JP2016186679A - インタラクティブプロジェクターおよびインタラクティブプロジェクターの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】指示体の検出精度を向上させる。【解決手段】インタラクティブプロジェクターは、スクリーン面上に投写画面を投写する投写部と、撮像レンズを介して投写画面の領域を撮像する撮像部と、撮像部によって撮像された指示体を含む撮像画像に対して、撮像部の撮像方向に起因する歪みおよび撮像レンズに起因する歪みを補正する処理を施して、補正画像を生成する補正画像生成部と、補正画像に対して指示体を検出するための検出処理を実施する指示体検出部と、を備える。【選択図】図１０

Description

本発明は、投写画面に対するユーザーの指示体による指示を受け取ることが可能なインタラクティブプロジェクター、及び、そのシステムに関する。

特許文献１には、投写画面をスクリーンに投写するとともに、指などの対象物（object）を含む画像をカメラで撮像し、この撮像画像を用いて対象物の位置を検出することが可能な投写型表示装置（プロジェクター）が開示されている。指などの対象物は、投写画面に対して指示を行うための指示体として利用される。すなわち、プロジェクターは、対象物の先端がスクリーンに接しているときに投写画面に対して描画等の所定の指示が入力されているものと認識し、その指示に応じて投写画面を再描画する。従って、ユーザーは、投写画面をユーザーインターフェースとして用いて、各種の指示を入力することが可能である。このように、スクリーン上の投写画面を入力可能ユーザーインターフェースとして利用できるタイプのプロジェクターを、「インタラクティブプロジェクター」と呼ぶ。また、投写画面に対して指示を行うために利用される対象物を「指示体（pointing element）」と呼ぶ。

特開２０１２−１５０６３６号公報

典型的なインタラクティブプロジェクターでは、指示体の先端がスクリーンに接しているか否かに応じて、指示体によって指示がなされているか否かを判定する。特許文献１では、指示体（対象物）の画像をテンプレートとしてテンプレートマッチング処理を行い、指示体を検出することが記載されているものの、指示体の検出方法について、詳細な検討がなされておらず、指示体の精度よい検出が望まれていた。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、投写画面に対するユーザーの指示体による指示を受け取ることが可能なインタラクティブプロジェクターが提供される。このインタラクティブプロジェクターは、スクリーン面上に前記投写画面を投写する投写部と、撮像レンズを介して前記投写画面の領域を撮像する撮像部と、前記撮像部によって撮像された前記指示体を含む撮像画像に対して、前記撮像部の撮像方向に起因する歪みおよび前記撮像レンズに起因する歪みを補正する処理を施して、補正画像を生成する補正画像生成部と、前記補正画像に対して前記指示体を検出するための検処理を実施する指示体検出部と、を備える。
このインタラクティブプロジェクターでは、撮像部の撮像方向に起因する歪みと撮像レンズに起因する歪みとを補正した補正画像に対して検出処理を実施して指示体を検出しているため、指示体の検出精度を向上させることができる。

（２）上記インタラクティブプロジェクターにおいて、前記補正画像に含まれる前記投写画面の領域である補正投写画面領域は、前記撮像画像に含まれる前記投写画面の領域である投写画面領域よりも画素数が小さく、前記指示体検出部は、前記補正投写画面領域を含み、前記補正画像の全領域よりも画素数が小さい小領域に対して検出処理を実施してもよい。
この構成によれば、補正画像における小領域に対して検出処理を実施するため、補正画像全体に対して検出処理を実施する場合と比較して、処理が高速化されるとともに、画像解析処理における処理負荷が軽減される。

（３）上記インタラクティブプロジェクターにおいて、前記指示体検出部は、前記検出処理として、前記指示体を検出するためのテンプレート画像を用いたテンプレートマッチングを前記補正画像に対して実施してもよい。この構成によれば、補正画像はテンプレート画像とよりよい相関を得ることができるため、指示体の検出精度を向上させることができる。

本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、指示体とスクリーンとインタラクティブプロジェクターを備えるシステム、インタラクティブプロジェクターの制御方法又は制御装置、それらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体（non-transitory storage medium）等の様々な形態で実現することができる。

インタラクティブプロジェクションシステムの斜視図である。 インタラクションプロジェクションシステムの側面図および正面図である。 インタラクティブプロジェクターと自発光指示体の内部構成を示すブロック図である。 自発光指示体と非発光指示体を利用した操作の様子を示す説明図である。 位置検出部の概略構成を示すブロック図である。 カメラの撮像方向を説明するための説明図である。 補正画像生成部における撮像画像に対する補正処理の説明図である。 テンプレート画像を示す図である。 指示体位置検出処理の流れを示すフローチャートである。 指示体位置検出処理を説明するための説明図である。 投写画面上の非発光指示体の位置と撮像画像中の非発光指示体の大きさとの関係を説明するための説明図である。 補正画像生成部における補正処理の他の例の説明図である。

Ａ．第１実施形態：
Ａ１．システムの概要：
図１は、本発明の一実施形態におけるインタラクティブプロジェクションシステム９００の斜視図である。このシステム９００は、インタラクティブプロジェクター１００と、スクリーン板９２０と、自発光指示体７０とを有している。スクリーン板９２０の前面は、投写スクリーン面ＳＳ（projection Screen Surface）として利用される。プロジェクター１００は、支持部材９１０によってスクリーン板９２０の前方かつ上方に固定されている。なお、図１では投写スクリーン面ＳＳを鉛直に配置しているが、投写スクリーン面ＳＳを水平に配置してこのシステム９００を使用することも可能である。

プロジェクター１００は、投写スクリーン面ＳＳ上に投写画面ＰＳ（Projected Screen）を投写する。投写画面ＰＳは、通常は、プロジェクター１００内で描画された画像を含んでいる。プロジェクター１００内で描画された画像がない場合には、プロジェクター１００から投写画面ＰＳに光が照射されて、白色画像が表示される。本明細書において、「投写スクリーン面ＳＳ」（又は「スクリーン面ＳＳ」）とは、画像が投写される部材の表面を意味する。また、「投写画面ＰＳ」とは、プロジェクター１００によって投写スクリーン面ＳＳ上に投写された画像の領域を意味する。通常は、投写スクリーン面ＳＳの一部に投写画面ＰＳが投写される。

自発光指示体７０は、発光可能な先端部７１と、使用者が保持する軸部７２と、軸部７２に設けられたボタンスイッチ７３とを有するペン型の指示体である。自発光指示体７０の構成や機能については後述する。このシステム９００では、１つ又は複数の自発光指示体７０とともに、１つ又は複数の非発光指示体８０（非発光のペンや指など）を利用可能である。以下、自発光指示体７０と非発光指示体８０とを区別しない場合は、単に、指示体７８０とも呼ぶ。

