JP2018055410A - 画像表示装置用の指示装置及び画像表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】インタラクティブな画像表示装置に適用するに際して、ポインターとしての機能とインタラクティブな動作における書込みを行うための機能との切替えを可能にする画像表示装置用の指示装置及び当該指示装置を備える画像表示システムを提供すること。【解決手段】切替部７２において、光射出部７１から可視光のみが射出される状態と、可視光と視光外の光との双方が射出される状態とに切替可能にし、可視光のみの射出によって画像上の位置を指し示して視認させるポインターとして機能させ、可視光と可視光外の光との双方の射出によってインタラクティブな動作において可視光によって画像上の書込み位置を利用者等に視認させつつ可視光外の光の検出に基づいて位置を特定し書込みを行わせる。【選択図】図１

Description

本発明は、例えばプロジェクター等の画像表示装置において、特に、表示画面上に書込みができるようにするいわゆるインタラクティブな表示を実現するために、表示画面上における書込みを行う位置を指し示すための指示装置及び画像表示システムに関する。

インタラクティブなプロジェクターとして、例えばペン型の指示体から射出される赤外光を撮像装置で検出するとともに当該赤外光の投射画面上での発光位置を特定し、投射画像に反映させることで、上記のようなインタラクティブ機能を達成するものが知られている（例えば特許文献１参照。）。なお、特許文献１では、例えばペン型の指示体の先端部を投射画面が表示されている壁やスクリーン等に押しつける操作によって、赤外光が発生するものとなっている（同上参照。）。

しかしながら、例えば上述したペン型の指示体の先端部を押しつける操作によって赤外光を発生させるといった場合には、投射画面のうち利用者の手が届かない箇所への書込みや、投射画面から離れた位置にいる利用者による書込みが困難あるいは不可能となる可能性が高い。また、書込みをすることなく位置を指し示して直接的に視認させるポインターを利用したい場合もあるが、例えば赤外光を利用する場合では、直接的には視認されないため、そのままではポインターとして利用することができない。

特開２０１５−１５９５２４号公報

本発明は、インタラクティブなプロジェクター等の画像表示装置に適用するに際して、ポインターとしての機能とインタラクティブな動作における書込みを行うための機能との切替えを可能にする画像表示装置用の指示装置及び当該指示装置を備える画像表示システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像表示装置用の指示装置は、可視光波長帯域の第１射出光と可視光外波長帯域であり表示画面上における検出対象となるべき第２射出光とを射出可能とする光射出部と、光射出部から第１射出光のみを射出させる第１射出状態と光射出部から第１射出光と第２射出光とを射出させる第２射出状態とに切り替え可能にする切替部とを備える。

上記画像表示装置用の指示装置では、切替部での切替えによって、可視光である第１射出光のみが光射出部から射出された状態（第１射出状態）と、可視光である第１射出光と可視光でない第２射出光との双方が光射出部から射出された状態（第２射出状態）とにできる。このような切替えが可能であることで、指示装置が、可視光によって画像上の位置を指し示して視認させるポインターとして機能する（第１射出状態）ことと、インタラクティブな動作において可視光によって画像上の書込み位置を視認させつつ書込みを行わせるものとして機能する（第２射出状態）こととを選択的に両立できる。すなわち、一使用態様として、例えばスクリーンから離れた位置から指示装置を操作してポインターとして機能させるポインターモードでの使用を１つの選択肢としつつ、必要に応じてインタラクティブな操作による書込みモードでの使用を他の１つの選択肢とすることが可能な指示装置が実現できる。

本発明の具体的な側面によれば、光射出部は、第１射出光及び第２射出光として、レーザー光を射出する。この場合、第１射出光の確実な視認と第２射出光の確実な検出が可能になる。

本発明の別の側面によれば、光射出部は、第１射出光と第２射出光とのうち一方を透過させるとともに他方を反射して重畳し、同一光路から射出させるダイクロイックミラーを有する。この場合、ダイクロイックミラーにより光を重畳して同一光路から射出させることで、簡易かつ確実に第１射出光と第２射出光とが同じ位置を指し示すようにできる。

本発明のさらに別の側面によれば、切替部は、半押しの状態と全押しの状態とにより、第１射出状態と第２射出状態との切替えを可能にするボタン部を有する。この場合、ボタン部による簡易な構造で、第１射出状態と第２射出状態との切替えを確実に行うことができる。

本発明のさらに別の側面によれば、切替部は、スイッチを押した状態と、スイッチを押した状態からスライドさせる状態とにより、第１射出状態と第２射出状態との切替えを可能にするスライド式スイッチ部を有する。この場合、スイッチを押した状態と、スイッチを押した状態からさらにスライドさせる状態との２段階の状態によって、第１射出状態と第２射出状態との切替えを確実に行うことができる。

