JP5796733B2 - 光信号出力装置、信号処理装置、信号処理方法、信号処理システム、撮像装置、プロジェクタ、およびプログラム - Google Patents

Description

本技術は、光信号出力装置、信号処理装置、信号処理方法、信号処理システム、撮像装置、プロジェクタ、およびプログラムに関し、特に、異なる目的で使用される同一波長帯の２つの信号を的確に区別することができるようにする光信号出力装置、信号処理装置、信号処理方法、信号処理システム、撮像装置、プロジェクタ、およびプログラムに関する。

プロジェクタは、例えば、パーソナルコンピュータと接続して、プレゼンテーションなどを行う場合に、パーソナルコンピュータに表示している画像と同一画像をスクリーン等に映し出すために利用される。

プロジェクタには、映像入力の切り換えや投射画像の調整を行うためのリモートコントローラが付属される。リモートコントローラは、操作された内容に応じた赤外信号をプロジェクタに送信する。また、プレゼンテーションでは、プロジェクタで投射して表示させた画像を指示する指示棒などもよく利用される。

従来、赤外光や青色光を発光する入力ペンを用いてデータを入力するデータ入力装置や画像表示装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００６−２４３８５０号公報 特開昭５３−６６１２２号公報

プレゼンテーション等で利用される指示棒などにおいて、赤外光を出力する指示棒なども存在するが、この場合、プロジェクタのリモートコントローラからの赤外信号と、指示棒からの赤外信号とを的確に区別できることが誤作動を防止するため重要である。

本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、異なる目的で使用される同一波長帯の２つの信号を的確に区別することができるようにするものである。

本技術の第１の側面の光信号出力装置は、筐体の端部に設けられ、物体に接触していないときに第１の状態となり、物体に接触することで第２の状態となるスイッチと、前記スイッチが前記第１の状態である場合には第１レベルの光信号を出力し、前記スイッチが前記第２の状態である場合には前記第１レベルとは異なる第２レベルの光信号を出力する光信号出力部とを備える。

本技術の第１の側面においては、筐体の端部に設けられたスイッチが物体に接触していない第１の状態である場合には第１レベルの光信号が出力され、筐体の端部に設けられたスイッチが物体に接触することで第２の状態である場合には第１レベルとは異なる第２レベルの光信号が出力される。

本技術の第２の側面の信号処理装置は、複数の信号レベルの光信号を出力する光信号出力装置から出力された前記光信号を撮像する撮像部で得られた撮像信号に基づいて、所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号が検出され、検出された前記所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号の位置が、前記所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号を検出する直前の前記光信号の位置から所定の範囲内である場合に、検出された前記光信号に基づく情報を出力する光信号処理部を備える。

本技術の第２の側面の信号処理方法は、複数の信号レベルの光信号を出力する光信号出力装置から出力された前記光信号を撮像する撮像部で得られた撮像信号に基づく信号処理を行う信号処理装置が、所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号が検出され、検出された前記所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号の位置が、前記所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号を検出する直前の前記光信号の位置から所定の範囲内である場合に、検出された前記光信号に基づく情報を出力するステップを含む。

本技術の第２の側面のプログラムは、複数の信号レベルの光信号を出力する光信号出力装置から出力された前記光信号を撮像する撮像部で得られた撮像信号に基づく信号処理を行うコンピュータに、所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号が検出され、検出された前記所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号の位置が、前記所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号を検出する直前の前記光信号の位置から所定の範囲内である場合に、検出された前記光信号に基づく情報を出力する処理を実行させるためのものである。

本技術の第２の側面においては、所定の閾値以上の信号レベルの光信号が検出され、検出された所定の閾値以上の信号レベルの光信号の位置が、所定の閾値以上の信号レベルの光信号を検出する直前の光信号の位置から所定の範囲内である場合に、検出された光信号に基づく情報が出力される。
本技術の第３の側面の信号処理装置は、複数の信号レベルの光信号を出力する光信号出力装置から出力された前記光信号を撮像する撮像部で得られた撮像信号に基づいて、所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号が検出されたとき、検出された前記光信号に基づく情報を出力する光信号処理部を備え、前記光信号処理部は、前記光信号の信号レベルを、第１レベルと第２レベルのそれぞれに分類して蓄積し、蓄積された前記第１レベルに相当するデータと前記第２レベルに相当するデータに基づいて、前記所定の閾値を決定する。
本技術の第３の側面においては、所定の閾値以上の信号レベルの光信号が検出されたとき、検出された光信号に基づく情報が出力される。また、光信号の信号レベルが、第１レベルと第２レベルのそれぞれに分類して蓄積され、蓄積された第１レベルに相当するデータと第２レベルに相当するデータに基づいて、所定の閾値が決定される。

本技術の第４の側面の撮像装置は、複数の信号レベルの光信号を出力する光信号出力装置から出力された前記光信号を撮像する撮像部と、前記撮像部で得られた撮像信号に基づいて、所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号が検出され、検出された前記所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号の位置が、前記所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号を検出する直前の前記光信号の位置から所定の範囲内である場合に、検出された前記光信号に基づく情報を出力する光信号処理部とを備える。本技術の第５の側面のプロジェクタは、前記第４の側面の撮像装置を備える。

本技術の第４および第５の側面においては、所定の閾値以上の信号レベルの光信号が検出され、検出された所定の閾値以上の信号レベルの光信号の位置が、所定の閾値以上の信号レベルの光信号を検出する直前の光信号の位置から所定の範囲内である場合に、検出された光信号に基づく情報が出力される。