図２（Ａ）は、インタラクティブプロジェクションシステム９００の側面図であり、図２（Ｂ）はその正面図である。本明細書では、スクリーン面ＳＳの左右に沿った方向をＸ方向と定義し、スクリーン面ＳＳの上下に沿った方向をＹ方向と定義し、スクリーン面ＳＳの法線に沿った方向をＺ方向と定義している。なお、便宜上、Ｘ方向を「左右方向」とも呼び、Ｙ方向を「上下方向」とも呼び、Ｚ方向を「前後方向」とも呼ぶ。また、Ｙ方向（上下方向）のうち、プロジェクター１００から見て投写画面ＰＳが存在する方向を「下方向」と呼ぶ。なお、図２（Ａ）では、図示の便宜上、スクリーン板９２０のうちの投写画面ＰＳの範囲にハッチングを付している。

プロジェクター１００は、投写画面ＰＳをスクリーン面ＳＳ上に投写する投写レンズ２１０と、投写画面ＰＳの領域を撮像する第１カメラ３１０及び第２カメラ３２０と、指示体７８０に検出光を照明するための検出光照射部４１０とを有している。検出光としては、例えば近赤外光が使用される。２台のカメラ３１０，３２０は、検出光の波長を含む波長領域の光を受光して撮像する第１の撮像機能を少なくとも有している。２台のカメラ３１０，３２０のうちの少なくとも一方は、更に、可視光を含む光を受光して撮像する第２の撮像機能を有し、これらの２つの撮像機能を切り替え可能に構成されていることが好ましい。例えば、２台のカメラ３１０，３２０は、可視光を遮断して近赤外光のみを通過させる近赤外フィルターをレンズの前に配置したりレンズの前から後退させたりすることが可能な近赤外フィルター切換機構（図示せず）をそれぞれ備えることが好ましい。２台のカメラ３１０，３２０は、左右方向（Ｘ方向）の位置が同じで、前後方向（Ｚ方向）に所定の距離を空けて並んで配置されている。２台のカメラ３１０，３２０は、本実施形態に限定されない。例えば、前後方向（Ｚ方向）の位置が同じで、左右方向（Ｘ方向）に所定の距離を空けて並んで配置されてもよい。また、Ｘ，Ｙ，Ｚ全ての方向において位置が異なってもよい。２台のカメラをＺ方向の位置を変えて（前後方向にずらして）配置すると、三角測量による３次元位置の算出におけるＺ座標の精度が高いため、好ましい。

図２（Ｂ）の例は、インタラクティブプロジェクションシステム９００がホワイトボードモードで動作している様子を示している。ホワイトボードモードは、自発光指示体７０や非発光指示体８０を用いて投写画面ＰＳ上にユーザーが任意に描画できるモードである。スクリーン面ＳＳ上には、ツールボックスＴＢを含む投写画面ＰＳが投写されている。このツールボックスＴＢは、処理を元に戻す取消ボタンＵＤＢと、マウスポインターを選択するポインターボタンＰＴＢと、描画用のペンツールを選択するペンボタンＰＥＢと、描画された画像を消去する消しゴムツールを選択する消しゴムボタンＥＲＢと、画面を次に進めたり前に戻したりする前方／後方ボタンＦＲＢと、を含んでいる。ユーザーは、指示体７８０を用いてこれらのボタンにタッチすることによって、そのボタンに応じた処理を行ったり、ツールを選択したりすることが可能である。なお、システム９００の起動直後は、マウスポインターがデフォールトツールとして選択されるようにしてもよい。図２（Ｂ）の例では、ユーザーがペンツールを選択した後、自発光指示体７０の先端部７１をスクリーン面ＳＳに接した状態で投写画面ＰＳ内で移動させることにより、投写画面ＰＳ内に線が描画されてゆく様子が描かれている。この線の描画は、プロジェクター１００の内部の投写画像作成部（後述）によって行われる。

なお、インタラクティブプロジェクションシステム９００は、ホワイトボードモード以外の他のモードでも動作可能である。例えば、このシステム９００は、パーソナルコンピューター（図示せず）から通信回線を介して転送されたデータの画像を投写画面ＰＳに表示するＰＣインタラクティブモードでも動作可能である。ＰＣインタラクティブモードにおいては、例えば表計算ソフトウェアなどのデータの画像が表示され、その画像内に表示された各種のツールやアイコンを利用してデータの入力、作成、修正等を行うことが可能となる。

図３は、インタラクティブプロジェクター１００と自発光指示体７０の内部構成を示すブロック図である。プロジェクター１００は、制御部７００と、投写部２００と、投写画像生成部５００と、位置検出部６００と、接触検出部８００と、撮像部３００と、検出光照射部４１０と、信号光送信部４３０とを有している。

制御部７００は、プロジェクター１００内部の各部の制御を行う。また、制御部７００は、位置検出部６００で検出された指示体７８０の３次元位置、および接触検出部８００による指示体７８０の接触検出に基づいて、指示体７８０によって投写画面ＰＳ上で行われた指示の内容を判定するとともに、その指示の内容に従って投写画像を作成又は変更することを投写画像生成部５００に指令する。

投写画像生成部５００は、投写画像を記憶する投写画像メモリー５１０を有しており、投写部２００によってスクリーン面ＳＳ上に投写される投写画像を生成する機能を有する。投写画像生成部５００は、更に、投写画面ＰＳ（図２（Ｂ））の台形歪みを補正するキーストーン補正部としての機能を有する。

投写部２００は、投写画像生成部５００で生成された投写画像をスクリーン面ＳＳ上に投写する機能を有する。投写部２００は、図２で説明した投写レンズ２１０の他に、光変調部２２０と、光源２３０とを有する。光変調部２２０は、投写画像メモリー５１０から与えられる投写画像データに応じて光源２３０からの光を変調することによって投写画像光ＩＭＬを形成する。この投写画像光ＩＭＬは、典型的には、ＲＧＢの３色の可視光を含むカラー画像光であり、投写レンズ２１０によってスクリーン面ＳＳ上に投写される。なお、光源２３０としては、超高圧水銀ランプ等の光源ランプの他、発光ダイオードやレーザーダイオード等の種々の光源を採用可能である。また、光変調部２２０としては、透過型又は反射型の液晶パネルやデジタルミラーデバイス等を採用可能であり、色光別に複数の変調部２２０を備えた構成としてもよい。

検出光照射部４１０は、指示体７８０の先端部を検出するための照射検出光ＩＤＬをスクリーン面ＳＳとその前方の空間にわたって照射する。照射検出光ＩＤＬとしては、例えば近赤外光が使用される。

信号光送信部４３０は、同期用の近赤外光信号である装置信号光ＡＳＬを送信する機能を有する。プロジェクター１００が起動されると、信号光送信部４３０は、装置信号光ＡＳＬを定期的に発する。自発光指示体７０の先端発光部７７は、装置信号光ＡＳＬに同期して、予め定められた発光パターン（発光シーケンス）を有する近赤外光である指示体信号光ＰＳＬを発する。また、撮像部３００のカメラ３１０，３２０は、指示体７８０の位置検出を行う際に、装置信号光ＡＳＬに同期した所定のタイミングで撮像を実行する。

