(57)【要約】【課題】  三次元形状を測定する対象物のうち、ある部材と別の部材との距離（間隔）の測定する距離測定処理を高速に行う。【解決手段】  測定対象の物体にパターン画像ＰＩ１を投影する投影部１２０と、物体に投影されているパターン画像ＰＩ１を撮像してパターン撮像画像を取得する撮像部１３０と、測定基準位置から所定距離だけ離れた位置にある基準対象面７００に対する基準視差とパターン撮像画像とに基づいて三角測量の原理により物体に対する視差を取得し、視差に基づいて物体と測定基準位置との距離を測定する演算部と、を有する。【選択図】図６
2017026406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の物体にパターン画像を投影する投影部と、
前記物体に投影されている前記パターン画像を撮像してパターン撮像画像を取得する撮像部と、
測定基準位置から所定距離だけ離れた位置にある基準対象面に対する基準視差と前記パターン撮像画像とに基づいて三角測量の原理により前記物体に対する測定視差を取得し、前記測定視差に基づいて前記物体と測定基準位置との距離を測定する演算部と、を有する、
距離測定装置。
【請求項２】
前記投影部は、前記基準対象面に前記パターン画像を投影し、
前記撮像部は、前記基準対象面に投影されている前記パターン画像を前記パターン撮像画像として取得し、
前記演算部は、前記パターン撮像画像から三角測量の原理により前記基準視差を取得する、
請求項１記載の距離測定装置。
【請求項３】
前記基準視差が記憶されている記憶部を有し、
前記演算部は、前記記憶部に記憶されている前記基準視差に基づいて、前記測定視差を取得する、
請求項１または２記載の距離測定装置。
【請求項４】
測定基準位置から物体までの距離を測定する距離測定装置と、
前記測定基準位置から物体までの距離に基づいて前記測定基準位置から所定距離だけ離れた位置にある領域における前記物体の有無を検出する検出処理装置と、
を有する物体検出装置であって、
前記距離測定装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の距離測定装置である、
物体検出装置。
【請求項５】
測定基準位置から物体までの距離を測定する距離測定装置と、
前記測定基準位置から物体までの距離に基づいて前記測定基準位置から所定距離だけ離れた位置にある基準対象面と前記物体との接触状態を判定する接触判定装置と、
を有する入力操作検出装置であって、
前記距離測定装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の距離測定装置である、
入力操作検出装置。
【請求項６】
所定領域に表示画像を表示する表示部と、
前記表示部上に設定される基準対象面と前記物体との接触状態を判定する入力操作検出装置と、
を有する画像表示装置であり、
前記入力操作検出装置は、請求項５記載の入力操作検出装置である、
画像表示装置。
【請求項７】
測定対象の物体にパターン画像を投影するステップと、
前記物体に投影されている前記パターン画像を撮像してパターン撮像画像を取得するステップと、
前記測定基準位置から所定距離だけ離れた位置にある基準対象面に対する基準視差と前記パターン撮像画像とに基づいて三角測量の原理により前記物体に対する測定視差を取得するステップと、
前記測定視差に基づいて前記物体と測定基準位置との距離を測定するステップと、
を有する、
距離測定方法。
【請求項８】
前記パターン画像を投影するステップでは、前記基準対象面に前記パターン画像を投影し、
前記パターン撮像画像を取得するステップでは、前記基準対象面に投影されている前記パターン画像を前記パターン撮像画像として取得し、
前記測定視差を取得するステップでは、前記パターン撮像画像から三角測量の原理により前記基準視差を取得する、
請求項７記載の距離測定方法。
【請求項９】
前記物体に対する視差を取得するステップでは、あらかじめ記憶されている前記基準視差に基づいて、前記物体に対する視差を取得する、
請求項７または８記載の距離測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、距離測定装置、物体検出装置と、入力操作検出装置と、画像表示装置と、距離測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
三角測量を応用した画像を用いる物体検出技術としては、検出対象の物体に構造化光とも称されるパターン画像の光を照射し、その物体からの反射光を撮像した画像からエッジなどの特徴を抽出して対象物までの距離を算出するものが知られている。また、三角測量を応用した画像を用いる物体検出技術について、投影部と撮像部の基線に基づき画像を平行化してエッジの探索範囲を絞る方法や、パターンマッチングを用いる方法が知られている。
【０００３】
なお、ステレオ画像を用いてステレオマッチング処理を行うにあたり、任意に設定した監視空間領域における最大視差値と最小視差値を求め、その視差の範囲内にある画素データのみ探索を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、従来の三角測量を応用した画像を用いる物体検出技術は、撮像された画像の全体を走査してパターンマッチングを行い物体の対象物の３次元形状を測定する。そのため、例えば、スクリーンと、このスクリーンよりも手前にあるユーザの手指やポインタ等の入力操作部材との距離（間隔）を測定しようとした場合、先ずスクリーンと入力操作部材と対象物として三次元形状を測定する。その後、測定した三次元形状に基づき、スクリーンと入力操作部材とを分離して、スクリーンと入力操作部材との距離（間隔）を求めており、距離測定処理に時間を要していた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、三次元形状を測定する対象物のうち、ある部材と別の部材との距離（間隔）の測定する距離測定処理を高速に行うことができる距離測定装置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】
【０００６】
本発明は、測定対象の物体にパターン画像を投影する投影部と、物体に投影されているパターン画像を撮像してパターン撮像画像を取得する撮像部と、測定基準位置から所定距離だけ離れた位置にある基準対象面に対する基準視差とパターン撮像画像とに基づいて三角測量の原理により物体に対する視差を取得し、視差に基づいて物体と測定基準位置との距離を測定する演算部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、三次元形状を測定する対象物のうち、ある部材と別の部材との距離（間隔）の測定する距離測定処理を高速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る画像表示装置の実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る物体検出装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図３】図２の物体検出装置の投影部の光学素子の一例を示す図である。
【図４】図２の物体検出装置の投影部と投影されたパターン画像とを示す模式図である。
【図５】図２の物体検出装置とスクリーンと物体との関係を説明する模式図である。
【図６】図２の物体検出装置の実施の形態を示す概略構成図である。
【図７】図２の物体検出装置の投影部とｚ軸に直交するスクリーンとを示す光学配置図である。
【図８】（ａ）スクリーンと入力操作部との位置関係を示すｘｙ平面図と、（ｂ）スクリーンと入力操作部との位置関係を示すｚｘ平面図である。
【図９】（ａ）光軸がｚ軸に対して角度を持っていない物体検出装置とスクリーンとを示すｙｚ平面図と、（ｂ）は、光軸がｚ軸に対して角度を持っている物体検出装置とスクリーンとを示すｙｚ平面図である。
【図１０】スクリーンに対する投影光の投影方向の例を示すｚｙ平面図である。
【図１１】無限遠のパターン画像と無限遠の位置におけるパターン撮像画像の例を示すｘｙ平面図である。
【図１２】無限遠のパターン画像とスクリーンの位置におけるパターン撮像画像の例を示すｘｙ平面図である。
【図１３】スクリーンに対する投影光の投影方向の別の例を示すｚｙ平面図である。
【図１４】無限遠のパターン画像とスクリーンの位置におけるパターン撮像画像の別の例を示すｘｙ平面図である。
【図１５】パターン画像の投影位置の相違を示すｚｙ平面図である。
【図１６】パターン画像の投影位置までの距離によるパターン撮像画像のｘ軸方向の長さの相違を示すｘｙ平面図である。
【図１７】無限遠に投影されているパターン画像の例を示す模式図である。
【図１８】無限遠に投影されているパターン画像を被写体として含むパターン撮像画像の例を示す模式図である。
【図１９】スクリーンの位置に投影されているパターン画像の例を示す模式図である。
【図２０】スクリーンの位置に投影されているパターン画像を被写体として含むパターン撮像画像の例を示す模式図である。
【図２１】検出対象の物体の有無によるパターン撮像画像の相違を示す模式図である。
【図２２】物体検出装置からスクリーンまでの距離の違いによりタッチ判定範囲と物体検出範囲が異なることを示すｘｙ平面図である。
【図２３】スクリーンの別の例を示す図である。
【図２４】図２の物体検出装置が実行する距離測定方法のフローチャートである。
【図２５】参考例の物体検出装置が実行する距離測定方法のフローチャートである。
【図２６】本発明に係る画像表示装置の別の実施の形態を示す概略構成図である。
【図２７】本発明に係る画像表示装置のさらに別の実施の形態を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る距離測定装置と物体検出装置と入力操作検出装置と画像表示装置と距離測定方法の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
●画像表示装置（１）●
本発明に係る画像表示装置の実施の形態について説明する。
【００１１】
図１に示すように、本発明の実施の形態である画像表示装置１００は、コンピュータ５００やビデオプレーヤなどの画像を生成する装置から出力された表示画像６００をスクリーン７００などの画面に表示する表示部を有するプロジェクタ装置である。画像表示装置１００は、スクリーン７００に投影された表示画像６００に文字や図などを書き込む機能、表示画像６００の拡大，縮小，ページ送りなどの操作を実行する機能などの入力操作機能を有する。
【００１２】
画像表示装置１００では、スクリーン７００の位置、またはスクリーン７００より画像表示装置１００側の位置（以下「スクリーン上」ともいう。）で後述の物体検出装置を入力操作装置として用いて、上述の入力操作機能を実現している。
【００１３】
物体検出装置は、スクリーン上のユーザの手指、筆記用具、ポインタなどの入力操作部８００とスクリーン７００とを計測対象物として、スクリーン７００に対する入力操作部８００の位置及び動きを検出する。物体検出装置は、入力操作部８００の位置及び動きと、表示画像６００が投影されているスクリーン７００までの距離値を計測する。
【００１４】
物体検出装置は、計測した入力操作部８００とスクリーン７００との距離が所定の閾値（物体検出距離）を下回った場合に、入力操作部８００が何らかの操作を行うためにスクリーン７００上にあると判断する。物体検出装置は、計測した入力操作部８００とスクリーン７００との距離が所定の閾値（タッチ判定距離）を下回った場合をスクリーン７００に対して入力操作部８００により入力操作を実行していると判断して、入力操作部８００による入力操作を検出する。物体検出装置は、検出した入力操作部８００の位置及び動きに基づいて表示画像６００への入力操作を検出する。
【００１５】
物体検出装置は、検出した入力操作部８００の位置及び動きの情報（以下「入力操作情報」という。）をコンピュータ５００に送信する。コンピュータ５００に送信された入力操作情報は、コンピュータ５００により表示画像６００に反映される。以上の処理により、画像表示装置１００では、いわゆるインタラクティブな画像表示が可能となる。
【００１６】
●実施の形態の効果
以上説明したように、本実施の形態に係る画像表示装置１００によれば、ユーザが用いる様々な入力操作部を検出して表示画像に対する入力操作を行うことができる。
【００１７】
●物体検出装置●
本発明に係る物体検出装置の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る物体検出装置は、先に説明した画像表示装置１００に搭載されていて入力操作装置として用いられる。また、本実施の形態に係る物体検出装置は、測定対象となる物体までの距離を測定する距離測定装置としても用いることができる。
【００１８】
本実施の形態において物体検出装置１１０は、図１に示したように画像表示装置１００に対する入力操作部８００を検出する入力操作装置である。このため、物体検出装置１１０の主な検出対象物は、ユーザのジェスチャ認識や表示画像６００のタッチ認識に用いられる人の手指やポインタである。
【００１９】
●物体検出装置の構成
図２に示すように、物体検出装置１１０は、パターン投影法を用いた三次元形状計測により先に説明した画像表示装置１００の入力操作機能に必要な物体検出処理を実現している。物体検出装置１１０は、物体検出処理に用いる所定のパターンにより構成される画像（以下「パターン画像」という。）を投影する投影部１２０を有している。また、物体検出装置１１０は、投影されているパターン画像を被写体として含んで撮像されている画像（以下「パターン撮像画像」という。）を取得する撮像部１３０を有している。
【００２０】
投影部１２０は、スクリーン７００や検出対象の物体（以下「物体」ともいう。）に向けてパターン画像を投影する。撮像部１３０は、スクリーン上の入力操作部とパターン画像とを被写体として含むパターン撮像画像を取得する。
【００２１】
なお、パターン画像は、パターン投影法による三次元形状計測を行うためにスクリーン７００や物体に向けて投影された画像であり、上述の画像表示装置１００により投影された表示画像６００とは異なる画像である。
【００２２】
投影部１２０は、パターン画像を形成する光学素子１２１と、光学素子１２１を照明する光源１２２と、光学素子１２１を通過した光により形成されるパターン画像をスクリーン７００に投影する投影レンズ１２３とを備える。投影部１２０は、光学素子としてＤＭＤ（Digital Mirror Device）を備えるプロジェクタなど、画像を投影する装置により構成することもできる。
【００２３】
光源１２２は、可視光を照射するものを用いてもよいが、この実施の形態では、表示画像６００に影響を与えにくい光すなわち可視光以外の光、例えば近赤外光を照射するＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）などを用いる。光源１２２は、演算部１４０によって点灯、消灯、光量の制御などが行われる。光源１２２から発された光は、光学素子１２１に入光する。
【００２４】
光源１２２は、光源１２２からの光を制御するための拡散板やフィルタなどを備えていてもよい。
【００２５】
図３に示すように、投影部１２０の光学素子１２１は、例えばパターン画像が形成されているフォトマスクを用いて形成される。フォトマスクを用いた光学素子１２１は、ガラス基板上にＣｒなどの金属膜により形成される遮光部１２１１と、金属膜の存在しない透過部１２１２とを有する。
【００２６】
図４に示すように、光学素子１２１は、光源１２２からの光を透過させる。光学素子１２１を透過した光は、投影レンズ１２３も透過して、空間上で遮光部１２１１と透過部１２１２との位置に対応したパターン画像ＰＩ１を形成する。光学素子１２１は、遮光部１２１１と透過部１２１２の比率や構造を適宜設計することにより所望のパターン画像ＰＩ１を得ることができる。
【００２７】
光学素子には、フォトマスクの他に、微細構造が形成された回折格子などのスタティックな素子や、各種プロジェクタ、ＤＭＤ、液晶式表示デバイスなどのようなアクティブ空間変調デバイスを用いることができる。光学素子にスタティックな素子を用いる場合には、アクティブ空間変調デバイスを用いる場合と比較して、装置を小型化できるほか、パターン画像ＰＩ１を安定して投影することができる。
【００２８】
なお、パターン画像ＰＩ１の情報は、距離測定方法を実行する際に投影部１２０から演算部１４０に出力させてもよい。また、パターン画像ＰＩ１の情報は、光学素子１２１にスタティックな素子を用いる場合などには、パターン画像ＰＩ１の形状等が変化することは少ないため、あらかじめ演算部１４０に記憶させてもよい。
【００２９】
投影レンズ１２３は、１枚のレンズで構成されているものに限定されず、複数枚のレンズ群により構成されているもの（投影系レンズ）も含まれる。
【００３０】
図２に示すように、撮像部１３０は、被写体像を電気的な画像データに変換する撮像素子１３１と、被写体からの光を通過させて撮像素子１３１の受光面上に被写体像を結像させる撮像レンズ１３２と、を備える。撮像素子１３１は、光源１２２から照射された光に対して感度を有しており、投影部１２０が投影したパターン画像の撮像が可能である。
【００３１】
撮像素子１３１は、受光面が任意のエリアに分割されたエリア型の各種光電変換素子を用いることができる。撮像素子１３１の例は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などである。撮像素子１３１はエリア型であれば、ポリゴンミラーなどの光偏光手段を用いなくても二次元の位置情報を一括で取得することができる。
【００３２】
撮像レンズ１３２は、１枚のレンズで構成されているものに限定されず、複数枚のレンズ群により構成されているもの（撮像系レンズ）も含まれる。
【００３３】
演算部１４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）など、後述の距離測定方法に関するコンピュータプログラムを実行可能なコンピュータの一例である。演算部１４０は、コンピュータプログラムを読み出して後述する距離測定方法を実行する。
【００３４】
演算部１４０は、後述する測定基準位置から離れた位置にある物体検出距離内において測定基準位置から基準対象面や物体までの距離を測定する距離測定装置、または、物体検出距離内の所定範囲内に物体が存在することを検出する検出処理装置として機能する。また、演算部１４０は、基準対象面と物体との距離がタッチ判定距離内である場合に接触状態であると判定する接触判定装置として機能する。
【００３５】
●物体検出処理
図５に示すｘｚ平面図を用いて、本実施の形態に係る物体検出装置による物体検出処理について説明する。
【００３６】
以下の説明において用いる三次元直交座標系は、物体検出装置が設置される床面に平行な方向(図５紙面左から右方向)をｘ軸とし、床面法線方向(図５紙面裏面から表面方向)をｙ軸とし、ｘ軸とｙ軸とに垂直な方向をｚ軸とする。物体検出装置において、距離の測定方向はｚ軸方向である。
【００３７】
本実施の形態において、測定基準位置ＳＰとは、ｚ軸方向において、距離を測定する際の起点となる位置である。説明の簡略化のため、撮像レンズの主点を測定基準位置ＳＰとし、投影レンズの主点と撮像レンズの主点とは、ｚ軸方向において、同じ位置にあるとする。物体検出装置は、投影レンズの焦点距離ｆ１と撮像レンズの焦点距離ｆ２が、同一の値であるとする。基準対象面は、所定の位置に設定されるパターン画像の表示位置である。
【００３８】
以下に説明する本実施の形態において、基準対象面は、スクリーン７００の面に設定する。本実施の形態に係る物体検出装置では、スクリーン７００に対する入力操作部８００の位置を検出するために、ｚ軸方向において、測定基準位置ＳＰからスクリーン７００までの距離Ｄ１と、スクリーン７００と入力操作部８００との間の距離ΔＤを算出する。
【００３９】
三角測量の原理を応用した物体検出において、無限遠にパターン画像を投影し、この無限遠に投影されているパターン画像を撮像してパターン撮像画像を取得する場合には、投影されたパターン画像と撮像されたパターン画像との間に視差が発生しない。この視差が発生しない状態では、投影レンズの光軸Ａ１と撮像レンズの光軸Ａ２とは平行とみなすことができる。この平行とみなすことができる状態における投影レンズの光軸Ａ１と撮影レンズの光軸Ａ２との間隔が、物体検出装置の基線長Ｂである。
【００４０】
物体検出装置では、光軸Ａ１と光軸Ａ２が実際には平行ではなく、光軸Ａ１と光軸Ａ２とは有限の距離で交わる。このため、物体検出装置において、パターン画像が投影される距離の方向、つまりｚ軸方向の位置に応じて投影されるパターン画像と、撮像されたパターン撮像画像とを比較すると対応するパターンの位置に視差が生じる。
【００４１】
視差は、測定基準位置からパターン画像が投影される位置が近いほど大きくなる。図５において、無限遠に投影されているパターン画像と、スクリーン７００に投影されているパターン画像との視差を基準視差ｒ１とする。スクリーン７００より手前側にある入力操作部８００に投影されているパターン画像を撮像したパターン撮像画像とパターン画像との視差ｒ２は、スクリーン７００と入力操作部８００との間隔ΔＤだけ視差が大きくなるため、ｒ１＋Δｒとなる。ここで、Δｒは、スクリーン７００と入力操作部８００との視差（以下「測定視差」という。）である。
【００４２】
従来の三角測量を応用した物体検出処理では、例えば以下のように処理を行っていた。まず、従来の物体検出装置は、測定基準位置ＳＰからスクリーン７００までの距離Ｄ１とスクリーン７００上にある入力操作部８００の距離Ｄ２とを一体で３次元計測により算出する。そして、３次元計測の結果から、距離Ｄ１の値と距離Ｄ２の値とを分別した上で、距離Ｄ１と距離Ｄ２の差分、つまりスクリーン７００とスクリーン７００上にある入力操作部８００との間の距離ΔＤを求めていた。
【００４３】
すなわち、従来の三角測量を応用した物体検出装置では、無限遠を基準に、スクリーン７００と入力操作部８００とを一体のものとして視差に基づく三次元形状（換言すると、ｚ軸方向における測定基準位置ＳＰからの距離）を検出する。従来の物体検出装置では、三次元形状を検出した後に、検出した３次元形状からスクリーン７００と入力操作部８００とを分離するという処理を行い、分離した結果に基づき、スクリーン７００と入力操作部８００との間の距離ΔＤを検出していた。
【００４４】
本実施の形態に係る物体検出装置では、スクリーン７００の位置情報である基準視差ｒ１に基づいて、スクリーン７００と入力操作部８００との測定視差Δｒを検出する。このとき、基準視差ｒ１は、例えば物体検出装置の起動時や使用前の設定時など、入力操作部８００の物体検出処理を開始する前に取得し、その後は、既に検出した基準視差ｒ１を利用して測定視差Δｒを取得する。つまり、本実施の形態に係る物体検出装置では、スクリーン７００の位置情報である基準視差ｒ１を基準とし、スクリーン７００と入力操作部８００とを一体のものとした３次元形状の検出及び検出した３次元形状からスクリーン７００と入力操作部８００とを分離するという処理を行わずに、スクリーン７００と入力操作部８００との測定視差Δｒを検出することができる。
【００４５】
したがって、本実施の形態に係る物体検出装置１１０によれば、スクリーン７００の基準視差ｒ１を基準としてスクリーン７００と入力操作部８００との視差Δｒを検出するため、物体検出処理を高速化できる。
【００４６】
物体検出装置が、例えばプロジェクタに搭載されている場合、測定基準位置ＳＰからスクリーン７００までの距離Ｄ１は設置状況に応じて変化することが考えられる。このような場合には、基準視差ｒ１は、上述のように設置が完了してから物体検出処理を行うまでの間の任意の時期に取得すればよい。また、基準視差ｒ１は、物体検出装置とスクリーン７００とが例えば一体となっている等スクリーン７００までの距離Ｄ１が変化しない場合には、既知の値として装置内に設けられている記憶部に記憶させてもよい。この場合には、物体検出装置は、既知の基準視差ｒ１を利用して測定視差Δｒを検出する。
【００４７】
物体検出装置１１０では、投影部１２０と撮像部１３０の平行化処理を行うことにより、投影部と撮影部とが平行である場合、つまり無限遠に投影されているパターン画像と、この無限遠に投影されているパターン画像を撮像したパターン撮像画像を得る。平行化処理により、物体検出装置１１０は、無限遠でない位置のスクリーン７００に投影されている（歪みのある）パターン画像とパターン画像を被写体として含むパターン撮像画像とに基づいて、歪みのない無限遠のパターン画像とパターン撮像画像とを得る。
【００４８】
物体検出装置１１０では、投影部１２０と撮像部１３０の平行化を行うことで、無限遠に投影されたパターン画像とスクリーン７００に投影されたパターン画像を撮像したパターン撮像画像との基準視差ｒ１を特定することができる。物体検出装置１１０では、基準視差ｒ１に基づいてスクリーン７００と検出対象の物体との測定視差Δｒを取得して物体検出と距離測定を行う。
【００４９】
また、平行化処理では、パターン画像とパターン撮像画像との視差を得るために必要な、投影したパターン画像とパターン画像を撮像したパターン撮像画像とについて、歪みを補正する処理を行う。物体検出装置１１０では、平行化処理より歪みが補正されたパターン画像とパターン撮像画像に含まれるパターン画像により視差を検出するため、視差を検出するときの双方の正確な対応付けを容易に行うことができる。
【００５０】
●基準対象面と距離の検出範囲
物体検出装置１１０による物体検出処理で用いる基準対象面と、基準対象面と物体との距離の検出範囲について説明する。
【００５１】
図６に示すように、物体検出装置１１０の投影部１２０は、スクリーン７００上において物体の有無及び物体が存在する場合の位置を検出するため、スクリーン７００を基準対象面として、スクリーン７００上にパターン画像ＰＩ１を投影する。スクリーン７００に投影されているパターン画像ＰＩ１は、スクリーン７００上において均一の面内分解能を有する２次元マトリクスパターンである。
