(57)【要約】      （修正有）【課題】非単一平面の対象面の表面近傍に位置する被検出体の位置を感度よく検出することができる位置検出装置を提供する。【解決手段】対象面６の近傍に位置する指示棒やユーザーの指などの被検出体の位置を検出する位置検出装置であって、対象面６の近傍に複数の平面状の光束Ｌ１，Ｌ２を形成する第１レーザーユニット３９や第２レーザーユニット４０などの光束形成手段と、複数の平面状の光束Ｌ１，Ｌ２の波長に感度を有し、対象面６を撮像するカメラなどの撮像手段と、撮像手段で撮像された画像に基づいて、対象面６の近傍に位置して複数の平面状の光束Ｌ１，Ｌ２の一部を反射している被検出体の位置を算出するシステム制御部あるいはカメラ制御部などの位置算出手段とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象面の近傍に位置する被検出体の位置を検出する位置検出装置であって、
前記対象面の近傍に複数の平面状の光束を形成する光束形成手段と、
前記複数の平面状の光束の波長に感度を有し、前記対象面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像された画像に基づいて、前記対象面の近傍に位置して前記複数の平面状の光束の一部を反射している被検出体の位置を算出する位置算出手段と、を備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
請求項１の位置検出装置において、
前記光束形成手段で形成される前記複数の平面状の光束ごとに前記被検出体の検出範囲を設定する検出範囲設定手段を更に備えたことを特徴とする位置検出装置。
【請求項３】
請求項２の位置検出装置において、
前記検出範囲設定手段は、前記検出範囲を手動で設定する手動設定手段を有することを特徴とする位置検出装置。
【請求項４】
請求項２の位置検出装置において、
前記検出範囲設定手段は、前記複数の平面状の光束ごとに、該複数の平面状の光束が前記対象面に反射する反射位置を検出し、該反射位置の検出結果に基づいて前記被検出体の前記検出範囲を自動的に設定する自動設定手段を有することを特徴とする位置検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかの位置検出装置において、
前記光束形成手段は、前記複数の平面状の光束ごとに該光束を形成するタイミングが互いに異なるように、前記複数の平面状の光束を形成することを特徴とする位置検出装置。
【請求項６】
対象面に画像を投写する画像投写手段と、
対象面の近傍に位置する被検出体の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記対象面に投写される画像を変化させるように前記画像投写手段を制御する制御手段と、を備えた画像投写装置であって、
前記位置検出手段として、請求項１乃至５のいずれかの位置検出装置を備えることを特徴とする画像投写装置。
【請求項７】
画像が表示される対象面の近傍に位置する被検出体の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記対象面に表示される画像を変化させるように表示対象の画像の画像データを処理する画像データ処理手段と、を備えた画像操作システムであって、
前記位置検出手段として、請求項１乃至５のいずれかの位置検出装置を備えることを特徴とする画像操作システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検出装置、画像投写装置及び画像操作システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像が投写される投写対象面（スクリーン）等の対象面の近傍に位置する指示棒や指等の被検出体（物体）の位置を、赤外光等の光の反射を用いて検出する位置検出装置が知られている。
【０００３】
