CN111727421A - 基准位置设定方法和虚像显示装置 - Google Patents

Abstract

本公开所涉及的基准位置设定方法是用于设定基准位置的基准位置设定方法，所述基准位置用于识别被显示为虚像的操作部是否被进行了操作。该基准位置设定方法包括以下工序：将被显示为虚像的标记显示得比接近标记的对象物大；检测接近标记的对象物；以及在检测对象物的工序之后，使标记的外缘的颜色或深浅与标记的中央的颜色或深浅不同。

Description

基准位置设定方法和虚像显示装置

技术领域

本公开涉及一种基准位置设定方法和虚像显示装置。

背景技术

日本特开2011-227600号公报公开了一种用于检测对从投影机投影的图像进行了规定操作的位置的位置检测***。位置检测***具备在规定的投影面显示图像的投影机、拍摄被显示于投影面的图像的摄像装置、具有向投影面被按压的笔尖的发光笔、以及控制投影机和摄像装置的计算机。

位置检测***执行校准来作为用于进行投影图像与摄像图像之间的位置对应的操作。前述的计算机具备控制装置，所述控制装置基于校准的结果来校正检测出的位置，由此能够进行准确的位置检测。作为校准，列举基于用户的操作进行校准的手动校准和无需用户的操作而基于摄像装置的摄像结果来自动地进行校准的自动校准。

控制装置向投影面投影第一校准图像，并且基于由摄像装置拍摄到的第一校准图像来判定是否为适于自动校准的状态。控制装置在判定为适于自动校准的状态的情况下，执行无需用户的操作的自动校准。另一方面，控制装置在判定为不是适于自动校准的状态的情况下，向投影面投影第二校准图像并执行手动校准。

控制装置使用户在第二校准图像上的多个位置处利用发光笔进行按压操作。具体地说，在位置检测***中，控制装置向投影面投影第二校准图像，用户在第二校准图像中进行对发光笔的按压操作，由此执行手动校准。像这样通过使发光笔接近图像的规定位置来执行校准的方法是公知的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-227600号公报

发明内容

发明要解决的问题

如前述的那样，在使发光笔或手指等对象物接近图像的规定位置来进行校准的方法中，作为接近的对象的图像的大小会引起问题。具体地说，在作为接近的对象的图像过小的情况下，会引起难以看到该图像的问题。另一方面，在作为接近的对象的图像过大的情况下，对象物接近的图像的范围大，因此会产生校准的精度下降这一问题。

本公开的目的在于提供一种能够使对象物容易看到所接近的图像并且能够高精度地进行校准的基准位置设定方法和虚像显示装置。

用于解决问题的方案

本公开所涉及的基准位置设定方法是用于设定基准位置的基准位置设定方法，该基准位置用于识别被显示为虚像的操作部是否被进行了操作。该基准位置设定方法包括以下工序：将被显示为虚像的标记显示得比接近标记的对象物大；检测接近标记的对象物；以及在检测对象物的工序之后，使标记的外缘的颜色或深浅与标记的中央的颜色或深浅不同。

本公开所涉及的虚像显示装置是设定基准位置的虚像显示装置，该基准位置用于识别被显示为虚像的操作部是否被进行了操作。该虚像显示装置具备：空中成像元件，其使被显示为虚像的标记显示得比接近标记的对象物大；传感器，其检测接近标记的对象物；以及控制部，其控制空中成像元件进行的虚像的显示。控制部在通过传感器检测到接近标记的对象物时，使由空中成像元件显示的标记的外缘的颜色或深浅与标记的中央的颜色或深浅不同。