撮像部３００は、図２で説明した第１カメラ３１０と第２カメラ３２０とを有している。第１カメラ３１０は第１の撮像レンズ３１２を備え、第２カメラ３２０は第２の撮像レンズ３２２を備え、前述したように、２台のカメラ３１０，３２０は、それぞれの撮像レンズ３１２，３２２を介して、検出光の波長を含む波長領域の光を受光して撮像する機能を有する。図３の例では、検出光照射部４１０によって照射された照射検出光ＩＤＬが指示体７８０で反射され、その反射検出光ＲＤＬが２台のカメラ３１０，３２０によって受光されて撮像される様子が描かれている。２台のカメラ３１０，３２０は、更に、自発光指示体７０の先端発光部７７から発せられる近赤外光である指示体信号光ＰＳＬも受光して撮像する。２台のカメラ３１０，３２０の撮像は、検出光照射部４１０から照射検出光ＩＤＬが照射される第１の期間と、検出光照射部４１０から照射検出光ＩＤＬが照射されない第２の期間と、の両方で実行される。

なお、２台のカメラ３１０，３２０の少なくとも一方は、近赤外光を含む光を用いて撮像する機能に加えて、可視光を含む光を用いて撮像する機能を有することが好ましい。スクリーン面ＳＳ上に投写された投写画面ＰＳをカメラで撮像し、その画像を利用して投写画像生成部５００がキーストーン補正を実行することが可能である。１台以上のカメラを利用したキーストーン補正の方法は周知なので、ここではその説明は省略する。

位置検出部６００は、２台のカメラ３１０，３２０で撮像された画像（以下、「撮像画像」とも呼ぶ。）を分析して、三角測量を利用して指示体７８０の先端部の三次元位置座標を算出する機能を有する。この際、位置検出部６００は、上述の第１の期間と第２の期間における撮像画像を比較することによって、画像内に含まれる個々の指示体７８０が、自発光指示体７０と非発光指示体８０のいずれであるかを判定する。位置検出部６００の詳細については、後述する。

接触検出部８００は、位置検出部６００による撮像画像の分析結果（位置座標）に基づいて、指示体７８０の投写画面ＰＳ（スクリーン面ＳＳ）への接触を検出する。本実施形態のインタラクティブプロジェクター１００において、接触検出部８００は、自発光指示体７０の投写画面ＰＳへの接触の検出は、自発光指示体７０が発する指示体信号光ＰＳＬの発光パターンに基づいて実行し、非発光指示体８０の投写画面ＰＳへの接触の検出は、位置検出部６００によって検出された３次元位置座標に基づいて実行する。

自発光指示体７０には、ボタンスイッチ７３の他に、信号光受信部７４と、制御部７５と、先端スイッチ７６と、先端発光部７７とが設けられている。信号光受信部７４は、プロジェクター１００の信号光送信部４３０から発せられた装置信号光ＡＳＬを受信する機能を有する。先端スイッチ７６は、自発光指示体７０の先端部７１が押されるとオン状態になり、先端部７１が解放されるとオフ状態になるスイッチである。先端スイッチ７６は、通常はオフ状態にあり、自発光指示体７０の先端部７１がスクリーン面ＳＳに接触するとその接触圧によってオン状態になる。先端スイッチ７６がオフ状態のときには、制御部７５は、先端スイッチ７６がオフ状態であることを示す特定の第１の発光パターンで先端発光部７７を発光させることによって、第１の発光パターンを有する指示体信号光ＰＳＬを発する。一方、先端スイッチ７６がオン状態になると、制御部７５は、先端スイッチ７６がオン状態であることを示す特定の第２の発光パターンで先端発光部７７を発光させることによって、第２の発光パターンを有する指示体信号光ＰＳＬを発する。これらの第１の発光パターンと第２の発光パターンは、互いに異なるので、接触検出部８００は、２台のカメラ３１０，３２０で撮像された画像の分析結果を位置検出部６００から取得して、分析結果に基づいて、先端スイッチ７６がオン状態かオフ状態かを識別することが可能である。

自発光指示体７０のボタンスイッチ７３は、先端スイッチ７６と同じ機能を有する。従って、制御部７５は、ユーザーによってボタンスイッチ７３が押された状態では上記第２の発光パターンで先端発光部７７を発光させ、ボタンスイッチ７３が押されていない状態では上記第１の発光パターンで先端発光部７７を発光させる。換言すれば、制御部７５は、先端スイッチ７６とボタンスイッチ７３の少なくとも一方がオンの状態では上記第２の発光パターンで先端発光部７７を発光させ、先端スイッチ７６とボタンスイッチ７３の両方がオフの状態では上記第１の発光パターンで先端発光部７７を発光させる。

但し、ボタンスイッチ７３に対して先端スイッチ７６と異なる機能を割り当てるようにしてもよい。例えば、ボタンスイッチ７３に対してマウスの右クリックボタンと同じ機能を割り当てた場合には、ユーザーがボタンスイッチ７３を押すと、右クリックの指示がプロジェクター１００の制御部７００に伝達され、その指示に応じた処理が実行される。このように、ボタンスイッチ７３に対して先端スイッチ７６と異なる機能を割り当てた場合には、先端発光部７７は、先端スイッチ７６のオン／オフ状態及びボタンスイッチ７３のオン／オフ状態に応じて、互いに異なる４つの発光パターンで発光する。この場合には、自発光指示体７０は、先端スイッチ７６とボタンスイッチ７３のオン／オフ状態の４つの組み合わせを区別しつつ、プロジェクター１００に伝達することが可能である。

図４は、自発光指示体７０と非発光指示体８０を利用した操作の様子を示す説明図である。この例では、自発光指示体７０の先端部７１と非発光指示体８０の先端部８１はいずれもスクリーン面ＳＳから離れている。自発光指示体７０の先端部７１のＸＹ座標（Ｘ_７１，Ｙ_７１）は、ツールボックスＴＢの消しゴムボタンＥＲＢの上にある。また、ここでは、自発光指示体７０の先端部７１の機能を表すツールとしてマウスポインターＰＴが選択されており、マウスポインターＰＴの先端ＯＰ_７１が消しゴムボタンＥＲＢの上に存在するように、マウスポインターＰＴが投写画面ＰＳに描画されている。前述したように、自発光指示体７０の先端部７１の三次元位置は、２台のカメラ３１０，３２０で撮像された画像を用いた三角測量で決定される。従って、投写画面ＰＳ上において、三角測量で決定された先端部７１の三次元座標（Ｘ_７１，Ｙ_７１，Ｚ_７１）のうちのＸＹ座標（Ｘ_７１，Ｙ_７１）の位置にマウスポインターＰＴの先端にある操作ポイントＯＰ_７１が配置されようにマウスポインターＰＴが描画される。すなわち、マウスポインターＰＴの先端ＯＰ_７１は、自発光指示体７０の先端部７１の三次元座標（Ｘ_７１，Ｙ_７１，Ｚ_７１）のうちのＸＹ座標（Ｘ_７１，Ｙ_７１）に配置され、この位置においてユーザーの指示が行われる。例えば、ユーザーは、この状態で自発光指示体７０の先端部７１を投写画面ＰＳ上に接触させて、消しゴムツールを選択することが可能である。また、ユーザーは、この状態で自発光指示体７０のボタンスイッチ７３を押すことによって、消しゴムツールを選択することも可能である。このように、本実施形態では、自発光指示体７０がスクリーン面ＳＳから離間した状態にある場合にも、ボタンスイッチ７３を押すことによって、先端部７１のＸＹ座標（Ｘ_７１，Ｙ_７１）に配置される操作ポイントＯＰ_７１における投写画面ＰＳの内容に応じた指示をプロジェクター１００に与えることが可能である。

