JP7251094B2 - 位置検出装置、表示システム、及び、位置検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、位置検出装置、表示システム、及び、位置検出方法に関する。

従来、プロジェクター等によって表示画像が表示されるスクリーン上で複数の電子ペンが操作された場合に、複数の電子ペンを識別して操作位置を検出するシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１記載のシステムは、出射する赤外線光の波長が互いに異なる複数の電子ペンを検出する構成として、ＣＭＯＳイメージセンサーと、２つの光学フィルターが設けられた光学フィルターホイールとを用いる。この構成では、光学フィルターホイールの回転により、２種類の光学フィルターを透過する光を交互にイメージセンサーにより検出する。

特開２０１７－１４２７２６号公報

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、光を発する複数の操作デバイスを識別して操作位置を検出する装置を、シンプルな構成によって実現することを目的とする。

上記目的を達成する一態様は、第１指示体が発した第１の光と、第２指示体が発した第２の光と、対象範囲と、を撮像した撮像データを生成する撮像部と、前記撮像データに基づいて、前記対象範囲に対する前記第１指示体の第１の位置と、前記対象範囲に対する前記第２指示体の第２の位置と、を識別して検出する位置検出部と、を備え、前記撮像部は、第１の色光、第２の色光及び第３の色光の検出値を出力するセンサーを備え、前記センサーによって前記第１の光に含まれる第１の赤外光及び第１の波長の光と、前記第２の光に含まれる第２の赤外光及び前記第１の波長とは異なる第２の波長の光と、を検出する、位置検出装置である。

上記位置検出装置において、前記センサーは、複数の検出画素を備えるイメージセンサーで構成され、前記撮像部は複数の前記検出画素のそれぞれに対応する第１の色光、第２の色光及び第３の色光の検出値を含む前記撮像データを出力し、前記位置検出部は、各々前記検出画素に対応する１の検出値を含む１の前記撮像データから前記第１の位置および前記第２の位置を検出する構成であってもよい。

上記位置検出装置において、前記センサーは、前記第１の波長における第１の色光と第２の色光と第３の色光との相対感度が、前記第２の波長における前記第１の色光と前記第２の色光と前記第３の色光との相対感度と一致しない感度特性を有する構成であってもよい。

上記位置検出装置において、前記第１の波長は前記第２の波長より長く、前記撮像部は、前記第１の赤外光の波長と前記第１の波長の間の少なくとも一部の波長域の光をカットする光学フィルターを備え、前記センサーは前記光学フィルターを透過した光を検出する構成であってもよい。

上記位置検出装置において、前記センサーは、前記第１の赤外光の波長において、前記第１の色光の相対感度が、前記第２の色光および前記第３の色光のいずれの相対感度よりも高く、かつ、前記光学フィルターによりカットされた波長において、前記第１の色光の相対感度が、前記第２の色光および前記第３の色光のいずれの相対感度よりも高い感度特性を有する構成であってもよい。

上記位置検出装置において、前記光学フィルターは、前記第１の赤外光の波長よりも長い波長の光をカットする構成であってもよい。

上記位置検出装置において、前記光学フィルターは、紫外線領域の光をカットする構成であってもよい。

上記位置検出装置において、前記第１の赤外光の波長域と前記第２の赤外光の波長域は同じ波長を含む構成であってもよい。

上記位置検出装置において、前記第１の光に含まれる前記第１の波長の光、及び、前記第２の光に含まれる前記第２の波長の光は、可視領域の光であってもよい。

上記目的を達成する一態様は、画像データに基づいた画像を表示面に表示する画像表示部と、第１指示体が発した第１の光と、第２指示体が発した第２の光と、前記表示面の少なくとも一部と、を撮像した撮像データを生成する撮像部と、前記撮像データに基づいて、前記第１指示体の前記表示面に対する第１の位置と、前記第２指示体の前記表示面に対する第２の位置と、を識別して検出する位置検出部と、前記第１の位置に応じた第１の処理と、前記第２の位置に応じた第２の処理を行う処理部と、を備え、前記撮像部は、第１の色光、第２の色光及び第３の色光の検出値を出力するセンサーを備え、前記センサーによって前記第１の光に含まれる第１の赤外光及び第１の波長の光と、前記第２の光に含まれる第２の赤外光及び前記第１の波長とは異なる第２の波長の光と、を検出する、表示装置である。

上記表示装置において、前記処理部は、前記第１の処理、及び、前記第２の処理として、それぞれ異なる描画を行う処理を実行する構成であってもよい。

上記目的を達成する一態様は、画像データに基づいた画像を表示面に表示する画像表示部を備えた表示装置と、前記表示面における位置指示操作に用いられる第１指示体および第２指示体と、を有する表示システムであって、前記第１指示体は第１の光を発し、前記第２指示体は第２の光を発し、前記表示装置は、前記第１指示体が発した第１の光と、前記第２指示体が発した第２の光と、前記表示面の少なくとも一部と、を撮像した撮像データを生成する撮像部と、前記撮像データに基づいて、前記第１指示体の前記表示面に対する第１の位置と、前記第２指示体の前記表示面に対する第２の位置と、を識別して検出する位置検出部と、前記第１の位置に応じた第１の処理と、前記第２の位置に応じた第２の処理を行う処理部と、を備え、前記撮像部は、第１の色光、第２の色光及び第３の色光の検出値を出力する光センサーを備え、前記光センサーによって前記第１の光に含まれる第１の赤外光及び第１の波長の光と、前記第２の光に含まれる第２の赤外光及び前記第１の波長とは異なる第２の波長の光と、を検出する、表示システムである。

上記表示システムにおいて、前記第１指示体及び前記第２指示体のそれぞれは、操作を検出する操作センサーと、光源と、前記操作センサーが操作を検出した場合に前記光源から発光させる発光制御部と、を備える構成であってもよい。

上記表示システムにおいて、前記第１指示体は可視領域の前記第１の波長の光を発する光源を備え、前記第２指示体は可視領域の前記第２の波長の光を発する光源を備える構成であってもよい。

上記目的を達成する一態様は、第１指示体が発した第１の光と、第２指示体が発した第２の光と、対象範囲と、を撮像した撮像データを生成し、前記撮像データに基づいて、前記対象範囲に対する前記第１指示体の第１の位置と、前記対象範囲に対する前記第２指示体の第２の位置と、を識別して検出することを含み、第１の色光、第２の色光及び第３の色光の検出値を出力するセンサーを備え、前記センサーによって前記第１の光に含まれる第１の赤外光及び第１の波長の光と、前記第２の光に含まれる第２の赤外光及び前記第１の波長とは異なる第２の波長の光と、を検出する撮像部を用いて前記撮像データを生成する、位置検出方法である。

本発明は、上述した位置検出装置、表示装置、及び、位置検出方法以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、上記の方法を実行するためにコンピューター（或いはプロセッサー）が実行するプログラムとして実現してもよい。また、上記プログラムを記録した記録媒体、プログラムを配信するサーバー装置、上記プログラムを伝送する伝送媒体、上記プログラムを搬送波内に具現化したデータ信号等の形態で実現できる。

投射システムの概略構成図。 投射システムのブロック図。 投射システムのブロック図。 撮像部の概略構成図。 イメージセンサーの構成図。 イメージセンサーの受光特性を示す図表。 プロジェクターの動作を示すフローチャート。 変形例としての投射システムの構成を示す図。

［投射システムの概要］
図１は、本発明の一実施形態における投射システム１００の斜視図である。投射システム１００は、プロジェクター１と、第１指示体６及び第２指示体７とを有する。
プロジェクター１は、表示装置として機能し、表示面としてのスクリーンＳＣに画像光ＰＬを投射して、表示面に画像を表示する。投射システム１００は、表示システムに相当する。また、プロジェクター１は、被検出デバイスである第１指示体６及び第２指示体７の指示位置を検出する位置検出装置としても機能する。この場合、投射システム１００は、検出システムとして機能する。

プロジェクター１は、スクリーンＳＣに画像光ＰＬを投射することにより、スクリーンＳＣ上に投射画像ＰＳを形成する。投射画像ＰＳは、プロジェクター１によってスクリーンＳＣ上に投射された画像の領域を指す。プロジェクター１の通常の使用状態において、投射画像ＰＳはスクリーンＳＣに収まるように投射される。

