間は１フェーズの１／４、第１指示体７０の１回の発光時間は１フェーズの１／８、光出射装置１００の１回の発光時間は１フェーズ分に設定されているが、これはあくまで一例である。
【００３７】
第１フェーズは、第１指示体７０をプロジェクター１０に同期させるフェーズである。第１フェーズでは、プロジェクター１０の送信部５３が発光して、同期用の赤外線信号を送信する。第１指示体７０の制御部７３は、同期用の赤外線信号を送受信部７４で検出して、第１フェーズの開始タイミングを認識する。
第２フェーズは、位置検出のフェーズであり、光出射装置１００の光源部１０１と、第１指示体７０の送受信部７４とが点灯する。プロジェクター１０は、光出射装置１００及び第１指示体７０の発光タイミングに合わせて、撮影部５１により撮影範囲を撮影する。例えば、第２フェーズにおいて撮影部５１が撮影を行うと、第１指示体７０の発光と、第２指示体８０で反射した反射光とが撮影画像のデータに写る。
【００３８】
撮影部５１の撮影タイミング及び撮影間隔は予め設定されていて、１フェーズあたりの撮影回数は１回であってもよいし複数回であってもよい。図３のように第１指示体７０が１フェーズあたり１回発光する場合は、少なくとも、各フェーズで第１指示体７０が発光するタイミングで撮影することが望ましい。また、撮影部５１の撮影タイミングと各部の発光タイミングの調整方法は任意である。一般に、撮影部５１の撮影タイミング及び撮影間隔を可変とすることは容易でないことが多いので、送信部５３の発光のタイミングを、撮影部５１の撮影タイミングを考慮して調整するとよい。
【００３９】
第３フェーズは、指示体判定のフェーズである。第３フェーズでは、第１指示体７０が発光する一方、光出射装置１００は発光しない。このため第３フェーズにおいて撮影部５１が撮影する撮影画像のデータには、第１指示体７０が発する光の像が写り、第２指示体８０の反射光は写らない。
第４フェーズは、第２フェーズと同様の位置検出のフェーズであり、光出射装置１００の光源部１０１及び第１指示体７０の送受信部７４が点灯する。
【００４０】
プロジェクター１０の制御部３０は、第３フェーズの撮影画像のデータと、第２フェーズ及び第４フェーズの撮影画像のデータとを比較することで、第２フェーズ及び第４フェーズの撮影画像のデータに写る光の像が、第１指示体７０の光の像であるのか、第２指示体８０の反射光の像であるのかを識別することができる。また、撮影画像のデータに複数の光の像が写る場合には、どの光の像が第１指示体７０の光の像であり、どの像が第２指示体８０の光の像であるのかを識別することができる。
また、各フェーズの時間が十分に短い場合、連続する第２、第３及び第４フェーズの撮影画像のデータに写る像の位置は十分に近くなる。このため、第１指示体７０の光の像と、第２指示体８０の反射光の像との識別は容易である。
【００４１】
さらに、複数の第１指示体７０を使用して操作を行う場合、各々の第１指示体７０の発光を、撮影部５１の撮影画像のデータにおいて識別することも可能である。具体的には、予め各々の第１指示体７０に対し異なる発光タイミングを設定すればよい。
例えば、操作に使用する指示体を第１指示体７０Ａと第１指示体７０Ｂとした場合に、第１指示体７０Ａには、４回の通信シーケンスにおける各第３フェーズの発光、非発光を「１００１」（１は発光を示し、０は非発光を示す）と設定する。また、第１指示体７０Ｂには、４回の通信シーケンスにおける各第３フェーズの発光、非発光を「０１０１」と設定する。この場合、制御部３０は、４回の通信シーケンスの各第３フェーズにおいて撮影された撮影画像のデータに写った光の像を比較することで、第１指示体７０Ａと第１指示体７０Ｂとを区別することができる。
【００４２】
姿勢センサー４７は、加速度センサーやジャイロセンサー等により構成され、制御部３０に対して検出値を出力する。姿勢センサー４７はプロジェクター１０の本体に対して、プロジェクター１０の設置方向を識別可能なように固定される。
