JP6524741B2 - 位置検出装置、表示装置、位置検出装置の制御方法、及び、表示装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、位置検出装置、表示装置、位置検出装置の制御方法、及び、表示装置の制御方法に関する。

従来、表示面に対して行われた指示体による操作を検出する位置検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の座標入力装置は、電子ペンや手などを使った操作画面に対するクリックやダブルクリックの操作を検出する際に、人間の手の動きのぶれや、視差、影による入力のずれがあっても、シングルクリックやダブルクリックを認識しやすいように座標を補正する。

特開２０１１−２０３８１６号公報

しかしながら、指示体による表示面に対する指示操作では、操作者が指示したい位置を確実に指示できるとは限らない。表示面の前に操作者が立ち、表示面の表示内容を指し示す場合、操作者の腕は固定されないので、指示体が大きかったり、指し示す位置が遠かったりすると、目的とする位置を指示することが難しい。つまり、指示体の大きさ等により、操作者が指示体で目的とする位置を指示する難易度が異なっている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、指示体による操作の操作性を向上させた位置検出装置、表示装置、位置検出装置の制御方法、及び、表示装置の制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の位置検出装置は、表示面に対する操作を検出する検出部と、前記検出部が検出した前記操作を行った指示体を識別し、前記操作と前記指示体とを対応付ける識別部と、前記検出部が検出した操作のうち、前記指示体に対応付けられた操作を処理する処理部と、を備え、前記識別部は、１つの指示体による第１の操作と、前記第１の操作よりも前の予め設定された時間内の第２の操作とが検出され、前記第１の操作の座標と前記第２の操作の座標とが、予め設定された範囲内にある場合に、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標と判定し、前記指示体に応じて前記予め設定された範囲を変更する。
本発明によれば、指示体による操作の操作性を向上させることができる。

また、本発明は、上記構成の位置検出装置において、前記識別部は、前記指示体の長さに応じて、前記範囲を変更する。
本発明によれば、長さが異なる指示体を使用しても、指示体による意図した通りの操作を実現することができる。

また、本発明は、上記構成の位置検出装置において、前記識別部は、前記指示体の長さが長いほど、前記範囲を広く設定する。
本発明によれば、指示体の長さが長いほど、操作による指示位置にぶれが生じやすいが、ぶれが生じても同一の座標と判定する範囲を広く設定することで、指示体による意図した通りの操作を実現することができる。

また、本発明は、上記構成の位置検出装置において、前記指示体を識別する識別情報と、前記指示体に応じて設定された前記範囲の情報とを対応付けて記憶する記憶部を備え、前記識別部は、識別した指示体に対応する前記範囲の情報に基づいて、第１の操作の座標を、前記第２の操作の座標と同一の座標として処理するか否かを判定する。
本発明によれば、操作に使用される指示体が変更になっても、事前に設定された、指示体に対応した範囲の情報に設定することができる。このため、指示体が変更されるごとに、範囲の設定を演算する必要がない。

また、本発明の位置検出装置は、表示面に対する操作を検出する検出部と、前記検出部が検出した前記操作を行った指示体を識別し、前記操作と前記指示体とを対応付ける識別部と、前記検出部が検出した操作のうち、前記指示体に対応付けられた操作を処理する処理部と、を備え、前記識別部は、第１の指示体による第１の操作と、前記第１の操作よりも前の第１の時間内の第２の操作とが検出され、前記第１の操作の座標と前記第２の操作の座標とが、第１の範囲内にある場合に、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標と判定し、第１の指示体とは異なる第２の指示体による第３の操作と、前記第３の操作よりも前の第２の時間内の第４の操作とが検出され、前記第３の操作の座標と前記第４の操作の座標とが、前記第１の範囲とは異なる第２の範囲内にある場合に、前記第３の操作の座標を前記第４の操作の座標と同一座標と判定する。
本発明によれば、指示体による操作性を向上させることができる。

本発明の表示装置は、表示面に画像を表示させる表示部と、前記表示面に対する操作を検出する検出部と、前記検出部が検出した前記操作を行った指示体を識別し、前記操作と前記指示体とを対応付ける識別部と、前記検出部が検出した操作のうち、前記指示体に対応付けられた操作を処理する処理部と、を備え、前記識別部は、１つの指示体による第１の操作と、前記第１の操作よりも前の予め設定された時間内の第２の操作とが検出され、前記第１の操作の座標と前記第２の操作の座標とが、予め設定された範囲内にある場合に、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標と判定し、前記指示体に応じて前記予め設定された範囲を変更する。
本発明によれば、指示体による操作の操作性を向上させることができる。

本発明の位置検出装置の制御方法は、表示面に対する操作を検出するステップと、前記検出するステップで検出した前記操作を行った指示体を識別し、前記操作と前記指示体とを対応付けるステップと、前記検出するステップで検出した操作のうち、前記指示体に対応付けられた操作を処理するステップと、を有し、前記対応付けるステップは、１つの指示体による第１の操作と、前記第１の操作よりも前の予め設定された時間内の第２の操作とが検出され、前記第１の操作の座標と前記第２の操作の座標とが、予め設定された範囲内にある場合に、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標と判定し、前記指示体に応じて前記予め設定された範囲を変更することを特徴とする。
本発明によれば、指示体による操作の操作性を向上させることができる。

本発明の表示装置の制御方法は、表示面に画像を表示させるステップと、前記表示面に対する操作を検出するステップと、前記検出するステップで検出した前記操作を行った指示体を識別し、前記操作と前記指示体とを対応付けるステップと、前記検出するステップで検出した操作のうち、前記指示体に対応付けられた操作を処理するステップと、を有し、前記対応付けるステップは、１つの指示体による第１の操作と、前記第１の操作よりも前の予め設定された時間内の第２の操作とが検出され、前記第１の操作の座標と前記第２の操作の座標とが、予め設定された範囲内にある場合に、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標と判定し、前記指示体に応じて前記予め設定された範囲を変更する。
本発明によれば、指示体による操作の操作性を向上させることができる。