プロジェクター１が第１指示体６及び第２指示体７の位置を検出する対象範囲ＤＡは、スクリーンＳＣの少なくとも一部を含む任意の範囲とすることができる。好ましくは、投射画像ＰＳを含む範囲が対象範囲ＤＡとされる。本実施形態では、投射画像ＰＳが投射される範囲を、対象範囲ＤＡとする。

第１指示体６は、ペン型の軸部６１を使用者が手に持って使用する指示体である。第２指示体７は、ペン型の軸部７１を使用者が手に持って使用する指示体である。第１指示体６は、使用者によって先端６２をスクリーンＳＣに押しつける操作が行われた場合に、先端６２から光を発する。第２指示体７も同様に、使用者によって先端７２をスクリーンＳＣに押し付ける操作が行われた場合に先端７２から光を発する。プロジェクター１は、第１指示体６及び第２指示体７が発する光を検出することにより、第１指示体６及び第２指示体７の操作位置を検出する。このとき、プロジェクター１は、第１指示体６の操作位置と、第２指示体７の操作位置とを識別して検出する。第１指示体６が発する光を第１の光Ｌ１とし、第２指示体７が発する光を第２の光Ｌ２とする。

本実施形態では１つの第１指示体６と、１つの第２指示体７とを含む２個の指示体を用いる構成を説明する。投射システム１００で利用可能な指示体の数は任意であり、１つであってもよいし、３以上であってもよい。

［指示体の構成］
図２は、投射システム１００のブロック図であり、特に、第１指示体６及び第２指示体７の構成を詳細に示す。

第１指示体６は、第１可視光源６３、第１赤外光源６４、第１発光制御部６５、及び、第１スイッチ６６を備える。第１指示体６は、第１指示体６の他の各部に電力を供給する第１電源６７を備える。第１可視光源６３及び第１赤外光源６４は第１指示体６の光源に相当し、第１発光制御部６５は発光制御部に相当し、第１スイッチ６６は操作センサーに相当する。

第１可視光源６３及び第１赤外光源６４は、それぞれ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光体を備え、第１発光制御部６５に接続される。第１可視光源６３は、第１の波長の光を発する発光体を備え、本実施形態では可視領域の光を発する光源である。第１赤外光源６４は、赤外領域の光を発する発光体を備える。第１可視光源６３が発する光を第１可視光ＶＬ１とし、第１赤外光源６４が発する光を第１の赤外光ＩＲ１とする。第１可視光ＶＬ１と、第１の赤外光ＩＲ１とは、第１の光Ｌ１を構成する。

第１スイッチ６６は、先端６２に圧力が加わった場合にオンとなり、先端６２への圧力が解除されるとオフに切り替わるスイッチ式のセンサーである。第１スイッチ６６は、先端６２への圧力を検出するセンサーとして機能する。第１スイッチ６６は第１発光制御部６５に接続され、第１発光制御部６５によって第１スイッチ６６がオンであるかオフであるかを検出できる。

第１発光制御部６５は、第１スイッチ６６の状態を検出し、第１スイッチ６６がオンとなっている場合に、第１可視光源６３及び第１赤外光源６４を点灯させる。例えば、第１発光制御部６５は、第１可視光源６３及び第１赤外光源６４に対し所定電圧の電流やパルス電流を出力して、第１可視光源６３及び第１赤外光源６４を点灯させる。

第１発光制御部６５は、第１可視光源６３及び第１赤外光源６４のそれぞれを独立して点灯及び消灯させるものであってもよい。本実施形態では、第１発光制御部６５は、第１可視光源６３及び第１赤外光源６４を同時に点灯及び消灯させる。

第２指示体７は、第２可視光源７３、第２赤外光源７４、第２発光制御部７５、及び、第２スイッチ７６を備える。第２指示体７は、第２指示体７の他各部に電力を供給する第２電源７７を備える。第２可視光源７３及び第２赤外光源７４は第２指示体７の光源に相当し、第２発光制御部７５は発光制御部に相当し、第２スイッチ７６は操作センサーに相当する。

第２可視光源７３及び第２赤外光源７４は、それぞれ、ＬＥＤ等の発光体を備え、第２発光制御部７５に接続される。第２可視光源７３は、第２の波長の光を発する発光体を備え、本実施形態では可視領域の光を発する光源である。第２赤外光源７４は、赤外領域の光を発する発光体を備える。第２可視光源７３が発する光を第２可視光ＶＬ２とし、第２赤外光源７４が発する光を第２の赤外光ＩＲ２とする。第２可視光ＶＬ２と、第２の赤外光ＩＲ２とは、第２の光Ｌ２を構成する。

第２スイッチ７６は、先端７２に圧力が加わった場合にオンとなり、先端７２への圧力が解除されるとオフに切り替わるスイッチ式のセンサーである。第２スイッチ７６は、先端７２への圧力を検出するセンサーとして機能する。第２スイッチ７６は第２発光制御部７５に接続され、第２発光制御部７５によって第２スイッチ７６がオンであるかオフであるかを検出できる。

第２発光制御部７５は、第２スイッチ７６の状態を検出し、第２スイッチ７６がオンとなっている場合に、第２可視光源７３及び第２赤外光源７４を点灯させる。例えば、第２発光制御部７５は、第２可視光源７３及び第２赤外光源７４に対し所定電圧の電流やパルス電流を出力して、第２可視光源７３及び第２赤外光源７４を点灯させる。

第２発光制御部７５は、第２可視光源７３及び第２赤外光源７４のそれぞれを独立して点灯及び消灯させるものであってもよい。本実施形態では、第２発光制御部７５は、第２可視光源７３及び第２赤外光源７４を同時に点灯及び消灯させる。

第１可視光源６３及び第２可視光源７３は、いずれも、波長４００ｎｍ（０．４×１０^－９ｍ）－７００ｎｍの可視領域に含まれる光を発する。特に、第１可視光源６３及び第２可視光源７３は、４６０ｎｍを含む波長域Ｂ１、５５５ｎｍを含む波長域Ｂ２、及び、５７０ｎｍを含む波長域Ｂ３のいずれかの波長域に含まれる光を発する発光体を備える。波長域Ｂ１は、４６０ｎｍを含み、例えば４５０ｎｍ－４７０ｎｍの波長域に属する。波長域Ｂ２は、５５５ｎｍを含み、例えば５４５ｎｍ－５６５ｎｍの波長域に属する。波長域Ｂ３は、５７０ｎｍを含み、例えば５７０ｎｍ－６００ｎｍの波長域に属する。

第１可視光源６３と、第２可視光源７３とは、互いに異なる波長の光を発する。例えば、第１可視光源６３が発する第１可視光ＶＬ１が波長域Ｂ１に含まれる波長の光である場合、第２可視光源７３が発する第２可視光ＶＬ２は、波長域Ｂ２または波長域Ｂ３に含まれる波長の光である。第１可視光ＶＬ１及び第２可視光ＶＬ２は単一の波長の光でなくてもよい。この場合、第１可視光ＶＬ１と第２可視光ＶＬ２とが同一の波長の光を含まないことが好ましい。また、第１可視光ＶＬ１に含まれる光の波長と第２可視光ＶＬ２に含まれる光の波長とが離れていることが好ましい。例えば、第１可視光ＶＬ１が波長域Ｂ１に含まれる光であり、第２可視光ＶＬ２が波長域Ｂ３に含まれる光である構成が好ましい。

第１赤外光源６４及び第２赤外光源７４は、いずれも、波長７００ｎｍ－１０００ｎｍの赤外領域に含まれる光を発する。好ましくは、第１赤外光源６４及び第２赤外光源７４は、波長７００ｎｍ－２５００ｎｍの近赤外領域に含まれる光を発する。本実施形態では、第１赤外光源６４及び第２赤外光源７４は少なくとも重複する波長域の光を発し、好ましくは、同一の波長域の光を発する。例えば、第１赤外光源６４及び第２赤外光源７４は、出力波長の仕様が共通する発光体で構成される。従って、第１の赤外光ＩＲ１と、第２の赤外光ＩＲ２とは、共通の波長域の光である。具体的には、第１の赤外光ＩＲ１及び第２の赤外光ＩＲ２は、７６０ｎｍ帯の波長域の光を含む。また、第１の赤外光ＩＲ１及び第２の赤外光ＩＲ２は、波長が７６０ｎｍの光であってもよい。