プロジェクター１０は、図１に示したように壁面や天井面から吊り下げる吊り下げ設置の他に、スクリーンＳＣの下方から投射を行う設置状態、机の天面などの水平面をスクリーンＳＣとして使用する設置状態等で使用できる。プロジェクター１０の設置状態によっては光出射装置１００の使用に適さないことがある。例えば、プロジェクター１０及び光出射装置１００がスクリーンＳＣの下方に設置され、下方からスクリーンＳＣに投射を行う場合、操作者の体が光出射装置１００の出射光を遮ってしまうことがあり、不適である。姿勢センサー４７は、プロジェクター１０の設置状態として想定される複数の設置状態を識別できるように、プロジェクター１０の本体に設けられる。姿勢センサー４７は、例えば、２軸のジャイロセンサー、１軸のジャイロセンサー、加速度センサー等を用いて構成される。制御部３０は、姿勢センサー４７の出力値に基づきプロジェクター１０の設置状態を自動的に判定できる。制御部３０が、光出射装置１００の使用に不適な設置状態と判定した場合には、例えば、出射装置駆動部４８が電源電圧やパルス信号の出力を停止するようにしてもよい。
【００４３】
次に、制御部３０の備える各機能ブロックの処理について説明する。
投射制御部３１は、操作検出部１８から入力される操作データに基づいて、操作者が行った操作の内容を取得する。投射制御部３１は、操作者が行った操作に応じて画像処理部４０、光源駆動部４５及び光変調装置駆動部４６を制御して、スクリーンＳＣに画像を投射させる。
また、投射制御部３１は、画像処理部４０を制御して、上述した３Ｄ（立体）画像と２Ｄ（平面）画像の判別処理、解像度変換処理、フレームレート変換処理、歪み補正処理、デジタルズーム処理、色調補正処理、輝度補正処理等を実行させる。
また、投射制御部３１は、画像処理部４０の処理に合わせて光源駆動部４５を制御し、光源部２１の光量を制御する。
【００４４】
出射制御部３２は、出射装置駆動部４８を制御して、接続部４９に接続された光出射装置１００に対する電源及びパルス信号の出力を実行又は停止させる。出射制御部３２は、光出射装置１００を使用できない又は使用しない場合に、出射装置駆動部４８の電源及びパルス信号の出力を停止させる。また、光出射装置１００を使用する場合、出射制御部３２は出射装置駆動部４８の電源及びパルス信号を出力させる。
【００４５】
キャリブレーション制御部３３は、キャリブレーションを実行する。キャリブレーションとは、スクリーンＳＣに投射した投射画像と、撮影部５１で撮影した撮像画像のデータとの位置の対応付けを行うための処理である。キャリブレーション制御部３３は、指示体７０又は８０の指示位置に関するキャリブレーションとして、例えば、オートキャリブレーションを実行する。オートキャリブレーションは、スクリーンＳＣに、オートキャリブレーション用の画像を投射して、撮影部５１でスクリーンＳＣを含む撮影範囲を撮影し、撮影部５１の撮影画像のデータを用いてキャリブレーションデータを生成する処理である。オートキャリブレーション用の画像には、複数のマークが表示される。キャリブレーション制御部３３は、撮影画像のデータから検出したマークと、フレームメモリー４１に描画された投射画像、すなわちオートキャリブレーション画像のマークとを対応付けてキャリブレーションデータを生成する。
また、キャリブレーション制御部３３は、オートキャリブレーションに代えて、又はオートキャリブレーションと共にマニュアルキャリブレーションを実行してもよい。マニュアルキャリブレーションを実行する場合、キャリブレーション制御部３３は、スクリーンＳＣに、マニュアルキャリブレーション用の画像を投射する。マニュアルキャリブレーション用の画像にも複数のマークが表示されている。マニュアルキャリブレーションでは、スクリーンＳＣに表示されたマニュアルキャリブレーション用の画像のマークの１つ１つを、操作者が第１指示体７０又は第２指示体８０により指示する。キャリブレーション制御部３３は、投射した画像に対する指示体７０又は８０の操作を撮影部５１で撮影した撮影画像のデータから検出して、キャリブレーションデータを生成する。
【００４６】
検出制御部３４は、検出部５０を制御して、第１指示体７０及び第２指示体８０によるスクリーンＳＣに対する操作（指示位置の座標）を検出させる。