特許文献１には、単一平面からなる対象面の近傍に、その対象面に平行な平面状の検出光束を形成する位置検出装置が記載されている。この位置検出装置では、上記対象面の上端縁の中央近傍に光源を設け、その光源から対象面に沿って扇形状に広がった平面状の検出光束を形成するように光を出射している。このように対象面の近傍に平面状の検出光束を形成している状態で対象面を撮像し、その撮像された画像により、上記検出光束を部分的に反射している指示棒や指等の被検出体の位置を検出している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の位置検出装置では、画像が投写される対象面が非単一平面である場合、被検出体の位置を検出できなかったり検出感度が低下したりするおそれがある。例えば、横方向について凹状に湾曲している教室の黒板を対象面とする場合がある。この場合、黒板の中央部表面の近傍領域に上記平面状の検出光束を位置させるように形成すると、被検出体の位置を検出できなかったり検出感度が低下したりするおそれがある。また、対象面の横方向の端部が手前側に傾くように屈曲している場合がある。この場合も、対象面の中央部表面の近傍領域に上記平面状の検出光束を位置させるように形成すると、被検出体の位置を検出できなかったり検出感度が低下したりするおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明は、対象面の近傍に位置する被検出体の位置を検出する位置検出装置であって、前記対象面の近傍に複数の平面状の光束を形成する光束形成手段と、前記複数の平面状の光束の波長に感度を有し、前記対象面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像された画像に基づいて、前記対象面の近傍に位置して前記複数の平面状の光束の一部を反射している被検出体の位置を算出する位置算出手段と、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、表面上の互いに直交する二方向のいずれか一方の方向について湾曲部又は屈曲部を有する非単一平面からなる対象面について、その非単一平面の対象面の近傍領域に位置する被検出体の位置を感度よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係る位置検出装置を利用した画像操作システムが使用される様子の一例を模式的に示す概略構成図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る画像操作システムにおける指示座標の検出について説明するための側面図。
【図３】参考例に係る画像操作システムの上面図。
【図４】本実施形態に係るレーザーカーテン生成装置を備えた画像操作システムの構成の一例を示す上面図。
【図５】本実施形態に係る画像操作システムにおける画像投写装置の一例を示すブロック図。
【図６】本実施形態に係る画像操作システムにおけるカメラの撮影タイミングと第１レーザーユニット及び第２レーザーユニットの放射タイミングとの関係の一例を示すタイミングチャート。
【図７】図６のタイミングチャートに基づいて、カメラで第１レーザーユニットの反射光と第２レーザーユニットの反射光とを区別して撮影する場合の処理制御の手順の一例を示すフローチャート。
【図８】本実施形態に係る画像投写装置から投写画像が投写されている対象面の一例を示す正面図。
【図９】本実施形態に係る画像投写装置から投写画像を投写している全体が湾曲している対象面の一例を示す正面図。
【図１０】本実施形態に係る画像投写装置から投写画像を投写している中央で屈曲した対象面の一例を示す中央で屈曲した対象面の一例を示す上面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る位置検出装置を利用した画像操作システム１が使用される様子の一例を模式的に示す概略構成図である。図１に示すように、画像操作システム１は、例えばインタラクティブ装置とも呼ばれ、画像投写手段としての画像投写装置２、レーザーカーテン生成装置３と、撮像手段としてのカメラ４とを備えている。画像操作システム１は外部装置５を備えてもよい。
【０００９】
本実施形態において、対象面６の近傍に位置する被検出体の位置を検出する位置検出装置は、光束形成手段としてのレーザーカーテン生成装置３と、カメラ４と、画像投写装置２とを含むように構成されている。また、図示の例では、カメラ４が画像投写装置２の外部に設置されているが、画像投写装置２に内臓されていてもよい。
【００１０】
なお、本実施形態において、図１などに示すＸＹＺ直交座標系を参照して、画像操作システム１の各構成要素の位置関係などを説明する場合がある。このＸＹＺ直交座標系は、投写面としての対象面６上で互いに直交する２方向がＸ方向およびＹ方向であり、ＸＹ平面の法線方向がＺ方向である。
【００１１】
