CN106547409A - 位置检测装置以及投影仪 - Google Patents

位置检测装置以及投影仪 Download PDF

Info

Publication number
CN106547409A
CN106547409A CN201610626308.6A CN201610626308A CN106547409A CN 106547409 A CN106547409 A CN 106547409A CN 201610626308 A CN201610626308 A CN 201610626308A CN 106547409 A CN106547409 A CN 106547409A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
light
position detecting
detecting device
wave band
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610626308.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106547409B (zh
Inventor
井上秀昭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Publication of CN106547409A publication Critical patent/CN106547409A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106547409B publication Critical patent/CN106547409B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0425—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means using a single imaging device like a video camera for tracking the absolute position of a single or a plurality of objects with respect to an imaged reference surface, e.g. video camera imaging a display or a projection screen, a table or a wall surface, on which a computer generated image is displayed or projected
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

一种位置检测装置以及投影仪，该位置检测装置包括：光放射机构，将规定波段的光与平面大致平行地放射；偏振光滤波器，使上述平面的反射光的p偏振光透射而遮断s偏振光；以及摄像机构，通过上述规定波段的光，经由上述偏振光滤波器从斜上方对上述平面进行摄像。

Description

位置检测装置以及投影仪
技术领域
本发明涉及位置检测装置以及具有位置检测功能的投影仪。
背景技术
近年，出现一种具备能够在所投影的画面上进行位置输入的交互功能的投影仪。该投影仪不仅能够映出图像，还能够通过触摸操作实时地输入位置信息。由此，不对鼠标进行操作而仅触摸投影画面，就能够输入操作信息(位置信息)，能够容易地实现电子黑板功能。即，能够将投影仪的投影画面，作为能够直接触摸而进行操作、写入的虚拟触摸板提供给用户。
此外，同样，还存在通过激光将键盘图像投影到平面上、能够通过触摸该键盘图像来进行按键操作的激光键盘这样的制品。激光键盘能够通过投影部和摄像机而紧凑地实现键盘功能，因此适合作为智能手机等便携设备用的键盘。用户在激光键盘与智能手机之间例如通过Bluetooth(注册商标)等进行了配对之后，将激光键盘载放到桌子上，对通过激光投影的键盘进行触摸而进行按键操作。
在日本特开2015-064550号公报中记载有与上述那样的投影仪有关的发明。
如图6所示，在将具有光泽的桌子1作为虚拟触摸板的情况下，由手指3的遮光点P0反射的红外光，除了沿着向IR摄像机22直接入射的正光路Lr通过的光线以外，还存在沿着被桌子1的光泽面再反射而向IR摄像机22入射的误光路Lg通过的光线。
如果桌子1的反射强度较小则没有问题，但在桌子1具有光泽且反射强度较大、沿着误光路Lg通过的不需要的光线的强度超过阈值时，判断为存在虚拟遮光点P2，会错误地识别误触摸位置R1。
发明内容
因此，本发明的课题在于，在通过摄像机对触摸位置进行检测的位置检测装置、投影仪中，防止触摸位置的误识别。
本发明的位置检测装置，包括：光放射机构，将规定波段的光与平面大致平行地放射；偏振光滤波器，使上述平面的反射光的p偏振光透射而遮断s偏振光；以及摄像机构，通过上述规定波段的光，经由上述偏振光滤波器从斜上方对上述平面进行摄像。
本发明的投影仪，包括：上述位置检测装置；投影机构，将与上述位置检测装置所使用的规定波段不同的波段的光向上述平面进行投影；以及对应机构，将上述投影机构所投影的光的位置与上述位置检测机构检测到的物体的位置建立对应。
附图说明
图1是表示第一实施方式的投影仪的概略图。
图2是表示第一实施方式的投影仪的构成和动作的侧视图。
图3是表示第一实施方式的投影仪的框图。
图4是表示第二实施方式的投影仪的概略图。
图5是表示第三实施方式的位置检测装置的概略图。
图6是表示比较例的投影仪的构成和动作的侧视图。
具体实施方式
以下，参照各图对用于实施本发明的方式进行详细说明。
图1是表示第一实施方式的投影仪2的概略图。
第一实施方式的投影仪2具备投影部23、安装有IR偏振光滤波器24的IR摄像机22、以及IR扇状放射部21，载放在桌子1上，将该桌子1作为虚拟触摸板。该桌子1的表面涂层有玻璃，对一部分光进行吸收，对其他光进行反射。
