検出システム、それが適用された電子黒板装置、その制御方法及び、コンピュータプログラム
【課題】光のみを利用して、各被検出体の位置の検出及び、各被検出体の識別を実現する検出システムを提供する。
【解決手段】検出システムは、赤外線と可視光とを互いが一定の範囲内に収まるようにスクリーン６に対して出力し、かつ、可視光として互いに異なるＲＧＢ値のものを出力する少なくとも２つのペン４と、赤外線カットフィルタ９Ａが設けられ可視光を検出するカラーカメラ９と、可視光カットフィルタ１０Ａが設けられ赤外線を検出するＩＲカメラ１０と、を備えている。そして、検出システム１は、ＩＲカメラ１０の撮影結果に基づいて、各ペン４が出力する赤外線とスクリーン６との接点に形成される各光点の座標を算出し、かつ、カラーカメラ１０の撮影結果に基づいて、算出した各光点の座標を中心として所定の範囲内の各可視光のＲＧＢを算出して各可視光がいずれのペン４のものかそれぞれ識別する。
【解決手段】検出システムは、赤外線と可視光とを互いが一定の範囲内に収まるようにスクリーン６に対して出力し、かつ、可視光として互いに異なるＲＧＢ値のものを出力する少なくとも２つのペン４と、赤外線カットフィルタ９Ａが設けられ可視光を検出するカラーカメラ９と、可視光カットフィルタ１０Ａが設けられ赤外線を検出するＩＲカメラ１０と、を備えている。そして、検出システム１は、ＩＲカメラ１０の撮影結果に基づいて、各ペン４が出力する赤外線とスクリーン６との接点に形成される各光点の座標を算出し、かつ、カラーカメラ１０の撮影結果に基づいて、算出した各光点の座標を中心として所定の範囲内の各可視光のＲＧＢを算出して各可視光がいずれのペン４のものかそれぞれ識別する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検出体を検出するための検出システム、それが適用された電子黒板装置、その制御方法及び、コンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
被検出体を検出するための検出システムは様々な分野で利用されている。例えば、このような検出システムが利用される分野の一つとして、検出システムにて検出された専用ペンの位置を利用して、電子的な文字等が表示面に描かれる電子黒板装置に関するものが存在する。そして、主として表示面側に特徴を有する検出システムとして、タッチパネルを利用するもの（例えば、特許文献１参照）、表示面に設けられた多数のセンサを利用するもの（例えば、特許文献２参照）、光の反射を利用したもの（例えば、特許文献３〜５参照）、表示面の周縁部に設けられた２つのカメラを利用するもの（例えば、特許文献６参照）が知られている。一方、主として専用ペン側に特徴を有する検出システムとして、ペンから超音波及び赤外線を出力して、これらの到達時期の差を利用してペンの位置を検出するもの（例えば、特許文献７参照）、専用ペンが発生させる振動を利用するもの（例えば、特許文献８参照）、ペンから出力される光の輝点を利用するもの（例えば、特許文献９参照）も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−８３２７７号公報
【特許文献２】特開平５−３３０２８９号公報
【特許文献３】特開２０００−１０５６７１号公報
【特許文献４】特開２００３−９９１９５号公報
【特許文献５】特開２００４−３３８１６８号公報
【特許文献６】特開２０００−１３２３４０号公報
【特許文献７】特開２００７−５８４２５号公報
【特許文献８】特開２００２−７９７９２号公報
【特許文献９】特開２００５−１３５０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように電子黒板装置に関する分野では、各種の検出システムが利用されている。また、これら従来技術の背景には、いずれも電子黒板装置の厚みを可能な限り薄くしたいというコンセプトが存在する。つまり、通常の黒板やホワイトボードと同じスペースで使用することができ、できるならば、壁掛け式で使用できればなお良いというコンセプトが重要視されている。このようなコンセプトを実現するため、特許文献１〜８の各電子黒板装置では、表示面或いは専用ペンに特殊な装置として構成されている。このため、いずれの文献の電子黒板装置も表示面を含む表示装置の製造コスト或いは、本来消耗品として扱いたい専用ペンのコストの増加を招いている。そして、電子黒板装置は、その需要とは逆に、広く普及し、誰もが自由に利用可能なものではなく、学校の一部や企業の特別な会議室のみで利用されているのが現状と言える。これは、上記のような特殊な装置を必要とすることによる製造コストの増加等に起因すると考えられる。
【０００５】
一方、特許文献９のペンは、比較的簡易なものであるが、複数のペンが存在する場合に各ペンを識別可能なものではない。これに対して、特許文献２及び、特許文献８の電子黒板装置は、複数のペンのそれぞれを識別可能なように構成されているが、色別の周波数を出力する装置やＩＤ情報を出力する装置といった具合に各ペンを識別するために特殊な装置が付加されている。このため、特許文献１〜９の電子黒板措置は、いずれも複数のペンの識別に光を利用するものではない。
【０００６】
そこで、本発明は、光のみを利用して、各被検出体の位置の検出及び、各被検出体の識別を実現する検出システム、それが適用された電子黒板装置、その制御方法及び、コンピュータプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の検出システムは、異なる２つの波長の光を互いが一定の範囲内に収まるように対象物（６）に対して出力し、かつ、前記２つの波長の光のうちの一方の波長の光を互いに識別可能に出力する少なくとも２つの被検出体（４）と、前記被検出体が出力する光のうちの一方の波長の光を検出する一方波長検出手段（９）と、前記被検出体が出力する光のうちの他方の波長の光を検出する他方波長検出手段（１０）と、前記他方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、各被検出体が出力する前記他方の波長の光と前記対象物との接点に形成される各光点の座標を算出する座標算出手段（１１）と、前記一方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、前記座標算出手段が算出した各光点の座標を中心として前記一定の範囲を含む所定の範囲内の各一方の波長の光をいずれの被検出体のものかそれぞれ識別する一方波長識別手段（１１）と、を備えている。
【０００８】
本発明によれば、他方の波長の光を利用して対象物に形成される光点の位置が検出され、一方の波長の光を利用して各被検出体が識別される。これにより、光のみを利用して、各被検出体の位置の検出及び、各被検出体の識別を実現することができる。また、被検出体や光点が形成される対象物として、比較的簡易な構成のものを利用することができるので、製造コストの抑制を促進することができる。
【０００９】
一方の波長の光として、どのような波長の光が利用されてもよい。例えば、本発明の検出システムの一態様において、前記少なくとも２つの被検出体は、前記一方の波長の光として可視光を出力するとともに、各被検出体間で互いに異なるＲＧＢ値の可視光を出力することにより各一方の波長の光を互いに識別可能にしてもよい。
【００１０】
一方の波長の光として、可視光が利用される態様において、各被検出体が出力する可視光のそれぞれのＲＢＧ値を記憶するＲＧＢ値記憶手段（１１）を更に備え、前記一方波長識別手段は、各光点の前記所定の範囲内に含まれる各可視光のＲＧＢ値を算出し、算出した各ＲＧＢ値を前記ＲＧＢ値記憶手段に記憶された各ＲＧＢ値と比較することにより各光点の前記所定の範囲内に含まれる各可視光をいずれの被検出体のものか識別してもよい。この場合、各被検出体の識別にＲＧＢ値を利用することができる。
【００１１】
各被検出体として、少なくとも２つの波長の光を出力し、各被検出体を識別可能なように一方の波長の光を出力するものであれば、どのようなものが利用されてもよい。例えば、本発明の検出システムの一態様において、前記２つの被検出体の少なくとも一方は、前記対象物との接触に伴って所定の時間だけ前記一方の波長の光を出力するように構成されていてもよい。この場合、各被検出体の識別に利用後に一方の波長の光が不要に出力されることを抑制することができる。
【００１２】
被検出体が各光を出力する対象物として、どのようなものが利用されてもよい。例えば、本発明の検出システムの一態様において、画像を表示面に表示する表示装置を更に備え、前記対象物として前記表示装置の表示面が利用されてもよい。また、この態様において、前記表示装置は、画像を出力するプロジェクタ（８）と、前記プロジェクタが出力する画像が投影され、前記表示面として機能するスクリーン（６）と、を備えていてもよい。この場合、対象物として簡素な構成のスクリーンを利用することができる。
【００１３】
対象物として表示装置の表示面を利用する態様において、前記座標算出手段が算出した各光点の座標に基づいて、前記表示面に表示される画像のうちの各光点の前記所定の範囲に対応する各部分から前記一方の波長の光の成分を削除する一部削除手段（１１）を更に備えていてもよい。画像の種類又は、一方の波長の光の波長によっては、表示面に表示される画像に一方の波長の光が含まれている場合がある。このような場合、一方波長検出手段の検出結果が、画像のものなのか、被検出体が出力したものなのかの判断が難しくなってしまう場合がある。例えば、一方の波長の光として可視光が利用される場合、通常、画像には可視光が含まれている為、画像に含まれる可視光であるか、被検出体が出力した可視光であるかの判断が難しくなってしまう。しかし、この態様によれば、画像に含まれる一方の波長の光の成分が、一方の波長の光を識別するための所定の範囲から排除される。これにより、各被検出体が出力した一方の波長の光をより的確に識別することができる。また、画像が削除されるのは、所定の範囲に限定されている。仮に、画像全体から一方の波長の光が削除される態様であれば、例えば、一方の波長として可視光が利用される場合には、画面全体から可視光が削除されてしまう。このような場合、対象物中の光点の発生及び消滅に伴って、頻繁に表示面が点滅するような現象が生じてしまい使用者への視覚的負担が強くなってしまう。しかし、この態様によれば、画像から一方の波長の光が削除されるのは、所定の範囲に限定されているので、使用者の負担を軽減することができる。更に、一方の波長の光の出力が所定の時間に限定されている態様においては、一方の波長の光の削除時間を所定の時間に抑えることができるので、使用者の負担をより軽減することができる。
【００１４】
他方の波長の光として、どのようなものが利用されてもよい。例えば、本発明の検出システムの一態様において、前記被検出体は、前記他方の波長の光として赤外線を出力してもよい。
【００１５】
一方波長検出手段及び、他方波長検出手段として、被検出体が出力する各光を検出出来る限り、どのようなものが利用されてもよい。例えば、本発明の検出システムの一態様において、前記一方波長検出手段として前記他方の波長の光をカットするフィルタ（９Ａ）が設けられたカメラ（９）が利用され、前記他方波長検出手段として前記一方の波長の光をカットするフィルタ（１０Ａ）が設けられたカメラ（１０）が利用されてもよい。
【００１６】
本発明の検出システムの一態様において、前記被検出体として、軸線（Ａｘ）を有するペン状に形成され、先端側の前記軸線上に前記対象物と接触可能に突出する突出部（４Ａ）が設けられ、前記突出部には不透明部材が、前記突出部の周囲には透明部材が、それぞれ使用されているものが利用され、前記被検出体の内部には、前記軸線方向に前記透明部材を通して前記他方の波長の光が出力されるように、前記軸線上に前記他方の波長の光を出力する他方光出力手段（４Ｋ）が設けられていてもよい。この場合、対象物と接触する突出部には不透明部材が利用されているので、接触による摩耗や対象物の損傷等を抑制することができる。一方で、突出部の周囲に透明部材が使用されているので、透明部材を通して内部からの光の出力が可能である。そして、被対象物の内部の軸線上に他方光出力手段が配置されているので、他方の波長の光を透明部材から軸線方向に出力することができる。これにより、光点の座標を被検出体の軸線の延長線上に近い位置とすることができる。
【００１７】
本発明の電子黒板装置は、上述した検出システムが適用され、前記被検出体として文字等を描くためのペン（４）が利用されているものである。これにより、光のみを利用して、各ペンの位置の検出及び、各ペンの識別が可能な電子黒板装置を実現することができる。
【００１８】
本発明の検出システムの制御方法は、異なる２つの波長の光を互いが一定の範囲内に収まるように対象物（６）に対して出力し、かつ、前記２つの波長の光のうちの一方の波長の光を互いに識別可能に出力する少なくとも２つの被検出体（４）と、前記被検出体が出力する光のうちの一方の波長の光を検出する一方波長検出手段（９）と、前記被検出体が出力する光のうちの他方の波長の光を検出する他方波長検出手段（１０）と、を備えた検出システムに組み込まれるコンピュータ（１１）に、前記他方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、各被検出体が出力する前記他方の波長の光と前記対象物との接点に形成される各光点の座標を算出する座標算出工程と、前記一方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、前記座標算出工程にて算出された各光点の座標を中心として前記一定の範囲を含む所定の範囲内の各一方の波長の光をいずれの被検出体のものかそれぞれ識別する一方波長識別工程と、を実行させるものである。
【００１９】