在该基准位置设定方法和虚像显示装置中，将用于设定基准位置的标记显示为虚像，将标记显示得比接近标记的对象物大。因而，能够抑制标记被接近的对象物隐藏，并且能够以容易视觉辨认的方式显示标记。其结果是，能够容易看到对象物接近的图像即标记，因此能够高效地进行校准。在该基准位置设定方法和虚像显示装置中，在对象物接近标记并且检测到对象物后，使标记的外缘的颜色或深浅与标记的中央的颜色或深浅不同。因而，通过使标记的外缘的颜色或深浅与标记的中央的颜色或深浅不同，能够将对象物引导至标记的中央。即，通过在对象物接近了标记的状态下使标记的外缘的颜色或深浅与标记的中央的颜色或深浅不同，能够将对象物引导至标记的中央。因而，通过使对象物接近的图像即标记的外缘的颜色或深浅与标记的中央的颜色或深浅不同，能够缩小对象物接近的图像的范围，因此能够高精度地进行校准。

在使标记的外缘的颜色或深浅与标记的中央的颜色或深浅不同的工序中，可以使标记从标记的外缘起变化为难以视觉辨认的颜色或深浅。在该情况下，从标记的外缘起使标记的颜色或深浅变化为难以视觉辨认的颜色或深浅，由此能够将对象物引导至相对容易视觉辨认的标记的中央。因而，能够更可靠地使对象物接近标记的中央，因此能够更可靠地进行高精度的校准。

在使标记的外缘的颜色或深浅与标记的中央的颜色或深浅不同的工序中，可以使标记从标记的外缘起变为透明。在该情况下，通过使标记从标记的外缘起变为透明，能够更可靠地将对象物引导至标记的中央。因而，能够更可靠地进行高精度的校准。

标记的形状可以为圆形。在该情况下，标记被显示为圆形，由此能够容易地获知标记的中央。因而，能够更可靠地将对象物引导至标记的中央，因此能够使高精度的校准的可靠性进一步提高。

发明的效果

根据本公开，能够容易看到对象物接近的图像，并且能够高精度地进行校准。

附图说明

图1是表示实施方式所涉及的虚像显示装置的概要结构图。

图2是表示通过图1的虚像显示装置显示的操作部的例子的图。

图3是示意性地表示通过图1的虚像显示装置显示的标记的变化的图。

图4的(a)是表示变化之前的图3的标记的图。图4的(b)是表示变化之后的图3的标记的图。

图5是表示实施方式所涉及的基准位置设定方法的流程图。

图6的(a)是表示变化之前的第二实施方式的标记的图。图6的(b)是表示变化之后的第二实施方式的标记的图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本公开所涉及的基准位置设定方法和虚像显示装置的实施方式。在附图的说明中，对相同或相当的要素标注相同的标记，适当省略重复的说明。为了容易理解，以将附图的一部分简化或夸张的方式进行描绘，因此尺寸比率等并不限定于附图所记载的那样。

在本说明书中，“对象物”对操作部进行操作来使设备动作，并且为由传感器检测的对象物，例如为用户的手指等棒状物。“操作部”为能够使设备动作的部位，例如为被显示为虚像的开关等按钮。“传感器”为检测操作部被对象物进行了操作的传感器。“基准位置”为作为用于识别操作部是否被按压了的基准的位置，例如为相对于被显示为虚像的操作部的规定位置。该规定位置可以为虚像本身的位置，也可以为与虚像分离规定距离的位置。

(第一实施方式)

图1表示第一实施方式所涉及的虚像显示装置1。如图1所示，虚像显示装置1例如将用于使搭载于汽车的各设备(车载用后置摄像头或空调等)动作的操作部11显示为虚像K。用户通过对显示为虚像K的操作部11进行操作，能够使上述的各设备动作。具体地说，用户使包括手指或笔等棒状物的对象物F接近操作部11，传感器12检测接近的对象物F，由此能够进行各设备的动作。在本说明书中，“接近”包括与接近的对象相接触的情况和接近该对象直到与其相距规定距离为止的情况这两方。像这样，在虚像显示装置1中，将操作部11显示为虚像K，通过使对象物F向操作部11接近，能够进行各设备的动作，因此无需物理按钮等。