投影部23将图像向桌子1上面的投影区域4进行投影。投影部23进行所投影的图像的几何学校正，以向桌子1上面投影的图像没有变形的方式进行修正。投影部23构成为，包括未图示的光源、IR截止滤波器、微镜元件、以及投影透镜等。投影部23通过未图示的IR截止滤波器能够使投影图像尽量不含有红外光，消除对IR摄像机22的影响。
IR扇状放射部21将近红外光以扇状擦着桌子1照射。在此，IR扇状放射部21照射的范围为，从IR扇状放射L0到IR扇状放射L2为止。IR摄像机22为摄像机构，经由IR偏振光滤波器24对红外线的波段的图像进行摄像。IR扇状放射部21照射的近红外光与桌子1平行而不反射。此外，投影部23通过IR截止滤波器将红外光的波段截止。因此，在用户未用手指3触摸桌子1时，在IR摄像机22所摄像的IR图像中不存在亮点。
当用户用手指3触摸桌子1时，IR扇状放射部21照射的近红外光被手指3遮断，IR摄像机22将手指3上的遮光点P0作为亮点进行摄像。投影仪2对规定值以上的亮度的点进行检测，根据该亮点对与手指3上的遮光点P0对应的正触摸位置R0进行识别。投影仪2进行所识别出的正触摸位置R0的坐标变换，而判断触摸到投影图像的哪个位置。由此，能够将投影部23所投影的光的位置与由IR摄像机22检测到的物体的位置建立对应，而作为虚拟触摸板使用。
在将具有光泽的桌子1作为虚拟触摸板的情况下，由手指3反射而向IR摄像机22入射的近红外光，存在沿着正光路Lr通过的光线、以及沿着在由手指3反射之后由桌子1的光泽面再反射、之后向IR摄像机22入射的误光路Lg通过的不需要的光线。当沿着误光路Lg通过的不需要的光线的强度大到某种程度以上时，会错误地识别为手指3位于误触摸位置R1。但是，第一实施方式的投影仪2为，通过IR偏振光滤波器24使由桌子1的光泽面再反射的光减弱，以便不会进行误识别。
图2是表示第一实施方式的投影仪2的构成和动作的侧视图。
投影部23距离桌子1设置在高度H3，IR摄像机22设置在高度H2，IR扇状放射部21设置在高度H1。在第一实施方式中，投影部23设置在比IR摄像机22高的位置。由此，能够使投影时的畸变最小化。
IR扇状放射部21的高度H1例如为数mm。
在IR摄像机22前，插入有对由桌子1的光泽面反射的光的偏振光成分中的s偏振光进行遮断的IR偏振光滤波器24。该IR偏振光滤波器24的透射轴与桌子1的上面垂直，遮断s偏振光，透射p偏振光。此外，该IR偏振光滤波器24与桌子1的上面几乎垂直地设置。由此，对于来自投影仪2的左右侧面的光，也能够良好地遮断s偏振光，使p偏振光透射。
由手指3的遮光点P0反射而沿着正光路Lr通过的近红外光为无偏振光，s偏振光与p偏振光的强度几乎相同。与此相对，由桌子1的光泽面再反射而沿着误光路Lg通过的近红外光为，p偏振光相对于s偏振光减弱。但是，其强度取决于光泽面的材质、反射的角度。在图2中，与正光路Lr和误光路Lg垂直方向上的箭头长度的不同，示意地表示p偏振光的强度差。
此处所述的偏振光成分的p偏振光，是指近红外光的电场的振动方向为与桌子1的上面垂直的方向的偏振光。偏振光成分的s偏振光，是指近红外光的电场的振动方向相对于桌子1的上面为水平方向的偏振光。
在此，当以对偏振光成分的s偏振光进行遮断的方式，将透射轴为垂直方向的IR偏振光滤波器24插入到IR摄像机22前时，沿着正光路Lr通过的近红外光与没有IR偏振光滤波器24的情况相比成为大约一半。沿着误光路Lg通过的近红外光更是减弱。
作为其结果，沿着正光路Lr通过的近红外光与沿着误光路Lg通过的近红外光，向IR摄像机22的入射强度之差变大。由此，向IR摄像机22入射的近红外光的SN比提高，能够明确地区别为前者为有效光、后者为无效光。
图3是表示第一实施方式的投影仪的框图。
投影仪2除了在图1、图2中说明了的投影部23、IR偏振光滤波器24、IR摄像机22、以及IR扇状放射部21以外，还具备位置检测部25和对应部26。
位置检测部25用于从IR摄像机22摄像的IR图像中，对规定值以上的亮度的点和其位置进行检测。位置检测部25将所检测到的亮点(物体)在IR图像上的坐标转换为投影区域4上的坐标。
对应部26将投影部23投影的光的位置、与位置检测部25检测到的物体的位置建立对应。具体地说，对应部26将投影图像的坐标与位置检测部25检测到的物体的坐标建立对应。由此，能够使投影仪2具有虚拟触摸板功能。
图4是表示第二实施方式的投影仪2A的概略图。对于与图1所示的第一实施方式的投影仪2相同的要素赋予相同的符号。
第二实施方式的投影仪2A与第一实施方式的投影仪2不同，IR摄像机22与投影部23被配置在相同高度。由此，IR摄像机22从更高的位置对投影区域4进行拍摄，手指3上的遮光点P0的检测误差减少。
图5是表示第三实施方式的位置检测装置5的概略图。
第三实施方式的位置检测装置5为，除了从第一实施方式的投影仪2中将投影部23除去以外，与第一实施方式同样地构成。该位置检测装置5配置在预先印刷有键盘的布局的片6的边缘，且与该片6对位。该位置检测装置5的动作与第一实施方式的投影仪2同样。
(变形例)
本发明不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够变更实施，例如，存在如下的(a)～(g)那样的实施方式。
(a)在第一、第二实施方式中，不限定于基于IR扇状放射部21的红外光的放射，也可以放射紫外光。
(b)代替如上述实施方式那样将红外光以扇状放射，可以将以束状放射的红外光以扇状扫描而对操作区域进行检测，并且也可以将多个平行的红外光的光源以线状设置而对操作区域进行检测，不作限定。
(c)第一、第二实施方式的投影部23，也可以代替对可见光进行投影而对红色激光等进行投影，IR扇状放射部21放射的光也可以是与投影部23投影的波段的光不同的光，例如是蓝色激光等。
(d)在第三实施方式中，不限定于基于IR扇状放射部21的红外光的照射，也可以放射紫外光或者可见光。
(e)上述实施方式的投影仪、位置检测装置，不限定于载放于桌子1上。例如，也可以设置于垂直立起的白板、屏幕、或者壁面上，不作限定。
(f)上述实施方式的IR偏振光滤波器24，只要具有遮断s偏振光，使p偏振光透射的功能即可。IR偏振光滤波器24的透射轴与桌子1的上面大致垂直即可，例如可以在70度至110度之间。
(g)上述实施方式的投影仪、位置检测装置所载放的桌子1，也可以由金属以外的材质构成，例如是玻璃、树脂等即可。

