(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置の表示面に対して接触または近接している指示物体を撮像可能に設置された撮像装置の光軸線および該撮像装置を通り該光軸線とは異なる設定線の、上記表示面における位置を示す位置情報を取得する取得部と、
上記取得部が取得した位置情報に基づき、上記撮像装置が撮像した撮像画像から上記表示面に対する接触または近接位置を特定するために用いられる設定情報を設定する設定部と、を備えたことを特徴とする入力装置。
【請求項２】
上記取得部は、上記位置情報として、上記光軸線上の少なくとも２点の座標を取得するともに、上記設定線上の少なくとも２点の座標を取得することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
上記表示装置に上記撮像画像を表示するとともに、表示中の該撮像画像に上記光軸線および上記設定線と対応する対応位置を表示する位置表示部を備え、
上記取得部は、上記位置表示部が表示する上記対応位置と重なるようにユーザによって選択された上記表示面に対する接触位置の座標を上記位置情報として取得することを特徴とする請求項１または２に記載の入力装置。
【請求項４】
上記設定情報は、上記撮像装置の焦点距離、上記表示面と略平行な平面における上記撮像装置のレンズの中心位置、および上記撮像装置の撮影方向の少なくともいずれか１つを示すものである請求項１〜３のいずれか１項に記載の入力装置。
【請求項５】
指示物体が上記表示面に接触または近接した座標を、少なくとも２つの上記撮像装置による撮像画像から、それぞれの撮像装置と対応する上記設定情報を用いて特定する座標特定部を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネル非搭載のディスプレイ等において、タッチ機能と同様の機能を付与する入力装置に用いる撮像装置の設定情報を設定可能な入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォン、タブレット、ＰＤＡ（personal digital assistant）等の携帯可能な情報端末ばかりでなく、大型の表示装置においてもタッチパネルを搭載し、表示面に対する接触等を検出して処理を実行する装置が主流となってきている。しかし、タッチパネルを搭載していない大型の表示装置において、後からタッチパネルを搭載させるのは手間がかかり容易ではない。
【０００３】
そこで、特許文献１には、表示部の隅に撮像装置を設け、撮像装置で撮影した画像を用いて表示部に対する接触を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１０３１１７号公報（2011年5月26日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の従来技術では、撮像装置の撮影レンズの焦点距離、イメージセンサの大きさ、撮像装置の実寸などの情報を事前に把握しておかなければならず手間がかかり煩雑である。また、上記の情報を取得するための作業には位置合わせツールと呼ばれる特殊な器具を使用しなければならず、面倒な作業が必要となる。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、表示部における接触位置をもとめるための撮像装置の設定情報を容易に設定できる入力装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る入力装置は、表示装置の表示面に対して接触または近接している指示物体を撮像可能に設置された撮像装置の光軸線および該撮像装置を通り該光軸線とは異なる設定線の、上記表示面における位置を示す位置情報を取得する取得部と、上記取得部が取得した位置情報に基づき、上記撮像装置が撮像した撮像画像から上記表示面に対する接触または近接位置を特定するために用いられる設定情報を設定する設定部と、を備えている構成である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、位置情報を取得するという容易な処理により撮像装置の設定情報を設定することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態１に係るタッチ位置検出装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】上記タッチ位置検出装置を含むタッチ位置検出システムを示す図である。
【図３】上記実施形態１に係る撮像装置による撮影画像の例を示す図である。
【図４】上記実施形態１における撮像装置を取り付ける処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】上記実施形態１における撮像装置の位置調整処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】上記実施形態１における撮像装置のパラメータを設定する処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】上記実施形態１における撮像装置の取り付け時における画面遷移の流れを説明するための図である。
【図８】撮像装置の取り付け時の画面例を示す図である。
【図９】撮像装置の取り付け時の画面例を示す図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、撮像装置の取り付け時の画面例を示す図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、撮像装置の取り付け時の画面例を示す図である。
【図１２】撮像装置のパラメータを求める方法を説明するための図である。
【図１３】タッチ位置を求める方法を説明するための図である。
【図１４】タッチ位置を求める方法を説明するための図である。
【図１５】本発明の実施形態２に係るタッチ位置検出装置の要部構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔実施形態１〕
本実施形態に係るタッチ位置検出システム１０は、タッチ位置検出装置（入力装置）１、表示装置２、撮像装置３ａ、３ｂ、および操作装置４を含み、タッチパネルを搭載していない表示装置２の隅に撮像装置３ａ、３ｂを設け、撮像装置３ａ、３ｂが撮影した表示装置２を含む画像からタッチ位置を検出するものである。また、タッチ位置を検出するために必要な撮像装置３ａ、３ｂのパラメータ（設定情報、例えば、撮像レンズの焦点距離、設置位置、撮影角度等）の設定を簡易な処理で可能にすることにより、タッチパネルを搭載していない表示装置であってもタッチパネルと同様の機能を容易に実現できるものである。
【００１１】
〔全体構成〕
まず、図２を参照してタッチ位置検出システム１０の全体構成を説明する。図２は、タッチ位置検出システム１０を示す図である。図２に示すように、タッチ位置検出システム１０は、タッチ位置検出装置１、表示装置２、撮像装置３ａ、３ｂ、および操作装置４を含む。なお、撮像装置３ａ、３ｂは区別する必要がない場合は撮像装置３と記載する。
【００１２】
タッチ位置検出装置１は、表示装置２に対する指示物体（ユーザの指、指示棒等）のタッチ位置（接触位置）を検出し、タッチ位置に応じた処理を実行するものである。
【００１３】
表示装置２は、タッチパネルを搭載していない表示装置であり、タッチ位置検出装置１から表示情報を取得して表示面６に表示する。表示装置２とタッチ位置検出装置１とは、例えばＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface）接続により接続されている。
【００１４】
撮像装置３（３ａ、３ｂ）は、表示装置２の上辺の隅に設置され、表示装置２を撮像するものである。撮像装置３は、撮像した画像をタッチ位置検出装置１に送信する。撮像装置３ａにより撮影される画像例３０１を図３に示す。図３に示すように画像例３０１では、表示装置２の表示面６が、表示装置２の長手方向と平行な直線となるように撮影され、ユーザの指（指示物体）１００が表示面（表示部）６をタッチしている状態となっている。すなわち、撮像装置３は、表示面６に近接または接触している指示物体を撮像可能なように設置されている。
【００１５】
また、撮像装置３とタッチ位置検出装置１とは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）接続されている。なお、本実施形態では、撮像装置３は２台として説明するが、撮像装置３の数はこれに限られず、３台以上であってもよい。
【００１６】
なお、撮像装置３は、撮影方向が表示装置２の表示面６と略平行で、表示面６の近傍に備えられている。
【００１７】
操作装置４は、表示装置２に表示されている画面を操作（例えば、ボタン押下、カーソル位置の移動等）するものであり、例えば、マウス、キーボード、リモコン等である。
【００１８】
〔タッチ位置検出装置１の構成〕
次に、図１を参照してタッチ位置検出装置１について説明する。図１は、タッチ位置検出装置１の要部構成を示すブロック図である。図１に示すように、タッチ位置検出装置１は、パラメータ記憶部１１、パラメータ設定部（パラメータ決定装置）１２、表示制御部１３、タッチ位置導出部（座標特定部）１４、およびタッチ処理部１５を含む。
【００１９】
パラメータ記憶部１１は、タッチ位置を求めるための撮像装置３のパラメータを格納している。格納しているパラメータには、パラメータ設定部１２が設定したパラメータも含まれる。
【００２０】
パラメータ設定部１２は、撮像装置３のパラメータを設定するものであり、設定画面提示部（位置表示部）２１、位置取得部（取得部）２２、およびパラメータ算出部（パラメータ算出部）２３を含む。なお、本実施形態では、撮像装置３のパラメータとして、撮像装置３の焦点距離、撮像装置３の位置、および撮像装置３の角度を設定する場合について説明するが、例えば、撮像装置３の焦点距離が既知の場合（例えば、撮像装置３の焦点距離が、撮像装置３の出力部から無線や有線で出力されて、別ルートで取得可能であった場合）、撮像装置３の位置、および撮像装置３の角度のみを設定して、既知の焦点距離と一緒に使用するようにしてもよい。撮像装置３の位置とは、表示装置２の表示面６と平行な平面において、表示面６の左上の隅を原点とし、長手方向をＸ方向、短手方向をＹ方向としたときのＸＹ平面における位置である。
【００２１】
設定画面提示部２１は、撮像装置３の取り付け位置を示す画面、撮像装置３のパラメータを設定するための画面を示す設定画面情報を表示制御部１３に送信する。
【００２２】
位置取得部２２は、表示制御部１３から操作装置４を用いて特定された位置を画面位置情報（位置情報）として取得し、取得した位置を示す情報をパラメータ算出部２３に通知する。
【００２３】
パラメータ算出部２３は、位置取得部２２から通知された位置情報を用いて、後述する光軸線、設定線を算出し、算出した光軸線、設定線を用いて撮像装置３のパラメータを算出する。なお、パラメータを算出する方法の詳細については後述する。
【００２４】
表示制御部１３は、表示画面情報を表示装置２に送信して、表示装置２に表示させるものであり、カーソル制御部３１を含む。
【００２５】
カーソル制御部３１は、表示装置２にカーソルを表示されるととともに、操作装置４による操作に従ってカーソル位置を移動させるとともに、操作装置４による操作に従って特定された表示装置２上の位置を画面位置情報として位置取得部２２に通知する。
【００２６】
タッチ位置導出部１４は、パラメータ記憶部１１に格納されているパラメータを用いて、撮像装置３から取得した、指示物体を含む撮影画像からタッチ位置を導出する。そして導出したタッチ位置を示すタッチ位置情報をタッチ処理部１５に通知する。なお、タッチ位置の導出の詳細については後述する。
【００２７】
タッチ処理部１５は、起動中のソフトウェアにおいて、タッチ位置導出部１４から通知されたタッチ位置に対応する処理を実行する。そして、処理結果に基づく表示画面を示す情報を表示制御部１３に通知する。
【００２８】
〔撮像装置３の設置処理の流れ〕
次に、図４〜１１を参照して、撮像装置３の設置処理の流れを説明する。図４〜６は、撮像装置３の設置処理の流れを示すフローチャートである。また、図７は、撮像装置３の設置処理の画面遷移の説明図である。また、図８〜図１１は、撮像装置３の設置処理時の画面例を示す図である。
【００２９】
図４に示すように、まず、１つ目の撮像装置３を表示装置２に設置する（Ｓ１）。設置時の画面例を図８の画面例１０１に示す。画面例１０１に示すように、撮像装置３の設置時には、表示装置２に設置する撮像装置３を指定するボタン（左カメラボタン８０１、右カメラボタン８０２）、終了ボタン８０３、カーソル８０４、および表示装置を模した絵８０５が表示されているとともに、「カメラを設置する場所のボタンを押してください。全カメラの設置が完了している場合は、終了ボタンを押してください。」といったユーザに操作内容を説明するためのメッセージが表示されている。そして、例えば、ユーザが表示装置２に向かって左側に撮像装置３を設置するときに、撮像装置３を取り付け後、カーソル８０４を移動させて左カメラボタン８０１が押下されると、図７に示すように画面例１０２に遷移する。
【００３０】
また、表示装置２に向かって右側に撮像装置３を設置する場合に、撮像装置３を取り付け後、カーソル８０４を移動させて右カメラボタン８０２が押下されると、図７に示すように画面例１０２に遷移する。
【００３１】
また、全ての撮像装置３の設置作業が完了した場合は、カーソル８０４を移動させて終了ボタン８０３が押下されることにより、撮像装置３の設置作業を終了する。なお、カーソル８０４の移動は、操作装置４を用いて行うことができる。
【００３２】
次に、撮像装置３の位置の調整処理を実行する（Ｓ２）。ステップＳ２における、撮像装置３の位置調整処理の詳細な流れについて、図５を参照して説明する。撮像装置３の位置調整処理に入ると、設定画面提示部２１は撮像装置３の設定位置を示すガイドライン９０４を表示した位置設定画面を表示装置２に表示する（Ｓ２１）。位置の調整処理における位置設定画面の例を図９の画面例１０２に示す。画面例１０２に示すように、位置設定画面には、撮影画像のプレビュー領域９０１、カーソル９０２、次へボタン９０３が表示されている。撮影画像のプレビュー領域には、撮影中の表示装置２の画像が連続的に表示し続けられている。また、「ディスプレイの表示面全体が撮影画像の中に写し出され、写し出されたディスプレイの表示面が赤い直線と重なるように、取り付けたカメラの位置を調整してください。」といったユーザに操作内容を説明するためのメッセージが表示されている。そして、撮影画像のプレビュー領域には、プレビュー領域を垂直方向に２分割したガイドライン９０４が表示されている（図９では黒の太線として表示しているが、実施形態では赤線で表示されている）。
【００３３】
ここで、ユーザは、表示されている撮影画像を確認しながら、以下の条件を全て満たすように取り付けたカメラの位置を調整する。
（１）表示装置２の表示面全体に対応する部分が、撮影画像の中に写し出されている。
（２）撮影画像に写し出された表示装置２の表示面（の直線）が、表示されたガイドライン９０４と重なっている。
【００３４】
そして、撮像装置３の位置の調整が完了し、カーソル９０２を移動させて次へボタン９０３が押下されると（Ｓ１２でＹＥＳ）、図７に示すように、画面例１０３−１に遷移する。
【００３５】
その後、撮像装置３のパラメータの設定処理を実行する（Ｓ３）。ステップＳ３のパラメータ設定処理の詳細な流れについて図６を参照して説明する。
【００３６】
まず、設定画面提示部２１は、撮像装置３の光軸を表す点である光軸点（対応位置）を表示したパラメータ第一設定画面を表示装置２に表示する（Ｓ２１）。パラメータ第一設定画面の例を図１０（ａ）の画面例１０３−１に示す。図１０（ａ）に示すようにパラメータ第一設定画面では、撮影画像のプレビュー領域１００１、カーソル１００２が表示されている。撮影画像のプレビュー領域には、撮影中の表示装置２の画像が連続的に表示し続けられており、撮像装置３の光軸と対応する位置を示す印（光軸点、図１０（ａ）では黒四角で表示）が表示されている。光軸点は、撮像装置３の光軸であり、かつ、表示装置２の表示面６に相当する位置（撮影画像の中心）に表示されている。また、「ディスプレイの表示面上で指示物体を移動させながら、撮影画像に写し出された指示物体が（黒四角）と重なる位置を探し出し、表示面上のその位置にカーソルを合わせて選択してください。」といったユーザに操作内容を説明するためのメッセージが表示されている。
【００３７】
ここで、ユーザは、表示装置２の表示面６上で指（指示物体）を移動させながら、撮影画像に写し出された指が、光軸点を示す黒四角と重なっている表示面６上の位置を探し出す。そして、重なっている地点の実際の指の位置（座標情報）を、操作装置４を用いて特定（例えば、マウスであればクリック）する。これにより、撮像装置３の光軸に対応する表示面６の位置を１つ取得することができる。指の位置が特定されたことを受け付けると（Ｓ２２でＹＥＳ、取得ステップ）、設定画面提示部２１は、パラメータ第二設定画面を表示装置２に表示する（図７に示す、画面例１０３−２への遷移）。
【００３８】
なお、実際の指の位置の特定は、指の位置にカーソル１００２を合わせて実行してもよいし、表示面６の指の位置に着脱可能なマーカー等を貼付し、その位置にカーソル１００２を合わせて実行してもよい。これにより、作業を１人で行う場合であっても、容易に指の位置を特定することができる。
【００３９】
図１０（ｂ）に、パラメータ第二設定画面の画面例１０３−２を示す。図１０（ｂ）に示すように、パラメータ第二設定画面では、撮影画像のプレビュー領域１００１、カーソル１００２、および第一特定位置１００３が表示されている。撮影画像のプレビュー領域には、画面例１０３−１と同様に、撮影中の表示装置２の画像が連続的に表示し続けられており、撮像装置３の光軸と対応する位置を示す印（光軸点、図１０（ｂ）では黒四角で表示）が表示されている。また、第一特定位置１００３は、ステップＳ２２（画面例１０３−１）で特定された位置を示す。また、「再びディスプレイの表示面上で指示物体を移動させながら、撮影画像に写し出された指示物体が（黒四角）と重なる、先ほど選択した位置とは異なる位置を探し出し、表示面上のその位置にカーソルを合わせて選択してください。」といったユーザに操作内容を説明するためのメッセージが表示されている。
【００４０】
ここで、ユーザは、表示装置２の表示面６上で指を移動させながら、撮影画像に写し出された指が、光軸点を示す黒四角と重なっている表示面６上の位置であり、かつ第一特定位置１００３とは異なる位置を探し出す。そして、その地点の実際の指の位置（座標情報）を、操作装置４を用いて特定する。指の位置が特定されたことを受け付けると（Ｓ２３でＹＥＳ、取得ステップ）、設定画面提示部２１は、パラメータ第三設定画面を表示装置２に表示する（図７に示す、画面例１０３−３への遷移）。
【００４１】
図１０（ｃ）に、パラメータ第三設定画面の画面例１０３−３を示す。図１０（ｃ）に示すように、パラメータ第三設定画面では、撮影画像のプレビュー領域１００１、カーソル１００２、第一特定位置１００３、第二特定位置１００４、やり直しボタン１００５、および次へボタン１００６が表示されている。撮影画像のプレビュー領域には、画面例１０３−１と同様に、撮影中の表示装置２の画像が連続的に表示し続けられており、撮像装置３の光軸と対応する位置を示す印（光軸点、図１０（ｃ）では黒四角で表示）が表示されている。また、第二特定位置１００４は、ステップＳ２３（画面例１０３−２）で特定された位置を示す。また、「選択した位置が正しくない場合は、［やり直し］ボタンを押してください。選択した位置に問題なければ、［次へ］ボタンを押してください。」といったユーザに操作内容を説明するためのメッセージが表示されている。
【００４２】
ここで、やり直しボタン１００５が押下された場合（Ｓ２４でＹＥＳ）、図７に示すように画面例１０３−１に戻る。やり直しボタン１００５が押下される場合とは、ステップＳ２２（画面例１０３−１）で特定した位置、およびステップＳ２３（画面例１０３−２）で特定した位置のいずれかに間違いがある場合（例えば、位置を特定するときにカーソルがずれてしまった場合）等である。
【００４３】
また、次へボタン１００６が押下された場合（Ｓ２４でＮＯ）、設定画面提示部２１は、撮像装置３の設定軸を表す点である設定軸点（対応位置）を表示したパラメータ第四設定画面を表示装置２に表示する（Ｓ２５：図７に示す、画面例１０３−４への遷移）。
【００４４】
図１１（ａ）に、パラメータ第四設定画面の画面例１０３−４を示す。図１１（ａ）に示すように、パラメータ第四設定画面では、撮影画像のプレビュー領域１００１、カーソル１００２が表示されている。撮影画像のプレビュー領域には、画面例１０３−１と同様に、撮影中の表示装置２の画像が連続的に表示し続けられており、画面例１０３−１の光軸点とは異なる、撮像装置３の設定軸と対応する位置を示す印（設定軸点、図１１（ａ）では黒四角で表示、対応位置）が表示されている。設定軸点は、表示装置２の表示面６に相当する位置（撮影画像の水平方向の中心）で、光軸点とは異なる位置に表示されている。また、「ディスプレイの表示面上で指示物体を移動させながら、撮影画像に写し出された指示物体が（黒四角）と重なる位置を探し出し、表示面上のその位置にカーソルを合わせて選択してください。」といったユーザに操作内容を説明するためのメッセージが表示されている。
【００４５】
ここで、ユーザは、表示装置２の表示面６上で指（指示物体）を移動させながら、撮影画像に写し出された指が、設定軸点を示す黒四角と重なっている表示面６上の位置を探し出す。そして、重なっている地点の実際の指の位置を、操作装置４を用いて特定（例えば、マウスであればクリック）する。これにより、撮像装置３の設定軸に対応する表示面６の位置を１つ取得することができる。指の位置（座標情報）が特定されたことを受け付けると（Ｓ２６でＹＥＳ、取得ステップ）、設定画面提示部２１は、パラメータ第五設定画面を表示装置２に表示する（図７に示す、画面例１０３−５への遷移）。
【００４６】
図１１（ｂ）に、パラメータ第五設定画面の画面例１０３−５を示す。図１１（ｂ）に示すように、パラメータ第五設定画面では、撮影画像のプレビュー領域１００１、カーソル１００２、および第三特定位置１００７が表示されている。撮影画像のプレビュー領域には、画面例１０３−４と同様に、撮影中の表示装置２の画像が連続的に表示し続けられており、撮像装置３の設定軸と対応する位置を示す印（設定軸点、図１１（ｂ）では黒四角で表示）が表示されている。また、第三特定位置１００７は、ステップＳ２６（画面例１０３−５）で特定された位置を示す。また、「再びディスプレイの表示面上で指示物体を移動させながら、撮影画像に写し出された指示物体が（黒四角）と重なる、先ほど選択した位置とは異なる位置を探し出し、表示面上のその位置にカーソルを合わせて選択してください。」といったユーザに操作内容を説明するためのメッセージが表示されている。
【００４７】
ここで、ユーザは、表示装置２の表示面６上で指を移動させながら、撮影画像に写し出された指が、設定軸点を示す黒四角と重なっている表示面６上の位置であり、かつ第三特定位置１００７とは異なる位置を探し出す。そして、その地点の実際の指の位置を、操作装置４を用いて特定する。指の位置（座標情報）が特定されたことを受け付けると（Ｓ２７でＹＥＳ、取得ステップ）、設定画面提示部２１は、パラメータ第六設定画面を表示装置２に表示する（図７に示す、画面例１０３−６への遷移）。
【００４８】
図１１（ｃ）に、パラメータ第六設定画面の画面例１０３−６を示す。図１１（ｃ）に示すように、パラメータ第六設定画面では、撮影画像のプレビュー領域１００１、カーソル１００２、第三特定位置１００７、第四特定位置１００８、やり直しボタン１００９、および設定ボタン１０１０が表示されている。撮影画像のプレビュー領域には、画面例１０３−４と同様に、撮影中の表示装置２の画像が連続的に表示し続けられており、撮像装置３の設定軸と対応する位置を示す印（設定軸点、図１１（ｃ）では黒四角で表示）が表示されている。また、第四特定位置１００８は、ステップＳ２７（画面例１０３−５）で特定された位置を示す。また、「選択した位置が正しくない場合は、［やり直し］ボタンを押してください。選択した位置に問題なければ、［設定］ボタンを押してください。」といったユーザに操作内容を説明するためのメッセージが表示されている。
【００４９】
ここで、やり直しボタン１００９が押下された場合（Ｓ２８でＹＥＳ）、図７に示すように画面例１０３−４に戻る。やり直しボタン１００９が押下される場合とは、ステップＳ２６（画面例１０３−４）で特定した位置、およびステップＳ２７（画面例１０３−５）で特定した位置のいずれかに間違いがある場合（例えば、位置を特定するときにカーソルがずれてしまった場合）等である。
【００５０】
また、設定ボタン１０１０が押下された場合（Ｓ２８でＮＯ）、パラメータ算出部２３はパラメータの算出処理を実行する（Ｓ２９、設定ステップ）。
【００５１】
そして、全ての撮像装置３についてステップＳ１〜Ｓ３の処理が終了すると（Ｓ４でＹＥＳ）、撮像装置３の設置処理が終了する。
【００５２】
〔パラメータの算出方法〕
次に、図１２を参照して、パラメータ算出部２３によるパラメータの算出方法について説明する。図１２は、パラメータ設定処理の詳細を説明するための図である。
【００５３】
図１２には、撮像装置３ａ、３ｂが表示装置２に設置されている状態、および撮像装置３と撮影画像との関係が示されている。図１２の表示装置を示す図では、表示装置２の表示面６の長手方向をＸ方向、短手方向をＹ方向とし、表示面６の左上を原点とするＸＹ座標で表現している。
【００５４】
そして、ステップＳ２２（画面例１０３−１）で取得した特定位置１２０３の座標を（ｘ１,ｙ１）とし、 ステップＳ２３（画面例１０３−２）で取得した特定位置１２０６の座標を（ｘ２,ｙ２）とすると、これらの位置を通る直線Ｌ１（光軸線）は以下の式で表すことができる。
Ｌ１：ｙ＝ｍ１ｘ＋ｎ１
ここで、ｍ１＝（ｙ２−ｙ１）／（ｘ２−ｘ１）、ｎ１＝y1−m1＊x1
同様に、ステップＳ２６（画面例１０３−４）で取得した特定位置１２０４の座標を（ｘ３,ｙ３）とし、 ステップＳ２７（画面例１０３−５）で取得した特定位置１２０５の座標を（ｘ４,ｙ４）とすると、これらの位置を通る直線Ｌ２（設定線）は以下の式で表すことができる。
Ｌ２：ｙ＝ｍ２ｘ＋ｎ２
ここで、ｍ２＝（ｙ４−ｙ３）／（ｘ４−ｘ３）、ｎ２＝y３−m２＊x３
また、撮像装置３と撮影画像との関係において、撮影画像における左上を原点とし、右横方向をＸ’方向、下方向をＹ’方向、撮像装置３の撮影方向をＺ’方向とする。ここで、光軸点を示す印（画面例１０３−１〜１０３−３で表示）と設定軸点を示す印（画面例１０３−４〜１０３−６で表示）とのＸ’方向における差分Ｗ１をＸ’Ｙ’座標上で求めることもできる。
【００５５】
これらから、本実施形態で求めるパラメータ（撮像装置３の角度、撮像装置３の位置、撮像装置３の焦点距離）は、以下の式により求めることができる。
撮像装置３の角度：ＣＡ１＝ｔａｎ−１（|ｍ１|）（ただし、０°≦ＣＡ１＜９０°）
撮像装置３の位置（レンズの中心位置）：ＣＰ１の座標を（ｃｘ１,ｃｙ１）とすると、ｃｘ１＝（ｎ２−ｎ１）／（ｍ１−ｍ２）、ｃｙ１＝ｍ１＊ｃｘ１＋ｎ１
焦点距離：ＦＬ１＝|ｗ１＊（１＋ｍ１ｍ２）／（ｍ２−ｍ１）|
なお、撮像装置３を表示装置２の表示面６の長手方向または短手方向に設置することはないため、ｘ１≠ｘ２, ｘ３≠ｘ４である。また、レンズの仕組み上、直線Ｌ１と直線Ｌ２とが平行になることはないため、ｍ１≠ｍ２である。また、直線Ｌ１と直線Ｌ２とが直交することもないため、ｍ１ｍ２≠−１である。
【００５６】
〔タッチ位置の検出方法〕
次に、図１３、１４を参照して、タッチ位置導出部１４によるタッチ位置の検出方法について説明する。図１３は、タッチ位置の検出に用いる光軸線とタッチ位置候補線とがなす角度の求め方を説明するための図である。
【００５７】
図１３では、図１２と同様に、撮影画像における左上を原点とし、右横方向をＸ’方向、下方向をＹ’方向、撮像装置３の撮影方向をＺ’方向としている。
【００５８】
まず、タッチ位置導出部１４は、撮影画像を解析して指示物体（指）を抽出し、撮影画像内でのタッチ位置ＴＰ’を求める。指示物体の抽出方法については、従来技術を利用して可能であるので、ここでの説明は省略する。
【００５９】
