CN104898894B - 位置检测装置以及位置检测方法 - Google Patents
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Abstract
位置检测装置以及位置检测方法,能够与所使用的指示体无关地适当地进行指示位置的校正。投影仪(10)具有:指示体检测部(54),其判定指示体(70、80)的种类;坐标计算部(55),其检测指示体(70、80)的指示位置;存储部(110),其按每种指示体(70、80)存储指示体(70、80)的指示位置的基准变动量;以及投射控制部(31),其从存储部(110)取得与由指示体检测部(54)判定出的指示体的种类对应的基准变动量,根据取得的基准变动量,对坐标计算部(55)检测出的指示位置进行校正。
Description
技术领域
本发明涉及位置检测装置以及位置检测方法。
背景技术
如下这样的系统已被提出:利用投影仪将从计算机等影像输出装置输出的图像投射到投射面,并且,利用照相机拍摄所投射的图像,在投影仪中识别对投射的图像进行的操作指示。例如,在专利文献1中公开了如下技术:利用摄影装置拍摄作为指示体的发光笔的发光,确定发光笔的指示位置。
专利文献1:日本特开2011-227600号公报
在根据由摄影装置拍摄的摄影图像来确定指示体的指示位置的情况下,确定的指示位置有时会发生变动(抖动),因此,需要进行校正指示位置变动的校正处理。尤其是,在组合使用指示位置检测方式不同的多个指示体的情况下,有时由于检测方式的不同而影响位置检测的精度。此外,变动量有时根据投射面上的被指示的指示位置而不同,从而影响位置检测的精度。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的,目的在于提供能够与所使用的指示体、指示位置无关地适当地进行指示位置校正的位置检测装置以及位置检测方法。
为了达成上述目的,本发明的位置检测装置的特征在于具有:判定部,其判定指示体的种类;检测部,其检测所述指示体的指示位置;存储部,其按每种所述指示体存储与所述检测部检测出的指示位置的变动相关的基准变动量;以及校正部,其从所述存储部取得与由所述判定部判定出的所述指示体的种类对应的基准变动量,根据取得的所述基准变动量,对所述检测部检测出的指示位置进行校正。
根据本结构,能够与所使用的指示体无关地适当进行指示位置的校正。
此外,本发明的特征在于,在上述位置检测装置中,在所述指示位置的变动处于所述基准变动量的范围内的情况下,所述校正部进行补偿所述变动的校正。
根据本结构,能够补偿指示位置的变动。
此外,本发明的特征在于,所述位置检测装置还具有计算部,该计算部根据所述检测部检测出的指示位置的变动,计算所述基准变动量,所述存储部存储由所述计算部计算出的所述基准变动量。
根据本结构,能够根据检测部检测出的指示位置的变动来计算基准变动量,存储在存储部中。
此外,本发明的特征在于,所述位置检测装置具有:光出射部,其向检测所述指示体的指示位置的检测区域射出检测光;以及摄影部,其拍摄所述检测区域;所述检测部根据所述摄影部的摄影图像数据,检测作为所述指示体的第1指示体发出的光的像和由作为所述指示体的第2指示体反射的所述检测光的像中的至少一方,根据所述第1指示体和所述光出射部的发光定时,区分地检测所述第1指示体和所述第2指示体的指示位置。
根据本结构,能够提高第1指示体与第2指示体的识别精度,能够与所使用的指示体无关地适当进行各指示体的指示位置的校正。
此外,本发明的特征在于,在上述位置检测装置中,所述检测部检测所述光出射部熄灭时的摄影图像数据中显现的亮点的位置作为所述第1指示体的指示位置。
根据本结构,能够提高区分第1指示体与第2指示体的精度,能够与所使用的指示体无关地适当进行各指示体的指示位置的校正。
此外,本发明的特征在于,在上述位置检测装置中,所述校正部在对所述指示位置进行校正时,使用根据所述指示位置而不同的基准变动量。
根据本结构,能够使用与指示位置对应的基准变动量来进行指示位置的校正。因此,能够与指示位置无关地提高位置检测的精度。
此外,本发明的特征在于,在上述位置检测装置中,所述存储部存储与指示位置对应的多个基准变动量,所述校正部从所述存储部取得与所述检测部检测出的指示位置对应的基准变动量,根据取得的所述基准变动量,对所述检测部检测出的指示位置进行校正。
根据本结构,能够按照每个指示位置使用适当的基准变动量来对指示位置进行校正。
此外,本发明的特征在于,在上述位置检测装置中,所述校正部根据指示位置对所述存储部存储的所述基准变动量进行调整,根据调整后的基准变动量,对所述检测部检测出的指示位置进行校正。
根据本结构,能够提高指示位置的校正精度。
此外,本发明的特征在于,在上述位置检测装置中,所述位置检测装置还具有计算部,该计算部将检测所述指示体的指示位置的检测区域分割为多个区域,按分割后的每个所述区域,根据所述检测部检测出的指示位置的变动,计算所述基准变动量,所述存储部存储所述计算部计算出的所述基准变动量,所述校正部根据所述多个区域中的包含所述检测部检测出的指示位置的区域的基准变动量,对所述指示位置进行校正。
根据本结构,由于按多个区域的每一区域来计算基准变动量,因此,能够提高位置检测的精度。
此外,本发明的特征在于,在上述位置检测装置中,所述计算部针对分割后的所述区域中的一部分区域,根据所述检测部检测出的指示位置的变动,计算所述基准变动量,针对其它区域,通过使用所述一部分区域的基准变动量的运算处理来计算所述基准变动量。
根据本结构,能够削减计算基准变动量的区域,能够缩短基准变动量的计算耗费的时间。
本发明的位置检测方法的特征在于,包括以下步骤:判定指示体的种类;检测所述指示体的指示位置;以及从存储部中取得与判定出的所述指示体的种类对应的基准变动量,根据取得的所述基准变动量,对检测出的指示位置进行校正,其中,所述存储部按每种所述指示体存储与检测出的指示位置的变动相关的基准变动量。
根据本结构,能够与所使用的指示体无关地适当进行指示位置的校正。
根据本发明,能够与所使用的指示体无关地适当进行指示位置的校正。
附图说明
图1是实施方式的投影系统的概略结构图。
图2是投影系统的功能框图。
图3是示出各部的发光定时的时序图。
图4是示出检测指示体的指示位置的情况的说明图。
图5是示出检测倾斜的屏幕上的指示位置的情况的图。
图6是示出指示位置差异导致的检测位置差异的图。
图7的(A)是示出基准变动量计算用图像的一例的图,图7的(B)是示出对摄影图像数据进行区域分割的情况的图。
图8是示出基准变动量的计算步骤的流程图。
图9是示出使用基准变动量对指示位置进行校正的步骤的流程图。
标号说明
1投影系统;10投影仪(位置检测装置);20投射部;21光源部;22光调制装置;23投射光学系统;30控制部;31投射控制部(校正部);32检测控制部(计算部);33出射控制部;39校准控制部;40图像处理部;50位置检测部;54指示体检测部(判定部);55坐标计算部(检测部);60光出射装置(光出射部);70指示体(第1指示体);80指示体(第2指示体);110存储部;SC屏幕(检测区域)。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的实施方式进行说明。
