JP2023008663A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直感的な操作が可能な制御装置を提供すること。
【解決手段】制御装置３は、天井面Ｑ１１に投影される第１映像Ｐ１を制御する制御装置であって、外力が入力される外周面４２ａおよび外周面４２ａの反対側の内周面４２ｂが規定される弾性層４２と、弾性層４２に配置され、弾性層４２の変形に伴って変位するマーカーＭと、を有する弾性入力部４８と、弾性層４２の内周面４２ｂに配置され、マーカーＭの変位に基づいて弾性層４２の変形を検出する検出部４３と、を備え、弾性層４２の外側から視認可能であり第１映像Ｐ１の少なくとも一部を含む第２映像Ｐ２を弾性層４２に表示する映像表示部４９と、を備え、弾性層４２の変形に応じて第１映像Ｐ１を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、制御装置に関する。

例えば、特許文献１に記載されているように、映像を建物等の三次元物体に投影するプロジェクションマッピングが知られている。

特開２０１８－１５９７９５号公報

しかしながら、特許文献１では、プロジェクションマッピングにより投影された画像を制御する制御装置（コントローラー）については詳細な記載がない。

本発明の目的は、直感的な操作が可能な制御装置を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。

（１） 対象物に投影される第１映像を制御する制御装置であって、
外力が入力される第１面および前記第１面の反対側の第２面が規定される弾性層と、前記弾性層に配置され、前記弾性層の変形に伴って変位するマーカーと、を有する弾性入力部と、
前記弾性層の前記第２面側に位置づけられ、前記マーカーの変位に基づいて前記弾性層の変形を検出する検出部と、
前記弾性層の外側から視認可能であり前記第１映像の少なくとも一部を含む第２映像を前記弾性層に表示する映像表示部と、を備え、
前記弾性層の変形に応じて前記第１映像を制御することを特徴とする制御装置。

（２） 前記マーカーは、前記弾性層の厚さ方向にずれて配置された第１マーカーおよび第２マーカーを有する上記（１）に記載の制御装置。

（３） 前記第１マーカーおよび前記第２マーカーは、形状および色彩の少なくとも一方が互いに異なっている上記（２）に記載の制御装置。

（４） 前記マーカーは、前記第１面に露出する露出マーカーを有する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の制御装置。

（５） 前記弾性入力部は、前記弾性部の変形によって変位せず、前記検出部によって検出可能な基準マーカーを有する上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の制御装置。

（６） 前記検出部は、前記弾性層を撮像する撮像部を有し、前記撮像部が撮像した前記弾性層の画像データに基づいて前記弾性層の変形を検出する上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の制御装置。

制御装置の使用状態を示す図である。 制御装置が有するタッチ入力部を示す断面図である。 タッチ入力部への入力方法の一例を示す断面図である。 タッチ入力部を示す断面図である。 タッチ入力部を示す平面図である。 タッチ入力部の変形例を示す断面図である。 タッチ入力部の変形例を示す断面図である。 建物の変形例を示す断面図である。

以下、本発明の制御装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

図１に示す制御装置３は、対象物Ｑに投影された第１映像Ｐ１を制御する制御装置である。対象物Ｑは、例えば、建物等の三次元物体であり、本実施形態では、ドーム状（半球状）の建物Ｑ１である。建物Ｑ１では、天井面Ｑ１１が半球状となっており、この天井面Ｑ１１に第１映像Ｐ１が投影される。つまり、天井面Ｑ１１が投影面である。ただし、対象物Ｑや投影面としては、特に限定されない。

第１映像Ｐ１の投影方法としては、特に限定されないが、例えば、天井面Ｑ１１の形状に応じた映像を作成し、作成した映像をプロジェクターＰＪを用いて天井面Ｑ１１の所定位置にマッピングするプロジェクションマッピングが挙げられる。これにより、３次元形状の天井面Ｑ１１に自然な第１映像Ｐ１を投影することができ、ユーザーに対して優れた没入感を提供することができる。なお、図示の構成では、プロジェクターＰＪが床面付近（足元）に設置されているが、その配置としては、特に限定されない。

