位置檢測(cè)系統(tǒng)以及位置檢測(cè)系統(tǒng)的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及位置檢測(cè)系統(tǒng)以及位置檢測(cè)系統(tǒng)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]公知有通過檢測(cè)分別從多個(gè)傳感器單元獲得的光量分布的變化范圍來對(duì)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的指示體位置進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本專利第4757144號(hào)公報(bào)
[0004]在以光學(xué)的方式檢測(cè)指示體的指示位置時(shí)，光未必從檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的所有位置一致地到達(dá)，這會(huì)給檢測(cè)精度帶來影響。關(guān)于這點(diǎn)，在專利文獻(xiàn)I的結(jié)構(gòu)中，通過求出光量的分布來實(shí)現(xiàn)精度的提高，但例如在拍攝檢測(cè)區(qū)域來檢測(cè)指示位置的情況下，無法應(yīng)用這樣的方法。另外，在區(qū)分種類不同的多個(gè)指示體的指示位置而進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，還必須設(shè)置多個(gè)傳感器，使裝置結(jié)構(gòu)大型化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的是提供即使是簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)也能夠利用拍攝圖像數(shù)據(jù)來精度良好地檢測(cè)種類不同的指示體的指示位置的位置檢測(cè)系統(tǒng)以及位置檢測(cè)系統(tǒng)的控制方法。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的位置檢測(cè)系統(tǒng)具備:光射出裝置，其向檢測(cè)指示體的指示位置的檢測(cè)區(qū)域射出檢測(cè)光；以及位置檢測(cè)裝置，其檢測(cè)所述檢測(cè)區(qū)域中的所述指示體的指示位置，該位置檢測(cè)系統(tǒng)的特征在于，所述位置檢測(cè)裝置具備:攝影部，其對(duì)所述檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行拍攝；以及位置檢測(cè)部，其根據(jù)所述攝影部的拍攝圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)作為所述指示體的第I指示體發(fā)出的光的像和由作為所述指示體的第2指示體反射的所述檢測(cè)光的像中的至少一方，根據(jù)所述第I指示體和所述光射出裝置的發(fā)光定時(shí)，區(qū)分所述第I指示體和所述第2指示體的指示位置而進(jìn)行檢測(cè)。
[0007]基于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，根據(jù)拍攝圖像數(shù)據(jù)來檢測(cè)作為指示體的第I指示體發(fā)出的光的像與作為指示體的第2指示體所反射的檢測(cè)光的像的至少一方。另外，根據(jù)第I指示體和光射出裝置的發(fā)光定時(shí)來區(qū)分第I指示體和第2指示體的指示位置進(jìn)行檢測(cè)。因此，即使是簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)也能夠采用拍攝圖像數(shù)據(jù)精度良好地檢測(cè)種類不同的指示體的指示位置。
[0008]另外，本發(fā)明在上述結(jié)構(gòu)中的特征是，所述位置檢測(cè)部檢測(cè)在所述光射出裝置熄滅后的拍攝圖像數(shù)據(jù)中顯現(xiàn)的亮點(diǎn)的位置作為所述第I指示體的指示位置。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可容易地區(qū)分第I指示體與第2指示體，并能夠精度良好地檢測(cè)種類不同的指示體的指示位置。
[0010]另外，本發(fā)明在上述結(jié)構(gòu)中的特征是，所述位置檢測(cè)部基于所述拍攝圖像數(shù)據(jù)，判定多個(gè)第I指示體根據(jù)對(duì)各第I指示體分配的識(shí)別信息而進(jìn)行閃爍的光，區(qū)分所述多個(gè)第I指示體的指示位置而進(jìn)行檢測(cè)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，即使第I指示體是多個(gè)，也能夠區(qū)分各第I指示體的指示位置進(jìn)行檢測(cè)。
[0012]另外，本發(fā)明在上述結(jié)構(gòu)中的特征是，所述位置檢測(cè)裝置具備:第I發(fā)送部，其發(fā)送通知所述第I指示體的點(diǎn)亮定時(shí)的同步用信號(hào)；以及第2發(fā)送部，其向所述光射出裝置發(fā)送通知射出所述檢測(cè)光的定時(shí)的信號(hào)。