本技術の第６の側面の信号処理システムは、筐体の端部に設けられ、物体に接触していないときに第１の状態となり、物体に接触することで第２の状態となるスイッチと、前記スイッチが前記第１の状態である場合には第１レベルの光信号を出力し、前記スイッチが前記第２の状態である場合には前記第１レベルとは異なる第２レベルの光信号を出力する光信号出力部と、前記光信号出力部から出力された前記光信号を撮像する撮像部で得られた撮像信号に基づいて前記光信号が検出され、検出された前記光信号に基づく情報を出力する光信号処理部とを備える。
本技術の第６の側面においては、筐体の端部に設けられたスイッチが物体に接触していない第１の状態である場合には第１レベルの光信号が光信号出力部から出力され、筐体の端部に設けられたスイッチが物体に接触することで第２の状態である場合には第１レベルとは異なる第２レベルの光信号が光信号出力部から出力される。そして、光信号出力部から出力された光信号を撮像する撮像部で得られた撮像信号に基づいて光信号が検出され、検出された光信号に基づく情報が出力される。

なお、プログラムは、伝送媒体を介して伝送することにより、又は、記録媒体に記録して、提供することができる。

光信号出力装置、信号処理装置、及び撮像装置は、独立した装置であっても良いし、１つの装置を構成している内部ブロックであっても良い。

本技術の第１乃至第４の側面によれば、異なる目的で使用される同一波長帯の２つの信号を的確に区別することができる。

本技術が適用されるシステムの構成および状況について説明する図である。 図１のプレゼンテーションシステムの機能的構成例を示すブロック図である。 指示ペンの外観図を示している。 指示ペンの第１の構成例を示す図である。 指示ペンの第２の構成例を示す図である。 指示ペンの第２の構成例を説明する図である。 指示ペンの処理を説明するフローチャートである。 キャリブレーションモードについて説明する図である。 閾値決定処理を説明するフローチャートである。 受光処理を説明するフローチャートである。 本技術が適用されたコンピュータの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。

［プレゼンテーションシステムの構成例］
初めに、図１を参照して、本技術が適用されるシステムの構成および状況について説明する。

図１は、会議等においてプレゼンテーションを行う場合に有用なプレゼンテーションシステム１の構成例を示している。

プレゼンテーションシステム１は、パーソナルコンピュータ１１、プロジェクタ１２およびそのリモートコントローラ１２R、IR（Infrared Radiation）カメラ１３、および指示ペン１４により構成される。

パーソナルコンピュータ１１（以下、PC１１という。）は、プロジェクタ１２と、映像ケーブル２１および制御信号ケーブル２２により接続されている。映像ケーブル２１は、例えば、アナログRGBケーブルであり、制御信号ケーブル２２は、例えば、USB（Universal Serial Bus）ケーブルである。

PC１１には、プレゼンテーション用のアプリケーションが内蔵されている。PC１１で起動されたプレゼンテーション用のアプリケーションは、ユーザによって予め作成されたプレゼンテーション用の画像を、ディスプレイ１１Dに表示させるとともに、映像ケーブル２１を介して、ディスプレイ１１Dに表示された画像の画像信号をプロジェクタ１２に出力する。

また、PC１１で起動されたプレゼンテーション用のアプリケーションは、IRカメラ１３で検出された、ディスプレイ１１Dに表示された画像上の所定の位置においてクリック操作がされた場合と同一のクリック情報を、制御信号ケーブル２２を介して取得する。

プロジェクタ１２は、映像ケーブル２１を介してPC１１から入力された画像信号に基づいて、ディスプレイ１１Dに表示されている画像と同一の画像を、投射面である壁またはスクリーン１５に投射する。投射面に表示される画像のサイズ（画面サイズ）は、例えば、８０インチなどとすることができる。プロジェクタ１２は、例えば、短焦点または超短焦点型であるとすると、投射面から６０ｃｍ程度離れた天井に固定金具により固定されている。なお、プロジェクタ１２は、卓上据置型でも勿論よい。

プロジェクタ１２は、リモートコントローラ１２Rからの赤外光によるリモート信号を受信し、映像入力の切り換えや表示画像の調整などの、リモート信号に応じた所定の制御を行う。

また、プロジェクタ１２には、IRカメラ１３が接続されており、IRカメラ１３から取得されるクリック情報を、制御信号ケーブル２２を介して、PC１１に出力する。

指示ペン１４は、プレゼンテーションの発表者であるユーザによって保持され、操作される。指示ペン１４は、赤外光（光信号）を常時出力している。また、指示ペン１４は、先端部がスクリーン１５等に接触されたときの外力に応じてオン、オフするスイッチ６１（図２）を内蔵し、スイッチ６１のオンオフにより、赤外光の出力レベルを変化させる。具体的には、先端部が所定の物体に接触した場合、指示ペン１４は、強レベルの赤外光を出力し、それ以外の場合には、弱レベルの赤外光を出力する。

IRカメラ（撮像装置）１３は、プロジェクタ１２に接続され、プロジェクタ１２の投射範囲と同じか、それより少し広めの範囲を撮像範囲として赤外光を撮像する。そして、IRカメラ１３は、指示ペン１４が常時発する弱レベルの赤外光を捕捉するとともに、弱レベルから強レベルへの出力レベルの変化も検出する。

IRカメラ１３は、弱レベルから強レベルへの出力レベルの変化を検出した場合、強レベルの赤外光が検出された位置でクリック操作がなされたことを示すクリック情報を、プロジェクタ１２に出力する。プロジェクタ１２はクリック情報をパーソナルコンピュータ１１に出力する。