プロジェクターの設置状態を示す図。 プロジェクター及び指示体の機能ブロック図。 制御部の処理手順を示すフローチャート。

図１は、プロジェクター（表示装置）１０の設置状態を示す図である。
プロジェクター１０は、表示面としてのスクリーンＳＣの直上又は斜め上方に設置され、斜め下方のスクリーンＳＣに向けて画像を投射する。スクリーンＳＣは、壁面に固定され、又は床面に立設された平板又は幕である。プロジェクター１０の設置状態は、図１に示す例に限定されず、壁面をスクリーンＳＣとして使用することも可能である。この場合、スクリーンＳＣとして使用される壁面の上部にプロジェクター１０を取り付けるとよい。

プロジェクター１０は、操作者のスクリーンＳＣに対する操作を検出する。スクリーンＳＣに対する操作には指示体７０を用いることができる。指示体７０は、例えばペン型の入力デバイスであり、長軸指示体７０Ａと短軸指示体７０Ｂとの２種類がある。長軸指示体７０Ａは、短軸指示体７０Ｂよりも長い。例えば、長軸指示体７０Ａの操作者が手に持つ部分である軸部７２の長さが短軸指示体７０Ｂよりも長いことで、長軸指示体７０Ａは短軸指示体７０Ｂよりも長くなっている。短軸指示体７０Ｂは、文字入力の際の利便性が高く、長軸指示体７０Ａは、スクリーンＳＣ上の位置を指示する指示棒としても利用可能である。
なお、本実施形態では指示体７０として長軸指示体７０Ａと短軸指示体７０Ｂとの２種類を使用する場合を例に説明するが、指示体７０の種類はこれら２種類には限定されない。
例えば、長軸指示体７０Ａ及び短軸指示体７０Ｂに加えて、軸部７２の長さが長軸指示体７０Ａと短軸指示体７０Ｂとの中間の長さの指示体７０を用いることもできる。また、以下の説明では、長軸指示体７０Ａと短軸指示体７０Ｂとを特に区別する必要がない場合には、単に指示体７０と表記する。

図２は、プロジェクター１０及び指示体７０の構成を示す図である。まず、指示体７０について説明する。
指示体７０は、制御部７３、送受信部７４、操作スイッチ７５及び電源部７６を備え、これらの各部は軸部７２内に収容される。
送受信部７４は、赤外ＬＥＤ等の光源と、赤外光（赤外線信号）を受光する受光素子とを備え、制御部７３の制御に従って光源を点灯又は消灯させ、受光素子の受光状態を示す信号を制御部７３に出力する。
操作スイッチ７５は、指示体７０の先端部７１に内蔵され、押圧された場合にオン状態となる。指示体７０は、操作者が棒状の軸部７２を手に持って、先端部７１をスクリーンＳＣに接触させるように操作される。指示体７０の先端部７１が壁やスクリーンＳＣに接触すると、操作スイッチ７５がオンになる。
制御部７３は、送受信部７４及び操作スイッチ７５に接続され、操作スイッチ７５のオン又はオフ状態を検出する。制御部７３は、操作スイッチ７５がオンの場合と、オフの場合とで、送受信部７４の光源の点灯パターンを変更する。プロジェクター１０は、指示体７０が発する赤外光（赤外線信号）に基づいて、先端部７１の位置を検出する。また、プロジェクター１０は、指示体７０が発する赤外光の点灯パターンに基づいて、指示体７０が壁やスクリーンＳＣに押しつけられているか否かを判定する。
電源部７６は、電源として乾電池又は二次電池を有し、制御部７３、送受信部７４及び操作スイッチ７５の各部に電力を供給する。指示体７０には、電源部７６からの電源供給をオン／オフする電源スイッチ（不図示）が搭載される。

プロジェクター１０の構成について引き続き図２を参照しながら説明する。
プロジェクター１０は、ＰＣ（パーソナルコンピューター）、ビデオ再生装置、ＤＶＤ再生装置、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ（ブルーレイディスク）再生装置等の画像供給装置（不図示）に接続される。プロジェクター１０は、画像供給装置から供給されるアナログ画像信号又はデジタル画像データに基づいて、スクリーンＳＣに画像を投射する。また、プロジェクター１０は、内蔵する記憶部６０や外部接続される記憶媒体に記憶された画像データを読み出して、この画像データに基づきスクリーンＳＣに画像を表示してもよい。

プロジェクター１０は、画像供給装置を含む外部の装置との接続用のインターフェイスとして、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）部１１及び画像Ｉ／Ｆ部１２を備える。Ｉ／Ｆ部１１及び画像Ｉ／Ｆ部１２は有線接続用のコネクターを備える。Ｉ／Ｆ部１１及び画像Ｉ／Ｆ部１２は、コネクターに対応するインターフェイス回路を備えていてもよい。また、Ｉ／Ｆ部１１及び画像Ｉ／Ｆ部１２は、無線通信インターフェイスを備えていてもよい。
有線接続用のコネクター及びインターフェイス回路としては有線ＬＡＮ、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ等に準拠したものが挙げられる。また、無線通信インターフェイスとしては無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等に準拠したものが挙げられる。画像Ｉ／Ｆ部１２には、ＨＤＭＩ（登録商標）インターフェイス等の画像データ用のインターフェイスを用いることもできる。画像Ｉ／Ｆ部１２は、音声データが入力されるインターフェイスを備えてもよい。