図４（Ｂ）では、また、非発光指示体８０の先端部８１の機能を表すツールとしてペンツールＰＥが選択されており、ペンツールＰＥが投写画面ＰＳに描画されている。前述したように、非発光指示体８０の先端部８１の三次元位置も、２台のカメラ３１０，３２０で撮像された画像を用いた三角測量で決定される。従って、投写画面ＰＳ上において、三角測量で決定された先端部８１の三次元座標（Ｘ_８１，Ｙ_８１，Ｚ_８１）のうちのＸＹ座標（Ｘ_８１，Ｙ_８１）の位置にペンツールＰＥの先端にある操作ポイントＯＰ_８１が配置されようにペンツールＰＥが描画される。但し、非発光指示体８０を利用してユーザーが指示をプロジェクター１００に与える際には、非発光指示体８０の先端部８１を投写画面ＰＳ上に接触させた状態でその指示（描画やツールの選択など）が行なわれる。

図４の例では、指示体７８０の先端部が投写画面ＰＳから離れている場合にも、個々の指示体によって選択されたツール（マウスポインターＰＴやペンツールＰＥ）が投写画面ＰＳに描画されて表示される。従って、ユーザーが指示体の先端部を投写画面ＰＳに接触していない場合にも、その指示体によってどのツールが選択されているのかを理解し易く、操作が容易であるという利点がある。また、ツールの操作ポイントＯＰが指示体の先端部の三次元座標のうちのＸＹ座標の位置に配置されるようにそのツールが描画されるので、ユーザーが、利用中のツールの位置を適切に認識できるという利点がある。

なお、このインタラクティブプロジェクションシステム９００は、複数の自発光指示体７０を同時に利用可能に構成されてもよい。この場合には、上述した指示体信号光ＰＳＬの発光パターンは、複数の自発光指示体７０を識別できる固有の発光パターンであることが好ましい。より具体的に言えば、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の自発光指示体７０を同時に利用可能な場合には、指示体信号光ＰＳＬの発光パターンは、Ｎ個の自発光指示体７０を区別できるものであることが好ましい。なお、１組の発光パターンに複数回の単位発光期間が含まれている場合に、１回の単位発光期間では、発光と非発光の２値を表現することができる。ここで、１回の単位発光期間は、自発光指示体７０の先端発光部７７が、オン／オフの１ビットの情報を表現する期間に相当する。１組の発光パターンがＭ個（Ｍは２以上の整数）の単位発光期間で構成される場合には、１組の発光パターンによって２^Ｍ個の状態を区別できる。従って、１組の発光パターンを構成する単位発光期間の数Ｍは、次式を満足するように設定されることが好ましい。
Ｎ×Ｑ≦２^Ｍ …（１）
ここで、Ｑは自発光指示体７０のスイッチ７３，７６で区別される状態の数であり、本実施形態の例ではＱ＝２又はＱ＝４である。例えば、Ｑ＝４の場合には、Ｎ＝２のときにはＭを３以上の整数に設定し、Ｎ＝２〜４のときにはＭを４以上の整数に設定することが好ましい。このとき、位置検出部６００（又は制御部７００）がＮ個の自発光指示体７０と非発光指示体８０、及び、各自発光指示体７０のスイッチ７３，７６の状態を識別する際には、１組の発光パターンのＭ個の単位発光期間において各カメラ３１０，３２０でそれぞれ撮像されたＭ枚の画像を用いてその識別を実行する。なお、このＭビットの発光パターンは、照射検出光ＩＤＬをオフの状態に維持した状態で指示体信号光ＰＳＬをオン又はオフに設定したパターンであり、カメラ３１０，３２０で撮像される画像には非発光指示体８０が写らない。そこで、非発光指示体８０の位置を検出するために用いる画像を撮像するために、照射検出光ＩＤＬをオン状態とした１ビットの単位発光期間を更に追加することが好ましい。但し、位置検出用の単位発光期間では、指示体信号光ＰＳＬはオン／オフのいずれでも良い。この位置検出用の単位発光期間で得られた画像は、自発光指示体７０の位置検出にも利用することが可能である。

図３に描かれている５種類の信号光の具体例をまとめると以下の通りである。
（１）投写画像光ＩＭＬ：スクリーン面ＳＳに投写画面ＰＳを投写するために、投写レンズ２１０によってスクリーン面ＳＳ上に投写される画像光（可視光）である。
（２）照射検出光ＩＤＬ： 指示体７８０（自発光指示体７０及び非発光指示体８０）の先端部を検出するために、検出光照射部４１０によってスクリーン面ＳＳとその前方の空間にわたって照射される近赤外光である。
（３）反射検出光ＲＤＬ：照射検出光ＩＤＬとして照射された近赤外光のうち、指示体７８０（自発光指示体７０及び非発光指示体８０）によって反射され、２台のカメラ３１０，３２０によって受光される近赤外光である。
（４）装置信号光ＡＳＬ：プロジェクター１００と自発光指示体７０との同期をとるために、プロジェクター１００の信号光送信部４３０から定期的に発せられる近赤外光である。
（５）指示体信号光ＰＳＬ：装置信号光ＡＳＬに同期したタイミングで、自発光指示体７０の先端発光部７７から発せられる近赤外光である。指示体信号光ＰＳＬの発光パターンは、自発光指示体７０のスイッチ７３，７６のオン／オフ状態に応じて変更される。また、複数の自発光指示体７０を識別する固有の発光パターンを有する。

本実施形態において、自発光指示体７０と非発光指示体８０の先端部の位置検出、及び、自発光指示体７０と非発光指示体８０により指示される内容の判別は、それぞれ以下のように実行される。