本発明の検出システム用のコンピュータプログラムは、異なる２つの波長の光を互いが一定の範囲内に収まるように対象物（６）に対して出力し、かつ、前記２つの波長の光のうちの一方の波長の光を互いに識別可能に出力する少なくとも２つの被検出体（４）と、前記被検出体が出力する光のうちの一方の波長の光を検出する一方波長検出手段（９）と、前記被検出体が出力する光のうちの他方の波長の光を検出する他方波長検出手段（１０）と、を備えた検出システムに組み込まれるコンピュータ（１１）を、前記他方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、各被検出体が出力する前記他方の波長の光と前記対象物との接点に形成される各光点の座標を算出する座標算出手段及び、前記一方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、前記座標算出手段が算出した各光点の座標を中心として前記一定の範囲を含む所定の範囲内の各一方の波長の光をいずれの被検出体のものかそれぞれ識別する一方波長識別手段として機能させるように構成されたものである。本発明の制御方法或いは、コンピュータプログラムを実行することにより、本発明の検出システムを実現することができる。
【００２０】
なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２１】
以上、説明したように、本発明によれば、他方の波長の光を利用して対象物に形成される光点の位置が検出され、一方の波長の光を利用して各被検出体が識別される。これにより、光のみを利用して、各被検出体の位置の検出及び、各被検出体の識別を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一形態に係る検出システムが適用された電子黒板装置の要部の斜視図。
【図２Ａ】ペンの拡大図。
【図２Ｂ】図２ＡのＢ−Ｂ線に関する断面図。
【図２Ｃ】ペン内部の制御系の概略を示すブロック図。
【図３】図１のIII−III線に関する断面図。
【図４】電子黒板装置の制御系の概略図。
【図５】光点データベースの内容の一例を示す図。
【図６】カラーテーブルの内容の一例を示す図。
【図７】検出処理ルーチンのフローチャートの一例を示す図。
【図８】ＩＲカメラ画像処理ルーチンのフローチャートの一例を示す図。
【図９】色認識用描画処理ルーチンのフローチャートの一例を示す図。
【図１０】カラーカメラ画像処理ルーチンのフローチャートの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の一形態に係る検出システムが適用された電子黒板装置について説明する。図１は、電子黒板装置１の要部の斜視図である。図１に示すように、電子黒板装置１は、装置本体２と、装置本体２の右側に配置されたコイン検出装置３と、を備えている。コイン検出装置３の前面には、電子黒板装置１の利用の対価として支払われるコインを投入するためのコイン投入口３Ａが設けられている。また、コイン投入口３Ａの下方には、被検出体としての複数のペン４が置かれるホルダー部３Ｂが設けられている。なお、コイン検出装置３には、選択或いは決定をするためのボタン、電源スイッチ、ボリューム操作スイッチといった通常の電子黒板装置が備えている各種の入力装置及び出力装置が設けられていてもよい。
【００２４】
図２Ａは、ペン４の拡大図である。図２Ａに示すように、ペン４の先端には、ペン４の軸線Ａｘ上に突出部４Ａが設けられている。突出部４Ａはスクリーン６と接触した状態で使用されるので、突出部４Ａには、摩耗が防止され、また、スクリーン６が傷つかないように耐摩耗性の高い部材が使用されている。この突出部４Ａの具体的な材料としては、例えばポリアセタール、テフロン（登録商標）、ナイロン等が利用され、高い耐摩耗性材料を求めると結果的に不透明な材料が選択されることになる。また、ペン４の後端側には、電池カバー部４Ｂが設けられている。電池カバー部４Ｂはペン４から着脱可能なように構成されており、ペン４は電池カバー部４Ｂが取り外されることにより、内部に電池を収納可能なように構成されている。
【００２５】
図２Ｂは、図２ＡのＢ−Ｂ線に関する断面図である。また、図２Ｂでは、電池５が収納された状態を示している。このため、図２Ｂに示すように、ペン４の内部には、後端側に電池５が収容されている。ペン４の内部の先端は、透明な導光レンズ４Ｇにより塞がれている。導光レンズ４Ｇの中央には、突出部４Ａが挿入される空間が軸線Ａｘと同軸的に設けられている。導光レンズ４Ｇとして、例えば、透明なアクリル材が利用される。
【００２６】
突出部４Ａは、導光レンズ４Ｇの中央の空間を通じて、軸線Ａｘに沿って、前後方向、つまり先端から後端に向かう方向（或いはその逆方向）に移動可能に取り付けられている。突出部４Ａの後端には突出部４Ａと同様に軸線Ａｘに沿って前後方向に移動可能な連動部材４Ｈが取り付けられており、連動部材４Ｈには先端方向に付勢するバネ４Ｉが取り付けられている。また、突出部４Ａには後端の周囲に鍔４Ａｔが、導光レンズ４Ｇの中央の空間の径には段差が、それぞれ設けられ、導光レンズ４Ｇの段差に鍔４Ａｔが引っ掛かり、突出部４Ａは前方への移動が制限されるように構成されている。このため、突出部４Ａは、連動部材４Ｈを介したバネ４Ｉの付勢及び、前方への移動の制限により、通常時は先端から突出するように位置している。これらにより、突出部４Ａがスクリーン６等に押しつけられた場合には、突出部４Ａは、後方への圧力により軸線Ａｘに沿って連動部材４Ｈを介してバネ４Ｉを圧縮しつつ後端方向に移動し、圧力が解放された場合には連動部材４Ｈを介したバネ４Ｉの付勢により再び通常の先端から突出するような位置に戻るように構成されている。また、連動部材４Ｈは、突出部４Ａが後方に押された場合には、突出部４Ａと一体的に後方に移動するように取り付けられている。電池５の前方であって、突出部４Ａの後方には昇圧回路を有するＬＥＤ基板４Ｄが設けられている。
【００２７】
ＬＥＤ基板４Ｄには、他方光出力手段としての赤外線ＬＥＤ４Ｋと、可視光ＬＥＤ（カラーＬＥＤ）４Ｍとが設けられている。赤外線ＬＥＤ４Ｋは軸線Ａｘと同軸上に位置するように配置され、可視光ＬＥＤ４Ｍは赤外線ＬＥＤ４Ｋに近い側方に配置されている。また、可視光ＬＥＤ４Ｍは、ＲＧＢ値の成分がペン４毎に異なるものとなるようなものが各ペン４に設けられている。図２Ｃは、ペン４内部の制御系の概略を示すブロック図である。図２Ｃに示すように、ＬＥＤ基板４Ｄには、スイッチＳＷ及び、各ＬＥＤ４Ｋ、４Ｍに接続され、スイッチＳＷの状態により各ＬＥＤ４Ｋ、４Ｍの出力を制御するＣＰＵ４Ｓが設けられている。ＣＰＵ４Ｓは、検出器ＫＳ及び、フューズＦＺを介して、電池５に接続されている。そして、ＣＰＵ４Ｓは、スイッチＳＷからの状態信号を受けてＬＥＤ４Ｋ、４Ｍに発光制御の為の制御信号を出力している。検出器ＫＳは、フューズＦＺを介して電池５に接続されており、電池５の電力残量を検出する。また、電池５には、フューズＦＺを介して、ＤＣ−ＤＣコンバータＣＯも接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータＣＯは、可視光ＬＥＤ４Ｍ等に接続され、それぞれを動作させるための電力を供給している。
【００２８】
スイッチＳＷは、突出部４Ａを介して連動部材４Ｈが後方に移動した押圧状態のときには連動部材４Ｈと連動して動作する不図示の動作部材に押されてＯＮ状態に、連動部材４Ｈが押圧状態にないときには連動部材４Ｈと連動して動作する動作部材から解放されてＯＦＦ状態に、それぞれ切り替えられるように配置されている。そして、ＣＰＵ４Ｓは、スイッチＳＷがＯＮ状態の場合には、赤外線ＬＥＤ４Ｋが他方の波長の光としての赤外線を、可視光ＬＥＤ４Ｍが一方の波長の光としての可視光を、それぞれ出力するように各ＬＥＤ４Ｋ、４Ｍを制御する。この際、ＣＰＵ４Ｓは、スイッチＳＷがＯＮ状態の場合には、継続して赤外線ＬＥＤ４Ｋが赤外線を出力する一方で、可視光ＬＥＤ４ＭはＯＮ状態から所定時間だけ可視光を出力するように各ＬＥＤ４Ｋ、４Ｍを制御する。なお、所定時間には後述の識別処理等に要する時間に応じたものが利用されればよく、例えば、１秒程度、或いは処理速度等によっては１秒以下の６０分の３フレーム／秒が利用されてもよい。
【００２９】
一方で、ＣＰＵ４Ｓは、スイッチＳＷがＯＦＦ状態の場合には、可視光ＬＥＤ４Ｍは可視光を出力せずに、赤外線ＬＥＤ４Ｋが一定の間隔毎に赤外線を出力するように、各ＬＥＤ４Ｋ、４Ｍを制御する。この一定の間隔の一例として、例えば、赤外線が４分に１回出力されるようなものが利用されてよい。このように、ＣＰＵ４Ｓは、スイッチＳＷを介して、連動部材４Ｈの押圧状態に応じて各ＬＥＤ４Ｋ、４Ｍの出力を制御するように構成されている。また、連動部材４Ｈは突出部４Ａが後方に押されるのに伴って一体的に後方に移動するように取り付けられている。つまり、ペン４は、各ＬＥＤ４Ｋ、４Ｍの出力状態が、スクリーン６等との接触に伴う突出部４Ａの移動によって切り替えられるように構成されている。
【００３０】
各ＬＥＤ４Ｋ、４Ｍから出力された光は、前方の突出部４Ａの周囲に位置する透明な導光レンズ４Ｇを通過して、ペン４の先端から外部に出力される。赤外線ＬＥＤ４Ｋは軸線Ａｘと同軸的に配置され、突出部４Ａも軸線Ａｘと同軸的に配置されている。このため、外部に出力される赤外線は、出力範囲の中心の位置が突出部４Ａの中心の位置と略一致するように出力される。一方、可視光ＬＥＤ４Ｍの位置は軸線Ａｘと一致していないが、赤外線ＬＥＤ４Ｋの近くであるため、可視光ＬＥＤ４Ｍから出力される可視光の出力範囲は、赤外線の出力範囲の中心位置から一定の範囲内に収まるように出力される。
【００３１】
図１に戻り、装置本体部２の前面には、表示面としてのスクリーン６と、スクリーン６の上部に配置され、音声を出力するスピーカ７とが、それぞれ設けられている。スクリーン６には、ペン４によって文字等が描かれる。ペン４によって描かれた文字等は、装置本体２の内部から画像として投影されることにより、スクリーン６上に表示される。スクリーン６は、透明アクリル板の裏面にプロジェクションシートが貼付される、或いは、塗装が施される等により、内部から投影される画像が鮮明に表示されるように構成されている。
【００３２】
図３は、図１のIII−III線に関する断面図である。図３に示すように、装置本体２の内部には、プロジェクタ８と、一方波長検出手段としてのカラーカメラ９と、他方波長検出手段としてのＩＲカメラ１０とが設けられている。プロジェクタ８は、装置本体２の内部の上方に配置されている。プロジェクタ８が画像を出力する出力方向の先には球面ミラー１６が、球面ミラー１６が画像を反射する反射方向の先には平面ミラー１７が、平面ミラー１７が画像を反射する反射方向の先にはスクリーン６が、それぞれ取り付けられている。図３では、プロジェクタ８の出力方向及び範囲を示す投射ラインＴＬ、球面ミラー１６の反射方向及び範囲を示す反射ラインＨＬ、平面ミラー１７の反射方向及び範囲を示す反射ラインＲＬ、をいずれも二点鎖線で示している。
【００３３】
図３に示すように、プロジェクタ８は、装置本体２の内部の上方に取り付けられた支持台１５によって、画像の出力方向が球面ミラー１６を向くように上方向に傾けられて下方から支持されている。球面ミラー１６は下端が平面ミラー１７の反射ラインＲＬと交差することを避けて上方の一部が装置本体２の内部から突出するように傾斜をつけて配置されている。装置本体２の上部の球面ミラー１６の一部が突出した部分には、球面ミラー１６を覆うように、突出カバー部１９が設けられている。また、球面ミラー１６は、反射方向にプロジェクタ８から出力された画像をやや拡大しつつ反射するように構成されている。このため、球面ミラー１６に出力された画像は、拡大されて平面ミラー１７に反射される。そして、平面ミラー１７は球面ミラー１６から反射された画像をスクリーン６の全体に反射できるように底面から一定の高さを有する基台２０の上に傾斜をつけて配置されている。これらの各ミラー１６、１７により、プロジェクタ８が出力した画像がスクリーン６の全面に投影される。
【００３４】
各カメラ９、１０は、平面ミラー１７の上端の上方の互いに近い位置に配置されている。具体的には、平面ミラー１７の上方にＩＲカメラ１０が、ＩＲカメラの上方の近い位置にカラーカメラ９が、それぞれ配置されている。図３では、カラーカメラ９の撮影範囲を破線ＣＨで、ＩＲカメラ１０の撮影範囲を一点鎖線ＩＳで、それぞれ示している。図３で示すように、各カメラ９、１０は、スクリーン６の全面が各撮影範囲ＣＨ、ＩＳに収まるような位置に配置されている。カラーカメラ９には、赤外線カットフィルタ９Ａが設けられている。これにより、カラーカメラ９は、赤外線をカットした画像を撮影可能（例えば、８４０ｍｍ以下の可視光だけを撮影できるように）に構成されている。一方、ＩＲカメラ１０には、可視光カットフィルタ１０Ａが設けられている。これにより、ＩＲカメラ１０は、可視光をカットした画像を撮影可能（例えば、９２０ｍｍ以上の赤外線だけを撮影できるように）に構成されている。更に、装置本体２の内部には、プロジェクタ８、各カメラ９、１０といった各種機器が接続され、それらを制御する制御ユニットが設けられている。
【００３５】
図４は、電子黒板装置１の制御系の概略図である。図４に示すように、装置本体２の内部の制御ユニット１１には、コイン検出装置３、各カメラ９、１０、プロジェクタ８及び、スピーカ７が接続されている。その他にも制御ユニット１１には、各種の周辺装置が接続され得るが、それらの図示は省略する。
【００３６】