图1是示出应用了本发明的实施方式的投影系统1的结构的图。投影系统1具有设置在屏幕SC(投射面)上方的投影仪10和设置在屏幕SC上部的光出射装置60(光出射部)。
投影仪10设置在屏幕SC的正上方或斜上方,朝斜下方的屏幕SC投射图像。此外,在本实施方式中例示的屏幕SC是固定于壁面、或竖立设置于地板的平板或幕布。本发明不限于该例,也可以将壁面用作屏幕SC。在该情况下,可以将投影仪10和光出射装置60安装在被用作屏幕SC的壁面的上部。
投影仪10与PC(个人计算机)、视频再现装置、DVD(Digital Versatile Disk:数字多功能光盘)再现装置等外部图像提供装置连接。投影仪10根据从该图像提供装置提供的模拟图像信号或数字图像数据,将图像投射到屏幕SC。此外,投影仪10也可以构成为读出内置的存储部110(图2)或外部连接的存储介质中存储的图像数据,根据该图像数据,在屏幕SC上显示图像。
光出射装置60具有由固体光源构成的光源部61(图2),使光源部61发出的光沿着屏幕SC扩散地射出(照射)。在图1中,用角度θ示出光出射装置60的射出范围。光出射装置60相对于屏幕SC的上端设置在上方,以角度θ的范围向下射出光。从光出射装置60射出的光形成沿着屏幕SC的光的层。在本实施方式中,角度θ达到大致180度,在屏幕SC的大致整体中形成光的层。优选使屏幕SC的表面接近光的层,在本实施方式中,屏幕SC的表面与光的层之间的距离大致为10mm~1mm的范围内。此外,光出射装置60射出的光是可见区域外的光,在本实施方式中为红外光。
在投影系统1中,在进行了针对屏幕SC的指示操作的情况下,由投影仪10检测指示位置。
在指示操作中使用的指示体可以使用笔型的指示体70(第1指示体)或作为用户手指的指示体80(第2指示体)。指示体70的末端部71内置有在被按压的情况下进行动作的操作开关75(图2),因此,在进行将末端部71按压于墙壁或屏幕SC的操作时,操作开关75接通。关于指示体70,用户将棒状的轴部72持在手中,以使末端部71与屏幕SC接触的方式进行操作,还进行将末端部71按压于屏幕SC的操作。末端部71具有发出光的发送接收部74(图2)。投影仪10根据指示体70发出的光,检测末端部71的位置作为指示位置。指示体70发出的光为可见区域外的光,在本实施方式中为红外光。
此外,在利用用户手指即指示体80进行位置指示操作的情况下,用户使手指与屏幕SC接触。在该情况下,检测指示体80与屏幕SC接触的位置。
即,在指示体80的末端(例如指尖)与屏幕SC接触时,遮挡光出射装置60形成的光的层。此时,光出射装置60射出的光到达指示体80而反射,反射光的一部分从指示体80进入投影仪10。投影仪10具有利用后述的位置检测部50检测来自屏幕SC侧的光、即来自下方的光的功能,因此,能够检测指示体80的反射光。投影仪10通过检测被指示体80反射的反射光,检测指示体80对屏幕SC的指示操作。此外,投影仪10检测由指示体80指示的指示位置。
光出射装置60射出的光的层与屏幕SC接近,因此,能够将在指示体80上光发生反射的位置视作与屏幕SC最接近的末端或指示位置。因此,能够根据指示体80的反射光确定指示位置。
投影系统1作为交互式白板系统而发挥作用,检测用户利用指示体70、80进行的指示操作,将指示位置反映到投射图像中。具体而言,投影系统1进行如下处理等:在指示位置描绘图形或配置字符、记号;沿着指示位置的轨迹而描绘图形;将描绘出的图形或配置的字符、记号删除。此外,还能够将屏幕SC中描绘出的图形、配置的字符或记号作为图像数据进行保存并输出到外部装置。
此外,投影系统1可以通过检测指示位置而作为定位设备进行动作,输出投影仪10投射图像的屏幕SC的投射区域中的指示位置的坐标。此外,在投影系统1中,可以使用指示位置的坐标来进行GUI(Graphical User Interface:图形用户界面)操作。
图2是构成投影系统1的各部的功能框图。
投影仪10具有接口部11和图像接口部12作为与外部装置连接的接口。接口部11和图像接口部12可以具有有线连接用的连接器,并具有与上述连接器对应的接口电路。此外,接口部11和图像接口部12还可以具有无线通信接口。作为有线连接用的连接器和接口电路,可举出以有线局域网、IEEE1394、USB等为标准的电路。此外,作为无线通信接口,可举出以无线局域网或Bluetooth(注册商标)等为标准的电路。图像接口部12可以使用HDMI(注册商标)接口等图像数据用接口。图像接口部12还可以具有输入声音数据的接口。
接口部11是在与PC等外部装置之间对各种数据进行收发的接口。接口部11输入输出与图像的投射相关的控制数据、对投影仪10的动作进行设定的设定数据、投影仪10检测出的指示位置的坐标数据等。后述的控制部30具有经由接口部11而与外部装置收发数据的功能。
图像接口部12是输入数字图像数据的接口。本实施方式的投影仪10根据经由图像接口部12输入的数字图像数据,投射图像。此外,投影仪10还可以具有根据模拟图像信号投射图像的功能,在该情况下,图像接口部12还可以具有模拟图像用的接口和将模拟图像信号转换成数字图像数据的A/D转换电路。
投影仪10具有形成光学图像的投射部20。投射部20具有光源部21、光调制装置22以及投射光学系统23。光源部21具有由氙气灯、超高压水银灯、LED(Light EmittingDiode:发光二极管)或激光光源等构成的光源。此外,光源部21还可以具有将光源发出的光引导到光调制装置22的反射器和辅助反射器。此外,还可以具有用于提高投射光的光学特性的透镜组(图示省略)、偏振片或调光元件等,该调光元件用于使光源发出的光的光量在通往光调制装置22的路径上降低。
光调制装置22例如具有与RGB三原色对应的3张透射型液晶面板,对透过该液晶面板的光进行调制,生成图像光。来自光源部21的光被分离成RGB这3种颜色的颜色光,各颜色光入射到对应的各液晶面板。通过各液晶面板而调制后的颜色光被十字分色棱镜等合成光学系统合成,射出到投射光学系统23。
投射光学系统23具有透镜组,该透镜组朝屏幕SC方向引导由光调制装置22调制后的图像光,在屏幕SC上成像。此外,投射光学系统23可以具有进行屏幕SC的投射图像的放大/缩小以及焦点调整的变焦机构、进行聚焦的调整的聚焦调整机构。在投影仪10为短焦点型的情况下,在投射光学系统23中可以具有朝屏幕SC反射图像光的凹面镜。
投射部20与光源驱动部45以及光调制装置驱动部46连接,其中,光源驱动部45按照控制部30的控制而使光源部21点亮,光调制装置驱动部46按照控制部30的控制而使光调制装置22进行动作。光源驱动部45可以具有如下功能:进行光源部21的点亮/熄灭的切换,调整光源部21的光量。
投影仪10具有对投射部20投射的图像进行处理的图像处理系统。该图像处理系统包含控制投影仪10的控制部30、存储部110、操作检测部17、图像处理部40、光源驱动部45以及光调制装置驱动部46。此外,图像处理部40与帧存储器44连接,控制部30与姿态传感器47、出射装置驱动部48以及位置检测部50连接。也可以将这些各部包含在图像处理系统中。
控制部30通过执行规定的控制程序111来控制投影仪10的各部。存储部110以非易失的方式存储控制部30执行的控制程序111和控制部30处理的数据。存储部110存储用于设定投影仪10的动作的画面的设定画面数据112以及表示利用设定画面数据112而设定的内容的设定数据113。