［プロジェクターの構成］
図３は、投射システム１００のブロック図であり、特に、プロジェクター１の構成を詳細に示す。
プロジェクター１は、プロジェクター１の各部を制御する制御部１０を備える。制御部１０は、例えば、プログラムを実行する演算処理装置を備え、ハードウェアとソフトウェアとの協働により制御部１０の機能を実現するものであってもよい。或いは、制御部１０は、演算処理機能をプログラムされたハードウェアにより構成されてもよい。本実施形態では一例として、制御部１０は、プログラムを記憶する記憶部１５と、当該プログラムを実行するプロセッサー１１とを備える構成を示す。プロセッサー１１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やマイコン等で構成される演算処理装置である。プロセッサー１１は、記憶部１５が記憶する制御プログラムを実行することにより、プロジェクター１の各部を制御する。

記憶部１５は、プロセッサー１１が実行するプログラムや、プロセッサー１１により処理されるデータを不揮発的に記憶する不揮発性記憶領域を有する。記憶部１５は、揮発性記憶領域を備え、プロセッサー１１が実行するプログラムや処理対象のデータを一時的に記憶するワークエリアを構成するものであってもよい。

例えば、本実施形態で、記憶部１５は、設定データ１６、画像データ１７、及び、撮像データＤを記憶する。設定データ１６は、プロセッサー１１が実行する各種処理の処理条件に関する設定値を含む。設定データ１６は、画像処理部４２が実行する画像処理に関する設定値を含んでもよい。

画像データ１７は、後述するインターフェイス４１から入力された画像データである。投射制御部１２は、画像データ１７をもとに、画像を投射部２０により投射させる。
撮像データＤは、撮像部３０が撮像した撮像画像のデータである。

プロセッサー１１は、単一のプロセッサーで構成されてもよいし、複数のプロセッサーで構成されてもよい。プロセッサー１１は、記憶部１５の一部または全部、及び／または、その他の回路と統合されたＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ Ｃｈｉｐ）で構成されてもよい。また、上述のように、プロセッサー１１は、プログラムを実行するＣＰＵと、所定の演算処理を実行するＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）との組合せにより構成してもよい。プロセッサー１１の機能の全てを、ハードウェアに実装した構成としてもよく、プログラマブルデバイスを用いて構成してもよい。また、プロセッサー１１は、画像処理部４２の機能を兼ねてもよい。すなわち、画像処理部４２の機能を、プロセッサー１１が実行してもよい。

プロセッサー１１は、画像光ＰＬを投射する制御を行う投射制御部１２を備える。また、プロセッサー１１は、第１指示体６及び第２指示体７の操作位置を検出する位置検出部１３を備える。
投射制御部１２及び位置検出部１３の一部を、プロセッサー１１とは別のハードウェアにより構成することも勿論可能である。

プロジェクター１は、投射部２０を備える。投射部２０は、光源２１と、光変調装置２２と、光学ユニット２３と、を備える。投射部２０には、制御部１０の制御に従って動作する光源駆動回路２４及び光変調装置駆動回路２５が接続される。投射部２０は画像表示部に相当する。

光源２１は、ＬＥＤやレーザー光源等の固体光源で構成される。なお、光源２１は、ハロゲンランプ、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ等のランプであってもよい。また、光源２１は、第１指示体６から発せられる第１の光Ｌ１に含まれる光の波長及び第２指示体７から発せられる第２の光Ｌ２に含まれる光の波長とは異なる波長の光を発する光源であってもよい。例えば、第１可視光ＶＬ１の波長、第２可視光ＶＬ２の波長、第１の赤外光ＩＲ１の波長、及び第２の赤外光ＩＲ２の波長と異なる光を発する光源であってもよい。光源２１は、光源駆動回路２４により駆動されて発光する。プロジェクター１は、制御部１０の制御に従って光源２１に電力を供給する駆動回路を備えてもよい。

光変調装置２２は、光源２１が発する光を変調して画像光ＰＬを生成し、光学ユニット２３に照射する。光変調装置２２は、例えば、透過型の液晶ライトバルブ、反射型の液晶ライトバルブ、デジタルミラーデバイス等の光変調素子を備える。光変調装置２２の光変調素子は、光変調装置駆動回路２５に接続される。光変調装置駆動回路２５は、光変調装置２２の光変調素子を駆動して、光変調装置２２の光変調素子をライン単位で順次形成し、最終的にフレーム単位で画像を形成させる。光変調装置２２は、光変調素子を駆動する駆動回路を備えてもよい。例えば、光変調装置２２が液晶ライトバルブにより構成される場合、駆動回路として、液晶ドライバー回路を備えてもよい。
光学ユニット２３は、レンズやミラー等の光学素子を備え、光変調装置２２で変調された画像光ＰＬをスクリーンＳＣ上に結像させ、画像データ１７に基づいた投射画像ＰＳをスクリーンＳＣに表示する。

図１に示すように、プロジェクター１は、インターフェイス４１、画像処理部４２、及び、入力処理部４５を備えてもよい。これらの各部は制御部１０に接続される。

インターフェイス４１は、画像データが入力されるインターフェイスであり、図示しない伝送ケーブルが接続されるコネクター、及び、伝送ケーブルを介して画像データを受信するインターフェイス回路を備える。

インターフェイス４１には、画像データを供給する画像供給装置が接続可能である。画像供給装置は、例えば、ノート型ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、デスクトップ型ＰＣ、タブレット端末、スマートフォン、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）を用いることができる。画像供給装置は、ビデオ再生装置、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）プレーヤー、ブルーレイディスクプレーヤー等であってもよい。画像供給装置は、ハードディスクレコーダー、テレビチューナー装置、ＣＡＴＶ（Ｃａｂｌｅ ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）のセットトップボックス、ビデオゲーム機等であってもよい。インターフェイス４１に入力される画像データは動画像データであっても静止画像データであってもよく、データフォーマットは任意である。

画像処理部４２は、インターフェイス４１に入力された画像データを処理する。画像処理部４２には、フレームメモリー４３が接続される。画像処理部４２は、投射制御部１２の制御に従って、投射部２０により投射する画像の画像データを処理する。画像処理部４２は、フレームメモリー４３の領域の一部のみの数ライン分～数十ライン分ずつ処理を行うこととし、フレームメモリー４３を画面全体のフレームメモリーとしないでもよい。

画像処理部４２は、例えば、投射画像ＰＳの台形歪みを補正する幾何補正処理、ＯＳＤ（Ｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）画像を重畳するＯＳＤ処理を含む各種処理を実行する。画像処理部４２は、画像データに対し、輝度や色味を調整する画像調整処理を行ってもよい。画像処理部４２は、画像データのアスペクト比や解像度を光変調装置２２に合わせて調整する解像度変換処理を行ってもよい。画像処理部４２は、フレームレート変換などのその他の画像処理を実行してもよい。

画像処理部４２は、処理後の画像データに基づき、画像信号を生成し、光変調装置２２に出力する。投射制御部１２は、画像処理部４２が出力する画像信号に基づき、光変調装置２２を動作させて、投射部２０により画像光ＰＬを投射させる。

入力処理部４５は、プロジェクター１に対する入力を受け付ける。入力処理部４５は、図示しないリモコンが送信する赤外線信号を受光するリモコン受光部４６、及び、プロジェクター１の本体に設けられる操作パネル４７に接続される。入力処理部４５は、リモコン受光部４６が受光した信号をデコードして、リモコンによる操作を検出する。また、入力処理部４５は、操作パネル４７に対する操作を検出する。入力処理部４５は、操作内容を示すデータを制御部１０に出力する。

プロジェクター１は、第１指示体６及び第２指示体７による指示操作を検出し、操作位置を特定するための構成として撮像部３０を備える。
スクリーンＳＣには、第１指示体６及び第２指示体７の操作を検出する対象範囲ＤＡが設定される。本実施形態では、投射部２０が投射画像ＰＳを投射する範囲が、対象範囲ＤＡと一致する。撮像部３０は、対象範囲ＤＡを含む撮像範囲、すなわち画角を撮像する。