また、検出制御部３４は、第２、第３及び第４フェーズで撮影された撮影画像のデータに基づいて、撮影画像のデータに写った輝点が第１指示体７０が発する光の像であるのか、第２指示体８０で反射した反射光の像であるのかを判定する。具体的には、検出制御部３４は、第２、第３及び第４フェーズのすべてのフェーズの撮影画像のデータにおいて検出された、ほぼ同位置の輝点を第１指示体７０の指示位置と判定する。また、検出制御部３４は、第２及び第４フェーズの撮影画像のデータからは検出され、第３フェーズの撮影画像のデータからは検出されない、ほぼ同位置の輝点を第２指示体８０の指示位置と判定する。
なお、撮影部５１の撮影間隔が非常に短い場合、１回の通信シーケンスで撮影される撮影画像のデータには、第１指示体７０の発する光の像、及び第２指示体８０の反射光の像が同一の位置で検出される。しかし、撮影タイミングによっては輝点の検出位置がずれる場合もあるため、撮影画像のデータから検出される輝点の座標は、完全に一致している必要はなく、ほぼ同一の位置（座標）であればよい。
【００４７】
また、検出制御部３４は、第３フェーズの撮影画像のデータに基づいて、第１指示体７０の先端部７１がスクリーンＳＣに接触しているか否かを判定する。例えば、第３フェーズにおける第１指示体７０の点灯パターンを変更することで、第１指示体７０とスクリーンＳＣとが接触状態にあるのか非接触状態にあるのかを判定してもよい。例えば、図３に示すように、指示体判定フェーズを４つの区間に分割し、操作スイッチ７５がオンの場合とオフの場合とで、第１指示体７０の送受信部７４を点灯させる区間を変更してもよい。例えば、操作スイッチ７５がオンの場合には、４つの区間の奇数区間（第１、第３区間）で送受信部７４を点灯させ、操作スイッチ７５がオフの場合には、４つの区間の偶数区間（第２、第４区間）で第１指示体７０の送受信部７４を点灯させる。
【００４８】
また、検出制御部３４は、撮影画像のデータから検出された座標が第１指示体７０による指示位置の座標であると判定すると、検出した座標を変更するか否かを判定する。
プロジェクションシステム１を、例えば小学校の授業等に利用する場合を想定する。この場合、小学校の児童は、筋力が弱く、ペン型の第１指示体７０にも不慣れな場合が多い。このため、児童が第１指示体７０を利用してスクリーンＳＣに文字や図形を書いたり、スクリーンＳＣに投射されたメニューバーに配置されたボタンを選択する等の操作を行う場合、本人が意図していないのに第１指示体７０の先端部７１が揺れてしまう可能性が高い。すなわち、プロジェクター１０が、短時間の間に複数の座標を指示位置として検出してしまう場合があり、児童にとっては意図しない操作となってしまう。
そこで、検出制御部３４は、予め設定された時間内に、第１指示体７０による指示位置である複数の座標が検出された場合に、これらの座標を同一の座標として処理するか否かを座標間の距離を、しきい値と比較することで判定する。
また、プロジェクションシステム１を、例えば小学校の授業等に利用する場合、児童は背が低く、スクリーンＳＣの上部には手が届かないので、スクリーンＳＣの下部を児童が使用し、スクリーンＳＣの上部を先生が使用する場合が想定される。このため、検出制御部３４は、上述の座標間の距離との比較に使用するしきい値を、検出された座標がスクリーンＳＣの上部に位置する座標であるのか、下部に位置する座標であるのかによって変更する。
【００４９】
図４は、指示位置の座標を変更するか否かを判定する処理フローを示すフローチャートである。図４を参照しながらこの処理フローについて説明する。
検出制御部３４は、検出部５０から、第２フェーズ及び第４フェーズの撮影画像のデータに写った輝点の座標（以下、第１の座標という）が入力されると（ステップＳ１／ＹＥＳ）、第１の座標を指示した指示体が第１指示体７０であるか否かを判定する（ステップＳ２）。この第１の座標は、操作者がスクリーンＳＣに対して行った第１の操作を撮影部５１で撮影した撮影画像のデータから検出された座標である。第１の座標が第１指示体７０により指示された座標であるか否かの判定方法は、上述した通りである。
【００５０】
検出制御部３４は、ステップＳ２の判定が否定判定の場合、ステップＳ１３の処理に移行する。ステップＳ１３の処理については後述する。