制御ユニット１１は、マイクロプロセッサとその動作に必要な主記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ）等の周辺装置とを組み合わせたコンピュータユニットとして構成されている。制御ユニット１１には、制御部２１と、記憶部２２とが設けられている。制御部２１は、各カメラ９、１１が撮影した撮影結果及び、記憶部２２に記憶されている各種データを適宜読み込むことにより、プロジェクタ８を通じてスクリーン６に投影すべき画像を生成するために必要な各種の演算及び、スピーカ７を通じて再生すべき音声再生信号の生成等を実行する論理的装置として構成されている。記憶部２２は、電源の供給がなくても記憶を保持可能なように構成されている。記憶部２２として、例えば、ハードディスク（磁気ディスク）、ＤＶＤＲＯＭ、ＣＤＲＯＭ等の光学式記憶媒体、あるいはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性半導体メモリ装置といった外部記憶装置が利用されてもよい。記憶部２２には、制御部２１で利用されるデータとして光点データベース２５、及び、カラーテーブル２６が記憶されている。なお、記憶部２２には、その他にも制御部２１が各種処理を実行するために必要な各種のデータを記憶しているが、図示は省略した。
【００３７】
図５は、光点データベース２５の内容の一例を示す図である。図５に示すように、光点データベース２５は、行及び、列を含むマトリクス状に形成されている。光点データベース２５には、“光点”、 “光点の座標”、“光点の半径”、“ステータス”及び、“ＩＤ情報”の各項目が含まれている。そして、これらの各項目が行を形成するように、左から光点３１、光点の座標３２、光点の半径３３、ステータス３４、ＩＤ情報３５の順に配置されている。各項目３１〜３５は、光点３１をキーとして、光点３１毎に、管理されている。
【００３８】
光点３１の管理には、“１”、“２”といった数字が使用される。また、光点の座標３２の管理には、Ｘ軸、Ｙ軸の座標を示す数字が使用される。Ｘ軸、Ｙ軸は適宜に設定されてよい。ここでは一例として、使用者からみてスクリーン６の左下角をＸ軸、Ｙ軸ともにゼロの座標とし、Ｘ軸としてゼロの座標から横方向（使用者から見て右方方向がプラス）を、Ｙ軸としてゼロの座標から縦方向（上方向がプラス）を、それぞれ使用している（図１参照）。そして、このゼロの座標からの距離をｍｍ単位で示す数字が、光点の座標３２の管理に使用される。また、光点の半径３３の管理には、スクリーン６上の各光点の半径をｍｍ単位で示す数字が使用される。
【００３９】
ＩＤ情報３５の管理には、各ペン４に割り当てられた各色を示す数字が使用される。この数字は後述のカラーテーブル２６にて管理されている。ステータス３４の管理には、“未使用”、“色認識準備中”、“色認識中”、“ＩＤ確定”、“ＩＤ未登録”、にそれぞれ対応する文字が使用される。ここで、各文字の示す状態は次のとおりである。
【００４０】
未使用 ：光点の情報を管理していない状態。
色認識準備中：色認識を行う前の黒丸を表示するのを待っている状態。
色認識中 ：色認識を行うための処理を実行している状態。
ＩＤ確定 ：色認識を行って光点の色のＩＤが確定した状態。
ＩＤ未登録 ：色認識を行ったがＩＤが見つからなかった状態。
【００４１】
図５の例では、５つの光点が管理されている。このため、光点３１の列には、“１”〜“５”の５つの数字が示されている。そして、光点３１の“１”に対応する光点の座標３２が“４００，３００”、つまり使用者側のスクリーン６の左下角から右横に４００ｍｍ、縦上方に３００ｍｍの位置であること、その光点の半径３３が“１０”、つまり１０ｍｍであること、その光点のステータス３４が“ＩＤ確定”、つまり光点の色のＩＤが確定した状態であること、その光点のＩＤ情報３５が“３”、つまり光点“１”の形成に使用されているペン４に割り当てられた色を示すＩＤが“３”であることが、それぞれ管理されている。また、この例では、光点３１の“３”のステータス３４として、“未使用”が示されている。これは、“３”に該当する光点がスクリーン６上からなくなったことを意味する。また、ステータス３４が“未使用”となっている行はスクリーン６上に新たな光点が検出された際に再利用される。ステータス３４の更新に関する処理は後述する。
【００４２】
一方、図６は、カラーテーブル２６の内容の一例を示す図である。図６に示すように、カラーテーブル２６も、行及び、列を含むマトリクス状に形成されている。カラーテーブル２６には、“ペンＮＯ”、 “ＲＧＢ値”、及び、“色ＩＤ”の各項目が含まれている。そして、これらの各項目が行を形成するように、左からペンＮＯ４１、ＲＧＢ値４２、色ＩＤ４３の順に配置されている。各項目４１〜４３は、ペンＮＯ４１をキーとして、ペンＮＯ４１毎に、管理されている。
【００４３】
ペンＮＯ４１の管理には、“１”、“２”といったペン４の数に対応する数字が使用される。ＲＧＢ値４２の管理には、各ペン４の可視光ＬＥＤ４Ｍが出力する可視光のＲＧＢ値に対応する数字が使用される。また、色ＩＤ４３の管理には、各ペンの色のＩＤとしてＲＧＢ値４２毎にユニークに割り当てられた数字が使用される。また、この色ＩＤ４３の管理に使用される数字は、光点データベース２５のＩＤ情報３５の管理に使用される数字と対応している。
【００４４】
図６の例では、３つのペン４に関するカラーテーブル２６が示されている。このため、ペンＮＯ４１の列には、“１”〜“３”の数字が示されている。そして、この例では、ある一のペン４に対応するペンＮＯ４１の“１”のＲＧＢ値４２が“０，０，２２５”であること、このＲＧＢ値４２に対応する色ＩＤ４３が“１”であることが、それぞれ管理されている。
【００４５】
次に、制御部２１が実行する処理を説明する。コイン検出装置３に所定の対価が支払われる等、所定の条件が満たされると制御部２１は電子黒板装置１が使用可能となるような各種処理を実行する。これらの処理には、プロジェクタ８を通じて、スクリーン６に各種画像を投影するための処理、各ペン４を利用してスクリーン６に描かれた文字や図形等をスクリーン６に投影するための処理といった処理が含まれる。制御部２１は、各ペン４にて描かれた文字等のスクリーン６への投影等に必要な処理として、図７に示す検出処理ルーチン、図８に示すＩＲカメラ画像処理ルーチン、図９に示す色認識用描画処理ルーチン、及び、図１０に示すカラーカメラ画像処理ルーチンのそれぞれを所定の周期で繰り返し実行する。
【００４６】
図７は、制御部２１が実行する検出処理ルーチンのフローチャートの一例を示す図である。図７のルーチンが開始されると、制御部２１は、まずステップＳ１にて、ＩＲカメラ１０からＩＲカメラ１０が撮影した画像（可視光フィルタ１０Ａにより可視光がカットされたもの）を取得する。続くステップＳ２にて、制御部２１は、ステップＳ１にて取得した画像に基づいて、ＩＲカメラ画像処理を実行する。図８は、制御部２１が実行するＩＲカメラ画像処理ルーチンのフローチャートの一例を示す図である。
【００４７】
図８のルーチンが開始されると、制御部２１は、まずステップＳ１１にて、ＩＲカメラ１０から取得した画像中に光点が存在するか否かを判断する。この判断は、一例として、予め用意された光点の判定基準となる判定用輝度値ＩｒＴｈｒｅｓを利用し、この判定用輝度値ＩｒＴｈｒｅｓに基づいて、判定用輝度値ＩｒＴｈｒｅｓの輝度値を超える点を光点と認識することにより実現される。ステップＳ１１にて、否定的判断をした場合、つまりＩＲカメラ１０が撮影した画像中に判定用輝度値ＩｒＴｈｒｅｓを超える輝度の点が存在しない場合には、以降のステップをスキップして、今回のルーチンを終了する。一方、ステップＳ１１にて、肯定的判断をした場合、つまりＩＲカメラ１０が撮影した画像中に判定用輝度値ＩｒＴｈｒｅｓを超える輝度の輝点が存在する場合には、ステップＳ１２に進む。
【００４８】
ステップＳ１２にて、制御部２１は、画像中に存在する各光点の情報、具体的には各光点の中心の座標及び、半径を算出する。この算出は、一例として、ＩＲカメラ１０が撮影した画像中の各輝点に隣接する点の輝度値の最大値、最小値をＸ軸、Ｙ軸（光点データベース２５中の光点の座標３２で利用されるＸ軸、Ｙ軸と共通のもの）方向について求め、求めた最大値、最小値に基づいて各光点の中心座標、及び、半径を算出することにより実現される。
【００４９】
続くステップＳ１３にて、制御部２１は、ステップＳ１２で算出した各光点の情報に基づいて、画像中の各光点のうち一の光点が光点データベース２５に存在するか否かを判断する。この判断は、例えば、ステップＳ１２で算出した光点の座標と光点データベース２５中の各光点の座標３２とを比較することにより実現される。具体的には、画像中の光点の座標が光点データベース２５中のいずれかの光点の座標３２から一定距離内のものであれば、画像中の光点は、光点データベース２５中の一定距離内に位置する光点３１と同一の光点（ペン４）が移動したものとして、光点データベース２５中に存在していると判断する。一方、画像中の光点が光点データベース２５中のいずれの光点の座標３２からも一定距離内にない場合には、光点データベース２５に存在しない新たな光点と判断する。そして、ステップＳ１３にて、制御部２１は、光点が光点データベース２５に存在しないと判断した場合にはステップＳ１７に進む。
【００５０】
ステップＳ１７にて、制御部２１は、画像中の光点が光点データベース２５に存在しない光点であるとして、この光点の情報を光点データベース２５に新規に登録する。この際、光点データベース２５中でステータス３４が“未使用”の行（或いは、新規な行）が登録に利用され、ステータス２５は“色認識準備中”として登録される。ステップＳ１７の処理が終了すると、制御部２１はステップＳ１５に進む。
【００５１】
一方、ステップＳ１３にて、光点が光点データベース２５に存在すると判断した場合には制御部２１はステップＳ１４に進む。ステップＳ１４にて、制御部２１は、ステップＳ１２で算出した光点の情報を利用して、光点データベース２５の光点の座標３２の情報を更新する。具体的には、制御部２１は、画像中の光点の座標（ステップＳ１２で算出されたもの）に当該座標から一定距離内にある光点データベース２５中の光点の座標３２の情報を更新して、ステップＳ１５に進む。
【００５２】
ステップＳ１５にて、制御部２１は、画像中に存在する光点のうち光点データベース２５中に存在するか否かの判断が終了した一の光点の他に判断が終了していない他の光点があるか否か判断する。この判断が肯定的判断の場合には、ステップＳ１３以降の処理が終了していない他の光点について光点データベース２５との存在判断をすべくステップＳ１３に戻って、他の光点について以降で同様の処理を実行する。一方、ステップＳ１５にて、否定的判断をした場合には、画像中に存在するすべての光点についてステップＳ１３、Ｓ１４、Ｓ１７の処理が終了したものとして、制御部２１は、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６にて、制御部２１は、光点データベース２５のステータス３４の情報を更新する。具合的には、制御部２１は、今回のルーチンで光点データベース２５中の光点の座標３２が更新されなかった各光点３１のステータス３４が“未使用”となるように、光点データベース２５を更新する。ステップＳ１６の処理が完了すると、制御部２１は、今回のルーチンを終了する。これにより、スクリーン６上の各光点について、新たな光点の認識、移動した光点の新たな座標、及び、スクリーン６上から消滅した（ペン４がスクリーン６から離れた）光点が判別される。
【００５３】
図７のルーチンに戻り、制御部２１は、ステップＳ２の処理を終えると、ステップＳ３に進む。ステップＳ３にて、制御部２１は、色認識用描画処理ルーチンを実行する。図９は、制御部２１が実行する色認識用描画処理ルーチンのフローチャートの一例を示す図である。
【００５４】
図９のルーチンが開始されると、まずステップＳ２１にて、制御部２１は、所定の光点の座標に黒丸が表示されるような画像をプロジェクタ８に出力する。具体的には、制御部２１は、光点データベース２５中でステータス３４が“色認識準備中”若しくは、“色認識中”となっている画像中の光点を所定の光点として判別し、画像中のこれらの各光点の座標に黒丸が表示されるような画像をプロジェクタ８に出力する。黒丸の表示は、一例として、プロジェクタ８が出力している画像から対象の光点の座標を中心とした所定の範囲（ペン４からの可視光が収まるペン４の軸線Ａｘから一定範囲を含むもの）のカラー画像を削除する処理により実現される。このため、黒丸の表示範囲は所定の範囲に限定される。
【００５５】
続くステップＳ２２にて、制御部２１は、光点データベース２５中のステータス３４の情報を更新する。具体的には、ステップＳ２２にて、制御部２１は、光点データベース２５中のステータス３４が“色認識準備中”のものを“色認識中”に更新して、今回のルーチンを終了する。これにより、ＩＲカメラ１０により撮影された画像中の光点、つまりペン４が出力する赤外線とスクリーン６との接点の座標から所定の範囲内に関しては、プロジェクタ８から出力される画像から可視光が削除され、ペン４から出力される可視光の判別が比較的容易な環境が形成される。
【００５６】
図７のルーチンに戻り、制御部２１は、ステップＳ３の処理を終えると、ステップ４に進む。ステップＳ４にて、制御部２１は、カラーカメラ９が撮影した画像（赤外線フィルタ９Ａにより赤外線がカットされたもの）をカラーカメラ９から取得する。続くステップＳ５にて、制御部２１は、カラーカメラ画像処理を実行する。図１０は、制御部２１が実行するカラーカメラ画像処理ルーチンのフローチャートの一例を示す図である。
【００５７】
図１０のルーチンが開始されると、制御部２１は、まずステップＳ３１にて、光点データベース２５中にステータス３４が所定のステータスとなっている光点３１があるか否か判断する。具体的には、所定のステータスとして、制御部２１は、ステータス３４が“色認識中”となっているものが存在するか否か判断する。この判断が否定的判断の場合、つまり、光点データベース２５中にステータス３４が“色認識中”となっているものが存在しない場合には、制御部２１は、以降のステップをスキップして、今回のルーチンを終了する。
【００５８】
一方、ステップＳ３１にて、肯定的判断をした場合、つまり光点データベース２５中にステータス３４が“色認識中”となっているものが存在する場合には、制御部２１は、ステップ３２に進む。ステップ３２にて、制御部２１は、カラーカメラ９が撮影した画像中の各光点の色ＩＤを識別する。この識別は、一例として、次のように実行される。
【００５９】
まず制御部２１は、光点データベース２５のステータス３４が“色認識中”となっている各光点３１に対応する画像（赤外線フィルタ９Ａにより赤外線がカットされたもの）中の各光点の座標を中心に所定の範囲内のＲＧＢ値を算出する。この算出の際に、より色彩をはっきりさせるために、画像中の光点の座標におけるＲＧＢ値の最小値を算出し、この最小値を減算等に利用してもよい。
【００６０】
次に制御部２１は、算出された各光点の所定の範囲のＲＧＢ値とカラーテーブル２６とを画素毎に比較して、所定の範囲に含まれる各ＲＧＢ値がカラーテーブル２６中のいずれの色ＩＤ４３に一番近いかを判別し、対応するカラーテーブル２６中の色ＩＤ４３を特定する。但し、一番近いＲＧＢ値でも算出されたＲＧＢ値との差が一定値以内でないものは色ＩＤ４３が特定できないものとして判別する。そして、制御部２１は、所定の範囲の各画素全ての判別結果に基づいて、一番多く特定された色ＩＤ４３をこの所定の範囲に対応する光点の色ＩＤ４３と識別する。一方で、一番多く特定された色ＩＤ４３であっても、全画素数に占める特定された画像の数の割合が一定割合以下の場合には、色ＩＤ４３が識別できなかった光点として扱う。このようにして、制御部２１は、各光点の色ＩＤ４３の識別を実行する。
【００６１】
ステップＳ３２に続いて、制御部２１は、ステップ３３にて、光点データベース２５の内容を更新する。具体的には、ステップＳ３３にて、制御部２１は、ステップＳ３２の結果、色ＩＤ４３が識別できた光点については光点データベース２５のステータス３４を“ＩＤ確定”に、ＩＤ情報３５をステップＳ３２で識別した色ＩＤ４３の数字に、それぞれ更新する。一方、制御部２１は、ステップＳ３２の結果、色ＩＤ４３が識別できなかったものとして扱われた光点については光点データベース２５のステータス３４を“ＩＤ未登録”に、ＩＤ情報３５を”０”に、それぞれ更新する。そして、制御部２１は、ステップＳ３３の処理が完了すると、今回のルーチンを終了する。これにより、スクリーン６上に存在する各光点の色ＩＤ４３が識別され、その結果が光点データベース２５のステータス３４に反映される。また、一定の範囲を含むような所定の範囲内のＲＧＢ値が利用されるため、各カメラ９、１０間の設置誤差やペン４内部の各ＬＥＤ４Ｋ、４Ｍの位置の差（光の出力方向の差）等を吸収することができる。
【００６２】
図７のルーチンに戻り、制御部２１は、ステップＳ５の処理を終えると、ステップＳ６に進む。ステップＳ６にて、制御部２１は、ＩＲカメラ１０で撮影された画像中の各光点の座標位置に点を描画した画像を作成する。続くステップＳ７にて、制御部２１は、ステップＳ６で作成した画像をプロジェクタ８に出力して、今回のルーチンを終了する。これにより、ペン４毎にスクリーン６上の位置が検出され、各ペン４の座標の位置に点が描画される。
【００６３】
以上に説明したように、この電子黒板装置１によれば、各ペン４から出力される赤外線と、可視光カットフィルタ１０Ａを有するＩＲカメラ１０とにより、スクリーン６上の光点の位置、つまり各ペン４の位置の座標が検出される。そして、スクリーン６の投影されている画像の一部として、検出された各ペン４の座標の所定範囲内だけに黒丸が表示され、赤外線カットフィルタ９Ａを有するカラーカメラにより所定範囲内の可視光が検出される。これにより、赤外線及び、可視光という異なる波長の光だけで、スクリーン６上の各ペン４の位置の検出及び、各ペン４の識別を実現することができるので、各ペン４に異なる色を振り分け、これらのペン４を通じて、スクリーン６に各種の色の文字等を表示させることもできる。また、スクリーン６やペン４に特殊な装置を利用する必要がない。従って、スクリーン６として安価なものが利用可能であり、かつ、消耗品として紛失や交換頻度の高いペン４についても製造コストを抑えることができる。また、黒丸の表示範囲を所定の範囲に限定することができるので、画面全体が暗転又は点滅することを防止することができる。これにより、使用者の負担を抑制することができる。
【００６４】
以上の形態では、制御ユニット１１が制御部２１を通じて図８のルーチンを実行することにより座標算出手段として、図９のルーチンを実行することにより一部削除手段として、図９及び図１０のルーチンを実行することにより一方波長識別手段として、それぞれ機能する。また、制御ユニット１１が記憶部２２を通じてカラーテーブル２６を記憶することによりＲＧＢ値記憶手段として機能する。また、スクリーン６と、プロジェクタ８との組み合わせが本発明の表示装置として機能する。
【００６５】
本発明は上述した形態に限らず、適宜の形態にて実施することができる。上述の形態では、被検出体が出力する異なる波長の光として、赤外線と、可視光とが利用されているが、このような形態に限定されるものではない。例えば、異なる波長の光として、可視光を利用せずに、赤外線領域の波長のみが利用されてもよい。この場合、他方の波長として各被検出体で共通の波長の赤外線を、一方の波長として被検出体毎に異なる波長の赤外線が利用されることにより、位置の検出及び、各被検出体の識別が可能である。
【００６６】
また、上述の形態では、識別可能に出力される一方の波長の光として、ＲＧＢ値の異なる可視光が利用されているが、このような形態に限定されるものでもない。例えば、上記のように、一方の波長としても互いに波長が異なるものが利用されることにより各被検出体を識別可能なように構成されていてもよい。また、例えば、各ＬＥＤを点滅させ、その周波数で各被検出体を識別するように構成されていてもよい。
【００６７】
上述の形態では、各フィルタ９Ａ、１０Ａが設けられた各カメラ９、１０が利用されているが、このような形態に限定されるものではない。例えば、各カメラとは別に、各波長の光をカットするフィルタが設けられていてもよい。また、一方波長検出手段及び、他方波長検出手段は、カメラに限定されるものでもない。各波長の光を検出可能な限り、一方波長検出手段及び、他方波長検出手段として、受光素子、撮像素子等、各種のものが利用されてよい。
【００６８】
上述の形態では、文字等を表示して電子黒板として機能する表示装置として、プロジェクタ８と、スクリーン６と、を備えたものが利用されているが、表示装置はこのような形態に限定されるものではない。例えば、文字等を表示する表示装置として、液晶モニタ等が利用されてもよい。
【００６９】
上述の形態では、電子黒板装置１は、コイン検出装置３を備えているが、コイン検出装置３は省略されてもよい。この場合、コイン等の対価に関係なく、自由に利用可能な電子黒板装置として構成されていればよい。また、上述の形態では、一形態として、本発明に係る検出システムが電子黒板装置に適用されているが、このような形態に限定されるものではない。例えば、本発明に係る検出システムは、被検出体を入力装置とし、対象物としてのスクリーン等に表示された敵キャラクタ等への攻撃指示等を、対象物への光の出力で行うゲーム等、各種ゲームに利用されてもよい。また、スクリーン等の対象物に映しだされたコンピュータの操作画面に対する指示を被検出体を通じて行うようなものとして利用されてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１ 電子黒板装置
２ 装置本体
４ ペン（被検出体）
４Ａ 突出部
４Ｇ 導光レンズ
４Ｋ 赤外線ＬＥＤ（他方光出力手段）
４Ｍ 可視光ＬＥＤ
６ スクリーン（対象物）
８ プロジェクタ
９ カラーカメラ（一方波長検出手段）
９Ａ 赤外線カットフィルタ
１０ ＩＲカメラ（他方波長検出手段）
１０Ａ 可視光カットフィルタ
１１ 制御ユニット（座標算出手段、一部削除手段、一方波長識別手段、ＲＧＢ値記憶手段、コンピュータ）
Ａｘ 軸線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検出体を検出するための検出システム、それが適用された電子黒板装置、その制御方法及び、コンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
被検出体を検出するための検出システムは様々な分野で利用されている。例えば、このような検出システムが利用される分野の一つとして、検出システムにて検出された専用ペンの位置を利用して、電子的な文字等が表示面に描かれる電子黒板装置に関するものが存在する。そして、主として表示面側に特徴を有する検出システムとして、タッチパネルを利用するもの（例えば、特許文献１参照）、表示面に設けられた多数のセンサを利用するもの（例えば、特許文献２参照）、光の反射を利用したもの（例えば、特許文献３〜５参照）、表示面の周縁部に設けられた２つのカメラを利用するもの（例えば、特許文献６参照）が知られている。一方、主として専用ペン側に特徴を有する検出システムとして、ペンから超音波及び赤外線を出力して、これらの到達時期の差を利用してペンの位置を検出するもの（例えば、特許文献７参照）、専用ペンが発生させる振動を利用するもの（例えば、特許文献８参照）、ペンから出力される光の輝点を利用するもの（例えば、特許文献９参照）も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−８３２７７号公報
【特許文献２】特開平５−３３０２８９号公報
【特許文献３】特開２０００−１０５６７１号公報
【特許文献４】特開２００３−９９１９５号公報
【特許文献５】特開２００４−３３８１６８号公報
【特許文献６】特開２０００−１３２３４０号公報
【特許文献７】特開２００７−５８４２５号公報
【特許文献８】特開２００２−７９７９２号公報
【特許文献９】特開２００５−１３５０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように電子黒板装置に関する分野では、各種の検出システムが利用されている。また、これら従来技術の背景には、いずれも電子黒板装置の厚みを可能な限り薄くしたいというコンセプトが存在する。つまり、通常の黒板やホワイトボードと同じスペースで使用することができ、できるならば、壁掛け式で使用できればなお良いというコンセプトが重要視されている。このようなコンセプトを実現するため、特許文献１〜８の各電子黒板装置では、表示面或いは専用ペンに特殊な装置として構成されている。このため、いずれの文献の電子黒板装置も表示面を含む表示装置の製造コスト或いは、本来消耗品として扱いたい専用ペンのコストの増加を招いている。そして、電子黒板装置は、その需要とは逆に、広く普及し、誰もが自由に利用可能なものではなく、学校の一部や企業の特別な会議室のみで利用されているのが現状と言える。これは、上記のような特殊な装置を必要とすることによる製造コストの増加等に起因すると考えられる。
【０００５】
一方、特許文献９のペンは、比較的簡易なものであるが、複数のペンが存在する場合に各ペンを識別可能なものではない。これに対して、特許文献２及び、特許文献８の電子黒板装置は、複数のペンのそれぞれを識別可能なように構成されているが、色別の周波数を出力する装置やＩＤ情報を出力する装置といった具合に各ペンを識別するために特殊な装置が付加されている。このため、特許文献１〜９の電子黒板措置は、いずれも複数のペンの識別に光を利用するものではない。
【０００６】
そこで、本発明は、光のみを利用して、各被検出体の位置の検出及び、各被検出体の識別を実現する検出システム、それが適用された電子黒板装置、その制御方法及び、コンピュータプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の検出システムは、異なる２つの波長の光を互いが一定の範囲内に収まるように対象物（６）に対して出力し、かつ、前記２つの波長の光のうちの一方の波長の光を互いに識別可能に出力する少なくとも２つの被検出体（４）と、前記被検出体が出力する光のうちの一方の波長の光を検出する一方波長検出手段（９）と、前記被検出体が出力する光のうちの他方の波長の光を検出する他方波長検出手段（１０）と、前記他方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、各被検出体が出力する前記他方の波長の光と前記対象物との接点に形成される各光点の座標を算出する座標算出手段（１１）と、前記一方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、前記座標算出手段が算出した各光点の座標を中心として前記一定の範囲を含む所定の範囲内の各一方の波長の光をいずれの被検出体のものかそれぞれ識別する一方波長識別手段（１１）と、を備えている。
【０００８】
本発明によれば、他方の波長の光を利用して対象物に形成される光点の位置が検出され、一方の波長の光を利用して各被検出体が識別される。これにより、光のみを利用して、各被検出体の位置の検出及び、各被検出体の識別を実現することができる。また、被検出体や光点が形成される対象物として、比較的簡易な構成のものを利用することができるので、製造コストの抑制を促進することができる。
【０００９】
一方の波長の光として、どのような波長の光が利用されてもよい。例えば、本発明の検出システムの一態様において、前記少なくとも２つの被検出体は、前記一方の波長の光として可視光を出力するとともに、各被検出体間で互いに異なるＲＧＢ値の可視光を出力することにより各一方の波長の光を互いに識別可能にしてもよい。
【００１０】
一方の波長の光として、可視光が利用される態様において、各被検出体が出力する可視光のそれぞれのＲＢＧ値を記憶するＲＧＢ値記憶手段（１１）を更に備え、前記一方波長識別手段は、各光点の前記所定の範囲内に含まれる各可視光のＲＧＢ値を算出し、算出した各ＲＧＢ値を前記ＲＧＢ値記憶手段に記憶された各ＲＧＢ値と比較することにより各光点の前記所定の範囲内に含まれる各可視光をいずれの被検出体のものか識別してもよい。この場合、各被検出体の識別にＲＧＢ値を利用することができる。
【００１１】
各被検出体として、少なくとも２つの波長の光を出力し、各被検出体を識別可能なように一方の波長の光を出力するものであれば、どのようなものが利用されてもよい。例えば、本発明の検出システムの一態様において、前記２つの被検出体の少なくとも一方は、前記対象物との接触に伴って所定の時間だけ前記一方の波長の光を出力するように構成されていてもよい。この場合、各被検出体の識別に利用後に一方の波長の光が不要に出力されることを抑制することができる。
【００１２】
被検出体が各光を出力する対象物として、どのようなものが利用されてもよい。例えば、本発明の検出システムの一態様において、画像を表示面に表示する表示装置を更に備え、前記対象物として前記表示装置の表示面が利用されてもよい。また、この態様において、前記表示装置は、画像を出力するプロジェクタ（８）と、前記プロジェクタが出力する画像が投影され、前記表示面として機能するスクリーン（６）と、を備えていてもよい。この場合、対象物として簡素な構成のスクリーンを利用することができる。
【００１３】
対象物として表示装置の表示面を利用する態様において、前記座標算出手段が算出した各光点の座標に基づいて、前記表示面に表示される画像のうちの各光点の前記所定の範囲に対応する各部分から前記一方の波長の光の成分を削除する一部削除手段（１１）を更に備えていてもよい。画像の種類又は、一方の波長の光の波長によっては、表示面に表示される画像に一方の波長の光が含まれている場合がある。このような場合、一方波長検出手段の検出結果が、画像のものなのか、被検出体が出力したものなのかの判断が難しくなってしまう場合がある。例えば、一方の波長の光として可視光が利用される場合、通常、画像には可視光が含まれている為、画像に含まれる可視光であるか、被検出体が出力した可視光であるかの判断が難しくなってしまう。しかし、この態様によれば、画像に含まれる一方の波長の光の成分が、一方の波長の光を識別するための所定の範囲から排除される。これにより、各被検出体が出力した一方の波長の光をより的確に識別することができる。また、画像が削除されるのは、所定の範囲に限定されている。仮に、画像全体から一方の波長の光が削除される態様であれば、例えば、一方の波長として可視光が利用される場合には、画面全体から可視光が削除されてしまう。このような場合、対象物中の光点の発生及び消滅に伴って、頻繁に表示面が点滅するような現象が生じてしまい使用者への視覚的負担が強くなってしまう。しかし、この態様によれば、画像から一方の波長の光が削除されるのは、所定の範囲に限定されているので、使用者の負担を軽減することができる。更に、一方の波長の光の出力が所定の時間に限定されている態様においては、一方の波長の光の削除時間を所定の時間に抑えることができるので、使用者の負担をより軽減することができる。
【００１４】
他方の波長の光として、どのようなものが利用されてもよい。例えば、本発明の検出システムの一態様において、前記被検出体は、前記他方の波長の光として赤外線を出力してもよい。
【００１５】
一方波長検出手段及び、他方波長検出手段として、被検出体が出力する各光を検出出来る限り、どのようなものが利用されてもよい。例えば、本発明の検出システムの一態様において、前記一方波長検出手段として前記他方の波長の光をカットするフィルタ（９Ａ）が設けられたカメラ（９）が利用され、前記他方波長検出手段として前記一方の波長の光をカットするフィルタ（１０Ａ）が設けられたカメラ（１０）が利用されてもよい。
【００１６】
本発明の検出システムの一態様において、前記被検出体として、軸線（Ａｘ）を有するペン状に形成され、先端側の前記軸線上に前記対象物と接触可能に突出する突出部（４Ａ）が設けられ、前記突出部には不透明部材が、前記突出部の周囲には透明部材が、それぞれ使用されているものが利用され、前記被検出体の内部には、前記軸線方向に前記透明部材を通して前記他方の波長の光が出力されるように、前記軸線上に前記他方の波長の光を出力する他方光出力手段（４Ｋ）が設けられていてもよい。この場合、対象物と接触する突出部には不透明部材が利用されているので、接触による摩耗や対象物の損傷等を抑制することができる。一方で、突出部の周囲に透明部材が使用されているので、透明部材を通して内部からの光の出力が可能である。そして、被対象物の内部の軸線上に他方光出力手段が配置されているので、他方の波長の光を透明部材から軸線方向に出力することができる。これにより、光点の座標を被検出体の軸線の延長線上に近い位置とすることができる。
【００１７】
本発明の電子黒板装置は、上述した検出システムが適用され、前記被検出体として文字等を描くためのペン（４）が利用されているものである。これにより、光のみを利用して、各ペンの位置の検出及び、各ペンの識別が可能な電子黒板装置を実現することができる。
【００１８】
本発明の検出システムの制御方法は、異なる２つの波長の光を互いが一定の範囲内に収まるように対象物（６）に対して出力し、かつ、前記２つの波長の光のうちの一方の波長の光を互いに識別可能に出力する少なくとも２つの被検出体（４）と、前記被検出体が出力する光のうちの一方の波長の光を検出する一方波長検出手段（９）と、前記被検出体が出力する光のうちの他方の波長の光を検出する他方波長検出手段（１０）と、を備えた検出システムに組み込まれるコンピュータ（１１）に、前記他方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、各被検出体が出力する前記他方の波長の光と前記対象物との接点に形成される各光点の座標を算出する座標算出工程と、前記一方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、前記座標算出工程にて算出された各光点の座標を中心として前記一定の範囲を含む所定の範囲内の各一方の波長の光をいずれの被検出体のものかそれぞれ識別する一方波長識別工程と、を実行させるものである。
【００１９】
本発明の検出システム用のコンピュータプログラムは、異なる２つの波長の光を互いが一定の範囲内に収まるように対象物（６）に対して出力し、かつ、前記２つの波長の光のうちの一方の波長の光を互いに識別可能に出力する少なくとも２つの被検出体（４）と、前記被検出体が出力する光のうちの一方の波長の光を検出する一方波長検出手段（９）と、前記被検出体が出力する光のうちの他方の波長の光を検出する他方波長検出手段（１０）と、を備えた検出システムに組み込まれるコンピュータ（１１）を、前記他方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、各被検出体が出力する前記他方の波長の光と前記対象物との接点に形成される各光点の座標を算出する座標算出手段及び、前記一方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、前記座標算出手段が算出した各光点の座標を中心として前記一定の範囲を含む所定の範囲内の各一方の波長の光をいずれの被検出体のものかそれぞれ識別する一方波長識別手段として機能させるように構成されたものである。本発明の制御方法或いは、コンピュータプログラムを実行することにより、本発明の検出システムを実現することができる。
【００２０】
なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２１】
以上、説明したように、本発明によれば、他方の波長の光を利用して対象物に形成される光点の位置が検出され、一方の波長の光を利用して各被検出体が識別される。これにより、光のみを利用して、各被検出体の位置の検出及び、各被検出体の識別を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一形態に係る検出システムが適用された電子黒板装置の要部の斜視図。
【図２Ａ】ペンの拡大図。
【図２Ｂ】図２ＡのＢ−Ｂ線に関する断面図。
【図２Ｃ】ペン内部の制御系の概略を示すブロック図。
【図３】図１のIII−III線に関する断面図。
【図４】電子黒板装置の制御系の概略図。
【図５】光点データベースの内容の一例を示す図。
【図６】カラーテーブルの内容の一例を示す図。
【図７】検出処理ルーチンのフローチャートの一例を示す図。
【図８】ＩＲカメラ画像処理ルーチンのフローチャートの一例を示す図。
【図９】色認識用描画処理ルーチンのフローチャートの一例を示す図。
【図１０】カラーカメラ画像処理ルーチンのフローチャートの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の一形態に係る検出システムが適用された電子黒板装置について説明する。図１は、電子黒板装置１の要部の斜視図である。図１に示すように、電子黒板装置１は、装置本体２と、装置本体２の右側に配置されたコイン検出装置３と、を備えている。コイン検出装置３の前面には、電子黒板装置１の利用の対価として支払われるコインを投入するためのコイン投入口３Ａが設けられている。また、コイン投入口３Ａの下方には、被検出体としての複数のペン４が置かれるホルダー部３Ｂが設けられている。なお、コイン検出装置３には、選択或いは決定をするためのボタン、電源スイッチ、ボリューム操作スイッチといった通常の電子黒板装置が備えている各種の入力装置及び出力装置が設けられていてもよい。
【００２４】
図２Ａは、ペン４の拡大図である。図２Ａに示すように、ペン４の先端には、ペン４の軸線Ａｘ上に突出部４Ａが設けられている。突出部４Ａはスクリーン６と接触した状態で使用されるので、突出部４Ａには、摩耗が防止され、また、スクリーン６が傷つかないように耐摩耗性の高い部材が使用されている。この突出部４Ａの具体的な材料としては、例えばポリアセタール、テフロン（登録商標）、ナイロン等が利用され、高い耐摩耗性材料を求めると結果的に不透明な材料が選択されることになる。また、ペン４の後端側には、電池カバー部４Ｂが設けられている。電池カバー部４Ｂはペン４から着脱可能なように構成されており、ペン４は電池カバー部４Ｂが取り外されることにより、内部に電池を収納可能なように構成されている。
【００２５】
図２Ｂは、図２ＡのＢ−Ｂ線に関する断面図である。また、図２Ｂでは、電池５が収納された状態を示している。このため、図２Ｂに示すように、ペン４の内部には、後端側に電池５が収容されている。ペン４の内部の先端は、透明な導光レンズ４Ｇにより塞がれている。導光レンズ４Ｇの中央には、突出部４Ａが挿入される空間が軸線Ａｘと同軸的に設けられている。導光レンズ４Ｇとして、例えば、透明なアクリル材が利用される。
【００２６】
突出部４Ａは、導光レンズ４Ｇの中央の空間を通じて、軸線Ａｘに沿って、前後方向、つまり先端から後端に向かう方向（或いはその逆方向）に移動可能に取り付けられている。突出部４Ａの後端には突出部４Ａと同様に軸線Ａｘに沿って前後方向に移動可能な連動部材４Ｈが取り付けられており、連動部材４Ｈには先端方向に付勢するバネ４Ｉが取り付けられている。また、突出部４Ａには後端の周囲に鍔４Ａｔが、導光レンズ４Ｇの中央の空間の径には段差が、それぞれ設けられ、導光レンズ４Ｇの段差に鍔４Ａｔが引っ掛かり、突出部４Ａは前方への移動が制限されるように構成されている。このため、突出部４Ａは、連動部材４Ｈを介したバネ４Ｉの付勢及び、前方への移動の制限により、通常時は先端から突出するように位置している。これらにより、突出部４Ａがスクリーン６等に押しつけられた場合には、突出部４Ａは、後方への圧力により軸線Ａｘに沿って連動部材４Ｈを介してバネ４Ｉを圧縮しつつ後端方向に移動し、圧力が解放された場合には連動部材４Ｈを介したバネ４Ｉの付勢により再び通常の先端から突出するような位置に戻るように構成されている。また、連動部材４Ｈは、突出部４Ａが後方に押された場合には、突出部４Ａと一体的に後方に移動するように取り付けられている。電池５の前方であって、突出部４Ａの後方には昇圧回路を有するＬＥＤ基板４Ｄが設けられている。
【００２７】
ＬＥＤ基板４Ｄには、他方光出力手段としての赤外線ＬＥＤ４Ｋと、可視光ＬＥＤ（カラーＬＥＤ）４Ｍとが設けられている。赤外線ＬＥＤ４Ｋは軸線Ａｘと同軸上に位置するように配置され、可視光ＬＥＤ４Ｍは赤外線ＬＥＤ４Ｋに近い側方に配置されている。また、可視光ＬＥＤ４Ｍは、ＲＧＢ値の成分がペン４毎に異なるものとなるようなものが各ペン４に設けられている。図２Ｃは、ペン４内部の制御系の概略を示すブロック図である。図２Ｃに示すように、ＬＥＤ基板４Ｄには、スイッチＳＷ及び、各ＬＥＤ４Ｋ、４Ｍに接続され、スイッチＳＷの状態により各ＬＥＤ４Ｋ、４Ｍの出力を制御するＣＰＵ４Ｓが設けられている。ＣＰＵ４Ｓは、検出器ＫＳ及び、フューズＦＺを介して、電池５に接続されている。そして、ＣＰＵ４Ｓは、スイッチＳＷからの状態信号を受けてＬＥＤ４Ｋ、４Ｍに発光制御の為の制御信号を出力している。検出器ＫＳは、フューズＦＺを介して電池５に接続されており、電池５の電力残量を検出する。また、電池５には、フューズＦＺを介して、ＤＣ−ＤＣコンバータＣＯも接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータＣＯは、可視光ＬＥＤ４Ｍ等に接続され、それぞれを動作させるための電力を供給している。
【００２８】
スイッチＳＷは、突出部４Ａを介して連動部材４Ｈが後方に移動した押圧状態のときには連動部材４Ｈと連動して動作する不図示の動作部材に押されてＯＮ状態に、連動部材４Ｈが押圧状態にないときには連動部材４Ｈと連動して動作する動作部材から解放されてＯＦＦ状態に、それぞれ切り替えられるように配置されている。そして、ＣＰＵ４Ｓは、スイッチＳＷがＯＮ状態の場合には、赤外線ＬＥＤ４Ｋが他方の波長の光としての赤外線を、可視光ＬＥＤ４Ｍが一方の波長の光としての可視光を、それぞれ出力するように各ＬＥＤ４Ｋ、４Ｍを制御する。この際、ＣＰＵ４Ｓは、スイッチＳＷがＯＮ状態の場合には、継続して赤外線ＬＥＤ４Ｋが赤外線を出力する一方で、可視光ＬＥＤ４ＭはＯＮ状態から所定時間だけ可視光を出力するように各ＬＥＤ４Ｋ、４Ｍを制御する。なお、所定時間には後述の識別処理等に要する時間に応じたものが利用されればよく、例えば、１秒程度、或いは処理速度等によっては１秒以下の６０分の３フレーム／秒が利用されてもよい。
【００２９】
一方で、ＣＰＵ４Ｓは、スイッチＳＷがＯＦＦ状態の場合には、可視光ＬＥＤ４Ｍは可視光を出力せずに、赤外線ＬＥＤ４Ｋが一定の間隔毎に赤外線を出力するように、各ＬＥＤ４Ｋ、４Ｍを制御する。この一定の間隔の一例として、例えば、赤外線が４分に１回出力されるようなものが利用されてよい。このように、ＣＰＵ４Ｓは、スイッチＳＷを介して、連動部材４Ｈの押圧状態に応じて各ＬＥＤ４Ｋ、４Ｍの出力を制御するように構成されている。また、連動部材４Ｈは突出部４Ａが後方に押されるのに伴って一体的に後方に移動するように取り付けられている。つまり、ペン４は、各ＬＥＤ４Ｋ、４Ｍの出力状態が、スクリーン６等との接触に伴う突出部４Ａの移動によって切り替えられるように構成されている。
【００３０】
各ＬＥＤ４Ｋ、４Ｍから出力された光は、前方の突出部４Ａの周囲に位置する透明な導光レンズ４Ｇを通過して、ペン４の先端から外部に出力される。赤外線ＬＥＤ４Ｋは軸線Ａｘと同軸的に配置され、突出部４Ａも軸線Ａｘと同軸的に配置されている。このため、外部に出力される赤外線は、出力範囲の中心の位置が突出部４Ａの中心の位置と略一致するように出力される。一方、可視光ＬＥＤ４Ｍの位置は軸線Ａｘと一致していないが、赤外線ＬＥＤ４Ｋの近くであるため、可視光ＬＥＤ４Ｍから出力される可視光の出力範囲は、赤外線の出力範囲の中心位置から一定の範囲内に収まるように出力される。
【００３１】
図１に戻り、装置本体部２の前面には、表示面としてのスクリーン６と、スクリーン６の上部に配置され、音声を出力するスピーカ７とが、それぞれ設けられている。スクリーン６には、ペン４によって文字等が描かれる。ペン４によって描かれた文字等は、装置本体２の内部から画像として投影されることにより、スクリーン６上に表示される。スクリーン６は、透明アクリル板の裏面にプロジェクションシートが貼付される、或いは、塗装が施される等により、内部から投影される画像が鮮明に表示されるように構成されている。
【００３２】
図３は、図１のIII−III線に関する断面図である。図３に示すように、装置本体２の内部には、プロジェクタ８と、一方波長検出手段としてのカラーカメラ９と、他方波長検出手段としてのＩＲカメラ１０とが設けられている。プロジェクタ８は、装置本体２の内部の上方に配置されている。プロジェクタ８が画像を出力する出力方向の先には球面ミラー１６が、球面ミラー１６が画像を反射する反射方向の先には平面ミラー１７が、平面ミラー１７が画像を反射する反射方向の先にはスクリーン６が、それぞれ取り付けられている。図３では、プロジェクタ８の出力方向及び範囲を示す投射ラインＴＬ、球面ミラー１６の反射方向及び範囲を示す反射ラインＨＬ、平面ミラー１７の反射方向及び範囲を示す反射ラインＲＬ、をいずれも二点鎖線で示している。
【００３３】
図３に示すように、プロジェクタ８は、装置本体２の内部の上方に取り付けられた支持台１５によって、画像の出力方向が球面ミラー１６を向くように上方向に傾けられて下方から支持されている。球面ミラー１６は下端が平面ミラー１７の反射ラインＲＬと交差することを避けて上方の一部が装置本体２の内部から突出するように傾斜をつけて配置されている。装置本体２の上部の球面ミラー１６の一部が突出した部分には、球面ミラー１６を覆うように、突出カバー部１９が設けられている。また、球面ミラー１６は、反射方向にプロジェクタ８から出力された画像をやや拡大しつつ反射するように構成されている。このため、球面ミラー１６に出力された画像は、拡大されて平面ミラー１７に反射される。そして、平面ミラー１７は球面ミラー１６から反射された画像をスクリーン６の全体に反射できるように底面から一定の高さを有する基台２０の上に傾斜をつけて配置されている。これらの各ミラー１６、１７により、プロジェクタ８が出力した画像がスクリーン６の全面に投影される。
【００３４】
各カメラ９、１０は、平面ミラー１７の上端の上方の互いに近い位置に配置されている。具体的には、平面ミラー１７の上方にＩＲカメラ１０が、ＩＲカメラの上方の近い位置にカラーカメラ９が、それぞれ配置されている。図３では、カラーカメラ９の撮影範囲を破線ＣＨで、ＩＲカメラ１０の撮影範囲を一点鎖線ＩＳで、それぞれ示している。図３で示すように、各カメラ９、１０は、スクリーン６の全面が各撮影範囲ＣＨ、ＩＳに収まるような位置に配置されている。カラーカメラ９には、赤外線カットフィルタ９Ａが設けられている。これにより、カラーカメラ９は、赤外線をカットした画像を撮影可能（例えば、８４０ｍｍ以下の可視光だけを撮影できるように）に構成されている。一方、ＩＲカメラ１０には、可視光カットフィルタ１０Ａが設けられている。これにより、ＩＲカメラ１０は、可視光をカットした画像を撮影可能（例えば、９２０ｍｍ以上の赤外線だけを撮影できるように）に構成されている。更に、装置本体２の内部には、プロジェクタ８、各カメラ９、１０といった各種機器が接続され、それらを制御する制御ユニットが設けられている。
【００３５】
図４は、電子黒板装置１の制御系の概略図である。図４に示すように、装置本体２の内部の制御ユニット１１には、コイン検出装置３、各カメラ９、１０、プロジェクタ８及び、スピーカ７が接続されている。その他にも制御ユニット１１には、各種の周辺装置が接続され得るが、それらの図示は省略する。
【００３６】
制御ユニット１１は、マイクロプロセッサとその動作に必要な主記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ）等の周辺装置とを組み合わせたコンピュータユニットとして構成されている。制御ユニット１１には、制御部２１と、記憶部２２とが設けられている。制御部２１は、各カメラ９、１１が撮影した撮影結果及び、記憶部２２に記憶されている各種データを適宜読み込むことにより、プロジェクタ８を通じてスクリーン６に投影すべき画像を生成するために必要な各種の演算及び、スピーカ７を通じて再生すべき音声再生信号の生成等を実行する論理的装置として構成されている。記憶部２２は、電源の供給がなくても記憶を保持可能なように構成されている。記憶部２２として、例えば、ハードディスク（磁気ディスク）、ＤＶＤＲＯＭ、ＣＤＲＯＭ等の光学式記憶媒体、あるいはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性半導体メモリ装置といった外部記憶装置が利用されてもよい。記憶部２２には、制御部２１で利用されるデータとして光点データベース２５、及び、カラーテーブル２６が記憶されている。なお、記憶部２２には、その他にも制御部２１が各種処理を実行するために必要な各種のデータを記憶しているが、図示は省略した。
【００３７】
図５は、光点データベース２５の内容の一例を示す図である。図５に示すように、光点データベース２５は、行及び、列を含むマトリクス状に形成されている。光点データベース２５には、“光点”、 “光点の座標”、“光点の半径”、“ステータス”及び、“ＩＤ情報”の各項目が含まれている。そして、これらの各項目が行を形成するように、左から光点３１、光点の座標３２、光点の半径３３、ステータス３４、ＩＤ情報３５の順に配置されている。各項目３１〜３５は、光点３１をキーとして、光点３１毎に、管理されている。
【００３８】
光点３１の管理には、“１”、“２”といった数字が使用される。また、光点の座標３２の管理には、Ｘ軸、Ｙ軸の座標を示す数字が使用される。Ｘ軸、Ｙ軸は適宜に設定されてよい。ここでは一例として、使用者からみてスクリーン６の左下角をＸ軸、Ｙ軸ともにゼロの座標とし、Ｘ軸としてゼロの座標から横方向（使用者から見て右方方向がプラス）を、Ｙ軸としてゼロの座標から縦方向（上方向がプラス）を、それぞれ使用している（図１参照）。そして、このゼロの座標からの距離をｍｍ単位で示す数字が、光点の座標３２の管理に使用される。また、光点の半径３３の管理には、スクリーン６上の各光点の半径をｍｍ単位で示す数字が使用される。
【００３９】
ＩＤ情報３５の管理には、各ペン４に割り当てられた各色を示す数字が使用される。この数字は後述のカラーテーブル２６にて管理されている。ステータス３４の管理には、“未使用”、“色認識準備中”、“色認識中”、“ＩＤ確定”、“ＩＤ未登録”、にそれぞれ対応する文字が使用される。ここで、各文字の示す状態は次のとおりである。
【００４０】
未使用 ：光点の情報を管理していない状態。
色認識準備中：色認識を行う前の黒丸を表示するのを待っている状態。
色認識中 ：色認識を行うための処理を実行している状態。
ＩＤ確定 ：色認識を行って光点の色のＩＤが確定した状態。
ＩＤ未登録 ：色認識を行ったがＩＤが見つからなかった状態。
【００４１】
図５の例では、５つの光点が管理されている。このため、光点３１の列には、“１”〜“５”の５つの数字が示されている。そして、光点３１の“１”に対応する光点の座標３２が“４００，３００”、つまり使用者側のスクリーン６の左下角から右横に４００ｍｍ、縦上方に３００ｍｍの位置であること、その光点の半径３３が“１０”、つまり１０ｍｍであること、その光点のステータス３４が“ＩＤ確定”、つまり光点の色のＩＤが確定した状態であること、その光点のＩＤ情報３５が“３”、つまり光点“１”の形成に使用されているペン４に割り当てられた色を示すＩＤが“３”であることが、それぞれ管理されている。また、この例では、光点３１の“３”のステータス３４として、“未使用”が示されている。これは、“３”に該当する光点がスクリーン６上からなくなったことを意味する。また、ステータス３４が“未使用”となっている行はスクリーン６上に新たな光点が検出された際に再利用される。ステータス３４の更新に関する処理は後述する。
【００４２】
一方、図６は、カラーテーブル２６の内容の一例を示す図である。図６に示すように、カラーテーブル２６も、行及び、列を含むマトリクス状に形成されている。カラーテーブル２６には、“ペンＮＯ”、 “ＲＧＢ値”、及び、“色ＩＤ”の各項目が含まれている。そして、これらの各項目が行を形成するように、左からペンＮＯ４１、ＲＧＢ値４２、色ＩＤ４３の順に配置されている。各項目４１〜４３は、ペンＮＯ４１をキーとして、ペンＮＯ４１毎に、管理されている。
【００４３】
ペンＮＯ４１の管理には、“１”、“２”といったペン４の数に対応する数字が使用される。ＲＧＢ値４２の管理には、各ペン４の可視光ＬＥＤ４Ｍが出力する可視光のＲＧＢ値に対応する数字が使用される。また、色ＩＤ４３の管理には、各ペンの色のＩＤとしてＲＧＢ値４２毎にユニークに割り当てられた数字が使用される。また、この色ＩＤ４３の管理に使用される数字は、光点データベース２５のＩＤ情報３５の管理に使用される数字と対応している。
【００４４】
図６の例では、３つのペン４に関するカラーテーブル２６が示されている。このため、ペンＮＯ４１の列には、“１”〜“３”の数字が示されている。そして、この例では、ある一のペン４に対応するペンＮＯ４１の“１”のＲＧＢ値４２が“０，０，２２５”であること、このＲＧＢ値４２に対応する色ＩＤ４３が“１”であることが、それぞれ管理されている。
【００４５】
次に、制御部２１が実行する処理を説明する。コイン検出装置３に所定の対価が支払われる等、所定の条件が満たされると制御部２１は電子黒板装置１が使用可能となるような各種処理を実行する。これらの処理には、プロジェクタ８を通じて、スクリーン６に各種画像を投影するための処理、各ペン４を利用してスクリーン６に描かれた文字や図形等をスクリーン６に投影するための処理といった処理が含まれる。制御部２１は、各ペン４にて描かれた文字等のスクリーン６への投影等に必要な処理として、図７に示す検出処理ルーチン、図８に示すＩＲカメラ画像処理ルーチン、図９に示す色認識用描画処理ルーチン、及び、図１０に示すカラーカメラ画像処理ルーチンのそれぞれを所定の周期で繰り返し実行する。
【００４６】
図７は、制御部２１が実行する検出処理ルーチンのフローチャートの一例を示す図である。図７のルーチンが開始されると、制御部２１は、まずステップＳ１にて、ＩＲカメラ１０からＩＲカメラ１０が撮影した画像（可視光フィルタ１０Ａにより可視光がカットされたもの）を取得する。続くステップＳ２にて、制御部２１は、ステップＳ１にて取得した画像に基づいて、ＩＲカメラ画像処理を実行する。図８は、制御部２１が実行するＩＲカメラ画像処理ルーチンのフローチャートの一例を示す図である。
【００４７】
図８のルーチンが開始されると、制御部２１は、まずステップＳ１１にて、ＩＲカメラ１０から取得した画像中に光点が存在するか否かを判断する。この判断は、一例として、予め用意された光点の判定基準となる判定用輝度値ＩｒＴｈｒｅｓを利用し、この判定用輝度値ＩｒＴｈｒｅｓに基づいて、判定用輝度値ＩｒＴｈｒｅｓの輝度値を超える点を光点と認識することにより実現される。ステップＳ１１にて、否定的判断をした場合、つまりＩＲカメラ１０が撮影した画像中に判定用輝度値ＩｒＴｈｒｅｓを超える輝度の点が存在しない場合には、以降のステップをスキップして、今回のルーチンを終了する。一方、ステップＳ１１にて、肯定的判断をした場合、つまりＩＲカメラ１０が撮影した画像中に判定用輝度値ＩｒＴｈｒｅｓを超える輝度の輝点が存在する場合には、ステップＳ１２に進む。