画像投写装置２には、レーザーカーテン生成装置３とカメラ４とが接続されている。また、画像投写装置２には、映像ケーブル５１及び通信ケーブル５２を介して外部装置５が接続されている。画像投写装置２は、制御手段としての機能を備えていてもよい。
【００１２】
画像投写装置２は、画像が表示される表示面であるスクリーン等の対象面（投写面）６に画像を投写する装置であり、一般的にはプロジェクターと呼ばれる装置である。画像投写装置２の投写方式（例えばＤＬＰ（Digital Light Processing）方式やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）方式等）や光源の種類（例えば水銀ランプやレーザー光源等）は問わない。
【００１３】
画像投写装置２は、外部装置５から出力された画像（映像）を映像ケーブル５１を介して受信し、その画像（映像）を投写画像７として対象面６に投写する。画像投写装置２は、外部装置５から受信した画像（映像）信号や画像（映像）データに基づいて画像を投写してもよいし、画像投写装置２内に保存されている画像（映像）データに基づいて画像を投写してもよい。
【００１４】
レーザーカーテン生成装置３は、対象面６の沿った面近傍に複数の平面状の赤外光からなる光束（レーザーカーテン）Ｌ（ＩＲ）を形成する装置である。このレーザーカーテン生成装置３は、対象面６に投射されている投写画像７より上に取り付けられている。
【００１５】
カメラ４は、投写画像７が投射されている対象面６を撮像し、撮像した画像のデータを画像投写装置２に出力するものである。なお、カメラ４から出力された画像データが入力された画像投写装置２は、その画像データを解析し、利用者８の指示棒８１の指示座標位置８２や利用者９の指の指示座標位置９１を算出する。算出した指示座標位置８２，９１は、例えば通信ケーブル５２を介して外部装置５に出力される。
【００１６】
外部装置５は、例えばコンピュータ装置で構成され、画像投写装置２から投写する画像の画像信号や画像データを画像投写装置２に出力するものである。外部装置５は、画像投写装置２を制御する制御手段としての機能を有していてもよい。具体的には、外部装置５は、画像投写装置２から入力された利用者８の指示棒８１の指示座標位置８２や利用者９の指の指示座標位置９１の情報に基づいて、それぞれの軌跡８３，９２を投写画像７に重畳表示させる画像データを生成して画像投写装置２に出力する。これにより、利用者８が投写画像７で指示した指示座標位置８２に沿って軌跡８３が描画され、利用者９が投写画像７で指示した指示座標位置９１に沿って軌跡９２が描画されるように見える。
【００１７】
図２（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る画像操作システム１における指示座標の検出について説明するための側面図である。図２（ａ）は被検知物体の未検知状態を示し、図２（ｂ）は検知状態を示している。
図２（ａ）に示すように、レーザーカーテン生成装置３は、対象面６に対して平行な面近傍領域に、投写画像７の全面を覆う赤外光からなる平面状（カーテン状）の光束Ｌ（ＩＲ）を形成している。ここで、赤外光は、人間の視覚で認識できない波長の光のため、利用者の視覚上、投写画像７には何ら影響を及ぼさない。
【００１８】
図２（ｂ）は、利用者９が投写画像７を指差して平面状の光束（レーザーカーテン）Ｌ（ＩＲ）の一部を遮ったときの図である。図２（ｂ）に示すように、平面状の光束Ｌ（ＩＲ）の一部に利用者９の指が当たることにより、平面状の光束Ｌ（ＩＲ）の一部が反射（拡散）され、その反射光（拡散光）をカメラ４で撮像することにより、指示座標位置９１を検出する。カメラ４は、平面状の光束Ｌ（ＩＲ）の赤外光のみ受光して撮影するように構成されている。このようにカメラ４が平面状の光束Ｌ（ＩＲ）の赤外光だけを受光できるように、例えば、カメラ４のイメージセンサの手前に、赤外光の波長の光のみを透過する赤外フィルターを配置してもよい。また、カメラ４には、赤外フィルターを着脱可能な機構が設けられていてもよい。なお、平面状の光束Ｌ（ＩＲ）の赤外光は、分散すると検出位置精度が悪くなるため、指向性が良い赤外線レーザー光が望ましい。
【００１９】