制御装置３は、鉛直方向からの平面視で、ドーム状の建物Ｑ１のほぼ中心に配置されている。また、制御装置３は、プロジェクターＰＪの駆動を制御するプロジェクター制御装置２と接続されている。プロジェクター制御装置２は、制御装置３からの信号に基づいて天井面Ｑ１１に投影する第１映像Ｐ１を制御する。プロジェクター制御装置２は、ＣＰＵ、メモリー等を含んだコンピューターであり、所定のプログラム（コード）を実行できるように構成されている。なお、プログラムは、例えば、記憶媒体に記憶されていてもよいし、外部のサーバーからダウンロードしてもよい。

制御装置３は、半球状のタッチ入力部４を有する。図２に示すように、タッチ入力部４は、略半球状（ドーム状）の弾性入力部４８を有する。図２では、説明の便宜上、弾性入力部４８の断面を示すハッチングを省略している。弾性入力部４８は、筐体４１と、筐体４１の外周面に配置された弾性層４２と、弾性層４２に配置されたマーカーＭと、弾性層４２の変形を検出する検出部４３と、弾性層４２を照らす光源４４と、検出部４３の検出結果から入力信号を生成する信号生成部４５と、を有する。

筐体４１は、略半球状であり、制御装置３の筐体３０に支持されている。筐体４１の外周面には弾性層４２が配置されており、内周面側すなわち筐体４１や筐体３０の内部には検出部４３、光源４４および信号生成部４５が収納されている。ただし、検出部４３、光源４４、信号生成部４５の配置は、その目的を達成することができる限り、特に限定されない。

筐体４１は、硬質な部材、具体的には指による押圧程度では実質的に変形しない程度の硬さを有する部材で構成されている。また、筐体４１は、光透過性を有する。本実施形態では、筐体４１は、樹脂材料で構成され、無色透明である。なお、筐体４１は、例えば、弾性層４２が筐体４１に支持されなくても一定の形状を保つことができるような場合等には、省略してもよい。

弾性層４２は、弾性を有し、ユーザーにより操作される入力部（操作部）としての機能を有する。例えば、ユーザーは、図３に示すように、弾性層４２を押したり、摘まんだり、伸ばしたりすることでタッチ入力部４への入力を行うことができる。これらの各動作は、人間が日常、特に意識することなく行っている動作である。また、弾性層４２は、反発によって弾性層４２に触れた使用者に対して「何か物に触れている」との感覚を与えることもがきる。したがって、ユーザーは、弾性層４２への直感的な入力が可能となる。また、弾性層４２への入力の強さ、方向、速度等を繊細なタッチ（感覚）かつ無段階で自由に決定することができるため、より細かく、多彩な入力が可能となる。したがって、感覚的な操作が可能で、優れた操作性を発揮することのできる制御装置３となる。

図２に示すように、弾性層４２は、外力が入力される外周面４２ａ（第１面）および外周面４２ａの反対側の内周面４２ｂ（第２面）が規定される層である。弾性層４２は、筐体３０に支持され、半球状となっている。このように、弾性層４２を半球状、すなわち凸状に湾曲した部分を有する形状とすることにより、弾性層４２に指を添え易くなり、弾性層４２への入力をより自然に行うことができる。また、弾性層４２を引っ張り易くもなるし、摘まみ易くもなるため、その分、より繊細な入力を行うことができる。ただし、弾性層４２の形状としては、特に限定されず、半球状の他にも、例えば、球状、扁平球状、正四面体状、正六面体状、正八面体状等の多面体状、平板状（平らなシート状）等であってもよい。

弾性層４２には、弾性層４２の変形によって変位するマーカーＭが配置されている。このマーカーＭは、検出部４３で検出可能な検出対象である。図２に示すように、マーカーＭは、弾性層４２の厚さ方向にずれて配置され、筐体４１からの距離が互いに異なる第１マーカーＭ１、第２マーカーＭ２および第３マーカーＭ３を有する。第１マーカーＭ１、第２マーカーＭ２および第３マーカーＭ３は、それぞれ、ドット状すなわち点形状をなしている。

これら第１マーカーＭ１、第２マーカーＭ２および第３マーカーＭ３は、それぞれ、弾性層４２の変形に伴って変位する。そのため、これら第１マーカーＭ１、第２マーカーＭ２および第３マーカーＭ３の変位に基づいて弾性層４２の変形を検出でき、弾性層４２の変形から弾性層４２への入力を検出することができる。