【００４８】
ステップＳ１２にて、制御部２１は、画像中に存在する各光点の情報、具体的には各光点の中心の座標及び、半径を算出する。この算出は、一例として、ＩＲカメラ１０が撮影した画像中の各輝点に隣接する点の輝度値の最大値、最小値をＸ軸、Ｙ軸（光点データベース２５中の光点の座標３２で利用されるＸ軸、Ｙ軸と共通のもの）方向について求め、求めた最大値、最小値に基づいて各光点の中心座標、及び、半径を算出することにより実現される。
【００４９】
続くステップＳ１３にて、制御部２１は、ステップＳ１２で算出した各光点の情報に基づいて、画像中の各光点のうち一の光点が光点データベース２５に存在するか否かを判断する。この判断は、例えば、ステップＳ１２で算出した光点の座標と光点データベース２５中の各光点の座標３２とを比較することにより実現される。具体的には、画像中の光点の座標が光点データベース２５中のいずれかの光点の座標３２から一定距離内のものであれば、画像中の光点は、光点データベース２５中の一定距離内に位置する光点３１と同一の光点（ペン４）が移動したものとして、光点データベース２５中に存在していると判断する。一方、画像中の光点が光点データベース２５中のいずれの光点の座標３２からも一定距離内にない場合には、光点データベース２５に存在しない新たな光点と判断する。そして、ステップＳ１３にて、制御部２１は、光点が光点データベース２５に存在しないと判断した場合にはステップＳ１７に進む。
【００５０】
ステップＳ１７にて、制御部２１は、画像中の光点が光点データベース２５に存在しない光点であるとして、この光点の情報を光点データベース２５に新規に登録する。この際、光点データベース２５中でステータス３４が“未使用”の行（或いは、新規な行）が登録に利用され、ステータス２５は“色認識準備中”として登録される。ステップＳ１７の処理が終了すると、制御部２１はステップＳ１５に進む。
【００５１】
一方、ステップＳ１３にて、光点が光点データベース２５に存在すると判断した場合には制御部２１はステップＳ１４に進む。ステップＳ１４にて、制御部２１は、ステップＳ１２で算出した光点の情報を利用して、光点データベース２５の光点の座標３２の情報を更新する。具体的には、制御部２１は、画像中の光点の座標（ステップＳ１２で算出されたもの）に当該座標から一定距離内にある光点データベース２５中の光点の座標３２の情報を更新して、ステップＳ１５に進む。
【００５２】
ステップＳ１５にて、制御部２１は、画像中に存在する光点のうち光点データベース２５中に存在するか否かの判断が終了した一の光点の他に判断が終了していない他の光点があるか否か判断する。この判断が肯定的判断の場合には、ステップＳ１３以降の処理が終了していない他の光点について光点データベース２５との存在判断をすべくステップＳ１３に戻って、他の光点について以降で同様の処理を実行する。一方、ステップＳ１５にて、否定的判断をした場合には、画像中に存在するすべての光点についてステップＳ１３、Ｓ１４、Ｓ１７の処理が終了したものとして、制御部２１は、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６にて、制御部２１は、光点データベース２５のステータス３４の情報を更新する。具合的には、制御部２１は、今回のルーチンで光点データベース２５中の光点の座標３２が更新されなかった各光点３１のステータス３４が“未使用”となるように、光点データベース２５を更新する。ステップＳ１６の処理が完了すると、制御部２１は、今回のルーチンを終了する。これにより、スクリーン６上の各光点について、新たな光点の認識、移動した光点の新たな座標、及び、スクリーン６上から消滅した（ペン４がスクリーン６から離れた）光点が判別される。
【００５３】
図７のルーチンに戻り、制御部２１は、ステップＳ２の処理を終えると、ステップＳ３に進む。ステップＳ３にて、制御部２１は、色認識用描画処理ルーチンを実行する。図９は、制御部２１が実行する色認識用描画処理ルーチンのフローチャートの一例を示す図である。
【００５４】
図９のルーチンが開始されると、まずステップＳ２１にて、制御部２１は、所定の光点の座標に黒丸が表示されるような画像をプロジェクタ８に出力する。具体的には、制御部２１は、光点データベース２５中でステータス３４が“色認識準備中”若しくは、“色認識中”となっている画像中の光点を所定の光点として判別し、画像中のこれらの各光点の座標に黒丸が表示されるような画像をプロジェクタ８に出力する。黒丸の表示は、一例として、プロジェクタ８が出力している画像から対象の光点の座標を中心とした所定の範囲（ペン４からの可視光が収まるペン４の軸線Ａｘから一定範囲を含むもの）のカラー画像を削除する処理により実現される。このため、黒丸の表示範囲は所定の範囲に限定される。
【００５５】
続くステップＳ２２にて、制御部２１は、光点データベース２５中のステータス３４の情報を更新する。具体的には、ステップＳ２２にて、制御部２１は、光点データベース２５中のステータス３４が“色認識準備中”のものを“色認識中”に更新して、今回のルーチンを終了する。これにより、ＩＲカメラ１０により撮影された画像中の光点、つまりペン４が出力する赤外線とスクリーン６との接点の座標から所定の範囲内に関しては、プロジェクタ８から出力される画像から可視光が削除され、ペン４から出力される可視光の判別が比較的容易な環境が形成される。
【００５６】
図７のルーチンに戻り、制御部２１は、ステップＳ３の処理を終えると、ステップ４に進む。ステップＳ４にて、制御部２１は、カラーカメラ９が撮影した画像（赤外線フィルタ９Ａにより赤外線がカットされたもの）をカラーカメラ９から取得する。続くステップＳ５にて、制御部２１は、カラーカメラ画像処理を実行する。図１０は、制御部２１が実行するカラーカメラ画像処理ルーチンのフローチャートの一例を示す図である。
【００５７】
図１０のルーチンが開始されると、制御部２１は、まずステップＳ３１にて、光点データベース２５中にステータス３４が所定のステータスとなっている光点３１があるか否か判断する。具体的には、所定のステータスとして、制御部２１は、ステータス３４が“色認識中”となっているものが存在するか否か判断する。この判断が否定的判断の場合、つまり、光点データベース２５中にステータス３４が“色認識中”となっているものが存在しない場合には、制御部２１は、以降のステップをスキップして、今回のルーチンを終了する。
【００５８】
一方、ステップＳ３１にて、肯定的判断をした場合、つまり光点データベース２５中にステータス３４が“色認識中”となっているものが存在する場合には、制御部２１は、ステップ３２に進む。ステップ３２にて、制御部２１は、カラーカメラ９が撮影した画像中の各光点の色ＩＤを識別する。この識別は、一例として、次のように実行される。
【００５９】
まず制御部２１は、光点データベース２５のステータス３４が“色認識中”となっている各光点３１に対応する画像（赤外線フィルタ９Ａにより赤外線がカットされたもの）中の各光点の座標を中心に所定の範囲内のＲＧＢ値を算出する。この算出の際に、より色彩をはっきりさせるために、画像中の光点の座標におけるＲＧＢ値の最小値を算出し、この最小値を減算等に利用してもよい。
【００６０】
次に制御部２１は、算出された各光点の所定の範囲のＲＧＢ値とカラーテーブル２６とを画素毎に比較して、所定の範囲に含まれる各ＲＧＢ値がカラーテーブル２６中のいずれの色ＩＤ４３に一番近いかを判別し、対応するカラーテーブル２６中の色ＩＤ４３を特定する。但し、一番近いＲＧＢ値でも算出されたＲＧＢ値との差が一定値以内でないものは色ＩＤ４３が特定できないものとして判別する。そして、制御部２１は、所定の範囲の各画素全ての判別結果に基づいて、一番多く特定された色ＩＤ４３をこの所定の範囲に対応する光点の色ＩＤ４３と識別する。一方で、一番多く特定された色ＩＤ４３であっても、全画素数に占める特定された画像の数の割合が一定割合以下の場合には、色ＩＤ４３が識別できなかった光点として扱う。このようにして、制御部２１は、各光点の色ＩＤ４３の識別を実行する。
【００６１】
ステップＳ３２に続いて、制御部２１は、ステップ３３にて、光点データベース２５の内容を更新する。具体的には、ステップＳ３３にて、制御部２１は、ステップＳ３２の結果、色ＩＤ４３が識別できた光点については光点データベース２５のステータス３４を“ＩＤ確定”に、ＩＤ情報３５をステップＳ３２で識別した色ＩＤ４３の数字に、それぞれ更新する。一方、制御部２１は、ステップＳ３２の結果、色ＩＤ４３が識別できなかったものとして扱われた光点については光点データベース２５のステータス３４を“ＩＤ未登録”に、ＩＤ情報３５を”０”に、それぞれ更新する。そして、制御部２１は、ステップＳ３３の処理が完了すると、今回のルーチンを終了する。これにより、スクリーン６上に存在する各光点の色ＩＤ４３が識別され、その結果が光点データベース２５のステータス３４に反映される。また、一定の範囲を含むような所定の範囲内のＲＧＢ値が利用されるため、各カメラ９、１０間の設置誤差やペン４内部の各ＬＥＤ４Ｋ、４Ｍの位置の差（光の出力方向の差）等を吸収することができる。
【００６２】
図７のルーチンに戻り、制御部２１は、ステップＳ５の処理を終えると、ステップＳ６に進む。ステップＳ６にて、制御部２１は、ＩＲカメラ１０で撮影された画像中の各光点の座標位置に点を描画した画像を作成する。続くステップＳ７にて、制御部２１は、ステップＳ６で作成した画像をプロジェクタ８に出力して、今回のルーチンを終了する。これにより、ペン４毎にスクリーン６上の位置が検出され、各ペン４の座標の位置に点が描画される。
【００６３】
以上に説明したように、この電子黒板装置１によれば、各ペン４から出力される赤外線と、可視光カットフィルタ１０Ａを有するＩＲカメラ１０とにより、スクリーン６上の光点の位置、つまり各ペン４の位置の座標が検出される。そして、スクリーン６の投影されている画像の一部として、検出された各ペン４の座標の所定範囲内だけに黒丸が表示され、赤外線カットフィルタ９Ａを有するカラーカメラにより所定範囲内の可視光が検出される。これにより、赤外線及び、可視光という異なる波長の光だけで、スクリーン６上の各ペン４の位置の検出及び、各ペン４の識別を実現することができるので、各ペン４に異なる色を振り分け、これらのペン４を通じて、スクリーン６に各種の色の文字等を表示させることもできる。また、スクリーン６やペン４に特殊な装置を利用する必要がない。従って、スクリーン６として安価なものが利用可能であり、かつ、消耗品として紛失や交換頻度の高いペン４についても製造コストを抑えることができる。また、黒丸の表示範囲を所定の範囲に限定することができるので、画面全体が暗転又は点滅することを防止することができる。これにより、使用者の負担を抑制することができる。
【００６４】
以上の形態では、制御ユニット１１が制御部２１を通じて図８のルーチンを実行することにより座標算出手段として、図９のルーチンを実行することにより一部削除手段として、図９及び図１０のルーチンを実行することにより一方波長識別手段として、それぞれ機能する。また、制御ユニット１１が記憶部２２を通じてカラーテーブル２６を記憶することによりＲＧＢ値記憶手段として機能する。また、スクリーン６と、プロジェクタ８との組み合わせが本発明の表示装置として機能する。
【００６５】
本発明は上述した形態に限らず、適宜の形態にて実施することができる。上述の形態では、被検出体が出力する異なる波長の光として、赤外線と、可視光とが利用されているが、このような形態に限定されるものではない。例えば、異なる波長の光として、可視光を利用せずに、赤外線領域の波長のみが利用されてもよい。この場合、他方の波長として各被検出体で共通の波長の赤外線を、一方の波長として被検出体毎に異なる波長の赤外線が利用されることにより、位置の検出及び、各被検出体の識別が可能である。
【００６６】
また、上述の形態では、識別可能に出力される一方の波長の光として、ＲＧＢ値の異なる可視光が利用されているが、このような形態に限定されるものでもない。例えば、上記のように、一方の波長としても互いに波長が異なるものが利用されることにより各被検出体を識別可能なように構成されていてもよい。また、例えば、各ＬＥＤを点滅させ、その周波数で各被検出体を識別するように構成されていてもよい。
【００６７】
上述の形態では、各フィルタ９Ａ、１０Ａが設けられた各カメラ９、１０が利用されているが、このような形態に限定されるものではない。例えば、各カメラとは別に、各波長の光をカットするフィルタが設けられていてもよい。また、一方波長検出手段及び、他方波長検出手段は、カメラに限定されるものでもない。各波長の光を検出可能な限り、一方波長検出手段及び、他方波長検出手段として、受光素子、撮像素子等、各種のものが利用されてよい。
【００６８】
上述の形態では、文字等を表示して電子黒板として機能する表示装置として、プロジェクタ８と、スクリーン６と、を備えたものが利用されているが、表示装置はこのような形態に限定されるものではない。例えば、文字等を表示する表示装置として、液晶モニタ等が利用されてもよい。
【００６９】
上述の形態では、電子黒板装置１は、コイン検出装置３を備えているが、コイン検出装置３は省略されてもよい。この場合、コイン等の対価に関係なく、自由に利用可能な電子黒板装置として構成されていればよい。また、上述の形態では、一形態として、本発明に係る検出システムが電子黒板装置に適用されているが、このような形態に限定されるものではない。例えば、本発明に係る検出システムは、被検出体を入力装置とし、対象物としてのスクリーン等に表示された敵キャラクタ等への攻撃指示等を、対象物への光の出力で行うゲーム等、各種ゲームに利用されてもよい。また、スクリーン等の対象物に映しだされたコンピュータの操作画面に対する指示を被検出体を通じて行うようなものとして利用されてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１ 電子黒板装置
