(57)【要約】【課題】屋外などの状況下でも精度良く指示体の位置を検出することができる位置検出装置と、当該位置検出装置を備えたタッチパネルと、を提供する。【解決手段】位置検出装置は、異なる場所から検出面２１上を撮像して画像を生成する２つ以上の撮像部１１Ｌ，１１Ｒを備える。そして、生成される画像中から指示体Ｄを含む複数の被認識体Ｄ，Ｓが認識され、検出面２１上の指示体Ｄの位置を含む複数の候補位置Ｄ，Ｓ，Ｐａ，Ｐｂが求められ得るとき、当該複数の候補位置Ｄ，Ｓ，Ｐａ，Ｐｂの位置関係に基づいて、検出面２１上の指示体Ｄの位置を検出する。【選択図】図５
2012003583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出面上の指示体の位置を検出する位置検出装置であって、
異なる場所から前記検出面上を撮像して画像を生成する２つ以上の撮像部と、
前記撮像部の撮像により生成される画像中から前記指示体を認識することで、前記検出面上の前記指示体の位置を検出する位置検出部と、を備え、
少なくとも１つの前記撮像部の撮像により生成される画像中から、前記指示体を含む複数の被認識体が認識され、前記検出面上の前記指示体の位置を含む複数の候補位置が求められ得るとき、
前記位置検出部が、当該複数の候補位置の位置関係に基づいて、前記検出面上の前記指示体の位置を検出することを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記撮像部の撮像により生成される画像から前記位置検出部が認識する被認識体に、前記指示体と、当該指示体の影と、が含まれ得ることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記撮像部が、前記検出面の一つの端辺側に配置され、
前記位置検出部が、前記検出面の当該端辺側の候補位置を優先的に選択して、前記検出面上の前記指示体の位置とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記位置検出部が、
前記検出面の範囲外に位置する候補位置と、
前記撮像部の撮像により得られるそれぞれの画像中で、当該候補位置を求めるための被認識体とはそれぞれ異なる被認識体により求められる候補位置と、
を除いた他の候補位置を優先的に選択して、前記検出面上の前記指示体の位置とすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記位置検出部が、画像の信号値のばらつきが大きい被認識体から求められる候補位置を優先的に選択して、前記検出面上の前記指示体の位置とすることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項６】
表示領域に画像を表示する表示装置と、
前記表示領域を検出面とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の位置検出装置と、
を備えることを特徴とするタッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出面上の指示体の位置を検出する位置検出装置や、当該位置検出装置を備えたタッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像を表示する表示装置と、ユーザが指示する位置を検出する位置検出装置とを備え、ユーザが指示する表示装置上の位置を検出する、いわゆるタッチパネルが広く普及している。タッチパネルは、表示装置に表示される画像を視認したユーザが、当該画像を手がかりにして、例えば指やスタイラスなどの指示体で表示装置上（当該画像上）の所定の位置に触れるという直感的かつ簡易的な動作によって操作される。
【０００３】
タッチパネルに備えられる位置検出装置の方式として、例えば、静電容量方式がある。静電容量方式とは、表示装置上に導電膜を設けて電流を通じ、指が導電膜に接触または近接することで生じる静電容量の変化を電流の変化として検出することで、指が接触または近接した位置を検出するものである。
【０００４】
しかしながら、静電容量方式では、表示装置上に導電膜などの検出用部材を設ける必要があるため、表示装置上の光透過性が低下し、屋外などで画像の視認性が劣化することが問題となる。また、静電容量方式では、表示装置に応じた大きさの検出用部材が必要となるため、表示装置が大型化するほど、製造工程が煩雑化したり製造コストが高くなったりするなどの問題が生じる。
【０００５】
上記の問題を解決する方式として、特許文献１では、赤外線再帰反射方式（検出面の２つの隅に赤外線の発光部及びイメージセンサをそれぞれ備えるとともに検出面の端部に赤外線の反射材を備え、イメージセンサで生成される画像に基づいてユーザが触れた位置を検出する方式）の位置検出装置が提案されている。
【０００６】
また、特許文献２では、ユーザの手や指などの指示体と、指示体の影と、のそれぞれをビデオカメラの撮像により得られた画像データから検出するとともに、指示体及び影の位置に基づいて、指示体の位置及び向きを求める位置検出装置が提案されている。この位置検出装置では、指示体を検出するパラメータ（色相値及び彩度値）と、影を検出するパラメータ（輝度値）と、を異ならせて、指示体及び影のそれぞれを検出する。そして、検出した指示体及び影の位置に基づいて、指示体の位置及び向きを検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４２２９９６４号
【特許文献２】特開２００８−５９２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載のような赤外線再帰反射方式では、表示装置上に導電膜などの検出用部材を備える必要がないため、表示装置上の光透過性の低下（屋外での視認性の劣化）や製造工程の煩雑化、製造コストが高くなることなどを防止することが可能となる。しかしながら、屋外では発光部以外（例えば、太陽など）から放射される赤外線の影響や、指示体の影の影響によって検出精度が劣化するため、問題となる。
【０００９】
これに対して、特許文献２に記載の位置検出装置であれば、指示体と影とを区別して検出することが可能となる。しかしながら、この位置検出装置では、指示体である手や指を色相値及び彩度値に基づいて検出するため、例えば屋外などの不定な光源の下で指示体が暗くなると、指示体と背景とを区別することができなくなる。同様に、指示体の輝度値が影の輝度値に近くなると、指示体と影とを区別することができなくなる。さらに、指示体から離れた位置に影ができてしまうと、指示体の位置及び向きを正確に検出することができなくなる。したがって、上述の位置検出装置では、照明が一定の位置から一定の光量となる光を照射する必要があり、照明が不定である屋外で使用すると検出精度が劣化するため、問題となる。
【００１０】
そこで本発明は、屋外などの状況下でも精度良く指示体の位置を検出することができる位置検出装置と、当該位置検出装置を備えたタッチパネルと、を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明における位置検出装置は、検出面上の指示体の位置を検出する位置検出装置であって、異なる場所から前記検出面上を撮像して画像を生成する２つ以上の撮像部と、前記撮像部の撮像により生成される画像中から前記指示体を認識することで、前記検出面上の前記指示体の位置を検出する位置検出部と、を備え、少なくとも１つの前記撮像部の撮像により生成される画像中から、前記指示体を含む複数の被認識体が認識され、前記検出面上の前記指示体の位置を含む複数の候補位置が求められ得るとき、前記位置検出部が、当該複数の候補位置の位置関係に基づいて、前記検出面上の前記指示体の位置を検出することを特徴とする。
【００１２】
以下の実施の形態では、位置検出部の一例として、左側画像処理部、右側画像処理部及び指示体位置算出部を挙げて説明している。
【００１３】
また、上記構成の位置検出装置において、前記撮像部の撮像により生成される画像から前記位置検出部が認識する被認識体に、前記指示体と、当該指示体の影と、が含まれ得ることとしても構わない。
【００１４】
このように構成すると、指示体と、光が照射されることで生じる指示体の影と、が被認識体となり、複数の候補位置が求められ得る場合でも、当該候補位置の中から指示体に対応する候補位置を求めることが可能となる。したがって、屋外などの影が生じ得る状況下でも、精度良く指示体の位置を検出することが可能となる。
【００１５】
また、上記構成の位置検出装置において、前記撮像部が、前記検出面の一つの端辺側に配置され、前記位置検出部が、前記検出面の当該端辺側の候補位置を優先的に選択して、前記検出面上の前記指示体の位置とすることとしても構わない。
【００１６】