【００５２】
図７に示すように、投影部１２０とスクリーン７００とをｘ軸方向から見る。投影部１２０の例えば投影レンズ１２３の主点を測定基準位置ＳＰとする。スクリーン７００は、測定基準位置ＳＰからｚ軸方向に距離Ｄ１だけ離れた位置のｘｙ平面上に設定されている。スクリーン７００には、光源１２２からの光が光学素子１２１と投影レンズ１２３とを通過して光軸Ａ１の方向にパターン画像ＰＩ１が投影されている。スクリーン７００に垂直な線はｚ軸と平行であり、スクリーン７００はｙ軸に平行である。
【００５３】
図７において、スクリーン７００に垂直な線は、投影部１２０の光軸Ａ１に対して角度を有している。入力操作部８００は、スクリーン７００よりΔＤだけ物体検出装置１１０寄りの位置にある。タッチ判定距離ＴＤと物体検出距離ＯＤは、スクリーン７００の位置に基づいてｚ軸方向における物体検出装置１１０の方向に設定されている。ここで、タッチ判定距離ＴＤは、スクリーン７００の表示画像６００に対してクリックやドラッグなどのタッチ操作を行うか否かを判定する距離である。また、物体検出距離ＯＤは、スクリーン７００の上において入力操作部８００が存在していることを検出する距離（範囲）である。
【００５４】
タッチ判定距離ＴＤと物体検出距離ＯＤの関係は、ＴＤ＜ＯＤと定義する。このように定義すれば、物体検出距離ＯＤの範囲内にあるときにタッチ判定距離ＴＤの判定を行うことができるため、入力操作部８００によるスクリーン７００への入力操作処理として望ましい。
【００５５】
本実施の形態において、測定基準位置ＳＰからスクリーン７００までの距離Ｄ１は、例えばＤ１＝４００ｍｍである。このとき、タッチ判定距離ＴＤは、本実施の形態において例えばスクリーン７００から手前に測定基準位置ＳＰからスクリーン７００までの距離Ｄ１の２．５％、すなわち、０．０２５×Ｄ１＝１０ｍｍである。また、物体検出距離ＯＤは、スクリーン７００から手前に測定基準位置ＳＰからスクリーン７００までの距離Ｄ１の２５％、すなわち、０．２５×Ｄ１＝１００ｍｍである。
【００５６】
タッチ判定距離ＴＤと物体検出距離ＯＤの値は、物体検出装置１１０の精度やスクリーン７００に対する設置状況等に基づいて、適宜な値に設定することができる。
【００５７】
物体検出装置１１０は、ｘｙ平面においてスクリーン７００の範囲、ｚ軸方向においてタッチ判定距離ＴＤ及び物体検出距離ＯＤの範囲、それぞれについて、測定視差Δｒに基づいて入力操作部８００などの物体の位置及び動きを検出し接触状態を判定する。
【００５８】
●スクリーン上に存在する物体と視差との関係
本実施の形態における、物体検出装置１１０からスクリーン７００までの距離と、物体検出装置１１０からスクリーンに存在する物体までの距離と、の違いによる視差の違いについて説明する。
【００５９】
図８（ａ）は、スクリーン７００と入力操作部８００との位置関係を示すｘｙ平面図である。図８（ａ）において、本実施の形態においてｘｙ平面に設定されているスクリーン７００上の任意の点をＳ，Ｔで示す。
【００６０】
図８（ｂ）は、スクリーン７００と入力操作部８００との位置関係を示すｚｘ平面図である。図８（ｂ）に示すように、入力操作部８００は、スクリーン７００に対して測定基準位置ＳＰ寄り（スクリーン７００より手前）に位置している。また、スクリーン７００と、測定基準位置ＳＰに配置されている投影部の投影レンズの主点及び撮像部の撮像レンズの主点の位置を示す測定基準位置ＳＰは、ともにｘ軸に平行である。
【００６１】
図９（ａ）は、物体検出装置１１０とスクリーン７００とを示すｙｚ平面図である。図９（ａ）において、光軸Ａ２はｚ軸に対して角度を持っていない。また、図９（ｂ）は、光軸Ａ３がｚ軸に対して角度を持っている物体検出装置１１０とスクリーン７００とを示すｙｚ平面図である。図９（ａ）と図９（ｂ）において、スクリーン７００上の任意の点をＵ，Ｖで示す。
【００６２】
図８（ａ），（ｂ）に示すように、測定基準位置ＳＰは、ｘ軸に平行に延びる線である。投影レンズ１２３の主点と撮像レンズの主点１３３は、測定基準位置ＳＰ上に位置している。投影レンズ１２３の主点と撮像レンズ１３３の主点は、ｘ軸方向において基線長Ｂだけ位置が異なる。図８（ａ）図９（ａ）に示すように、投影レンズの主点１２３と撮像レンズの主点１３３は、ｙ軸方向とｚ軸方向において同じ位置に存在する。この場合に、測定基準位置ＳＰからスクリーン７００上の任意の点Ｓ，Ｔ，Ｕ，Ｖまでのｚ軸方向の距離は等しいため、各点Ｓ，Ｔ，Ｕ，Ｖの視差も等しい。
【００６３】
一方、図９（ｂ）に示すように、光軸Ａ３がｙｚ平面において斜めになる場合には、投影部の投影面及び撮像部の撮像面とスクリーン７００とがｙｚ平面において平行ではない。この場合に、スクリーン７００上においてｙ軸方向の位置が異なる点Ｕと点Ｖとでは、投影部の投影面や撮像部の撮像面に対する距離が異なる。つまり、光軸Ａ３がｙｚ平面において斜めになる場合に、点Ｕの視差と点Ｖの視差は異なる。
【００６４】
なお、投影部１２０の投影レンズの主点と撮像部１３０の撮像レンズの主点がｚ軸方向において異なる位置であっても、較正することができる。較正の方法は、例えば、情報処理学会研究報告Ｖｏｌ２０１２−ＣＶＩＭ−１８０Ｎｏ３５「平面板を用いたプロジェクタの効率的なキャリブレーション手法の提案」が知られている。
【００６５】
●パターン画像とパターン撮像画像のｘ軸方向の位置とｚ軸方向の距離との関係
次に、本実施の形態に係る物体検出処理における、パターン画像とパターン撮像画像の幅方向、つまりｘ軸方向の位置とｚ軸方向の距離との関係を説明する。
【００６６】
図１０に示すように、ｙ軸に平行なスクリーン７００に対するパターン画像の投影光Ｌ１の投影方向が、ｚ軸に平行、つまりｙ軸に垂直である場合について、パターン画像と、無限遠及び基準対象面それぞれの位置で撮像されるパターン画像との関係を考える。
【００６７】
この場合に、図１１に示すように、無限遠のパターン画像ＰＩ１と無限遠の位置におけるパターン画像ＰＩ１を被写体として含むパターン撮像画像ＳＰ０とを比較すると、幅方向、つまりｘ軸方向の位置に差は生じない。
【００６８】