本発明のさらに別の側面によれば、光射出部は、第２射出光として、赤外光波長帯域の光を射出する。この場合、第２射出光を赤外光波長帯域の光とすることで、簡易かつ確実に可視光である第１射出光との区別ができる。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像表示システムは、上記いずれかに記載の画像表示装置用の指示装置を備える画像表示システムであって、光射出部から射出された第２射出光を検出光として受光する受光部を備える。この場合、受光部において受光して検出した検出光に基づいてインタラクティブな動作が可能な画像表示システムを構築できる。

実施形態の指示装置の概略構成を示す図であり、第１射出状態と第２射出状態との切替えの様子を示す図である。 インタラクティブな状況での画像表示システムにおける画像投射の様子の一例を示す図である。 プロジェクターシステムの一概略構成例を示す図である。 撮像部の一構成例を示す図である。 キャリブレーション時のパターン画像の投影の様子を示す図である。 キャリブレーションのための対応付けについて説明するための図である。 インタラクティブな状況での対応付けの動作について説明するための図である。 指示装置における第１射出状態と第２射出状態との切替えの構造についての一変形例を説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る画像表示装置用の指示装置について説明する。

図１は、本実施形態の指示装置７０の概略構成を示す図であり、指示装置７０から射出する光の射出状態の切替えの様子を示す図でもある。具体的には、図１のうち、状態Ａは、光射出前の状態（あるいは光射出をしていない状態）の指示装置７０を示しており、状態Ｂは、１種類の光のみを射出している状態（第１射出状態）の指示装置７０を示しており、状態Ｃは、２種類の光を重畳して射出している状態（第２射出状態）の指示装置７０を示している。指示装置７０では、矢印に示すように、これらの状態に切り替えることが可能となっている。

以下、図１等を参照して、指示装置７０の構成や動作についてより具体的に説明する。まず、図１等に示す指示装置７０は、光を射出する光射出部７１と、光射出部７１から射出させ光の状態を切り替える切替部７２と、光射出部７１等の各部に電力を供給するバッテリー部ＢＴと、装置の各部を収納する筐体ＣＳとを備える。指示装置７０は、図示のように筐体ＣＳによって各部を収納するとともに光射出部７１においてレーザー光を射出させるレーザーポインター型の光射出装置であり、利用者が各種指示を行う指示体として機能するために手に携帯して操作できる程度の大きさを有している。

例えば、図２に示すように、指示装置７０の利用者ＨＵが、光射出部７１から射出される光を、プロジェクター等の画像表示装置に向けて投射することで、指示装置７０は、画像表示装置用のポインター等の指示装置として機能する。

図１に戻って、指示装置７０のうち、光射出部７１は、第１レーザー光源部７１ａと、第２レーザー光源部７１ｂと、ダイクロイックミラーＤＭとを有する。これらのうち、第１レーザー光源部７１ａは、可視光波長帯域の光である赤色レーザー光を、第１射出光ＶＬとして射出する。これに対して、第２レーザー光源部７１ｂは、可視光外波長帯域（ここでは一例として赤外光波長帯域）の光である赤外線レーザー光を、第２射出光ＩＬとして射出する。図示のように、第１レーザー光源部７１ａと第２レーザー光源部７１ｂとは、光の射出方向（光軸ＯＡ）が９０°となるような位置関係で配置されており、ダイクロイックミラーＤＭにおいて射出光ＶＬ，ＩＬが重畳されて射出されるものとなっている。すなわち、ダイクロイックミラーＤＭは、各光の射出方向に対してそれぞれ４５°傾くように配置されており、第１レーザー光源部７１ａからの第１射出光ＶＬを透過させる一方、第２レーザー光源部７１ｂからの第２射出光ＩＬを反射させ、これらを同一光路から射出させている。つまり、指示装置７０は、ダイクロイックミラーＤＭによって簡易かつ確実に第１射出光ＶＬと第２射出光ＩＬとが同じ位置を指し示すようにできる。