以上の構成を有するプレゼンテーションシステム１において、ユーザは、プロジェクタ１２から投射された画像上の所定の位置で、指示ペン１４をスクリーン１５等に接触させる。IRカメラ１３は、指示ペン１４から常時出力される弱レベルの赤外光を捕捉し、弱レベルから強レベルに赤外光の出力レベルが変化した場合、クリック情報をプロジェクタ１２を介してPC１１に出力する。これにより、ユーザは、ディスプレイ１１Dに表示された画像に対して行うクリック操作を、投射された画像上で行うことができる。ユーザは、指示ペン１４を用いてPC１１上の画像を操作することができ、指示ペン１４はいわゆるインタラクティブペンと呼ばれる。

なお、インタラクティブな指示ペン１４を用いて、投射された画像上でディスプレイ１１Dと同一のクリック操作を行うためには、ディスプレイ１１Dに表示された画像上の位置と、投射された画像上の位置との対応をとる必要がある。そのため、プレゼンテーション用のアプリケーションには、通常モード（プレゼンテーションモード）とは別に、キャリブレーションモードが用意されている。キャリブレーションモードでは、ディスプレイ１１Dに表示された画像上の位置と、投射された画像上の位置とを一致させるための補正値が算出され、記憶される。

［プレゼンテーションシステム１の機能構成ブロック図］
図２は、プレゼンテーションシステム１の機能的構成例を示すブロック図である。

PC１１は、画像表示部３１、画像生成部３２、指示位置補正部３３、位置補正情報記憶部３４、および通信部３５を少なくとも有する。

画像表示部３１は、図１のディスプレイ１１Dに対応し、画像生成部３２で生成された画像を表示する。

画像生成部３２は、予め作成されて所定の記憶部に記憶されているプレゼンテーション用のファイルを読み出し、そこで作成されているプレゼンテーション用の画像を生成し、その画像信号を画像表示部３２と通信部３５に出力する。また、画像生成部３２は、指示位置補正部３３から供給されるクリック情報に基づいて、プレゼンテーションの次の画像を表示するなどの制御も行う。

指示位置補正部３３は、通信部３５を介してプロジェクタ１２から供給されるクリック情報を取得する。そして、指示位置補正部３３は、位置補正情報記憶部３４に記憶されている補正値により、クリック情報の位置を補正し、補正後のクリック情報を画像生成部３２に供給する。

また、指示位置補正部３３は、キャリブレーションモードにおいて、ディスプレイ１１Dに表示された画像上の位置と、投射された画像上の位置を一致させるための補正値を算出し、算出された補正値を位置補正情報記憶部３４に記憶させる。

画像生成部３２および指示位置補正部３３は、例えば、CPU（Central Processing Unit）、RAM（Random Access Memory）等において、プレゼンテーション用のアプリケーションが実行されることにより構成される。

位置補正情報記憶部３４は、パーソナルコンピュータ１１内のハードディスク等の記録媒体により構成され、キャリブレーションモードにおいて指示位置補正部３３により算出された補正値を記憶する。

通信部３５は、パーソナルコンピュータ１１内の通信部およびアプリケーション用のドライバ等により構成され、画像信号やクリック情報などの所定の情報をプロジェクタ１２との間でやりとりする。

なお、本実施の形態では、図１を参照して説明したように、PC１１とプロジェクタ１２が、映像ケーブル２１と制御信号ケーブル２２の２本のケーブルにより接続されるものとしたが、例えば、USBケーブル１本で、画像信号と制御情報（クリック情報など）の両方をやりとりするようにしてもよい。

また、PC１１とプロジェクタ１２との通信は、有線で行うものに限らず、無線LANやBluetooth（登録商標）などにより無線で行うものでもよい。

プロジェクタ１２は、IR受信部４１、PC通信部４２、制御部４３、投射部４４、およびカメラI/F部４５を少なくとも有する。

IR受信部４１は、リモートコントローラ１２Rからの赤外光によるリモート信号を受信し、制御部４３に供給する。

PC通信部４２は、PC１１から入力される画像信号を取得し、制御部４３に供給する。また、PC通信部４２は、制御部４３から供給されるクリック情報を取得し、PC１１に出力する。また、PC１１において、キャリブレーションモードが実行された場合には、キャリブレーションモードを示す情報もPC１１から入力され、制御部４３、カメラI/F４５を介して、IRカメラ１３に供給される。

制御部４３は、CPU、RAM、DSP (Digital Signal Processor)、ROM（Read Only Memory）等により構成され、プロジェクタ全体の動作を制御する。例えば、制御部４３は、IR受信部４１からのリモート信号に基づいて、映像入力の切り換えや投射する画像の調整（補正）などを行う。また制御部４３は、PC通信部４２を介してPC１１から入力された画像信号を投射部４４に供給し、カメラI/F４５を介してIRカメラ１３から入力されたクリック情報を、PC通信部４２に供給する。

投射部４４は、光学レンズ部、液晶パネル、光源等により構成され、制御部４３から供給される画像信号に基づいて画像を投射する。

カメラI/F部４５は、制御部４３から供給されるキャリブレーションモードを示す情報をIRカメラ１３に出力する。また、カメラI/F部４５は、IRカメラ１３から入力されるクリック情報を制御部４３に供給する。