また、検出制御部３４は、ステップＳ２の判定が肯定判定の場合、第１指示体７０によって指示された座標であって、第１の座標の指示よりも前の予め設定された時間内に指示された座標（以下、第２の座標という）があるか否かを判定する（ステップＳ３）。この予め設定された時間は、実用上の判定精度を考慮して適切な値に設定される。
検出制御部３４は、検出部５０から座標が入力されると、入力された座標と、この座標を指示した指示体７０又は８０とを対応付けてＲＡＭ等のメモリーに保存する。また、第２の座標は、操作者がスクリーンＳＣに対して行った第２の操作を撮影部５１で撮影した撮影画像のデータから検出された座標である。
【００５１】
検出制御部３４は、ステップＳ３の判定が否定判定の場合、ステップＳ１３の処理に移行する。また、検出制御部３４は、ステップＳ３の判定が肯定判定の場合、第１の座標と第２の座標との座標間の距離を算出する（ステップＳ４）。
また、検出制御部３４は、ステップＳ２の判定が否定の場合や、ステップＳ３の判定が否定判定の場合、ステップＳ１３の処理に移行する。検出制御部３４は、ステップＳ１３において、第１の座標が新たに入力されたか否かを判定する。検出制御部３４は、新たな第１の座標が入力された場合（ステップＳ１３／ＹＥＳ）、ステップＳ２に戻り、Ｓ２からの処理を再度繰り返す。また、検出制御部３４は、新たな第１の座標の入力がない場合（ステップＳ１３／ＮＯ）、この処理フローを終了させる。
【００５２】
検出制御部３４は、ステップＳ４において、第１の座標と第２の座標との座標間の距離を算出すると、第１の座標をスクリーンＳＣ上での座標に変換する（ステップＳ５）。検出制御部３４は、キャリブレーション制御部３３が生成するキャリブレーションデータに基づいて、撮影画像のデータにおけるスクリーンＳＣの範囲を示すデータを算出する。検出制御部３４は、スクリーンＳＣの範囲を示すデータに基づいて、第１の座標を、スクリーンＳＣ上での座標（以下、第３の座標という）に変換する。検出制御部３４は、変換した第３の座標が、スクリーンＳＣの上部に位置するのか、下部に位置するのかを判定する（ステップＳ６）。本実施形態では、スクリーンＳＣを垂直方向の真ん中で２つに分割した場合の上側の領域をスクリーンＳＣの上部と呼び、下側の領域をスクリーンＳＣの下部と呼ぶ。
【００５３】
検出制御部３４は、第３の座標がスクリーンＳＣの上部に位置すると判定すると（ステップＳ６／ＹＥＳ）、記憶部６０からスクリーンＳＣの上部用のしきい値を読み出して、ステップＳ４で算出した座標間の距離と比較する（ステップＳ７）。検出制御部３４は、座標間の距離が、上部用のしきい値よりも小さい場合（ステップＳ８／ＹＥＳ）、第１の座標を第２の座標に変更して、第１の座標を第２の座標と同一の座標として処理する（ステップＳ１１）。すなわち、検出制御部３４は、第１指示体７０による操作時に、先端部７１の揺れによって誤った座標が指示位置として検出されたと判定し、第１の座標を第２の座標に変更する。また、検出制御部３４は、座標間の距離が、上部用のしきい値以上である場合（ステップＳ８／ＮＯ）、座標の移動として判定する（ステップＳ１２）。すなわち、検出制御部３４は、第１指示体７０による指示位置が第２の座標から第１の座標に変更されたものと判定する。
【００５４】
また、検出制御部３４は、第３の座標がスクリーンＳＣの下部に位置すると判定すると（ステップＳ６／ＮＯ）、記憶部６０からスクリーンＳＣの下部用のしきい値を読み出して、ステップＳ４で算出した座標間の距離と比較する（ステップＳ９）。下部用のしきい値は、上部用のしきい値よりも値が大きく設定されている。検出制御部３４は、座標間の距離が、下部用のしきい値よりも小さい場合（ステップＳ１０／ＹＥＳ）、第１の座標を第２の座標に変更して、第１の座標を第２の座標と同一の座標として処理する（ステップＳ１１）。すなわち、検出制御部３４は、第１指示体７０による操作時に、先端部７１の揺れによって誤った座標が指示位置として検出されたと判定し、第１の座標を第２の座標に変更する。また、検出制御部３４は、座標間の距離が、下部用のしきい値以上である場合（ステップＳ１０／ＮＯ）、座標の移動として判定する（ステップＳ１２）。すなわち、検出制御部３４は、第１指示体７０による指示位置が第２の座標から第１の座標に変更されたものと判定する。