弾性層４２は、筐体４１の外周に配置され、第１マーカーＭ１を有する第１弾性層４２１と、第１弾性層４２１上に配置され、第２マーカーＭ２を有する第２弾性層４２２と、第２弾性層４２２上に配置され、第３マーカーＭ３を有する第３弾性層４２３と、第３弾性層４２３上に配置された保護層４２４と、を有する。

第１弾性層４２１、第２弾性層４２２および第３弾性層４２３は、それぞれ、光透過性および弾性を有する。そして、第１弾性層４２１の表面に複数の第１マーカーＭ１が互いに離間して配置され、第２弾性層４２２の表面に複数の第２マーカーＭ２が互いに離間して配置され、第３弾性層４２３の表面に複数の第３マーカーＭ３が互いに離間して配置されている。なお、本実施形態では、第１～第３弾性層４２１～４２３は、それぞれ、実質的に無色透明である。ただし、第１～第３弾性層４２１～４２３は、光透過性を有していれば、その少なくとも１つが、例えば、有色透明であってもよい。

第１～第３弾性層４２１～４２３の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ポリウレタン系エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、塩ビ系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、アミド系熱可塑性エラストマー、シリコーン系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマー等の各種熱可塑性エラストマー、アクリル系ゴム、シリコーン系ゴム、ブタジエン系ゴム、スチレン系ゴム等の各種ゴム材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば２層以上の積層体として）用いることができる。

第１～第３弾性層４２１～４２３の厚さとしては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、１ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることができる。これにより、弾性層４２の小型化を図りつつ、入力時に第１～第３弾性層４２１～４２３を十分に変形させることができる。また、入力時の弾性層４２の変形量が適度なものとなる。そのため、操作感が向上すると共に、弾性層４２への入力を精度よく検出することができる。なお、第１～第３弾性層４２１～４２３の厚さは、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。

また、第１～第３弾性層４２１～４２３の弾性率（ヤング率）は、それぞれ、特に限定されず、互いに等しくてもよいし、互いに異なっていてもよい。例えば、第１弾性層４２１のヤング率Ｅ１と、第２弾性層４２２のヤング率Ｅ２と、第３弾性層４２３のヤング率Ｅ３とが、Ｅ１＝Ｅ２＝Ｅ３の関係を満足していてもよいし、Ｅ１＜Ｅ２＜Ｅ３の関係を満足していてもよいし、Ｅ１＞Ｅ２＞Ｅ３の関係を満足していてもよい。

例えば、Ｅ１＞Ｅ２＞Ｅ３の関係を満足する場合、弱い力Ｆ１の入力では、最も柔らかい第３弾性層４２３だけを実質的に変形させ、力Ｆ１よりも大きい力Ｆ２の入力では、第２、第３弾性層４２２、４２３だけを実質的に変形させ、力Ｆ２よりも大きい力Ｆ３の入力では、第１、第２、第３弾性層４２１、４２２、４２３を変形させるといった設計を実現することができる。この場合、どの弾性層のマーカーＭが変位したかを検出することにより、入力強度を大まかに検出することができる。

複数の第１マーカーＭ１の配置としては、特に限定されず、規則的に配置されていてもよいし、不規則に配置されていてもよい。なお、図示しないが、本実施形態では、複数の第１マーカーＭ１は、隣り合う３つが正三角形の頂点に位置するように均一に配置されている。第２マーカーＭ２および第３マーカーＭ３についても同様である。これにより、マーカーＭを、弾性層４２の全域にわたって過不足なく配置することができる。そのため、弾性層４２の各部への入力を精度よく検出することができる。ただし、第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３の配置としては、それぞれ、上述の配置に限定されない。

また、第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３は、形状および色彩の少なくとも一方が互いに異なっており、検出部４３によって識別可能となっている。本実施形態では、第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３は、互いに色彩が異なっており、例えば、第１マーカーＭ１が赤色、第２マーカーＭ２が緑色、第３マーカーＭ３が青色となっている。なお、第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３の色彩ではなく形状を互いに異ならせる場合には、例えば、第１マーカーＭ１を円形、第２マーカーＭ２を三角形、第３マーカーＭ３を四角形とすることができる。もちろん、色彩および形状を共に異ならせてもよいし、色彩や形状を異ならせる以外の方法によって、第１、第２、第３マーカーＭ１～Ｍ３を検出部４３で識別可能としてもよい。