IRカメラ１３は、撮像部５１、信号処理部５２、および閾値記憶部５３を少なくとも有する。

撮像部５１は、CCD(Charge CoupLED Device)やCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等の撮像素子、および、赤外光を透過する赤外フィルタなどにより構成される。撮像部５１は、撮像素子の撮像範囲（２次元）内で検出された赤外光の光信号を撮像信号として信号処理部５２に供給する。

信号処理部５２は、撮像部５１から供給される撮像信号に基づいて、指示ペン１４が発する赤外光の位置および信号レベルを算出する。

また、キャリブレーションモードにおいては、信号処理部５２は、指示ペン１４が発する赤外光の弱レベルと強レベルの２種類の信号レベルから、それらを判別する閾値を決定し、閾値記憶部５３に記憶させる。

一方、通常モードにおいては、信号処理部５２は、算出された赤外光の信号レベルが閾値以上となったタイミングを検出する。指示ペン１４は、上述したように、スイッチ６１がオンとなったとき強レベルの赤外光を出力し、それ以外は弱レベルの赤外光を出力する。そこで、信号処理部５２は、取得された信号レベルが閾値以上となったかを判定することで、指示ペン１４の赤外光が弱レベルから強レベルとなったタイミングを検出する。

さらに、本実施の形態では、信号処理部５２は、指示ペン１４の赤外光が強レベルとなった位置が、直前の弱レベルの位置を基準位置として、そこから所定の範囲内であるかも判定する。所定の範囲は、例えば、撮像部５１の撮像範囲を、９分割や４分割など、複数に分割した領域の一つ分の領域とすることができる。これにより、強レベルの赤外光を検出する検出対象の範囲を狭くすることができ、信号処理部５２の処理負荷が軽減され、応答性が向上する。なお、信号処理部５２の処理能力（演算能力）が十分であれば、強レベルの検出範囲を絞らず、撮像範囲全体としても勿論よい。即ち、検出された強レベルの受光位置が基準位置から所定の範囲内であるか否かの判定は省略することができる。

信号処理部５２は、指示ペン１４の赤外光が弱レベルから強レベルとなったことを検出した場合、そのタイミングにおける赤外光の位置でクリックされたことを示すクリック情報を、プロジェクタ１２のカメラI/F部４５に出力する。

閾値記憶部５３は、キャリブレーションモードにおいて信号処理部５２で算出される、指示ペン１４の赤外光の弱レベルと強レベルを判別するための閾値を記憶する。

指示ペン１４は、スイッチ６１と赤外信号出力部６２を少なくとも有する。

スイッチ６１は、指示ペン１４の先端部の押圧によりオンまたはオフする。

赤外信号出力部６２は、例えば、赤外光（７８０nmないし１０００nmの波長帯の光）を出力するLED (Light Emitting Diode）により構成され、スイッチ６１のオンオフに応じて出力レベルを強弱に変化させて出力する（発光する）。

［指示ペン１４の外観図］
図３は、指示ペン１４の外観図を示している。

指示ペン１４は、図３に示されるように、先端部が略円錐形状となっており、先端部を押し当てることにより矢印方向に先端部が移動する。破線で示される位置が、スイッチ６１がオフの状態であり、指示ペン１４の先端部が押し当てられると、指示ペン１４の先端部が、破線で示される位置から実線で示される位置へ移動し、スイッチ６１がオンの状態となる。

［指示ペン１４の第１の構成例］
弱レベルと強レベルの２種類の信号レベルの赤外光を出力可能とする指示ペン１４の構成として、例えば、以下に示す第1の構成や第２の構成を採用することができる。

図４は、指示ペン１４の第１の構成例を示している。

指示ペン１４は、赤外信号出力部６２として、高輝度で赤外光を発光する高輝度LED７１ａ、低輝度で赤外光を発光する低輝度LED７１ｂ、および電源７２を備える。

スイッチ６１は、オフ状態であるとき、低輝度LED７１ｂ側の端子６１ｂと接続し、オン状態であるとき、高輝度LED７１ａ側の端子６１ａと接続する。

従って、スイッチ６１がオフ状態であるとき、低輝度LED７１ｂに電源７２が供給され、指示ペン１４は低輝度（弱レベル）で発光する。一方、スイッチ６１がオン状態であるとき、高輝度LED７１ａに電源７２が供給され、指示ペン１４は高輝度（強レベル）で発光する。

［指示ペン１４の第２の構成例］
図５は、指示ペン１４の第２の構成例を示している。

指示ペン１４は、赤外信号出力部６２として、CPU８１とLED８２を備える。

CPU８１は、スイッチ６１のオン状態およびオフ状態を検出し、それぞれの状態に応じてLED８２の点灯時間と消灯時間のDuty比（比率）を切り替える制御を行う。LED８２は、CPU８１の制御に応じて一定レベルの赤外光を出力する。

図６を参照して詳細を説明する。CPU８１は、スイッチ６１がオフ状態のときには、図６Aに示されるように、点灯時間よりも消灯時間の方が長くなるようなDuty比となるように、LED８２の点灯を制御する。一方、スイッチ６１がオン状態のときには、図６Bに示されるように、点灯時間よりも消灯時間の方が短くなるようなDuty比となるように、LED８２の点灯を制御する。

IRカメラ１３の撮像部５１で検出される信号レベルは点灯時間の積算値に比例するため、このようにLED８２の点灯時間と消灯時間のDuty比を制御することで、弱レベルと強レベルの２種類の出力が可能である。

なお、図６の例では、点灯時間と消灯時間の大小関係がオン状態とオフ状態で逆転しているが、必ずしも逆転する必要はなく、オン状態のときの点灯時間が、オフ状態よりも長くなっていればよい。