Ｉ／Ｆ部１１は、外部の装置との間で各種データを送受信するインターフェイスである。Ｉ／Ｆ部１１は、画像の投射に関するデータ、プロジェクター１０の動作を設定するデータ等を入出力する。後述する制御部３０は、Ｉ／Ｆ部１１を介して外部の装置とデータを送受信する。
画像Ｉ／Ｆ部１２は、デジタル画像データが入力されるインターフェイスである。本実施形態のプロジェクター１０は、画像Ｉ／Ｆ部１２を介して入力されるデジタル画像データに基づき画像を投射する。なお、プロジェクター１０は、アナログ画像信号に基づき画像を投射する機能を備えていてもよく、この場合、画像Ｉ／Ｆ部１２は、アナログ画像用のインターフェイスと、アナログ画像信号をデジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換回路とを備えてもよい。

プロジェクター１０は、光学的な画像の形成を行う投射部２０を備える。投射部２０は、光源部２１、光変調装置２２及び投射光学系２３を備える。光源部２１は、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）又はレーザー光源等からなる光源を備える。また、光源部２１は、光源が発した光を光変調装置２２に導くリフレクター及び補助リフレクターを備えていてもよい。さらに、プロジェクター１０は、投射光の光学特性を高めるためのレンズ群、偏光板、又は光源が発した光の光量を光変調装置２２に至る経路上で低減させる調光素子等（いずれも不図示）を備えていてもよい。

光変調装置２２は、例えばＲＧＢの三原色に対応した３枚の透過型の液晶パネルを備え、この液晶パネルを透過する光を変調して画像光を生成する。光源部２１からの光はＲＧＢの３色の色光に分離され、各色光は対応する各液晶パネルに入射する。各液晶パネルを通過して変調された色光はクロスダイクロイックプリズム等の合成光学系によって合成され、投射光学系２３に射出される。

投射光学系２３は、光変調装置２２により変調された画像光をスクリーンＳＣ方向へ導き、スクリーンＳＣ上に結像させるレンズ群を備える。また、投射光学系２３は、スクリーンＳＣの表示画像の拡大・縮小を行うズーム機構、フォーカスの調整を行うフォーカス調整機構を備えていてもよい。また、プロジェクター１０が短焦点型である場合、投射光学系２３に、画像光をスクリーンＳＣに向けて反射する凹面鏡を備えていてもよい。

投射部２０は、制御部３０の制御に従って光源部２１を点灯させる光源駆動部４５、及び制御部３０の制御に従って光変調装置２２を動作させる光変調装置駆動部４６に接続される。光源駆動部４５は、光源部２１の点灯、消灯の切り替えを行い、光源部２１の光量を調整する機能を有していてもよい。

プロジェクター１０は、投射部２０が投射する画像を処理する画像処理系を備える。画像処理系は、プロジェクター１０を制御する制御部３０、記憶部６０、画像処理部４０、フレームメモリー４１を含む。また、プロジェクター１０は、この他に、操作パネル１７、操作検出部１８、リモコン受光部１９、検出部５０を備える。制御部３０及び検出部５０は、位置検出装置６５を構成する。

制御部３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のハードウェアを備え、ＣＰＵがＲＯＭに記憶した基本制御プログラム、及び記憶部６０に記憶された制御プログラムを実行することにより、プロジェクター１０を制御する。また、制御部３０は、記憶部６０が記憶する制御プログラムを実行することにより、投射制御部３１、検出制御部３２及び処理部３３として機能する。投射制御部３１、検出制御部３２及び処理部３３についての説明は後述する。
記憶部６０は、フラッシュメモリー、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリーであり、制御部３０が制御に使用する制御プログラムや、設定情報６１を記憶する。設定情報６１には、制御部３０の処理に使用されるしきい値が含まれる。このしきい値は、同一の指示体７０によって指示された、スクリーンＳＣ上の異なる２点の座標を、同一の座標として処理するか否かを判定する距離のしきい値である。記憶部６０は、指示体（長軸指示体７０Ａ、短軸指示体７０Ｂ）７０ごとに設定されたしきい値を、各指示体７０を識別する識別情報に対応付けて記憶する。

画像処理部４０は、制御部３０の制御に従って画像Ｉ／Ｆ部１２から入力される画像データを取得する。画像処理部４０は、取得した画像データについて、画像サイズや解像度、静止画像か動画像であるか、動画像である場合はフレームレート、３次元画像データであるか等の属性を判定する。
画像処理部４０は、フレームメモリー４１に接続され、取得した画像データをフレームメモリー４１にフレームごとに展開する。画像処理部４０は、展開した画像データに対して画像処理を実行する。画像処理部４０は、画像処理として、例えば、解像度変換処理、ガンマ補正処理、色むら補正処理、輝度補正処理、形状補正処理等の処理を実行する。また、画像処理部４０は、上記の複数の処理を組み合わせて実行することも勿論可能である。
画像処理部４０は、処理後の画像をフレームメモリー４１から読み出して、この画像に対応するＲ、Ｇ、Ｂの画像信号を生成し、光変調装置駆動部４６に出力する。
光変調装置駆動部４６は、画像処理部４０から入力される画像信号に基づいて光変調装置２２の液晶パネルを駆動し、画像を描画する。

操作パネル１７は、操作者が操作を行うための各種スイッチ及びインジケーターランプを備える。操作パネル１７は、操作検出部１８に接続される。操作検出部１８は、制御部３０の制御に従い、プロジェクター１０の動作状態や設定状態に応じて操作パネル１７のインジケーターランプを適宜点灯又は点滅させる。また、操作パネル１７のスイッチが操作されると、操作されたスイッチに対応する操作信号が操作検出部１８を介して制御部３０に入力される。
また、リモコン受光部１９は、リモコン（不図示）が発する赤外線信号を受光する。リモコン受光部１９は、操作検出部１８に接続される。リモコン受光部１９は、リモコンから受光した赤外線信号をデコードして、リモコンにおける操作内容を示す操作信号を生成し、操作検出部１８に出力する。リモコン受光部１９で生成された操作信号は、操作検出部１８を介して制御部３０に入力される。