また、第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３は、自然状態において、検出部４３のカメラ４３１から見て互いに重ならないように配置されていることが好ましい。すなわち、カメラ４３１によって撮像される画像上で、第２マーカーＭ２がその手前にある第１マーカーＭ１に隠れることなく、第３マーカーＭ３がその手前にある第１、第２マーカーＭ１、Ｍ２に隠れることがないように配置されていることが好ましい。これにより、カメラ４３１によって、より多くのマーカーＭの変位を検出することができる。そのため、弾性層４２への入力をより精度よく検出することができる。なお、前記「自然状態」とは、例えば、静止した状態で、弾性層４２にユーザーが触れていない状態（言い換えると、実質的に重力以外の外力が加わっていない状態）を言う。

以上のような第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３の構成は、それぞれ、検出部４３で検出可能であれば、特に限定されない。例えば、第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３は、ドット状に限定されず、線形状、面形状、立体形状等であってもよい。また、線と当該線上に離間して配置された複数のドットとを組み合わせた形状であってもよい。また、第１マーカーＭ１（第２マーカーＭ２および第３マーカーＭ３についても同様）が線状の場合には、例えば、複数の第１マーカーＭ１を同心円状に配置してもよいし、例えば、指紋（紋様）のように、複数の第１マーカーＭ１が年輪状に、互いに沿って規則性なく湾曲していてもよい。

また、例えば、第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３は、それぞれ、第１～第３弾性層４２１～４２３の表面に貼着されたものであってもよいし、第１～第３弾性層４２１～４２３の表面にインク等を用いて印刷されたものであってもよい。また、例えば、第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３は、それぞれ、第１～第３弾性層４２１～４２３内に埋設されていてもよい。

保護層４２４は、第３弾性層４２３の表面に配置された第３マーカーＭ３を保護する機能を有する。保護層４２４は、第１～第３弾性層４２１～４２３と同様に、光透過性および弾性を有する。保護層４２４の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、前述した第１～第３弾性層４２１～４２３の構成材料と同様の材料が挙げられる。

検出部４３は、ステレオ写真法によって、弾性層４２の変形を三次元的に検出する。図４に示すように、検出部４３は、撮像部としての複数のカメラ４３１を有する。複数のカメラ４３１は、弾性層４２の方を向いて放射状に配置されており、それぞれ、弾性層４２を撮像可能となっている。また、弾性層４２の各部は、少なくとも２つのカメラ４３１で撮像できるようになっており、これにより、弾性層４２の各部を三次元画像認識すなわちステレオ画像認識することができる。なお、前記「弾性層４２の各部」とは、弾性層４２の全域を意味する場合もあれば、弾性層４２の選択された一部の領域を意味する場合もある。

カメラ４３１としては、特に限定されず、例えば、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラ等を用いることができる。また、本実施形態では、２つのカメラ４３１を用いて弾性層４２の各部を三次元画像認識しているが、例えば、１つのカメラ４３１を用いて弾性層４２の各部を三次元画像認識してもよい。１つのカメラ４３１を用いる場合には、例えば、複数の光軸を有するレンズを用いて複数の画像を時分割で取得し、これらの画像を用いて弾性層４２の各部を三次元画像認識してもよい。

また、検出部４３は、各カメラ４３１からの画像情報に基づいて弾性層４２の三次元画像認識を行う処理部４３２を有する。処理部４３２は、例えば、各カメラ４３１等の各部を制御するＣＰＵ、メモリー、フラッシュメモリー等の記憶部等を含んだコンピューターであり、所定のプログラム（コード）を実行できるように構成されている。なお、前記プログラムは、例えば、記憶媒体に記憶されていてもよいし、外部のサーバーからダウンロードしてもよい。

処理部４３２は、弾性層４２への入力に伴う第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３の変位を三次元画像認識によって検出し、検出結果に基づいて、入力位置、入力方向、入力強度、入力速度、入力加速度等を含む入力情報（接触入力情報）を得る。特に、本実施形態では、第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３が弾性層４２の厚さ方向にずれて配置されている。そのため、検出部４３は、弾性層４２の厚さ方向に異なる位置での変形を検出することができ、弾性層４２の変形をより詳細に検出することができる。

ここで、処理部４３２による入力情報の取得方法の一例について簡単に説明する。処理部４３２の記憶部には予め各カメラ４３１の３次元座量が記憶されている。そして、処理部４３２は、所定マーカーＭの変位を検出するのに用いられる２台のカメラ４３１で同時刻の画像を取得し、両画像中の所定マーカーＭの２次元座標を取得する。次に、処理部４３２は、両画像中の所定マーカーＭの２次元座標のずれと各カメラ４３１の３次元座標とに基づいて所定マーカーＭの３次元座標を取得し記憶部に記憶する。処理部４３２は、この作業をフレーム毎に連続的に行う。そして、処理部４３２は、前回取得した前記所定マーカーＭの３次元座標と、今回新たに取得した前記所定マーカーＭの３次元座標とを比較することで、その間に生じた所定マーカーＭの変位を検出することができる。処理部４３２は、このような作業を全マーカーＭについて行うことで、入力情報を得ることができる。なお、各カメラ４３１のフレームレートとしては、特に限定されず、例えば、１５フレーム／秒、３０フレーム／秒、６０フレーム／秒等とすることができる。

以上、処理部４３２による入力情報の取得方法について説明したが、入力情報の取得方法は、これに限定されない。例えば、全マーカーＭについて上述の作業を行うと処理量が膨大となってしまい、処理部４３２の性能等によっては大きな負荷がかかり処理が追いつかない場合が考えられる。また、用途によっては、大まかな入力情報が得られれば、それで足りる場合も考えられる。そのため、このような場合には、例えば、処理部４３２は、予め選択した一部のマーカーＭについてのみ上述の作業を行うようにしてもよい。

また、処理部４３２は、例えば、自然状態における弾性層４２の各部の画像を基準画像として記憶しておき、この基準画像と、上述のように得られた画像とをリアルタイムに比較して第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３の変位を特定することにより、上記の入力情報を得てもよい。信号生成部４５は、検出部４３が取得した入力情報（接触入力情報）を受信し、受信した入力情報に基づいて入力信号（接触入力信号）を生成する。

光源４４は、筐体４１の内側から弾性層４２を照らす。図２に示すように、光源４４は、内部空間ＳＳ内に配置された発光部４４１を有する。発光部４４１としては、特に限定されず、例えば、ＬＥＤを用いることができる。また、発光部４４１は、可視光を出射してもよいし、ＮＩＲ光（近赤外光）を出射してもよいし、紫外光を出射してもよい。発光部４４１として可視光を出射するものを用いる場合には、各カメラ４３１を可視光に対応した構成とし、発光部４４１としてＮＩＲ光を出射するものを用いる場合には、各カメラ４３１をＮＩＲ光に対応した構成とし、発光部４４１として紫外光を出射するものを用いる場合には、各カメラ４３１を紫外光に対応した構成とすればよい。特に、ＮＩＲ光や紫外光は、人間の目には見えないため、弾性層４２を介して外部に漏れたとしてもユーザーが眩しく思うことがない。各カメラ４３１が紫外光を出射する場合には、マーカーＭは、蛍光体であってもよい。これにより、マーカーＭをカメラ４３１によってより鮮明に撮像することができる。

なお、光源４４は、例えば、外界からの光によって弾性層４２を画像認識可能な程に十分に明るく保てる場合等には省略してもよい。また、内部空間ＳＳに輝度センサーを配置して、この輝度センサーにより検知された内部空間ＳＳの明るさに基づいて、発光部４４１の光量が制御されるようになっていてもよい。これにより、例えば、内部空間ＳＳ内をほぼ一定の明るさに保つことができ、検出部４３による弾性層４２の画像認識をより安定して行うことができる。

ここで、本実施形態では、第１～第３弾性層４２１～４２３および保護層４２４が光透過性を有する。そのため、各カメラ４３１は、弾性層４２を介して弾性層４２の外界を撮像することができる。したがって、各カメラ４３１を用いて、外界にあるユーザーの手の動きを捉えることができ、弾性層４２に触れることのない入力や、第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３が変位しない程度に軽く弾性層４２に触れた状態での入力が可能となる。

具体的には、例えば、弾性層４２上を通過させるように手を動かすと、この手の動きを処理部４３２がカメラ４３１からの画像に基づいて検出し、その動きに基づく入力情報（非接触入力情報）を得る。このようにして得られた入力情報も、信号生成部４５に送信され、信号生成部４５は、受信した入力情報に基づいて入力信号（非接触入力信号）を生成する。このような構成によれば、前述した接触型の入力に加えて、非接触型の入力が可能となり、タッチ入力部４の操作性および利便性がさらに向上する。