【００５５】
次に、検出制御部３４は、第１の座標が新たに入力されたか否かを判定する（ステップＳ１３）。検出制御部３４は、第１の座標が新たに入力された場合（ステップＳ１３／ＹＥＳ）、ステップＳ２に戻り、Ｓ２からの処理を再度繰り返す。また、検出制御部３４は、新たな第１の座標の入力がない場合には（ステップＳ１３／ＮＯ）、この処理フローを終了させる。
【００５６】
また、検出制御部３４は、撮影画像のデータから検出した座標を変更する処理が終了して指示位置が確定すると、検出部５０から連続して入力される座標に基づいて、指示位置の移動軌跡を示す軌跡データを生成する。検出制御部３４は、１つの指示体７０又は８０によって指示された指示位置の座標であって、この指示体７０又は８０がスクリーンＳＣに接していると判定された座標の集合を軌跡データとして生成する。また、検出制御部３４は、１つの指示体７０によって指示された指示位置の座標であって、指示体７０がスクリーンＳＣに接していないと判定された座標の集合を軌跡データとして生成してもよい。検出制御部３４は、指示体７０がスクリーンＳＣに接していないと判定された座標の集合を表す軌跡データにより、例えば、指示体７０によるジェスチャーを検出してもよい。
検出制御部３４は、指示位置の座標と、この座標を指示した指示体が第１指示体７０であることを示す識別情報と、第１指示体７０の先端部７１とスクリーンＳＣとが接触状態にあるのか、非接触状態にあるのかを示す情報とを処理部３５に渡す。また、検出制御部３４は、指示位置の座標と、この座標を指示した指示体が第２指示体８０であることを示す識別情報とを処理部３５に渡す。また、検出制御部３４は、軌跡データと、軌跡データを指示した指示体７０又は８０の識別情報とを処理部３５に渡す。
【００５７】
処理部３５は、検出制御部３４から取得した指示位置の座標、又は軌跡データに基づいて、予め設定された処理を実行する。処理部３５は、例えば、取得した指示位置の座標に重なるメニューバーのボタンに割り当てられた機能を実行する。メニューバーは、スクリーンＳＣ上に、選択可能な機能の一覧を表示したものであり、選択可能な機能には、例えば、図形（曲線、直線、円、楕円、四角形等）の描画、描画した図形への着色、描画した図形の一部消去、処理のやり直し等がある。また、処理部３５は、例えば、画像処理部４０に、軌跡データに基づく図形や文字、記号を描画させ、描画した図形を画像Ｉ／Ｆ部１２により入力される入力画像に重畳して投射させる処理を行う。
また、処理部３５は、取得した座標をＩ／Ｆ部１１に接続されたＰＣ等の外部の装置に出力してもよい。この場合、処理部３５は、取得した座標を、Ｉ／Ｆ部１１に接続された外部の装置のオペレーティングシステムにおいて、座標入力デバイスの入力として認識されるデータフォーマットに変換して出力してもよい。例えば、Ｉ／Ｆ部１１にＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）オペレーティングシステムで動作するＰＣが接続された場合、オペレーティングシステムにおいてＨＩＤ（Human Interface Device）の入力データとして処理されるデータを出力する。
【００５８】
［第２実施形態］
本実施形態は、第２指示体８０により指示された指示位置の座標を補正する。なお、プロジェクター１０、光出射装置１００及び第１指示体７０の構成は、図２に示す第１実施形態と同一であるため説明を省略する。
【００５９】
図５は、第２指示体８０の指示位置を検出する様子を示す図である。
第２指示体８０の指示位置を検出する場合、赤外光Ｌが第２指示体８０で反射した反射光を検出する。すなわち、撮影方向ＰＡから撮影される撮影画像のデータから、赤外光Ｌの反射光の像が検出される。赤外光Ｌの出射方向はスクリーンＳＣとほぼ平行であり、赤外光ＬはスクリーンＳＣから所定の距離（以下、距離Ｇとする）だけ離れている。距離ＧはスクリーンＳＣに対する光出射装置１００の取付位置により変化するが、構造上、距離Ｇをゼロにすることは困難である。このため、撮影方向ＰＡから撮影した撮影画像のデータには、第２指示体８０の先端において、スクリーンＳＣから距離Ｇだけ離れた反射位置８０ａで反射した反射光の像が写る。この反射位置８０ａは、撮影方向ＰＡにおいて撮影部５１から離れた位置８０ｂとして検出され、距離Ｄ１の誤差を生じる。
