(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
画像を表示する画像表示部と、前記画像表示部により表示された前記画像の光が一方の面側から入射されるとともに、入射された前記画像の光を他方の面側の空中に前記画像に対応する仮想タッチ画面としての光学像を結像させる結像部とを含み、前記画像表示部および前記結像部のうちの少なくとも一方を移動させることにより、前記光学像を結像させる位置を移動可能に構成されている表示ユニットと、
前記光学像を仮想的にタッチする指示体を検出する検出部を含み、前記光学像を介して前記指示体と対向するように配置され、前記検出部から前記指示体までの距離を示す距離情報を含む画像データを取得する距離画像データ取得部と、
前記画像表示部および前記結像部の少なくとも一方と前記距離画像データ取得部との相対的な移動情報から相対移動した位置に応じて移動するように生成され、ユーザが仮想的にタッチする面として認識するための仮想的なタッチ検出面と、前記距離画像データ取得部により取得された前記画像データに含まれる前記距離情報とに基づいて、前記指示体が前記光学像に対してタッチ操作したか否かを判断する制御部とを備える、画像表示装置。
前記画像表示部は、前記結像部に対して所定の傾斜角を有するように配置されているとともに、前記所定の傾斜角を維持しながら、前記結像部に対して移動可能に構成されており、
前記制御部は、前記結像部に対して前記所定の傾斜角を維持しながら移動した前記画像表示部の移動情報から生成される前記タッチ検出面と、前記距離情報とに基づいて、前記指示体が前記光学像に対してタッチ操作したか否かを判断するように構成されている、請求項2に記載の画像表示装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
一般的に、空間に結像される光学像は、視認範囲が狭いので、光学像全体を視認することが可能なユーザの身長(目の位置)が制限される。このため、ユーザの身長に合わせて光学像が結像される位置を移動させる必要がある。しかしながら、この場合、光学像が結像される位置が移動したことに起因して、指示体が光学像に対してタッチ操作を行ったか否かを適切に判断できない場合があるという問題点がある。
【0008】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、光学像が結像される位置が移動した場合でも、指示体が光学像に対してタッチ操作を行ったか否かを適切に判断することが可能な画像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による画像表示装置は、画像を表示する画像表示部と、画像表示部により表示された画像の光が一方の面側から入射されるとともに、入射された画像の光を他方の面側の空中に画像に対応する仮想タッチ画面としての光学像を結像させる結像部とを含み、画像表示部および結像部のうちの少なくとも一方を移動させることにより、光学像を結像させる位置を移動可能に構成されている表示ユニットと、光学像を仮想的にタッチする指示体を検出する検出部を含み、光学像を介して指示体と対向するように配置され、検出部から指示体までの距離を示す距離情報を含む画像データを取得する距離画像データ取得部と、画像表示部および結像部の少なくとも一方と距離画像データ取得部との相対的な移動情報
から相対移動した位置に応じて移動するように生成され、ユーザが仮想的にタッチする面として認識するための仮想的なタッチ検出面と、距離画像データ取得部により取得された画像データに含まれる距離情報とに基づいて、指示体が光学像に対してタッチ操作したか否かを判断する制御部とを備える。
【0010】
この発明の一の局面による画像表示装置では、上記のように、制御部を、画像表示部および結像部の少なくとも一方と距離
画像データ取得部との相対的な移動情報と、距離
画像データ取得部により取得された距離情報とに基づいて、指示体が光学像に対してタッチ操作したか否かを判断するように構成する。これにより、光学像が結像される位置が移動した場合でも、指示体が光学像に対してタッチ操作したか否かを判断するための位置を、移動情報により光学像が結像される位置に対応する位置に移動させることができる。その結果、光学像が結像される位置が移動した場合でも、指示体が光学像に対してタッチ操作を行ったか否かを適切に判断することができる。
【0011】
上記一の局面による画像表示装置において、好ましくは、画像表示部と結像部とは、互いに相対的に移動可能に構成されており、制御部は、画像表示部と結像部との相対的な移動情報
から生成されるタッチ検出面と、距離情報とに基づいて、指示体が光学像に対してタッチ操作したか否かを判断するように構成されている。このように構成すれば、画像表示装置の全体を移動させることなく、光学像の位置を移動させることができるので、画像表示装置(光学像の位置を移動させるための機構部)が大型化するのを抑制しながら、ユーザが視認しやすい高さ位置に光学像を移動させることができる。
【0012】
この場合、好ましくは、画像表示部は、結像部に対して所定の傾斜角を有するように配置されているとともに、所定の傾斜角を維持しながら、結像部に対して移動可能に構成されており、制御部は、結像部に対して所定の傾斜角を維持しながら移動した画像表示部の移動情報
から生成されるタッチ検出面と、距離情報とに基づいて指示体が光学像に対してタッチ操作したか否かを判断するように構成されている。このように構成すれば、ユーザと光学像との距離を、ユーザが視認しやすい距離に、容易に変更することができる。