検出部５０は、撮影部５１、撮影制御部５２、送信部５３、位置検出部５４、座標検出部５５を備え、スクリーンＳＣに対する指示体７０の操作を検出する。
検出部５０が検出する操作には、指示体７０をスクリーンＳＣに接触させて行う接触操作が含まれる。また、検出部５０が検出する操作に、指示体７０をスクリーンＳＣに接触させずに、スクリーンＳＣの近傍で指示体７０の操作を行う非接触操作を含めることもできる。非接触操作には、例えば、指示体７０を使用したジェスチャーの操作等が含まれる。例えば、プロジェクター１０は、指示体７０の動きを撮影部５１で連続撮影して、撮影画像のデータからジェスチャー等の動きを検出して、検出した動きに基づいて、スクリーンＳＣの表示を切り換える等の処理を行うことも可能である。

撮影部５１は、撮像光学系、撮像素子、インターフェイス回路等を有し、投射光学系２３の投射方向を撮影する。撮影部５１の撮像光学系は、投射光学系２３と略同じ方向を向いて配置され、スクリーンＳＣとその周辺部とを含む範囲を撮影範囲とする画角を有する。撮像素子は、赤外領域及び可視光領域の光を受光するＣＣＤやＣＭＯＳが挙げられる。撮影部５１は、撮像素子に入射する光の一部を遮るフィルターを備えてもよく、例えば、赤外光を受光させる場合に、主に赤外領域の光を透過するフィルターを撮像素子の前に配置させてもよい。また、撮影部５１のインターフェイス回路は、撮像素子の検出値を読み出して出力する。

撮影制御部５２は、撮影部５１により撮影を実行させて撮影画像のデータを形成する。撮像素子が可視光による撮影を行うと、スクリーンＳＣ上に投射された画像が撮影される。また、撮影制御部５２は、撮影部５１により赤外光を撮影させることができ、この場合の撮影画像のデータには指示体７０が発する赤外光が写る。

送信部５３は、撮影制御部５２の制御に従って、指示体７０に対して赤外線信号を送信する。送信部５３は、赤外ＬＥＤ等の光源を有し、この光源を撮影制御部５２の制御に従って点灯及び消灯させる。

位置検出部５４は、撮影制御部５２から入力される撮影画像のデータから、指示体７０が発した光の像を検出する。位置検出部５４は、後述する指示体判別フェーズ及び位置検出フェーズにおいて撮影された撮影画像のデータから、指示体７０が発した光の像を検出する。
座標検出部５５は、位置検出部５４が検出した像の位置に基づき、撮影画像のデータにおける指示体７０の指示位置の座標を算出して、制御部３０に出力する。座標検出部５５は、位置検出部５４が指示体判別フェーズ及び位置検出フェーズの撮影画像のデータから検出した光の像の座標を検出する。また、座標検出部５５は、投射部２０が投射した投射画像における指示体７０の指示位置の座標を算出して、制御部３０に出力してもよい。さらに、座標検出部５５は、画像処理部４０がフレームメモリー４１に描画した画像データにおける指示体７０の指示位置の座標や、画像Ｉ／Ｆ部１２の入力画像データにおける指示体７０の指示位置の座標を算出してもよい。

ここで、撮影画像のデータから長軸指示体７０Ａと短軸指示体７０Ｂとを判別する方法、及び指示体７０による操作を検出する方法について説明する。
制御部３０は、撮影制御部５２を制御して、送信部５３に、同期用の赤外光を送信させる。すなわち、撮影制御部５２は、制御部３０の制御に従って、送信部５３の光源を所定の周期で点灯させる。送信部５３が周期的に発する赤外光が、検出部５０と指示体７０とを同期させる同期信号として機能する。
指示体７０の制御部７３は、電源部７６から電源の供給が開始され、所定の初期化動作を行った後、プロジェクター１０の送信部５３が発する赤外光を、送受信部７４により受光する。指示体７０の制御部７３は、送受信部７４が赤外光を受光したタイミングに同期して、予め設定された各指示体７０に固有の点灯パターンで送受信部７４の光源を点灯させる。

プロジェクター１０は、同期フェーズ、指示体判別フェーズ及び位置検出フェーズの３つのフェーズを有する通信シーケンスを繰り返し行い、各指示体７０との間で通信を行う。
同期フェーズは、プロジェクター１０が各指示体７０に通信サイクルの開始タイミングを認識させ、プロジェクター１０と各指示体７０とを同期させるフェーズである。
指示体判別フェーズは、電源スイッチがオンされた指示体７０を判別するフェーズである。指示体判別フェーズにおいて、各指示体７０は、指示体７０ごとに設定された固有の点灯パターンで点灯する。指示体７０の判別は、１回の通信シーケンスにより判別できるようにすることも可能であるし、複数回の通信シーケンスにより送受信した情報に基づいて判別してもよい。
位置検出フェーズは、指示体７０の点灯位置を検出するフェーズである。指示体７０の制御部７３は、先端部７１がスクリーンＳＣに接触し、操作スイッチ７５がオンの場合、送受信部７４を、操作スイッチ７５がオフの場合とは異なるタイミングで点灯させる。プロジェクター１０の検出部５０は、この位置検出フェーズにおいて撮影された撮影画像のデータに写った輝点の位置を検出して、指示体７０の指示位置の座標を特定する。
指示体７０の制御部７３は、電源部７６から電源が供給されている間、上記の通信サイクルを繰り返し実行する。つまり、送信部５３は、指示体７０に対して、同期用の赤外線信号を周期的に送信し、指示体７０は、送信部５３が送信する赤外光に同期して、予め設定されたタイミングで赤外光を送信する。