【００６０】
図６は、第２指示体８０の指示位置を検出する様子を示す図である。図６を参照しながら、光出射装置１００から出射される赤外光ＬがスクリーンＳＣに平行ではない場合に生じる指示位置の検出誤差について説明する。
スクリーンＳＣが、鉛直方向に対して傾いて設置された場合や、光出射装置１００が傾いて設置された場合、赤外光ＬがスクリーンＳＣに平行に出射されない場合がある。赤外光ＬはスクリーンＳＣに平行、又は光出射装置１００から離れるほど、赤外光ＬとスクリーンＳＣとの距離が近くなるように調整するのが好ましいが、赤外光Ｌは目に見えないため、必ずしも平行にならない場合がある。
図６には、光出射装置１００から出射された、スクリーンＳＣに平行ではない赤外光を、赤外光Ｌ１として示す。また、比較のため、光出射装置１００から出射された、スクリーンＳＣに平行な赤外光を、赤外光Ｌ２として示す。赤外光Ｌ１は、光出射装置１００から離れるに従って、スクリーンＳＣとの距離が大きくなる。本実施形態では、光出射装置１００は、スクリーンＳＣの上部に設置されているため、スクリーンＳＣの下部に行くほど、赤外光Ｌ２とスクリーンＳＣとの距離は大きくなる。
【００６１】
検出光である光出射装置１００から出射される赤外光ＬがスクリーンＳＣに平行でないと、撮影画像のデータから検出される第２指示体８０の指示位置の誤差が、スクリーンＳＣの位置によって異なることになる。例えば、図６において、スクリーンＳＣ上の位置８０ｃが第２指示体８０により指し示され、赤外光Ｌ１の反射光の像を撮影部５１で撮影した場合、この反射位置は、撮影方向ＰＡにおいて位置８０ｅとして検出される。また、スクリーンＳＣ上の位置８０ｃが第２指示体８０により指し示され、赤外光Ｌ２の反射光の像を撮影部５１で撮影した場合、この反射位置は、撮影方向ＰＡにおいて位置８０ｄとして検出される。すなわち、指示位置の検出に使用される赤外光が赤外光Ｌ１であるか、赤外光Ｌ２であるかにより、図６に示す誤差Ｄ２を生じる。
また、図６において、スクリーンＳＣ上の位置８０ｆが第２指示体８０により指し示され、赤外光Ｌ１の反射光の像を撮影部５１で撮影した場合、この反射位置は、撮影方向ＰＡにおいて位置８０ｈとして検出される。また、スクリーンＳＣ上の位置８０ｆが第２指示体８０により指し示され、赤外光Ｌ２の反射光の像を撮影部５１で撮影した場合、この反射位置は、撮影方向ＰＡにおいて位置８０ｇとして検出される。すなわち、指示位置の検出に使用される赤外光が赤外光Ｌ１であるか、赤外光Ｌ２であるかにより、図６に示す誤差Ｄ３を生じる。また、誤差Ｄ３は、誤差Ｄ２よりも大きい。すなわち、第２指示体８０による指示位置が撮影部５１から離れるほど（スクリーンＳＣの下部に行くほど）、位置検出の誤差が大きくなる。
【００６２】
本実施形態の検出制御部３４は、第２指示体８０により指示された第１の座標をスクリーンＳＣ上の座標に変換した第３の座標が、スクリーンＳＣの上部に含まれる座標であるのか、下部に含まれる座標であるのかを判定する。
検出制御部３４は、第３の座標がスクリーンＳＣの上部に含まれる座標であると判定した場合には、何ら処理は行わない。すなわち、上述した第１の座標を第２の座標と同一の座標として処理する処理を行わない。
また、検出制御部３４は、第３の座標がスクリーンＳＣの下部に含まれる座標であると判定すると、上述した第１の座標と第２の座標との座標間の距離と、しきい値とを比較して、第１の座標を第２の座標に変更するか否かを判定する。検出制御部３４は、座標間の距離がしきい値よりも小さい場合には、第１の座標を第２の座標に変更して、第１の座標を第２の座標と同一の座標として処理する。また、検出制御部３４は、座標間の距離がしきい値以上である場合、座標の移動として判定して、第２指示体８０による指示位置が第２の座標から第１の座標に変更されたものと判定する。
【００６３】