このように構成すると、２つの撮像部を結んだ線とそれぞれの撮像部及び非指示体（例えば、影）を結んだそれぞれの線とが成すそれぞれの角度が、２つの撮像部を結んだ線とそれぞれの撮像部及び指示体を結んだそれぞれの線とが成すそれぞれの対応する角度以上となるときなどに、指示体に対応する候補位置を優先的に選択して、指示体の位置とすることが可能となる。なお、以下の実施の形態では、当該端辺側の候補位置の一例として、表示領域の上側の候補位置を挙げて説明している。また、位置検出装置が、当該端辺側から検出面に向かって光が照射されるようにしても構わない。
【００１７】
また、上記構成の位置検出装置において、前記位置検出部が、前記検出面の範囲外に位置する候補位置と、前記撮像部の撮像により得られるそれぞれの画像中で、当該候補位置を求めるための被認識体とはそれぞれ異なる被認識体により求められる候補位置と、を除いた他の候補位置を優先的に選択して、前記検出面上の前記指示体の位置とすることとしても構わない。
【００１８】
このように構成すると、指示体及び非指示体（例えば、影）のいずれにも対応しない候補位置を除いた、他の候補位置を優先的に選択して、指示体の位置とすることが可能となる。また、２つの撮像部を結んだ線とそれぞれの撮像部及び非指示体を結んだそれぞれの線とが成すそれぞれの角度の少なくとも一方が、２つの撮像部を結んだ線とそれぞれの撮像部及び指示体を結んだそれぞれの線とが成すそれぞれの対応する角度よりも小さくなり、指示体に対応する候補位置よりも、指示体及び非指示体のいずれにも対応しない候補位置が上記の端辺側に形成されるときなどに、指示体及び非指示体のいずれにも対応しない候補位置が優先的に選択されて指示体の位置となることを、抑制することが可能となる。
【００１９】
また、上記構成の位置検出装置において、前記位置検出部が、画像の信号値のばらつきが大きい被認識体から求められる候補位置を優先的に選択して、前記検出面上の前記指示体の位置とすることとしても構わない。
【００２０】
このように構成すると、指示体である可能性が高い被認識体から求められる候補位置を優先的に選択して、指示体の位置とすることが可能となる。
【００２１】
また、上記構成の位置検出装置において、前記位置検出部が、画像の信号値の分散値が大きい被認識体から求められる候補位置を優先的に選択して、前記検出面上の前記指示体の位置とすることとしても構わない。
【００２２】
また、本発明のタッチパネルは、表示領域に画像を表示する表示装置と、前記表示領域を検出面とする上記の位置検出装置と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の構成とすると、撮像部の撮像により生成された画像中から複数の被認識体が認識され、複数の候補位置が求められ得る状況になったとしても、当該複数の候補位置の位置関係から指示体に対応する候補位置を求めることができる。したがって、屋外などの状況下でも、精度良く指示体の位置を検出することが可能となる。
【００２４】
本発明の意義ないし効果は、以下に示す実施の形態の説明によりさらに明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも本発明の実施の形態の一つであって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】は、本発明の実施の一形態であるタッチパネルの構成の一例を示す平面図及び側面図である。
【図２】は、位置検出装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】は、左側撮像部について説明する図である。
【図４】は、右側撮像部について説明する図である。
【図５】は、指示体が表示領域の表面上に存在するとともに影が枠体に映る第１状況例を示す図である。
【図６】は、指示体が表示領域の表面上に存在するとともに影が枠体に映る第２状況例を示す図である。
【図７】は、指示体が表示領域の表面上に存在するとともに影が枠体に映る第３状況例を示す図である。
【図８】は、指示体が表示領域の表面上に存在するとともに影が枠体に映る第４状況例を示す図である。
【図９】は、指示体が表示領域の表面上に存在するとともに影が枠体に映る第５状況例を示す図である。
【図１０】は、位置検出装置の全体的な動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】は、左側差分画像を算出する動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】は、処理範囲の設定方法の一例を示す図である。
【図１３】は、左側差分画像から被認識体を認識する動作の一例を示すフローチャートである。
【図１４】は、指示体の位置を認識する動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
＜タッチパネルの構成＞
本発明の実施の一形態であるタッチパネルについて、以下図面を参照して説明する。最初に、タッチパネル及び位置検出装置の構成の一例について、図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施の一形態であるタッチパネルの構成の一例を示す平面図及び側面図である。なお、図１（ａ）は、タッチパネルの画像が表示される面を示す平面図である。一方、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す面を右に向けた場合のタッチパネルの左側面を示す側面図である。また、図２は、位置検出装置の構成の一例を示すブロック図である。
【００２８】
図１に示すように、本実施例のタッチパネル１は、画像を表示する表示領域２１の周囲に、表示領域２１の表面から突出する枠体２２が配置された表示装置２０を備える。また、タッチパネル１は、タッチパネル１の表示領域２１を撮像する左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒを備えた位置検出装置１０（図２参照）を備える。また、位置検出装置１０は、表示領域２１の表面を検出面とし、表示領域２１の表面上における指示体の位置を検出する。
【００２９】
図１では、図１（ａ）に示す平面上で矩形となる表示装置２０の一辺の両端に、左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒが配置される例を示している。以下、図１（ａ）に示す平面において、左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒが配置される辺を上辺、表示装置２０の上辺と対向する辺を下辺、上辺を上側かつ下辺を下側に配置したときに、左側となる辺を左辺、右側となる辺を右辺としている。また、枠体２２は、表示装置２０の上記の各辺から表示領域２１に向けて所定の長さの幅を有する。
【００３０】
左側撮像部１１Ｌは、表示装置２０の上辺の左辺側の端部に配置され、下辺側及び右辺側を撮像する。また、右側撮像部１１Ｒは、表示装置２０の上辺の右辺側の端部に配置され、下辺側及び左辺側を撮像する。図１では、左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒが撮像する方向を、白抜きの矢印で示している。図１に示す左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒの配置態様は一例に過ぎず、表示領域２１の表面を撮像することができる限り、どのような配置態様としても構わない。例えば、左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒの一部（例えば、撮像素子やレンズなどの一部）を表示領域２１の周囲に埋め込むようにして配置しても構わない。
【００３１】
また、図２に示すように、位置検出装置１０は、上記の左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒと、左側撮像部１１Ｌの撮像により生成された左側画像を処理する左側画像処理部１２Ｌと、左側画像処理部１２Ｌでの処理に用いられる左側背景画像を一時的に記憶する左側背景画像記憶部１３Ｌと、右側撮像部１１Ｒの撮像により生成された右側画像を処理する右側画像処理部１２Ｒと、右側画像処理部１２Ｒでの処理に用いられる右側背景画像を一時的に記憶する右側背景画像記憶部１３Ｒと、左側画像処理部１２Ｌによる左側画像の処理結果と右側画像処理部１２Ｒによる右側画像の処理結果とに基づいて表示領域２１の表面上における指示体の位置を算出し指示体位置情報として出力する指示体位置算出部１４と、を備える。なお、指示体とは、ユーザの指やスタイラスなどの、ユーザが表示領域２１の任意の位置を指示するために用いるものである。以下では説明の具体化のため、指示体として指を例示して説明する。
【００３２】