図１２に示すように、無限遠のパターン画像ＰＩ１とスクリーン７００上のパターン撮像画像ＳＰ１に被写体として含まれているパターン画像ＰＩ１Ａとを比較すると、幅方向の位置がｒＡだけずれている。パターン画像ＰＩ１とパターン撮像画像ＳＰ１のパターン画像ＰＩ１Ａとの差ｒＡが生じる方向は、投影部と撮像部の幅方向における相互の位置関係による。つまり、スクリーン７００に向かってｘ軸方向に投影部１２０、−ｘ軸方向に撮像部１３０が配置されている場合には、検出対象の物体が手前になるほど、パターン撮像画像ＳＰ１におけるパターン画像ＰＩ１Ａの位置はｘ軸方向に移動する。
【００６９】
なお、スクリーン７００に向かって−ｘ軸方向に投影部１２０、ｘ軸方向に撮像部１３０が配置されている場合には、検出対象の物体が手前になるほど、パターン撮像画像ＳＰ１におけるパターン画像ＰＩ１Ａの位置は−ｘ軸方向に移動する。
【００７０】
つまり、物体検出装置１１０において、基準となるパターン画像ＰＩ１と検出対象の物体の位置において撮像されたパターン撮像画像ＳＰ１のパターン画像ＰＩ１Ａのｘ軸方向の移動量が、視差ｒＡである。
【００７１】
次に、図１３に示すように、ｙ軸に平行なスクリーン７００に対するパターン画像の投影光Ｌ２の投影方向が、ｚ軸に対して角度θである場合について、パターン画像と、無限遠及び基準対象面それぞれの位置で撮像されたパターン画像との関係を考える。
【００７２】
図１４に示すように、スクリーン７００に対して、投影部の光軸と撮像部の光軸が斜めである場合には、無限遠のパターン画像ＰＩ１とスクリーン７００上のパターン撮像画像ＳＰ２に含まれているパターン画像ＰＩ１Ｂとを比較する。このとき、ｙ軸方向上側の方が下側より物体検出装置１１０のｚ軸方向における測定基準位置ＳＰから遠くにある。このため、ｙ軸方向上側の差ｒＢ１より下側の差ｒＢ２の方が大きくなる。このため、パターン画像ＰＩ１の隣り合う各辺が直角な長方形であるのに対して、パターン画像ＰＩ１Ｂの形状は、隣り合う各辺の直角が崩れた形状に変形している。
【００７３】
次に、図１３に示すｙ軸に平行なスクリーン７００に対するパターン画像の投影光Ｌ２の投影方向が、ｚ軸に対して角度θである場合において、図１５に示すように、スクリーン７００と物体検出装置１１０からの距離が異なるスクリーン７００Ａ，７００Ｂがある場合を例に、パターン画像とパターン撮像画像のｘ軸方向の位置とｚ軸方向の距離との関係を説明する。スクリーン７００Ａは、スクリーン７００から距離Ｓ１だけ物体検出装置１１０寄りにある。また、スクリーン７００Ｂは、スクリーン７００から距離Ｓ２だけ物体検出装置１１０寄りにある。
【００７４】
図１６に示すように、パターン撮像画像ＳＰ３は、スクリーン７００の位置のパターン画像ＰＩ１Ｂとスクリーン７００Ａの位置のパターン画像ＰＩ１Ｃとスクリーン７００Ｂの位置のパターン画像ＰＩ１Ｄとを重ねあわせた画像である。パターン撮像画像ＳＰ３によれば、物体検出装置１１０から投影位置までのｚ軸方向の距離の相違によりパターン画像のｘ軸方向の長さと面積が異なることがわかる。具体的には、パターン画像ＰＩ１Ｂを基準として比較すると、物体検出装置１１０から投影位置までの距離が短い位置のパターン画像ＰＩ１Ｃ、ＰＩ１Ｄの面積が大きい。また、パターン画像ＰＩ１Ｂのｘ軸方向の長さＬＸ１を基準として比較すると、物体検出装置１１０から投影位置までの距離が短い位置のパターン画像ＰＩ１Ｃ、ＰＩ１Ｄのｘ軸方向の長さＬＸ２，ＬＸ３の方が長い。
【００７５】
●物体検出処理の具体例
次に、本実施の形態に係る物体検出処理の具体例を説明する。
【００７６】
図１７は、物体検出装置１１０のｚ軸方向の無限遠の位置に設定される投影面に投影されているパターン画像ＰＩ１の例を示す。図１８は、パターン画像ＰＩ１が投影されている無限遠の投影面Ｃ０を示す。パターン画像ＰＩ１は、上述の平行化処理により得られる画像である。投影面Ｃ０において均一の面内分解能を有する、白黒の２値のパターンがｘ軸方向とｙ軸方向の２方向に配列されている２次元マトリクスパターンである。
【００７７】
図１９は、スクリーン７００の位置に投影されているパターン画像ＰＩ１Ｂの例を示す。また、図２０は、パターン画像ＰＩ１Ｂを被写体として含む画像であるパターン撮像画像ＳＰ２の例を示す模式図である。便宜的に長方形の升目を使用して記載しているが、図１４と同様に、パターン画像ＰＩ１Ｂの形状は、隣り合う各辺の直角が崩れた形状である。物体検出装置１１０では、スクリーン７００を撮像したパターン撮像画像ＳＰ２のパターン画像ＰＩ１Ｂと、図１８に示した無限遠の投影面Ｃ０のパターン画像ＰＩ１との基準視差をマトリクスパターンに応じて取得する。
【００７８】
図２０において、視差検出を行う起点となる無限遠のパターン画像ＰＩ１の画素行列の一端、例えば左端の位置を線Ｉで示す。パターン撮像画像ＳＰ２のパターン画像ＰＩ１Ｂと無限遠の投影面Ｃ０との基準視差は、線Ｉとパターン画像ＰＩ１Ｂの画素行列の左端の位置との差分により検出できる。図２０において、パターン画像ＰＩ１Ｂと線Ｉで示すパターン画像ＰＩ１の画素行列の左端との１行目における基準視差をｒ１とする。また、パターン画像ＰＩ１Ｂと線Ｉで示すパターン画像ＰＩ１の画素行列の左端とのｎ行目における基準視差をｒｎとする。スクリーン７００において、基準視差ｒ１が取得された位置と物体検出装置１１０とのｚ軸方向の距離は、基準視差ｒｎが取得された位置の物体検出装置１１０とのｚ軸方向の距離よりも遠い。そのため、基準視差ｒ１と基準視差ｒｎとを比較すると、物体検出装置１１０から近い位置の基準視差ｒｎは、遠い位置の基準視差ｒ１より大きい。
【００７９】
物体検出装置１１０では、無限遠に投影されたパターン画像ＰＩ１とスクリーン７００に投影されたパターン画像ＰＩ１Ｂとにより得られる基準視差に基づいて、スクリーン７００と入力操作部８００との測定視差をマトリクスパターンに応じて取得する。
【００８０】
図２１（ａ）に入力操作部８００が存在しないパターン撮像画像ＳＰ２を示し、図２１（ｂ）にスクリーン７００より手前に入力操作部８００が存在する場合のパターン撮像画像ＳＰ４を示している。
【００８１】
パターン撮像画像ＳＰ４は、スクリーン７００とスクリーン７００より手前にある入力操作部８００に投影されているパターン画像ＰＩ１Ｃが含まれている。パターン画像ＰＩ１Ｃは、入力操作部８００が存在する位置の画像部ＰＩ１Ｃａが、パターン画像ＰＩ１Ｂの画像部ＰＩ１Ｂａと比較してΔｒだけｘ軸方向にずれている。つまり、演算部１４０は、画像部ＰＩ１Ｃａが画像部ＰＩ１ＢａよりΔｒだけずれていることで、画像部ＰＩ１Ｃａの位置に入力操作部８００が位置していることを検出できる。演算部１４０は、パターン撮像画像ＳＰ２とパターン撮像画像ＳＰ４との測定視差Δｒを取得して、測定視差Δｒに基づいてスクリーン７００から入力操作部８００までの距離を測定する。