図３は、参考例に係る画像操作システムの上面図であり、湾曲したスクリーンからなる対象面６の面近傍領域に平面状の光束（レーザーカーテン）Ｌ（ＩＲ）を放射した状態を示している。なお、図３に示す湾曲したスクリーンからなる対象面６は、画像が投写される対象面の一例であって、これに限られるものではない。例えば、壁などの任意の面を対象面６として使用することができる。また、画像が投写される対象面６としては、表面上の互いに直交する二方向のうちいずれか一方の方向について少なくとも一部が湾曲又は少なくとも一箇所で屈曲している非単一平面から構成されていてもよい。
【００２０】
図３に示すように、対象面６が湾曲している場合、レーザーカーテン生成装置３から放射された赤外光からなる平面状の光束Ｌ（ＩＲ）は、対象面６の湾曲した部分にぶつかって反射してしまう。そのため、画像投写装置２で投写される対象面６上の投写画像７の全体をカバーすることができない。この結果、指示位置の検出ができる領域は図中の領域ａのみであり、その外側の領域ｂ１と領域ｂ２では指示位置の検出ができない。
【００２１】
上記図３で示した課題を解決するため、本実施形態に係る画像操作システム１では、対象面６の表面からの距離が互いに異なる複数の平面状の光束（レーザーカーテン）を形成し、投写画像７の全体をカバーするようにしている。
【００２２】
図４は、本実施形態に係るレーザーカーテン生成装置３を備えた画像操作システムの構成の一例を示す上面図である。本例の画像操作システム１では、対象面６が湾曲している場合であっても、対象面６上の投写画像７の全体をカバーするように赤外光からなる平面状の光束（レーザーカーテン）Ｌ１（ＩＲ），Ｌ２（ＩＲ）を形成している。従って、対象面６上の投写画像７の全体にわたって指示位置の検出が可能である。
【００２３】
本実施形態に係る画像操作システム１は、対象面６の表面からの距離が互いに異なる二重の平面状の光束（レーザーカーテン）Ｌ１（ＩＲ），Ｌ２（ＩＲ）を形成するように、第１レーザーユニット３９及び第２レーザーユニット４０が並列に設けられている。
【００２４】
第１レーザーユニット３９は、対象面６のより近い面近傍領域に第１の平面状の光束（レーザーカーテン）Ｌ１（ＩＲ）を形成する。また、第２レーザーユニット４０は、第１レーザーユニット３９よりも対象面６の表面から離れた面近傍領域に第２の平面状の光束（レーザーカーテン）Ｌ２を形成する。この二重の平面状の光束（レーザーカーテン）Ｌ１（ＩＲ），Ｌ２（ＩＲ）により、画像投写装置２から対象面６に投写される投写画像７の全体をカバーすることができる。
【００２５】
図５は、本実施形態に係る画像操作システムにおける画像投写装置２の一例を示すブロック図である。本例は、ＤＬＰ（登録商標）方式の画像投写装置の例である。図５に示すように、画像投写装置２は、映像入力部２１、外部通信部２２、システム制御部２４、操作部２５、リモコン受信部２６、記憶部２７、ファン制御部２８、ファン２９、画像投写部３８等を備えている。
【００２６】
映像入力部２１は、外部からの画像（映像信号）、例えば、コンピュータからの画像出力信号、映像機器等からのＨＤＭＩ（登録商標）信号、ビデオ信号、無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ等を入力するためのインターフェースである。
【００２７】
外部通信部２２は、通信ケーブル５２で接続された外部装置５と互いに通信するためのインターフェースである。例えば、カメラ４で撮影して検出した指示座標位置を外部装置５に出力する。
【００２８】
システム制御部２４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とその周辺回路等を含み、例えば、記憶部２７等に記憶されたプログラムを実行することにより、画像投写装置２全体の制御を行う。システム制御部２４は、利用者８の指示棒８１の指示座標位置８２や利用者９の指の指示座標位置９１を算出する位置算出手段としての機能も有している。
【００２９】
また、システム制御部２４は、第１レーザーユニット３９及び第２レーザーユニット４０を制御する。例えば、カメラ４の撮影タイミングに合わせて、第１レーザーユニット３９及び第２レーザーユニット４０のレーザーを放射するように制御を行う。
【００３０】
操作部２５は、例えば表示機能とタッチパネル機能とを有する操作パネルで構成され、各種情報を表示すると共に、画像投写装置２の設定や操作等を行う表示入力手段である。
【００３１】
リモコン受信部２６は、リモコン１２からの信号を受信し、遠隔操作を受付ける。
【００３２】