以上では、指示ペン１４の強レベルと弱レベルの２種類の赤外光を出力させるための２つの構成例について説明したが、この例に限定されず、強レベルと弱レベルの２種類の赤外光を出力するものであれば、その他の構成例を採用してもよい。

［指示ペン１４の動作］
図７は、指示ペン１４の処理（動作）を説明するフローチャートである。

初めに、ステップＳ１において、指示ペン１４は、スイッチ６１がオンであるかを判定する。

ステップＳ１で、スイッチ６１がオンではない（オフである）と判定された場合、処理はステップＳ２に進み、指示ペン１４は、弱レベルの赤外光を出力する。

一方、ステップＳ１で、スイッチ６１がオンであると判定された場合、処理はステップＳ３に進み、指示ペン１４は、強レベルの赤外光を出力する。

ステップＳ２またはＳ３の後、処理はステップＳ１に戻り、指示ペン１４の電源がオフされるまで、上述したステップＳ１ないしＳ３の処理が繰り返される。

［キャリブレーションモードの説明］
次に、図８を参照して、キャリブレーションモードについて説明する。

PC１１で起動されたプレゼンテーション用のアプリケーションにおいて、キャリブレーションモードが実行されると、図８に示される画像の画像信号がPC１１からプロジェクタ１２に供給され、プロジェクタ１２は、図８の画像をスクリーン１５に投射する。

図８は、プロジェクタ１２の投射範囲（表示範囲）の垂直方向および水平方向に均等に３×３の９か所の丸（○）が表示された画像である。

この画像の表示に先立って、または、表示とともに、プレゼンテーション用のアプリケーションでは、「９か所の目印に順番に指示ペン１４でタッチして下さい。」等のメッセージが音声出力または画像表示される。なお、９か所の目印をタッチする順番は、予め決められているか、事前に説明されることによりユーザが認識しているものとする。

PC１１の指示位置補正部３３は、ユーザが目印をタッチしたときに供給されるクリック情報（に含まれるクリック位置）を、表示画像の目印に対応させることで、スクリーン１５に表示される画像と画像表示部３１に表示される画像の位置関係を補正する。

一方、IRカメラ１３は、キャリブレーションモードにおいて、指示ペン１４の赤外光の弱レベルと強レベルの２種類の信号レベルを判別する閾値を決定する閾値決定処理を実行する。

図９は、PC１１からキャリブレーションモードが通知されたときに実行される、IRカメラ１３が行う閾値決定処理のフローチャートである。

初めに、ステップＳ１１において、撮像部５１は、指示ペン１４が発する赤外光の受光を開始する。即ち、撮像部５１は、撮像素子が受光して得られる撮像信号を信号処理部５２に供給する。

ステップＳ１２において、信号処理部５２は、撮像部５１から供給される撮像信号に基づいて、指示ペン１４の赤外光の信号レベルを算出し、算出された信号レベルが弱レベルの信号であるかを判定する。ここで、弱レベルと強レベルとして取得され得る出力レベルの範囲は既知であるものとする。信号処理部５２は、算出された信号レベルが弱レベルと強レベルそれぞれのどちらの範囲に含まれるかに応じて、算出された信号レベルが弱レベルの信号であるかを判定する。

キャリブレーションモードでは、図８を参照して説明したように、ユーザは、スクリーン１５に表示された目印を順番に指示ペン１４でタッチする作業を行う。ユーザが指示ペン１４で目印にタッチしたときには、指示ペン１４のスイッチ６１がオンとなり、強レベルの赤外光が信号処理部５２で取得される。一方、ユーザが指示ペン１４で目印にタッチしていない状況では、弱レベルの赤外光が信号処理部５２で取得される。

ステップＳ１２で、算出された信号レベルが弱レベルの信号であると判定された場合、処理はステップＳ１３に進み、信号処理部５２は、算出された信号レベルを弱レベルデータとして内部の一時メモリに記憶（蓄積）する。

一方、ステップＳ１２で、算出された信号レベルが強レベルの信号であると判定された場合、処理はステップＳ１４に進み、信号処理部５２は、撮像信号に基づいて算出された、指示ペン１４の赤外光の受光位置のクリック情報を、プロジェクタ１２を介してPC１１に出力する。

そして、ステップＳ１５において、信号処理部５２は、算出された信号レベルを強レベルデータとして内部の一時メモリに記憶（蓄積）する。

ステップＳ１３またはＳ１５の処理後、ステップＳ１６において、信号処理部５２は、キャリブレーションモードが終了したか、すなわち、PC１１からキャリブレーションモードを終了する旨の通知を受信したかを判定する。

ステップＳ１６で、キャリブレーションモードがまだ終了していないと判定された場合、処理はステップＳ１２に戻り、上述したステップＳ１２ないしＳ１６の処理が繰り返される。

一方、ステップＳ１６で、キャリブレーションモードが終了したと判定された場合、処理はステップＳ１７に進み、信号処理部５２は、一時メモリに記憶しておいた弱レベルデータと強レベルデータそれぞれの平均値を算出する。

そして、ステップＳ１８において、信号処理部５２は、算出された弱レベルデータと強レベルデータそれぞれの平均値から、弱レベルと強レベルを判別する閾値を決定し、閾値記憶部５３に記憶させて、処理を終了する。例えば、弱レベルの平均値が「５」であり、強レベルの平均値が「１０」である場合、両者の中間値の「７．５」が閾値に決定される。