また、指示装置７０のうち、切替部７２は、ボタン部ＢＵや、図示を省略する弾性部材やスイッチ部等で構成されている。このボタン部ＢＵは、筐体ＣＳの上面ＣＳａに設けられており、利用者によって押圧された状態に応じて光射出部７１の通電状態の選択が可能にしている。ここでは、特に、ボタン部ＢＵは、例えば弾性部材やスイッチ部等と協働して、半押しの状態と全押しの状態とにすることが可能となっているものとする。すなわち、図中状態Ｂ，Ｃに例示するように、ボタン部ＢＵが半押しの状態（状態Ｂ）となっている場合には、光射出部７１のうち第１レーザー光源部７１ａのみにバッテリー部ＢＴから電力が供給されて発光し、可視光である第１射出光ＶＬのみを射出させる第１射出状態となる。一方、ボタン部ＢＵが全押しの状態（状態Ｃ）となっている場合には、光射出部７１のうち第１及び第２レーザー光源部７１ａ，７１ｂの双方にバッテリー部ＢＴから電力が供給されてそれぞれ発光し、可視光である第１射出光ＶＬと可視光外の波長帯域の光である第２射出光ＩＬとを重畳した状態で射出させる第２射出状態となる。なお、レーザー光を使用することで、第１射出光ＶＬの確実な視認と、第２射出光ＩＬの確実な検出が可能になる。

以上のような構成により、本実施形態に係る指示装置７０は、切替部７２での切替えによって、光射出部７１から可視光のみが射出される状態（第１射出状態）と、可視光と可視光でない光との双方が射出される状態（第２射出状態）とにできる。このような切替えが可能であることで、指示装置７０は、例えば図２に示すプロジェクターシステム５００において、可視光によって画像上の位置を指し示して視認させるポインターとして機能する（第１射出状態）ことと、インタラクティブな動作を可能とするために可視光外の光によって画像上の書込み位置を画像表示装置に認識させて書込みを行わせるものとしつつ人間には可視光を視認させるように機能する（第２射出状態）こととを、選択的に両立できる。

以下、図２等を参照して、指示装置７０を利用したインタラクティブな画像表示装置における画像投射に関して一例を説明する。ここでは、インタラクティブ機能を搭載した画像表示装置を備える本実施形態に係る画像表示システムの一例として、プロジェクター（あるいはプロジェクターシステム）について説明する。なお、インタラクティブな画像投射を可能にするためには、投射画面上における指示装置７０による指示位置（発光位置）を特定するための位置合わせ（キャリブレーション）がなされていることが前提となるが、このキャリブレーションについては、図５等を参照して後述する。

図２は、インタラクティブな状況での本実施形態に係る画像表示システムにおける指示装置７０の使用態様の一例として、プロジェクターシステム５００における画像投射の様子の一例を示している。

図２等に示すプロジェクターシステム５００は、投射光ＰＬを投射して画像投射を行うプロジェクター１００で構成されている。なお、投射光ＰＬの被照射領域ＰＬａは、例えばスクリーンＳＣ上に形成される。また、図示を省略するが、プロジェクターシステム５００は、プロジェクター１００のほか、例えばＰＣ等が接続されることで構成され、必要に応じて当該ＰＣが各種処理をすることで被照射領域ＰＬａでの表示画面上への書込みを受け付けるインタラクティブな状況での画像動作を可能にしている。プロジェクターシステム５００のうち、プロジェクター１００は、スクリーンＳＣの斜め上方に設置され、斜め下方のスクリーンＳＣに向けて近接投射をする短焦点タイプのプロジェクターであり、画像投射を行うための本体部分であるプロジェクター本体部１００ｐと、プロジェクター本体部１００ｐにより投射された投射画像を撮像して画像情報を取得する撮像部５０とで構成されている。

プロジェクター本体部１００ｐは、スクリーンＳＣに向けて可視光波長帯域の光を合成して構成される画像光である投射光ＰＬを投射して投影画像（カラー画像）の形成を行う。

プロジェクター本体部１００ｐは、詳細な図示を省略するが、光源や光変調装置、投射光学系等を備え、スクリーンＳＣに対する画像投影を行う。このため、例えば図３に示すように、プロジェクター本体部１００ｐは、投射光学系を含む画像投影部９０と、プロジェクター制御部ＣＴとを有し、プロジェクター制御部ＣＴにより画像投射等の各種動作制御がなされている。また、特に、プロジェクター制御部ＣＴは、撮像部５０からの情報を受け付け可能とし、撮像部５０からの情報を加味して投射させる画像の内容を修正することで画面上に書込みができるものとなっている、すなわちインタラクティブな画像投射を可能としている。

プロジェクター本体部１００ｐを構成する光学系については、種々の態様が可能であるが、例えば光源等については、種々の構成のものが適用可能であり、例えばレーザー光源やＬＥＤ光源、さらに有機ＥＬ（Ｏ−ＬＥＤ）を利用することも可能である。特に、有機ＥＬ素子等の自発光型の光源を適用した場合、光源が光変調の役割も兼ねた映像装置として構成できる。なお、光源（バックライト）と光変調とを個別の構成とする場合、光変調装置については、例えば透過型の液晶パネルとすることができる。