指示体７８０の先端部７１の三次元位置は、位置検出部６００が、２台のカメラ３１０，３２０により撮像された画像を用いて三角測量に従って決定する。この際、自発光指示体７０であるか非発光指示体８０であるかは、所定の複数のタイミングで撮像された画像に先端発光部７７の発光パターンが現れているか否かを判断することによって認識可能である。自発光指示体７０の場合は、自発光指示体７０の先端部７１に配置された先端発光部７７から発せられる指示体信号光ＰＳＬが、撮像画像に含まれる。そのため、自発光指示体７０の先端部７１の三次元位置（Ｘ_７１，Ｙ_７１，Ｚ_７１）は、撮像画像に含まれる輝点に基づいて、三角測量に従って算出される。

一方、非発光指示体８０の場合は、非発光指示体８０によって反射された反射検出光ＲＤＬが、撮像画像に含まれる。２台のカメラ３１０，３２０により撮像された２枚の画像における非発光指示体８０の先端部８１の位置は、テンプレートマッチングを利用して決定される。非発光指示体８０の先端位置の検出については後述する。

接触検出部８００は、非発光指示体８０の接触検出を、三角測量で決定した非発光指示体８０のＺ座標値と、スクリーン面ＳＳの表面のＺ座標値との差が微小な許容差以下か否か、すなわち、非発光指示体８０の先端部８１がスクリーン面ＳＳの表面に十分に近いか否かに応じて検出する。この許容差としては、例えば、２ｍｍ〜６ｍｍ程度の小さな値を使用することが好ましい。また、接触検出部８００は、自発光指示体７０の先端部７１がスクリーン面ＳＳに接触しているか否か（すなわち先端スイッチ７６がオンか否か）については、上記複数のタイミングで撮像された画像における先端発光部７７の発光パターンを用いて判別する。なお、自発光指示体７０の接触検出も、非発光指示体８０の接触検出と同様に、自発光指示体７０の先端部７１のＺ座標に基づいて実行されてもよい。

指示体７８０の先端部の３次元位置の検出，ボタンスイッチ７３のＯＮ／ＯＦＦ判別，および接触検出が終了すると、制御部７５は、位置検出部６００および接触検出部８００の検出結果に基づいて、指示体７８０（自発光指示体７０，非発光指示体８０）による指示内容を判別して、指示内容に応じた画像を投写画像生成部５００に生成させて、投写部２００によってスクリーン面ＳＳ上に指示内容に応じた画像を投写させる。例えば、先端部７１のＸＹ座標の位置がツールボックスＴＢ(図２（Ｂ））内のいずれかのボタンの上にある状態で先端スイッチ７６またはボタンスイッチ７３がオンになった場合には、そのボタンのツールが選択される。また、図２（Ｂ）に例示したように、先端部７１のＸＹ座標が投写画面ＰＳ内のツールボックスＴＢ以外の位置にある状態で先端スイッチ７６またはボタンスイッチ７３がオンになった場合には、選択されたツールによる処理（例えば描画）が選択される。制御部７００は、自発光指示体７０の先端部７１のＸＹ座標（Ｘ_７１，Ｙ_７１），非発光指示体８０の先端部８１のＸＹ座標（Ｘ_８１，Ｙ_８１）を利用し、予め選択されているポインターやマークが投写画面ＰＳ内の位置（Ｘ_７１，Ｙ_７１），（Ｘ_８１，Ｙ_８１）に配置されるように、そのポインターやマークを投写画像生成部５００に描画させる。また、制御部７００は、自発光指示体７０、非発光指示体８０によって指示された内容に従った処理を実行して、投写画像生成部５００にその処理結果を含む画像を描画させる。

Ａ２．位置検出部の構成と動作：
図５は、位置検出部６００（図３）の概略構成を示すブロック図である。位置検出部６００は、補正画像生成部６１０と、相関値算出部６２０と、相関値マップ生成部６４０と、指示体検出部６６０と、三次元位置算出部６８０と、を備える。補正画像生成部６１０は、撮像画像Ｍ_０に対して、撮像部の撮像方向に起因する歪み（いわゆる台形歪み）および撮像レンズに起因する歪み（いわゆる歪曲収差，典型的には樽型歪み）を補正する処理を施して、補正画像Ｍ_１を生成する。上述の通り、インタラクティブプロジェクター１００の撮像部３００は、２台のカメラ３１０，３２０を備え、両カメラが同一の撮像タイミングにて投写画面ＰＳを撮像するため、撮像タイミングごとに２台のカメラに対応する２つの撮像画像Ｍ_０が補正画像生成部６１０に入力され、それぞれに対応する２つの補正画像Ｍ_１が生成される。

図６は、第１カメラ３１０および第２カメラ３２０の撮像方向を説明するための説明図である。図６に示すように、スクリーン面ＳＳの法線方向を０°とした場合に、第１カメラ３１０の撮像方向は、スクリーン面ＳＳの法線に対してθ１の角度を成し、第２カメラ３２０の撮像方向は、スクリーン面ＳＳの法線に対してθ２の角度を成す。カメラがスクリーン面ＳＳに正対する場合、撮像方向は、スクリーン面ＳＳに対して直交する方向（法線方向）になり、撮像画像に含まれる投写画面ＰＳの領域は、図２（Ｂ）に示すような矩形状になる（撮像レンズに起因する歪みを考慮しない場合）。しかしながら、カメラ３１０，３２０による撮像方向は、それぞれ、スクリーン面ＳＳの法線に対してそれぞれ、θ１，θ２の角度を有するため、撮像画像に含まれる投写画面ＰＳの領域は、それぞれ、撮像方向に応じて逆台形状（上底＞下底）に歪む（撮像レンズに起因する歪みを考慮しない場合）。さらに、カメラ３１０，３２０がそれぞれ備える撮像レンズ３１２，３２２の歪曲収差により、撮像画像に含まれる投写画面ＰＳの領域は、樽型に歪む。

図７は、補正画像生成部６１０における撮像画像Ｍ_０に対する補正処理を説明するための説明図である。図７（Ａ）では、第１カメラ３１０による撮像画像Ｍ_０を図示している。撮像画像Ｍ_０に含まれる投写画面ＰＳの領域である投写画面領域ＰＳＲ０は、樽型歪みを含む逆台形状を成す。補正画像生成部６１０は、撮像画像Ｍ_０に対して第１カメラ３１０の撮像方向に起因する台形歪みおよび撮像レンズ３１２に起因する樽型歪みを補正する処理を行って、図７（Ｂ）に示す補正画像Ｍ_１を生成する。補正画像Ｍ_１に含まれる投写画面ＰＳの領域である補正投写画面領域ＰＳＲ１は、投写画面領域ＰＳＲ０よりも画素数が少なく、スクリーン面ＳＳ上の投写画面ＰＳ（図２（Ｂ））と相似の矩形状を成す。図７（Ａ）では、非発光指示体８０(指)がスクリーン面ＳＳの上方中央付近に位置したときに撮像した撮像画像Ｍ_０を図示しており、指の形状を簡略化して示している。図７（Ｂ）に示すように、撮像画像Ｍ_０に対して補正処理を施して補正画像Ｍ_１を生成すると、撮像画像Ｍ_０において非発光指示体８０を含む任意の樽型歪みを含む逆台形状領域ＮＲ１が、非発光指示体８０を含む矩形状の領域ＮＲ２に補正される。すなわち、撮像画像Ｍ_０における非発光指示体８０の台形歪みおよび樽型歪みも補正されているため、補正画像Ｍ_１における非発光指示体８０の形状は、実際の非発光指示体８０に正対するカメラで撮像した画像の中の非発光指示体８０の形状に近い形状になる。テンプレートマッチングで使用するテンプレート画像は、後述するように、台形歪みおよび樽型歪みを含まない画像であるため、補正画像Ｍ_１に対してテンプレートマッチングを行うと、テンプレート画像と高い相関が得られる。本実施形態において、補正画像生成部６１０は、撮像部３００による撮像画像を用いたキャリブレーションにおいて算出された歪み補正係数を利用して、撮像画像Ｍ_０に対する歪み補正を行って補正画像Ｍ_１を生成する。なお、キャリブレーションの方法は周知なので、ここではその説明は省略する。