此外,在存储部110中存储有基准变动量计算用图像114、第1基准变动量115、第2基准变动量116、第1校准数据117、第2校准数据118等。后面将对这些数据进行记述。
图像处理部40按照控制部30的控制,对经由图像接口部12输入的图像数据进行处理,将图像信号输出到光调制装置驱动部46。图像处理部40执行的处理是3D(立体)图像与2D(平面)图像的判别处理、分辨率转换处理、帧速率转换处理、失真校正处理、数字变焦处理、色调校正处理、亮度校正处理等。图像处理部40执行由控制部30指定的处理,根据需要使用从控制部30输入的参数进行处理。此外,当然也可以组合执行上述处理中的多个处理。
图像处理部40与帧存储器44连接。图像处理部40在帧存储器44中展开从图像接口部12输入的图像数据,对展开后的图像数据执行上述各种处理。图像处理部40从帧存储器44读出处理后的图像数据,生成与该图像数据对应的R、G、B的图像信号并输出到光调制装置驱动部46。
光调制装置驱动部46与光调制装置22的液晶面板连接。光调制装置驱动部46根据从图像处理部40输入的图像信号驱动液晶面板,在各液晶面板中描绘图像。
操作检测部17与作为输入设备而发挥作用的遥控器受光部18和操作面板19连接,检测经由遥控器受光部18和操作面板19进行的操作。
遥控器受光部18接收投影仪10的用户使用的遥控器(图示省略)与按钮操作对应地发送的红外线信号。遥控器受光部18对从上述遥控器接收到的红外线信号进行解码,生成表示上述遥控器的操作内容的操作数据并输出到控制部30。
操作面板19设置在投影仪10的外装框体,具有各种开关和指示灯。操作检测部17按照控制部30的控制,根据投影仪10的动作状态或设定状态而适当地使操作面板19的指示灯点亮和熄灭。在操作该操作面板19的开关时,从操作检测部17将与被操作的开关对应的操作数据输出到控制部30。
显示部16按照控制部30的控制来显示信息。例如,在显示部16中显示选择画面,在该选择画面中,选择要计算基准变动量的指示体70、80。
出射装置驱动部48经由连接部49与光出射装置60连接。连接部49例如是具有多个针的连接器,连接部49经由线缆60a与光出射装置60连接。出射装置驱动部48按照控制部30的控制生成脉冲信号,经由连接部49输出到光出射装置60。此外,出射装置驱动部48经由连接部49向光出射装置60提供电源。
如图1所示,光出射装置60构成为在箱形的壳体中收纳有光源部61以及光学部件。本实施方式的光出射装置60在光源部61中具有发出红外光的固体光源(未图示)。固体光源发出的红外光被平行化透镜和鲍威尔镜头扩散而形成沿着屏幕SC的面。此外,光源部61也可以具有多个固体光源,通过分别使这些固体光源发出的光扩散,以覆盖屏幕SC的图像投射范围的方式形成光的层。此外,光出射装置60也可以具有对光源部61发出的光的层与屏幕SC之间的距离或角度进行调整的调整机构。
光出射装置60利用从出射装置驱动部48提供的脉冲信号以及电源,使光源部61点亮。光源部61点亮以及熄灭的定时由出射装置驱动部48控制。控制部30控制出射装置驱动部48,使光源部61与后述的摄像部51进行摄影的定时同步地点亮。
位置检测部50检测指示体70、80对屏幕SC的操作。位置检测部50构成为具有摄像部51、发送部52、摄影控制部53、指示体检测部54以及坐标计算部55的各部。
摄像部51具有摄像光学系统、摄像元件、接口电路等,朝投射光学系统23的投射方向进行拍摄。摄像部51的摄像光学系统被配置成朝向与投射光学系统23大致相同的方向,具有覆盖投射光学系统23在屏幕SC上投射图像的范围的视场角。此外,关于摄像元件,可举出接收红外区域和可见光区域的光的CCD或CMOS。摄像部51可以具有遮断向摄像元件入射的光的一部分的滤光器,例如,在接收红外光的情况下,可以在摄像元件的前方配置主要使红外区域的光透过的滤光器。此外,摄像部51的接口电路读出摄像元件的检测值而进行输出。
摄影控制部53使摄像部51执行摄影,生成摄影图像数据。在摄像元件进行基于可见光的摄影时,拍摄投射到屏幕SC上的图像。此外,摄影控制部53能够使摄像部51拍摄红外光,在该情况下的摄影图像中显现指示体70发出的红外光(红外线信号)或由指示体80反射后的反射光。
指示体检测部54根据摄影控制部53使摄像部51进行拍摄而得到的摄影图像数据,检测指示体70、80的指示位置。指示体检测部54根据摄影控制部53使摄像部51执行红外光摄影的情况下的摄影图像数据,检测指示体70发出的红外光的像和由指示体80反射的反射光的像中的至少一方。此外,指示体检测部54判别检测出的像是指示体70发出的光的像、还是指示体80的反射光的像。即,指示体检测部54判定操作指示是由指示体70进行的,还是由指示体80进行的。关于由指示体检测部54进行的指示体70、80的判别方法,在后面记述。指示体检测部54生成表示检测出的像是指示体70的像、还是指示体80的反射光的像的种类信息,发送给坐标计算部55。此外,指示体检测部54根据摄影图像数据,判定指示体70具有的操作开关75的操作状态。指示体70根据指示体70具有的操作开关75的操作状态,切换指示体70的点亮模式。指示体检测部54根据多个摄影图像数据,判定指示体70的点亮模式,从而判定操作开关75的操作状态。指示体检测部54将表示判定出的操作状态的数据发送给坐标计算部55。
坐标计算部55根据指示体检测部54检测出的像的位置,计算摄影图像数据中的指示体70、80的指示位置的坐标值,将其输出到控制部30。此外,坐标计算部55还可以计算投射部20投射出的投射图像中的指示体70、80的指示位置的坐标值,并将其输出到控制部30。此外,坐标计算部55还可以计算图像处理部40在帧存储器44中描绘的图像数据中的指示体70、80的指示位置的坐标或图像接口部12的输入图像数据中的指示体70、80的指示位置的坐标。坐标计算部55将从指示体检测部54输入的种类信息与计算出的指示位置的坐标值一并输出到控制部30。此外,坐标计算部55在从指示体检测部54输入了表示操作开关75的操作状态的数据的情况下,将表示该操作状态的数据输出到控制部30。
发送部52按照指示体检测部54的控制,向指示体70发送红外线信号。发送部52具有红外LED等光源,按照指示体检测部54的控制,使该光源点亮和熄灭。
此外,指示体70具有控制部73、发送接收部74、操作开关75以及电源部76,这些部分被收纳在轴部72(图1)中。控制部73与发送接收部74以及操作开关75连接,检测操作开关75的状态(接通或断开)。发送接收部74具有红外LED等光源、接收红外线的受光元件,按照控制部73的控制,使光源点亮和熄灭,并且,将表示受光元件的受光状态的信号输出到控制部73。
电源部76具有干电池或二次电池作为电源,向控制部73、发送接收部74以及操作开关75的各部提供电力。
指示体70也可以具有电源开关,该电源开关使来自电源部76的电源供给接通或断开。
在此,说明利用位置检测部50和指示体70的相互通信、根据摄像部51的摄影图像数据确定指示体70的方法。