虚像显示装置1具备前述的操作部11和传感器12、显示器等显示装置13、接受来自显示装置13的光L并且显示作为虚像K的操作部11的空中成像元件14、以及从传感器12接受对象物F的检测结果并且控制显示装置13的显示的控制部20。控制部20能够与传感器12及显示装置13进行通信。

如图2所示，操作部11例如为能够操作车载用后置摄像头的操作部，通过按下操作部11的各按钮能够切换车载用摄像头的摄影位置。作为一例，操作部11包括拍摄车辆的后方的第一虚像按钮11a、拍摄车辆的左方的第二虚像按钮11b、拍摄车辆的右方的第三虚像按钮11c以及包围第一虚像按钮11a、第二虚像按钮11b及第三虚像按钮11c的虚像框部11d。第一虚像按钮11a、第二虚像按钮11b、第三虚像按钮11c以及虚像框部11d例如均呈在横向上长的六边形。

如图1所示，传感器12例如设置于操作部11的与对象物F相反的一侧。传感器12例如为检测从对象物F至传感器12的距离D的深度传感器。例如，传感器12对通过进行光的照射而从对象物F反射的光返回传感器12的时间进行测量，由此检测距离D。由传感器12检测出的距离D被输出至控制部20，控制部20判定距离D是否为阈值B以下。作为一例，阈值B的值为180mm以上且220mm以下。控制部20在判定为距离D为阈值B以下的情况下，判断为对象物F到达虚拟的按下判定面S，操作部11被进行了操作。

按下判定面S为虚拟的面，形成于与传感器12之间的距离固定的区域，设置于操作部11的附近位置。按下判定面S的位置可以与操作部11的位置一致，也可以为与操作部11分离规定距离的位置。用户使对象物F与按下判定面S接触，以对操作部11进行操作。控制部20判断为伴随对象物F与按下判定面S接触而操作部11被进行了操作，之后，使前述的车载用后置摄像头等设备动作。

显示装置13例如为液晶面板。显示装置13可以为PC(个人计算机)、平板终端或移动电话等移动终端的显示器。空中成像元件14将显示装置13的图像作为虚像K显示在比空中成像元件14和显示装置13更靠近前侧(即对象物F侧、用户侧)的位置。从显示装置13例如向上方射出后射入空中成像元件14的光L在空中成像元件14反射多次(例如两次)后在用户侧的空间中将操作部11成像为虚像K。

像这样，操作部11成像的位置设为比显示装置13和空中成像元件14更靠近前侧(即对象物F侧、用户侧)的位置。因而，能够容易视觉辨认操作部11，并且能够提高用户针对操作部11的操作性。空中成像元件14例如为使像成像在空中的AI(Aerial Imaging：空中成像)板11(注册商标)，AI板是使用日本专利第4865088号所记载的技术制成的。

控制部20例如具备CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)21、包括ROM(Read Only Memory：只读存储器)和RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)的存储部22、用于输入来自传感器12的数据的接口23以及驱动显示装置13的影像驱动器24。控制部20将存储部22的ROM中存储的程序加载至RAM中，通过该CPU 21执行该程序来控制各设备的动作。

如以上那样构成的虚像显示装置1设定基准位置，所述基准位置作为用于识别是否通过对象物F对操作部11进行了操作的基准。该基准位置的设定例如在虚像显示装置1进行初始动作时或维护虚像显示装置1时执行。下面，有时将该基准位置的设定称作校准。虚像显示装置1通过识别接近由空中成像元件14显示的规定位置的对象物F来执行校准。

具体地说，如图3所示，通过空中成像元件14将标记M显示为虚像K，用户使对象物F接近标记M。而且，传感器12和控制部20识别对象物F，控制部20进行校准。控制部20控制显示装置13，例如在对象物F接近标记M前和刚接近标记M时将标记M显示得比对象物F大，在对象物F接近标记M后将标记M逐渐显示得小。