撮像部３０は、いわゆるデジタルカメラであり、位置検出部１３の制御により撮像を実行し、撮像データＤを制御部１０に出力する。撮像データＤは、記憶部１５に記憶される。撮像部３０の画角は、上述のように第１指示体６及び第２指示体７の操作の対象範囲ＤＡを含むので、撮像データＤは投射画像ＰＳを含むスクリーンＳＣを撮像した画像データである。撮像部３０の画角は、対象範囲ＤＡの全体を含むことが好ましいが、対象範囲ＤＡの一部を含む画角であってもよい。

位置検出部１３は、撮像部３０を制御して撮像を実行させる。位置検出部１３の制御に従って、撮像部３０は撮像データＤを出力し、撮像部３０が出力した撮像データＤは記憶部１５に記憶される。位置検出部１３は、撮像データＤを解析して、第１指示体６の操作位置、及び、第２指示体７の操作位置を、識別して検出する。位置検出部１３が検出する第１指示体６の操作位置は、第１の位置に相当し、第２指示体７の操作位置は第２の位置に相当する。

［撮像部の構成］
図４は、撮像部３０の概略構成図である。図４において、撮像部３０に外部から入射する光を、入射光ＯＬとする。
撮像部３０は、入射光ＯＬを集光するレンズを有する撮像光学ユニット３１と、撮像光学ユニット３１により集光された光を検出するイメージセンサー３２と、を備える。イメージセンサー３２は、受光素子３３と、受光素子３３の入射側に配置されるカラーフィルターアレイ３４とを備える。イメージセンサー３２には、受光素子３３の出力値を読み出して撮像データＤを生成する出力回路３５が接続される。イメージセンサー３２は、光センサーに相当する。

図５は、イメージセンサー３２の構成図である。
イメージセンサー３２は、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサーや、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサーで構成される。イメージセンサー３２は、多数の受光素子３３がマトリクス状に配置されて構成される。各々の受光素子３３は、検出画素に相当する。
イメージセンサー３２上に配置された各々の受光素子３３に重なるように、カラーフィルターアレイ３４が配置される。カラーフィルターアレイ３４は、複数のカラーフィルターを受光素子３３の位置に合わせて配列したフィルターである。カラーフィルターアレイ３４のカラーフィルターは、赤色用フィルター３４Ｒ、青色用フィルター３４Ｂ、及び、緑色用フィルター３４Ｇを含み，それぞれが市松模様に配置される。図５には、カラーフィルターアレイ３４において、カラーフィルターが、ｘ方向の行、及びｙ方向の列に沿って市松模様にマトリクス状に配列された例を示す。

赤色用フィルター３４Ｒは、受光素子３３により赤色の光を検出させるため、赤色光以外の波長の光を減衰、或いは遮光するフィルターである。赤色用フィルター３４Ｒに重なる受光素子３３は赤色光を受光して検出する。
また、青色用フィルター３４Ｂは、受光素子３３により青色の光を検出させるため、青色光以外の波長の光を減衰、或いは遮光するフィルターである。青色用フィルター３４Ｂに重なる受光素子３３は、青色光を受光して検出する。
緑色用フィルター３４Ｇは、受光素子３３により緑色の光を検出させるため、緑色光以外の波長の光を減衰、或いは遮光するフィルターである。緑色用フィルター３４Ｇに重なる受光素子３３は、緑色光を受光して検出する。
このように、イメージセンサー３２は、カラーフィルターアレイ３４を利用して、受光素子３３によって赤色、青色、緑色を検出し、検出値を出力する。

カラーフィルターアレイ３４における赤色用フィルター３４Ｒ、青色用フィルター３４Ｂ、及び緑色用フィルター３４Ｇの配置は任意であり、例えば、ベイヤー配置（Ｂａｙｅｒ Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）に従って配置される。この場合、カラーフィルターアレイ３４は、ｘ方向において赤色用フィルター３４Ｒと緑色用フィルター３４Ｇとが交互に配列した行と、青色用フィルター３４Ｂと緑色用フィルター３４Ｇとが交互に配列した行とを含み、これらの行がｙ方向に交互に配置される。この例では、人間の視覚特性が緑色の輝度に敏感であることに対応して、緑色用フィルター３４Ｇが、赤色用フィルター３４Ｒ及び青色用フィルター３４Ｂより高密度に配置される。

図５に示すカラーフィルターアレイ３４の構成は一例である。カラーフィルターアレイ３４は、赤色用フィルター３４Ｒ、青色用フィルター３４Ｂ及び緑色用フィルター３４Ｇに加え、白色用の透明なフィルターを含む構成であってもよい。また、カラーフィルターアレイ３４は、カラーフィルターアレイ３４を、シアン用のフィルター、マゼンタ用のフィルター、及び、イエロー用のフィルターを含む補色のカラーフィルターを用いた構成であってもよい。

図４に戻り、出力回路３５は、イメージセンサー３２を構成する各々の受光素子３３の検出値をサンプリングする。出力回路３５は、画素毎の補間処理、ホワイトバランス調整処理、色分離処理、偽色抑圧処理等の各種処理を実行し、各画素のＲＧＢの出力値を含む撮像データＤを生成する。

撮像データＤは、複数の画素を含み、各画素についての複数の色の画素値を含む静止画像データである。撮像データＤに含まれる画素の数は受光素子３３の数と一致していてもよいし、一致していなくてもよい。撮像データＤが含む画素値は、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色のデータであるが、後述するようにＹ、Ｕ、Ｖの画素値を含んでもよい。撮像データＤは、画素ごとに、所定ビット数の画素値を含む。典型的な例では、撮像データＤは、画素毎に２４ビットのＲＧＢデータを含む。

撮像データＤの具体的なフォーマットは制限されない。例えば、撮像データＤは、ＲＡＷデータであってもよいし、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）形式の画像データであってもよい。或いは、ＰＮＧ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｇｒａｐｈｉｃｓ）形式や、その他の形式の画像データであってもよい。出力回路３５は、ＲＧＢの出力値をＹＵＶ値に変換する信号処理を実行して、ＹＵＶデータを含む撮像データＤを制御部１０に出力してもよい。例えば，ＲＧＢ各８ビットで1画素あたり２４ビットのデータをｘ方向の行、及びｙ方向の列に沿って順次出力する映像出力フォーマットとして扱ってもよい。

撮像部３０は、イメージセンサー３２の入射側、すなわち入射光ＯＬが入射される側に、光学フィルター３６を備える。光学フィルター３６は、予め設定された波長の光を遮光または減衰させるフィルターである。光学フィルター３６の特性については後述する。

［撮像部による検出］
図６は、イメージセンサー３２の受光特性を示す図表である。図６における横軸は波長を示し、縦軸は相対感度を示す。図６には、波長とイメージセンサー３２の相対感度の相関を（１）、（２）、（３）の波形により示す。波形（１）は赤色光の相対感度を示す。赤色用フィルター３４Ｒに重なる受光素子３３の出力値は、相対感度特性の波形（１）に対応する。同様に、波形（２）は緑色光の相対感度を示し、緑色用フィルター３４Ｇに重なる受光素子３３の出力値は相対感度特性の波形（２）に対応する。波形（３）は青色光の相対感度を示し、青色用フィルター３４Ｂに重なる受光素子３３の出力値は、相対感度特性の波形（３）に対応する。

図６には、光学フィルター３６により遮光または減衰する波長域を符号ＢＡ１、ＢＡ２、ＢＡ３で示す。
光学フィルター３６は、波長域ＢＡ１、ＢＡ２、ＢＡ３の光を完全に遮光するものに限定されず、各波長域ＢＡ１、ＢＡ２、ＢＡ３の光を減衰させるものであればよい。例えば、波長域ＢＡ１、ＢＡ２、ＢＡ３のそれぞれにおける透過率が８０％以下であればよい。なお、波長域ＢＡ１、ＢＡ２、ＢＡ３のそれぞれにおける透過率は、数％以下であることが望ましく、０％とすることがより望ましい。以下の説明で、光学フィルター３６が波長域ＢＡ１、ＢＡ２、ＢＡ３の光を遮る、との表現は、波長域ＢＡ１、ＢＡ２、ＢＡ３の光を遮光すること及び減衰させることを含む。