【００８２】
従来は、図２１（ａ）に示したパターン画像ＰＩ１Ｂを取得せずに、パターン画像ＰＩ１とパターン画像ＰＩ１Ｃとにより、スクリーン７００と入力操作部８００とを一体のものとして、無限遠に対する視差を検出していた。そして、検出した視差に基づき、スクリーン７００と入力操作部８００とを一体のものとした３次元形状を求め、求めた３次元形状からスクリーン７００と入力操作部８００とを距離に基づいて分離し、入力操作部８００が存在すること、及びスクリーン７００と入力操作部８００との間隔を検出していた。
【００８３】
本実施の形態では、測定基準位置ＳＰからスクリーン７００までの距離による基準視差に基づき、スクリーン７００と入力操作部８００との間隔に対応する測定視差を検出する。そして、物体検出装置１１０の投影光軸や撮影光軸が、スクリーン７００に対して垂直でないように配置され、測定基準位置ＳＰからスクリーン７００までの距離が遠い位置と近い位置がある場合（例えば、図７のように配置された場合）でも、入力操作部８００が存在する位置に対応した基準視差（図２０における基準視差ｒ１や基準視差ｒｎ）に基づいて、入力操作部８００の測定視差Δｒを検出する。
【００８４】
また、スクリーン７００の形状が、図２３に示すような湾曲や段差があるスクリーン７００Ａを用いた場合でも、スクリーン７００Ａの基準視差に基づいて、入力操作部８００の測定視差Δｒを検出することが出来る。
【００８５】
以上のように、演算部１４０では、従来行っていた３次元形状を求め、求めた３次元形状に基づき、スクリーン７００と入力操作部８００とを分離する処理が不要となるため、測定視差Δｒの演算処理時間を減らすことができる。このため、演算部１４０では、入力操作部８００が存在すること、及びスクリーン７００と入力操作部８００との間隔を検出する検出処理の時間を短縮することができる。
【００８６】
図７に示したようにｙｚ平面においてスクリーン７００に対して物体検出装置１１０の光軸Ａ１が斜めであるとき、スクリーン７００からのタッチ判定距離ＴＤと物体検出距離ＯＤを一定にした場合のｘｙ平面上の判定範囲について説明する。以下の説明において、タッチ判定範囲ＴＡは、入力操作部８００がタッチ判定距離ＴＤに存在するか否かを判断するｘｙ平面上の視差の判定範囲である。また、物体検出範囲ＳＡは、入力操作部８００が物体検出距離ＯＤに存在するか否かを判断するｘｙ平面上の視差の判定範囲である。
【００８７】
スクリーン７００に対して物体検出装置１１０の光軸Ａ１が斜めであるとき、スクリーン７００上においてｙ軸方向の位置が異なる点では、上述のように物体検出装置１１０からスクリーン７００までの距離が異なる。また、このとき、スクリーン７００上においてｙ軸方向の位置が異なる点では、視差も異なる。つまり、図２２に示すように、タッチ判定範囲ＴＡと物体検出範囲ＳＡは、ｙ軸方向の位置（物体検出装置１１０からスクリーン７００までの距離）によってｘ軸方向の検出範囲の長さ（幅）が異なる。つまり、タッチ判定範囲ＴＡと物体検出範囲ＳＡは、物体検出装置１１０から遠いＴＡ１とＳＡ１より物体検出装置１１０に近いＴＡ２とＳＡ２の方が広い。
【００８８】
なお、スクリーン７００の遠近に基づくタッチ判定範囲ＴＡと物体検出範囲ＳＡの変化は、直線的ではなく２次関数的に変化する。
【００８９】
●距離測定方法●
本発明に係る距離測定方法の実施の形態について説明する。
【００９０】
図２４は、物体検出装置１１０が実行する距離測定方法のフローチャートである。物体検出装置１１０では、投影部１２０と撮像部１３０の焦点距離、歪曲歪みなどの光学特性に関する内部パラメータ、投影部１２０と撮像部１３０の向きや位置などの外部パラメータなどを較正する、キャリブレーション処理を行う（Ｓ１０１）。
【００９１】
投影部１２０は、２次元マトリクスパターンのパターン画像をスクリーン７００上に投影する（Ｓ１０２）。
【００９２】
撮像部１３０は、スクリーン７００上に投影された２次元マトリクスパターンを撮像してパターン撮像画像を取得する（Ｓ１０３）。
【００９３】
演算部１４０は、平行化処理を行い、パターン画像とパターン撮像画像とにより２次元マトリクスパターンにおける各パターンの基準視差を取得する（Ｓ１０４）。
【００９４】
演算部１４０は、Ｓ１０４で取得した２次元マトリクスパターンにおける各パターンの基準視差を記憶部に記憶する（Ｓ１０５）。
【００９５】
演算部１４０は、入力操作部８００の検出タイミングか否かを判断する（Ｓ１０６）。
【００９６】
入力操作部８００の検出タイミングである場合には（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、投影部１２０は、スクリーン７００上に２次元マトリクスパターンのパターン画像を投影する（Ｓ１０７）。一方、入力操作部８００の検出タイミングではない場合には（Ｓ１０６：ＮＯ）、Ｓ１０６の処理に戻る。
【００９７】
撮像部１３０は、スクリーン７００上に投影された２次元マトリクスパターンを撮像してパターン撮像画像を取得する（Ｓ１０８）。
【００９８】
演算部１４０は、平行化処理を行い、パターン画像とパターン撮像画像とにより２次元マトリクスパターンにおける各パターンの測定視差を取得する（Ｓ１０９）。
【００９９】
演算部１４０は、Ｓ１０５で記憶した各パターンの基準視差とＳ１０９で取得した各パターンの測定視差とを比較する（Ｓ１１０）。
【０１００】
演算部１４０は、Ｓ１１０で比較した各パターンの視差に変化があるか否か、つまりＳ１０５で記憶した各パターンの基準視差ｒ１Ｓ１０９で取得した各パターンの測定視差に変化があるか否かを判断する（Ｓ１１１）。
【０１０１】
視差に変化がある場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、演算部１４０は、視差が変化した部分について測定視差の変化分であるΔｒを求め、求めたΔｒに基づいて、入力操作部８００の位置、及びスクリーン７００と入力操作部８００との間隔（スクリーン７００から入力操作部８００までの距離ΔＤ）を算出する（Ｓ１１２）。視差に変化がない場合には（Ｓ１１１：ＮＯ）、Ｓ１０６の処理に戻る。
【０１０２】
なお、測定視差Δｒに基づく距離ΔＤの算出は、撮像部の焦点距離をｆ２、基線長をＢ、測定視差をΔｒとすると、式
ΔＤ＝(ｆ２・Ｂ)/Δｒ
により行うことができる。
【０１０３】
演算部１４０は、算出した入力操作部８００の位置、及びスクリーン７００と入力操作部８００との間隔に基づき、入力操作を検出する（Ｓ１１３）。Ｓ１１３の処理が終了した後、Ｓ１０６の処理に戻る。
【０１０４】
図２５は、参考例の物体検出装置による物体検出処理のフローチャートである。参考例の物体検出装置では、先に説明した本実施の形態に係る物体検出装置１１０と同様のキャリブレーション処理を行う（Ｓ２０１）。
【０１０５】
演算部は、入力操作部８００の検出タイミングか否かを判断する（Ｓ２０２）。
【０１０６】
入力操作部８００の検出タイミングである場合には（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、投影部は、スクリーン７００上に２次元マトリクスパターンを投影する（Ｓ２０３）。一方、入力操作部８００の検出タイミングではない場合には（Ｓ２０２：ＮＯ）、Ｓ２０２の処理に戻る。
【０１０７】
撮像部は、スクリーン７００上に投影された２次元マトリクスパターンを撮像する（Ｓ２０４）。
【０１０８】
演算部は、平行化処理を行い、２次元マトリクスパターンにおける各パターンの視差を取得する（Ｓ２０５）。
【０１０９】
演算部は、Ｓ２０５で取得した視差に基づいて三次元形状を演算により求める（Ｓ２０６）。
【０１１０】
演算部は、Ｓ２０６で得た三次元形状の演算結果に基づき、検出範囲内に入力操作部８００が存在するか否かを判断する（Ｓ２０７）。
【０１１１】
Ｓ２０７の処理により、検出範囲内に入力操作部８００が存在すると判断した場合には（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、演算部は、三次元形状の演算結果に基づき、スクリーン７００と入力操作部８００とを分離する（Ｓ２０９）。一方、Ｓ２０７の処理により、検出範囲内に入力操作部８００が存在しないと判断した場合には（Ｓ２０８：ＮＯ）、Ｓ２０２の処理に戻る。
【０１１２】
演算部は、分離した演算結果に基づいて、入力操作部８００の位置、及びスクリーン７００と入力操作部８００との間隔（スクリーン７００から入力操作部８００までの距離ΔＤ）を算出する（Ｓ２１０）。
【０１１３】
演算部は、算出した入力操作部８００の位置、及びスクリーン７００と入力操作部８００との間隔に基づき、入力操作を検出する（Ｓ２１１）。Ｓ２１１の処理が終了した後、Ｓ２０２の処理に戻る。
【０１１４】
以上のように、従来は、スクリーン７００と入力操作部８００との三次元形状を一体で演算し、三次元形状に基づいて入力操作部材８００が存在するか否かを判断した後、入力操作部８００の三次元形状のみを分離して入力操作を検出していた。このため、従来の物体検出処理では、処理に時間を要していた。
【０１１５】
これに対して、本実施の形態に係る物体検出処理では、記憶されている基準視差と新たに取得した測定視差に基づき、入力操作部８００の有無、入力操作部８００の位置、スクリーン７００との距離ΔＤを求めるため、従来の物体検出処理において時間を要する演算処理を行わない。つまり、本実施の形態に係る物体検出処理によれば、処理を高速に行うことができる。
【０１１６】
●実施の形態の効果
以上説明したように、物体検出装置１１０が距離測定方法を実行することにより、検出する物体の測定視差を基準対象面に対する基準視差に基づいて求めるため、物体に対する距離測定処理を高速化することができる。
【０１１７】
また、物体検出装置１１０が物体検出処理を実行することにより、検出対象の物体を入力操作部８００とした場合に、入力操作部８００による入力操作の有無を検出することができる。
【０１１８】
●画像表示装置（２）●
本発明に係る画像表示装置の別の実施の形態について、先に説明した実施の形態との相違点を中心に説明する。
【０１１９】
図２６に示すように、本発明に係る別の実施の形態である画像表示装置２００は、先に説明した画像表示装置１００とは異なり、画像が表示されるディスプレイ部２１０を有する電子黒板装置である。
【０１２０】
画像表示装置２００は、上述のディスプレイ部２１０の他に、ディスプレイ部２１０を支持する脚部２２０と、脚部２２０に取り付けられているステー２３０と、ステー２３０に取り付けられている先に説明した物体検出装置１１０とを有する。
【０１２１】
物体検出装置１１０は、画像表示装置２００の表示画像が表示されるディスプレイ部２１０上に基準対象面が設定される。物体検出装置１１０は、基準対象面であるディスプレイ部２１０の上に位置する入力操作部８００を検出する。
【０１２２】
●実施の形態の効果
以上説明したように、本実施の形態に係る画像表示装置２００によれば、ユーザが用いる様々な入力操作部を検出して表示画像に対する入力操作を行うことができる。
【０１２３】
●画像表示装置（３）●
本発明に係る画像表示装置のさらに別の実施の形態について、先に説明した実施の形態との相違点を中心に説明する。
【０１２４】
図２７に示すように、本発明に係る別の実施の形態である画像表示装置３００は、先に説明した画像表示装置１００とは異なり、画像が表示されるディスプレイ部３１０を有する電子黒板装置である。
【０１２５】
画像表示装置３００は、上述のディスプレイ部３１０の他に、ディスプレイ部３１０を支持する脚部３２０と、脚部３２０に取り付けられている先に説明した物体検出装置１１０とを有する。
【０１２６】
物体検出装置１１０は、画像表示装置２００の表示画像が表示されるディスプレイ部３１０上に基準対象面が設定される。物体検出装置１１０は、基準対象面であるディスプレイ部３１０の上に位置する入力操作部８００を検出する。
【０１２７】
●実施の形態の効果
以上説明したように、本実施の形態に係る画像表示装置３００によれば、ユーザが用いる様々な入力動作を検出して、表示画像について入力操作を行うことができる。
【符号の説明】
【０１２８】
１００ 画像表示装置
１１０ 物体検出装置
１２０ 投影部
１２１ 光学素子
１２２ 光源
１２３ 投影レンズ
１３０ 撮像部
１３１ 撮像素子
１３２ 撮像レンズ
１４０ 演算部
５００ コンピュータ
６００ 表示画像
７００ スクリーン
８００ 入力操作部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２９】
【特許文献１】特開２０１３−２０６４５１号公報
【図１】
2017026406.tif 000003
【図２】
2017026406.tif 000004
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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