控制部30在检测指示体70的位置指示操作的情况下,控制指示体检测部54,从发送部52发送同步用信号。即,指示体检测部54按照控制部30的控制,使发送部52的光源以规定的周期点亮。发送部52周期性地发出的红外光作为使位置检测部50和指示体70同步的同步信号发挥作用。
另一方面,控制部73在开始从电源部76提供电源而进行规定的初始化动作后,通过发送接收部74接收投影仪10的发送部52发出的红外光。在发送接收部74接收到发送部52周期性地发出的红外光时,控制部73使发送接收部74的光源以预先设定的点亮模式与该红外光的定时同步地点亮(发光)。该点亮的模式表示将光源的点亮以及熄灭与数据的ON以及OFF对应起来的、指示体70固有的数据。控制部73按照设定的点亮模式的点亮时间和熄灭时间,使光源点亮和熄灭。控制部73在电源部76提供电源的期间内,反复执行上述模式。
即,位置检测部50向指示体70周期性地发送同步用红外线信号,指示体70与位置检测部50发送的红外线信号同步地发送预先设定的红外线信号。
位置检测部50的摄影控制部53进行使摄像部51的摄影定时与指示体70点亮的定时一致的控制。该摄影定时是根据指示体检测部54使发送部52点亮的定时而决定的。指示体检测部54可以根据在摄像部51的摄影图像数据中是否显现有指示体70的光的像,来确定指示体70点亮的模式。
指示体70点亮的模式可以是指示体70的每个个体固有的模式,或包含多个指示体70公共的模式和每个个体固有的模式。在该情况下,在摄影图像数据包含多个指示体70发出的红外光的像的情况下,指示体检测部54能够将各自的像区分成不同指示体70的像。
此外,控制部30控制出射装置驱动部48,使得光源部61的点亮的定时与摄像部51的摄影的定时同步。如果光源部61与摄像部51的摄影定时对应地进行脉冲点亮,则在指示体80在屏幕SC上进行指示的情况下,在摄像部51的摄影图像中会显现指示体80的反射光。如果以能够与指示体70的点亮定时区分的模式使光源部61点亮,则指示体检测部54能够判定摄影图像数据中显现的像是指示体70还是指示体80。关于光源部61的点亮的定时,后面将参照图3进行记述。
此外,指示体70具有的控制部73根据操作开关75的操作状态,切换使发送接收部74点亮的模式。因此,指示体检测部54能够根据多个摄影图像数据,判定指示体70的操作状态,即,判定末端部71是否被按压于屏幕SC。指示体检测部54经由坐标计算部55,将表示操作开关75的操作状态的数据输出到控制部30。
姿态传感器47由加速度传感器或陀螺仪传感器等构成,向控制部30输出检测值。姿态传感器47以能够识别投影仪10的设置方向的方式固定于投影仪10的主体。
投影仪10除了可以如图1所示那样从壁面或天花板面吊挂的吊挂设置以外,还能够以从屏幕SC的下方进行投射的设置状态、使用桌子的顶面等水平面作为屏幕SC的设置状态等来使用。根据投影仪10的设置状态,有时不适合使用光出射装置60。例如,在将投影仪10以及光出射装置60设置在屏幕SC的下方而从下方朝屏幕SC进行投射的情况下,用户的身体有时会遮挡光出射装置60的出射光,是不合适的。姿态传感器47以能够识别出被设想为投影仪10的设置状态的多个设置状态的方式,设置在投影仪10的主体上。姿态传感器47例如使用2轴陀螺仪传感器、1轴陀螺仪传感器、加速度传感器等来构成。控制部30能够根据姿态传感器47的输出值,自动判定投影仪10的设置状态。控制部30在判定为不适合使用光出射装置60的设置状态的情况下,例如使出射装置驱动部48停止电源电压或脉冲信号的输出。
控制部30读出并执行存储部110中存储的控制程序111,由此实现投射控制部31、检测控制部32、出射控制部33以及校准控制部34的功能,控制投影仪10的各部。
投射控制部31根据从操作检测部17输入的操作数据,取得用户进行的操作的内容。投射控制部31根据用户进行的操作,控制图像处理部40、光源驱动部45以及光调制装置驱动部46,将图像投射到屏幕SC。投射控制部31控制图像处理部40,使其执行上述3D(立体)图像和2D(平面)图像的判别处理、分辨率转换处理、帧速率转换处理、失真校正处理、数字变焦处理、色调校正处理、亮度校正处理等。此外,投射控制部31与图像处理部40的处理对应地控制光源驱动部45,控制光源部21的光量。
此外,投射控制部31使用存储部110中存储的第1基准变动量115或第2基准变动量116,对由位置检测部50检测出的指示位置的坐标值进行校正。
检测控制部32控制位置检测部50,执行指示体70、80的指示位置的检测。检测控制部32从位置检测部50取得指示位置的坐标值和表示用户用于操作指示的指示体70、80的种类的种类信息。此外,在进行了基于指示体70的操作指示的情况下,检测控制部32从位置检测部50取得表示操作开关75的操作状态的数据。检测控制部32使用取得的坐标值和种类信息,执行校正坐标值的校正处理。此外,检测控制部32根据由校正处理校正后的坐标值和表示操作开关75的操作状态的数据,执行预先设定的处理。例如,图像处理部40进行如下处理:根据取得的坐标描绘图形,将描绘出的图形重叠于输入到图像接口部12的输入图像而进行投射。此外,检测控制部32也可以将取得的坐标输出到与接口部11连接的PC等外部装置。在此情况下,检测控制部32可以将所取得的坐标转换成在与接口部11连接的外部装置的操作系统中被识别为坐标输入设备的输入的数据格式而进行输出。例如,当在Windows(注册商标)操作系统下进行动作的PC与接口部11连接时,输出在操作系统中被作为HID(Human Interface Device)的输入数据进行处理的数据。另外,检测控制部32可以将坐标的数据、用于识别是指示体70的操作位置还是指示体80的操作位置的数据、以及表示操作开关75的操作状态的数据一起输出。
另外,检测控制部32控制使用指示体80进行的位置检测。具体地说,检测控制部32根据有无光出射装置60的连接,判定是否能够使用光出射装置60。在不能使用光出射装置60的情况下,检测控制部32进行禁止使用光出射装置60的设定。这里,检测控制部32也可以报知不能使用光出射装置60的情况。
出射控制部33控制出射装置驱动部48,使其执行或停止向与连接部49连接的光出射装置60输出电源以及脉冲信号。出射控制部33根据检测控制部32的控制,在不能使用或不使用光出射装置60的情况下,使出射装置驱动部48停止电源以及脉冲信号的输出。另外,在使用光出射装置60的情况下,出射控制部33使出射装置驱动部48输出电源以及脉冲信号。
校准控制部34执行校准。校准是用于进行投射到屏幕SC的投影图像与由摄像部51拍摄到的摄像图像数据的位置的关联的处理。校准控制部34能够执行自动校准和手动校准作为与指示体70或80的指示位置相关的校准。自动校准是如下处理:向屏幕SC投射自动校准用图像,由摄像部51进行摄影,使用摄影图像数据生成第1校准数据117。在自动校准用图像中显示有多个标记。校准控制部34将从摄影图像数据中检测出的标记与帧存储器44中描绘的投射图像即自动校准用图像的标记对应起来,生成第1校准数据117。
此外,在执行手动校准的情况下,校准控制部34向屏幕SC投射手动校准用图像。在手动校准用图像中也显示有多个标记。校准控制部34检测指示体70或80对投射出的图像的操作,生成第2校准数据118。即,校准控制部34将根据摄影图像数据检测出的指示位置的坐标值与投影图像上的标记的坐标值对应起来,由此生成第2校准数据118。