相関値算出部６２０（図５）は、複数のテンプレート画像（ここでは３つのテンプレート画像Ｔ１〜Ｔ３）を備える。以下３つのテンプレート画像Ｔ１〜Ｔ３を区別しない場合には、テンプレート画像Ｔとも称する。相関値算出部６２０は、補正画像生成部６１０にて生成された補正画像Ｍ_１と各テンプレート画像Ｔとの相関値を算出する。相関値算出部６２０は、第１カメラ３１０による第１撮像画像の補正画像、第２カメラ３２０による第２撮像画像の補正画像、それぞれに対して、３つのテンプレート画像Ｔ１〜Ｔ３に対応する３種類の相関値を算出する。すなわち、相関値算出部６２０では、一度の撮像タイミングに対して、６種類の相関値が算出される。

図８（Ａ）〜（Ｃ）は、テンプレート画像Ｔ１〜Ｔ３を示す図である。本実施形態において、非発光指示体８０としては、指が想定されている。テンプレート画像Ｔは、１３×１３画素で構成され、指の先端がテンプレート画像Ｔの中心の画素に一致するように生成されている。すなわち、第１テンプレート画像Ｔ１（図８（Ａ））は、先端を上に向けた指の画像である。第２テンプレート画像Ｔ２（図８（Ｂ））は、先端を右斜め上に向けた指の画像である。第３テンプレート画像Ｔ３（図８（Ｃ））は、先端を左斜め上に向けた指の画像である。第２テンプレート画像Ｔ２および第３テンプレート画像Ｔ３における指とテンプレート画像の下辺との角度は４５度である。テンプレート画像Ｔは、所定の指で上記の角度でスクリーン面ＳＳを指した状態を、正対したカメラで撮像した画像を用いて生成されている。すなわち、テンプレート画像Ｔは台形歪みおよび樽型歪みを含まない。なお、テンプレート画像は、本実施形態に限定されず、種々のテンプレート画像を利用可能である。例えば、先端を右斜め上に向けた指の画像であって、指とテンプレート画像の下辺との角度を３０度，６０度とした画像、先端を左斜め上に向けた指の画像であって、指とテンプレート画像の下辺との角度を３０度，６０度とした画像をさらに備えてもよい。また、テンプレート画像Ｔのサイズも適宜設定可能である。本実施形態では、説明を簡単にするために、３つのテンプレート画像Ｔ１〜Ｔ３を用いる例を示して説明する。

相関値マップ生成部６４０（図５）は、相関値算出部６２０で算出された相関値を、補正画像ごとに加算して、相関値マップを生成する。すなわち、第１撮像画像の補正画像に対する第１相関値マップと、第２撮像画像の補正画像に対する第２相関値マップが生成される。

指示体検出部６６０は、各相関値マップに基づいて、撮像画像ごとに非発光指示体８０（指）の先端位置（二次元位置）を、検出する。本実施形態では、相関値マップにおける極大値を有する画素の位置を、指示体８０の先端位置とする。

三次元位置算出部６８０は、指示体検出部６６０において算出された非発光指示体８０の先端位置（二次元位置）に基づいて、三角測量により非発光指示体８０の先端の三次元位置を算出する。

図９は、非発光指示体８０に関する指示体位置検出処理の流れを示すフローチャートである。図１０は、指示体位置検出処理を説明するための説明図である。

補正画像生成部６１０は、撮像部３００から撮像画像Ｍ_０（図１０）を取得する（図９のステップＳ１１０）。上記の通り、撮像部３００は非発光指示体８０によって反射された反射検出光ＲＤＬを受光して撮像する。そのため、実際には、指を含む手の全体が撮像画像に含まれるが、図１０では、撮像画像Ｍ_０および補正画像Ｍ_１に含まれる指の部分を簡略化して図示している。指示体位置検出処理では、撮像画像Ｍ_０に含まれる手から指の先端を検出する。

補正画像生成部６１０は、撮像画像Ｍ_０に対して、台形歪みおよび樽型歪みを補正する処理を施して補正画像Ｍ_１(図１０)を生成する(図９のステップＳ１１５）。上述の通り、補正画像Ｍ_１における補正投写画面領域ＰＳＲ１は、撮像画像Ｍ_０の投写画面領域ＰＳＲ０よりも画素数の少ない矩形状を成す（図１０）。

相関値算出部６２０は、テンプレート画像Ｔと補正画像Ｍ_１との相関値を算出する（図９のステップＳ１２０）。このとき、相関値算出部６２０は、補正画像Ｍ_１のうち、補正投写画面領域ＰＳＲ１を含む画素行のみで構成される相関値算出領域ＲＣＲ内の画素に対して相関値を算出する。ステップＳ１２０において、相関値算出部６２０は、第１テンプレート画像Ｔ１と補正画像Ｍ_１の相関値算出領域ＲＣＲとの相関値ＲＬ１を算出する工程（ステップＳ１２２）と、第２テンプレート画像Ｔ２と補正画像Ｍ_１の相関値算出領域ＲＣＲとの相関値ＲＬ２を算出する工程（ステップＳ１２４）と、第３テンプレート画像Ｔ３と補正画像Ｍ_１の相関値算出領域ＲＣＲとの相関値ＲＬ３を算出する工程（ステップＳ１２６）とを、並行して実行する。この結果、図１０に示すように、テンプレート画像ごとに異なる相関値ＲＬ１，ＲＬ２，ＲＬ３が得られる。本実施形態において、相関値は、コンボリューション（畳み込み演算）によって、補正画像Ｍ_１の相関値算出領域ＲＣＲの１画素ごとに算出される。相関値の算出方法は、本実施形態に限定されず、ＳＳＤ（Ｓｕｍ ｏｆ Ｓｑｕａｒｅｄ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ：画素値の差の２乗和）、ＳＡＤ（Ｓｕｍ ｏｆ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ：画素値の差の絶対値の和）等、周知の方法を利用して算出してもよい。なお、ＳＳＤ，ＳＡＤによって算出される値は、撮像画像（補正画像）とテンプレート画像とが類似しているほど値が小さくなり、完全に一致している場合には、値は０になる。そのため、コンボリューションによる相関値と同様に撮像画像（補正画像）とテンプレート画像とが類似しているほど値が大きくなる相関値とするために、逆数を用いるのが好ましい。コンボリューションは、他の方法と比較して計算量を削減することができるため、好ましい。なお、相関値算出領域ＲＣＲは、本実施形態に限定されないが、補正投写画面領域ＰＳＲ１を含み、補正画像Ｍ_１の全領域の画素数よりも少ない画素数の領域が好ましい。本実施形態における相関値算出領域ＲＣＲが請求項における小領域に相当する。