波長域ＢＡ１は、波長４００ｎｍ未満の紫外領域から波長４００ｎｍを含む。波長域ＢＡ１の下限は制限されないが、例えば、３８０ｎｍ、或いは３５０ｎｍとすることができる。波長域ＢＡ２は、少なくとも６００－６５０ｎｍの波長を含み、好ましくは、５８０ｎｍ－６７０ｎｍを含む。波長域ＢＡ２は可視領域における赤色光の波長に相当する。波長域ＢＡ３は、少なくとも８００ｎｍ－１０００ｎｍの波長域を含み、好ましくは、７８０ｎｍ－１２００ｎｍを含む。波長域ＢＡ３は近赤外領域を含む。
また、光学フィルター３６は、３８０ｎｍ以下、及び、１２００ｎｍ以上の波長域の光を遮るものであってもよい。

イメージセンサー３２の相対感度は、可視領域外、例えば７００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長域においても０にならない。このため、イメージセンサー３２は、図６に示した４００ｎｍ－１０００ｎｍの波長域のうち、波長域ＢＡ１、ＢＡ２、ＢＡ３以外の波長域の光を受光して有意の出力値を出力する。

符号Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は、上述した波長域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３を示す。第１可視光ＶＬ１及び第２可視光ＶＬ２は、それぞれ、波長域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３のいずれかである。第１可視光ＶＬ１の波長は第１の波長に相当し、第２可視光ＶＬ２の波長は第２の波長に相当する。すなわち、第１の波長は波長域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３のいずれかに含まれ、第２の波長は波長域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３のうち第１の波長とは異なる波長域に含まれる。

符号Ｂ４は、第１の赤外光ＩＲ１、及び第２の赤外光ＩＲ２を含む波長域を示す。波長域Ｂ４は、７６０ｎｍを含む近赤外の波長域である。

波長域Ｂ１の光はいわゆる青色の光であり、波長域Ｂ２の光はいわゆる緑色の光りであり、波長域Ｂ３の光は、いわゆる黄色の光である。
イメージセンサー３２は、近紫外領域においても感度を有する。波長域Ｂ４では、イメージセンサー３２の赤色光の相対感度（１）の値が約０．８であり、緑色光の相対感度（２）の値が約０．４であり、青色光の相対感度（３）の値が約０．１である。従って、イメージセンサー３２は、波長域Ｂ４の光を受光した場合、橙色を含む光を受光した場合と同様の出力値を出力する。
また、８５０ｎｍを含む波長域では、イメージセンサー３２の赤色光の相対感度（１）、緑色光の相対感度（２）、及び青色光の相対感度（３）の比がほぼ等しい。このため、イメージセンサー３２は、８５０ｎｍ帯の光を受光した場合、白色を含む光を受光した場合と同様の出力値を出力する。ただし、本実施形態では、８５０ｎｍ帯の光は光学フィルター３６により遮られる。

イメージセンサー３２は、波長域Ｂ１に含まれる光である青色光を受光した場合、撮像データＤに青色の像を形成する。波長域Ｂ２に含まれる光である緑色光、及び、波長域Ｂ３に含まれるである黄色光を受光した場合も同様に、撮像データＤにそれぞれ緑色、黄色の像を形成する。

ここで、イメージセンサー３２は、波長域Ｂ１に含まれる光と、波長域Ｂ４に含まれる光とを受光した場合、図６に示すＲ、Ｇ、Ｂの相対感度特性から、マゼンダの光を受光した場合と同様の出力値を出力する。すなわち、撮像データＤにマゼンダ色の像を形成する。
また、イメージセンサー３２は、波長域Ｂ２に含まれる光と、波長域Ｂ４に含まれる光とを受光した場合、図６に示すＲ、Ｇ、Ｂの相対感度特性から、黄色の光を受光した場合と同様の出力値を出力する。すなわち、撮像データＤに黄色の像を形成する。
また、イメージセンサー３２は、波長域Ｂ３に含まれる光と、波長域Ｂ４に含まれる光とを受光した場合、図６に示すＲ、Ｇ、Ｂの相対感度特性から、橙色の光を受光した場合と同様の出力値を出力する。すなわち、撮像データＤに橙色の像を形成する。

また、光学フィルター３６は、赤色光に相当する波長域を含む波長域ＢＡ２を遮るので、イメージセンサー３２は、マゼンダの光を受光した場合、青色の光を受光した場合と同様の出力値を出力する。

このように、撮像部３０は、イメージセンサー３２の感度特性と、波長域ＢＡ１、ＢＡ２、ＢＡ３を遮る光学フィルター３６とを組み合わせることにより、光学フィルター３６が存在しない場合とは異なる色の像を撮像データＤに形成する。

従って、第１可視光ＶＬ１が波長域Ｂ１に含まれる光である場合、イメージセンサー３２は、第１可視光ＶＬ１と第１の赤外光ＩＲ１を含む第１の光Ｌ１を受光すると、マゼンダの像を撮像データＤに形成する。第１可視光ＶＬ１が波長域Ｂ２に含まれる光である場合、イメージセンサー３２は、第１の光Ｌ１を受光すると、黄色の像を撮像データＤに形成する。第１可視光ＶＬ１が波長域Ｂ３に含まれる光である場合、イメージセンサー３２は、第１の光Ｌ１を受光すると、橙色の像を撮像データＤに形成する。第２の光Ｌ２についても同様である。

つまり、第１の光Ｌ１、及び第２の光Ｌ２は、マゼンダ、黄色、橙色のいずれかの光として撮像部３０によって検出され、第１の光Ｌ１の像と第２の光Ｌ２の像とは、撮像データＤにおいて異なる色の像を形成する。このため、撮像データＤに写る第１の光Ｌ１の像と第２の光Ｌ２の像とは、色により識別可能である。

位置検出部１３は、撮像データＤにおける像の位置を特定し、特定した位置を、第１指示体６または第２指示体７の操作位置として検出できる。位置検出部１３は、撮像データＤにおいて検出した像を、色に基づき、第１指示体６の操作位置であるか、第２指示体７の操作位置であるか識別できる。さらに、位置検出部１３は、撮像データＤにおける第１指示体６の操作位置を、対象範囲ＤＡにおける第１指示体６の位置に変換する変換処理を行って、第１指示体６による操作を検出する。同様に、位置検出部１３は、撮像データＤにおける第２指示体７の操作位置を、対象範囲ＤＡにおける第２指示体７の位置に変換する変換処理を行って、第２指示体７による操作を検出する。

ここで、イメージセンサー３２により第１の光Ｌ１が検出される色を、第１検出色とし、イメージセンサー３２により第２の光Ｌ２が検出される色を第２検出色とする。第１検出色は、イメージセンサー３２が第１可視光ＶＬ１と第１の赤外光ＩＲ１の両方を検出した場合の像の色である。第２検出色は、イメージセンサー３２が第２可視光ＶＬ２と第２の赤外光ＩＲ２との両方を受光した場合の像の色である。第１検出色および第２検出色は、マゼンダ、黄色、橙色のいずれかであり、互いに異なる色である。

位置検出部１３は、第１検出色、及び、第２検出色となり得るマゼンダ、黄色、橙色のＲＧＢデータを予め有している。これらのデータは、例えば、設定データ１６として記憶部１５に記憶される。位置検出部１３は、撮像データＤから、マゼンダ、黄色、橙色のＲＧＢデータに該当する画素を検出する。各色のＲＧＢデータは、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の値であってもよいし、各色の値の範囲を定めるデータであってもよい。また、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の波長域が既知である場合、位置検出部１３は、マゼンダ、黄色、橙色のうち、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２に対応する色のみについてＲＧＢデータを有していてもよい。

以下に説明するプロジェクター１の動作は、位置検出部１３が、第１検出色として第１の光Ｌ１の検出色に相当する色のＲＧＢデータを有し、第２検出色として第２の光Ｌ２の検出色に相当する色のＲＧＢデータを有する場合の動作例である。この場合、位置検出部１３は、２つの色について検出を実行する。例えば、プロジェクター１が、マゼンダ、黄色、橙色の全てのＲＧＢデータを有する場合、３つの指示体の操作位置を区別して検出できる。