また、検出制御部３４は、座標間の距離との比較に使用するしきい値は、撮影部５１から第１の座標又は第３の座標までの距離に応じて変更する。図６を参照して説明したように、スクリーンＳＣ上の指示位置が撮影部５１から離れるほど、誤差の値は大きくなる。このため、撮影部５１からの距離が遠くなるほど、しきい値が大きくなるように設定する。すなわち、スクリーンＳＣの第１の位置に設定される範囲が、第１の位置よりも撮影部５１に近い第２の位置に設定される範囲よりも広くなるように設定される。例えば、撮影部５１をスクリーンＳＣの上部に設置した構成の場合、スクリーンＳＣの上部から第１の座標又は第３の座標までの距離に、基本しきい値を積算した値を、座標間距離との比較に使用するしきい値としてもよい。基本しきい値は、事前に生成して記憶部６０に記憶しておくしきい値である。
また、撮影部５１から第１の座標又は第３の座標までの距離に、基本しきい値を積算して、座標間距離との比較に使用するしきい値としてもよい。この場合、例えば、撮影部５１からスクリーンＳＣの上端までの距離を操作者が操作パネル１７を操作して設定し、記憶部６０に記憶させておく必要がある。
【００６４】
上述した説明では、第３の座標が、スクリーンＳＣの上部に含まれる座標である場合には、処理を行わないとして説明したが、第３の座標が、スクリーンＳＣの上部に含まれる座標である場合も、座標間の距離をしきい値と比較して、第１の座標を第２の座標と同一の座標とし処理するか否かを判定してもよい。この場合に使用するしきい値も、スクリーンＳＣの上部から第１の座標又は第３の座標までの距離に、基本しきい値を積算した値をしきい値として使用するとよい。
【００６５】
以上説明したように、本発明を適用した第１及び第２の実施形態の位置検出装置６５は、検出部５０と、制御部３０とを備える。検出部５０は、スクリーンＳＣに対する操作を検出する。制御部３０は、検出部５０が検出した操作を行った指示体７０、８０を識別し、操作と指示体７０、８０とを対応付ける。また、制御部３０は、検出部５０が検出した操作のうち、指示体７０、８０に対応付けられた操作を処理する。
また、制御部３０は、１つの指示体による第１の操作と、第１の操作よりも前の予め設定された時間内の第２の操作とが検出され、第１の操作の座標と前記第２の操作の座標とが予め設定された範囲内にある場合に、第１の操作の座標を第２の操作の座標と同一の座標として処理する。また、制御部３０は、検出部５０により検出される操作の、スクリーンＳＣにおける検出位置に応じて予め設定された範囲を変更する。従って、指示体７０、８０による操作の操作性を向上させることができる。
【００６６】
また、制御部３０は、スクリーンＳＣの下方ほど予め設定された範囲が広くなるように設定された設定情報６１に従って、第１の操作の座標を第２の操作の座標と同一の座標と判定するか否かを判定する。従って、スクリーンＳＣの下方において、指示体７０、８０により指示された座標にばらつきがあっても同一の座標であると判定される確率を高めることができる。
【００６７】
また、制御部３０は、検出部５０から離れるほど予め設定された範囲が広くなるように設定された設定情報６１に従って、第１の操作の座標を第２の操作の座標と同一の座標と判定するか否か判定する。従って、指示体７０、８０により、検出部５０から離れた位置が指示され、指示された座標にばらつきがあっても同一の座標であると判定される確率を高めることができる。
【００６８】
なお、上述した実施形態及び変形例は本発明を適用した具体的態様の例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、異なる態様として本発明を適用することも可能である。例えば、指示体７０は、ペン型の指示体７０に限定されず、レーザーポインターや指示棒等を用いてもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、検出部５０は、撮影部５１によりスクリーンＳＣを撮影して指示体７０の位置を特定するものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、撮影部５１は、プロジェクター１０の本体に設けられ、投射光学系２３の投射方向を撮影するものに限定されない。