なお、検出部４３は、手と重なる部分の第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３が変位していない場合には非接触入力情報だけを取得し、手と重なる部分の第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３が変位している場合には接触入力情報だけを取得することが好ましい。また、信号生成部４５は、手と重なる部分の第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３が変位していない場合には非接触入力信号だけを生成し、第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３が変位している場合には接触入力情報だけを生成することが好ましい。これにより、誤った入力信号の生成を低減することができる。

また、タッチ入力部４は、接触型の入力と非接触型の入力とを同時行うことができるようになっていてもよい。すなわち、例えば、一方の手で接触型の入力をしつつ、他方の手で非接触型の入力を行うことができるようになっていてもよい。この場合は、接触型の入力と非接触型の入力とを弾性層４２の異なる領域で行うことが好ましい。これにより、検出部４３による接触入力情報および非接触入力情報の取得が比較的容易となる。

なお、非接触型の入力は必須ではなく、できなくてもよい。この場合、保護層４２４は、光透過性を有する必要がないため、光透過性を有していなくてもよい。保護層４２４が光透過性を有しなければ、光源４４の光が弾性層４２の外部に漏れることがないため、例えば、光源４４からの光量が大きい場合等に、使用者が眩しく感じることがなくなる。

また、図２に示すように、制御装置３は、筐体４１の内側から筐体４１の内周面に向けて映像光を投影し、弾性層４２の外側から視認可能な第２映像Ｐ２を表示する映像表示部４９を有する。映像表示部４９により表示する映像は、プロジェクターＰＪが天井面Ｑ１１に投影する第１映像Ｐ１の少なくとも一部、好ましくは全部を含んでいる。本実施形態では、第１映像Ｐ１と制御装置３の使用を補助、案内する映像とを重畳させた第２映像Ｐ２が投影される。これにより、弾性層４２に映った第１映像Ｐ１を見ながら、つまり天井面Ｑ１１ではなく手元を見ながら制御装置３を操作することができる。そのため、制御装置３の操作性が高まる。なお、映像表示部４９としては、特に限定されず、例えば、液晶型のプロジェクター、光走査型のプロジェクター等を用いることができる。

次に、タッチ入力部４の具体的な使用方法の一例を説明する。例えば、図５に示すように、天井面Ｑ１１と弾性層４２とには、第１、第２映像Ｐ１、Ｐ２として、人間の頭部Ｈの映像が投影されている。そして、ユーザーが、弾性層４２の右頬と重なる部分を押すと、その入力に対応して、天井面Ｑ１１および弾性層４２に表示された頭部Ｈの右頬が凹む。同様に、ユーザーが、弾性層４２の左頬と重なる部分を引っ張ると、その入力に対応して、天井面Ｑ１１および弾性層４２に表示された頭部Ｈの左頬が引っ張られる。

このような構成の制御装置３によれば、タッチ入力部４を介して実質的に無限の種類の入力を行うことができる。そのため、映像の制御幅をより広くすることができ、優れた操作性を有する制御装置３となる。また、直感的で簡単な操作を実現することができる。特に、本実施形態では、投影面である天井面Ｑ１１および弾性層４２が共にドーム状をなしているため、弾性層４２を天井面Ｑ１１に見立てて操作することが容易となる。したがって、より優れた操作性を有する制御装置３となる。ただし、これに限定されず、投影面および弾性層４２は、異なる形状となっていてもよい。例えば、投影面が互いに直交する複数の平面で構成されていてもよい。

以上、制御装置３について説明した。なお、タッチ入力部４の構成は、上述の構成に限定されない。例えば、本実施形態では、弾性層４２は、第１弾性層４２１と、第２弾性層４２２と、第３弾性層４２３と、を有するが、例えば、第２弾性層４２２および第３弾性層４２３の少なくとも１つを省略してもよい。また、例えば、１層で構成された弾性層４２内に、筐体４１からの距離が異なるように複数のマーカーＭが規則的または不規則に配置されていてもよい。また、本実施形態では、マーカーＭが、筐体４１からの距離が互いに異なる第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３を有するが、例えば、第２、第３マーカーＭ２、Ｍ３の少なくとも１つを省略してもよい。