２ 装置本体
４ ペン（被検出体）
４Ａ 突出部
４Ｇ 導光レンズ
４Ｋ 赤外線ＬＥＤ（他方光出力手段）
４Ｍ 可視光ＬＥＤ
６ スクリーン（対象物）
８ プロジェクタ
９ カラーカメラ（一方波長検出手段）
９Ａ 赤外線カットフィルタ
１０ ＩＲカメラ（他方波長検出手段）
１０Ａ 可視光カットフィルタ
１１ 制御ユニット（座標算出手段、一部削除手段、一方波長識別手段、ＲＧＢ値記憶手段、コンピュータ）
Ａｘ 軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる２つの波長の光を互いが一定の範囲内に収まるように対象物に対して出力し、かつ、前記２つの波長の光のうちの一方の波長の光を互いに識別可能に出力する少なくとも２つの被検出体と、
前記被検出体が出力する光のうちの一方の波長の光を検出する一方波長検出手段と、
前記被検出体が出力する光のうちの他方の波長の光を検出する他方波長検出手段と、
前記他方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、各被検出体が出力する前記他方の波長の光と前記対象物との接点に形成される各光点の座標を算出する座標算出手段と、
前記一方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、前記座標算出手段が算出した各光点の座標を中心として前記一定の範囲を含む所定の範囲内の各一方の波長の光をいずれの被検出体のものかそれぞれ識別する一方波長識別手段と、を備えることを特徴とする検出システム。
【請求項２】
前記少なくとも２つの被検出体は、前記一方の波長の光として可視光を出力するとともに、各被検出体間で互いに異なるＲＧＢ値の可視光を出力することにより各一方の波長の光を互いに識別可能にする請求項１に記載の検出システム。
【請求項３】
各被検出体が出力する可視光のそれぞれのＲＢＧ値を記憶するＲＧＢ値記憶手段を更に備え、
前記一方波長識別手段は、各光点の前記所定の範囲内に含まれる各可視光のＲＧＢ値を算出し、算出した各ＲＧＢ値を前記ＲＧＢ値記憶手段に記憶された各ＲＧＢ値と比較することにより各光点の前記所定の範囲内に含まれる各可視光をいずれの被検出体のものか識別する請求項２に記載の検出システム。
【請求項４】
前記２つの被検出体の少なくとも一方は、前記対象物との接触に伴って所定の時間だけ前記一方の波長の光を出力するように構成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の検出システム。
【請求項５】
画像を表示面に表示する表示装置を更に備え、
前記対象物として前記表示装置の表示面が利用される請求項１〜４のいずれか一項に記載の検出システム。
【請求項６】
前記表示装置は、画像を出力するプロジェクタと、前記プロジェクタが出力する画像が投影され、前記表示面として機能するスクリーンと、を備えている請求項５に記載の検出システム。
【請求項７】
前記座標算出手段が算出した各光点の座標に基づいて、前記表示面に表示される画像のうちの各光点の前記所定の範囲に対応する各部分から前記一方の波長の光の成分を削除する一部削除手段を更に備えている請求項５又は６に記載の検出システム。
【請求項８】
前記被検出体は、前記他方の波長の光として赤外線を出力する請求項１〜７のいずれか一項に記載の検出システム。
【請求項９】
前記一方波長検出手段として前記他方の波長の光をカットするフィルタが設けられたカメラが利用され、
前記他方波長検出手段として前記一方の波長の光をカットするフィルタが設けられたカメラが利用されている請求項１〜８のいずれか一項に記載の検出システム。
【請求項１０】
前記被検出体として、軸線を有するペン状に形成され、先端側の前記軸線上に前記対象物と接触可能に突出する突出部が設けられ、前記突出部には不透明部材が、前記突出部の周囲には透明部材が、それぞれ使用されているものが利用され、
前記被検出体の内部には、前記軸線方向に前記透明部材を通して前記他方の波長の光が出力されるように、前記軸線上に前記他方の波長の光を出力する他方光出力手段が設けられている請求項１〜９のいずれか一項に記載の検出システム。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の検出システムが適用され、
前記被検出体として文字等を描くためのペンが利用されている電子黒板装置。
【請求項１２】
異なる２つの波長の光を互いが一定の範囲内に収まるように対象物に対して出力し、かつ、前記２つの波長の光のうちの一方の波長の光を互いに識別可能に出力する少なくとも２つの被検出体と、前記被検出体が出力する光のうちの一方の波長の光を検出する一方波長検出手段と、前記被検出体が出力する光のうちの他方の波長の光を検出する他方波長検出手段と、を備えた検出システムに組み込まれるコンピュータに、
前記他方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、各被検出体が出力する前記他方の波長の光と前記対象物との接点に形成される各光点の座標を算出する座標算出工程と、
前記一方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、前記座標算出工程にて算出された各光点の座標を中心として前記一定の範囲を含む所定の範囲内の各一方の波長の光をいずれの被検出体のものかそれぞれ識別する一方波長識別工程と、を実行させる検出システムの制御方法。
【請求項１３】
異なる２つの波長の光を互いが一定の範囲内に収まるように対象物に対して出力し、かつ、前記２つの波長の光のうちの一方の波長の光を互いに識別可能に出力する少なくとも２つの被検出体と、前記被検出体が出力する光のうちの一方の波長の光を検出する一方波長検出手段と、前記被検出体が出力する光のうちの他方の波長の光を検出する他方波長検出手段と、を備えた検出システムに組み込まれるコンピュータを、
前記他方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、各被検出体が出力する前記他方の波長の光と前記対象物との接点に形成される各光点の座標を算出する座標算出手段及び、前記一方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、前記座標算出手段が算出した各光点の座標を中心として前記一定の範囲を含む所定の範囲内の各一方の波長の光をいずれの被検出体のものかそれぞれ識別する一方波長識別手段として機能させるように構成された検出システム用のコンピュータプログラム。
【請求項１】
異なる２つの波長の光を互いが一定の範囲内に収まるように対象物に対して出力し、かつ、前記２つの波長の光のうちの一方の波長の光を互いに識別可能に出力する少なくとも２つの被検出体と、
前記被検出体が出力する光のうちの一方の波長の光を検出する一方波長検出手段と、
前記被検出体が出力する光のうちの他方の波長の光を検出する他方波長検出手段と、
前記他方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、各被検出体が出力する前記他方の波長の光と前記対象物との接点に形成される各光点の座標を算出する座標算出手段と、
前記一方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、前記座標算出手段が算出した各光点の座標を中心として前記一定の範囲を含む所定の範囲内の各一方の波長の光をいずれの被検出体のものかそれぞれ識別する一方波長識別手段と、を備えることを特徴とする検出システム。
【請求項２】
前記少なくとも２つの被検出体は、前記一方の波長の光として可視光を出力するとともに、各被検出体間で互いに異なるＲＧＢ値の可視光を出力することにより各一方の波長の光を互いに識別可能にする請求項１に記載の検出システム。
【請求項３】
各被検出体が出力する可視光のそれぞれのＲＢＧ値を記憶するＲＧＢ値記憶手段を更に備え、
前記一方波長識別手段は、各光点の前記所定の範囲内に含まれる各可視光のＲＧＢ値を算出し、算出した各ＲＧＢ値を前記ＲＧＢ値記憶手段に記憶された各ＲＧＢ値と比較することにより各光点の前記所定の範囲内に含まれる各可視光をいずれの被検出体のものか識別する請求項２に記載の検出システム。
【請求項４】
前記２つの被検出体の少なくとも一方は、前記対象物との接触に伴って所定の時間だけ前記一方の波長の光を出力するように構成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の検出システム。
【請求項５】
画像を表示面に表示する表示装置を更に備え、
前記対象物として前記表示装置の表示面が利用される請求項１〜４のいずれか一項に記載の検出システム。
【請求項６】
前記表示装置は、画像を出力するプロジェクタと、前記プロジェクタが出力する画像が投影され、前記表示面として機能するスクリーンと、を備えている請求項５に記載の検出システム。
【請求項７】
前記座標算出手段が算出した各光点の座標に基づいて、前記表示面に表示される画像のうちの各光点の前記所定の範囲に対応する各部分から前記一方の波長の光の成分を削除する一部削除手段を更に備えている請求項５又は６に記載の検出システム。
【請求項８】
前記被検出体は、前記他方の波長の光として赤外線を出力する請求項１〜７のいずれか一項に記載の検出システム。
【請求項９】
前記一方波長検出手段として前記他方の波長の光をカットするフィルタが設けられたカメラが利用され、
前記他方波長検出手段として前記一方の波長の光をカットするフィルタが設けられたカメラが利用されている請求項１〜８のいずれか一項に記載の検出システム。
【請求項１０】
前記被検出体として、軸線を有するペン状に形成され、先端側の前記軸線上に前記対象物と接触可能に突出する突出部が設けられ、前記突出部には不透明部材が、前記突出部の周囲には透明部材が、それぞれ使用されているものが利用され、
前記被検出体の内部には、前記軸線方向に前記透明部材を通して前記他方の波長の光が出力されるように、前記軸線上に前記他方の波長の光を出力する他方光出力手段が設けられている請求項１〜９のいずれか一項に記載の検出システム。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の検出システムが適用され、
前記被検出体として文字等を描くためのペンが利用されている電子黒板装置。
【請求項１２】
異なる２つの波長の光を互いが一定の範囲内に収まるように対象物に対して出力し、かつ、前記２つの波長の光のうちの一方の波長の光を互いに識別可能に出力する少なくとも２つの被検出体と、前記被検出体が出力する光のうちの一方の波長の光を検出する一方波長検出手段と、前記被検出体が出力する光のうちの他方の波長の光を検出する他方波長検出手段と、を備えた検出システムに組み込まれるコンピュータに、
前記他方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、各被検出体が出力する前記他方の波長の光と前記対象物との接点に形成される各光点の座標を算出する座標算出工程と、
前記一方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、前記座標算出工程にて算出された各光点の座標を中心として前記一定の範囲を含む所定の範囲内の各一方の波長の光をいずれの被検出体のものかそれぞれ識別する一方波長識別工程と、を実行させる検出システムの制御方法。
【請求項１３】
異なる２つの波長の光を互いが一定の範囲内に収まるように対象物に対して出力し、かつ、前記２つの波長の光のうちの一方の波長の光を互いに識別可能に出力する少なくとも２つの被検出体と、前記被検出体が出力する光のうちの一方の波長の光を検出する一方波長検出手段と、前記被検出体が出力する光のうちの他方の波長の光を検出する他方波長検出手段と、を備えた検出システムに組み込まれるコンピュータを、
前記他方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、各被検出体が出力する前記他方の波長の光と前記対象物との接点に形成される各光点の座標を算出する座標算出手段及び、前記一方波長検出手段が検出した検出結果に基づいて、前記座標算出手段が算出した各光点の座標を中心として前記一定の範囲を含む所定の範囲内の各一方の波長の光をいずれの被検出体のものかそれぞれ識別する一方波長識別手段として機能させるように構成された検出システム用のコンピュータプログラム。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−９８７６６（Ｐ２０１２−９８７６６Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４３１６９（Ｐ２０１０−２４３１６９）
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（５０６１１３６０２）株式会社コナミデジタルエンタテインメント (1,441)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（５０６１１３６０２）株式会社コナミデジタルエンタテインメント (1,441)
【Ｆターム（参考）】
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