此处,参照图3,说明由指示体检测部54进行的指示体70、80的判别方法。
在本实施方式的投影系统1中,利用摄像部51拍摄指示体70发出的光的像和光出射装置60输出的光在指示体80上的反射光的像中的至少一方,确定指示体70、80的指示位置。在本实施方式的投影系统中,为了区分指示体70发出的光的像与指示体80上的反射光的像,使指示体70和光出射装置60按规定的发光顺序点亮。本实施方式的投影系统1的发光顺序由第1阶段~第4阶段这4个阶段构成,依次反复这第1阶段~第4阶段。在本实施方式中,第1阶段~第4阶段的长度被设定为相同时间。此外,发送部52的1次发光时间被设定为1个阶段的1/4,指示体70的1次发光时间被设为1个阶段的1/8,光出射装置60的1次发光时间被设定为1个阶段,但这些只是一例。
第1阶段是同步阶段。在第1阶段中,投影仪10的发送部52发光,发送同步用红外线信号。指示体70的控制部73利用发送接收部74检测同步用红外线信号,识别第1阶段的开始定时。
第2阶段是位置检测的阶段,光出射装置60的光源部61和指示体70的发送接收部74点亮。投影仪10与光出射装置60以及指示体70的发光定时对应地利用摄像部51拍摄摄影范围。例如,当在第2阶段中摄像部51按指示体70发光的定时进行摄影时,在摄影图像中显现指示体70的发光和由指示体80反射的检测光。此外,如果摄像部51在指示体70不发光的定时进行摄影,则在摄影图像中显现指示体80的反射光。
摄像部51的摄影定时以及摄影间隔是预先设定的,每1阶段进行的摄影次数可以是1次,也可以是多次。如图3所示,在指示体70每一1阶段进行1次发光的情况下,期望至少在各阶段中按指示体70发光的定时来进行摄影。此外,摄像部51的摄影定时和各部的发光定时的调整方法是任意的。通常,往往不容易将摄像部51的摄影定时以及摄影间隔设为可变,因此,出射控制部33考虑摄像部51的摄影定时来调整发送部52的发光的定时即可。
第3阶段是指示体判定的阶段。在第3阶段中,指示体70发光,而光出射装置60不发光。因此,在摄像部51在第3阶段拍摄的摄影图像中,显现指示体70发出的光的像,而不显现指示体80的反射光。
第4阶段是与第2阶段相同的位置检测的阶段,光出射装置60的光源部61和指示体70的发送接收部74点亮。
因此,通过对第3阶段的摄影图像、第2阶段以及第4阶段的摄影图像进行比较,检测控制部32能够识别出第2阶段以及第4阶段的摄影图像中显现的光的像是指示体70的光的像、还是指示体80的反射光的像。在各阶段的时间足够短的情况下,连续的第2、第3以及第4阶段的摄影图像中显现的像的位置接近。因此,容易进行指示体70的光和指示体80的反射光的识别。
此外,当在投影系统1中使用多个指示体70的情况下,也能够在摄像部51的摄影图像中识别出各个指示体70的发光。即,预先对各个指示体70设定不同的发光定时即可。具体而言,按照每个指示体70设定在第3阶段中是否发光即可。例如,针对第1个指示体70,在执行4次第1阶段~第4阶段的期间内,将第3阶段的发光或非发光设定为“1000”(1表示发光,0表示非发光)。针对第2个指示体70,将执行4次第1阶段~第4阶段的期间内的第3阶段的发光或非发光设定为“1010”。在该情况下,对在执行4次第1阶段~第4阶段的期间内拍摄到的4张第3阶段的摄影图像进行比较,能够识别出第1指示体70与第2指示体70。
接下来,参照对图4,对指示体70、80的指示位置的检测方法进行说明。图4的(A)示出检测指示体70的指示位置的情况,图4的(B)示出检测指示体80的指示位置的情况。
符号PA表示摄像部51拍摄屏幕SC的摄影方向。在进行指示体70的位置检测的情况下,发送接收部74从指示体70的末端的发光位置70a射出红外光。发光位置70a非常接近于指示体70与屏幕SC接触的接触点70b。因此,在根据从摄影方向PA拍摄到的摄影图像数据来检测指示体70发出的光的像的情况下,可以将该像的位置视为接触点70b的位置。
与此相对,如图4的(B)所示,在检测指示体80的指示位置时,检测由指示体80反射检测光L而得到的反射光。即,根据从拍摄方向PA拍摄的摄影图像数据,对检测光L的反射光的像进行检测。检测光L的射出方向与屏幕SC大致平行,检测光L与屏幕SC相距规定的距离(以下设为距离G1)。距离G1根据光出射装置60相对于屏幕SC的安装位置而变化,由于构造的原因,很难使距离G1成为零。因此,在从拍摄方向PA拍摄的摄影图像数据中显现有在指示体80的前端的与屏幕SC相距距离G1的反射位置80a处反射的反射光的像。如图4的(B)所示,反射位置80a在相对于拍摄方向PA倾斜的方向上分开。因此,在摄影图像数据中显现的反射光的像的位置成为与在拍摄方向PA上由指示体70指示更远的位置时的像相同的位置。即,指示体80在接触点80b处与屏幕SC接触时的反射光和指示体70在接触点70b处与屏幕SC接触时的光在摄像部51的摄影图像数据中显现在同一位置。因此,指示体80所指示的接触点80b被检测为在拍摄方向PA上与摄像部51分离的接触点70b,产生距离G2的偏移。
距离G2的偏移是由于摄像部51从与屏幕SC分离的位置倾斜地进行拍摄而引起的。例如,图4的(A)、(B)所示的拍摄方向PA与指示体70、80的位置关系不限于上下方向,在水平方向上也同样会发生。在本实施方式中,如图1所示,在位于屏幕SC上方的投影仪10的主体上设置的1个摄像部51俯瞰屏幕SC进行拍摄,所以,在上下以及水平的两个方向上产生距离G2的偏移。
此外,如图5所示,在屏幕SC相对于竖直方向倾斜地设置时,光出射装置60射出的检测光L与屏幕SC之间的距离根据距光出射装置60的距离而不同。即,作为红外光的检测光L的直行性较高,所以,在屏幕SC倾斜地设置的情况下,检测光L与屏幕SC之间的距离有时因指示位置而不同。因此,根据摄像部51的摄影图像数据检测出的指示位置的误差随着由指示体80指示的屏幕SC上的位置而不同。
例如,在图5中,在指示了屏幕SC上的位置80c的情况下,该位置80c被检测为在摄影方向PA上与摄像部51离开的位置70c,产生距离G3的偏差。此外,在指示了屏幕SC上的位置80d的情况下,该位置80d被检测为在摄影方向PA上与摄像部51离开的位置70d,产生距离G4的偏差。如图5所示,在检测光L与屏幕SC之间的距离随着远离光出射装置60而变大的情况下,对距离G3与距离G4进行比较可知,随着用户指示的屏幕SC上的位置远离光出射装置60,根据摄像部51的摄影图像数据检测出的指示位置的误差变大。
此外,即使屏幕SC没有相对于竖直方向倾斜地设置,摄像部51有时在屏幕SC被指示体70、80按压从而屏幕SC相对于竖直方向倾斜的状态下进行拍摄。这样的情况下,与屏幕SC相对于竖直方向倾斜地设置的情况同样地,由指示体70、80指示的屏幕SC上的位置与根据摄像部51的摄影图像数据检测出的指示位置产生误差。即,根据摄像部51的摄影图像数据检测出的指示位置发生变动。
此外,根据用户的操作特性或摄像部51的摄影定时,有时检测出的指示位置也会产生偏差。
例如,在不使指示体80与屏幕SC接触而指示了指示位置的情况下(参照图6的(A))和使指示体80与屏幕SC接触而指示了指示位置的情况下(参照图6的(B)),检测光L抵达指示体80的位置不同。因此,根据摄像部51的摄影图像数据而检测出的指示位置也会产生偏差。此外,图6的(A)和(B)所示的位置a表示用户实际利用指示体80指示的屏幕SC上的位置,位置b表示根据摄像部51的摄影图像数据检测出的屏幕SC上的位置。