次に、制御部３０の備える各機能ブロックの処理について説明する。
投射制御部３１は、操作検出部１８から入力される操作データに基づいて、操作者がリモコンを操作して行った操作内容を取得する。投射制御部３１は、操作者が行った操作に応じて画像処理部４０、光源駆動部４５及び光変調装置駆動部４６を制御して、スクリーンＳＣに画像を投射させる。
また、投射制御部３１は、画像処理部４０を制御して、上述した３Ｄ（立体）画像と２Ｄ（平面）画像の判別処理、解像度変換処理、フレームレート変換処理、歪み補正処理、デジタルズーム処理、色調補正処理、輝度補正処理等を画像処理部４０に実行させる。
また、投射制御部３１は、画像処理部４０の処理に合わせて光源駆動部４５を制御し、光源部２１の光量を制御する。

検出制御部３２は、検出部５０を制御して、指示体７０によるスクリーンＳＣに対する操作（指示位置の座標）を検出させる。
また、検出制御部３２は、検出部５０から入力される、指示体判別フェーズの撮影画像のデータの撮影タイミングに基づいて指示体７０を判定する。例えば、指示体判別フェーズにおいて、撮影部５１による撮影を４回行うと仮定した場合に、奇数回（１、３回）の撮影タイミングで撮影された輝点の座標を長軸指示体７０Ａと判定してもよい。また、偶数回（２、４回）の撮影タイミングで撮影された輝点の座標を短軸指示体７０Ｂと判定してもよい。また、１回の通信シーケンスに指示体判別フェーズを２回設けて、最初の１回目の指示体判別フェーズにおいて長軸指示体７０Ａの送受信部７４を点灯させ、２回目の指示体判別フェーズにおいて短軸指示体７０Ｂの送受信部７４を点灯させてもよい。この場合、検出制御部３２は、１回目の指示体判別フェーズの撮影画像のデータに写った輝点を、長軸指示体７０Ａと判定し、２回目の指示体判別フェーズの撮影画像のデータに写った輝点を、短軸指示体７０Ｂと判定する。
また、複数回の通信シーケンスにより送受信した情報に基づいて指示体７０を判別してもよい。例えば、長軸指示体７０Ａには、４回の通信シーケンスにおける４回の指示体判別フェーズの発光、非発光を「１００１」（１は発光を示し、０は非発光を示す）と設定する。また、短軸指示体７０Ｂには、４回の通信シーケンスにおける４回の指示体判別フェーズの発光、非発光を「０１０１」と設定する。この場合、４回の通信シーケンスの指示体判別フェーズで撮影された撮影画像のデータを比較することで長軸指示体７０Ａと短軸指示体７０Ｂとを区別することができる。

また、検出制御部３２は、位置検出フェーズの撮影画像のデータに基づいて、検出部５０により検出された座標を指示した指示体７０を判定し、また、指示体７０の先端部７１のスクリーンＳＣへの接触状態を判定する。
検出制御部３２は、検出部５０から入力される、位置検出フェーズの撮影画像のデータに写った輝点の座標を指示位置の座標と判定する。そして、検出制御部３２は、指示体判別フェーズの撮影画像のデータに写った輝点の座標との対比によりこの座標を指示した指示体（長軸指示体７０Ａ、短軸指示体７０Ｂ）７０を判定する。
また、検出制御部３２は、位置検出フェーズにおいて、撮影部５１が４回の撮影を行うと仮定した場合に、例えば、奇数回（１、３回）の撮影タイミングで撮影された輝点の座標は、先端部７１がスクリーンＳＣに接触していないと判定する。また、検出制御部３２は、偶数回（２、４回）の撮影タイミングで撮影された輝点の座標は、先端部７１がスクリーンＳＣに接触していると判定する。

また、検出制御部３２は、位置検出フェーズの撮影画像のデータに基づいて判定した指示位置の座標を変更するか否かを判定する。図３は、指示位置の座標を変更するか否かを判定する処理フローを示すフローチャートである。図３を参照しながらこの処理フローについて説明する。
指示体７０によりスクリーンＳＣ上の位置を指示する場合、指示体７０の操作者は立ったままスクリーンＳＣの位置を指示する場合が多い。立った状態のままスクリーンＳＣの位置を指示する場合、指示体７０を持った腕が固定されず、不安定な状態にあるため、操作者が指示したい位置と実際に指示した位置とにずれが生じる場合がある。特に、指示体の長さが長くなるほど、このずれが生じる割合は高くなる。

検出制御部３２は、検出部５０から、指示体判別フェーズの撮影画像のデータに写った輝点の座標（以下、第１の座標という（第１の座標、第３の座標に相当））が入力されると（ステップＳ１／ＹＥＳ）、第１の座標を指示した指示体７０を判定する（ステップＳ２）。この第１の座標は、操作者がスクリーンＳＣに対して行った第１の操作の撮影画像のデータから検出された座標である。検出制御部３２は、指示体判別フェーズの撮影画像のデータに写った輝点の座標が、長軸指示体７０Ａにより指示された座標であるのか、短軸指示体７０Ｂにより指示された座標であるのかを判定する。指示体７０の判定方法は、上述の通りである。

検出制御部３２は、座標を指示した指示体７０を判定すると、この指示体７０により指示された座標であって、第１の座標の指示よりも前の予め設定された時間内に指示された座標（以下、第２の座標という（第２の座標、第４の座標に相当））があるか否かを判定する（ステップＳ３）。検出制御部３２は、検出部５０から座標が入力されると、入力された座標と、この座標を指示した指示体７０とを対応付けてＲＡＭ等のメモリーに保存する。また、この予め設定された時間（予め設定された時間、第１の時間、第２の時間に相当する。第１の時間と第２の時間は同一の時間であってもよいし、異なる時間であってもよい。）は、実用上の判定精度を考慮して適切な値に設定される。また、第２の座標は、操作者がスクリーンＳＣに対して行った第２の操作の撮影画像のデータから検出された座標である。
検出制御部３２は、第１の座標の入力よりも前の予め設定された時間内に入力された第２の座標が存在する場合（ステップＳ３／ＹＥＳ）、第１の座標と第２の座標との座標間の距離を算出する（ステップＳ４）。また、検出制御部３２は、第２の座標が存在しない場合（ステップＳ３／ＮＯ）、ステップＳ９の処理に移行する。ステップＳ９では、検出制御部３２は、第１の座標が新たに入力されたか否かを判定する（ステップＳ９）。検出制御部３２は、第１の座標が新たに入力された場合（ステップＳ９／ＹＥＳ）、ステップＳ２に戻り、Ｓ２からの処理を再度繰り返す。また、検出制御部３２は、新たな第１の座標の入力がない場合には（ステップＳ９／ＮＯ）、この処理フローを終了させる。