如图4的(a)所示，标记M显示为圆形。对象物F接近前和刚接近时的标记M的直径例如为4cm以上且5cm以下。标记M的面积可以为对象物F的前端的面积(例如从手指的长度方向前端侧观看手指时的手指所具有的面积)的4倍以上且5倍以下。对象物F接近前和刚接近时的标记M的色彩设为红色等容易视觉辨认的色彩，例如设为无渐变的均匀的色彩。

如图4的(b)所示，对象物F接近后的标记M例如逐渐变小。具体地说，标记M的外缘M1的色彩随着去向标记M的径向内侧而变为透明。像这样，使标记M变小包括使标记M的外缘M1的色彩为透明的。在对象物F接触到标记M后，控制部20使标记M的外缘M1变为透明，由此将对象物F引导至标记M的中央M2。而且，在标记M的大小减小至与对象物F大小相同后，将此时的对象物F的位置作为基准位置设定在控制部20中。

接着，参照图5来说明本实施方式所涉及的基准位置设定方法。图5是表示本实施方式所涉及的基准位置设定方法的例子的流程图。该基准位置设定方法是使用虚像显示装置1来进行的。首先，控制部20控制显示装置13来使标记M显示在空中成像元件14(步骤S1，显示标记的工序)。此时，空中成像元件14将标记M显示得比对象物F大。而且，用户视觉辨认标记M并使手指等对象物F接近标记M。

当对象物F接近标记M时，传感器12检测到对象物F(步骤S2，检测对象物的工序)。具体地说，如图1所示，传感器12检测传感器12与对象物F的距离D，在距离D被输出至控制部20后，控制部20判定距离D是否为阈值B以下。而且，控制部20在判定为距离D为阈值B以下时，识别出对象物F接近标记M，由此传感器12进行对象物F的检测。

在传感器12如以上那样检测到对象物F后，控制部20控制显示装置13来变更标记M的颜色或深浅(步骤S3，使标记的颜色或深浅不同的工序)。此时，如图4的(b)所示，标记M的中央M2的色彩维持为原来的状态，并且标记M的外缘M1的色彩变为透明。像这样，控制部20使外缘M1透明来使标记M缩小。

在控制部20如上述那样使标记M缩小后，控制部20将此时的对象物F的位置设定为基准位置(步骤S4，设定基准位置的工序)。此时，例如利用传感器12将对象物F进行多次检测，将根据多个检测结果的各结果得到的对象物F的位置的平均值设定为基准位置。在控制部20设定基准位置后，一系列的工序完成，能够使用虚像显示装置1来使各设备动作。

接着，对本实施方式所涉及的基准位置设定方法和虚像显示装置1的作用效果进行说明。在本实施方式所涉及的基准位置设定方法和虚像显示装置1中，将用于设定基准位置的标记M显示为虚像K，将标记M显示得比接近标记M的对象物F大。因而，能够抑制标记M被接近的对象物F隐藏，并且能够以容易视觉辨认的方式显示标记M。

其结果是，能够容易看到对象物F接近的图像即标记M，因此能够高效地进行校准。在该基准位置设定方法和虚像显示装置1中，在对象物F接近标记M并且检测到对象物F后，使标记M的外缘M1的颜色或深浅与标记M的中央M2的颜色或深浅不同。在此，“颜色或深浅”包括色相、明度及彩度，“使颜色或深浅不同”包括使色相、明度及彩度中的至少一个变化。像这样，通过使标记M的外缘M1的颜色或深浅与标记M的中央M2的颜色或深浅不同，能够将对象物F引导至标记M的中央M2。

即，通过在对象物F接近了标记M的状态下使标记M的外缘M1的颜色或深浅与标记M的中央M2的颜色或深浅不同，能够将对象物F引导至标记M的中央M2。因而，通过使对象物F接近的图像即标记M的外缘M1的颜色或深浅与标记M的中央M2的颜色或深浅不同，能够缩小对象物F接近的图像的范围，因此能够高精度地进行校准。

在使标记M的外缘M1的颜色或深浅与标记M的中央M2的颜色或深浅不同的工序中，使标记M从标记M的外缘M1起变为透明。因而，通过使标记M从标记M的外缘M1起变为透明，能够更可靠地将对象物F引导至标记M的中央M2。因而，能够更可靠地进行高精度的校准。

标记M的形状为圆形。因而，通过将标记M显示为圆形，能够容易获知标记M的中央M2。因而，能够更可靠地将对象物F引导至标记M的中央M2，因此能够使高精度的校准的可靠性进一步提高。

(第二实施方式)

接着，参照图6的(a)和图6的(b)来说明第二实施方式所涉及的基准位置设定方法和虚像显示装置。在第二实施方式中，显示与前述的标记M不同的标记N这一点、以及使标记N的外缘N1的颜色或深浅与标记N的中央N2的颜色或深浅不同的工序与第一实施方式不同。在下面的说明中，适当省略与第一实施方式重复的说明。

如图6的(a)所示，在使标记N的外缘N1的颜色或深浅不同的工序中，对象物F接近前或刚接近时的标记N的形状、面积、色彩或深浅可以与标记M相同。而且，如图6的(b)所示，关于对象物F接近后的标记N，使外缘N1的颜色或深浅变化为比中央N2的颜色或深浅更难以视觉辨认的颜色或深浅。

“难以视觉辨认的颜色或深浅”可以为接近透明的颜色或深浅，也可以为白色等浅的颜色或深浅，根据状况，还可以为黑色等深的色彩。即，“难以视觉辨认的颜色或深浅”为人通过眼睛难以认清的颜色或深浅即可。在图6的(b)所示的例子中，外缘N1的颜色或深浅变化为比中央N2的颜色或深浅更浅的颜色或深浅。在对象物F接触到标记N后变化为难以视觉辨认标记N的外缘N1的颜色或深浅，由此将对象物F引导至标记N的中央N2。在对象物F被引导至中央N2后，此时的对象物F的位置被设定为基准位置。

在第二实施方式中，在使标记N的外缘N1的颜色或深浅与标记N的中央N2的颜色或深浅不同的工序中，使标记N从标记N的外缘N1起变化为难以视觉辨认的颜色或深浅。因而，通过使标记N的颜色或深浅从标记N的外缘N1开始变化为难以视觉辨认的颜色或深浅，能够将对象物F引导至相对容易视觉辨认的标记N的中央N2。因而，能够更可靠地使对象物F接近标记N的中央N2，因此能够更可靠地进行高精度的校准。

以上对本公开所涉及的基准位置设定方法和虚像显示装置的各实施方式进行了说明。然而，本公开并不限定于前述的各实施方式，可以在不变更各权利要求所记载的主旨的范围内进行变形，或可以应用为其它形式。即，基准位置设定方法的各工序的内容和顺序以及虚像显示装置的各部的结构在不变更各权利要求的主旨的范围内能够适当变更。

例如，在前述的实施方式中，对外缘N1的颜色或深浅变化为比中央N2的颜色或深浅浅的颜色或深浅的标记N进行了说明。然而，标记的外缘的颜色或深浅可以变化为比该标记的中央的颜色或深浅深的颜色或深浅。并且，在前述的实施方式中，说明了在使标记N的外缘N1的颜色或深浅与标记N的中央N2的颜色或深浅不同的工序中使外缘N1的颜色或深浅变化的例子。然而，也可以是，在使标记的外缘的颜色或深浅与标记的中央的颜色或深浅不同的工序中，使标记的中央的颜色或深浅变化。例如，标记N的中央N2的颜色或深浅可以随着从中央N2去向径向外侧而变化。像这样，“使标记的外缘的颜色或深浅与标记的中央的颜色或深浅不同”包括使标记的外缘的颜色或深浅变化和使标记的中央的颜色或深浅变化这两方。

在前述的实施方式中，对显示为圆形的标记M和标记N进行了说明。然而，标记例如可以为三角形、四边形、六边形或八边形等多边形，或者为椭圆形等长圆形，不特别地限定标记的形状。

在前述的实施方式中，说明了将对象物F接近前和刚接近后的标记M和标记N的颜色或深浅设为无渐变的均匀的颜色或深浅的例子。然而，对象物F接近前和刚接近后的标记的颜色或深浅也可以具有渐变，也可以不是均匀的颜色或深浅。像这样，能够适当变更标记的颜色或深浅(即色相、明度及彩度)。

在前述的实施方式中，对空中成像元件14为使像成像在空中的AI板的例子进行了说明。然而，空中成像元件例如可以为在从用户看来的近前侧成像出全息图等立体的虚像的立体成像元件，可以为AI板以外的其它元件。

在前述的实施方式中，说明了具备传感器12、显示装置13、空中成像元件14以及控制部20的虚像显示装置1。然而，能够适当变更传感器、显示装置、空中成像元件以及控制部的种类、形状、大小、数量、材料以及配置方式。例如，在前述的实施方式中，关于传感器12，说明了测量从照射光起至在对象物F反射后的光返回为止的时间来检测距离D的深度传感器。然而，虚像显示装置可以具备深度传感器以外的其它传感器。即，虚像显示装置可以具备红外线传感器或超声波传感器等，以取代传感器12，能够适当变更传感器的种类。

在前述的实施方式中，说明了将用于使搭载于汽车的各设备动作的操作部11显示为虚像K的虚像显示装置1。另外，说明了操作部11具备第一虚像按钮11a、第二虚像按钮11b、第三虚像按钮11c以及虚像框部11d的例子。然而，能够适当变更操作部的布局和种类。虚像显示装置可以搭载于汽车以外的其它装置。虚像显示装置可以为将用于使汽车以外的各设备动作的操作部显示为虚像的装置。并且，虚像显示装置和基准位置设定方法能够应用于汽车以外的各种设备中。

附图标记说明

1：虚像显示装置；11：操作部；12：传感器；14：空中成像元件；20：控制部；F：对象物；K：虚像；M、N：标记；M1、N1：外缘；M2、N2：中央。

Claims (5)

1.一种基准位置设定方法，用于设定基准位置，该基准位置用于识别被显示为虚像的操作部是否被进行了操作，所述基准位置设定方法包括以下工序：

将被显示为虚像的标记显示得比接近所述标记的对象物大；

检测接近所述标记的对象物；以及

在检测所述对象物的工序之后，使所述标记的外缘的颜色或深浅与所述标记的中央的颜色或深浅不同。

2.根据权利要求1所述的基准位置设定方法，其特征在于，

在使所述标记的外缘的颜色或深浅与所述标记的中央的颜色或深浅不同的工序中，使所述标记从所述标记的外缘起变化为难以视觉辨认的颜色或深浅。

3.根据权利要求1或2所述的基准位置设定方法，其特征在于，

在使所述标记的外缘的颜色或深浅与所述标记的中央的颜色或深浅不同的工序中，使所述标记从所述标记的外缘起变为透明。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的基准位置设定方法，其特征在于，

所述标记的形状为圆形。

5.一种虚像显示装置，设定基准位置，该基准位置用于识别被显示为虚像的操作部是否被进行了操作，所述虚像显示装置具备：

空中成像元件，其将被显示为虚像的标记显示得比接近所述标记的对象物大；

传感器，其检测接近所述标记的对象物；以及

控制部，其控制所述空中成像元件进行的虚像的显示，

其中，所述控制部在通过所述传感器检测到接近所述标记的对象物时，使由所述空中成像元件显示的所述标记的外缘的颜色或深浅与所述标记的中央的颜色或深浅不同。

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