【0013】
上記所定の傾斜角を維持しながら結像部に対して移動可能に構成されている画像表示部を備える画像表示装置において、好ましくは、結像部は、結像部の同一平面上に沿った所定の回動軸を回動中心として、回動可能に構成されており、制御部は、結像部の同一平面上に沿った所定の回動軸を回動中心として回動された結像部の回動情報
から生成されるタッチ検出面と、距離情報とに基づいて、指示体が光学像に対してタッチ操作したか否かを判断するように構成されている。このように構成すれば、光学像の傾斜角を、ユーザが視認しやすい角度に容易に変更することができる。
【0014】
上記画像表示部と結像部とが互いに相対的に移動可能に構成されている画像表示装置において、好ましくは、結像部は、水平面に対して平行になるように配置されているとともに、上下方向に移動可能に構成されており、制御部は、上下方向に移動した結像部の移動情報
から生成されるタッチ検出面と、距離情報とに基づいて、指示体が光学像に対してタッチ操作したか否かを判断するように構成されている。このように構成すれば、光学像の高さを、ユーザが視認しやすい高さ(ユーザの身長に応じた高さ)に、容易に変更することができる。
【0015】
上記一の局面による画像表示装置において、好ましくは、距離
画像データ取得部と表示ユニットとは、一体的に移動可能に構成されている。ここで、距離
画像データ取得部と表示ユニットとを一体的に移動させて光学像の位置を移動させる場合は、距離
画像データ取得部と表示ユニットとの相対的な位置関係は変化しない。このため、上記のように、距離
画像データ取得部と表示ユニットとを、一体的に移動させて光学像の位置を移動させることにより、制御部が、距離
画像データ取得部と表示ユニットとの相対的な位置情報を取得することなく、指示体が光学像に対してタッチ操作を行ったか否かを適切に判断することができる。
【0016】
上記一の局面による画像表示装置において、好ましくは、検出部は、光を発する発光部と、発光部から発せられ指示体により反射された光を受光する受光部とを含み、距離
画像データ取得部は、発光部が光を発する時点から、受光部が発光部から発せられ指示体により反射された光を受光する時点までの経過時間に基づいて、検出部から指示体までの距離情報を取得するように構成されている。このように構成すれば、受光部が発光部から発せられ指示体により反射された光を受光する時点までの経過時間を測定することにより、容易に、検出部から指示体までの距離情報を取得することができる。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、上記のように、光学像が結像される位置が移動した場合でも、指示体が光学像に対してタッチ操作を行ったか否かを適切に判断することができる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0020】
(第1実施形態)
図1〜
図4を参照して、本発明の第1実施形態による画像表示装置100の構成について説明する。
【0021】
本発明の第1実施形態による画像表示装置100では、
図1に示すように、画像表示装置本体1は、地面(床など)に設置されている。
【0022】
また、画像表示装置100には、表示ユニット2が設けられている。表示ユニット2は、表示ユニット筐体部21と、回動機構部22とを含む。表示ユニット筐体部21は、画像表示装置本体1の内部に配置されている。また、回動機構部22は、画像表示装置本体1に取付けられており、表示ユニット筐体部21を回動可能に構成されている。
【0023】
また、画像表示装置100には、反射素子集合基板3が設けられている。反射素子集合基板3は、平板形状に形成されている。また、反射素子集合基板3は、表示ユニット筐体部21の上方側(矢印Z1方向側)に配置されているとともに、表示ユニット筐体部21の矢印Y1方向側において、回動機構部22に取付けられている。なお、反射素子集合基板3は、本発明の「結像部」の一例である。
【0024】
また、画像表示装置100には、画像表示部4が設けられている。画像表示部4は、表示ユニット筐体部21の内部に配置されている。
【0025】
また、画像表示装置100には、距離測定部5が設けられている。距離測定部5は、表示ユニット2の上方側(矢印Z1方向側)に配置されているとともに、画像表示装置本体1に取り付けられている。
【0026】
また、画像表示装置100には、本体側制御部6が設けられている。本体側制御部6は、画像表示装置本体1の内部に配置されており、表示ユニット2および距離測定部5に接続されている。なお、本体側制御部6は、本発明の「制御部」の一例である。
【0027】
また、画像表示装置100には、操作部7が設けられている。操作部7は、画像表示装置本体1の上面(矢印Z1方向側の面)で、かつ矢印Y1方向側(ユーザが位置する側)に取り付けられている。そして、操作部7は、ユーザからの操作を受け付け可能に構成されている。具体的には、操作部7には、複数の操作ボタン(図示せず)が設けられている。そして、操作部7は、本体側制御部6と接続されており、ユーザによる操作ボタンの操作内容を、本体側制御部6に伝達するように構成されている。
【0028】
ここで、第1実施形態では、
図1に示すように、反射素子集合基板3は、反射素子集合基板3の同一平面上に沿った回動軸C1を回動中心として、表示ユニット筐体部21と一体的に回動可能に構成されている。
【0029】