以上のように、IRカメラ１３は、キャリブレーションモードとしてPC１１側において画像の位置補正が行われるのに合わせて、受光した光信号の信号レベルを、弱レベルと強レベルのそれぞれに分類して蓄積する。そして、IRカメラ１３は、蓄積された弱レベルのデータと強レベルのデータに基づいて、弱レベルと強レベルを判別する閾値を決定し、記憶する。

IRカメラ１３が受光する赤外光の信号レベルは、プロジェクタ１２の投射距離、即ち、プロジェクタ１２に接続されて固定配置されているIRカメラ１３とスクリーン１５（指示ペン１４）までの距離によって変化する。

また、指示ペン１４は、電源として乾電池や二次電池（バッテリ）を使用するのが一般的であり、電池の残容量によっても赤外光の出力レベルは変化する。

したがって、ユーザがプロジェクタ１２の使用を開始するごとに行うキャリブレーションモードを利用して、IRカメラ１３が図９の閾値決定処理を行うことで、その都度、最適な閾値を決定して、設定することができる。また、このとき、ユーザはキャリブレーションを行っていることは認識するが、閾値の設定については認識させることなく（自動で）行うことができる。

［通常モードの説明］
次に、キャリブレーション終了後の通常モードの処理について説明する。

図１０は、通常モードにおいて、指示ペン１４からの赤外光を受光するIRカメラ１３等で行われる受光処理のフローチャートである。

初めに、ステップＳ３１において、IRカメラ１３の撮像部５１は、指示ペン１４から出力される赤外光を受光する。撮像部５１は、受光した結果得られる撮像信号を信号処理部５２に供給する。

ステップＳ３２において、信号処理部５２は、撮像部５１から供給される撮像信号に基づいて、指示ペン１４の赤外光の位置および信号レベルを算出する。

ステップＳ３３において、信号処理部５２は、算出された信号レベルがキャリブレーションモードで決定された閾値以上であるか、すなわち、強レベルの赤外光を受光したかを判定する。

ステップＳ３３で、算出された信号レベルが閾値以上ではないと判定された場合、すなわち、弱レベルの赤外光を受光した場合、処理はステップＳ３１に戻る。

一方、ステップＳ３３で、算出された信号レベルが閾値以上であると判定された場合、すなわち、強レベルの赤外光を受光した場合、処理はステップＳ３４に進む。そして、ステップＳ３４において、信号処理部５２は、受光した位置が、基準位置である直前の弱レベルの位置から所定の範囲内であるかを判定する。

ステップＳ３４で、受光した位置が基準位置から所定の範囲内ではないと判定された場合、処理はステップＳ３１に戻る。

一方、ステップＳ３４で、受光した位置が基準位置から所定の範囲内であると判定された場合、処理はステップＳ３５に進む。

ステップＳ３５において、信号処理部５２は、赤外光の受光位置でクリックされたことを示すクリック情報を、プロジェクタ１２を介してPC１１に送信する。

そして、ステップＳ３６において、PC１１の指示位置補正部３３は、プロジェクタ１２を介してIRカメラ１３から送信されてきたクリック情報を取得し、位置補正情報記憶部３４に記憶されている補正値により、クリック情報の位置を補正する。そして、指示位置補正部３３は、補正後のクリック情報を画像生成部３２に供給する。

さらに、ステップＳ３７において、画像生成部３２は、指示位置補正部３３から供給された、スクリーン１５に表示した画像上の所定の位置でクリックされたことを示すクリック情報に基づいて、プレゼンテーションの次の画像を表示するなどの所定の制御を行う。その結果、ディスプレイ１１Dに表示された画像上におけるクリック操作と同一の操作を、ユーザは、スクリーン１５に投射された画像上で行うことができる。

なお、図１０の処理は、一連の処理の流れを説明したものであり、実際には、IRカメラ１３、プロジェクタ１２、およびPC１１のそれぞれで、各ステップの処理が繰り返し実行されている。

以上のように、図１のプレゼンテーションシステム１では、指示ペン１４は、弱レベルの赤外光を常時出力し、スイッチ６１がオンされたときのみ、強レベルの赤外光を出力する。IRカメラ１３は、指示ペン１４が発する弱レベルの赤外光を捕捉し、弱レベルの受光位置の近傍で強レベルの赤外光を受光した場合のみ、クリック情報をPC１１に出力する。

これにより、IRカメラ１３は、プロジェクタ１２のリモートコントローラ１２Rから、同一波長帯の赤外光が出力された場合であっても、指示ペン１４の赤外光と誤ってクリック情報を出力することを防止することができる。すなわち、異なる目的で使用される同一波長帯の２つの信号を的確に区別することができる。

従来、プロジェクタ１２のリモートコントローラ１２Rとインタラクティブペンを同時に使用しようとした場合には、リモートコントローラ１２Rの赤外光で誤作動する場合があり、ユーザはリモートコントローラ１２Rを未使用に設定変更する必要があった。しかし、本技術を適用することで、リモートコントローラ１２Rとインタラクティブペンを同時に使用することができ、ユーザの利便性が向上する。また、弱レベルと強レベルの２種類の赤外光を受光する場合、弱レベルの受光位置の近傍の範囲のみを強レベルの赤外光の検出対象範囲とすることで、応答性を向上させることができる。

［変形例］
本技術は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

例えば、上述した例では、指示ペン１４はペン型の形状であって、先端部の接触（押圧）によってスイッチ６１のオンオフ状態を変化させるようにした。しかし、指示ペン１４に操作ボタンを設け、操作ボタンのオンオフ操作によってスイッチ６１のオンオフ状態を変化させるようにしてもよい。

また例えば、指示ペン１４は、上述したようなペン型の形状に限らず、伸縮可能な指示棒型、指にはめるタイプのものなどの形状でもよく、２種類のレベルの赤外光の出力をスイッチに応じて切り替えられる光信号出力装置であればよい。

さらに、上述した例では、光信号出力装置としての指示ペン１４が出力する光信号は、７８０nmないし１０００nmの波長帯の赤外光としたが、それ以外の波長帯、例えば、４００nm以下の紫外光や、４２０nmないし４８０nm（青色）の可視光などでもよい。

上述した例では、IRカメラ１３は、プロジェクタ１２に外付けされるものとして説明したが、プロジェクタ１２に内蔵されるようにすることもできる。すなわち、プロジェクタ１２が、その構成の一部としてIRカメラ１３を備えるものでもよい。

また、上述した例では、IRカメラ１３は、強レベルの赤外光を受光した場合のみクリック情報をPC１１に送信するようにしたが、IRカメラ１３は常時赤外光を受光しているので、位置情報については常にPC１１に送信するようにしてもよい。この場合、指示ペン１４はマウスデバイスとしての動作が可能となる。IRカメラ１３は、常時位置情報を出力するマウスデバイス型の動作と、クリックされたときの位置情報のみを出力するタブレットデバイス型の動作を、切り替えスイッチにより切り替えられるようにしてもよい。

図８を参照して説明したキャリブレーションモードでは、９か所の目印をタッチする例について説明したが、タッチする目印の個数は９か所以外の個数でもよい。また、タッチする順番については、各目印をタッチさせる順番に点滅させるなどの、タッチさせる目印の表示を他の箇所と異ならせることによりユーザに認知させるようにすることもできる。

［コンピュータの構成例］
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。

図１１は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。

コンピュータにおいて、CPU（Central Processing Unit）１０１，ROM（Read Only Memory）１０２，RAM（Random Access Memory）１０３は、バス１０４により相互に接続されている。

バス１０４には、さらに、入出力インタフェース１０５が接続されている。入出力インタフェース１０５には、入力部１０６、出力部１０７、記憶部１０８、通信部１０９、及びドライブ１１０が接続されている。

入力部１０６は、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる。出力部１０７は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記憶部１０８は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部１０９は、ネットワークインタフェースなどよりなる。ドライブ１１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体１１１を駆動する。

撮像部１１２は、図２の撮像部５１に対応するものである。撮像部１１２は、投射範囲を撮像し、撮像して得られた撮像信号を、入出力インタフェース１０５を介してCPU１０１等に供給する。

以上のように構成されるコンピュータでは、CPU１０１が、例えば、記憶部１０８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース１０５及びバス１０４を介して、RAM１０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。

コンピュータでは、プログラムは、リムーバブル記録媒体１１１をドライブ１１０に装着することにより、入出力インタフェース１０５を介して、記憶部１０８にインストールすることができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部１０９で受信し、記憶部１０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM１０２や記憶部１０８に、あらかじめインストールしておくことができる。

なお、本明細書において、フローチャートに記述されたステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる場合はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで実行されてもよい。

なお、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。

本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
ユーザの操作に応じて、第１の状態または第２の状態のいずれかとなるスイッチと、
前記スイッチが前記第１の状態である場合には弱レベルの光信号を出力し、前記スイッチが前記第２の状態である場合には強レベルの光信号を出力する光信号出力部と
を備える光信号出力装置。
（２）
前記光信号出力部は、点灯時間と消灯時間の比率を変更することで、前記弱レベルまたは強レベルの２種類の光信号を出力する
前記（１）に記載の光信号出力装置。
（３）
前記光信号出力部は、前記強レベルの光信号として高輝度の光信号を出力する第１の発光部と、前記弱レベルの光信号として低輝度の光信号を出力する第２の発光部を備える
前記（１）に記載の光信号出力装置。
（４）
前記光信号は赤外光である
前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光信号出力装置。
（５）
弱レベルまたは強レベルの光信号を出力する光信号出力装置から出力された前記光信号を撮像する撮像部で得られた撮像信号に基づいて、所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号が検出されたとき、前記光信号の位置情報を出力する光信号処理部
を備える信号処理装置。
（６）
前記光信号処理部は、前記撮像信号に基づいて、前記光信号の信号レベルを算出し、算出された前記光信号の信号レベルが前記所定の閾値以上であるかを判定し、前記所定の閾値以上であると判定したとき、前記光信号の位置情報を出力する
前記（５）に記載の信号処理装置。
（７）
前記光信号処理部は、さらに、検出された前記所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号の位置が、前記所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号を検出する直前の前記光信号の位置から所定の範囲内である場合に、前記光信号の位置情報を出力する
前記（５）または（６）に記載の信号処理装置。
（８）
前記光信号処理部は、さらに、前記光信号の信号レベルを、弱レベルと強レベルのそれぞれに分類して蓄積し、蓄積された弱レベルのデータと強レベルのデータに基づいて、前記所定の閾値を決定する
前記（５）ないし（７）のいずれかに記載の信号処理装置。
（９）
前記光信号は赤外光である
前記（５）ないし（８）のいずれかに記載の信号処理装置。
（１０）
前記光信号処理部は、前記光信号の位置情報を、クリック情報の一部として出力する
前記（５）ないし（９）のいずれかに記載の信号処理装置。
（１１）
弱レベルまたは強レベルの光信号を出力する光信号出力装置から出力された前記光信号を撮像する撮像部で得られた撮像信号に基づく信号処理を行う信号処理装置が、
所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号が検出されたとき、前記光信号の位置情報を出力する
ステップを含む信号処理方法。
（１２）
弱レベルまたは強レベルの光信号を出力する光信号出力装置から出力された前記光信号を撮像する撮像部で得られた撮像信号に基づく信号処理を行うコンピュータに、
所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号が検出されたとき、前記光信号の位置情報を出力する
処理を実行させるためのプログラム。
（１３）
弱レベルまたは強レベルの光信号を出力する光信号出力装置から出力された前記光信号を撮像する撮像部と、
前記撮像部で得られた撮像信号に基づいて、所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号が検出されたとき、前記光信号の位置情報を出力する光信号処理部と
を備える撮像装置。
（１４）
前記（１３）に記載の撮像装置
を備えるプロジェクタ。