相関値マップ生成部６４０は、補正画像Ｍ_１の相関値算出領域ＲＣＲの画素ごとに相関値ＲＬ１，ＲＬ２，ＲＬ３を加算して、相関値マップＲＬＴを生成する（図９のステップＳ１３０）。このようにして、３つのテンプレレート画像Ｔ１〜Ｔ３と補正画像Ｍ_１の相関値算出領域ＲＣＲとの相関値を表す相関値マップＲＬＴ（図１０）が生成される。図１０では、相関値マップＲＬＴを、撮像画像Ｍ_０と同様に簡略化して図示している。

指示体検出部６６０は、相関値マップＲＬＴにおいて閾値Ｔｈより大きい極大値を有する画素ＬＭＰ(図１０)の位置を指示体の先端位置として検出する(図９のステップＳ１５０）。本実施形態では、閾値Ｔｈ＝１８０と設定しているが、閾値は、撮像部３００の感度、撮像部３００とスクリーン面ＳＳとの距離等に応じて適宜設定することができる。例えば、撮像部３００とスクリーン面ＳＳとの距離が近いほど非発光指示体８０が明るく（画素値が大きく）撮像されるため、撮像部３００とスクリーン面ＳＳとの距離が近いほど閾値Ｔｈを大きく設定してもよい。

三次元位置算出部６８０は、第１撮像画像および第２撮像画像のそれぞれで検出された指示体位置に基づいて、三角測量により非発光指示体８０の先端部８１の三次元位置（Ｘ_８１，Ｙ_８１，Ｚ_８１）を算出する。

図１１は、投写画面ＰＳ上の非発光指示体８０の位置と撮像画像Ｍ_０中の非発光指示体８０の大きさとの関係を説明するための説明図である。上述の通り、撮像画像Ｍ_０の投写画面領域ＰＳＲ０は、撮像部３００の撮像方向に起因して、逆台形状に歪んでいる。そのため、投写画面領域ＰＳＲ０に含まれる非発光指示体８０の大きさは、投写画面ＰＳ上の非発光指示体８０の位置に応じて異なる。非発光指示体８０が投写画面ＰＳの上方に位置する場合（図１１の非発光指示体８０Ａ）、非発光指示体８０が投写画面ＰＳの中央付近に位置する場合（図１１の非発光指示体８０Ｂ）、非発光指示体８０が投写画面ＰＳの下方に位置する場合（図１１の非発光指示体８０Ｃ）の撮像画像Ｍ_０に含まれる非発光指示体８０の大きさは、非発光指示体８０Ａ＞非発光指示体８０Ｂ＞非発光指示体８０Ｃである。上述のように、本実施形態では、撮像画像Ｍ_０の歪み(台形歪みおよび樽型歪み）を補正した補正画像Ｍ_１を用いて、非発光指示体８０をテンプレートマッチングにより検出している。補正画像Ｍ_１に含まれる非発光指示体８０の大きさは、投写画面ＰＳ上の非発光指示体８０の位置に関わらず、略一定である。そのため、補正画像Ｍ_１における非発光指示体８０の大きさに相当する大きさのテンプレート画像を用いて、テンプレートマッチングを行うことにより、指示体の検出精度を向上させることができる。

また、本実施形態では、補正画像Ｍ_１の補正投写画面領域ＰＳＲ１が撮像画像Ｍ_０の投写画面領域ＰＳＲ０よりも画素数が小さくなるように、撮像画像Ｍ_０に対して補正を実施している。そして、補正画像Ｍ_１のうち補正投写画面領域ＰＳＲ１を含む相関値算出領域ＲＣＲを対象に相関値の算出を行っている。そのため、相関値算出部６２０における相関値算出処理に要する時間が短縮され、非発光指示体８０の検出処理を高速化することができる。

また、本実施形態では、複数のテンプレート画像Ｔを用いて補正画像Ｍ_１の相関値算出領域ＲＣＲに含まれる非発光指示体８０をテンプレートマッチングにより検出する際に、各テンプレート画像と補正画像Ｍ_１の相関値算出領域ＲＣＲとの相関値ＲＬ１，ＲＬ２，ＲＬ３を、補正画像Ｍ_１の相関値算出領域ＲＣＲの画素ごとに加算して、複数のテンプレート画像Ｔと補正画像Ｍ_１の相関値算出領域ＲＣＲとの相関を示す相関値マップを生成している。複数のテンプレート画像を用いてテンプレートマッチングを実行する場合に、高い相関値を示すものを選択する場合と比較して、計算が簡単になるため、非発光指示体８０の検出処理を高速化することができる。

Ｂ．他の実施形態：
図１２は、補正画像生成部６１０における補正処理の他の実施形態を説明するための説明図である。この実施形態では、補正画像生成部６１０は、撮像画像Ｍ_０（図１２（Ａ））に対して歪み補正を行って、補正画像Ｍ_１Ａ（図１２（Ｂ））を生成する。補正画像生成部６１０は、撮像画像Ｍ_０の投写画面領域ＰＳＲ０よりも補正画像Ｍ_１Ａの補正投写画面領域ＰＳＲ１Ａの画素数が大きくなるように、撮像画像Ｍ_０の台形歪みおよび樽型歪みを補正する処理を行う。補正画像Ｍ_１Ａに含まれる補正投写画面領域ＰＳＲ１Ａは、投写画面領域ＰＳＲ０よりも画素数が大きく、スクリーン面ＳＳ上の投写画面ＰＳ（図２（Ｂ））と相似の矩形状を成す。このようにしても、補正画像Ｍ_１Ａにおける非発光指示体８０の形状は、実際の非発光指示体８０に正対するカメラで撮像した画像の中の非発光指示体８０の形状に近い形状になり、テンプレート画像と高い相関が得られるため、指示体の検出精度を向上させることができる。

Ｃ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

・変形例１：
上記実施形態では、自発光指示体７０と非発光指示体８０の両方を、指示体として利用可能なインタラクティブプロジェクターを例示したが、非発光指示体８０のみを利用可能に構成してもよい。

・変形例２：
上記実施形態では、撮像部３００が２台のカメラ３１０，３２０を有しているものとしたが、撮像部３００は、１台のカメラを有する構成としてもよいし、３台以上のカメラを有する構成としてもよい。後者の場合には、ｍ台（ｍは３以上の整数）のカメラで撮像されたｍ個の画像に基づいて、三次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が決定される。例えば、ｍ個の画像から２個の画像を任意に選択して得られる_ｍＣ_２個の組み合わせを用いてそれぞれ三次元座標を求め、それらの平均値を用いて最終的な三次元座標を決定しても良い。こうすれば、三次元座標の検出精度を更に高めることが可能である。

・変形例３：
上記実施形態では、インタラクティブプロジェクションシステム９００がホワイトボードモードとＰＣインタラクティブモードとで動作可能であるものとしたが、これらのうちの一方のモードのみで動作するようにシステムが構成されていても良い。また、インタラクティブプロジェクションシステム９００は、これら２つのモード以外の他のモードのみで動作するように構成されていても良く、更に、これら２つのモードを含む複数のモードで動作可能に構成されていてもよい。

・変形例４：
上記実施形態では、図３に示した照射検出光ＩＤＬと、反射検出光ＲＤＬと、装置信号光ＡＳＬと、指示体信号光ＰＳＬとがすべて近赤外光であるものとしたが、これらのうちの一部又は全部を近赤外光以外の光としてもよい。

・変形例５：
上記実施形態では、複数のテンプレート画像Ｔ１〜Ｔ３を用いて相関値マップＲＬＴを生成する場合に、各テンプレート画像Ｔ１〜Ｔ３に対応する相関値Ｒ１〜Ｒ３を加算する例を示したが、例えば、最も高い相関関係を示したテンプレート画像Ｔに対応する相関値Ｒを選択する構成にしてもよい。

・変形例６：
上記実施形態では、相関値マップＲＬＴにおいて閾値以上の極大値を有する画素ＬＭＰの位置を非発光指示体８０の先端位置として検出しているが、先端位置は他の方法によって決定してもよい。例えば、相関値マップＲＬＴにおいて閾値以上の極大値を有する画素ＬＭＰを中心とした複数画素の重心（複数画素の相関値を考慮した重心）を１画素未満の精度で算出し、重心位置を非発光指示体８０の先端位置としてもよい。また、相関値マップＲＬＴを２値化して、連続する白の画素（画素値１の画素）を含む複数画素の重心を１画素未満の精度で算出し、重心位置を非発光指示体８０の先端位置としてもよい。

・変形例７：
上記実施形態では、テンプレートマッチングにより非発光指示体８０を検出する例を示したが、非発光指示体８０を検出する方法は、上記実施形態に限定されない。例えば、特徴抽出処理やエッジ検出処理によって、非発光指示体８０を検出してもよい。また、自発光指示体７０も、テンプレートマッチング，特徴抽出処理，エッジ検出処理等によって検出してもよい。

・変形例８：
上記実施形態では、インタラクティブプロジェクター１００が検出光照射部４１０を備える構成を例示したが、検出光照射部４１０を備えない構成にしてもよい。インタラクティブプロジェクター１００が検出光照射部４１０を備えない場合、非発光指示体８０の先端を検出するための照射検出光をスクリーン面ＳＳとその前方の空間にわたって照射する構成を、支持部材９１０等が備えてもよい。なお、上記実施形態のように、インタラクティブプロジェクターが検出光照射部を備える構成の場合、プロジェクターによって、検出光の照射タイミングを、カメラによる撮像タイミングに関連づけて、容易に制御することができるため、好ましい。また、インタラクティブプロジェクター１００が検出光照射部４１０を備えない場合に、２台のカメラ３１０，３２０の両方を、可視光を含む光を受光して撮像する撮像機能を有する構成とし、非発光指示体８０の先端を、可視光を含む光を受光して撮像した撮像画像に基づいて検出する構成にしてもよい。なお、上記実施形態のように、インタラクティブプロジェクターが検出光照射部を備える構成の場合は、可視光を含む光を受光して撮像した撮像画像に基づいて検出する構成に比較して、容易に、精度よく非発光指示体を検出することができる。

以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。

７０…自発光指示体
７１…先端部
７２…軸部
７３…ボタンスイッチ
７４…信号光受信部
７５…制御部
７６…先端スイッチ
７７…先端発光部
８０…非発光指示体
８１…先端部
１００…インタラクティブプロジェクター
２００…投写部
２１０…投写レンズ
２２０…光変調部
２３０…光源
３００…撮像部
３１０…第１カメラ
３２０…第２カメラ
４１０…検出光照射部
４３０…信号光送信部
５００…投写画像生成部
５１０…投写画像メモリー
６００…位置検出部
６１０…補正画像生成部
６２０…相関値算出部
６４０…相関値マップ生成部
６６０…指示体検出部
６８０…三次元位置算出部
７００…制御部
８００…接触検出部
９００…インタラクティブプロジェクションシステム
９１０…支持部材
９２０…スクリーン板

Claims (4)

1. 投写画面に対するユーザーの指示体による指示を受け取ることが可能なインタラクティブプロジェクターであって、
   スクリーン面上に前記投写画面を投写する投写部と、
   撮像レンズを介して前記投写画面の領域を撮像する撮像部と、
   前記撮像部によって撮像された前記指示体を含む撮像画像に対して、前記撮像部の撮像方向に起因する歪みおよび前記撮像レンズに起因する歪みを補正する処理を施して、補正画像を生成する補正画像生成部と、
   前記補正画像に対して前記指示体を検出するための検出処理を実施する指示体検出部と、
   を備える、インタラクティブプロジェクター。
2. 請求項１に記載のインタラクティブプロジェクターにおいて、
   前記補正画像に含まれる前記投写画面の領域である補正投写画面領域は、前記撮像画像に含まれる前記投写画面の領域である投写画面領域よりも画素数が小さく、
   前記指示体検出部は、
   前記補正投写画面領域を含み、前記補正画像の全領域よりも画素数が小さい小領域に対して前記検出処理を実施する、
   インタラクティブプロジェクター。
3. 請求項１または２に記載のインタラクティブプロジェクターにおいて、
   前記指示体検出部は、前記検出処理として、前記指示体を検出するためのテンプレート画像を用いたテンプレートマッチングを前記補正画像に対して実施する、
   インタラクティブプロジェクター。
4. 投写画面に対するユーザーの指示体による指示を受け取ることが可能なインタラクティブプロジェクターの制御方法であって、
   スクリーン面上に前記投写画面を投写し、
   撮像レンズを介して前記投写画面の領域を撮像し、
   撮像された前記指示体を含む撮像画像に対して、撮像方向に起因する歪みおよび前記撮像レンズに起因する歪みを補正する処理を施して、補正画像を生成し、
   前記補正画像に対して前記指示体を検出するための検出処理を実施する、
   インタラクティブプロジェクターの制御方法。

Images