以下、図２を参照して、本実施形態に係る指示装置７０を利用したインタラクティブな状況での画像投射での動作について説明する。図２に示すように、インタラクティブな状況での画像投射では、スクリーンＳＣ上において、上記のような投射光ＰＬのほかに、利用者ＨＵが保持する指示装置７０の先端部ＴＰから射出される可視光である第１射出光ＶＬや可視光外の光である第２射出光ＩＬが照射される。指示装置７０からの光のうち、可視光である第１射出光ＶＬは、利用者ＨＵがスクリーンＳＣ上において指し示した位置ＴＰｒにあるものとして利用者ＨＵや他の観察者の眼ＥＹによって視認される。一方、可視光外の光である第２射出光ＩＬは、利用者ＨＵや等によって直接的に視認されることはないが、第２射出光ＩＬの成分のうちの一部が撮像部５０に入射すると、検出光ＤＬとして検出される。これにより、プロジェクター１００は、指示装置７０により指し示された位置ＴＰｒを特定し、対応する画像上の位置における書込みを行うことでインタラクティブ機能が達成される。また、以上の場合、図示のように、利用者ＨＵは、スクリーンＳＣから離れた位置から指示装置７０を操作できる。本実施形態では、既述のように、プロジェクター１００を上方に設置し斜め投射（近接投射）としているため、仮に利用者ＨＵがスクリーンＳＣに近づいて指示装置７０を使用しても、利用者ＨＵの影がスクリーンＳＣに映りにくいと考えらえる。しかしながら、プロジェクター１００の設置環境や、利用者ＨＵの身長、スクリーンＳＣへの近づき具合等によっては影が映ってしまう可能性がある。本実施形態では、上記のように遠隔からの操作を可能とすることで、利用者ＨＵの影が映るといった事態を回避しつつインタラクティブな状況での画像投射を維持できる。

以下、図４を参照して、撮像部５０の一構成例について説明する。図４に示すように、撮像部５０は、撮像レンズ系３０のほか、受光部（受光素子）である撮像素子４０と、制御装置８０とを備える。

撮像レンズ系３０は、物体上の画像を撮像素子４０に結像させるためのものであり、複数のレンズや絞り等を鏡筒部に収納して構成されている。

撮像素子４０は、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像素子を用いて構成される。撮像素子４０は、可視光として、プロジェクター本体部１００ｐからの投射光ＰＬ（特にキャリブレーション時におけるパターン画像光）のほか、投射光ＰＬ以外の可視光波長帯域の成分で構成される第２射出光ＩＬについても受光検知可能な受光素子である。

制御装置８０は、撮像部５０全体の制御をするとともに、撮像部５０が搭載されるプロジェクター１００のプロジェクター制御部ＣＴとの通信等を行う（図３参照）。このため、制御装置８０は、撮像部５０を構成する撮像素子４０や撮像レンズ系３０の駆動制御を行う駆動制御部８１と、プロジェクター１００（プロジェクター制御部ＣＴ）との情報通信処理を行うための通信部８２とを備える。この場合、撮像素子４０や撮像レンズ系３０は、制御装置８０の駆動制御部８１からの駆動信号に従って撮像動作をするものとなり、通信部８２を介して撮像部５０が搭載されたプロジェクター１００での各種動作との連動が可能となっている。すなわち、プロジェクター等の本体装置からの指令に従って動作する、といったことも可能である。

なお、撮像部５０は、プロジェクター１００を構成する一部として組み込まれるものとすることもできるが、例えば、撮像部５０は、プロジェクター１００とは別体の撮像装置として存在するものとしてもよい。

以下、撮像部５０の撮像レンズ系３０についてさらに詳細に説明する。図示の場合、撮像レンズ系３０は、複数のレンズ（ここでは一例として８つのレンズＬ１１〜Ｌ１８）と、絞りＳＴと、光学フィルター装置６０とを備える。

複数のレンズＬ１１〜Ｌ１８は、魚眼タイプのレンズを構成し、例えば半画角７０゜以上を有し、スクリーンＳＣの全体を撮像するのに十分なものとなっている。

絞りＳＴは、典型的には、各レンズＬ１１〜Ｌ１８の間のうち各光線束が最も集光する位置に配置され、各レンズＬ１１〜Ｌ１８を通過して最終的に像面ＩＭ（撮像素子４０の像面）に到達する光量を制限する。

光学フィルター装置６０は、第１光学フィルターＦＩ１と、第２光学フィルターＦＩ２とを有し、図示を省略するステッピングモーターやピニオン等によって、レンズＬ１１〜Ｌ１８と像面ＩＭ（撮像素子４０の像面ＩＭ）との間において、各光学フィルターＦＩ１，ＦＩ２を挿抜可能にしている。

光学フィルター装置６０のうち、第１光学フィルターＦＩ１は、可視光波長帯域の光である投射光（画像光）ＰＬや指示装置７０から射出される可視光である第１射出光ＶＬに対応する波長帯域の光の成分をカットするとともに、指示装置７０から射出される光のうち赤外光である第２射出光ＩＬに対応する波長帯域の光の成分を透過させる。これにより、第１光学フィルターＦＩ１は、プロジェクター１００から射出される投射光ＰＬや指示装置７０から射出される第１射出光ＶＬを遮蔽する一方、指示装置７０から射出される第２射出光ＩＬを透過させ、撮像素子４０における検出光ＤＬとして検出することを可能にしている。なお、第１光学フィルターＦＩ１は、上述のように、実使用時に光路中に配置される一方、キャリブレーション時には光路外に退避している。

第２光学フィルターＦＩ２は、キャリブレーション時に第１光学フィルターＦＩ１に代わって光路中に配置され、キャリブレーションのためのパターン画像を形成するパターン画像光の波長帯域の光のみを透過させ、他の波長帯域の光をカットするカットフィルターである。すなわち、第２光学フィルターＦＩ２は、キャリブレーション時において、撮像素子４０におけるパターン画像光の検出を可能にするパターン画像光透過フィルターとして機能している。

なお、各光学フィルターＦＩ１，ＦＩ２については、種々の態様が考えられるが、典型的には、例えば光透過性のガラス基板上に上記したような特性を有する膜をそれぞれ形成させて構成することが考えられる。

以下、図５等を参照して、インタラクティブな画像投射を可能にするための位置合わせ（キャリブレーション）の動作について詳細に説明する。ここでのキャリブレーションとは、投射画面上における指示装置７０による指示位置（発光位置）を特定するための位置合わせであり、より具体的には、図６に例示するように、プロジェクターシステム５００におけるプロジェクター本体部１００ｐ側の画素（光変調側の画素）と撮像部５０側の画素（撮像素子４０側の画素）とを対応付けることである。

図５に示すように、まず、プロジェクター本体部１００ｐにおいて、プロジェクター制御部ＣＴからの制御に従って、画像投影部９０により、キャリブレーション用のパターン画像ＰＴをスクリーンＳＣ上の被照射領域ＰＬａに投影するためのパターン画像光ＧＬが投射される。ここでは、パターン画像ＰＴは、矩形状に投影されており、プロジェクター本体部１００ｐの光変調における画素マトリクス（光変調の画素）との対応付けがなされているものとする。また、パターン画像光ＧＬは、例えば、緑色波長帯域の光であり、撮像部５０は、スクリーンＳＣ上に投影されたパターン画像ＰＴを撮像する（パターン画像光ＧＬの情報を取得する）。この際、図４を参照して説明したように、光学フィルター装置６０において第１光学フィルターＦＩ１に代えて第２光学フィルターＦＩ２を光路上に配置することで、撮像部５０は、受光部である撮像素子４０においてパターン画像光ＧＬを捉え、撮像したパターン画像ＰＴの画像情報をプロジェクター本体部１００ｐに対して送信する。プロジェクター本体部１００ｐは、撮像部５０で取得したパターン画像ＰＴの情報と、光変調における画素マトリクスの情報との対応付けを行う。図６は、対応付けについて一例を説明するための図である。ここでは、図中左側に示すピクセル画像ＰＸ１は、プロジェクター本体部１００ｐでの光変調における画素マトリクスを示すものであってスクリーンＳＣ上のパターン画像ＰＴと対応しているものとする。一方図中右側に示すピクセル画像ＰＸ２は、撮像部５０の受光素子である撮像素子４０での画素マトリクスを示すものであり、ピクセル画像ＰＸ２中にパターン画像ＰＴを撮像した画像部分ＰＩが捉えられている。プロジェクター本体部１００ｐは、ピクセル画像ＰＸ１を構成する各ピクセルとピクセル画像ＰＸ２のうち画像部分ＰＩに対応する箇所の各ピクセルとを対応づけることで、撮像部５０で撮像されたパターン画像ＰＴの各位置とプロジェクター本体部１００ｐの光変調における画素マトリクス状の各位置すなわち投影された画像上の位置とを対応付ける。

以上のように、プロジェクター本体部１００ｐは、撮像部５０で取得したパターン画像ＰＴの情報であるピクセル画像ＰＸ２のうち画像投射位置を示す画像部分ＰＩと、光変調の画素の位置を示すピクセル画像ＰＸ１とを対応付けることで、キャリブレーションを行っている。これにより、撮像部５０で検出された検出光ＤＬに基づく指示位置の特定が可能となり、インタラクティブな画像投射が可能となる。

なお、撮像部５０は、上記のようなキャリブレーション時や、インタラクティブな画像投射のような通常の画像投射時（実使用時）において、プロジェクター１００によって投影された投影画像位置を把握するため、例えばプロジェクター本体部１００ｐによる画像投影における投射角度や投射距離等に対応した角度等にカメラのレンズ系が向いているように配置されている。

以下、図７を参照して、インタラクティブな状況での画像投射時（実使用時）におけるプロジェクターシステム５００の動作のうち、特に、キャリブレーションに基づく対応付けについて説明する。

まず、図７に示すように、書込みを可能とするために、利用者ＨＵが指示装置７０のボタン部ＢＵを全押しの状態（図１の状態Ｃ）にすると、指示装置７０の先端部ＴＰから可視光である第１射出光ＶＬと可視光外の光である第２射出光ＩＬとが重畳した状態で射出され（第２射出状態）、指し示した位置ＴＰｒに到達する。既述のように、可視光である第１射出光ＶＬは、利用者ＨＵ等によって視認され、位置ＴＰｒが差し示されているものとして視認される。一方、可視光外の光である第２射出光ＩＬについては、成分の一部が撮像部５０に入射し、受光部である撮像素子４０において受光されることで、検出光ＤＬとして検出される。撮像部５０において検出光ＤＬの検出がなされ、さらに、検出結果がプロジェクター本体部１００ｐに送信されると、プロジェクター本体部１００ｐは、上記したキャリブレーションによる対応付けに基づいて、位置ＴＰｒに対応した画像投射を行う。すなわち、プロジェクター本体部１００ｐは、キャリブレーション時に撮像部５０で取得したパターン画像光の情報に基づく画像投射位置に相当する破線で示す（図７の実使用時には表示されない）パターン画像ＰＴの位置と、インタラクティブな状況での実使用時に撮像部５０により検出された位置（特定位置ＴＰｘ）とを特定し、当該位置の情報を反映した画像投射を行う。すなわち、図７において一部拡大して示すように、撮像素子４０による撮像画像上において検出された検出光ＤＬの発光位置である特定位置ＴＰｘについて、キャリブレーション時での対応付けによってパターン画像ＰＴ上の位置ＴＰｒと対応させ、その個所を描画した状態の画像表示を行う。なお、上記のような動作を行わせるように、例えばプロジェクター制御部ＣＴ、あるいは接続されているＰＣ等において各種画像処理等がなされる。一方、利用者ＨＵが指示装置７０のボタン部ＢＵを半押しの状態（図１の状態Ｂ）にし、指示装置７０の先端部ＴＰから第１射出光ＶＬのみを射出させた（第１射出状態）場合、上記のようなインタラクティブな動作をせず、すなわち書込みの動作を行わない。この場合、可視光である第１射出光ＶＬは、利用者ＨＵ等によって位置ＴＰｒが差し示されているものとして人間の眼ＥＹには視認されるが、第２射出光ＩＬが射出されていないため、撮像部５０においては、指示装置７０からの射出光の検知がなされない。つまり、書込み動作は行われない。言い換えると、指示装置７０は、ポインターとして機能させるポインターモードでの使用を１つの選択肢としつつ、必要に応じてインタラクティブな操作による書込みモードでの使用を他の１つの選択肢とすることが可能となっている。

以上のように、本実施形態に係る指示装置７０では、切替部７２での切替えによって、光射出部７１から可視光のみが射出される状態（第１射出状態）と、可視光と可視光でない光との双方が射出される状態（第２射出状態）とにできる。このような切替えが可能であることで、指示装置７０は、画像表示装置であるプロジェクターシステム５００において、可視光によって画像上の位置ＴＰｒを指し示して視認させるポインターとして機能することと、インタラクティブな動作において可視光によって画像上の書込み位置を利用者等に視認させつつ可視光外の光の検出に基づいてプロジェクター１００側で位置ＴＰｒを特定し書込みを行わせるものとして機能する（第２射出状態）こととを可能にしている。

〔その他〕
この発明は、上記の各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で実施することが可能である。