１ プレゼンテーションシステム， １２ プロジェクタ， １３ IRカメラ， １４ 指示ペン， ５１ 撮像部， ５２ 信号処理部， ５３ 閾値記憶部， ６１ スイッチ， ６２ 赤外信号出力部， ７１ａ 高輝度LED， ７１ｂ 低輝度LED， ８１ CPU， ８２ LED

Claims (15)

1. 筐体の端部に設けられ、物体に接触していないときに第１の状態となり、物体に接触することで第２の状態となるスイッチと、
   前記スイッチが前記第１の状態である場合には第１レベルの光信号を出力し、前記スイッチが前記第２の状態である場合には前記第１レベルとは異なる第２レベルの光信号を出力する光信号出力部と
   を備える光信号出力装置。
2. 前記物体は、スクリーンまたは壁である
   請求項１に記載の光信号出力装置。
3. 前記光信号出力部は、点灯時間と消灯時間の比率を変更することで、前記第１レベルまたは第２レベルの２種類の光信号を出力する
   請求項１に記載の光信号出力装置。
4. 前記光信号出力部は、前記第２レベルの光信号として高輝度の光信号を出力する第１の発光部と、前記第１レベルの光信号として低輝度の光信号を出力する第２の発光部を備える
   請求項１に記載の光信号出力装置。
5. 前記光信号は赤外光である
   請求項１ないし４のいずれかに記載の光信号出力装置。
6. 複数の信号レベルの光信号を出力する光信号出力装置から出力された前記光信号を撮像する撮像部で得られた撮像信号に基づいて、所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号が検出され、検出された前記所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号の位置が、前記所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号を検出する直前の前記光信号の位置から所定の範囲内である場合に、検出された前記光信号に基づく情報を出力する光信号処理部
   を備える信号処理装置。
7. 複数の信号レベルの光信号を出力する光信号出力装置から出力された前記光信号を撮像する撮像部で得られた撮像信号に基づいて、所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号が検出されたとき、検出された前記光信号に基づく情報を出力する光信号処理部を備え、
   前記光信号処理部は、前記光信号の信号レベルを、第１レベルと第２レベルのそれぞれに分類して蓄積し、蓄積された前記第１レベルに相当するデータと前記第２レベルに相当するデータに基づいて、前記所定の閾値を決定する
   信号処理装置。
8. 前記光信号処理部は、検出された前記光信号に基づく情報として、前記光信号の位置情報を出力する
   請求項６または７に記載の信号処理装置。
9. 前記光信号は赤外光である
   請求項６ないし８のいずれかに記載の信号処理装置。
10. 前記光信号処理部は、前記光信号の位置情報を、クリック情報の一部として出力する
    請求項８に記載の信号処理装置。
11. 複数の信号レベルの光信号を出力する光信号出力装置から出力された前記光信号を撮像する撮像部で得られた撮像信号に基づく信号処理を行う信号処理装置が、
    所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号が検出され、検出された前記所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号の位置が、前記所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号を検出する直前の前記光信号の位置から所定の範囲内である場合に、検出された前記光信号に基づく情報を出力する
    ステップを含む信号処理方法。
12. 複数の信号レベルの光信号を出力する光信号出力装置から出力された前記光信号を撮像する撮像部で得られた撮像信号に基づく信号処理を行うコンピュータに、
    所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号が検出され、検出された前記所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号の位置が、前記所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号を検出する直前の前記光信号の位置から所定の範囲内である場合に、検出された前記光信号に基づく情報を出力する
    処理を実行させるためのプログラム。
13. 複数の信号レベルの光信号を出力する光信号出力装置から出力された前記光信号を撮像する撮像部と、
    前記撮像部で得られた撮像信号に基づいて、所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号が検出され、検出された前記所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号の位置が、前記所定の閾値以上の信号レベルの前記光信号を検出する直前の前記光信号の位置から所定の範囲内である場合に、検出された前記光信号に基づく情報を出力する光信号処理部と
    を備える撮像装置。
14. 請求項１３に記載の撮像装置
    を備えるプロジェクタ。
15. 筐体の端部に設けられ、物体に接触していないときに第１の状態となり、物体に接触することで第２の状態となるスイッチと、
    前記スイッチが前記第１の状態である場合には第１レベルの光信号を出力し、前記スイッチが前記第２の状態である場合には前記第１レベルとは異なる第２レベルの光信号を出力する光信号出力部と、
    前記光信号出力部から出力された前記光信号を撮像する撮像部で得られた撮像信号に基づいて前記光信号が検出され、検出された前記光信号に基づく情報を出力する光信号処理部と
    を備える信号処理システム。

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