記憶部２７は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）、及び／又はストレージ等を含む。記憶部２７は、画像投写装置２の各種プログラムや、投写対象の画像の画像データ及び各種設定データ等を記憶する。
【００３３】
ファン制御部２８は、光源３４や装置内の温度が所定の温度となるように、ファン２９を制御する。
【００３４】
画像投写部３８は、例えば、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）制御部３０、ＣＷ制御部３１、回転検出部３２、光源制御部３３、光源３４、カラーホイール３５、空間光変調手段としてのＤＭＤ３６、投写レンズ３７等を備えている。
【００３５】
ＤＭＤ３６は、多数の微小鏡面（マイクロミラー）を平面に配置した表示素子である。ＤＭＤ制御部３０は、ＤＭＤ３６のマイクロミラーをオン／オフ制御する。ＣＷ制御部３１は、カラーホイール３５の回転を制御する。回転検出部３２は、カラーホイール３５の回転状態を検出する。光源制御部３３は、光源３４の明るさや、点灯／消灯の制御等を行う。
【００３６】
光源３４は、ランプや、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）又は半導体レーザー等の固体光源等の画像投写用の光源である。カラーホイール３５は、例えば、赤、青、緑の３色に色分けされた円板等を高速で回転させ、光源３４からの光を透過させることにより色づけを行う。
【００３７】
なお、上記カラーホイール３５及びＤＭＤ３６は、画像投写用の表示素子の一例であり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の他の表示素子であってもよい。
【００３８】
画像投写部３８において、光源３４から出た光は、カラーホイール３５で色づけされ、投写対象の画像によって画素毎に、その向きが制御されるＤＭＤ３６で反射し、投写レンズ３７を通して対象面６に照射されて像を結ぶ。
【００３９】
図５において、カメラ制御部４１は、カメラ４で撮影した画像から、指示座標位置を算出し、その算出した指示座標位置の情報をシステム制御部２４に送る。カメラ４は、上述したように赤外光ＩＲのみを撮影することができる。指示座標位置の情報が入力されたシステム制御部２４は、外部通信部２２を介して指示座標位置の情報を外部装置５に出力する。
【００４０】
ここで、カメラ４は、第１レーザーユニット３９の反射光と第２レーザーユニット４０の反射光とを区別して撮影してもよい。この場合、例えば、第１レーザーユニット３９と第２レーザーユニット４０とは、互いに異なる波長の光を放出するように構成してもよい。また、カメラ４はそれぞれの波長のみを受光できる２つの受光素子を設けてもよい。
【００４１】
また、カメラ４が第１レーザーユニット３９の反射光と第２レーザーユニット４０の反射光とを区別して撮影するために、例えば、第１レーザーユニット３９と第２レーザーユニット４０とは同じ波長の光を放射する構成であってもよい。この構成の場合、カメラ４の撮影タイミングに合わせて、第１レーザーユニット３９と第２レーザーユニット４０の放射タイミングを互いに異ならせて、それぞれの反射光を区別する。
【００４２】
図６は、本実施形態に係る画像操作システムにおけるカメラ４の撮影タイミングと第１レーザーユニット３９及び第２レーザーユニット４０の放射タイミングとの関係の一例を示すタイミングチャートである。また、図７は、図６のタイミングチャートに基づいて、カメラ４で第１レーザーユニット３９の反射光と第２レーザーユニット４０の反射光とを区別して撮影する場合の処理制御の手順の一例を示すフローチャートである。
【００４３】
まず、第１レーザーユニット３９が、対象面６の面近傍領域にレーザー光を放射して第１の平面状の光束（レーザーカーテン）Ｌ１（ＩＲ）を形成する（ステップＳ１）。カメラ４は対象面６の投写画像７を撮影し（ステップＳ２）、撮影した画像から指示位置の座標値を検出する（ステップＳ３）。指示位置の座標値を検出し、所定時間ｔ１の経過後に、第１レーザーユニット３９は、レーザー光の放射を停止する。
【００４４】
次に、第２レーザーユニット４０が、対象面６の面近傍領域にレーザー光を放射して第２の平面状の光束（レーザーカーテン）Ｌ２（ＩＲ）を形成する（ステップＳ４）。カメラ４は対象面６の投写画像７を撮影し（ステップＳ５）、撮影した画像から指示位置の座標値を検出する（ステップＳ６）。指示位置の座標値を検出し、所定時間ｔ２の経過後に、第２レーザーユニット４０は、レーザー光の放射を停止する。