例えば、上記の一例では、図１を参照して説明したように、半押しの状態と全押しの状態とにすることが可能なボタン部ＢＵによって切替部７２を構成するものとしている。しかし、これに限らず、例えば、図８に示すように、スイッチを押した状態と、スイッチを押した状態からスライドさせる状態との２段階の操作を可能とすることにより、第１射出状態と第２射出状態との切替えを可能にするスライド式スイッチ部ＳＳを有した切替部７２としてもよい。より具体的に構成の説明をすると、まず、図８において指示装置７０のうち切替部７２の部分を拡大して概念的に示すように、本変形例の切替部７２は、押圧可能であるとともに押圧した状態からさらにスライド移動可能となっているスライド式スイッチ部ＳＳと、スライド式スイッチ部ＳＳの差込部ＳＡに対応して設けられてスライド移動時に差込部ＳＡに差し込まれることでスライド式スイッチ部ＳＳを固定する突起部ＰＰとを有している。なお、突起部ＰＰは、例えば筐体ＣＳに一体的に形成されていることで、差込部ＳＡに差し込まれた場合に、スライド式スイッチ部ＳＳを固定できる。図８のうち、状態Ａは、光射出前の状態（あるいは光射出をしていない状態）の指示装置７０を示している。すなわち、状態Ａに示すように、スライド式スイッチ部ＳＳが利用者によって押圧されて（押されて）いない場合には、指示装置７０から光は射出されない。一方、状態Ｂに示すように、スライド式スイッチ部ＳＳが利用者によって矢印Ａ１の方向に押圧された状態となると、通電状態が適宜切り替えられて可視光である第１射出光ＶＬのみを射出させる第１射出状態となる。さらに、状態Ｃに示すように、スライド式スイッチ部ＳＳが利用者によってスライド移動され、差込部ＳＡに突起部ＰＰが差し込まれてスライド式スイッチ部ＳＳが固定された状態となると、通電状態が適宜切り替えられて可視光である第１射出光ＶＬと可視光外の波長帯域の光である第２射出光ＩＬとを重畳した状態で射出させる第２射出状態となる。以上のように、スイッチを押した状態と、スイッチを押した状態からさらにスライドさせる状態との２段階の状態とすることが可能な構成とすることによっても、切替部７２において所望の切替えができる。

また、上記では、画像表示システムとして、プロジェクターシステム５００を一例としてあげているが、指示装置７０を画像表示装置用の指示装置として適用可能な画像表示システムは、プロジェクターによるものに限らない。例えば液晶モニター等の種々の画像表示装置において、例えば撮像部等を有してインタラクティブな状況での画像表示を可能な構成とした場合に、適用するものとしてもよい。また、例えば画像表示装置の画像表示部が第２射出光ＩＬを検出光として受光する受光部を備え画像表示部に指示装置７０からの射出光を直接的に検知してこれを反映する画像を形成し、インタラクティブな動作を実現する構成としてもよい。

また、指示装置７０から射出させるレーザー光に関して、例えば第２射出光ＩＬとしての赤外線レーザーをパルス駆動によって射出するものとし、指示装置７０において第２射出光ＩＬのパルス幅を変更可能とし、当該パルス幅の変更をプロジェクター１００側で識別することで、インタラクティブな動作での描画に際して、描画を行う際の色や形状、太さ等を変更可能にするものとしてもよい。

また、指示装置７０がプロジェクター１００との通信を可能とすることで、描画する際の色等を変更可能にしてもよい。

また、上記の例では、指示装置７０を１本のみ示しているが、２本以上を同時利用するものとしてもよい。例えば、第２射出光ＩＬ（検出光ＤＬ）として互いに異なる波長帯域の光をそれぞれ射出したり、あるいは、パルス幅を変更したりすることで、２本または２本以上の指示装置を識別できる。

また、上記では、プロジェクター制御部ＣＴや、プロジェクター１００に接続可能なＰＣ等において各種処理をなすものとして記載しているが、担わせる処理については、種々の態様が可能であり、例えば、撮像部５０で取得した投射光ＰＬの情報に基づく画像投射位置と、撮像部５０により検出された検出光ＤＬに基づく位置とを特定する等の処理をＰＣ側で行う（ＰＣ等がプロジェクター制御部を構成する）ようにするといったことが考えられる。また、逆に、ＰＣ等を接続せず、例えば、プロジェクター制御部ＣＴにおいて全ての処理を担わせる構成（ＰＣレス）とすることも可能である。

また、上記では光射出部７１において、ダイクロイックミラーＤＭでの反射透過特性によって第１レーザー光源部７１ａからの第１射出光ＶＬと第２レーザー光源部７１ｂからの第２射出光ＩＬとを同一光路から射出させているが、反射透過のさせ方については、上記に限らず、例えば第１射出光ＶＬを反射させ第２射出光ＩＬを透過させるものとしてもよい。さらに、ダイクロイックミラーを用いず、１つのレーザー光源部から２種類の射出光ＶＬ，ＩＬを射出させる構成とすることも考えられる。

また、上記では、第１レーザー光源部７１ａから射出される可視光波長帯域の第１射出光ＶＬを、赤色レーザー光をとしているが、これに限らず、例えば他の色光としてもよい。

また、上記では、パターン画像ＰＴを緑色波長帯域の光で構成されるパターン画像光ＧＬによって投影するものとしているが、パターン画像ＰＴの投影については、緑色波長帯域の光に限らず、他の波長帯域の光を利用することも考えられる。この場合、併せて光学フィルター装置６０における第２光学フィルターＦＩ２の特性を種々変更することが考えられる。

また、光学フィルター装置６０において、第２光学フィルターＦＩ２については、透過特性を有する膜を設けず、ガラス基板のみとし、少なくとも可視光波長帯域を全域に亘って透過させるもので代用してもよい。さらに、第２光学フィルターＦＩ２を有さず挿抜可能な第１光学フィルターＦＩ１のみを有するものとすることも考えられる。

また、受光素子である撮像素子４０について、例えばパターン画像光ＧＬに対応する緑色波長帯域の光のみを受光可能な素子と第２射出光ＩＬ（検出光ＤＬ）のみを受光可能な素子とで構成するものとしてもよい。

また、上記では、プロジェクター本体部１００ｐを構成する光源や光変調装置、投射光学系等については、図示や詳細な説明を省略しているが、種々の態様が適用可能であり、例えば光源に関しては、上記のほか、例えば高圧水銀ランプ等を利用し、３色の光源に分離して適用することも可能である。光変調装置については、上記のほか、例えば光変調装置についても液晶パネルにカラーフィルターを利用したものや、反射型液晶パネル、デジタル・マイクロミラー・デバイス等により構成するといった種々の態様が考えられる。

３０…撮像レンズ系、４０…撮像素子（受光部）、５０…撮像部、６０…光学フィルター装置、７０…指示装置、７１…光射出部、７１ａ…第１レーザー光源部、７１ｂ…第２レーザー光源部、７２…切替部、８０…制御装置、８１…駆動制御部、８２…通信部、９０…画像投影部、１００…プロジェクター、１００ｐ…プロジェクター本体部、５００…プロジェクターシステム（画像表示システム）、Ａ，Ｂ，Ｃ…状態、ＢＴ…バッテリー部、ＢＵ…ボタン部、ＣＳ…筐体、ＣＳａ…上面、ＣＴ…プロジェクター制御部、ＤＬ…検出光、ＤＭ…ダイクロイックミラー、ＥＹ…眼、ＦＩ１…第１光学フィルター、ＦＩ２…第２光学フィルター、ＧＬ…パターン画像光、ＨＵ…利用者、ＩＬ…第２射出光、ＩＭ…像面、Ｌ１１-Ｌ１８…レンズ、ＯＡ…光軸、ＰＩ…画像部分、ＰＬ…投射光、ＰＬａ…被照射領域、ＰＰ…突起部、ＰＴ…パターン画像、ＰＸ１…ピクセル画像、ＰＸ２…ピクセル画像、ＳＡ…差込部、ＳＣ…スクリーン、ＳＳ…スライド式スイッチ部、ＴＰ…先端部、ＴＰｒ…位置、ＴＰｘ…特定位置、ＶＬ…第１射出光

Claims (7)

1. 可視光波長帯域の第１射出光と、可視光外波長帯域であり表示画面上における検出対象となるべき第２射出光とを射出可能とする光射出部と、
   前記光射出部から前記第１射出光のみを射出させる第１射出状態と、前記光射出部から前記第１射出光と前記第２射出光とを射出させる第２射出状態とに切り替え可能にする切替部と
   を備える、画像表示装置用の指示装置。
2. 前記光射出部は、前記第１射出光及び前記第２射出光として、レーザー光を射出する、請求項１に記載の画像表示装置用の指示装置。
3. 前記光射出部は、前記第１射出光と前記第２射出光とのうち一方を透過させるとともに他方を反射して重畳し、同一光路から射出する、ダイクロイックミラーを有する、請求項１及び２のいずれか一項に記載の画像表示装置用の指示装置。
4. 前記切替部は、半押しの状態と全押しの状態とにより、前記第１射出状態と前記第２射出状態との切替えを可能にするボタン部を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像表示装置用の指示装置。
5. 前記切替部は、スイッチを押した状態と、スイッチを押した状態からスライドさせる状態とにより、前記第１射出状態と前記第２射出状態との切替えを可能にするスライド式スイッチ部を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像表示装置用の指示装置。
6. 前記光射出部は、前記第２射出光として、赤外光波長帯域の光を射出する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像表示装置用の指示装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像表示装置用の指示装置を備える画像表示システムであって、
   前記光射出部から射出された前記第２射出光を検出光として受光する受光部を備える画像表示システム。

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