具体的には、反射素子集合基板3が取り付けられている回動機構部22の近傍には、回動駆動部23が設けられている。回動駆動部23は、モータなどより構成されており、本体側制御部6からの指令に基づいて、回動機構部22を、反射素子集合基板3の同一平面上に沿った回動軸C1を回動中心として、YZ平面上で矢印A1方向(または矢印A1方向と逆方向)に回動するように構成されている。そして、回動機構部22が矢印A1方向に回動することにより、回動機構部22に取付けられている反射素子集合基板3が(表示ユニット筐体部21と一体的に)、矢印A1方向に回動するように構成されている。
【0030】
また、回動機構部22の近傍には、回動変位検出部24が設けられている。回動変位検出部24は、ロータリエンコーダなどを含み、回動駆動部23により回動機構部22が回動された回動角度の情報を取得可能に構成されている。そして、回動変位検出部24は、本体側制御部6に接続されており、取得した回動機構部22の回動角度の情報を本体側制御部6に伝達するように構成されている。なお、回動角度の情報は、本発明の「移動情報」の一例である。
【0031】
ここで、第1実施形態では、
図2に示すように、画像表示部4は、反射素子集合基板3に対して傾斜角Bを有するように配置されているとともに、傾斜角Bを維持しながら、反射素子集合基板3に対して移動可能に構成されている。
【0032】
具体的には、画像表示部4には、液晶パネル41が設けられている。液晶パネル41は、反射素子集合基板3の下側(矢印Z2方向側)に配置されており、反射素子集合基板3に対して、傾斜角Bを有するように配置されている。また、液晶パネル41は、画像を表示するように構成されており、反射素子集合基板3の下面31に向かって、画像の光を照射するように配置されている。なお、下面31は、本発明の「一方の面」の一例である。
【0033】
そして、画像表示部4には、直動機構部42および直動駆動部43が設けられている。直動機構部42は、液晶パネル41を支持するとともに、表示ユニット筐体部21に取付けられている。また、直動駆動部43は、モータなどにより構成されており、本体側制御部6の指令に基づいて、駆動するように構成されている。そして、直動駆動部43は、直動機構部42に接続されており、直動駆動部43が駆動することによって、直動機構部42に取り付けられている液晶パネル41を矢印D1方向に傾斜角Bを維持しながら移動させるように構成されている。
【0034】
より具体的には、液晶パネル41には、直動機構部42の台形ネジを有する軸部42aを貫通させるとともに螺合させることが可能に構成された穴部(図示せず)が設けられている。そして、軸部42aが直動駆動部43により軸回りに回動されることにより、液晶パネル41を矢印D1方向に移動させるように構成されている。すなわち、直動機構部42および直動駆動部43は、リニアアクチュエータとして駆動されるように構成されている。
【0035】
また、直動機構部42の近傍には、直動変位検出部44が設けられている。直動変位検出部44は、直動駆動部43により直動機構部42が移動された移動距離の情報を取得可能に構成されている。すなわち、直動機構部42が移動された移動距離の情報は、画像表示部4と反射素子集合基板3との相対的な移動情報として表される。そして、直動変位検出部44は、本体側制御部6に接続されており、取得した直動機構部42の移動距離の情報を本体側制御部6に伝達するように構成されている。なお、移動距離の情報は、本発明の「移動情報」の一例である。
【0036】
ここで、第1実施形態では、
図2に示すように、反射素子集合基板3は、液晶パネル41により表示された画像の光が下面31から入射されるとともに、入射された画像の光を上面32側(矢印Z1方向側)の空中に入射された画像に対応する光学像Eとして結像させるように構成されている。また、光学像Eは、後述するように、距離測定部5および本体側制御部6などにより、仮想的にユーザのタッチ操作を受け付ける仮想タッチ画面として構成されている。なお、上面32は、本発明の「他方の面」の一例である。
【0037】
具体的には、反射素子集合基板3は、XY平面に対して平行な平板形状に形成されている。そして、反射素子集合基板3は、上面32から下面31に向かって貫くように設けられた、複数の貫通孔(図示せず)が形成されており、この複数の貫通孔の内壁面が鏡面として形成されている。そして、反射素子集合基板3では、液晶パネル41から複数の貫通孔に入射した光が各々の鏡面により反射されて、光の進行方向を変えながら反射素子集合基板3の下面31側から上面32側に通過するように構成されている。そして、反射素子集合基板3は、上面32側から出射した光が反射素子集合基板3に対して、液晶パネル41の面対称となる位置に、液晶パネル41の画像に対応する光学像Eとして結像するように構成されている。すなわち、反射素子集合基板3は、上面32側(矢印Z1方向側)に、傾斜角Bと等しい大きさの傾斜角を有する面上に、光学像Eを結像するように構成されている。
【0038】
ここで、第1実施形態では、
図1に示すように、距離測定部5には、検出部51と、距離測定部側制御部52とが設けられている。そして、検出部51は、光を発する赤外光源51aと、赤外光源51aから発せられ指示体(指F)により反射された光を受光するCCD(Charge Coupled Device)カメラ51bとを含む。なお、赤外光源51aは、本発明の「発光部」の一例である。また、CCDカメラ51bは、本発明の「受光部」の一例である。
【0039】
また、第1実施形態では、
図4に示すように、距離測定部側制御部52は、赤外光源51aが光を発する時点から、CCDカメラ51bが赤外光源51aから発せられ指示体(指F)により反射された光を受光する時点までの経過時間に基づいて、検出部51から指Fまでの距離画像データを取得するように構成されている。そして、距離測定部側制御部52は、本体側制御部6に接続されており、取得した距離画像データを本体側制御部6に伝達するように構成されている。また、距離画像データは、本発明の「距離情報」の一例である。
【0040】
具体的には、
図1に示すように、赤外光源51aは、距離測定部側制御部52の指令に基づいて、表示ユニット2の上方側(矢印Z1方向側)で、かつ、ユーザに向かって(矢印Y1方向に)赤外光を照射するように構成されている。
【0041】
そして、
図3に示すように、距離測定部側制御部52には、光源制御部52aおよび検出制御部52bが設けられている。検出制御部52bは、本体側制御部6からの制御信号を取得するように構成されており、取得した制御信号を光源制御部52aに伝達するように構成されている。そして、光源制御部52aは、伝達された制御信号に基づいて、赤外光源51aを駆動させるように構成されている。
【0042】
また、
図1および
図2に示すように、CCDカメラ51bは、赤外光源51aから照射され、反射された光を受光可能に構成されている。そして、CCDカメラ51bは、表示ユニット2の上方側(矢印Z1方向側)の撮像領域Gにおいて、赤外光源51aから照射され、反射された光を画像として撮像するように構成されている。そして、CCDカメラ51bは、取得した撮像データを、距離測定部側制御部52に伝達するように構成されている。
【0043】
そして、
図3に示すように、距離測定部側制御部52には、信号集積部52cと、信号演算部52dと、画像生成部52eとが設けられている。信号集積部52cは、CCDカメラ51bから撮像データを取得して、撮像データを集積するように構成されている。そして、信号演算部52dは、信号集積部52cにより集積された撮像データと、赤外光源51aが赤外光を発する時点から、CCDカメラ51bが赤外光源51aから発せられ指示体(指F)などにより反射された光を受光する時点までの経過時間の情報を取得して、距離測定部5から指示体(指F)までの距離を演算するように構成されている。そして、画像生成部52eは、撮像データと、演算された距離のデータとに基づいて、距離の情報を有する撮像画像のデータである距離画像データ(
図4参照)を生成するように構成されている。たとえば、距離画像データは、2次元の画像の画素ごとに距離のデータを含むように構成される。そして、画像生成部52eは、本体側制御部6と接続されており、生成した距離画像データを本体側制御部6に伝達するように構成されている。
【0044】
そして、
図3に示すように、本体側制御部6には、制御部61が設けられている。制御部61は、画像表示装置100の全体の制御を行うように構成されている。たとえば、制御部61は、液晶パネル41に表示する画像を出力する制御と、距離測定部5に距離画像データを取得するための制御信号を出力する制御と、操作部7からの操作情報を取得する制御とを行うように構成されている。
【0045】
また、操作部7からの操作情報は、ユーザによる画像表示部4の移動方向および移動距離を示す操作情報、および、ユーザによる表示ユニット2の移動方向および移動距離を示す操作情報などを含む。
【0046】
また、本体側制御部6には、直動制御部62が設けられている。直動制御部62は、制御部61が取得した操作情報に基づいて、液晶パネル41を移動させるための制御信号を、直動駆動部43に伝達するように構成されている。
【0047】
また、本体側制御部6には、回動制御部63が設けられている。回動制御部63は、制御部61が取得した操作情報に基づいて、表示ユニット2を移動させるための制御信号を、回動駆動部23に伝達するように構成されている。
【0048】
また、本体側制御部6には、タッチ検出面生成部64が設けられている。タッチ検出面生成部64は、
図4に示すように、回動変位検出部24および直動変位検出部44から移動情報を取得して、タッチ検出面H1(およびH2)を生成するように構成されている。具体的には、タッチ検出面H1(およびH2)とは、本体側制御部6が、検出部51から所定の距離を有する面上に結像される光学像Eに対応する位置をユーザが仮想的にタッチする面として認識するための仮想的な検出面である。
【0049】
また、
図3に示すように、本体側制御部6には、タッチ検出面記憶部65が設けられている。タッチ検出面記憶部65は、タッチ検出面生成部64が生成したタッチ検出面H1(およびH2)の情報を記憶するように構成されている。
【0050】
また、本体側制御部6には、画像記憶部66が設けられている。画像記憶部66は、距離測定部5から距離画像データを取得して、取得した距離画像データを記憶するように構成されている。
【0051】
また、本体側制御部6には、タッチ操作判断部67が設けられている。タッチ操作判断部67は、タッチ検出面記憶部65に記憶されているタッチ検出面H1(およびH2)のデータを読み出すとともに、画像記憶部66に記憶されている距離画像データを読み出すように構成されている。
【0052】
そして、タッチ操作判断部67は、タッチ検出面H1(およびH2)の近傍に指Fが配置されているか否かを判断することによって、指Fが光学像Eに対してタッチ操作したか否かを判断するように構成されている。すなわち、タッチ操作判断部67は、指Fがタッチ検出面H1(およびH2)の近傍に配置されている場合(タッチ検出面H1(およびH2)から所定の距離の範囲以内の場合)には、タッチ操作されたと判断するとともに、タッチ操作された位置の座標情報を、制御部61に伝達するように構成されている。一方、タッチ操作判断部67は、指Fがタッチ検出面H1(およびH2)の近傍に配置されていない場合には、タッチ操作されていないと判断するとともに、タッチ操作されていないことを示す信号を、制御部61に伝達するように構成されている。
【0053】
また、制御部61は、タッチ操作判断部67からタッチ操作された位置の座標情報、または、タッチ操作されていないことを示す信号を取得するように構成されている。
【0054】
次に、
図5を参照して、第1実施形態における画像表示装置100のタッチ操作検出処理フローについて説明する。なお、画像表示装置100の処理は、本体側制御部6により行われる。
【0055】
第1実施形態では、反射素子集合基板3に対して所定の傾斜角Bを維持しながら移動した画像表示部4の移動情報(移動距離の情報)と、回動中心C1で回動された反射素子集合基板3(表示ユニット2)の回動情報(回動角度の情報)と、距離測定部5により取得された距離情報(距離画像データ)とに基づいて、指Fが光学像Eに対してタッチ操作したか否かが判断される。以下、具体的に説明する。
【0056】
まず、ステップS1において、操作部7からユーザの操作情報を取得したか否かが判断される。操作部7からユーザの操作情報を取得した場合には、ステップS2に進み、操作部7からユーザの操作情報を取得しない場合には、ステップS6にすすむ。
【0057】
そして、ステップS2において、反射素子集合基板3または液晶パネル41の移動が行われる。すなわち、ステップS1において、操作部7から取得したユーザの操作情報に基づいて、回動駆動部23または直動駆動部43が駆動され、反射素子集合基板3の回動(表示ユニット2の回動)(
図1参照)または液晶パネル41の移動(
図2参照)が行われる。
【0058】
たとえば、
図2に示すように、操作部7から取得したユーザの操作情報に基づいて、直動駆動部43が駆動され、液晶パネル41が矢印D1方向に移動される。そして、液晶パネル41が矢印D1方向に移動されることにより、光学像Eが矢印D2方向に移動される。その後、ステップS3に進む。
【0059】
そして、ステップS3において、移動情報の取得が行われる。すなわち、ステップS2において移動させた反射素子集合基板3または液晶パネル41の移動情報を、回動変位検出部24または直動変位検出部44が取得して、取得された移動情報がタッチ検出面生成部64に伝達される。その後、ステップS4に進む。
【0060】
そして、ステップS4において、タッチ検出面の生成が行われる。すなわち、ステップS3において取得された移動情報に基づいて、タッチ検出面生成部64によりタッチ検出面H2(
図4参照)の生成が行われる。
【0061】
たとえば、
図2および
図4に示すように、液晶パネル41が矢印D1方向に移動される前(光学像Eが矢印D2方向に移動される前)では、タッチ検出面H1が生成される。そして、液晶パネル41が矢印D1方向に移動された後(光学像Eが矢印D2方向に移動された後)では、タッチ検出面H2が生成される。この場合、
図4に示すように、移動後の光学像Eは、移動前の光学像Eよりも距離測定部5に近い位置(矢印Y2方向側)に結像されるので、タッチ検出面H2は、タッチ検出面H1の大きさよりも大きく形成される。また、移動後の光学像Eは、移動前の光学像Eよりも下方側に結像されるので、タッチ検出面H2は、タッチ検出面H1よりも下方側(矢印Z2方向側)に生成される。その後、ステップS5に進む。
【0062】
そして、ステップS5において、タッチ検出面の記憶が行われる。すなわち、タッチ検出面生成部64により生成されたタッチ検出面H2がタッチ検出面記憶部65に記憶される。その後、ステップS6に進む。
【0063】
そして、ステップS5の後、または、ステップS1においてユーザの操作情報を取得しない場合に進むステップS6において、距離測定部5から距離画像データの取得が行われる。その後、ステップS7に進む。
【0064】
そして、ステップS7において、距離画像データが画像記憶部66に記憶される。その後、ステップS8に進む。
【0065】
そして、ステップS8において、タッチ検出面H2(光学像E)がタッチ操作されているか否かが判断される。すなわち、
図4に示すように、ステップS7において画像記憶部66に記憶された距離画像データが読み出されるとともに、ステップS5においてタッチ検出面記憶部65に記憶されたタッチ検出面H2が読み出されて、比較が行われる。
【0066】
たとえば、
図4に示すように、距離画像データにおける指F(指示体)がタッチ検出面H2(光学像E)の近傍にある場合(
図4におけるハッチングの線間隔が最も小さい部分)、タッチ検出面H2(光学像E)がタッチ操作されていると判断する。一方、距離画像データにおける指F(指示体)がタッチ検出面H2(光学像E)の近傍にない場合、タッチ検出面H2(光学像E)がタッチ操作されていないと判断する。
図4に示す例の場合、指Fの部分(ハッチングの線間隔が最も小さい部分)がタッチ操作されていると判断する一方、指F以外の部分(ハッチングの線間隔が最も小さい部分以外の部分)は、タッチ操作されていないと判断する。そして、タッチ検出面H2のうちの一部(光学像E)がタッチ操作されている場合、ステップS9に進み、タッチ検出面H2の全体(光学像E)がタッチ操作されていない場合、ステップS1に戻る。