【００４５】
このように第１レーザーユニット３９と第２レーザーユニット４０との出射タイミングを互いにずらすことで、第１の平面状の光束Ｌ１（ＩＲ）と第２の平面状の光束Ｌ２（ＩＲ）との相互干渉を防ぐことができる。
【００４６】
画像投写装置２は、上記検出した指示位置の座標値の情報を外部装置５に出力する（ステップＳ７）。
【００４７】
画像投写装置２は、利用者が画像操作システム１を用いて、投写画像７の上に線を引いたり、文字や絵を描いたりする操作を行っている間、上記ステップＳ１からステップＳ７のフローを繰り返し実行し、指示位置の座標値の情報を外部装置５に出力し続ける。
【００４８】
ここで、上記ステップＳ３及びＳ６において、カメラ４で撮影した画像から指示位置の座標値を検出する場合、少なくとも第１の平面状の光束（レーザーカーテン）Ｌ１（ＩＲ）が対象面６で反射して発生した反射光の影響を取り除く必要がある。このため、指示棒８１などの被検出体の検出範囲を反射光の影響を受けない範囲に設定する検出範囲設定手段を設けて、反射光の影響を取り除くようにしてもよい。反射光の影響は、例えば以下に示す方法により取り除くことができる。
【００４９】
図８は、本実施形態に係る画像投写装置２から投写画像７が投写されている対象面６の正面図である。図８において、対象面６はＸ方向で中央部が凹むように湾曲しているものとする。また、図中の第１の平面状の光束（レーザーカーテン）Ｌ１（ＩＲ）と対象面６とが交わるＸ座標をＸ１，Ｘ２とする。
【００５０】
図８において、第１の平面状の光束（レーザーカーテン）Ｌ１（ＩＲ）と対象面６とが交わる座標Ｘ１，Ｘ２の周辺で、第１の平面状の光束（レーザーカーテン）Ｌ１（ＩＲ）の反射光が発生する。反射光の影響を取り除く方法としては、例えば、反射光の影響を受けないＸ方向の座標を求め、この座標を用いて反射光の影響を取り除く方法がある。例えば、反射光の影響を受けないＸ方向の座標をＸ１’，Ｘ２’とした場合、これらの座標Ｘ１’，Ｘ２’を手動で入力する手動設定手段を設けたり、自動的に算出して設定する自動設定手段を設けたりしてもよい。以下、手動で入力された座標Ｘ１’，Ｘ２’を用いて反射光の影響を取り除く第１の方法と、自動的に算出された座標Ｘ１’，Ｘ２’を用いて反射光の影響を取り除く第２及び第３の方法について説明する。
【００５１】
まず、反射光の影響を受けないＸ方向の座標Ｘ１’，Ｘ２’を手動で入力して、反射光の影響を取り除く第１の方法について説明する。
本実施形態に係る画像操作システム１を設置後、まず、第１レーザーユニット３９からカーテン状にレーザー光を放射させ、対象面６の面近傍領域に第１の平面状の光束Ｌ１（ＩＲ）を形成し、投写画像７をカメラ４で撮影する。
【００５２】
次に、カメラ４で撮影した画像のデータが外部装置５に出力され、利用者は外部装置５にて撮影画像を見ながら、対象面６の反射光を取り除くことができる座標Ｘ１’，Ｘ２’を指定する。指定した座標Ｘ１’，Ｘ２’は、外部装置５から画像投写装置２に送信される。
【００５３】
画像投写装置２では、上記ステップＳ３で指示位置の座標を検出する場合、座標Ｘ１’と座標Ｘ２’との内側の範囲で指示位置の検出を行う。また、上記ステップＳ６においては、座標Ｘ１’と座標Ｘ２’との外側の範囲で指示位置の検出を行う。これにより、第１の平面状の光束（レーザーカーテン）Ｌ１（ＩＲ）が対象面６で反射した反射光の影響を取り除くことができる。
【００５４】
次に、反射光の影響を受けないＸ方向の座標Ｘ１’，Ｘ２’を自動で算出して、反射光の影響を取り除く第２の方法について説明する。
本実施形態に係る画像操作システム１を設置後、まず、第１レーザーユニット３９からカーテン状にレーザー光を放射させ、対象面６の面近傍領域に第１の平面状の光束Ｌ１（ＩＲ）を形成し、投写画像７をカメラ４で撮影する。
【００５５】
次に、カメラ４で撮影した画像をカメラ制御部４１で解析し、対象面６の反射光の部分を検出する。対象面６の反射光は縦に帯状になっているので、容易に検出することができる。対象面６の反射光の部分が検出できたら、その内側の座標を算出し、それを座標Ｘ１’，Ｘ２’に設定する。設定された座標Ｘ１’，Ｘ２’の情報は画像投写装置２に送信される。
【００５６】
画像投写装置２では、上記ステップＳ３で指示位置の座標を検出する場合、座標Ｘ１’と座標Ｘ２’との内側の範囲で検出を行う。また、上記ステップＳ６においては、座標Ｘ１’と座標Ｘ２’との外側の範囲で指示位置の検出を行う。これにより、第１の平面状の光束（レーザーカーテン）Ｌ１（ＩＲ）が対象面６に反射した反射光の影響を取り除くことができる。