［プロジェクターの動作］
図７は、プロジェクター１の動作を示すフローチャートである。
位置検出部１３は、位置検出処理を開始して（ステップＳ１１）、第１指示体６及び第２指示体７の操作位置を検出可能な動作状態に移行する。位置検出部１３は、撮像部３０を制御して撮像を実行させる（ステップＳ１２）。撮像部３０は、ステップＳ１２において、位置検出部１３の制御に従って撮像を実行し、撮像データＤを制御部１０に出力し、撮像データＤは記憶部１５に記憶される。

位置検出部１３は、撮像データＤを取得して（ステップＳ１３）、撮像データＤから第１検出色の像を検出する（ステップＳ１４）。位置検出部１３は、第１検出色の像があるか否かを判定し（ステップＳ１５）、第１検出色の像がある場合（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、検出した像の位置を、第１指示体６の操作位置と判定する（ステップＳ１６）。位置検出部１３は、ステップＳ１４で検出した像の位置を対象範囲ＤＡにおける位置座標に変換して、第１指示体６の操作位置を示す操作データを生成する（ステップＳ１７）。

ステップＳ１７で操作データを生成した後、位置検出部１３は、ステップＳ１８に移行する。また、第１検出色の像がないと判定した場合（ステップＳ１５；ＮＯ）、位置検出部１３はステップＳ１８に移行する。

ステップＳ１８で、位置検出部１３は、撮像データＤから第２検出色の像を検出する（ステップＳ１８）。位置検出部１３は、第２検出色の像があるか否かを判定し（ステップＳ１９）、第２検出色の像がある場合（ステップＳ１９；ＹＥＳ）、検出した像の位置を、第２指示体７の操作位置と判定する（ステップＳ２０）。位置検出部１３は、ステップＳ１８で検出した像の位置を対象範囲ＤＡにおける位置座標に変換して、第２指示体７の操作位置を示す操作データを生成する（ステップＳ２１）。

ステップＳ２１で操作データを生成した後、位置検出部１３は、ステップＳ２２に移行して、位置検出処理を終了するか否かを判定する（ステップＳ２２）。また、第２検出色の像がないと判定した場合（ステップＳ１９；ＮＯ）、位置検出部１３はステップＳ２２に移行して判定を行う。

入力処理部４５が位置検出処理の終了を指示する操作を受け付けた場合や、プロジェクター１の電源オフが指示された場合等に、位置検出部１３は、位置検出処理を終了すると判定する（ステップＳ２２；ＹＥＳ）。この場合、位置検出部１３は、第１指示体６及び第２指示体７の操作位置を検出する処理を終了する。位置検出部１３は、位置検出処理を終了しないと判定した場合（ステップＳ２２；ＮＯ）、ステップＳ１２に戻る。

位置検出部１３がステップＳ１７、Ｓ２０で生成する操作データは、プロジェクター１による種々の処理に利用できる。例えば、プロジェクター１は、第１指示体６や第２指示体７の操作位置の軌跡に対応して、制御部１０が画像を描画し、投射部２０により投射する処理を行ってもよい。ここで、第１指示体６の操作位置に応じて制御部が行う描画処理が第１の処理に相当し、第２指示体７の操作位置に応じて制御部が行う描画処理が第２の処理に相当する。具体的には、ステップＳ１７で第１指示体６の操作位置がＰ１であるという操作データを生成した後、位置検出を終了せず（ステップＳ２２；ＮＯ）、ステップＳ１７で位置検出部１３が、Ｐ１とは異なる位置であるＰ２が第１指示体６の操作位置であるという操作データを生成した場合、制御部１０がＰ１とＰ２を結合する線を描画し、投射部２０により投射する処理を行ってもよい。同様なフローで第２指示体７の操作位置に応じて線を描画し、投射部２０により投射することもできる。この場合、プロジェクター１は、ユーザーが第１指示体６及び第２指示体７を操作することにより、操作に従って画像や図形を描画できる。位置検出部１３は、撮像部３０が１回の撮像で得る撮像データＤから、第１指示体６の操作位置と、第２指示体７の操作位置とを、識別して検出できる。このため、第１指示体６の操作に従って画像を描画する処理と、第２指示体７の操作に従って画像を描画する処理とを、実行できる。例えば、第１指示体６の操作と第２指示体７の操作に基づき、別の画像を描画する処理を行うことができる。また、プロジェクター１は、位置検出部１３が生成した操作データを、図示しない通信装置や通信インターフェイスを通じて、外部の装置に出力してもよい。

以上説明したように、本実施形態のプロジェクター１は、撮像部３０を備える。撮像部３０は、第１指示体６が発した第１の光Ｌ１と、第２指示体７が発した第２の光Ｌ２と、対象範囲ＤＡと、を撮像した撮像データＤを生成する。プロジェクター１は、撮像データＤに基づいて、対象範囲ＤＡに対する第１指示体６の第１の位置と、対象範囲ＤＡに対する第２指示体７の第２の位置と、を識別して検出する位置検出部１３を備える。撮像部３０は、第１の色光、第２の色光及び第３の色光の検出値を出力するイメージセンサー３２を備える。プロジェクター１は、イメージセンサー３２によって第１の光Ｌ１に含まれる第１の赤外光ＩＲ１及び第１可視光ＶＬ１と、第２の光Ｌ２に含まれる第２の赤外光ＩＲ２及び第２可視光ＶＬ２と、を検出する。第１可視光ＶＬ１は第１の波長の光であり、第２可視光ＶＬ２は、第１の波長とは異なる第２の波長の光である。

本発明の位置検出装置、及び、位置検出方法を適用したプロジェクター１によれば、撮像データＤから第１指示体６の操作位置と第２指示体７の操作位置とを識別して検出できる。撮像データＤが、イメージセンサー３２によって第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を検出した検出値を含むので、撮像部３０が１回に撮像する撮像データＤを利用して、第１指示体６と第２指示体７のそれぞれの操作位置を識別して検出できる。第１の光Ｌ１が含む第１可視光ＶＬ１と、第２の光Ｌ２が含む第２可視光ＶＬ２とは、波長が異なる光である。このため、位置検出部１３は、撮像データＤにおいて検出する像の色に基づき、第１指示体６の操作位置と第２指示体７の操作位置とを区別して検出できる。このため、シンプルな構成によって、光を発する複数の指示体を識別して操作位置を検出するプロジェクター１を実現できる。さらに、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２は、それぞれ、赤外領域の第１の赤外光ＩＲ１、第２の赤外光ＩＲ２を含む。このため、位置検出部１３は、外光、環境光または、第１指示体６及び第２指示体７以外の光源からの光によって撮像データＤに可視領域の像が形成された場合であっても、第１指示体６及び第２指示体７の操作位置を確実に検出できる。

ここで、対象範囲ＤＡは、第１指示体６及び第２指示体７の位置を検出する対象となる範囲であり、検出範囲と言い換えることもできる。

プロジェクター１において、イメージセンサー３２は、検出画素としての複数の受光素子３３を備える。撮像部３０は、複数の受光素子３３のそれぞれに対応する第１の色光、第２の色光及び第３の色光の検出値を含む撮像データＤを出力する。第１の色光、第２の色光及び第３の色光は、例えば、赤色光、青色光、及び緑色光である。位置検出部１３は、各々の検出画素に対応する１の検出値を含む１の撮像データＤから、第１指示体６の操作位置および第２指示体７の操作位置を検出する。このため、位置検出部１３は、撮像データＤから第１の色光、第２の色光及び第３の色光の検出値をもとに、第１指示体６が発した第１の光Ｌ１の像と、第２指示体７が発した第２の光Ｌ２の像とを識別して、それぞれ検出できる。従って、２つの第１指示体６、第２指示体７の検出位置を、１つの撮像データＤを用いて速やかに検出できる。

イメージセンサー３２は、波長域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３のいずれかにおける第１の色光と第２の色光と第３の色光との相対感度が、他の波長域における第１の色光と第２の色光と第３の色光との相対感度と一致しない感度特性を有する。このため、撮像データＤにおいて、第１指示体６が発した第１の光Ｌ１の像と、第２指示体７が発した第２の光Ｌ２の像とを、第１の色光、第２の色光及び第３の色光の成分が異なる像として区別できる。従って、２つの第１指示体６、第２指示体７の検出位置を、撮像データＤにおいて容易に区別することができ、速やかに検出できる。