此外,根据摄像部51的摄影定时,也会产生相同的现象。例如,在摄像部51的摄影定时是图6的(A)所示的指示体80与屏幕SC没有接触的定时的情况和图6的(B)所示的指示体80与屏幕SC接触的定时的情况下,检测出的指示位置产生偏差。
为了对这样的指示位置的变动进行校正,投影仪10例如将图7的(A)所示的基准变动量计算用图像114投射到屏幕SC,计算在基准变动量计算用图像114上的各位置处检测出的指示位置的基准变动量。基准变动量计算用图像114是显示有多个规定标记(在本实施方式中为A~F的字符)的图像。控制部30通过在屏幕SC中显示该基准变动量计算用图像114,使用户利用指示体70和指示体80中的至少一方在显示有标记的多个标记位置处进行按压操作。
用户在利用操作面板19输入了进行指示的指示体70或80之后,例如利用所选择的指示体70或80对显示有标记的各标记位置各按压2秒。针对用户的按压操作,利用摄像部51按每一标记位置进行多次拍摄。在选择了指示体70的情况下,位置检测部50在摄像部51拍摄到的各摄像图像中,分别计算指示体70发光的位置的坐标值。此外,在选择了指示体80的情况下,位置检测部50在摄像部51拍摄到的各摄影图像中,分别计算由指示体80反射的反射光的位置的坐标值。位置检测部50将按每一标记位置计算出的多个坐标值输出到控制部30。控制部30的检测控制部32使用由用户输入的指示体70或80的种类信息和按每一标记位置取得的多个坐标值,计算各标记位置处的坐标值的基准变动量。基准变动量按指示体70和指示体80分别生成。关于标记位置处的基准变动量,例如对根据多次拍摄到的摄影图像数据而分别计算出的坐标值的X坐标与Y坐标值分别进行比较来求出。例如,检测控制部32分别求出在同一标记位置检测出的多个坐标值的X坐标值和Y坐标值的最大值和最小值。X坐标、Y坐标是坐标计算部55计算出的摄影图像数据中的指示体70、80的指示位置的坐标值,但也可以是投射图像中的指示位置的坐标值。此外,X坐标、Y坐标也可以是帧存储器44中描绘的图像数据中的指示位置的坐标值。检测控制部32计算求出的X坐标值的最大值与最小值之差以及Y坐标值的最大值与最小值之差来作为对应标记位置处的基准变动量。
此外,检测控制部32在计算出基准变动量时,将计算出的基准变动量存储在存储部110中。在选择了指示体70的情况下,检测控制部32将检测出的指示体70的基准变动量作为第1基准变动量115存储在存储部110中。此外,检测控制部32在选择了指示体80的情况下,将指示体80的基准变动量作为第2基准变动量116存储在存储部110中。此外,检测控制部32将计算出的各标记位置中的基准变动量作为包含该标记的区域的基准变动量存储在存储部110中。例如,在图7的(A)所示的基准变动量计算用图像114中,求出A~F这6处基准变动量。检测控制部32例如如图7的(B)所示那样将摄影图像数据分割为9个,将分割为9个的各区域中包含的标记的基准变动量作为该区域的基准变动量存储在存储部110中。例如,检测控制部32将图7的(A)所示的标记位置A的基准变动量作为图7的(B)所示的第1区域的基准变动量存储在存储部110中。同样,检测控制部32将图7的(A)所示的标记位置B、C、D、E、F的基准变动量作为图7的(B)所示的第2区域、第3区域、第4区域、第5区域、第6区域的基准变动量存储在存储部110中。
此外,检测控制部32使用插值处理求出不存在标记的摄影图像数据的区域的基准变动量,其中,在插值处理中,使用了与不存在标记的区域接近的区域的基准变动量。例如,在图7的(B)所示的例子中,在作为摄影图像数据的中央区域的第7、8、9区域中不包含标记。因此,检测控制部32求出作为与第7区域接近的区域的第1区域与第2区域的基准变动量的平均值,将求出的平均值作为第7区域的基准变动量存储在存储部110中。此外,检测控制部32针对第8区域、第9区域,也同样地求出基准变动量,将求出的基准变动量存储在存储部110中。
接下来,参照图8所示的流程图,对基准变动量的计算步骤顺序进行说明。此外,本处理也可以与校准控制部34进行的手动校准同时地执行,也可以在手动校准或自动校准的执行后执行。
首先,控制部30的投射控制部31使显示部16显示用于选择计算基准变动量的指示体70、80的选择画面(步骤S1)。在操作面板19接收到指示体70、80的选择输入的情况下,或在遥控器受光部18接收到遥控器的操作输入的情况下(步骤S2:是),投射控制部31将基准变动量计算用图像114投射到屏幕SC(步骤S3)。在基准变动量计算用图像114中,显示有指定指示体70或80的指示位置的多个标记。控制部30的检测控制部32在将基准变动量计算用图像114投射到屏幕SC后,向摄影控制部53输出开始摄影的指示。
位置检测部50的摄影控制部53使摄像部51拍摄作为包含屏幕SC的区域的检测区域,输入摄像部51拍摄到的摄影图像数据(步骤S4)。摄影控制部53将输入的摄影图像数据发送给指示体检测部54。指示体检测部54根据摄影控制部53拍摄到的摄影图像数据,检测出指示体70发出的红外光的像、或指示体80反射的反射光的像。坐标计算部55根据指示体检测部54检测出的像的位置,计算出摄影图像数据中的指示体70或80的指示位置的坐标值,将计算出的坐标值输出到控制部30。此外,在指示体检测部54不能根据摄影图像数据检测出指示体70发出的红外光的像或由指示体80反射的反射光的像的情况下,向坐标计算部55发出错误通知。坐标计算部55将从指示体检测部54输入的错误通知输出到控制部30。
在从坐标计算部55连续输入了规定次数的坐标值的情况下,控制部30的检测控制部32判定为检测出2秒以上的接触(步骤S5:是),将该标记的显示变更为“检测完成”(步骤S6)。此外,检测控制部32在从位置检测部50输入了错误通知的情况等、没有连续输入规定次数的坐标值的情况下,向摄影控制部53输出开始摄影的指示。
接下来,检测控制部32计算输入了坐标值的标记位置处的基准变动量(步骤S7)。例如,检测控制部32求出从坐标计算部55连续输入规定次数的坐标值的X坐标、Y坐标各自的最大值、最小值,计算所求出的最大值与最小值之差作为相应标记位置处的基准变动量。此外,在坐标值的基准变动量为±5像素的情况下,可以判定为坐标值没有产生变动。检测控制部32在计算出该标记位置处的基准变动量后,将计算出的标记位置的基准变动量与计算出基准变动量的指示体70或80的种类信息对应起来存储在存储部110中(步骤S8)。此外,检测控制部32将计算出的标记位置处的基准变动量作为包含该标记的区域的基准变动量存储在存储部110中。例如,在如图7的(A)所示的标记位置A的基准变动量的情况下,检测控制部32将其作为图7的(B)所示的第1区域的基准变动量存储在存储部110中。
接下来,检测控制部32判定是否在所有标记位置计算了基准变动量(步骤S9)。在判定为没有计算完所有标记位置的基准变动量时(步骤S9:否),检测控制部32返回到步骤S4,向摄影控制部53输出开始摄影的指示。此外,在判定为所有标记位置的基准变动量已计算完成时(步骤S9:是),检测控制部32通过插值处理,计算包含标记的区域以外的区域的基准变动量(步骤S10)。检测控制部32将计算出的基准变动量存储在存储部110中。
接下来,参照对图9所示的流程图,对校正由指示体70、80指示的坐标值的处理的详细情况进行说明。
例如,在将基于经由图像接口部12输入的图像数据的图像投射到屏幕SC时,摄影控制部53通过控制部30的控制,使摄像部51拍摄检测区域。位置检测部50根据由摄像部51拍摄到的摄影图像数据,检测指示体70发出的红外光的像或指示体80反射的反射光的像,计算指示体70或80的指示位置的坐标值。此外,位置检测部50根据指示体70和光出射装置60的发光定时,判定检测出的像是指示体70发出的红外光的像还是指示体80反射的反射光的像。位置检测部50将检测出的坐标值和表示所使用的指示体70或80的种类的种类信息输出到控制部30。
首先,投射控制部31判定是否从位置检测部50输入了坐标值(以下,称作输入坐标值)和在操作中使用的指示体70或80的种类信息(步骤S11)。在输入了种类信息和输入坐标值时(步骤S11:是),投射控制部31根据种类信息,判定操作指示是指示体70的指示还是指示体80的指示(步骤S12)。在判定为指示体70的操作的情况下,投射控制部31从存储部110取得对包含输入坐标值的区域设定的第1基准变动量(步骤S13)。此外,在判定为指示体80的操作的情况下,控制部30的投射控制部31从存储部110取得对包含输入坐标值的区域设定的第2基准变动量(步骤S13)。投射控制部31在取得了第1基准变动量或第2基准变动量后,利用取得的基准变动量,对从位置检测部50输入的输入坐标值进行校正(步骤S14)。投射控制部31将校正后的输入坐标值发送给图像处理部40(步骤S15)。例如,投射控制部31计算前次输入坐标值与本次输入坐标值之差。进而,投射控制部31判定计算出的坐标值之差是否处于从存储部110取得的第1基准变动量或第2基准变动量的范围内。在计算出的坐标值之差处于取得的第1基准变动量或第2基准变动量的范围内的情况下,投射控制部31判定为坐标值没有变化(变动),将前次输入坐标值直接发送给图像处理部40。换言之,投射控制部31针对本次的输入坐标值,进行补偿相对于前次输入坐标值的变化的校正(使变化为0的校正),发送给图像处理部40。此外,在计算出的坐标值之差不处于取得的第1基准变动量或第2基准变动量的范围内的情况下,投射控制部31判定为坐标值发生变化,将本次的输入坐标值发送给图像处理部40。图像处理部40根据从投射控制部31取得的坐标值,描绘出图形,将描绘出的图形与向图像接口部12输入的输入图像重叠地投射。
如以上说明的那样,在本实施方式中,在根据摄像部51的摄影图像数据检测出指示体70或80的像时,指示体检测部54判断操作中使用的指示体是指示体70还是指示体80。进而,从存储部110取得由指示体检测部54判定出的指示体70、80的种类以及与指示位置对应的基准变动量,由投射控制部31对坐标计算部55检测出的指示位置进行校正。因此,能够与所使用的指示体70、80无关地检测出适当的指示。因此,能够抑制指示体70或80的触摸、释放、拖拽等操作的反应性的下降。
应用本发明的实施方式的投影仪10具有指示体检测部54、坐标计算部55、存储部110和投射控制部31。指示体检测部54判定指示体70、80的种类。坐标计算部55检测指示体70、80的指示位置。存储部110按每一指示体70、80存储指示体70、80的指示位置的基准变动量。投射控制部31从存储部110取得与由指示体检测部54判定出的指示体70、80的种类对应的基准变动量,对坐标计算部55检测出的指示位置进行校正。因此,能够与所使用的指示体70、80无关地适当进行指示位置的校正。
此外,投射控制部31在指示位置的变动处于基准变动量的范围内的情况下,进行补偿变动的校正。即,投射控制部31进行补偿相对于前次输入坐标值的变化的校正(使变化为0的校正)。因此,能够检测出指示位置没有变动。
此外,检测控制部32根据指示体检测部54检测出的指示位置的变动,计算基准变动量,将计算出的基准变动量存储在存储部110中。因此,能够根据指示体检测部54检测出的指示位置的变动,计算出基准变动量,存储在存储部中。
此外,投影仪10具有光出射装置60和摄像部51。光出射装置60向检测指示体70、80的指示位置的检测区域射出检测光。摄像部51拍摄检测区域。指示体检测部54根据摄像部51的摄影图像数据,检测指示体70发出的光的像和由指示体80反射的检测光的像中的至少一方。进而,指示体检测部54根据指示体70和光出射装置60的发光定时,区分检测指示体70和指示体80的指示位置。因此,能够与所使用的指示体70、80无关地适当进行指示位置的校正。
此外,指示体检测部54检测光出射装置60的熄灭时的摄影图像数据中显现的亮点的位置作为指示体70的指示位置。因此,能够提高区分指示体70和指示体80的精度。
此外,投射控制部31在校正指示位置时,根据指示位置使用不同的基准变动量。因此,能够使用与指示体70、80的指示位置对应的基准变动量来进行指示位置的校正。因此,能够与指示位置无关地提高位置检测的精度。
此外,在存储部110中存储有与指示位置对应的多个基准变动量。投射控制部31从存储部110取得与坐标计算部55检测出的指示位置对应的基准变动量,对坐标计算部55检测出的指示位置进行校正。因此,能够按指示体70、80的每一指示位置,使用适当的基准变动量来对指示位置进行校正。
此外,投射控制部31根据指示位置,调整存储部110存储的基准变动量,根据调整后的基准变动量,对指示体检测部54检测出的指示位置进行校正。因此,能够提高指示位置的校正精度。
此外,检测控制部32将检测指示体70、80的指示位置的检测区域分割为多个区域,按每一分割后的区域计算基准变动量。投射控制部31根据多个区域中的包含坐标计算部55检测出的指示位置的区域的基准变动量来校正指示位置。因此,通过按多个区域的每一区域来计算基准变动量,能够提高位置检测的精度。
此外,检测控制部32针对分割后的区域中的一部分区域,根据坐标计算部55检测出的指示位置的变动来计算基准变动量,针对其它区域,通过使用了一部分区域的基准变动量的运算处理来计算基准变动量。因此,能够削减计算基准变动量的区域,能够缩短基准变动量的计算耗费的时间。
此外,上述实施方式只是应用本发明的具体的方式的例子,本发明不限于此,也可以以不同的方式来应用本发明。例如,在上述实施方式中,按每一指示体70、80以及按每一区域将基准变动量存储在存储部110中,在校正坐标值时,取得与指示体70、80以及区域对应的基准变动量,但不限于该方式。例如,可以是如下方式:按每一指示体70、80存储1个基准变动量,并且,按每一区域存储调整量(例如,与基准变动量的差分)。进而,在校正坐标值时,使用与区域对应的调整量来调整根据指示体70、80取得的基准变动量,使用调整后的基准变动量进行校正。
此外,在上述实施方式中,在计算基准变动量时,将坐标值的最大值与最小值之差作为基准变动量,但不限于此。例如,也可以将坐标值的最大值与最小值之差加上规定值之后的值作为基准变动量。
此外,在上述实施方式中,在计算基准变动量时,设为使指示体70、80与基准变动量计算用图像114上的各标记接触规定的设定时间(2秒)以上,但设定时间不限于2秒,也可以是2秒以下或以上。
此外,在上述实施方式中,对如下方式进行了说明:针对从前投影型的投影仪10投射(显示)图像的屏幕SC,用户进行基于指示体70、80的指示操作。除此以外,也可以是对投影仪10以外的显示装置显示的显示画面进行指示操作的方式。作为投影仪10以外的显示装置,可以使用背投(背面投射)投影仪、液晶显示器、有机EL(Electro Luminescence:电致发光)显示器等。此外,作为显示装置,可以使用等离子显示器、CRT(阴极线管)显示器、SED(Surface-conduction Electron-emitter Display:表面传导电子发射显示)等。
此外,作为指示体70,也可以使用设定为不发光的指示体70。此外,指示体不限于笔型指示体70或作为用户的手指的指示体80,也可以使用激光指示器或指示棒等,其形状或尺寸没有限定。此外,基准变动量计算用图像114中的标记不限于图7所示的字符,也可以是其它字符或图形等。
此外,在上述实施方式中,例示出光出射装置60与投影仪10的主体分体地构成并由线缆60a连接的结构,但本发明不限于此。例如,也可以构成为将光出射装置60与投影仪10的主体安装成一体,并内置于投影仪10的主体。此外,光出射装置60也可以从外部接受电源的提供,通过无线通信线路在与出射装置驱动部48之间进行连接。
此外,在上述实施方式中,对使用发送部52从投影仪10向指示体70发出的红外线信号来向指示体70发送同步用信号的结构进行了说明,但同步用信号不限于红外线信号。例如,也可以构成为利用电波通信或超声波无线通信来发送同步用信号。该结构可以通过如下方式实现:在投影仪10中设置利用电波通信或超声波无线通信发送信号的发送部,在指示体70中设置相同的接收部。
此外,在上述实施方式中,是位置检测部50通过摄像部51拍摄屏幕SC,确定指示体70的位置,但本发明不限于此。例如,摄像部51不限于设置在投影仪10的主体而朝投射光学系统23的投射方向进行拍摄。也可以将摄像部51与投影仪10主体分体地配置,还可以使摄像部51从屏幕SC的侧方或正面进行摄影。此外,还可以配置多个摄像部51,使检测控制部32根据这些摄像部51的摄影图像数据来检测指示体70、80的位置。
此外,在上述实施方式中,作为对光源发出的光进行调制的光调制装置22,以使用与RGB的各颜色对应的3张透射型液晶面板的结构为例进行了说明,但本发明不限于此。例如,也可以设为使用3张反射型液晶面板的结构,还可以使用组合有1张液晶面板和色轮的方式。或者,也可以通过使用3张数字微镜器件(DMD)的方式、组合有1张数字微镜器件和色轮的DMD方式等来构成。在仅使用1张液晶面板或DMD作为光调制装置的情况下,不需要十字分色棱镜等相当于合成光学系统的部件。此外,除了液晶面板以及DMD以外,只要是能够对光源发出的光进行调制的光调制装置,则能够无问题地采用。
此外,图2所示的投影系统1的各功能部是示出功能性结构,对具体的安装方式没有特别限制。即,不是必须安装与各功能部分别对应的硬件,当然也可以构成为,由一个处理器执行程序来实现多个功能部的功能。此外,在上述实施方式中,也可以通过硬件来实现由软件实现的功能的一部分,或者通过软件来实现由硬件实现的功能的一部分。此外,在不脱离本发明主旨的范围内,投影系统1的其它各部的具体详细结构可以任意变更。
Claims (8)
1.一种位置检测装置,其特征在于,该位置检测装置具有:
判定部,其判定指示体的种类;
光出射部,其向检测所述指示体的指示位置的检测区域射出检测光;
摄影部,其拍摄所述检测区域;
检测部,其根据所述摄影部拍摄的摄影图像检测所述指示体的指示位置;
存储部,其按每种所述指示体存储与所述检测部检测出的指示位置的变动相关的基准变动量;以及
校正部,其从所述存储部取得与由所述判定部判定出的所述指示体的种类对应的基准变动量,根据取得的所述基准变动量,对所述检测部检测出的指示位置进行校正,
所述基准变动量是基于根据所述摄影部多次拍摄到的各个摄影图像检测出指示位置时的指示位置的最大值与最小值之差而计算的,
所述校正部在对所述指示位置进行校正时,使用根据所述指示位置而不同的基准变动量,
所述位置检测装置还具有计算部,该计算部将检测所述指示体的指示位置的检测区域分割为多个区域,按分割后的每个所述区域,根据所述检测部检测出的指示位置的变动,计算所述基准变动量,
所述存储部存储所述计算部计算出的所述基准变动量,
所述校正部根据所述多个区域中的包含所述检测部检测出的指示位置的区域的基准变动量,对所述指示位置进行校正。
2.根据权利要求1所述的位置检测装置,其特征在于,
在所述指示位置的变动处于所述基准变动量的范围内的情况下,所述校正部进行补偿所述变动的校正。
3.根据权利要求1所述的位置检测装置,其特征在于,
所述检测部根据所述摄影部的摄影图像数据,检测作为所述指示体的第1指示体发出的光的像和由作为所述指示体的第2指示体反射的所述检测光的像中的至少一方,根据所述第1指示体和所述光出射部的发光定时,区分地检测所述第1指示体和所述第2指示体的指示位置。
4.根据权利要求3所述的位置检测装置,其特征在于,
所述检测部检测所述光出射部熄灭时的摄影图像数据中显现的亮点的位置作为所述第1指示体的指示位置。
5.根据权利要求1所述的位置检测装置,其特征在于,
所述存储部存储与指示位置对应的多个基准变动量,
所述校正部从所述存储部取得与所述检测部检测出的指示位置对应的基准变动量,根据取得的所述基准变动量,对所述检测部检测出的指示位置进行校正。
6.根据权利要求1所述的位置检测装置,其特征在于,
所述校正部根据指示位置对所述存储部存储的所述基准变动量进行调整,根据调整后的基准变动量,对所述检测部检测出的指示位置进行校正。
7.根据权利要求1所述的位置检测装置,其特征在于,
所述计算部针对分割后的所述区域中的一部分区域,根据所述检测部检测出的指示位置的变动,计算所述基准变动量,针对其它区域,通过使用所述一部分区域的基准变动量的运算处理来计算所述基准变动量。
8.一种位置检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
判定步骤,判定指示体的种类;
射出步骤,向检测所述指示体的指示位置的检测区域射出检测光;
拍摄步骤,拍摄所述检测区域;
检测步骤,根据所拍摄的摄影图像检测所述指示体的指示位置;
校正步骤,从存储部中取得与判定出的所述指示体的种类对应的基准变动量,根据取得的所述基准变动量,对检测出的指示位置进行校正,其中,所述存储部按每种所述指示体存储与检测出的指示位置的变动相关的基准变动量;以及
计算步骤,
所述基准变动量是基于根据多次拍摄到的各个摄影图像检测出指示位置时的指示位置的最大值与最小值之差而计算的,
在所述校正步骤中,在对所述指示位置进行校正时,使用根据所述指示位置而不同的基准变动量,
在所述计算步骤中,将检测所述指示体的指示位置的检测区域分割为多个区域,按分割后的每个所述区域,根据所检测出的指示位置的变动,计算所述基准变动量,
所述存储部存储所述计算步骤中计算出的所述基准变动量,
在所述校正步骤中,根据所述多个区域中的包含检测出的指示位置的区域的基准变动量,对所述指示位置进行校正。
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