次に、Ｘ’軸方向におけるタッチ位置ＴＰ’と画像中心との差分距離Ｗを求める。そして、差分距離Ｗと焦点距離ＦＬ（パラメータとして算出済）とから、三角関数の公式を用いて、光軸線ＯＡ（レンズ中心と撮像画像の中心とを通る直線）とタッチ位置候補線ＴＣとがなす角度ＹＡ’を求めることができる。ここで、タッチ位置候補線ＴＣとは、レンズ中心と撮像画面に写し出されたタッチ位置とを通る直線である。
【００６０】
なお、焦点距離と差分距離とは単位（スケール）をあわせる必要があるため、焦点距離は、実空間上の値ではなく、撮影画像座標系上（Ｘ’Ｙ’座標系）で求めている。
【００６１】
次に、図１４を参照してタッチ位置ＴＰを求める方法を説明する。
【００６２】
まず、上述の通り、撮像装置３ａにおける光軸線ＯＡａとタッチ位置候補線ＴＣａがなす角度ＹＡ’ａと、撮像装置３ｂにおける光軸線ＯＡｂとタッチ位置候補線ＴＣｂがなす角度ＹＡ’ｂとを求める。
【００６３】
次に、光軸線ＯＡａとＸ軸とがなす角度ＣＡａ（撮像装置３ａの角度、パラメータとして算出済）と角度ＹＡ’ａとから、Ｘ軸とタッチ位置候補線ＴＣａとがなす角度ＹＡａを求める。
【００６４】
また、光軸線ＯＡｂとＸ軸とがなす角度ＣＡｂ（撮像装置３ｂの角度、パラメータとして算出済）と角度ＹＡ’ｂとから、Ｘ軸とタッチ位置候補線ＴＣｂとがなす角度ＹＡｂを求める。
【００６５】
次に、角度ＹＡａと撮像装置３ａの位置ＣＰａ（パラメータとして算出済）とからタッチ位置候補線ＴＣａの式を求め、角度ＹＡｂと撮像装置３ｂの位置ＣＰｂ（パラメータとして算出済）とからタッチ位置候補線ＴＣｂの式を求める。これらの直線式は一般的な数学の公式だけで求められる。
【００６６】
最後に、タッチ位置ＴＰを、タッチ位置候補線ＴＣａとタッチ位置候補線ＴＣｂとの交点から求める。交点は一般的な数学の公式だけで求められる。
【００６７】
上記のように、本実施形態によれば、特別なツールを使用せずに撮像装置３のパラメータを求めることができるので、容易にパラメータの算出・設定を行うことができる。また、カメラがずれたときなどでも、誰にでも速やかに撮像装置３の再設置、および再設定を行うことができる。
【００６８】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図１５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００６９】
本実施形態において、上記実施形態１と異なるのは、表示装置２のリモコン５を用いて表示装置２に表示されている画面を操作（例えば、ボタン押下やカーソル位置の移動など）する点である。
【００７０】
本実施形態では、上記実施形態１の各処理において、操作装置４による操作ではなく、リモコン５による操作によりボタン押下、カーソル位置の移動、および位置特定を実行する。より詳細には、例えば、表示装置２に図１０における画面例１０３−１が表示されている場合、カーソル位置の移動に対応したリモコン５のボタン（カーソル移動ボタン）を押下すると、カーソル移動ボタンが押下されたことを認識した表示装置２は、その旨をカーソル制御部３１’に通知する。カーソル制御部３１’は、カーソル移動ボタンが押下されたことを示す信号情報に従って、カーソル位置を移動させる。また、位置特定に対応したリモコン５のボタン（位置特定ボタン）を押下すると、位置特定ボタンが押下されたことを認識した表示装置２は、その旨をカーソル制御部３１’に通知する。カーソル制御部３１’は、位置特定ボタンが押下されことを示す信号情報を受け取ったときのカーソル位置を特定位置として位置取得部２２に通知する。
【００７１】
〔実施形態３〕
タッチ位置検出装置１の制御ブロック（特にパラメータ設定部１２、表示制御部１３、タッチ位置導出部１４、およびタッチ処理部１５）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【００７２】
後者の場合、タッチ位置検出装置１は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【００７３】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る入力装置（タッチ位置検出装置１）は、表示装置（２）の表示面（６）に対して接触または近接している指示物体を撮像可能に設置された撮像装置（３ａ、３ｂ）の光軸線（Ｌ１）および該撮像装置を通り該光軸線とは異なる設定線（Ｌ２）の、上記表示面における位置を示す位置情報を取得する取得部（位置取得部２２）と、上記取得部が取得した位置情報に基づき、上記撮像装置が撮像した撮像画像から上記表示面に対する接触または近接位置を特定するために用いられる設定情報を設定する設定部（パラメータ設定部１２）と、を備えている。
【００７４】