左側撮像部１１Ｌの撮像により生成される左側画像及び右側撮像部１１Ｒの撮像により生成される右側画像は、それぞれ画角が９０°程度であり、表示領域２１の表面全体が画角内に収まるものであると、好ましい。また、左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒは、可視光を検出する受光素子を備えるものであると、好ましい。また、左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒは、例えば単板式ベイヤ配列のイメージセンサや、三板式のイメージセンサなど、カラー画像を生成可能な撮像素子を備えるものであると好ましいが、輝度を検出するイメージセンサなど、モノクロ画像を生成可能な撮像素子を備えるものであっても構わない。
【００３３】
なお、左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒの処理内容（詳細は後述）によっては、左側背景画像記憶部１３Ｌ及び右側背景画像記憶部１３Ｒが不要となる場合がある。このような場合、左側背景画像記憶部１３Ｌ及び右側背景画像記憶部１３Ｒを備えない構成としても構わない。
【００３４】
また、タッチパネル１をユーザが使用する場合に、左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒが、表示領域２１よりも光源側に配置されるように、位置検出装置１０やタッチパネル１が設計されている（例えば、表示領域２１で画像が表示される方向や、タッチパネル１を支持する台座や取付部材の位置及び方向などが、上記の状態が実現されるものとなっている）と、好ましい。具体的に例えば、光源が電灯などの一般的な照明装置や太陽などである場合、左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒが、表示領域２１よりも鉛直方向の上側となるように、位置検出装置１０やタッチパネル１を構成すると、好ましい。
【００３５】
上記のように構成すると、表示装置２０の左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒが設けられた側から表示領域２１に向かって、光源の光が照射される。そのため、光源の光が左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒに直接的に入射して、不明瞭な左側画像及び右側画像が撮像されることを抑制することが可能となる。また、詳細な説明については後述するが、指示体と、表示領域２１の表面上に指示体が現れることで生じる外乱（例えば、指示体の影や反射光など）と、の相対的な位置関係を、指示体を精度良く検出することができる程度まで限定することが可能となる。なお、後述する詳細な説明では、説明の具体化のため、タッチパネル１が上記の構成であり、外乱として指示体の影が生じる場合について例示する。
【００３６】
＜指示体の位置の算出方法＞
また、左側画像及び右側画像に基づいた指示体の位置の算出方法について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、左側撮像部について説明する図であり、図４は、右側撮像部について説明する図である。図３（ａ）は、左側撮像部１１Ｌが撮像する画角を示す平面図であり、図１（ａ）と同じ平面を示すものである。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す左側撮像部１１Ｌの撮像により得られる左側画像を示す図である。同様に、図４（ａ）は、右側撮像部１１Ｒが撮像する画角を示す平面図であり、図１（ａ）と同じ平面を示すものである。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す右側撮像部１１Ｒの撮像により得られる右側画像を示す図である。
【００３７】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、左側撮像部１１Ｌは、自身を中心として表示装置２０の上辺から左辺までを含む左側画像を生成する。ここで、左側撮像部１１Ｌが配置される表示装置２０の左上を中心とした角度を考え、上辺を０°、左辺を９０°と定義すると、画角内の指示体Ｄが存在する方向は、時計回り（右回り）の角度αで表現される。また、本例の左側画像は、表示領域２１の他に枠体２２（図中の灰色で表示した部分。他の図でも同様。）や表示装置の側面（図中の格子状のハッチングで表示した部分。他の図でも同様。）が映り込んでおり、左端がα＝９０°、右端がα＝０°に相当する。なお、角度αは、表示装置２０の上辺（左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒを結んだ線）と、左側撮像部１１Ｌ及び指示体Ｄを結んだ線と、が成す角度として解釈することもできる。
【００３８】
右側撮像部１１Ｒについても同様である。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、右側撮像部１１Ｒは、自身を中心として表示装置２０の上辺から右辺までを含む右側画像を生成する。ここで、右側撮像部１１Ｒが配置される表示装置２０の右上を中心とした角度を考え、上辺を０°、右辺を９０°と定義すると、画角内の指示体Ｄが存在する方向は、反時計回り（左回り）の角度βで表現される。また、本例の右側画像は、表示領域２１の他に枠体２２や表示装置の側面が映り込んでおり、左端がβ＝０°、右端がβ＝９０°に相当する。なお、角度βは、表示装置２０の上辺（左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒを結んだ線）と、右側撮像部１１Ｒ及び指示体Ｄを結んだ線と、が成す角度として解釈することもできる。
【００３９】
上記の角度α及び角度βは、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、左側画像中及び右側画像中における指示体Ｄの左右方向の位置に対応している。そのため、左側画像処理部１２Ｌは、左側画像から指示体Ｄを認識し、その位置を求めることで、角度αを算出する。同様に、右側画像処理部１２Ｒは、右側画像から指示体Ｄを認識し、その位置を求めることで、角度βを算出する。なお、左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒは、左側画像及び右側画像から指示体Ｄを認識しても構わないし、左側画像及び右側画像を処理して得られる画像（例えば、後述する左側差分画像及び右側差分画像）から指示体Ｄを認識しても構わない。いずれにしても、左側画像及び右側画像のそれぞれから、指示体Ｄが認識されることには変わり無い。また、左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒが、指示体Ｄを認識する方法の詳細については、後述する。
【００４０】
指示体位置算出部１４は、例えば、左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒが算出した角度α及び角度βと、既知である表示装置２０の上辺の長さｋと、を用いた三角測量により、表示領域２１の表面上における指示体Ｄの位置を算出する。具体的に、算出する位置は、表示領域２１を含む面内の任意の位置を示す座標（ｘ，ｙ）で表現する。ここで、表示装置２０の左上の座標を（０，０）、右方ほどｘ座標の値が大きく下方ほどｙ座標の値が大きくなるように定義する場合、以下の連立方程式を解くことで、表示領域２１の表面上における指示体Ｄの座標（ｘ1，ｙ1）を算出することができる。
【００４１】
ｘ1×ｔａｎα＝ｙ1
（ｋ−ｘ1）×ｔａｎβ＝ｙ1
【００４２】
指示体位置算出部１４は、上述のようにして算出した表示領域２１の表面上における指示体Ｄの位置を示す指示体位置情報を生成し、出力する。そして、表示装置２０が、指示体位置情報に基づいて（即ち、ユーザによるタッチパネル１の操作内容に基づいて）、例えば表示領域２１に表示する画像を切り替えるなどの各種動作を行う。
【００４３】
なお、上述の算出方法は一例に過ぎず、他の算出方法を適用しても構わない。例えば、左側撮像部１１Ｌを表示領域２１の左上に配置するとともに、右側撮像部１１Ｒを表示領域２１の右上に配置し、表示領域２１の上側の辺から指示体Ｄまでの時計回りの角度をα、表示領域２１の上側の辺から指示体Ｄまでの反時計回りの角度をβ、表示領域２１の左上を（０，０）、右方ほどｘ座標の値が大きく下方ほどｙ座標の値が大きくなるように定義しても構わない。この場合も、上記の連立方程式に従って、表示領域２１の表面上における指示体Ｄの座標を算出することができる。
【００４４】
＜候補位置の選択方法＞