【0067】
そして、ステップS9において、タッチ操作された座標情報の取得が行われる。たとえば、
図4に示す例の場合、指Fの部分(ハッチングの線間隔が最も小さい部分)の座標情報の取得が行われる。この場合、タッチ検出面H2のうちのタッチ操作された座標情報が取得される。その後、ステップS1に進む。
【0068】
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【0069】
第1実施形態では、上記のように、本体側制御部6を、画像表示部4および反射素子集合基板3の少なくとも一方と距離測定部5との相対的な移動情報(移動距離の情報、回動角度の情報およびタッチ検出面H2)と、距離測定部5により取得された距離情報(距離画像データ)とに基づいて、指示体(指F)が光学像Eに対してタッチ操作したか否かを判断するように構成する。これにより、光学像Eが結像される位置が移動した場合でも、指示体(指F)が光学像Eに対してタッチ操作したか否かを判断するための位置(タッチ検出面H1)を、移動情報により、光学像Eが結像される位置に対応する位置(タッチ検出面H2)に移動させることができる。その結果、光学像Eが結像される位置が移動した場合でも、指示体(指F)が光学像Eに対してタッチ操作を行ったか否かを適切に判断することができる。
【0070】
また、第1実施形態では、上記のように、画像表示部4と反射素子集合基板3とを、互いに相対的に移動可能に構成して、本体側制御部6を、画像表示部4と反射素子集合基板3との相対的な移動情報(移動距離の情報およびタッチ検出面H2)と、距離情報(距離画像データ)とに基づいて、指示体(指F)が光学像Eに対してタッチ操作したか否かを判断するように構成する。これにより、画像表示装置100の全体を移動させることなく、光学像Eの位置を移動させることができるので、画像表示装置100(回動機構部22および直動機構部42)が大型化するのを抑制しながら、ユーザが視認しやすい高さ位置に光学像Eを移動させることができる。
【0071】
また、第1実施形態では、上記のように、画像表示部4を、反射素子集合基板3に対して所定の傾斜角Bを有するように配置するとともに、所定の傾斜角Bを維持しながら、反射素子集合基板3に対して移動可能に構成する。これにより、本体側制御部6を、反射素子集合基板3に対して所定の傾斜角Bを維持しながら移動した画像表示部4の移動情報(移動距離の情報およびタッチ検出面H2)と、距離情報(距離画像データ)とに基づいて指示体(指F)が光学像Eに対してタッチ操作したか否かを判断するように構成する。これにより、ユーザと光学像Eとの距離を、ユーザが視認しやすい距離に、容易に変更することができる。
【0072】
また、第1実施形態では、上記のように、反射素子集合基板3を、反射素子集合基板3の同一平面上に沿った回動軸C1を回動中心として、回動可能に構成する。また、本体側制御部6を、反射素子集合基板3の同一平面上に沿った回動軸C1を回動中心として回動された反射素子集合基板3の回動情報(回動角度の情報およびタッチ検出面H2)と、距離情報(距離画像データ)とに基づいて、指示体(指F)が光学像Eに対してタッチ操作したか否かを判断するように構成する。これにより、光学像Eの傾斜角を、ユーザが視認しやすい角度に容易に変更することができる。
【0073】
また、第1実施形態では、上記のように、検出部51に、光を発する赤外光源51aと、赤外光源51aから発せられ指示体(指F)により反射された光を受光するCCDカメラ51bとを設ける。また、距離測定部5を、赤外光源51aが光を発する時点から、CCDカメラ51bが赤外光源51aから発せられ指示体(指F)により反射された光を受光する時点までの経過時間に基づいて、検出部51から指示体(指F)までの距離情報(距離画像データ)を取得するように構成する。これにより、CCDカメラ51bが赤外光源51aから発せられ指示体(指F)により反射された光を受光する時点までの経過時間を測定することにより、容易に、検出部51から指示体(指F)までの距離情報(距離画像データ)を取得することができる。
【0074】
(第2実施形態)
次に、
図6および
図7を参照して、第2実施形態による画像表示装置200の構成について説明する。第2実施形態では、表示ユニットと反射素子集合基板とが一体的に回動可能に構成されていた第1実施形態による画像表示装置100と異なり、反射素子集合基板は、上下方向(鉛直方向)に移動可能に構成されている。
【0075】
図6および
図7に示すように、第2実施形態による画像表示装置200には、表示ユニット202が設けられている。表示ユニット202は、画像表示装置本体1に固定されており、表示ユニット筐体部221と、移動機構部222と、移動駆動部223(
図7参照)と、移動変位検出部224(
図7参照)とを含む。移動機構部222は、歯車などにより構成されており、歯車は、後述する反射素子集合基板203の歯部231と歯合するように配置されている。また、移動駆動部223は、モータなどにより構成されており、移動機構部222の歯車を、後述する本体側制御部206の指令に基づいて、回動させるように構成されている。また、移動変位検出部224は、移動駆動部223が移動機構部222を回動させた回動角度の情報(移動情報)を取得するように構成されている。
【0076】
ここで、第2実施形態では、
図6に示すように、反射素子集合基板203は、水平面(XY平面)に対して平行になるように配置されているとともに、上下方向(鉛直方向)(Z方向)に移動可能に構成されている。
【0077】
また、反射素子集合基板203は、矢印Y1方向側で歯部231と接続されている。また、表示ユニット202には、表示ユニット筐体部221に固定されている固定部232が設けられている。固定部232は、歯部231をZ方向に貫通することが可能に構成されている。そして、歯部231は、移動機構部222と歯合されており、移動機構部222が回動することにより、歯部231は、Z方向に移動するように構成されている。そして、反射素子集合基板203は、歯部231がZ方向に移動することによって、上下方向(Z方向)に移動するように構成されている。
【0078】
たとえば、
図6に示すように、反射素子集合基板203が画像表示部4に対して移動距離I1分、矢印Z1方向側に移動された場合、光学像Eは、反射素子集合基板203に対する画像表示部4の面対称を有する位置に結像されるので、光学像Eの移動後の位置は、光学像Eの移動前の位置より移動距離I2分(移動距離I1の2倍の大きさ)矢印Z1方向に移動される。
【0079】
ここで、第2実施形態では、
図7に示すように、本体側制御部206は、上下方向(鉛直方向)(Z方向)に移動した反射素子集合基板203の移動情報と、距離情報(距離画像データ)とに基づいて、指示体(指F)が光学像Eに対してタッチ操作したか否かを判断するように構成されている。
【0080】
具体的には、
図7に示すように、本体側制御部206には、制御部261と、移動制御部263と、タッチ検出面生成部264とが設けられている。制御部261は、操作部7からユーザの操作情報を取得して、移動制御部263に制御信号を伝達するように構成されている。そして、移動制御部263は、移動駆動部223の動作を、制御部261からの制御信号に基づいて、制御するように構成されている。
【0081】
そして、タッチ検出面生成部264は、移動変位検出部224および直動変位検出部44から移動情報を取得して、取得した移動情報に基づいて、タッチ検出面を生成するように構成されている。そして、タッチ操作判断部67は、生成されたタッチ検出面と、距離測定部5から取得した距離画像データとの比較に基づいて、指示体(指F)が光学像Eに対してタッチ操作したか否かを判断するように構成されている。なお、第2実施形態における距離画像データ、および、生成されたタッチ検出面と距離測定部5から取得した距離画像データとの比較方法は、第1実施形態における距離画像データ、および、生成されたタッチ検出面と距離測定部5から取得した距離画像データとの比較方法と同様である。また、第2実施形態による画像表示装置200のその他の構成は、第1実施形態における画像表示装置100と同様である。
【0082】
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【0083】
第2実施形態では、上記のように、反射素子集合基板203を、水平面(XY平面)に対して平行になるように配置するとともに、上下方向(鉛直方向)(Z方向)に移動可能に構成する。また、本体側制御部206を、上下方向(鉛直方向)(Z方向)に移動した反射素子集合基板203の移動情報と、距離情報(距離画像データ)とに基づいて、指示体(指F)が光学像Eに対してタッチ操作したか否かを判断するように構成する。これにより、光学像Eの高さ(Z方向の位置)を、ユーザが視認しやすい高さ(ユーザの身長に応じた高さ)に、容易に変更することができる。また、第2実施形態による画像表示装置200のその他の効果は、第1実施形態における画像表示装置100と同様である。
【0084】
(第3実施形態)
次に、
図8および
図9を参照して、第3実施形態による画像表示装置300の構成について説明する。第3実施形態では、距離測定部が画像表示装置本体に対して固定されていた第1実施形態による画像表示装置100と異なり、距離測定部と表示ユニットとが一体的に画像表示装置本体に対して移動可能に構成されている。
【0085】
図8および
図9に示すように、第3実施形態による画像表示装置300では、距離測定部305と表示ユニット302とは、画像表示装置本体1に対して、一体的に移動可能に構成されている。具体的には、
図8に示すように、表示ユニット302は、表示ユニット筐体部321を含み、距離測定部305は、表示ユニット筐体部321に取り付けられている。また、
図9に示すように、表示ユニット302には、回動機構部322および回動駆動部323が設けられている。そして、
図8に示すように、回動機構部322は、画像表示装置本体1に取り付けられており、回動駆動部323により、距離測定部305と表示ユニット302とを、画像表示装置本体1に対して、一体的に矢印J1方向に回動するように構成されている。
【0086】
そして、表示ユニット302が画像表示装置本体1に対して矢印J1方向に回動された場合、光学像Eは、表示ユニット302が回動する略同一の回動角度分、矢印J2方向に回動される。また、距離測定部305は、表示ユニット302と一体的に回動されるので、撮像領域は、撮像領域K1から撮像領域K2に変化する。しかしながら、距離測定部305の回動前と回動後とにおける、距離測定部305と光学像Eとの相対的な位置関係は、変化しない。
【0087】
そして、
図9に示すように、本体側制御部306には、制御部361と、回動制御部363と、タッチ検出面生成部364とが設けられている。制御部361は、操作部7からユーザの操作情報を取得して、回動制御部363に制御信号を伝達するように構成されている。そして、回動制御部363は、回動駆動部323の動作を、制御部361からの制御信号に基づいて、制御するように構成されている。
【0088】
そして、タッチ検出面生成部364は、直動変位検出部44から移動情報を取得して、取得した移動情報に基づいて、タッチ検出面を生成するように構成されている。すなわち、第3実施形態によるタッチ検出面生成部364は、第1実施形態によるタッチ検出面生成部64と異なり、回動機構部322の移動情報を用いないで、タッチ検出面を生成するように構成されている。そして、タッチ操作判断部67は、生成されたタッチ検出面と、距離測定部305から取得した距離画像データとの比較に基づいて、指示体(指F)が光学像Eに対してタッチ操作したか否かを判断するように構成されている。なお、第3実施形態における距離画像データ、および、生成されたタッチ検出面と距離測定部305から取得した距離画像データとの比較方法は、第1実施形態における距離画像データ、および、生成されたタッチ検出面と距離測定部5から取得した距離画像データとの比較方法と同様である。また、第3実施形態による画像表示装置300のその他の構成は、第1実施形態における画像表示装置100と同様である。
【0089】
第3実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【0090】
第3実施形態では、上記のように、距離測定部305と表示ユニット302とを、一体的に移動可能に構成する。ここで、距離測定部305と表示ユニット302とを一体的に移動させて光学像Eの位置を移動させる場合は、距離測定部305と表示ユニット302との相対的な位置関係は変化しない。このため、第3実施形態のように、距離測定部305と表示ユニット302とを、一体的に移動させて光学像Eの位置を移動させることにより、本体側制御部306が、距離測定部305と表示ユニット302との相対的な位置情報を取得することなく、指示体(指F)が光学像Eに対してタッチ操作を行ったか否かを適切に判断することができる。また、第3実施形態による画像表示装置300のその他の効果は、第1実施形態における画像表示装置100と同様である。
【0091】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【0092】
また、上記第1〜第3実施形態では、本発明の画像表示部として、液晶パネルを用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、画像表示部として液晶パネル以外の画像表示部を用いてもよい。たとえば、プロジェクタからの投影光をスクリーンに照射して、投影光が照射されたスクリーンを本発明の画像表示部として用いてもよい。
【0093】
また、上記第1〜第3実施形態では、距離測定部の距離画像データの取得方法として、赤外光源が光を発する時点からCCDカメラが指示体により反射された光を受光する時点までの経過時間を算出することにより距離画像データを取得する方法を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、赤外光源が光を発する時点からCCDカメラが指示体により反射された光を受光する時点までの経過時間を算出する方法以外の距離画像データの取得方法を用いてもよい。たとえば、2つの撮像部を設けた3次元カメラを用いて、3次元カメラと指示体との距離を算出して、距離画像データを取得するように構成してもよい。
【0094】
また、上記第1および第3実施形態では、表示ユニットをYZ平面上において回動するように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、表示ユニットをYZ平面上以外の平面において回動するように構成してもよい。たとえば、表示ユニットをXY平面上の平面において回動するように構成してもよい。
【0095】
また、上記第1〜第3実施形態では、本発明の画像表示装置本体を地面に配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、画像表示装置本体を地面以外に配置するように構成してもよい。たとえば、画像表示装置本体を天井に配置するように構成してもよいし、壁に配置してもよい。
【0096】
また、上記第1〜第3実施形態では、本発明の距離測定部により取得する距離情報を、距離画像データとして取得するように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、距離測定部により取得する距離情報を、距離画像データ以外の情報として取得するように構成してもよい。すなわち、距離測定部が、指示体(ユーザの指など)と検出部との位置関係を取得することが可能な構成であればよい。
【0097】
また、上記第1〜第3実施形態では、本発明の移動情報として、移動距離や回動角度の変位量を用いた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、移動後の位置や回動後の回動角度値を移動情報として用いてもよい。
【0098】
また、上記第1〜第3実施形態では、説明の便宜上、本発明の制御部の処理を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部の処理動作を、イベントごとに処理を実行するイベント駆動型(イベントドリブン型)の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。