上記の構成によれば、表示面における光軸線を示す位置情報および設定線を示す位置情報に基づき、接触または近接位置を求めるために用いられる設定情報を設定することができる。よって、位置情報を取得するという容易な処理により接触または近接位置を特定するための撮像装置の設定情報を設定することができる。すなわち、表示面に対する接触または近接位置を求めるための撮像装置の設定情報を容易に設定できる。
【００７５】
本発明の態様２に係る入力装置は、上記態様１において、上記取得部は、上記位置情報として、上記光軸線上の少なくとも２点の座標を取得するともに、上記設定線上の少なくとも２点の座標を取得するものであってもよい。
【００７６】
上記の構成によれば、光軸線上の座標を少なくとも２点取得するので、光軸線を求めることができる。また、設定線上の座標を少なくとも２点取得するので、設定線を求めることができる。そして、光軸線と設定線とから設定情報を求めることができる。
【００７７】
本発明の態様３に係る入力装置は、上記態様１または２において、上記表示装置に上記撮像画像を表示するとともに、表示中の該撮像画像に上記光軸線および上記設定線と対応する対応位置を表示する位置表示部を備え、上記取得部は、上記位置表示部が表示する上記対応位置と重なるようにユーザによって選択された上記表示面における接触位置の座標を上記位置情報として取得するものであってもよい。
【００７８】
上記の構成によれば、表示中の撮像画像に、光軸線または設定線と対応する対応位置を表示し、表示した対応位置と重なるようにユーザによって選択された表示における位置を取得することにより座標を取得することができる。よって、ユーザによる表示面の位置の指定という容易な作業により、座標を取得することができる。
【００７９】
本発明の態様４に係る入力装置は、上記態様１〜３のいずれかにおいて、上記設定情報は、上記撮像装置の焦点距離、上記表示面と略平行な平面における上記撮像装置のレンズの中心位置、および上記撮像装置の撮影方向の少なくともいずれか１つを示すものであってもよい。
【００８０】
上記の構成によれば、設定情報として、撮像装置の焦点距離、表示面と略平行な平面における撮像装置のレンズの中心位置、および撮像装置の撮影方向を用いることができる。
【００８１】
本発明の態様５に係る入力装置は、上記態様１〜４のいずれかにおいて、指示物体が上記表示面に接触または近接した座標を、少なくとも２つの上記撮像装置による撮像画像から、それぞれの撮像装置と対応する上記設定情報を用いて特定する座標特定部を備えていてもよい。
【００８２】
上記の構成によれば、設定した座標情報を用いて、表示面に対する指示物体の接触または近接した位置（座標）を特定することができる。
【００８３】
本発明の態様６に係る入力装置の制御方法は、表示装置の表示面に対して接触または近接している指示物体を撮像可能に設置された撮像装置の光軸線および該撮像装置を通り該光軸線とは異なる設定線の、上記表示面における位置を示す位置情報を取得する取得ステップ（Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２６、Ｓ２７）と、上記取得ステップで取得した位置情報に基づき、上記撮像装置が撮像した撮像画像から上記表示面に対する接触位置を特定するために用いられる設定情報を設定する設定ステップ（Ｓ２９）と、を含む。上記の構成によれば、上述した態様１と同様の効果を奏する。
【００８４】
本発明の各態様に係るパラメータ決定装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記パラメータ決定装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより上記パラメータ決定装置をコンピュータにて実現させるパラメータ決定装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【００８５】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、タッチパネルを搭載しない表示装置において、タッチパネルと同様の機能を実行するシステムに利用することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１  タッチ位置検出装置（入力装置）
２  表示装置
３ａ、３ｂ  撮像装置
４  操作装置
６  表示面
１２  パラメータ設定部（設定部）
１３  表示制御部
１４  タッチ位置導出部（座標特定部）
１５  タッチ処理部
２１  設定画面提示部（位置表示部）
２２  位置取得部（取得部）
２３  パラメータ算出部
１００  ユーザの指（指示物体）
ＣＰ１  レンズ中心
Ｌ１  光軸線
Ｌ２  設定線
【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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