撮影部５１をプロジェクター１０本体とは別体として位置検出装置を構成し、撮影部５１がスクリーンＳＣの側方や正面から撮影を行うものとしてもよい。さらに、複数の撮影部５１を配置し、これら複数の撮影部５１の撮影画像のデータに基づいて、検出部５０が指示体７０の位置を検出してもよい。さらに、検出部５０と、制御部３０の検出制御部３４及び処理部３５の機能を、プロジェクター１０とは独立した位置検出装置として実現することもできる。また、プロジェクター以外の表示装置に、検出部５０と、制御部３０の検出制御部３４及び処理部３５の機能を持たせて、位置検出装置として動作させる態様も実現可能である。
【００７０】
また、上記実施形態では、プロジェクター１０から指示体７０に対し、送信部５３が発する赤外線信号を用いて指示体７０に同期用の信号を送信する構成を説明したが、同期用の信号は赤外線信号に限定されない。例えば、電波通信や超音波無線通信により同期用の信号を送信する構成としてもよい。この構成は、電波通信や超音波無線通信により信号を送信する送信部５３をプロジェクター１０に設け、同様の受信部を指示体７０に設けることで実現できる。
【００７１】
また、上述した実施形態では、指示体７０の先端部７１がスクリーンＳＣに押しつけられているか否かを、送受信部７４の点灯パターンに基づいて判定する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、指示体７０の先端部７１がスクリーンＳＣに押しつけられているか否かを、撮影画像のデータから指示体７０の画像と、指示体７０の影の画像とを検出することで、判定してもよい。
【００７２】
また、上記実施形態では、光源が発した光を変調する光変調装置２２として、ＲＧＢの各色に対応した３枚の透過型の液晶パネルを用いた構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、３枚の反射型液晶パネルを用いた構成としてもよいし、１枚の液晶パネルとカラーホイールを組み合わせた方式を用いてもよい。また、３枚のデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いた方式、１枚のデジタルミラーデバイスとカラーホイールを組み合わせたＤＭＤ方式等により構成してもよい。光変調装置として１枚のみの液晶パネル又はＤＭＤを用いる場合には、クロスダイクロイックプリズム等の合成光学系に相当する部材は不要である。また、液晶パネル及びＤＭＤ以外にも、光源が発した光を変調可能な光変調装置であれば問題なく採用できる。
【００７３】
また、図２に示したプロジェクター１０の各機能部は機能的構成を示すものであって、具体的な実装形態は特に制限されない。つまり、必ずしも各機能部に個別に対応するハードウェアが実装される必要はなく、一つのプロセッサーがプログラムを実行することで複数の機能部の機能を実現する構成とすることも勿論可能である。また、上記実施形態においてソフトウェアで実現される機能の一部をハードウェアで実現してもよく、あるいは、ハードウェアで実現される機能の一部をソフトウェアで実現してもよい。その他、プロジェクター１０の他の各部の具体的な細部構成についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１…プロジェクションシステム、１０…プロジェクター（表示装置）、２０…投射部、２１…光源部、２２…光変調装置、２３…投射光学系、３０…制御部、３１…投射制御部、３２…出射制御部、３３…キャリブレーション制御部、３４…検出制御部（識別部）、３５…処理部、４０…画像処理部、５０…位置検出部、５１…撮影部、５２…撮影制御部、５４…位置検出部、５５…座標検出部、６０…記憶部、６５…位置検出装置、７０…第１指示体、８０…第２指示体、１１０…光出射装置（射出部）、ＳＣ…スクリーン（表示面）。
【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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