また、上記実施形態において、第１の波長は第２の波長より長い。第１の波長が波長域Ｂ３に含まれる場合、第２の波長は波長域Ｂ１または波長域Ｂ２に含まれる。第１の波長が波長域Ｂ２に含まれる場合、第２の波長は波長域Ｂ１に含まれる。撮像部３０は、第１の赤外光ＩＲ１の波長と第１の波長の間の少なくとも一部の波長域の光をカットする光学フィルター３６を備える。イメージセンサー３２は光学フィルター３６を透過した光を検出する。このため、第１可視光ＶＬ１と第１の赤外光ＩＲ１の間の波長域に属する光の影響を軽減し、撮像データＤから第１の光Ｌ１の像と第２の光Ｌ２の像とを速やかに検出できる。

イメージセンサー３２の感度特性について以下の条件が成立する。すなわち、第１の赤外光ＩＲ１の波長において、第１の色光の相対感度が、第２の色光および第３の色光のいずれの相対感度よりも高い。かつ、光学フィルター３６によりカットされた波長において、第１の色光の相対感度が、第２の色光および第３の色光のいずれの相対感度よりも高い。例えば、図６において、第１の赤外光ＩＲ１が含まれる波長域Ｂ４では赤色の相対感度（１）が緑色の相対感度（２）及び青色の相対感度（３）より高い。また、光学フィルター３６によりカットされた波長域ＢＡ２では、赤色の相対感度（１）が緑色の相対感度（２）及び青色の相対感度（３）より高い。このような感度特性をイメージセンサー３２が有することにより、撮像データＤにおいて、第１の赤外光ＩＲ１を含む第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２が、可視領域の光とは異なる色の像として写る。このため、外光、環境光または、第１指示体６及び第２指示体７以外の光源からの光の影響を受けにくく、第１指示体６及び第２指示体７の操作位置を確実に検出できる。

光学フィルター３６は、第１の赤外光ＩＲ１よりも長い波長の光をカットする。このため、第１の赤外光ＩＲ１及び第２の赤外光ＩＲ２以外の赤外光の影響を排除して、撮像データＤから第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の像を、より速やかに検出できる。

光学フィルター３６は、紫外線領域の波長の光をカットするので、紫外線領域の入射光ＯＬの影響を排除して、撮像データＤから第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の像を、より速やかに検出できる。

また、第１の赤外光ＩＲ１と第２の赤外光ＩＲ２とは同じ波長の光を含むので、位置検出部１３による高い検出精度を確保しつつ、第１指示体６及び第２指示体７の構成を簡略化できる。

第１の光Ｌ１に含まれる第１可視光ＶＬ１、及び、第２の光Ｌ２に含まれる第２可視光ＶＬ２光は、可視領域の光である。このため、第１指示体６がユーザーの操作に応じて発光し、位置検出が行われることを、ユーザーに知らせることができ、操作性の向上を図ることができる。第２指示体７についても同様である。

表示装置としてのプロジェクター１は、画像データに基づいた画像を表示面に表示する投射部２０を備える。プロジェクター１は、撮像部３０と、位置検出部１３と、第１の位置に応じた第１の処理と、第２の位置に応じた第２の処理を行う処理部としての制御部１０と、を備える。このため、第１の位置と第２の位置との各々を識別して速やかに検出することができ、検出した位置に基づく第１の処理および第２の処理を、速やかに実行できる。

処理部としての制御部１０は、第１の処理、及び、第２の処理として、それぞれ異なる描画を行う処理を実行する。すなわち、制御部１０は、第１の処理として、第１指示体６の操作位置の軌跡に対応する画像を描画し、第２の処理として、第２指示体７の操作位置の軌跡に対応する画像を描画することができる。

投射システム１００は、画像データに基づいた画像を表示面に表示する投射部２０を備えたプロジェクター１と、スクリーンＳＣにおける位置指示操作に用いられる第１指示体６および第２指示体７と、を有する表示システムとして機能する。第１指示体６は第１の光Ｌ１を発し、第２指示体７は第２の光Ｌ２を発する。投射システム１００では、第１指示体６及び第２指示体７のそれぞれを用いて、位置指示操作を行うことができる。そして、プロジェクター１により、第１指示体６の操作位置である第１の位置と、第２指示体７の操作位置である第２の位置とを識別して、速やかに検出できる。

第１指示体６は、操作を検出する第１スイッチ６６と、第１可視光源６３と、第１赤外光源６４と、第１スイッチ６６が操作を検出した場合に第１可視光源６３及び第１赤外光源６４から発光させる第１発光制御部６５と、を備える。第２指示体７は、操作を検出する第２スイッチ７６と、第２可視光源７３と、第２赤外光源７４と、第２スイッチ７６が操作を検出した場合に第２可視光源７３及び第２赤外光源７４から発光させる第２発光制御部７５と、を備える。このため、第１指示体６は、第１スイッチ６６により操作を検出したときに第１の光Ｌ１を発し、第２指示体７は、第２スイッチ７６により操作を検出したときに第２の光Ｌ２を発する。従って、プロジェクター１により、第１指示体６の操作が行われた場合の操作位置と、第２指示体７の操作が行われた場合の操作位置とを、識別して検出できる。このため、第１指示体６及び第２指示体７の操作の有無と、操作位置とを、速やかに検出できる。

第１指示体６が備える第１可視光源６３は可視領域の第１可視光ＶＬ１を発し、第２指示体７が備える第２可視光源７３は可視領域の第２可視光ＶＬ２を発する。このため、ユーザーが、操作に対応して第１指示体６及び第２指示体７が発する光を認識できるので、ユーザビリティの向上を図ることができる。

［他の実施形態］
上記実施形態は本発明を適用した一具体例を示すものであり、本発明はこれに限定されるものではない。

上記実施形態では、第１指示体６及び第２指示体７が、それぞれ、第１スイッチ６６及び第２スイッチ７６により操作を検出した場合に発光する構成を例示した。本発明はこれに限定されず、第１スイッチ６６が操作されていない状態で第１指示体６が第１の光Ｌ１を発する構成としてもよい。また、第１スイッチ６６は、複数の波長の赤外光を切り替えて発する構成としてもよい。例えば、第１スイッチ６６が操作されていない状態と、第１スイッチ６６が操作されている状態とで、第１可視光源６３及び／または第１赤外光源６４から発する赤外光の波長を切り替える構成としてもよい。上述のように、撮像部３０は、波長が異なる複数の赤外光を、異なる相対感度で検出するイメージセンサー３２を備える。このため、位置検出部１３は、撮像データＤに基づき、第１指示体６の操作位置と、第１スイッチ６６の操作の有無とを検出できる。第２指示体７についても同様である。

また、上記実施形態では、第１可視光ＶＬ１、第２可視光ＶＬ２、第１の赤外光ＩＲ１、及び第２の赤外光ＩＲ２の波長として例示した値は一例である。上述した例とは異なる波長とすることが可能である。また、３以上の指示体を投射システム１００において用いる構成とすることも可能であり、この場合、各々の指示体が発する光は、波長域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３のうち、それぞれ異なる波長域の光を発する構成であればよい。

また、第１指示体６及び第２指示体７の構成は任意であり、例えば、複数の光源を備える構成としてもよいし、第１スイッチ６６、第２スイッチ７６を複数備える構成としてもよい。また、第１指示体６及び第２指示体７の形状はペン型に限定されず、例えば、ユーザーの指や手に装着する形状としてもよい。

また、上記実施形態では、対象範囲ＤＡが投射画像ＰＳに一致する構成を例示したが、本発明はこれに限定されない。対象範囲ＤＡは、投射画像ＰＳの一部を含むことが好ましいが、投射画像ＰＳと一致していなくてもよく、対象範囲ＤＡが投射画像ＰＳ及びその周辺を含んでも良いし、投射画像ＰＳの一部が対象範囲ＤＡとなる構成であってもよい。

また、本発明の表示装置はプロジェクター１に限定されず、液晶表示パネルに画像を表示する液晶モニター又は液晶テレビを表示装置として用いてもよいし、その他の表示方式を採用する装置を用いてもよい。