また、弾性入力部４８は、弾性層４２の変形によって変位せず、かつ、検出部４３によって検出可能な基準マーカーを有していてもよい。具体的には、例えば、図６に示すように、弾性入力部４８は、弾性層４２が押されたり、引っ張られたりしても実質的に変位しない基準マーカーＭ４を有していてもよい。なお、図６の構成では、基準マーカーＭ４は、第１弾性層４２１と筐体４１との間であって筐体４１の外周面に配置されているが、基準マーカーＭ４の配置としては、これに限定されず、例えば、筐体４１の内周面に配置されていてもよい。

基準マーカーＭ４は、各カメラ４３１との相対的位置関係が一定であり、検出部４３が第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３の変位を検出する際の基準として機能する。このような構成によれば、例えば、検出部４３は、基準マーカーＭ４に対する第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３の変位を検出することにより、より精度のよい入力情報を得ることができる。なお、基準マーカーＭ４は、検出部４３が第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３のそれぞれと区別（識別）できるように、例えば、第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３と形状および色彩の少なくとも一方が異なっていることが好ましい。

また、本実施形態では、弾性層４２が保護層４２４を有するが、図７に示すように、保護層４２４を省略してもよい。この場合には、弾性層４２の表面に第３マーカーＭ３が露出する。すなわち、マーカーＭは、弾性層４２の外周面４２ａに露出する露出マーカーＭ５を有する。弾性層４２の外周面４２ａは、外力が入力される場所である。そのため、弾性層４２の外周面４２ａに露出する露出マーカーＭ５を配置することにより、入力に対するマーカーＭの追従性がより高まる。そのため、検出部４３は、より精度のよい入力情報を得ることができる。

露出マーカーＭ５は、弾性層４２の外周面４２ａから突出する部分を有することが好ましい。これにより、露出マーカーＭ５に指が引っかかり易くなる。そのため、特に、弾性層４２の外周面４２ａで指を滑らせるような入力に対する弾性層４２の応答性が向上する。また、この場合、露出マーカーＭ５のヤング率は、弾性層４２の外周面４２ａを構成する層、本実施形態では第３弾性層４２３のヤング率よりも大きいことが好ましい。これにより、露出マーカーＭ５にさらに指が引っかかり易くなり、上述した効果がより顕著なものとなる。

なお、図７に示す構成では、露出マーカーＭ５が第３マーカーＭ３で構成されている場合について説明したが、露出マーカーＭ５の構成としては、特に限定されず、第３マーカーＭ３以外のマーカーで構成されていてもよい。

また、本実施形態では、カメラ４３１が内部空間ＳＳ内に配置されているが、カメラ４３１の配置としては、特に限定されず、内部空間ＳＳ外に配置されていてもよい。この場合は、例えば、内部空間ＳＳ内にレンズを配置し、このレンズで集光した光を光ファイバー等の導光部を介してカメラ４３１まで導く構成とすることができる。このような構成によればカメラ４３１を内部空間ＳＳ内に配置する必要がなくなり、弾性層４２の小型化を図ることができる。

また、本実施形態では、筐体４１が硬質な部材で形成されているが、例えば、入力時に弾性層４２と共に撓む程度の軟質な部材で形成されていてもよい。これにより、第１～第３マーカーＭ１～Ｍ３の変位量をそれぞれより大きくすることができる。そのため、検出部４３は、より高精度の入力情報を得ることができる。

また、タッチ入力部４は、弾性層４２への入力を行う指に触覚を提供する触覚提供部を有していてもよい。これにより、入力の感覚がより現実に近くなり、より直感的な入力が可能となる。触覚提供部の構成としては、特に限定されないが、例えば、筐体４１内に複数のスピーカーを配置し、これらスピーカーのうちの少なくとも１つから弾性層４２の入力箇所に向けて超音波（音波）を出力することにより、弾性層４２への入力を行っている指に触覚を提供するように構成されていてもよい。特に、複数のスピーカーから超音波を出力し、弾性層４２の入力箇所に音の焦点を形成することにより、より効果的に、前記指に触覚を提供することができる。

以上、本発明の制御装置について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。

また、前述した実施形態では、制御装置が第１映像Ｐ１を制御しているが、第１映像Ｐ１と共に、建物Ｑ１内で流れる音楽、建物Ｑ１内の照明等を制御できるようになっていてもよい。また、天井面Ｑ１１の形状が可変の場合には、天井面Ｑ１１形状を制御できるようになっていてもよい。

