位置檢測系統以及位置檢測系統的控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及位置檢測系統以及位置檢測系統的控制方法。
【背景技術】
[0002]公知有通過檢測分別從多個傳感器單元獲得的光量分布的變化范圍來對檢測區域內的指示體位置進行檢測的技術(例如參照專利文獻I)。
[0003]專利文獻1:日本專利第4757144號公報
[0004]在以光學的方式檢測指示體的指示位置時，光未必從檢測區域內的所有位置一致地到達，這會給檢測精度帶來影響。關于這點，在專利文獻I的結構中，通過求出光量的分布來實現精度的提高，但例如在拍攝檢測區域來檢測指示位置的情況下，無法應用這樣的方法。另外，在區分種類不同的多個指示體的指示位置而進行檢測時，還必須設置多個傳感器，使裝置結構大型化。
【發明內容】
[0005]本發明是鑒于上述情況而完成的，其目的是提供即使是簡易的結構也能夠利用拍攝圖像數據來精度良好地檢測種類不同的指示體的指示位置的位置檢測系統以及位置檢測系統的控制方法。
[0006]為了實現上述目的，本發明的位置檢測系統具備:光射出裝置，其向檢測指示體的指示位置的檢測區域射出檢測光；以及位置檢測裝置，其檢測所述檢測區域中的所述指示體的指示位置，該位置檢測系統的特征在于，所述位置檢測裝置具備:攝影部，其對所述檢測區域進行拍攝；以及位置檢測部，其根據所述攝影部的拍攝圖像數據檢測作為所述指示體的第I指示體發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光的像中的至少一方，根據所述第I指示體和所述光射出裝置的發光定時，區分所述第I指示體和所述第2指示體的指示位置而進行檢測。
[0007]基于本發明的結構，根據拍攝圖像數據來檢測作為指示體的第I指示體發出的光的像與作為指示體的第2指示體所反射的檢測光的像的至少一方。另外，根據第I指示體和光射出裝置的發光定時來區分第I指示體和第2指示體的指示位置進行檢測。因此，即使是簡易的結構也能夠采用拍攝圖像數據精度良好地檢測種類不同的指示體的指示位置。
[0008]另外，本發明在上述結構中的特征是，所述位置檢測部檢測在所述光射出裝置熄滅后的拍攝圖像數據中顯現的亮點的位置作為所述第I指示體的指示位置。
[0009]根據本發明的結構，可容易地區分第I指示體與第2指示體，并能夠精度良好地檢測種類不同的指示體的指示位置。
[0010]另外，本發明在上述結構中的特征是，所述位置檢測部基于所述拍攝圖像數據，判定多個第I指示體根據對各第I指示體分配的識別信息而進行閃爍的光，區分所述多個第I指示體的指示位置而進行檢測。
[0011]根據本發明的結構，即使第I指示體是多個，也能夠區分各第I指示體的指示位置進行檢測。
[0012]另外，本發明在上述結構中的特征是，所述位置檢測裝置具備:第I發送部，其發送通知所述第I指示體的點亮定時的同步用信號；以及第2發送部，其向所述光射出裝置發送通知射出所述檢測光的定時的信號。
[0013]根據本結構，位置檢測裝置能夠與第I指示體和光射出裝置的點亮定時同步地利用攝影部對檢測區域進行拍攝。因此，能夠檢測第I指示體和第2指示體的指示位置。
[0014]關于本發明的位置檢測系統的控制方法，該位置檢測系統具備:光射出裝置，其向檢測指示體的指示位置的檢測區域射出檢測光；以及位置檢測裝置，其檢測所述檢測區域中的所述指示體的指示位置，該位置檢測系統的控制方法的特征在于，包括以下步驟:利用攝影部對所述檢測區域進行拍攝；以及根據所述攝影部的拍攝圖像數據檢測作為所述指示體的第I指示體發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光的像中的至少一方，根據所述第I指示體和所述光射出裝置的發光定時，區分所述第I指示體和所述第2指示體的指示位置而進行檢測。
[0015]基于本發明的結構，根據拍攝圖像數據來檢測作為指示體的第I指示體發出的光的像與作為指示體的第2指示體所反射的檢測光的像的至少一方。另外，根據第I指示體和光射出裝置的發光定時來區分第I指示體和第2指示體的指示位置進行檢測。因此，即使是簡易的結構也能夠采用拍攝圖像數據精度良好地檢測種類不同的指示體的指示位置。
[0016]根據本發明，即使是簡易的結構也能夠采用拍攝圖像數據精度良好地檢測種類不同的指示體的指示位置。
【附圖說明】
[0017]圖1是示出投影系統的概括結構的圖。
[0018]圖2是投影系統的功能框圖。
[0019]圖3是示出投影儀的動作的流程圖。
[0020]圖4的(A)是示出檢測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是示出自動校準圖像的一例的圖。
[0022]圖6是示出由攝像部拍攝的拍攝圖像數據的一例的圖。
[0023]圖7是示出校準數據管理表的一例的圖。
[0024]圖8是示出手動校準圖像的一例的圖。
[0025]圖9是示出背景圖像生成處理的詳細的流程圖。
[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背景圖像數據的一例的圖。
[0029]圖13是示出第2背景圖像數據的一例的圖。
[0030]圖14是示出指示位置檢測處理的詳細的流程圖。