上述のように、左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒが、左側画像及び右側画像のそれぞれから指示体Ｄを認識することができれば、表示領域２１の表面上における指示体Ｄの位置を検出することができる。しかしながら、左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒが、左側画像及び右側画像から認識する被認識体（左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒが、表示領域２１の表面上に存在するとして認識する全てのものであり、実体の有無は問わない。即ち、指示体Ｄなどの物体に限られず、影や反射光などの外乱なども含まれ得る。以下同じ。）には、指示体Ｄだけでなく、影などの外乱が含まれる可能性がある。特に、影が枠２２に映る場合、左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒの少なくとも一方において、影が被認識体として認識される可能性が高くなる。
【００４５】
本例の位置検出装置１０では、上記のように複数の被認識体が認識されることで求められ得る複数の候補位置の中から、指示体Ｄに対応する候補位置を選択することで、精度良く指示体Ｄの位置を検出する。具体的には、左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒが複数の被認識体を認識することで、被認識体が存在する方向（角度）が複数求められたとしても、指示体位置算出部１４は、その中から指示体Ｄが存在する正しい方向（角度）を選択することで、精度良く指示体Ｄの位置を検出する。以下、この候補位置の選択方法の具体例について、影が表示装置２０の下辺側の枠２２に映る場合を例示して、説明する。
【００４６】
［第１例］
最初に、第１例の選択方法について、図面を参照して説明する。図５は、指示体が表示領域の表面上に存在するとともに影が枠体に映る第１状況例を示す図である。図５（ａ）は、タッチパネルの平面図であり、図１（ａ）と同じ平面を示すものである。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す左側撮像部１１Ｌの撮像により得られる左側画像を示す図であり、図５（ｃ）は、図５（ａ）に示す右側撮像部１１Ｒの撮像により得られる右側画像を示す図である。なお、図５（ａ）〜図５（ｃ）では、指示体Ｄ及び影Ｓの位置を明確に示すため、それぞれ丸印（指示体Ｄを白抜きの丸印、影Ｓを黒抜きの丸印）で表示している。
【００４７】
図５に示すように、第１状況例では、指示体Ｄを示す角度αＤ（左側撮像部１１Ｌに対して指示体Ｄが存在する方向を示す角度であり、上述の角度αの定義に従い表現される角度、以下同じ）が、影Ｓ示す角度αＳ（左側撮像部１１Ｌに対して影Ｓが存在する方向を示す角度であり、上述の角度αの定義に従い表現される角度、以下同じ）よりも小さくなる。また、指示体Ｄを示す角度βＤ（右側撮像部１１Ｒに対して指示体Ｄが存在する方向を示す角度であり、上述の角度βの定義に従い表現される角度、以下同じ）が、影Ｓを示す角度βＳ（右側撮像部１１Ｒに対して影Ｓが存在する方向を示す角度であり、上述の角度βの定義に従い表現される角度、以下同じ）よりも小さくなる。
【００４８】
第１状況例では、左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒのそれぞれが、２つの被認識体（指示体Ｄ及び影Ｓ）のそれぞれを認識する。そのため、指示体位置算出部１４は、以下に示す４つの候補位置から、指示体Ｄの位置を選択することとなる。
【００４９】
（１）  角度αＤ及び角度βＤによって規定される候補位置（指示体Ｄの位置）
（２）  角度αＤ及び角度βＳによって規定される候補位置（左側画像処理部１２Ｌが指示体Ｄを指示体として認識し、右側画像処理部１２Ｒが影Ｓを指示体として認識した場合における、指示体Ｄも影Ｓも存在しない偽候補Ｐａの位置）
（３）  角度αＳ及び角度βＤによって規定される候補位置（左側画像処理部１２Ｌが影Ｓを指示体として認識し、右側画像処理部１２Ｒが指示体Ｄを指示体として認識した場合における、指示体Ｄも影Ｓも存在しない偽候補Ｐｂの位置）
（４）  角度αＳ及び角度βＳによって規定される候補位置（影Ｓの位置）
【００５０】
第１例の選択方法では、指示体位置算出部１４が、候補位置（１）〜（４）から上側（左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒや光源が存在する方向）の候補位置（１）を優先的に選択して、指示体Ｄの位置とする。換言すると、指示体位置算出部１４が、候補位置（１）〜（４）から、左側撮像部１１Ｌに対する角度（角度αＤまたは角度αＳ）及び右側撮像部１１Ｒに対する角度（角度βＤまたは角度βＳ）がともに小さい候補位置（１）を優先的に選択して、指示体Ｄの位置とする。
【００５１】
したがって、第１状況例において第１例の選択方法を行うと、指示体位置算出部１４が、指示体Ｄに対応する候補位置（１）を優先的に選択して、指示体Ｄの位置とすることが可能となる。
【００５２】
また、他の状況例について、図面を参照して説明する。図６は、指示体が表示領域の表面上に存在するとともに影が枠体に映る第２状況例を示す図である。図６（ａ）〜図６（ｃ）は、第１状況例を示す図５（ａ）〜図５（ｃ）のそれぞれに相当するものである。また、第１状況例と同様であるものには同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５３】
図６に示すように、第２状況例では、角度αＤが角度αＳよりも小さくなる。また、角度βＤと角度βＳとが等しくなる。さらに、第２状況例では、左側画像処理部１２Ｌは２つの被認識体（指示体Ｄ及び影Ｓ）のそれぞれを認識するが、右側画像処理部１２Ｒは１つの被認識体（影Ｓの手前に存在する指示体Ｄ）を認識する。そのため、指示体位置算出部１４は、以下に示す２つの候補位置から、指示体Ｄの位置を選択することとなる。
【００５４】
（１）  角度αＤ及び角度βＤ（βＳ）によって規定される候補位置（指示体Ｄの位置）
（４）  角度αＳ及び角度βＤ（βＳ）によって規定される候補位置（影Ｓの位置）
【００５５】
したがって、第２状況例において第１例の選択方法を行うと、指示体位置算出部１４が、指示体Ｄに対応する候補位置（１）を優先的に選択して、指示体Ｄの位置とすることが可能となる。
【００５６】
また、角度αＤと角度αＳが等しく、角度βＤが角度βＳよりも小さい場合も、第２状況例と同様である。即ち、指示体位置算出部１４が、指示体Ｄに対応する候補位置（１）を優先的に選択して、指示体Ｄの位置とすることが可能となる。
【００５７】
［第２例］
次に、第２例の選択方法について、図面を参照して説明する。図７は、指示体が表示領域の表面上に存在するとともに影が枠体に映る第３状況例を示す図である。図７（ａ）〜図７（ｃ）は、第１状況例を示す図５（ａ）〜図５（ｃ）のそれぞれに相当するものである。また、第１状況例と同様であるものには同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５８】
図７に示すように、第３状況例では、角度αＤが角度αＳよりも小さくなる。また、角度βＤが角度βＳよりも大きくなる。さらに、第３状況例では、左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒのそれぞれが、２つの被認識体（指示体Ｄ及び影Ｓ）のそれぞれを認識する。そのため、指示体位置算出部１４は、以下に示す４つの候補位置から、指示体Ｄの位置を選択することとなる。
【００５９】
（１）  角度αＤ及び角度βＤによって規定される候補位置（指示体Ｄの位置）
（２）  角度αＤ及び角度βＳによって規定される候補位置（偽候補Ｐａの位置）
（３）  角度αＳ及び角度βＤによって規定される候補位置（偽候補Ｐｂの位置）
（４）  角度αＳ及び角度βＳによって規定される候補位置（影Ｓの位置）
【００６０】
第３状況例では、角度βＳが角度βＤよりも大きくなるため、最も上側（左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒや光源が存在する方向）の候補位置が、偽候補Ｐａに対応する候補位置（２）になる。換言すると、左側撮像部１１Ｌに対する角度（角度αＤまたは角度αＳ）及び右側撮像部１１Ｒに対する角度（角度βＤまたは角度βＳ）が、ともに最も小さくなる候補位置が、偽候補Ｐａに対応する候補位置（２）になる。
【００６１】
このような場合、上述の第１例の選択方法では、指示体位置算出部１４が、指示体Ｄに対応する候補位置（１）を選択して指示体Ｄの位置とすることが、困難になる。そこで、第２例の選択方法を用いて、指示体位置算出部１４が、偽候補Ｐａに対応する候補位置（２）が指示体Ｄの位置として優先的に選択されないようにする。換言すると、指示体位置算出部１４が、候補位置（２）を除いた他の候補位置を優先的に選択して、指示体Ｄの位置とする。
【００６２】
具体的に、第２例の選択方法では、まず指示体位置算出部１４が、表示領域２１の範囲外に位置している候補位置（３）を確認する。すると、指示体位置算出部１４は、当該候補位置（３）と、当該候補位置（３）を求めるための被認識体（左側画像処理部１２Ｌが影Ｓ、右側画像処理部１２Ｒが指示体Ｄ）とはそれぞれ異なる被認識体（左側画像処理部１２Ｌが指示体Ｄ、右側画像処理部１２Ｒが影Ｓ）によって求められる候補位置（２）と、が指示体Ｄ及び影Ｓのいずれにも対応しない（偽候補Ｐａ及び偽候補Ｐｂに対応する）ことを確認することができる。
【００６３】
これは、指示体Ｄの候補位置（１）よりも上側に、偽候補Ｐａに対応する候補位置（２）が位置する場合、他方の偽候補Ｐｂの候補位置（３）は、枠体２２に映る影Ｓの候補位置（４）よりも下側（即ち、表示領域２１の範囲外）に位置するためである。したがって、上記のように表示領域２１の範囲外に位置する候補位置（３）を確認することで、指示体Ｄの候補位置（１）よりも上側に位置する候補位置（２）を確認することができる。
【００６４】
そして、指示体位置算出部１４は、指示体Ｄ及び影Ｓのいずれにも対応しない（偽候補Ｐａ及び偽候補Ｐｂに対応する）と確認された候補位置（２）及び（３）が、指示体Ｄの位置として優先的に選択されないようにする。換言すると、指示体位置算出部１４が、候補位置（２）及び（３）を除いた他の候補位置（１）及び（４）を優先的に選択して、指示体Ｄの位置とする。なお、候補位置（２）及び（３）の中で、表示領域２１の範囲外に位置すると確認されていない候補位置（２）のみが、指示体Ｄの位置として優先的に選択されないようにしても構わない。
【００６５】
したがって、第３状況例において第２例の選択方法を行うと、指示体位置算出部１４が、指示体Ｄに対応しない候補位置（２）を、指示体Ｄの位置として優先的に選択しないようにすることが可能となる。さらに、第３状況例において第１例の選択方法を行うことで、指示体位置算出部１４が、指示体Ｄに対応する候補位置（１）を優先的に選択して、指示体Ｄの位置とすることが可能となる。
【００６６】
また、角度αＤが角度αＳよりも大きく、角度βＤが角度βＳよりも小さい場合も、第３状況例と同様である。即ち、指示体位置算出部１４が、指示体Ｄに対応しない候補位置（３）を、指示体Ｄの位置として優先的に選択しないようにすることが可能となる。さらに、第３状況例において第１例の選択方法を行うことで、指示体位置算出部１４が、指示体Ｄに対応する候補位置（１）を優先的に選択して、指示体Ｄの位置とすることが可能となる。
【００６７】
また、指示体位置算出部１４が、４つの候補位置（１）〜（４）を求め得るとき、全ての候補位置（１）〜（４）について、表示領域２１の範囲外の有無を確認しても構わない。また、４つの候補位置（１）〜（４）中で最も下側（左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒから離れた側、光源から離れた側）の候補位置、換言すると、左側撮像部１１Ｌに対する角度（角度αＤまたは角度αＳ）及び右側撮像部１１Ｒに対する角度（角度βＤまたは角度βＳ）がともに大きい候補位置について、表示領域２１の範囲外の有無を確認しても構わない。また、指示体位置算出部１４が、候補位置の座標（ｘ1，ｙ1）を算出することで、表示領域２１の範囲外か否かを確認しても構わない。
【００６８】
また、第３状況例のような状況は、光源が、表示装置２０の上辺側から左辺側または右辺側に傾いた位置に存在する場合に生じ得る。そのため、光源がそのような位置になり得ない場合などでは、第２例の選択方法を行わないこととしても構わない。ただし、第１例の選択方法に加えて第２例の選択方法を行うことで、指示体位置算出部１４が、指示体Ｄに対応する候補位置（１）をより優先的に選択して、指示体Ｄの位置とすることが可能となる。
【００６９】
また、第１状況例や第３状況例のように４つの候補位置が求められ得る場合、指示体Ｄの候補位置（１）及び影Ｓの候補位置（４）と、偽候補Ｐａの候補位置（２）及び偽候補Ｐｂの候補位置（３）と、のそれぞれの組は、候補位置（１）〜（４）から成る四角形の対角に位置することになる。そのため、ある組の一方の被認識体が対応する候補位置が分かれば、ある組の他方の被認識体が対応する候補位置が分かる。具体的に、例えば指示体Ｄに対応する候補位置（１）が分かれば、その対角に位置する候補位置（４）が影Ｓに対応することが分かる。また例えば、候補位置（３）が偽候補Ｐｂに対応することが分かれば、その対角に位置する候補位置（２）も偽候補Ｐａに対応することが分かる。
【００７０】
なお、第１例及び第２例の選択方法が適用され得る上述の第１〜第３状況例は、いずれも表示装置２０の下辺側の枠２２に影Ｓが映る場合のものであるが、これ以外に、表示装置２０の左辺側及び右辺側の枠２２に影Ｓが映る状況も生じ得る。この状況では、例えば上述の第１例の選択方法を指示体位置算出部１４が行うことで、指示体Ｄに対応する候補位置（１）を優先的に選択して、指示体Ｄの位置とすることが可能となる。以下、表示装置２０の左辺側及び右辺側の枠２２に影Ｓが映る場合について、図面を参照して説明する。
【００７１】
図８は、指示体が表示領域の表面上に存在するとともに影が枠体に映る第４状況例を示す図である。図８（ａ）〜図８（ｃ）は、第１状況例を示す図５（ａ）〜図５（ｃ）のそれぞれに相当するものである。また、第１状況例と同様であるものには同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７２】
図８に示すように、第４状況例では、角度αＤが角度αＳよりも小さくなる。また、表示装置２０の右辺側の枠体２２に影Ｓが映る。これにより、左側画像処理部１２Ｌは２つの被認識体（指示体Ｄ及び影Ｓ）のそれぞれを認識するが、右側画像処理部１２Ｒは１つの被認識体（指示体Ｄ）を認識する。そのため、指示体位置算出部１４は、以下に示す２つの候補位置から、指示体Ｄの位置を選択することとなる。
【００７３】
（１）  角度αＤ及び角度βＤによって規定される候補位置（指示体Ｄの位置）
（３）  角度αＳ及び角度βＤによって規定される候補位置（偽候補Ｐｂの位置）
【００７４】
したがって、第４状況例において第１例の選択方法を行うと、指示体位置算出部１４が、指示体Ｄに対応する候補位置（１）を優先的に選択して、指示体Ｄの位置とすることが可能となる。
【００７５】
また、表示装置２０の左辺側の枠体２２に影Ｓが映り、角度βＤが角度βＳよりも小さい場合も、第４状況例と同様である。即ち、指示体位置算出部１４が、指示体Ｄに対応する候補位置（１）を優先的に選択して、指示体Ｄの位置とすることが可能となる。
【００７６】
また、他の状況例について、図面を参照して説明する。図９は、指示体が表示領域の表面上に存在するとともに影が枠体に映る第５状況例を示す図である。図９（ａ）〜図９（ｃ）は、第１状況例を示す図５（ａ）〜図５（ｃ）のそれぞれに相当するものである。また、第１状況例と同様であるものには同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７７】
図９に示すように、第５状況例では、表示装置２０の右辺側の枠体２２に影Ｓが映り、角度αＤと角度αＳとが等しくなる。そのため、左側画像処理部１２Ｌは１つの被認識体（影Ｓの手前に存在する指示体Ｄ）を認識し、右側画像処理部１２Ｒも１つの被認識体（指示体Ｄ）を認識する。
【００７８】
この場合、指示体位置算出部１４は、指示体Ｄに対応する候補位置（１）のみを算出する。そのため、指示体Ｄに対応する候補位置（１）を選択して、指示体Ｄの位置とすることが可能となる。
【００７９】
また、表示装置２０の左辺側の枠体２２に影Ｓが映り、角度βＤと角度βＳとが等しくなる場合も、第５状況例と同様である。即ち、指示体Ｄに対応する候補位置（１）を選択して、指示体Ｄの位置とすることが可能となる。
【００８０】
ところで、表示装置２０の左辺側及び右辺側の枠体２２に影Ｓが映る場合、上述の第４状況例や第５状況例の他に、以下の２つの状況が生じる可能性があるとも考えられる。
【００８１】
１．影Ｓが、表示装置２０の右辺側の枠体２２に映り、角度αＤが角度αＳよりも大きくなる。
２．影Ｓが、表示装置２０の左辺側の枠体２２に映り、角度βＤが角度βＳよりも大きくなる。
【００８２】
しかしながら、このような状況は、光源が表示装置２０の下辺側に存在しない限り生じ得ない。そのため、上述のような、左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒが、表示領域２１よりも光源側に配置されるように設計された位置検出装置１０及びタッチパネル１では、生じ得ないものとなる。
【００８３】
［第３例］
次に、第３例の選択方法について説明する。第３例の選択方法は、上述の第１例及び第２例の選択方法とは異なり、左側画像及び右側画像の状態に基づいたものである。具体的には、指示体Ｄを示す画像と、影Ｓなどの外乱を示す画像と、の特性の違いを利用して複数の被認識体の中から指示体Ｄを見分ける。そして、指示体Ｄと見分けられた被認識体から求められる候補位置を優先的に選択して、指示体Ｄの位置とする方法である。
【００８４】
画像は、例えばＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の各色の信号や、Ｙ（輝度）ＵＶ（色差）の各種類の信号、Ｈ（色相）Ｓ（彩度）Ｂ（輝度）の各種類の信号によって構成される。そして、影Ｓを示す画像では、輝度（例えば、上記のＹ（輝度）やＢ（輝度））や色信号（例えば、輝度以外の上記の信号）が一様なものになり易く、指示体Ｄを示す画像では、輝度や色信号が一様なものとはなり難い。
【００８５】
そのため、第３例の選択方法では、指示体位置算出部１４が、画像の信号値（例えば、輝度や色信号）のばらつき（例えば、平均値に対するばらつきを示す分散値）が小さい被認識体によって求められる候補位置を優先的に選択せず、画像の信号値のばらつきが大きい被認識体によって求められる候補位置を優先的に選択して、指示体Ｄの位置とする。
【００８６】
したがって、第３例の選択方法を行うことで、指示体Ｄである可能性が高い被認識体から求められる候補位置を優先的に選択して、指示体Ｄの位置とすることが可能となる。
【００８７】
なお、信号値のばらつきを求めるための画像は、左側画像及び右側画像でも構わないし、左側画像及び右側画像を処理して得られる画像（例えば、左側画像及び右側画像のそれぞれから、輝度の成分を抽出して得られるそれぞれの輝度画像）でも構わない。いずれにしても、左側画像及び右側画像のそれぞれから、信号値のばらつきが求められることには変わり無い。また、信号値のばらつきは、例えば左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒが求める。
【００８８】
また、信号値のばらつきが大きいまたは小さいことを確認するために、所定の閾値と比較して、絶対的に大きいまたは小さいことを確認しても構わない。また、他の被認識体を示す画像の信号値のばらつきと比較して、相対的に大きいまたは小さいことを確認しても構わない。
【００８９】
以上のように構成すると、左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒの撮像により生成された画像中から複数の被認識体が認識され、複数の候補位置が求められ得る状況になったとしても、当該複数の候補位置の位置関係から指示体Ｄに対応する候補位置を求めることができる。したがって、屋外などの状況下でも、精度良く指示体の位置を検出することが可能となる。
【００９０】
特に、指示体と、光が照射されることで生じる指示体の影と、が被認識体となり、複数の候補位置が求められ得る場合でも、当該候補位置の中から指示体に対応する候補位置を求めることが可能となる。したがって、屋外などの影が生じ得る状況下でも、精度良く指示体の位置を検出することが可能となる。
【００９１】
なお、上述の第１例〜第３例の選択方法は、組み合わせて実施することができる。例えば、指示体位置算出部１４が、それぞれの選択方法で優先的に選択される候補位置ほど大きい優先度が設定されるように構成して、最終的に優先度が最も大きくなる候補位置を、指示体Ｄの位置としても構わない。
【００９２】
また、候補位置を左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒに対する角度（角度αＤ、角度αＳ、角度βＤ及び角度βＳ）で表現し、当該角度に基づいて指示体Ｄの位置となる候補位置を選択する場合について例示したが、候補位置を座標（ｘ1，ｙ1）で表現し、当該座標に基づいて指示体Ｄの位置となる候補位置を選択しても構わない。
【００９３】
＜位置検出装置の動作＞
次に、上述の第１〜第３例の選択方法を指示体位置算出部１４が行い得る場合の、位置検出装置１０の全体的な動作の一例について、図面を参照して説明する。図１０は、位置検出装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【００９４】
図１０に示すように、位置検出装置１０が動作を開始すると、最初に、左側画像処理部１２Ｌが、被認識体の認識を行う画像である左側差分画像を算出する（ＳＴＥＰ１Ｌ）。また、右側画像処理部１２Ｒも同様に、被認識体の認識を行う画像である右側差分画像を算出する（ＳＴＥＰ１Ｒ）。
【００９５】
ＳＴＥＰ１Ｌ及びＳＴＥＰ１Ｒの左側差分画像及び右側差分画像を算出するそれぞれの動作について、図１１を参照して説明する。ただし、右側差分画像を算出する動作は、左側差分画像を算出する動作と同様であるため、省略する。ただし、以下の左側差分画像の算出方法の説明中における「左」及び「Ｌ」を、「右」及び「Ｒ」に適宜読み替えることで、右側差分画像を算出する動作の説明とすることができる。
【００９６】
図１１は、左側差分画像を算出する動作の一例を示すフローチャートである。図１１に示すように、まず、左側画像処理部１２Ｌが、左側撮像部１１Ｌの撮像により生成された左側画像を取得する（ＳＴＥＰ１Ｌ１）。このとき、左側画像処理部１２Ｌは、その後の処理のために、左側撮像部１１Ｌから取得する左側画像の信号値の種類を必要に応じて変換しても構わない。なお、左側画像処理部１２Ｌが処理する左側画像が、例えば、一つの画素がＲＧＢの各色の信号値を備えても構わないし、ＹＵＶの各種類の信号値を備えても構わないし、ＨＳＢの各種類の信号値を備えても構わない。
【００９７】
左側画像処理部１２Ｌは、取得した左側画像が１フレーム目（即ち、位置検出装置１０の動作の開始後、最初に取得した左側画像）であるか否か、または、取得した左側画像中の表示領域２１が以前に取得した（例えば、前フレームの）左側画像中の表示領域２１からずれたか否かを判定する（ＳＴＥＰ１Ｌ２）。
【００９８】
左側画像処理部１２Ｌは、取得した左側画像が１フレーム目であると判定する場合、または、取得した左側画像中の表示領域２１がずれたと判定する場合（ＳＴＥＰ１Ｌ２、ＹＥＳ）、左側画像中から表示領域２１を検出する（ＳＴＥＰ１Ｌ３）。このとき、例えば所定の目印などを検出することで表示領域２１の位置を確認しても構わないし、表示領域２１で表示される画像（光）などに基づいて表示領域２１の位置を確認しても構わない。
【００９９】
左側画像処理部１２Ｌは、検出された表示領域２１に基づいて、左側画像中で処理を行う範囲（以下、処理範囲とする）を設定する（ＳＴＥＰ１Ｌ４）。処理範囲について図１２を参照して説明する。図１２は、処理範囲の設定方法の一例を示す図であり、左側画像の一例について示した図３（ｂ）に相当するものである。図１２は、左側画像中で表示領域２１の表面上の範囲を、処理範囲Ａとして設定する例を示したものである。
【０１００】
左側画像処理部１２Ｌは、ＳＴＥＰ１Ｌ４で処理範囲Ａを設定する、または、ＳＴＥＰ１Ｌ２で左側画像が１フレーム目ではなく表示領域２１がずれていないと判定すると、次に、左側画像処理部１２Ｌが左側差分画像を算出する（ＳＴＥＰ１Ｌ５）。
【０１０１】
例えば、左側画像処理部１２Ｌは、左側背景画像記憶部１３Ｌに記憶している左側背景画像と、直近のＳＴＥＰ１Ｌ１で取得した左側画像と、の対応する位置の画素ごとに信号値の差分値を求め、当該差分値を各画素の信号値とする左側差分画像を算出する。なお、左側背景画像及び左側画像の各画素が複数種類の信号値を備える場合、信号値の種類ごとに差分値を算出すると好ましい。また、左側背景画像及び左側画像に含まれる全ての画素について差分値を算出しても構わないが、算出する画素を上述の処理範囲Ａ内に限ると、演算量を低減することができるため、好ましい。
【０１０２】
ところで、左側背景画像を、例えば図１１に示す動作の開始前に、予め左側背景画像記憶部１３Ｌに記憶しても構わない。例えば、左側画像処理部１２Ｌが、連続して取得される複数フレームの画像を所定時間監視して、信号値の変動（差分値）が小さくなったフレームを左側背景画像として左側背景画像記憶部１３Ｌに記憶しても構わない。また例えば、１フレーム目の左側画像を、左側背景画像として記憶しても構わない。なお、左側背景画像記憶部１３Ｌに記憶される左側背景画像を、処理範囲Ａ内の画像に限ると、記憶量を低減することができるため、好ましい。
【０１０３】
また、本例では、後述するＳＴＥＰ２Ｌで左側差分画像から精度良く被認識体が検出されるようにするべく、撮像環境（例えば、画角内全体の光の強度）が変動したか否かを監視して、左側背景画像を適正なものに維持する動作を行う（ＳＴＥＰ１Ｌ６〜１Ｌ８）。
【０１０４】
まず、ＳＴＥＰ１Ｌ５で算出された左側差分画像について、処理範囲Ａ内の画素の中で差分値が閾値以上となる画素が、所定数以上存在するか否かを判定する（ＳＴＥＰ１Ｌ６）。即ち、撮像環境の空間方向における変動の有無を判定する。
【０１０５】
このとき、左側差分画像の各画素が複数種類の信号値の差分値を備える場合、信号値の種類ごとにそれぞれの閾値と比較しても構わないし、複数種類の信号値の差分値を合算した総合的な差分値と閾値とを比較しても構わない。また、この「閾値」は、撮像環境が変動したとみなせる程度に大きい値とする。また、この「所定数」は、処理範囲Ａ全体が変動した（即ち、被認識体による画像の局所的な変動ではなく、撮像環境が変動した）とみなせる程度の数とする。
【０１０６】
差分値が閾値以上となる画素が所定数より少ない場合（ＳＴＥＰ１Ｌ６、ＮＯ）、撮像環境は変動していないものと判定する。そして、ＳＴＥＰ１Ｌの動作を終了する。これに対して、差分値が閾値以上となる画素が所定数以上となる場合（ＳＴＥＰ１Ｌ６、ＹＥＳ）、次に、ＳＴＥＰ１Ｌ６の条件を満たす（ＳＴＥＰ１Ｌ６がＹＥＳとなる）フレームが、継続して所定数以上あるか否かを判定する（ＳＴＥＰ１Ｌ７）。即ち、撮像環境の時間方向における変動の有無を判定する。なお、この「所定数」は、撮像環境の変動が継続的なものであり、一過性のものではないとみなせる程度の数とする。
【０１０７】
ＳＴＥＰ１Ｌ６の条件を満たすフレームが所定数より少ない場合（ＳＴＥＰ１Ｌ７、ＮＯ）、撮像環境は変動していないものと判定する。そしてＳＴＥＰ１Ｌの動作を終了する。一方、ＳＴＥＰ１Ｌ６の条件を満たすフレームが所定数以上となる場合（ＳＴＥＰ１Ｌ７、ＹＥＳ）、撮像環境が変動したと判定する。すると、左側画像処理部１２Ｌは、左側背景画像記憶部１３Ｌに記憶している左側背景画像を更新する（ＳＴＥＰ１Ｌ８）。例えば、直近のＳＴＥＰ１Ｌ１で取得した左側画像を、背景画像として記憶し直す。そしてＳＴＥＰ１Ｌの動作を終了する。
【０１０８】
図１０に示すように、左側画像処理部１２Ｌは、上述のＳＴＥＰ１Ｌを行うと、次にＳＴＥＰ１Ｌで得られた左側差分画像から被認識体を認識する（ＳＴＥＰ２Ｌ）。また、右側画像処理部１２Ｒも同様に、ＳＴＥＰ１Ｒを行うと、次にＳＴＥＰ１Ｒで得られた右側差分画像から被認識体を認識する（ＳＴＥＰ２Ｒ）。
【０１０９】
ＳＴＥＰ２Ｌ及びＳＴＥＰ２Ｒの左側差分画像及び右側差分画像から被認識体を認識するそれぞれの動作について、図１３を参照して説明する。ただし、右側差分画像から被認識体を認識する動作は、左側差分画像から被認識体を認識する動作と同様であるため、省略する。ただし、以下の左側差分画像から被認識体を認識する動作の説明中における「左」及び「Ｌ」を、「右」及び「Ｒ」に適宜読み替えることで、右側差分画像から被認識体を認識する動作の説明とすることができる。
【０１１０】
図１３は、左側差分画像から被認識体を認識する動作の一例を示すフローチャートである。図１３に示すように、左側画像処理部１２Ｌは、ＳＴＥＰ１Ｌで算出した左側差分画像の各画素を、被認識体を表示する画素（以下、被認識体表示画素とする）と、背景を表示する画素（以下、背景表示画素とする）と、に分ける。即ち、左側差分画像を二値化する（ＳＴＥＰ２Ｌ１）。
【０１１１】
このとき、例えばＳＴＥＰ１Ｌ６と同様の方法により、差分値がある閾値以上となる画素を被認識体表示画素とし、差分値が閾値よりも小さくなる画素を背景表示画素とする。なお、この「閾値」は、指示体Ｄであると精度良く判定できる程度に大きい値とする。また、左側画像処理部１２Ｌは、左側背景画像の被認識体表示画素と背景表示画素とを異なる信号値で表現した画像（いわゆる、二値化画像）を生成しても構わない。
【０１１２】
さらに、左側画像処理部１２Ｌは、左側差分画像（二値化画像を含む）の検出範囲内で、所定数以上の被認識体表示画素で構成される領域（即ち、被認識体）を認識する（ＳＴＥＰ２Ｌ２）。なお、検出範囲は、少なくとも処理範囲内の範囲であると好ましく、例えば、指示体Ｄが表示領域２１に触れたと判断され得る範囲としても構わない。また、この「所定数」は、指示体Ｄであると精度良く判定できる程度の数であり、例えばノイズなどに起因する画素単位の変動を排除可能な数とする。
【０１１３】
ＳＴＥＰ２Ｌ２で検出される領域（被認識体）の数が０であれば（ＳＴＥＰ２Ｌ３、ＹＥＳ）、左側差分画像に被認識体が不存在であると判定する（ＳＴＥＰ２Ｌ４）。そして、ＳＴＥＰ２Ｌの動作を終了する。
【０１１４】
これに対して、被認識体の数が０でなければ（ＳＴＥＰ２Ｌ３、ＮＯ）、左側差分画像に被認識体が存在すると判定する（ＳＴＥＰ２Ｌ５）。そして、被認識体の数が２以下か否かを確認する（ＳＴＥＰ２Ｌ６）。
【０１１５】
被認識体の数が２より多い場合（ＳＴＥＰ２Ｌ６、ＮＯ）、左側画像処理部１２Ｌが左側差分画像から認識した被認識体が不適正なものであると判定する（ＳＴＥＰ２Ｌ７）。そして、ＳＴＥＰ２Ｌの動作を終了する。
【０１１６】
これに対して、被認識体の数が２以下であれば（ＳＴＥＰ２Ｌ６、ＹＥＳ）、左側画像処理部１２Ｌが左側差分画像から認識した被認識体が適正なものであると判定する（ＳＴＥＰ２Ｌ８）。そして、左側画像処理部１２Ｌは、左側画像中のそれぞれの被認識体について、候補位置の選択方法の第３例で説明したように、当該被認識体を示す画像の信号値のばらつき（例えば、分散）を算出する（ＳＴＥＰ２Ｌ９）。そして、ＳＴＥＰ２Ｌの動作を終了する。
【０１１７】
図１０に示すように、左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒが、上述のＳＴＥＰ２ＬとＳＴＥＰ２Ｒとを行うと、次に、ＳＴＥＰ２Ｌ及びＳＴＥＰ２Ｒで被認識体が存在していると判定したか否かが確認される（ＳＴＥＰ３）。
【０１１８】
ここで、左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒの少なくとも一方が、被認識体が不存在であると判定（ＳＴＥＰ２Ｌ４参照）していれば（ＳＴＥＰ３、ＮＯ）、ＳＴＥＰ１Ｌ及びＳＴＥＰ１Ｒに戻り、左側差分画像及び右側差分画像の算出を行う。
【０１１９】
これに対して、左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒの両方が、被認識体が存在していると判定（ＳＴＥＰ２Ｌ５参照）していれば（ＳＴＥＰ３、ＹＥＳ）、次に、ＳＴＥＰ２Ｌ及びＳＴＥＰ２Ｒで被認識体が適正であると判定したか否かを確認する（ＳＴＥＰ４）。
【０１２０】
ここで、左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒの少なくとも一方が、被認識体が不適正であると判定（ＳＴＥＰ２Ｌ７参照）していれば（ＳＴＥＰ４、ＮＯ）、エラー処理を行う（ＳＴＥＰ５）。エラー処理として、どのような処理を行っても構わない。例えば、動作を終了しても構わないし（ＳＴＥＰ８、ＹＥＳ）、ユーザに対して検出不能である旨を示す警告を表示しても構わないし、ＳＴＥＰ１Ｌ及びＳＴＥＰ１Ｒで左側背景画像及び右側背景画像を更新（ＳＴＥＰ１Ｌ８参照）しても構わない。また、被認識体が不適正である判定が継続的に行われる場合に、上記のようなエラー処理を行っても構わない。
【０１２１】
これに対して、左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒの両方が、被認識体が適正であると判定（ＳＴＥＰ２Ｌ８参照）していれば（ＳＴＥＰ４、ＹＥＳ）、次に、指示体位置算出部１４が、左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒが認識した被認識体に基づいて、指示体Ｄの位置を認識する（ＳＴＥＰ６）。具体的に例えば、左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒに対して指示体Ｄが存在する方向（角度α及び角度β、具体的には角度αＤ及び角度βＤ）を認識する。
【０１２２】
ＳＴＥＰ６の指示体位置算出部１４が指示体の位置を認識する動作について、図１４を参照して説明する。図１４は、指示体の位置を認識する動作の一例を示すフローチャートである。図１４に示すように、指示体位置算出部１４は、例えば図３、図４及び図９のように左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒで認識された被認識体が１つずつである場合（ＳＴＥＰ６０１、ＹＥＳ）、当該被認識体から求められる位置を、指示体の位置として認識する（ＳＴＥＰ６０２）。そして、ＳＴＥＰ６の動作を終了する。
【０１２３】
これに対して、指示体位置算出部１４は、例えば図５及び図７のように左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒで認識された被認識体が１つずつではなく（ＳＴＥＰ６０１、ＮＯ）２つずつである場合（ＳＴＥＰ６０３、ＹＥＳ）、それぞれの被認識体から求められる候補位置を認識する（ＳＴＥＰ６０４）。また、このとき、候補位置が表示領域２１の範囲外に位置するか否かを判定するために、例えば候補位置の座標（ｘ1，ｙ1）を求める。
【０１２４】
そして、例えば図７のように、表示領域２１の範囲外に位置する候補位置が存在する場合（ＳＴＥＰ６０５、ＹＥＳ）、候補位置の選択方法の第２例で説明したように、偽候補の候補位置を除外して、指示体Ｄの位置として選択されないようにする（ＳＴＥＰ６０６）。そして、次の動作（ＳＴＥＰ６０７）を行う。一方、表示領域２１の範囲外に位置する候補位置が存在しない場合（ＳＴＥＰ６０５、ＮＯ）は、ＳＴＥＰ６０６の動作を行うことなく、次の動作（ＳＴＥＰ６０７）を行う。
【０１２５】
また、例えば図６及び図８のように、左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒで認識された被認識体が１つずつではなく（ＳＴＥＰ６０１、ＮＯ）、２つずつでもない場合（ＳＴＥＰ６０３、ＮＯ）、ＳＴＥＰ６０４〜ＳＴＥＰ６０６の動作を行うことなく、次の動作（ＳＴＥＰ６０７）を行う。
【０１２６】
ＳＴＥＰ６０７では、候補位置の選択方法の第１例及び第３例で説明したように、上側の候補位置であり、信号値のばらつきが所定の大きさ以上となる被認識体から求められる候補位置を選択し、指示体Ｄの位置として認識する。なお、上記条件の両方を満たす候補位置が無い場合、上述のエラー処理（ＳＴＥＰ５参照）を行っても構わないし、一方の条件（例えば、上側）を満たす候補位置を選択し指示体Ｄの位置として認識しても構わないし、それぞれの選択方法で設定される上述の優先度が最も大きくなる候補位置を選択し指示体Ｄの位置として認識しても構わない。
【０１２７】
そして、求められる候補位置が２つである場合（ＳＴＥＰ６０８、ＹＥＳ）、指示体Ｄの位置として選択した候補位置ではない方の候補位置を、影Ｓの位置として認識する（ＳＴＥＰ６０９）。そして、ＳＴＥＰ６の動作を終了する。
【０１２８】
これに対して、求められる候補位置が２つではない場合（ＳＴＥＰ６０８、ＮＯ）、上述のように、指示体Ｄの位置として選択した候補位置の対角に位置する候補位置を、影Ｓの位置として認識する（ＳＴＥＰ６１０）。そして、ＳＴＥＰ６の動作を終了する。なお、影Ｓの位置が求められない場合や、影Ｓの位置を認識する必要がなければ、ＳＴＥＰ６０７で指示体Ｄの位置を認識するのみで、影Ｓの位置を認識しなくても構わない。
【０１２９】
図１０に示すように、指示体位置算出部１４が、上述のＳＴＥＰ６の動作を行うと、次に、ＳＴＥＰ６で認識した指示体Ｄの位置を用いて上述のように指示体Ｄの座標（ｘ1，ｙ1）を算出することで、表示領域２１の表面上における指示体Ｄの位置を検出する（ＳＴＥＰ７）。そして、指示体位置算出部１４は、算出した指示体Ｄの位置を指示体位置情報として、表示装置２０に出力する。
【０１３０】
ここで、位置検出装置１０の動作を終了する場合は（ＳＴＥＰ８、ＹＥＳ）、動作を終了する。一方、終了せずに動作を継続する場合は（ＳＴＥＰ８、ＮＯ）、ＳＴＥＰ１Ｌ及びＳＴＥＰ１Ｒに戻り、左側差分画像及び右側差分画像の算出を行う。
【０１３１】
以上のように構成すると、状況に応じて精度良く指示体Ｄの位置を認識することで、表示領域２１の表面上における指示体Ｄの位置を検出することが可能となる。特に、屋外などの状況下でも、精度良く指示体の位置を検出することが可能となる。
【０１３２】
なお、図１４では、候補位置の選択方法の第１例〜第３例を順に行うことで、指示体Ｄに対応する候補位置を選択する動作例について示しているが、一部または全部の候補位置に対してそれぞれの選択方法を適用することで上述の優先度を設定し、当該優先度が最終的に最も大きくなる候補位置を、指示体Ｄの位置として選択しても構わない。
【０１３３】
また、図３及び図４に示した角度α及び角度βの定義や、左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒによる画像の撮像方法（例えば、使用するレンズなど）は一例に過ぎず、表示領域２１の表面上の指示体Ｄの位置が検出可能である限り、他のどのような定義及び撮像方法を適用しても構わない。例えば、表示領域２１の端辺が湾曲する画像が撮像される撮像方法を適用しても構わない。
【０１３４】
また、左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒが、左側画像及び右側画像の一部の範囲（処理範囲、検出範囲）に対して処理を行うこととして説明したが、左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒが、当該範囲の画像のみが生成される撮像を行うものとしても構わない。
【０１３５】
また、左側撮像部１１Ｌ及び右側撮像部１１Ｒの２つの撮像部を備える構成について例示したが、３つ以上の撮像部を備える構成としても構わない。画像処理部や背景画像記憶部についても同様である。
【０１３６】
また、左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒ、左側背景画像記憶部１３Ｌ及び右側背景画像記憶部１３Ｒを、図２に示すブロック図上で別体として表示したが、ハードウェア上では一体であっても構わない。
【０１３７】
また、左側画像処理部１２Ｌが左側画像と左側背景画像とから左側差分画像を算出し、右側画像処理部１２Ｒが右側画像と右側背景画像とから右側差分画像を算出することで、左側画像及び右側画像のそれぞれから被認識体を認識する方法について例示したが、被認識体の認識方法はこの限りではない。例えば、連続的な撮像により生成される少なくとも２つの左側画像を比較（例えば、上述のような差分画像を算出）し、同様に少なくとも２つの右側画像を比較することで、被認識体を認識しても構わない。また、左側画像及び右側画像の信号値に基づいて、直接的に（左側差分画像及び右側差分画像を生成せずに）被認識体を認識しても構わない。
【０１３８】
また、図１１のＳＴＥＰ１Ｌ４の処理範囲Ａの設定を、左側画像及び右側画像の少なくとも一方に対して行った場合や、ＳＴＥＰ１Ｌ８の背景画像の更新を、左側背景画像及び右側背景画像の少なくとも一方に対して行った場合、ＳＴＥＰ１Ｌ１に戻り、左側撮像部１１Ｌが新たに撮像した左側画像を左側画像処理部１２Ｌが取得し直し、右側撮像部１１Ｒが新たに撮像した右側画像を右側画像処理部１２Ｒが取得し直しても構わない。また、左側画像処理部１２Ｌ及び右側画像処理部１２Ｒの一方が、ＳＴＥＰ１Ｌ４の処理範囲Ａの設定や、ＳＴＥＰ１Ｌ８の左側背景画像または右側背景画像の更新を行う場合、他方も同様の動作を行うこととしても構わない。
【０１３９】
また、枠体２２を備えないこととしても構わないが、表示領域２１の表面上における撮像環境の変動の抑制や、左側画像及び右側画像の中から精度良く指示体を認識する観点から、枠体２２を備える構成とすると好ましい。また、枠体２２は、表示領域２１の周囲であればどの位置に設けても構わないし、どのような色としても構わない。ただし、光の反射が少ない色（例えば、黒色または灰色）や、指示体Ｄと反対の色（即ち補色であり、例えば、左側画像及び右側画像において枠体２２及び指示体Ｄのそれぞれを表示する画素のＲＧＢ、ＹＵＶ、ＨＳＢなどの信号値の差分値が大きくなる色）とすると、より指示体が認識され易くなるため、好ましい。また、枠体２２の色を光の反射が少ない色（例えば、黒色または灰色）にすると、撮像環境の変動をさらに抑制することが可能となるため、好ましい。
【０１４０】
＜変形例＞
上述の位置検出装置１０は、指示体と外乱（例えば、影）とを区別して、それぞれの位置を認識することができる。そのため、検出面上の複数の指示体（例えば、２本の指）の位置を検出し得うる位置検出装置に、上述の位置検出装置１０の指示体の検出方法を適用することで、精度良く複数の指示体の位置を検出することが可能になる。
【０１４１】
本発明の実施の形態における位置検出装置１０について、一部または全部の動作を、マイコンなどの制御装置が行うこととしても構わない。さらに、このような制御装置によって実現される機能の全部または一部をプログラムとして記述し、該プログラムをプログラム実行装置（例えばコンピュータ）上で実行することによって、その機能の全部または一部を実現するようにしても構わない。
【０１４２】
また、上述した場合に限らず、図１に示すタッチパネル１や、図２に示す位置検出装置１０は、ハードウェア、または、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって実現可能である。また、ソフトウェアを用いてタッチパネル１や位置検出装置１０の一部を構成する場合、ソフトウェアによって実現される部位についてのブロックは、その部位の機能ブロックを表すこととする。
【０１４３】
以上、本発明における実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実行することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
本発明は、検出面上の指示体の位置を検出する位置検出装置や、当該位置検出装置を備えたタッチパネルに利用可能である。
【符号の説明】
【０１４５】
１      タッチパネル
１０    位置検出装置
１１Ｌ  左側撮像部
１１Ｒ  右側撮像部
１２Ｌ  左側画像処理部
１２Ｒ  右側画像処理部
１３Ｌ  左側背景画像記憶部
１３Ｒ  右側背景画像記憶部
１４    指示体位置算出部
２０    表示装置
２１    表示領域
２２    枠体
Ｄ    指示体
Ｓ    影
【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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