図８は、本発明を適用した変形例としての投射システム１００Ａの構成を示す図である。
図８に示す投射システム１００Ａは、ディスプレイ９と、第１指示体６、及び第２指示体７とを組み合わせたシステムである。ディスプレイ９は、本体９１に、表示面９２を備えている。表示面９２は、液晶表示パネル、プラズマディスプレイパネル、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）、ＯＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等で構成される。ディスプレイ９は、プロジェクター１と同様に、表示面９２に画像を表示する表示装置である。

ディスプレイ９の本体９１の上部には、撮像部９３が配置される。撮像部９３は、撮像部３０と同様に、デジタルカメラである。
表示面９２には、対象範囲ＤＡが設定されている。対象範囲ＤＡは、第１指示体６及び第２指示体７の操作を検出する対象の領域である。撮像部９３は、対象範囲ＤＡを撮像するように配置されており、好ましくは、撮像部９３は対象範囲ＤＡの全体を撮像する。

上記実施形態と同様に、第１指示体６は第１の光Ｌ１を発し、第２指示体７は第２の光Ｌ２を発する。ディスプレイ９は、撮像部９３により対象範囲ＤＡを撮像した撮像画像をもとに、第１指示体６の指示位置、及び第２指示体７の指示位置を検出して、検出した位置に基づく処理を行う。例えば、ディスプレイ９は、第１指示体６の指示位置の軌跡に沿って画像９４Ａを描画し、第２指示体７の指示位置の軌跡に沿って画像９４Ｂを描画し、表示面９２に表示する。
このように、本発明の表示装置の具体的態様は任意に変更可能であり、各種の態様において、上記実施形態で説明した構成と同様の効果を得ることができる。

また、図２及び図３に示した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、複数のプロセッサーが協働して、一つまたは複数の機能部の機能を実現する構成とすることも可能である。さらに、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、或いは、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、投射システム１００を構成する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。

１…プロジェクター（表示装置）、６…第１指示体、７…第２指示体、１０…制御部（処理部）、１１…プロセッサー、１２…投射制御部、１３…位置検出部、１５…記憶部、１６…設定データ、１７…画像データ、２０…投射部（画像表示部）、２１…光源、２２…光変調装置、２３…光学ユニット、２４…光源駆動回路、２５…光変調装置駆動回路、３０…撮像部、３１…撮像光学ユニット、３２…イメージセンサー（光センサー）、３３…受光素子（検出画素）、３４…カラーフィルターアレイ、３４Ｂ…青色用フィルター、３４Ｇ…緑色用フィルター、３４Ｒ…赤色用フィルター、３５…出力回路、３６…光学フィルター、４１…インターフェイス、４２…画像処理部、４３…フレームメモリー、４５…入力処理部、４６…リモコン受光部、４７…操作パネル、６１…軸部、６２…先端、６３…第１可視光源（光源）、６４…第１赤外光源（光源）、６５…第１発光制御部（発光制御部）、６６…第１スイッチ（操作センサー）、６７…第１電源、７１…軸部、７２…先端、７３…第２可視光源（光源）、７４…第２赤外光源（光源）、７５…第２発光制御部（発光制御部）、７６…第２スイッチ（操作センサー）、１００…投射システム（表示システム）、Ｄ…撮像データ、ＤＡ…対象範囲、ＩＲ１…第１の赤外光、ＩＲ２…第２の赤外光、Ｌ１… 第１の光、Ｌ２…第２の光、ＯＬ…入射光、ＰＬ…画像光、ＰＳ…投射画像、ＳＣ…スクリーン（表示面）、ＶＬ１…第１可視光（第１の波長の光）、ＶＬ２…第２可視光（第２の波長の光）。

Claims (9)

1. 第１指示体が発した第１の光と、第２指示体が発した第２の光と、対象範囲と、を撮像した撮像データを生成する撮像部と、
   前記撮像データに基づいて、前記対象範囲に対する前記第１指示体の第１の位置と、前記対象範囲に対する前記第２指示体の第２の位置と、を識別して検出する位置検出部と、を備え、
   前記撮像部は、第１の色光、第２の色光及び第３の色光の検出値を出力するセンサーを備え、前記センサーによって前記第１の光に含まれる第１の赤外光及び第１の波長の可視光と、前記第２の光に含まれる第２の赤外光及び前記第１の波長とは異なる第２の波長の可視光と、を検出することにより、前記第１の光の像として前記第１の波長の可視光とは異なる色の像を含み、前記第２の光の像として前記第２の波長の可視光とは異なる色の像を含む前記撮像データを生成する、位置検出装置。
2. 前記センサーは、複数の検出画素を備えるイメージセンサーで構成され、前記撮像部は複数の前記検出画素のそれぞれに対応する第１の色光、第２の色光及び第３の色光の検出値を含む前記撮像データを出力し、
   前記位置検出部は、各々前記検出画素に対応する１の検出値を含む１の前記撮像データから前記第１の位置および前記第２の位置を検出する、請求項１記載の位置検出装置。
3. 前記センサーは、前記第１の波長における第１の色光と第２の色光と第３の色光との相対感度が、前記第２の波長における前記第１の色光と前記第２の色光と前記第３の色光との相対感度と一致しない感度特性を有する、請求項１または２記載の位置検出装置。
4. 前記第１の波長は前記第２の波長より長く、
   前記撮像部は、前記第１の赤外光の波長と前記第１の波長の間の少なくとも一部の波長域の光をカットする光学フィルターを備え、前記センサーは前記光学フィルターを透過した光を検出する、請求項１から３のいずれか１項に記載の位置検出装置。
5. 前記センサーは、
   前記第１の赤外光の波長において、前記第１の色光の相対感度が、前記第２の色光および前記第３の色光のいずれの相対感度よりも高く、かつ、
   前記光学フィルターによりカットされた波長において、前記第１の色光の相対感度が、前記第２の色光および前記第３の色光のいずれの相対感度よりも高い感度特性を有する、請求項４記載の位置検出装置。
6. 前記光学フィルターは、前記第１の赤外光の波長よりも長い波長の光、又は紫外線領域の光をカットする、請求項４または５に記載の位置検出装置。
7. 前記第１の赤外光の波長域と前記第２の赤外光の波長域は同じ波長を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の位置検出装置。
8. 画像データに基づいた画像を表示面に表示する画像表示部を備えた表示装置と、前記表示面における位置指示操作に用いられる第１指示体および第２指示体と、を有する表示システムであって、
   前記第１指示体は、第１の赤外光及び第１の波長の可視光を含む第１の光を発し、
   前記第２指示体は、第２の赤外光及び前記第１の波長とは異なる第２の波長の可視光を含む第２の光を発し、
   前記表示装置は、
   前記第１指示体が発した第１の光と、前記第２指示体が発した第２の光と、前記表示面の少なくとも一部と、を撮像した撮像データを生成する撮像部と、
   前記撮像データに基づいて、前記第１指示体の前記表示面に対する第１の位置と、前記第２指示体の前記表示面に対する第２の位置と、を識別して検出する位置検出部と、
   前記第１の位置に応じた第１の処理と、前記第２の位置に応じた第２の処理を行う処理部と、を備え、
   前記撮像部は、第１の色光、第２の色光及び第３の色光の検出値を出力する光センサーを備え、前記光センサーによって前記第１の光に含まれる前記第１の赤外光及び前記第１の波長の可視光と、前記第２の光に含まれる前記第２の赤外光及び前記第２の波長の可視光と、を検出することにより、前記第１の光の像として前記第１の波長の可視光とは異なる色の像を含み、前記第２の光の像として前記第２の波長の可視光とは異なる色の像を含む前記撮像データを生成する、表示システム。
9. 第１指示体が発した第１の光と、第２指示体が発した第２の光と、対象範囲と、を撮像した撮像データを生成し、
   前記撮像データに基づいて、前記対象範囲に対する前記第１指示体の第１の位置と、前記対象範囲に対する前記第２指示体の第２の位置と、を識別して検出することを含み、
   第１の色光、第２の色光及び第３の色光の検出値を出力するセンサーを備え、前記センサーによって前記第１の光に含まれる第１の赤外光及び第１の波長の可視光と、前記第２の光に含まれる第２の赤外光及び前記第１の波長とは異なる第２の波長の可視光と、を検出する撮像部を用いて、前記第１の光の像として前記第１の波長の可視光とは異なる色の像を含み、前記第２の光の像として前記第２の波長の可視光とは異なる色の像を含む前記撮像データを生成する、位置検出方法。

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