Claims (9)

1.一种位置检测装置，包括：
光放射机构，将规定波段的光与平面大致平行地放射；
偏振光滤波器，使上述平面的反射光的p偏振光透射而遮断s偏振光；以及
摄像机构，通过上述规定波段的光，经由上述偏振光滤波器从斜上方对上述平面进行摄像。
2.如权利要求1所述的位置检测装置，还具备：
位置检测机构，根据上述摄像机构的摄像信息，对触摸上述平面的物体的位置进行检测。
3.如权利要求1所述的位置检测装置，其中，
上述摄像机构相对于上述平面的设置距离，比上述光放射机构相对于上述平面的设置距离更大。
4.如权利要求1所述的位置检测装置，其中，
上述光放射机构放射的规定波段的光为红外线波段，
上述摄像机构为红外线摄像机。
5.一种投影仪，包括：
权利要求1至权利要求4的任一项所述的位置检测装置；
投影机构，将与上述位置检测装置所使用的规定波段不同的波段的光向上述平面进行投影；以及
对应机构，将上述投影机构所投影的光的位置与上述位置检测机构检测到的物体的位置建立对应。
6.如权利要求5所述的投影仪，其中，
上述投影机构相对于上述平面的设置距离，大于或等于上述摄像机构相对于上述平面的设置距离。
7.如权利要求5所述的投影仪，其中，
上述投影机构所投影的光的位置与上述位置检测机构检测到的物体的位置建立对应。
8.如权利要求5所述的投影仪，其中，
上述投影机构具有将上述位置检测装置所使用的规定波段截止的滤波器，将由该滤波器截止了规定波段后的光向上述平面进行投影。
9.如权利要求5所述的投影仪，其中，
上述投影机构将与上述位置检测装置所使用的规定波段不同的波长的激光向上述平面进行投影。
CN201610626308.6A 2015-09-16 2016-08-02 位置检测装置以及投影仪 Active CN106547409B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015182506A JP6623636B2 (ja) 2015-09-16 2015-09-16 位置検出装置およびプロジェクタ
JP2015-182506 2015-09-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106547409A true CN106547409A (zh) 2017-03-29
CN106547409B CN106547409B (zh) 2019-08-06