【００５７】
なお、反射光の影響を受けないＸ方向の座標Ｘ１’，Ｘ２’は、投写画像７の歪み補正結果から対象面６の傾きを算出し、その傾きに基づいて自動で算出することができる。これを第３の方法として、次に説明する。
【００５８】
図９は、本実施形態に係る画像投写装置２から投写画像７を投写している全体が湾曲している対象面６の一例を示す正面図であって、投写画像７の歪みの補正を説明するための図である。
図９に示すように、対象面６が湾曲していると、投写画像７の画像投写装置２から離れた位置で歪みが発生することになる。投写画像７は下辺が扇状に広がったような画像になるので、下辺を矢印のように補正して、点線の位置に移動すると、歪みが補正できる。この歪みの補正量から、対象面６の傾きθを求めることができる。
【００５９】
図１０は、本実施形態に係る画像投写装置２から投写画像７を投写している中央で屈曲した対象面６の一例を示す中央で屈曲した対象面６の一例を示す上面図である。本例の対象面６は、そのＸ方向（左右方向）における中央を基準に右半分及び左半分それぞれの平面部が仮想基準平面Ｆに対して角度θだけ手前側に傾いている状態の模式図である。なお、実際には対象面６は湾曲しているため、位置によって傾斜角度が異なるが、説明を簡易にするため、各平面部が角度θで傾いているものとする。
【００６０】
図１０において、対象面６（仮想基準平面Ｆ）から第１の平面状の光束（レーザーカーテン）Ｌ１（ＩＲ）までの法線上の距離Ｚ１は、第１レーザーユニット３９を設置する際に計測しているものとする。傾きθと距離Ｚ１との値から、第１の平面状の光束（レーザーカーテン）Ｌ１（ＩＲ）が対象面６で反射する座標Ｘ１及び座標Ｘ２を算出することができる。
【００６１】
座標Ｘ１及び座標Ｘ２の算出後、その内側の座標を算出し、それを座標Ｘ１’，Ｘ２’に設定する。設定された座標Ｘ１’，Ｘ２’は画像投写装置２に送信される。
【００６２】
画像投写装置２では、上記ステップＳ３で指示位置の座標を検出する場合、座標Ｘ１’と座標Ｘ２’との内側の範囲で指示位置の検出を行う。また、上記ステップＳ６においては、座標Ｘ１’と座標Ｘ２’との外側の範囲で指示位置の検出を行う。これにより、第１の平面状の光束（レーザーカーテン）Ｌ１（ＩＲ）が対象面６に反射した反射光の影響を取り除くことができる。
【００６３】
以上、説明した方法により、教室の黒板のような湾曲した対象面６であっても、対象面６に接近した物体により反射された光をカメラ４で撮像し、対象面６の面近傍に位置する物体である指示棒８１や利用者９の指などの被検出体の位置を検出することができる。
【００６４】
なお、本実施形態に係る画像操作システム１では、平面状の光束（レーザーカーテン）Ｌ（ＩＲ）を二重に生成した場合について説明したが、平面状の光束（レーザーカーテン）Ｌ（ＩＲ）を三重、四重、又はそれ以上多重に増やして生成してもよい。平面状の光束（レーザーカーテン）Ｌ（ＩＲ）を増やすことで、対象面６上の投写画像７のカバー可能な範囲を拡大することができる。また、指示棒８１等の被検出体が対象面６をタッチしたかどうかを検出するためには、平面状の光束（レーザーカーテン）Ｌ（ＩＲ）はなるべく対象面６の近くに生成されている方がよいので、その意味でも平面状の光束（レーザーカーテン）Ｌ（ＩＲ）を多重にすることは効果的である。
【００６５】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
対象面６の近傍に位置する指示棒８１などの被検出体の位置を検出する位置検出装置であって、対象面の近傍に複数の平面状の光束を形成するレーザーカーテン生成装置３等の光束形成手段と、複数の平面状の光束の波長に感度を有し、対象面を撮像するカメラ４などの撮像手段と、撮像手段で撮像された画像に基づいて、対象面の近傍に位置して複数の平面状の光束Ｌ（ＩＲ）の一部を反射している被検出体の位置を算出するシステム制御部２４などの位置算出手段と、を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、前記非単一平面からなる対象面の近傍に複数の平面状の光束Ｌ（ＩＲ）を形成している。この複数の平面状の光束Ｌ（ＩＲ）により、その対象面の全域にわたって、対象面から被検出体の位置の検出に好適な所定距離だけ離れた位置に光束を位置させることができるので、対象面の近傍に位置する被検出体の位置を感度よく検出することができる。従って、前記非単一平面の対象面の近傍領域に位置する被検出体の位置を感度よく検出することができる。