また、例えば、図８に示すように、制御装置３を建物Ｑ１の床下に収容可能な構成となっていてもよい。図８に示す建物Ｑ１は、床面に開口し、制御装置３を収容する収容凹部Ｑ２と、収容凹部Ｑ２に配置され、制御装置３が載置された昇降リフトＱ３と、収容凹部Ｑ２の開口を開閉する開閉扉Ｑ４と、を有する。そして、開閉扉Ｑ４を開き、昇降リフトＱ３を上昇させることにより床面から制御装置３が現れ、反対に、昇降リフトＱ３を降下させることにより収容凹部Ｑ２に制御装置３を収容し、開閉扉Ｑ４を閉じることにより床面から制御装置３が隠される。このような構成によれば、制御装置３を使用しない場合は、制御装置３を収容することができるため、建物Ｑ１の使い勝手が向上する。

また、例えば、図８に示すように、建物Ｑ１は、制御装置９を取り囲むようにして配置された環状のステージＱ５を有していてもよい。ステージＱ５上に観客が登り、一般客やゲストが踊ったり歌ったりすることにより、制御装置３を用いたイベントをより盛り上げることができる。

本発明の制御装置は、前述したように、対象物に投影される第１映像を制御する制御装置であって、外力が入力される第１面および第１面の反対側の第２面が規定される弾性層と、弾性層に配置され、弾性層の変形に伴って変位するマーカーと、を有する弾性入力部と、弾性層の第２面側に位置づけられ、マーカーの変位に基づいて弾性層の変形を検出する検出部と、弾性層の外側から視認可能であり第１映像を含む第２映像を弾性層に表示する映像表示部と、を備え、弾性層の変形に応じて第１映像を制御する。このような構成の制御装置によれば、弾性層を介して直感的な入力を行うことができる。また、弾性層を介して実質的に無限の種類の入力を行うことができる。そのため、第１映像の制御幅をより広くすることができ、優れた操作性を発揮することができる。したがって、本発明の制御装置は、産業上の利用可能性を有する。

２…プロジェクター制御装置、３…制御装置、３０…筐体、４…タッチ入力部、４１…筐体、４２…弾性層、４２ａ…外周面、４２ｂ…内周面、４２１…第１弾性層、４２２…第２弾性層、４２３…第３弾性層、４２４…保護層、４３…検出部、４３１…カメラ、４３２…処理部、４４…光源、４４１…発光部、４５…信号生成部、４８…弾性入力部、４９…映像表示部、９…制御装置、Ｈ…頭部、Ｍ…マーカー、Ｍ１…第１マーカー、Ｍ２…第２マーカー、Ｍ３…第３マーカー、Ｍ４…基準マーカー、Ｍ５…露出マーカー、Ｐ１…第１映像、Ｐ２…第２映像、ＰＪ…プロジェクター、Ｑ…対象物、Ｑ１…建物、Ｑ１１…天井面、Ｑ２…収容凹部、Ｑ３…昇降リフト、Ｑ４…開閉扉、Ｑ５…ステージ、ＳＳ…内部空間

Claims (6)

1. 対象物に投影される第１映像を制御する制御装置であって、
   外力が入力される第１面および前記第１面の反対側の第２面が規定される弾性層と、前記弾性層に配置され、前記弾性層の変形に伴って変位するマーカーと、を有する弾性入力部と、
   前記弾性層の前記第２面側に位置づけられ、前記マーカーの変位に基づいて前記弾性層の変形を検出する検出部と、
   前記弾性層の外側から視認可能であり前記第１映像の少なくとも一部を含む第２映像を前記弾性層に表示する映像表示部と、を備え、
   前記弾性層の変形に応じて前記第１映像を制御することを特徴とする制御装置。
2. 前記マーカーは、前記弾性層の厚さ方向にずれて配置された第１マーカーおよび第２マーカーを有する請求項１に記載の制御装置。
3. 前記第１マーカーおよび前記第２マーカーは、形状および色彩の少なくとも一方が互いに異なっている請求項２に記載の制御装置。
4. 前記マーカーは、前記第１面に露出する露出マーカーを有する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の制御装置。
5. 前記弾性入力部は、前記弾性部の変形によって変位せず、前記検出部によって検出可能な基準マーカーを有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の制御装置。
6. 前記検出部は、前記弾性層を撮像する撮像部を有し、前記撮像部が撮像した前記弾性層の画像データに基づいて前記弾性層の変形を検出する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の制御装置。

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