検出制御部３２は、ステップＳ４において座標間の距離を算出した場合、算出した座標間の距離と、ステップＳ２で判定した指示体７０に対応したしきい値とを比較する（ステップＳ５）。記憶部６０は、指示体７０ごとに用意されたしきい値を設定情報６１として記憶する。すなわち、記憶部６０は、長軸指示体７０Ａ用に用意されたしきい値（第１の範囲）を記憶すると共に、短軸指示体７０Ｂ用に用意されたしきい値（第２の範囲）を記憶する。長軸指示体７０Ａ用に用意されたしきい値と、短軸指示体７０Ｂ用に用意されたしきい値は異なっている。例えば、長軸指示体７０Ａ用に用意されたしきい値は、短軸指示体７０Ｂ用に用意されたしきい値よりも値が大きく設定されていてもよい。長軸指示体７０Ａは、短軸指示体７０Ｂよりも軸部７２の長さが長いため、スクリーンＳＣに対する操作の際のブレが、長軸指示体７０Ａを用いる場合の方が大きくなる傾向があるが、長軸指示体７０Ａ用に用意されたしきい値を大きくすることにより、仮にブレが大きくなったとしても長軸指示体７０Ａの操作者の意図した通りの操作を実現できる。また、指示体７０の長さが長いほど、その指示体に対応させるしきい値は大きく設定（言い換えると、後述する予め設定された範囲が広くなるように設定）するようにしてもよい。

検出制御部３２は、記憶部６０から読み出した、指示体７０に対応したしきい値と、座標間の距離とを比較して、座標間の距離が予め設定された範囲内にあるか否かを判定する。検出制御部３２は、座標間の距離がしきい値よりも小さい場合（ステップＳ６／ＹＥＳ）、第１の座標を第２の座標に変更して、第１の座標を第２の座標と同一の座標として処理する。すなわち、検出制御部３２は、指示体７０による操作時に、先端部７１の揺れによって誤った座標が指示位置として検出されたと判定し、第１の座標を第２の座標に変更する。また、検出制御部３２は、座標間の距離がしきい値以上である場合（ステップＳ６／ＮＯ）、座標の移動として判定する（ステップＳ８）。すなわち、検出制御部３２は、指示体７０による指示位置が第２の座標から第１の座標に変更されたものと判定する。次に、検出制御部３２は、第１の座標が新たに入力されたか否かを判定する（ステップＳ９）。検出制御部３２は、第１の座標が新たに入力された場合（ステップＳ９／ＹＥＳ）、ステップＳ２に戻り、Ｓ２からの処理を再度繰り返す。また、検出制御部３２は、新たな第１の座標の入力がない場合には（ステップＳ９／ＮＯ）、この処理フローを終了させる。

また、検出制御部３２は、連続して入力される座標に基づいて、指示位置の移動軌跡を示す軌跡データを生成する。検出制御部３２は、同一の指示体７０によって指示された指示位置の座標であって、この指示体７０の先端部７１がスクリーンＳＣに接していると判定された座標の集合を軌跡データとして生成する。また、検出制御部３２は、同一の指示体７０によって指示された指示位置の座標であって、この指示体７０の先端部７１がスクリーンＳＣに接していないと判定された座標の集合を軌跡データとして生成してもよい。指示体７０の先端部７１がスクリーンＳＣに接していないと判定された座標の集合を表す軌跡データにより、例えば、指示体７０を用いたジェスチャーを検出してもよい。
検出制御部３２は、指示位置の座標と、この指示位置を指示した指示体７０の識別情報と、指示体７０の先端部７１とスクリーンＳＣとが接触状態にあるのか、非接触状態にあるのかを示す情報とを処理部３３に渡す。また、検出制御部３２は、軌跡データと、軌跡データの示す軌跡を指示した指示体７０の識別情報とを処理部３３に渡す。

処理部３３は、検出制御部３２から取得した指示位置の座標、又は軌跡データに基づいて、予め設定された処理を実行する。処理部３３は、例えば、取得した指示位置の座標に重なるメニューバーのボタンに割り当てられた機能を実行する。メニューバーは、スクリーンＳＣ上で選択できる機能の一覧を表示したものであり、選択できる機能には、例えば、図形（曲線、直線、円、楕円、四角形等）の描画、描画した図形への着色、描画した図形の一部消去、処理のやり直し等がある。また、処理部３３は、例えば、画像処理部４０に、軌跡データに基づく図形や文字、記号を描画させ、描画した図形を画像Ｉ／Ｆ部１２により入力される入力画像に重畳して投射させる処理を行う。
また、処理部３３は、取得した座標をＩ／Ｆ部１１に接続されたＰＣ等の外部の装置に出力してもよい。この場合、処理部３３は、取得した座標を、Ｉ／Ｆ部１１に接続された外部の装置のオペレーティングシステムにおいて、座標入力デバイスの入力として認識されるデータフォーマットに変換して出力してもよい。例えば、Ｉ／Ｆ部１１にＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）オペレーティングシステムで動作するＰＣが接続された場合、オペレーティングシステムにおいてＨＩＤ（Human Interface Device）の入力データとして処理されるデータを出力する。