[0013]根據(jù)本結(jié)構(gòu)，位置檢測(cè)裝置能夠與第I指示體和光射出裝置的點(diǎn)亮定時(shí)同步地利用攝影部對(duì)檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行拍攝。因此，能夠檢測(cè)第I指示體和第2指示體的指示位置。
[0014]關(guān)于本發(fā)明的位置檢測(cè)系統(tǒng)的控制方法，該位置檢測(cè)系統(tǒng)具備:光射出裝置，其向檢測(cè)指示體的指示位置的檢測(cè)區(qū)域射出檢測(cè)光；以及位置檢測(cè)裝置，其檢測(cè)所述檢測(cè)區(qū)域中的所述指示體的指示位置，該位置檢測(cè)系統(tǒng)的控制方法的特征在于，包括以下步驟:利用攝影部對(duì)所述檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行拍攝；以及根據(jù)所述攝影部的拍攝圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)作為所述指示體的第I指示體發(fā)出的光的像和由作為所述指示體的第2指示體反射的所述檢測(cè)光的像中的至少一方，根據(jù)所述第I指示體和所述光射出裝置的發(fā)光定時(shí)，區(qū)分所述第I指示體和所述第2指示體的指示位置而進(jìn)行檢測(cè)。
[0015]基于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，根據(jù)拍攝圖像數(shù)據(jù)來檢測(cè)作為指示體的第I指示體發(fā)出的光的像與作為指示體的第2指示體所反射的檢測(cè)光的像的至少一方。另外，根據(jù)第I指示體和光射出裝置的發(fā)光定時(shí)來區(qū)分第I指示體和第2指示體的指示位置進(jìn)行檢測(cè)。因此，即使是簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)也能夠采用拍攝圖像數(shù)據(jù)精度良好地檢測(cè)種類不同的指示體的指示位置。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，即使是簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)也能夠采用拍攝圖像數(shù)據(jù)精度良好地檢測(cè)種類不同的指示體的指示位置。
【附圖說明】
[0017]圖1是示出投影系統(tǒng)的概括結(jié)構(gòu)的圖。
[0018]圖2是投影系統(tǒng)的功能框圖。
[0019]圖3是示出投影儀的動(dòng)作的流程圖。
[0020]圖4的(A)是示出檢測(cè)筆型的指示體的指示位置的狀況的圖，圖4的(B)是示出檢測(cè)作為指示體的手指的指示位置的狀況的圖。
[0021]圖5是示出自動(dòng)校準(zhǔn)圖像的一例的圖。
[0022]圖6是示出由攝像部拍攝的拍攝圖像數(shù)據(jù)的一例的圖。
[0023]圖7是示出校準(zhǔn)數(shù)據(jù)管理表的一例的圖。
[0024]圖8是示出手動(dòng)校準(zhǔn)圖像的一例的圖。
[0025]圖9是示出背景圖像生成處理的詳細(xì)的流程圖。
[0026]圖10是示出屏蔽圖像的一例的圖。
[0027]圖11是用于說明屏蔽圖像的生成方法的圖。
[0028]圖12是示出第I背景圖像數(shù)據(jù)的一例的圖。
[0029]圖13是示出第2背景圖像數(shù)據(jù)的一例的圖。
[0030]圖14是示出指示位置檢測(cè)處理的詳細(xì)的流程圖。
[0031]圖15的(A)是示出與屏蔽圖像相應(yīng)地設(shè)定的濃度閾值的圖，圖15的⑶是示出圖15的(A)所示的點(diǎn)A?點(diǎn)D處的濃度閾值的圖。
[0032]圖16是示出光源噪聲數(shù)據(jù)的一例的圖。
[0033]圖17是示出投影儀、指示體、光射出裝置的發(fā)光定時(shí)的圖。
[0034]標(biāo)號(hào)說明
[0035]I投影系統(tǒng)(位置檢測(cè)系統(tǒng))；10投影儀(位置檢測(cè)裝置)；20投射部；21光源部；22光調(diào)制裝置；23投射光學(xué)系統(tǒng)；30控制部；31投射控制部；32檢測(cè)控制部；33射出控制部；39校準(zhǔn)控制部；40圖像處理部；48射出裝置驅(qū)動(dòng)部(第2發(fā)送部)；50位置檢測(cè)部(位置檢測(cè)部)；51攝像部(攝影部)；52發(fā)送部(第I發(fā)送部)；54指示體檢測(cè)部；55坐標(biāo)計(jì)算部；60光射出裝置；70指示體(指示體)；80指示體(指示體)；110存儲(chǔ)部；121自動(dòng)校準(zhǔn)圖像；122手動(dòng)校準(zhǔn)圖像；123自動(dòng)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；124手動(dòng)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；126手動(dòng)校正數(shù)據(jù)；SC屏幕(檢測(cè)區(qū)域)。
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0037]圖1是示出應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施方式的投影系統(tǒng)I的結(jié)構(gòu)的圖。投影系統(tǒng)I具備設(shè)置在屏幕SC (投射面)的上方的投影儀10 (位置檢測(cè)裝置)和設(shè)置在屏幕SC的上部的光射出裝置(光源部)60。
[0038]投影儀10設(shè)置在屏幕SC的正上方或斜上方，向斜下方的屏幕SC投射圖像。另外，本實(shí)施方式例示的屏幕SC是固定在壁面上或者豎立設(shè)置在地板面上的平板或幕。本發(fā)明不限于此例，也可以使用壁面作為屏幕SC。在此情況下，在被用作屏幕SC的壁面的上部安裝投影儀10以及光射出裝置60即可。
[0039]投影儀10與PC(個(gè)人計(jì)算機(jī))、視頻再現(xiàn)裝置、DVD再現(xiàn)裝置等外部的圖像供給裝置連接，基于從該圖像供給裝置供給的模擬圖像信號(hào)或數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，向屏幕SC投射圖像。另外，投影儀10可構(gòu)成為讀出存儲(chǔ)在內(nèi)置的存儲(chǔ)部110 (圖2)或外部連接的存儲(chǔ)介質(zhì)中的圖像數(shù)據(jù)，基于該圖像數(shù)據(jù)，在屏幕SC上顯示圖像。
[0040]光射出裝置60具有由固體光源構(gòu)成的光源部61 (圖2)，使光源部61發(fā)出的光(在本實(shí)施方式中為紅外光)沿著屏幕SC擴(kuò)散地射出(照射)。在圖1中用角度Θ表示光射出裝置60的射出范圍。光射出裝置60相對(duì)于屏幕SC的上端設(shè)置在上方，朝下方在角度Θ的范圍內(nèi)射出光，該光形成沿著屏幕SC的光的層。在本實(shí)施方式中，角度Θ幾乎達(dá)到180度，在屏幕SC的大致整體上形成光的層。優(yōu)選屏幕SC的表面與光的層接近，在本實(shí)施方式中，屏幕SC的表面與光的層的距離大概是Imm?1mm的范圍。
[0041]在進(jìn)行了對(duì)屏幕SC的指示操作時(shí)，投影系統(tǒng)I利用投影儀10檢測(cè)指示位置。
[0042]用于指示操作的指示體可采用筆型的指示體70。指示體70的前端部71內(nèi)置有在被按壓的情況下進(jìn)行工作的操作開關(guān)75 (圖2)，所以，當(dāng)進(jìn)行了將前端部71按壓到壁或屏幕SC的操作時(shí)，操作開關(guān)75接通。以用戶用手拿棒狀的軸部72使前端部71與屏幕SC接觸的方式操作指示體70，還進(jìn)行將前端部71按壓到屏幕SC的操作。前端部71具備發(fā)出紅外光的收發(fā)部74(圖2)。投影儀10根據(jù)指示體70發(fā)出的紅外光，檢測(cè)前端部71的位置作為指示位置。
[0043]另外，在利用用戶手指即指示體80進(jìn)行位置指示操作時(shí)，用戶使手指與屏幕SC接觸。在此情況下，檢測(cè)指示體80與屏幕SC接觸的位置。即，在指示體80的前端(例如指尖)與屏幕SC接觸時(shí)，會(huì)遮住光射出裝置60形成的光的層。此時(shí)，光射出裝置60射出的光遇到指示體80而進(jìn)行反射，反射光的一部分從指示體80向投影儀10前進(jìn)。投影儀10具有利用后述的位置檢測(cè)部50檢測(cè)來自屏幕SC側(cè)的光即來自下方的光的功能，所以，能夠檢測(cè)指示體80的反射光。投影儀10通過檢測(cè)由指示體80反射的反射光，檢測(cè)指示體80對(duì)屏幕SC的指示操作。另外，投影儀10檢測(cè)利用指示體80進(jìn)行指示的指示位置。
[0044]因?yàn)楣馍涑鲅b置60射出的光的層接近于屏幕SC，所以，光在指示體80上反射的位置可視為與屏幕SC最近的前端或者指示位置。因此，能夠根據(jù)指示體80的反射光來確定指示位置。
[0045]投影系統(tǒng)I作為交互式白板系統(tǒng)發(fā)揮功能，檢測(cè)用戶利用指示體70、80進(jìn)行的指示操作，將指示位置反映到投射圖像上。具體地說，投影系統(tǒng)I進(jìn)行在指示位置上描繪圖形或者配置文字或記號(hào)的處理、沿著指示位置的軌跡描繪圖形的處理、刪除已描繪的圖形或已配置的文字或記號(hào)的處理等。另外，還可以將在屏幕SC上描繪的圖形、配置的文字或記號(hào)保存為圖像數(shù)據(jù)，可以輸出至外部的裝置。
[0046]此外，該投影系統(tǒng)I還可以通過檢測(cè)指示位置來作為定位設(shè)備進(jìn)行動(dòng)作，輸出投影儀10向屏幕SC投射圖像的圖像投射區(qū)域中的指示位置的坐標(biāo)。另外，也可以利用該坐標(biāo)來進(jìn)行⑶I (Graphical User Interface:圖形用戶界面)操作。
[0047]圖2是構(gòu)成投影系統(tǒng)I的各部的功能框圖。
[0048]投影儀10具備I/F(接口)部11以及圖像I/F(接口)部12，作為與外部裝置連接的接口。I/F部11以及圖像I/F部12可具備有線連接用的連接器，并具備與上述連接器對(duì)應(yīng)的接口電路。另外，I/F部11以及圖像I/F部12可具備無線通信接口。作為有線連接用的連接器以及接口電路，可列舉以有線LAN、IEEE1394、USB等為基準(zhǔn)的連接器以及接口電路。另外，作為無線通信接口，可列舉以無線LAN或Bluetooth (注冊(cè)商標(biāo))等為基準(zhǔn)的通信接口。在圖像I/F部12中還可以采用HDMI (注冊(cè)商標(biāo))接口等圖像數(shù)據(jù)用接口。圖像I/F部12可具備輸入聲音數(shù)據(jù)的接口。