[0031]圖15的(A)是示出與屏蔽圖像相應地設定的濃度閾值的圖，圖15的⑶是示出圖15的(A)所示的點A?點D處的濃度閾值的圖。
[0032]圖16是示出光源噪聲數據的一例的圖。
[0033]圖17是示出投影儀、指示體、光射出裝置的發光定時的圖。
[0034]標號說明
[0035]I投影系統(位置檢測系統)；10投影儀(位置檢測裝置)；20投射部；21光源部；22光調制裝置；23投射光學系統；30控制部；31投射控制部；32檢測控制部；33射出控制部；39校準控制部；40圖像處理部；48射出裝置驅動部(第2發送部)；50位置檢測部(位置檢測部)；51攝像部(攝影部)；52發送部(第I發送部)；54指示體檢測部；55坐標計算部；60光射出裝置；70指示體(指示體)；80指示體(指示體)；110存儲部；121自動校準圖像；122手動校準圖像；123自動校準數據；124手動校準數據；126手動校正數據；SC屏幕(檢測區域)。
【具體實施方式】
[0036]以下，參照附圖來說明本發明的實施方式。
[0037]圖1是示出應用本發明的實施方式的投影系統I的結構的圖。投影系統I具備設置在屏幕SC (投射面)的上方的投影儀10 (位置檢測裝置)和設置在屏幕SC的上部的光射出裝置(光源部)60。
[0038]投影儀10設置在屏幕SC的正上方或斜上方，向斜下方的屏幕SC投射圖像。另外，本實施方式例示的屏幕SC是固定在壁面上或者豎立設置在地板面上的平板或幕。本發明不限于此例，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(個人計算機)、視頻再現裝置、DVD再現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或數字圖像數據，向屏幕SC投射圖像。另外，投影儀10可構成為讀出存儲在內置的存儲部110 (圖2)或外部連接的存儲介質中的圖像數據，基于該圖像數據，在屏幕SC上顯示圖像。
[0040]光射出裝置60具有由固體光源構成的光源部61 (圖2)，使光源部61發出的光(在本實施方式中為紅外光)沿著屏幕SC擴散地射出(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相對于屏幕SC的上端設置在上方，朝下方在角度Θ的范圍內射出光，該光形成沿著屏幕SC的光的層。在本實施方式中，角度Θ幾乎達到180度，在屏幕SC的大致整體上形成光的層。優選屏幕SC的表面與光的層接近，在本實施方式中，屏幕SC的表面與光的層的距離大概是Imm?1mm的范圍。
[0041]在進行了對屏幕SC的指示操作時，投影系統I利用投影儀10檢測指示位置。
[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內置有在被按壓的情況下進行工作的操作開關75 (圖2)，所以，當進行了將前端部71按壓到壁或屏幕SC的操作時，操作開關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，還進行將前端部71按壓到屏幕SC的操作。前端部71具備發出紅外光的收發部74(圖2)。投影儀10根據指示體70發出的紅外光，檢測前端部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進行位置指示操作時，用戶使手指與屏幕SC接觸。在此情況下，檢測指示體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，會遮住光射出裝置60形成的光的層。此時，光射出裝置60射出的光遇到指示體80而進行反射，反射光的一部分從指示體80向投影儀10前進。投影儀10具有利用后述的位置檢測部50檢測來自屏幕SC側的光即來自下方的光的功能，所以，能夠檢測指示體80的反射光。投影儀10通過檢測由指示體80反射的反射光，檢測指示體80對屏幕SC的指示操作。另外，投影儀10檢測利用指示體80進行指示的指示位置。
[0044]因為光射出裝置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，能夠根據指示體80的反射光來確定指示位置。
[0045]投影系統I作為交互式白板系統發揮功能，檢測用戶利用指示體70、80進行的指示操作，將指示位置反映到投射圖像上。具體地說，投影系統I進行在指示位置上描繪圖形或者配置文字或記號的處理、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、配置的文字或記號保存為圖像數據，可以輸出至外部的裝置。
[0046]此外，該投影系統I還可以通過檢測指示位置來作為定位設備進行動作，輸出投影儀10向屏幕SC投射圖像的圖像投射區域中的指示位置的坐標。另外，也可以利用該坐標來進行⑶I (Graphical User Interface:圖形用戶界面)操作。
[0047]圖2是構成投影系統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應的接口電路。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 (注冊商標)等為基準的通信接口。在圖像I/F部12中還可以采用HDMI (注冊商標)接口等圖像數據用接口。圖像I/F部12可具備輸入聲音數據的接口。