（態様Ｂ）
上記態様Ａにおいて、前記光束形成手段で形成される前記複数の平面状の光束Ｌ（ＩＲ）ごとに前記被検出体の検出範囲を設定する検出範囲設定手段を更に備えた。
これによれば、上記実施形態について説明したように、光束形成手段で形成される複数の平面状の光束Ｌ（ＩＲ）ごとに被検出体の検出範囲を設定することにより、複数の平面状の光束Ｌ（ＩＲ）が対象面に反射する反射光の影響を取り除いて、被検出体の検出を行うことができる。
（態様Ｃ）
上記態様Ｂにおいて、前記検出範囲設定手段は、前記検出範囲を手動で設定する手動設定手段を有する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、利用者が被検出体の検出範囲を容易に設定することができる。
（態様Ｄ）
上記態様Ｂにおいて、前記検出範囲設定手段は、前記複数の平面状の光束Ｌ（ＩＲ）ごとに、該複数の平面状の光束Ｌ（ＩＲ）が前記対象面に反射する反射位置を検出し、該反射位置の検出結果に基づいて前記被検出体の前記検出範囲を自動的に設定する自動設定手段を有する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、被検出体の検出範囲を自動的に設定することができ、より使い勝手のよい装置を提供できる。
（態様Ｅ）
上記態様Ａ乃至Ｅのいずれかにおいて、前記光束形成手段は、複数の平面状の光束Ｌ（ＩＲ）ごとに光束を形成するタイミングが互いに異なるように、複数の平面状の光束Ｌ（ＩＲ）を形成する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、複数の平面状の光束Ｌ（ＩＲ）間の相互干渉を防ぎ、被検出体の位置の誤検出を防止できる。
（態様Ｆ）
対象面６に画像を投写する画像投写装置２などの画像投写手段と、対象面の近傍に位置する指示棒８１などの被検出体の位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段の検出結果に基づいて、対象面に投写される画像を変化させるように画像投写手段を制御する外部装置５などの制御手段と、を備えた画像投写装置であって、位置検出手段として、上記態様Ａ乃至Ｅのいずれかの位置検出装置を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、画像が投写される非単一平面の対象面の近傍領域に位置する被検出体の位置を感度よく検出することができる。
（態様Ｇ）
画像が表示される対象面６の近傍に位置する指示棒８１などの被検出体の位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段の検出結果に基づいて、対象面に表示される画像を変化させるように表示対象の画像の画像データを処理する外部装置５などの画像データ処理手段と、を備えた画像操作システム１であって、位置検出手段として、上記態様Ａ乃至Ｅのいずれかの位置検出装置を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、非単一平面の対象面の近傍領域に位置する、画像操作に用いられる被検出体の位置を感度よく検出することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１  画像操作システム
２  画像投写装置
３  レーザーカーテン生成装置
４  カメラ
５  外部装置
６  対象面
７  投写画像
８，９  利用者
３９  第１レーザーユニット
４０  第２レーザーユニット
８１  指示棒
８２，９１  指示位置
Ｌ（ＩＲ）  平面状の光束（レーザーカーテン）
Ｘ１，Ｘ２  第１の平面状の光束が対象面に反射するＸ方向の座標
Ｘ１’，Ｘ２’  第１の平面状の光束の反射光の影響を受けないＸ方向の座標
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６７】
【特許文献１】特開２０１４−１４９７４０号公報
【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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