以上説明したように、本発明を適用した実施形態の位置検出装置６５は、検出部５０と、制御部３０とを備える。検出部５０は、スクリーンＳＣに対する操作を検出する。制御部３０は、検出部５０が検出した操作を行った指示体７０を識別し、操作と指示体７０とを対応付ける。また、制御部３０は、検出部５０が検出した操作のうち、指示体７０に対応付けられた操作を処理する。さらに、制御部３０は、１つの指示体７０による第１の操作と、第１の操作よりも前の予め設定された時間内の第２の操作とが検出され、第１の操作の座標と第２の操作の座標とが、予め設定された範囲内にある場合に、第１の操作の座標を第２の操作の座標と同一の座標と判定する。また、制御部３０は、指示体７０に応じて予め設定された範囲を変更する。従って、指示体７０を用いた操作の操作性を向上させることができる。

また、制御部３０は、指示体７０の長さに応じて範囲を変更する。従って、長さの異なる指示体を使用して操作を行っても、指示体７０による意図した通りの操作を実現することができる。

また、制御部３０は、指示体の長さが長いほど、範囲を広く設定する。指示体７０の長さが長いほど、操作による指示位置にぶれが生じやすいが、ぶれが生じても同一の座標と判定する範囲を広く設定することで、指示体７０による意図した通りの操作を実現することができる。

また、プロジェクター１０は、指示体７０を識別する識別情報と、指示体７０に応じて設定された範囲の情報とを対応付けて記憶する記憶部６０を備える。検出制御部３２は、識別した指示体７０に対応する範囲の情報に基づいて、第１の操作の座標を、第２の操作の座標と同一の座標として処理するか否かを判定する。従って、操作に使用される指示体７０が変更になっても、記憶部６０に記憶された情報に基づいて、同一の座標と判定する範囲を、指示体７０に対応した範囲に設定することができる。このため、指示体７０が変更されるごとに、範囲の設定を演算する必要がない。

また、発明を適用した実施形態の位置検出装置６５は、検出部５０と、制御部３０とを備える。検出部５０は、スクリーンＳＣに対する操作を検出する。制御部３０は、検出部５０が検出した操作を行った指示体７０を識別し、操作と指示体７０とを対応付ける。また、制御部３０は、検出部５０が検出した操作のうち、指示体７０に対応付けられた操作を処理する。さらに、制御部３０は、長軸指示体７０Ａ（第１の指示体）による第１の操作と、第１の操作よりも前の予め設定された時間（第１の時間）内の第２の操作とが検出され、第１の操作の座標と第２の操作の座標とが、予め設定された範囲（第１の範囲）内にある場合に、第１の操作の座標を第２の操作の座標と同一の座標と判定する。また、制御部３０は、短軸指示体７０Ｂ（第２の指示体）による第１の操作（本発明の第３の操作に相当）と、第１の操作よりも前の予め設定された時間（第２の時間）内の第２の操作（本発明の第４の操作に相当）とが検出され、第１の操作（本発明の第３の操作に相当）の座標と第２の操作（本発明の第４の操作に相当）の座標とが、予め設定された範囲（第２の範囲）内にある場合に、第１の操作（本発明の第３の操作に相当）の座標を第２の操作（本発明の第４の操作に相当）の座標と同一の座標と判定する。従って、指示体７０を用いた操作の操作性を向上させることができる。なお、第１の時間と第２の時間は同じ時間であってもよい。

なお、上述した実施形態及び変形例は本発明を適用した具体的態様の例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、異なる態様として本発明を適用することも可能である。例えば、指示体７０は、ペン型の指示体７０に限定されず、レーザーポインターや指示棒等を用いてもよく、その形状やサイズは限定されない。また、指示体７０は、操作者の手指であってもよい。

また、上記実施形態では、検出部５０は、撮影部５１によりスクリーンＳＣを撮影して指示体７０の位置を特定するものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、撮影部５１は、プロジェクター１０の本体に設けられ、投射光学系２３の投射方向を撮影するものに限定されない。撮影部５１をプロジェクター１０本体とは別体として位置検出装置を構成し、撮影部５１がスクリーンＳＣの側方や正面から撮影を行うものとしてもよい。さらに、複数の撮影部５１を配置し、これら複数の撮影部５１の撮影画像のデータに基づいて、検出部５０が指示体７０の位置を検出してもよい。さらに、検出部５０と、制御部３０の検出制御部３２及び処理部３３の機能を、プロジェクター１０とは独立した位置検出装置として実現することもできる。また、プロジェクター以外の表示装置に、検出部５０と、制御部３０の検出制御部３２及び処理部３３の機能を持たせて、位置検出装置として動作させる態様も実現可能である。

また、上記実施形態では、プロジェクター１０から指示体７０に対し、送信部５３が発する赤外線信号を用いて指示体７０に同期用の信号を送信する構成を説明したが、同期用の信号は赤外線信号に限定されない。例えば、電波通信や超音波無線通信により同期用の信号を送信する構成としてもよい。この構成は、電波通信や超音波無線通信により信号を送信する送信部５３をプロジェクター１０に設け、同様の受信部を指示体７０に設けることで実現できる。

また、上述した実施形態では、指示体７０の先端部７１がスクリーンＳＣに押しつけられているか否かを、送受信部７４の点灯パターンに基づいて判定する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、指示体７０の先端部７１がスクリーンＳＣに押しつけられているか否かを、撮影画像のデータから指示体７０の画像と、指示体７０の影の画像とを検出することで、判定してもよい。

また、上記実施形態では、光源が発した光を変調する光変調装置２２として、ＲＧＢの各色に対応した３枚の透過型の液晶パネルを用いた構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、３枚の反射型液晶パネルを用いた構成としてもよいし、１枚の液晶パネルとカラーホイールを組み合わせた方式を用いてもよい。また、３枚のデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いた方式、１枚のデジタルミラーデバイスとカラーホイールを組み合わせたＤＭＤ方式等により構成してもよい。光変調装置として１枚のみの液晶パネル又はＤＭＤを用いる場合には、クロスダイクロイックプリズム等の合成光学系に相当する部材は不要である。また、液晶パネル及びＤＭＤ以外にも、光源が発した光を変調可能な光変調装置であれば問題なく採用できる。

また、図２に示したプロジェクター１０の各機能部は機能的構成を示すものであって、具体的な実装形態は特に制限されない。つまり、必ずしも各機能部に個別に対応するハードウェアが実装される必要はなく、一つのプロセッサーがプログラムを実行することで複数の機能部の機能を実現する構成とすることも勿論可能である。また、上記実施形態においてソフトウェアで実現される機能の一部をハードウェアで実現してもよく、あるいは、ハードウェアで実現される機能の一部をソフトウェアで実現してもよい。その他、プロジェクター１０の他の各部の具体的な細部構成についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更可能である。

１０…プロジェクター（表示装置）２０…投射部、２１…光源部、２２…光変調装置、２３…投射光学系、３０…制御部、３１…投射制御部、３２…検出制御部（識別部）、３３…処理部、４０…画像処理部、４１…フレームメモリー、５０…検出部、５１…撮影部、５２…撮影制御部、５３…送信部、５４…位置検出部、５５…座標検出部、６０…記憶部、６１…設定情報、６５…位置検出装置、７０…指示体、７０Ａ…長軸指示体、７０Ｂ…短軸指示体、７３…制御部、７４…送受信部、７５…操作スイッチ、ＳＣ…スクリーン（表示面）。

Claims (7)

1. 表示面に対する操作を検出する検出部と、
   前記検出部が検出した前記操作を行った指示体を識別し、前記操作と前記指示体とを対応付ける識別部と、
   前記検出部が検出した操作のうち、前記指示体に対応付けられた操作を処理する処理部と、を備え、
   前記識別部は、１つの指示体による第１の操作と、前記第１の操作よりも前の予め設定された時間内の第２の操作とが検出され、前記第１の操作の座標と前記第２の操作の座標とが、予め設定された範囲内にある場合に、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標と判定し、
   前記指示体の長さに応じて、予め設定された前記範囲を変更することを特徴とする位置検出装置。
2. 前記識別部は、前記指示体の長さが長いほど、前記範囲を広く設定する、請求項１記載の位置検出装置。
3. 前記指示体を識別する識別情報と、前記指示体に応じて設定された前記範囲の情報とを対応付けて記憶する記憶部を備え、
   前記識別部は、識別した指示体に対応する前記範囲の情報に基づいて、前記第１の操作の座標を、前記第２の操作の座標と同一の座標として処理するか否かを判定する、請求項１又は２記載の位置検出装置。
4. 表示面に対する操作を検出する検出部と、
   前記検出部が検出した前記操作を行った指示体を識別し、前記操作と前記指示体とを対応付ける識別部と、
   前記検出部が検出した操作のうち、前記指示体に対応付けられた操作を処理する処理部と、を備え、
   前記識別部は、第１の指示体による第１の操作と、前記第１の操作よりも前の第１の時間内の第２の操作とが検出され、前記第１の操作の座標と前記第２の操作の座標とが、第１の範囲内にある場合に、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標と判定し、第１の指示体とは長さが異なる第２の指示体による第３の操作と、前記第３の操作よりも前の第２の時間内の第４の操作とが検出され、前記第３の操作の座標と前記第４の操作の座標とが、前記第１の範囲とは異なる第２の範囲内にある場合に、前記第３の操作の座標を前記第４の操作の座標と同一座標と判定し、
   前記第１の範囲を、前記第１の指示体の長さに応じて設定し、前記第２の範囲を、前記第２の指示体の長さに応じて設定することを特徴とする位置検出装置。
5. 表示面に画像を表示させる表示部と、
   前記表示面に対する操作を検出する検出部と、
   前記検出部が検出した前記操作を行った指示体を識別し、前記操作と前記指示体とを対応付ける識別部と、
   前記検出部が検出した操作のうち、前記指示体に対応付けられた操作を処理する処理部と、を備え、
   前記識別部は、１つの指示体による第１の操作と、前記第１の操作よりも前の予め設定された時間内の第２の操作とが検出され、前記第１の操作の座標と前記第２の操作の座標とが、予め設定された範囲内にある場合に、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標と判定し、
   前記指示体の長さに応じて、予め設定された前記範囲を変更することを特徴とする表示装置。
6. 表示面に対する操作を検出するステップと、
   前記検出するステップで検出した前記操作を行った指示体を識別し、前記操作と前記指示体とを対応付けるステップと、
   前記検出するステップで検出した操作のうち、前記指示体に対応付けられた操作を処理するステップと、を有し、
   前記対応付けるステップは、１つの指示体による第１の操作と、前記第１の操作よりも前の予め設定された時間内の第２の操作とが検出され、前記第１の操作の座標と前記第２の操作の座標とが、予め設定された範囲内にある場合に、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標と判定し、
   前記指示体の長さに応じて、予め設定された前記範囲を変更することを特徴とする位置検出装置の制御方法。
7. 表示面に画像を表示させるステップと、
   前記表示面に対する操作を検出するステップと、
   前記検出するステップで検出した前記操作を行った指示体を識別し、前記操作と前記指示体とを対応付けるステップと、
   前記検出するステップで検出した操作のうち、前記指示体に対応付けられた操作を処理するステップと、を有し、
   前記対応付けるステップは、１つの指示体による第１の操作と、前記第１の操作よりも前の予め設定された時間内の第２の操作とが検出され、前記第１の操作の座標と前記第２の操作の座標とが、予め設定された範囲内にある場合に、前記第１の操作の座標を前記第２の操作の座標と同一の座標と判定し、
   前記指示体の長さに応じて、予め設定された前記範囲を変更することを特徴とする表示装置の制御方法。
   

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