Family

ID=58236834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610626308.6A Active CN106547409B (zh) 2015-09-16 2016-08-02 位置检测装置以及投影仪

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10019117B2 (zh)
JP (1) JP6623636B2 (zh)
CN (1) CN106547409B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101770314A (zh) * 2009-01-01 2010-07-07 张海云 红外一字激光多点触摸屏装置及触摸定位方法
CN102803894A (zh) * 2010-03-16 2012-11-28 三洋电机株式会社 物体检测装置及信息取得装置
CN103189823A (zh) * 2010-11-12 2013-07-03 3M创新有限公司 交互式偏振保持投影显示器
US20150123899A1 (en) * 2012-01-11 2015-05-07 Smart Technologies Ulc Interactive input system and method

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7911444B2 (en) * 2005-08-31 2011-03-22 Microsoft Corporation Input method for surface of interactive display
JP2012256000A (ja) * 2011-06-10 2012-12-27 Sanyo Electric Co Ltd 投写型映像表示装置
JP2013120586A (ja) * 2011-12-09 2013-06-17 Nikon Corp プロジェクタ
JP6128008B2 (ja) * 2013-08-26 2017-05-17 ソニー株式会社 投射型表示装置
JP2015111772A (ja) * 2013-12-06 2015-06-18 シチズンホールディングス株式会社 投影装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101770314A (zh) * 2009-01-01 2010-07-07 张海云 红外一字激光多点触摸屏装置及触摸定位方法
CN102803894A (zh) * 2010-03-16 2012-11-28 三洋电机株式会社 物体检测装置及信息取得装置
CN103189823A (zh) * 2010-11-12 2013-07-03 3M创新有限公司 交互式偏振保持投影显示器
US20150123899A1 (en) * 2012-01-11 2015-05-07 Smart Technologies Ulc Interactive input system and method

Also Published As

Publication number Publication date
CN106547409B (zh) 2019-08-06
JP2017058898A (ja) 2017-03-23
US20170075501A1 (en) 2017-03-16
JP6623636B2 (ja) 2019-12-25
US10019117B2 (en) 2018-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106716318B (zh) 投影显示单元和功能控制方法
KR102380693B1 (ko) 투사형 표시 장치
US20170347078A1 (en) Projection device
TWI571769B (zh) 非接觸輸入裝置及方法
CN104049792A (zh) 操作检测装置和操作检测方法
CN103299259A (zh) 检测装置、输入装置、投影机以及电子设备
US10209786B2 (en) Projector system
CN101971128A (zh) 屏幕与指针对象之间交互用的交互装置
CN106537247B (zh) 投射式显示装置
JP2014179032A (ja) 仮想キー入力装置
CN108241830A (zh) 生物特征辨识装置
CN105830121A (zh) 摄像装置和认证装置
CN102667689A (zh) 交互式显示器
JPWO2016031447A1 (ja) 投射型表示装置
US10048573B2 (en) Projector system and imaging device
CN106547409B (zh) 位置检测装置以及投影仪
KR100900321B1 (ko) 적외선카메라를 이용한 멀티 터치스크린
CN101504580A (zh) 光学触摸屏及其配套的触摸笔
CN102298471A (zh) 光学触摸屏
CN107533361B (zh) 图像形成装置
US20100295825A1 (en) Pointing input device having sheet-like light beam layer
CN106569619B (zh) 具有光学影像放大功能的影像感测装置及其影像感测模块
JP2020174309A (ja) 投射型表示装置システム
CN102253768A (zh) 设有光源的触摸屏
US20170307365A1 (en) Object authentication device and method

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant