CN107037893A - 位置检测装置、位置检测系统以及位置检测方法 - Google Patents

位置检测装置、位置检测系统以及位置检测方法 Download PDF

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CN107037893A CN201611234312.4A CN201611234312A CN107037893A CN 107037893 A CN107037893 A CN 107037893A CN 201611234312 A CN201611234312 A CN 201611234312A CN 107037893 A CN107037893 A CN 107037893A
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Abstract

本发明提供位置检测装置、位置检测系统以及位置检测方法。在使用发光笔那样的自发光指示体的情况下，有时也会因发光指示体的发光位置与操作面之间的不为零的距离而使得指示位置产生误差。位置检测装置具有：摄像部，其拍摄所述自发光指示体在所述操作面上发出的光而生成拍摄图像；检测部，其根据所述拍摄图像，检测所述自发光指示体的所述指示位置；以及校正部，其使用根据末端偏移而确定的校正值对所述指示位置进行校正，该末端偏移是所述自发光指示体接触所述操作面的接触位置与所述自发光指示体的发光位置之间的距离。所述校正部使用根据所述操作面上的位置而不同的校正值来校正所述指示位置。

Description

位置检测装置、位置检测系统以及位置检测方法
技术领域
本发明涉及能够检测指示体在操作面上的指示位置的位置检测装置。
背景技术
专利文献1、2公开了具有作为位置检测装置的功能的交互式投影仪。上述交互式投影仪能够将投影画面投影在屏幕上，并能够用照相机拍摄包含发光笔或手指等指示体(pointing element)的图像，使用该拍摄图像来检测指示体的位置。即，交互式投影仪在指示体的末端与屏幕接触时识别出对投影画面输入描绘等规定的指示，并根据该指示再次描绘投影画面。因此，用户可以使用投影画面作为用户界面来输入各种指示。
在专利文献1、2中利用了下述这样的光照射装置(也称作“光幕单元”)：该光照射装置对屏幕的表面射出幕状(或层状)的检测光，来检测指示体。当指示体与屏幕接触时由指示体反射了检测光后，用照相机拍摄该反射光的位置，因此，通过解析该拍摄图像能够确定指示体在投影画面上的的位置。
幕状的检测光存在于稍稍离开屏幕表面的位置。因此，在将手指(非发光指示体)用作为指示体的情况下，手指反射检测光的位置位于稍稍离开屏幕表面的位置。因此，当用照相机解析包含该反射光的拍摄图像而确定了指示体的指示位置时，能够得到包含由于通过手指对检测光的反射位置与屏幕表面之间的距离引起的误差的位置。专利文献2记载了下述这样的技术：为了消除该误差，使用由手指反射检测光的反射位置与屏幕表面之间的距离来校正指示位置。
另外，专利文献2中还记载了下述这样的内容：在将发光笔用作为指示体的情况下，不需要上述那样的校正，能够将发光笔发出的光的像的位置视为发光笔的指示位置。
专利文献1：日本特开2015-158887号公报
专利文献2：日本特开2015-158890号公报
然而，本申请的发明人发现，在使用发光笔那样的自发光指示体的情况下，在自发光指示体的发光位置与屏幕表面(也称作“操作面”)之间也存在不为零的距离(称作“末端偏移”)，由于该末端偏移，有时自发光指示体的指示位置会产生检测误差。此外，可知下述情况：虽然自发光指示体的物理的发光位置不发生变化，但是，通过拍摄图像的解析而得到的末端偏移不是固定的，会根据屏幕表面的位置而发生变化。通过图像解析而得到的末端偏移不固定是因为，受到来自屏幕的反射光的影响以及从照相机能够看到的光的大小的影响，发光位置会产生误差。
上述课题不限于使用照相机和光幕单元来检测自发光指示体的指示位置的交互式投影仪，而是一般检测在操作面上由自发光指示体所指示的指示位置的位置检测装置共同的课题。
发明内容
本发明是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的，能够通过以下的方式或应用例得以实现。
(1)根据本发明的一个方式，提供一种位置检测装置，其检测自发光指示体在操作面上指示的指示位置。所述位置检测装置具有：摄像部，其拍摄所述自发光指示体在所述操作面上发出的光而生成拍摄图像；检测部，其根据所述拍摄图像检测所述自发光指示体的所述指示位置；以及校正部，其使用根据末端偏移而确定的校正值对所述指示位置进行校正，所述末端偏移是所述自发光指示体接触所述操作面的接触位置与所述自发光指示体的发光位置之间的距离。所述校正部使用根据所述操作面上的位置而不同的校正值来校正所述指示位置。
根据该位置检测装置，使用根据末端偏移而确定的校正值来校正自发光指示体的指示位置，此时，使用根据操作面上的位置而不同的校正值，因此，能够使用与操作面上的位置对应的适当的校正值来校正指示位置。其结果是，能够减少因末端偏移而产生的指示位置的检测误差。
(2)在上述位置检测装置中，也可以是，所述校正部使用根据所述操作面上的位置与所述摄像部至所述操作面的距离而不同的校正值来校正所述指示位置。
根据该结构，校正值取不仅根据操作面上的位置、而且还根据从摄像部至操作面的距离而不同的值，因此，能够使用更适当的校正值来校正指示位置，能够进一步减少因末端偏移而产生的指示位置的检测误差。
(3)在上述位置检测装置中，也可以是，所述校正部使用以所述操作面上的坐标和所述摄像部至所述操作面的距离为变量的函数来确定所述校正值。
根据该结构，能够容易地使用以操作面上的坐标和摄像部至操作面的距离为变量的函数来确定校正值。
(4)在上述位置检测装置中，也可以是，所述函数是以所述操作面上的坐标和所述摄像部至所述操作面的距离为变量而给出所述末端偏移的函数。
根据该结构，能够使用以操作面上的坐标和摄像部至操作面的距离为变量的函数来求出末端偏移，能够根据该末端偏移来确定校正值。
(5)上述位置检测装置还可以具有投影部，该投影部将图像投影到所述操作面上。
根据该结构，能够影与自发光指示体的指示位置对应的适当图像投影到操作面上。
本发明能够通过各种方式来实现，例如能够通过下述各种方式来实现：位置检测装置、包含自发光指示体和位置检测装置的位置检测系统、位置检测方法、用于实现上述方法或装置的功能的计算机程序、以及记录有该计算机程序的非暂时的记录介质(non-transitory storage medium：非暂时存储介质)等。
附图说明
图1是位置检测系统的立体图。
图2A是位置检测系统的主视图。
图2B是位置检测系统的侧视图。
图3是示出投影仪的内部结构的框图。
图4是示出自发光指示体的指示位置的检测误差的说明图。
图5是示出末端偏移的分布例的说明图。
图6是示出与末端偏移对应的指示位置的检测误差及其校正方法的说明图。
标号说明
70：自发光指示体；71：末端部；72：轴部；73：按钮开关；74：信号光接收部；75：控制部；76：末端开关；77：末端发光部；80：非发光指示体；100：交互式投影仪；200：投影部；210：投影透镜；220：光调制部；230：光源；300：摄像部；310：照相机；430：信号光发送部；440：层状检测光照射部；500：投影图像生成部；510：投影图像存储器；600：位置检测部；610：检测部；620：校正部；630：校正数据存储器；700：控制部；900：位置检测系统；910：支承部件；920：屏幕板；ASL：装置信号光；D：末端偏移；IML：投影图像光；L：距离；LL：层状检测光；PS：投影画面；PSL：指示体信号光；RDL：反射检测光；SS：操作面(投影屏幕面)；Xerr：检测误差(校正值)；Xm：检测位置(指示位置)；Xmc：校正后的检测位置；Yerr：检测误差(校正值)；Ym：检测位置(指示位置)；Ymc：校正后的检测位置。
具体实施方式
图1是作为本发明一个实施方式的位置检测系统900的立体图。该系统900具有作为位置检测装置的交互式投影仪100、提供操作面的屏幕板920、层状检测光照射部440(光幕单元)以及自发光指示体70。另外，虽然层状检测光照射部440是交互式投影仪100的一部分，但是，在图1中，为了便于图示，将其描绘为分体。屏幕板920的前表面被用作为投影屏幕面SS(projection Screen Surface)。投影仪100由支承部件910固定于屏幕板920的前方且上方。另外，在图1中，将投影屏幕面SS配置成铅直，但是，也可以将投影屏幕面SS配置成水平而使用该系统900。
投影仪100将投影画面PS(Projected Screen)投射到投影屏幕面SS上。投影画面PS通常包含投影仪100内所描绘的图像。在不存在投影仪100内所描绘的图像的情况下，从投影仪100向投影画面PS照射光，显示白色图像。在本说明书中，“投影屏幕面SS”意味着图像所投射到的部件的表面。此外，“投影画面PS”意味着由投影仪100投射到屏幕面SS上的图像的区域。通常，投影画面PS被投射到投影屏幕面SS的一部分。投影屏幕面SS还被用作供指示体进行位置指示的操作面，因此，也称作“操作面SS”。
自发光指示体70是具有下述部分的笔型指示体：可发光的末端部71；使用者保持的轴部72；以及设置于轴部72的按钮开关73。自发光指示体70的末端部71例如发出红外光。对于自发光指示体70的结构和功能，在后面叙述。在该系统900中，可利用1个或多个自发光指示体70以及1个或多个非发光指示体80(不发光的笔或手指等)。
图2A是位置检测系统900的主视图，图2B是位置检测系统900的侧视图。在本说明书中，将操作面SS的沿左右的方向定义成X方向，将操作面SS的沿上下的方向定义成Y方向，将操作面SS的沿法线的方向定义成Z方向。此外，将图2A中的操作面SS的左上的位置作为坐标(X、Y)的原点(0、0)。另外，为了方便起见，将X方向也称作“左右方向”，将Y方向也称作“上下方向”，将Z方向也称作“前后方向”。此外，将Y方向(上下方向)中的从投影仪100观察时投影画面PS所处的方向称作“下方向”。另外，在图2B中，为了方便图示，在屏幕板920中的投影画面PS的范围内附加了阴影线。
投影仪100具有：投影透镜210，其将投影画面PS投射到操作面SS上；照相机310，其拍摄投影画面PS的区域；以及层状检测光照射部440，其向指示体(自发光指示体70和非发光指示体80)照射层状检测光LL(图2B)。层状检测光照射部440是这样的照射部：向投影画面PS的整个表面射出层状(或幕状)的检测光LL，以检测非发光指示体80与投影画面PS(即操作面SS)接触的情况。例如，可以利用红外光作为层状检测光LL。在此，“层状”或“幕状”意味着几乎相同厚度的较薄的空间形状。操作面SS与层状检测光LL之间的距离例如被设定成1～10mm(优选为1～5mm)的范围的值。
照相机310至少具有第1拍摄功能，第1拍摄功能是接收层状检测光LL(红外光)和包含自发光指示体70发出的红外光的波长的波长区域的光而进行拍摄的功能。优选的是，照相机310构成为还具有接收包含可见光的光而进行拍摄的第2拍摄功能，能够对这两种拍摄功能进行切换。例如，优选的是，照相机310分别具有近红外滤光切换机构(未图示)，该近红外滤光切换机构能够将隔断可见光而仅使近红外光通过的近红外滤光器配置于透镜的前方或使该近红外滤光器从透镜的前方后退。如图2B所示，照相机310设置于在Z方向上与操作面SS离开距离L的位置。
图2A的例子示出位置检测系统900在白板模式下动作的情况。白板模式是能够供用户使用自发光指示体70或非发光指示体80在投影画面PS上任意地描绘的模式。包含工具箱TB的投影画面PS被投射到操作面SS上。该工具箱TB包含：取消按钮UDB，其用于使处理复原；指针按钮PTB，其用于选择鼠标指针；笔按钮PEB，其用于选择描绘用的笔工具；橡皮按钮ERB，其用于选择消去所描绘的图像的橡皮工具；以及前进/后退按钮FRB，其用于使画面前进或后退。用户通过使用指示体点击这些按钮，能够进行与该按钮对应的处理、或者选择工具。另外，在系统900刚刚启动后，也可以将鼠标指针选择为默认工具。在图2A的例子中描绘了这样的情况：在用户选择笔工具之后，使自发光指示体70的末端部71以与操作面SS接触的状态在投影画面PS内移动，从而在投影画面PS内描绘出线。由投影仪100内部的投影图像生成部(后述)进行该线的描绘。
另外，位置检测系统900也能够在白板模式以外的其它模式下动作。例如，该系统900也能够在下述PC交互式模式下动作：将从个人电脑(未图示)经由通信线路传送的数据的图像显示在投影画面PS上。在PC交互式模式下，例如能够显示表计算软件等的数据的图像，能够利用在该图像内显示的各种工具和图标进行数据的输入、生成及修正等。
图3是示出交互式投影仪100和自发光指示体70的内部结构的框图。投影仪100具有控制部700、投影部200、投影图像生成部500、位置检测部600、摄像部300、信号光发送部430和层状检测光照射部440。
控制部700进行投影仪100内部的各部的控制。此外，控制部700根据由位置检测部600检测出的指示体(自发光指示体70或非发光指示体80)的指示位置，判定在投影画面PS上进行的指示的内容，按照该指示的内容，指示投影图像生成部500生成或变更投影图像。
投影图像生成部500具有存储投影图像的投影图像存储器510，具有生成通过投影部200投射到操作面SS上的投影图像的功能。优选的是，投影图像生成部500还具有作为对投影画面PS(图2A)的梯形失真进行校正的梯形(keystone)校正部的功能。
投影部200具有将由投影图像生成部500生成的投影图像投射到操作面SS上的功能。除了具有在图2B中说明的投影透镜210外，投影部200还具有光调制部220和光源230。光调制部220根据由投影图像存储器510提供的投影图像数据对来自光源230的光进行调制，从而形成投影图像光IML。该投影图像光IML典型的例子是包含RGB这3种颜色的可见光的彩色图像光，由投影透镜210投射到操作面SS上。另外，除了可以采用超高压汞灯等光源灯外，光源230还可以采用发光二极管或激光二极管等各种光源。此外，光调制部220可以采用透过型或反射型的液晶面板或数字镜器件等，可以构成为按各色光具有多个光调制部220。
信号光发送部430具有发送由自发光指示体70接收的装置信号光ASL的功能。装置信号光ASL为同步用的近红外光信号，由投影仪100的信号光发送部430定期地向自发光指示体70发出。自发光指示体70的末端发光部77与装置信号光ASL同步地发出指示体信号光PSL(后述)，该指示体信号光PSL是具有预先确定的发光模式(发光时序)的近红外光。此外，在进行指示体(自发光指示体70和非发光指示体80)的位置检测时，摄像部300的照相机310在与装置信号光ASL同步的规定时刻执行拍摄。
摄像部300具有在图2A、图2B中说明的照相机310。如前所述，该照相机310具有下述功能：接收层状检测光LL和包含自发光指示体70发出的红外光的波长的波长区域的光而进行拍摄。在图3的例子中，描绘了这样的情况：由层状检测光照射部440照射的层状检测光LL被指示体(自发光指示体70和非发光指示体80)反射，由照相机310接收该反射检测光RDL而进行拍摄。照相机310还接收指示体信号光PSL而进行拍摄，该指示体信号光PSL是从自发光指示体70的末端发光部77发出的近红外光。在第1期间和第2期间双方执行照相机310的拍摄，该第1期间是从层状检测光照射部440发出的层状检测光LL为打开状态(发光状态)的期间，该第2期间是层状检测光LL为关闭状态(非发光状态)的期间。位置检测部600通过对这两种期间内的图像进行比较，能够判定包含在图像内的各个指示体是自发光指示体70和非发光指示体80中的哪一个。
位置检测部600具有解析由照相机310拍摄的图像而确定指示体(自发光指示体70或非发光指示体80)的指示位置的功能。此时，位置检测部600利用自发光指示体70的发光模式，判定图像内的各个指示体是自发光指示体70和非发光指示体80中的哪一个。在本实施方式中，位置检测部600具有检测部610、校正部620和校正数据存储器630。检测部610具有解析由照相机310拍摄的摄像图像而检测指示体的指示位置的功能。校正部620具有对由检测部610检测出的指示位置进行校正的功能。校正数据存储器630是对在校正部620的校正中利用的校正数据进行存储的非易失性存储器。
检测部610和校正部620具有针对自发光指示体70和非发光指示体80双方进行指示位置的检测及其校正的功能，但是，在以下内容中，主要说明以自发光指示体70为对象的指示位置的检测及其校正的功能。校正部620具有下述功能：使用根据作为自发光指示体70接触操作面SS的接触位置与自发光指示体70的发光位置之间的距离即末端偏移而确定的校正值，对由检测部610检测出的指示位置进行校正。对该功能进一步在后面进行叙述。
在自发光指示体70中，除了设置有按钮开关73外，还设置有信号光接收部74、控制部75、末端开关76和末端发光部77。信号光接收部74具有接收由投影仪100的信号光发送部430发出的装置信号光ASL的功能。末端开关76是这样的开关：在按下自发光指示体70的末端部71时成为接通状态，在松开末端部71时成为断开状态。末端开关76通常处于断开状态，在自发光指示体70的末端部71与操作面SS接触时，由于该接触压力而成为接通状态。在末端开关76处于断开状态时，控制部75通过使末端发光部77以表示末端开关76为断开状态的特定的第1发光模式进行发光，从而发出具有第1发光模式的指示体信号光PSL。另一方面，在末端开关76成为接通状态时，控制部75通过使末端发光部77以表示末端开关76为接通状态的特定的第2发光模式进行发光，从而发出具有第2发光模式的指示体信号光PSL。由于上述第1发光模式与第2发光模式互不相同，因此，位置检测部600通过分析由照相机310所拍摄的图像，能够识别末端开关76是处于接通状态还是断开状态。
自发光指示体70的按钮开关73具有与末端开关76相同的功能。因此，在由用户按下按钮开关73的状态下，控制部75使末端发光部77以上述第2发光模式进行发光，在按钮开关73未被按下的状态下，控制部75使末端发光部77以上述第1发光模式进行发光。换言之，在末端开关76和按钮开关73中的至少一方为接通的状态下，控制部75使末端发光部77以上述第2发光模式进行发光，在末端开关76和按钮开关73双方断开的状态下，控制部75使末端发光部77以上述第1发光模式进行发光。
但是，也可以对按钮开关73分配与末端开关76不同的功能。例如，在对按钮开关73分配了与鼠标的右击按钮相同的功能的情况下，当用户按下按钮开关73时，右击的指示被传递至投影仪100的控制部700，与该指示对应的处理被执行。这样，在对按钮开关73分配了与末端开关76不同的功能的情况下，末端发光部77根据末端开关76的接通/断开状态以及按钮开关73的接通/断开状态，以互不相同的4个发光模式进行发光。在该情况下，自发光指示体70能够区分末端开关76和按钮开关73的接通/断开状态的4个组合，并传递至投影仪100。
总结图3所描绘的5种信号光的具体例如下。
(1)投影图像光IML：是为了将投影画面PS投影到操作面SS上而由投影透镜210投影到操作面SS上的图像光(可见光)。
(2)层状检测光LL：是为了检测非发光指示体80的指示位置而照射到投影画面PS的整个面上的幕状的近红外光。
(3)反射检测光RDL：是作为层状检测光LL而照射的近红外光中的被指示体(自发光指示体70和非发光指示体80)反射并由照相机310接收的近红外光。
(4)装置信号光ASL：是为了取得投影仪100与自发光指示体70的同步而从投影仪100的信号光发送部430定期地发出的近红外光。
(5)指示体信号光PSL：是在与装置信号光ASL同步的时刻从自发光指示体70的末端发光部77发出的近红外光。指示体信号光PSL的发光模式是根据自发光指示体70的开关73、76的接通/断开状态来变更的。此外，具有识别多个自发光指示体70的固有发光模式。
图4是示出作为自发光指示体70的发光位置与操作面SS之间的距离的末端偏移D以及由于该末端偏移D而产生的指示位置的检测误差的说明图。在此，描绘了在自发光指示体70的末端与操作面SS接触的状态下末端发光部77发光的情况。照相机位置C表示照相机310的拍摄基准位置(例如透镜位置)。末端发光部77与操作面SS离开不为零的距离D(末端偏移D)。因此，通过解析由照相机310所拍摄的拍摄图像而确定的末端发光部77的发光位置(即，自发光指示体70的指示位置)含有与该末端偏移D对应的检测误差。相反地，如果知道通过解析拍摄图像而确定的自发光指示体70的指示位置与实际的指示位置之间的误差，则能够计算出与该误差对应的末端偏移D。这样计算出的末端偏移D不是自发光指示体70的末端发光部77与操作面SS之间的物理距离，而具有作为表示指示位置的检测误差的值的含义。
图5示出根据在投影仪100中实测出的指示位置的检测误差而计算出的末端偏移D的分布的一例。如该图所示，可知末端偏移D不是固定值，而是取根据操作面SS的位置坐标(X、Y)而不同的值。在该例子中，末端偏移D具有凹曲面状的分布。实际上，图5的分布是对若干个实测数据进行曲面近似而得到的。
根据检测误差而计算出的末端偏移D不是固定值的原因是：通过解析拍摄图像而检测出的指示位置的检测误差会受到操作面SS上的反射光(自发光指示体70的发光的反射光)的影响以及从照相机310能够看到的光的大小随着距照相机310越远则变得越小这一情况的影响而变动。有时末端偏移D还受到自发光指示体70的把持方式、操作面SS的材质的影响而变动。
末端偏移D还具有根据投影仪100的投影距离而变化的趋势。在某种程度的允许范围内可以任意设定投影仪100的投影距离。在图2B中，该投影距离相当于操作面SS与投影仪100的投影透镜210之间的Z方向上的距离。此外，由于从照相机310至操作面SS的距离根据投影距离而变化，因此，图5的末端偏移D可以表示为从照相机310至操作面SS的距离L(图2B)的函数。
考虑到以上方面，表示自发光指示体70的指示位置的检测误差的末端偏移D可以表述为以下的函数。
D＝D(X，Y，L) ...(1)
在此，X、Y为操作面SS上的坐标，L为照相机310与操作面SS之间的距离。即，使用以操作面SS上的坐标(X、Y)和从照相机310至操作面SS的距离L为变量的函数表示末端偏移D。
给出末端偏移D的函数D(X、Y、L)的一例如下。
D(X,Y,L)＝C0+C1X+C2y+C3X2+C4V2+C5XY ...（2a)
在此，Lmax为照相机310与操作面SS之间的距离L的最大值，Lmin为照相机310与操作面SS之间的距离L的最小值，Cimax为最大距离Lmax的系数Ci(i＝0～5)的值，Cimin为最小距离Lmin的系数Ci的值。
在上述(2a)式中，用操作面SS上的坐标X、Y的二次表达式表示末端偏移D。此外，根据(2b)式，(2a)式右边的各项的系数Ci(i＝0～5)是根据实际距离L对最大距离Lmax的系数值Cimax和最小距离Lmin的系数值Cimin进行线性插值而得到的值。
另外，投影仪100本身能够实测照相机310与操作面SS之间的距离L。例如，将预先准备好的基准图案图像投影到操作面SS上并用照相机310进行拍摄，执行使用了该拍摄图像和投影图像存储器510内的基准图案图像的三角测量，由此能够测定距离L。优选的是，位置检测部600(图3)具有作为这种距离测定部的功能。
也可以利用操作面SS上的坐标值X、Y的一次表达式或三次以上的高次表达式来表示末端偏移D，来代替上述(2a)。但是，为了表达图5所示的曲面，优选的是表达为二次表达式以上的函数。
此外，也可以利用其它插值公式来代替上述(2b)。例如，在上述(2b)中，使用与2个距离Lmax、Lmin对应的2个已知的系数值Cimax、Cimin对各个系数Ci进行插值，但是，也可以取而代之，使用与3个以上的距离对应的3个以上的已知的系数值进行插值。在使用3个以上的已知的系数值进行插值的情况下，可以对相邻的2个系数值之间进行线性插值，或者，也可以对3个以上的已知的系数值之间进行曲线插值。
给出末端偏移D的函数D(X、Y、L)的另一例如下。
Dmax＝C0max+C1maxX+C2maxy+C3maxX2+C4maxY2+C5maxXY ...(3b)
Dmin＝C0min+C1minX+C2miny+C3minX2+C4minY2+C5minXY ...(3c)
在此，Lmax为照相机310与操作面SS之间的距离L的最大值，Lmin为照相机310与操作面SS之间的距离L的最小值，Dmax为最大距离Lmax的末端偏移D的值，Dmin为最小距离Lmin的末端偏移D的值，Cimax为最大距离Lmax的系数Ci(i＝0～5)的值，Cimin为最小距离Lmin的系数Ci的值。
在上述(3a)～(3c)式中，与上述(2a)、(2b)的不同之处是，使用与2个距离Lmax、Lmin对应的2个已知的值Dmax、Dmin对末端偏移D进行插值。另外，对于(3a)～(3c)式，也可以同样地应用关于上述(2a)、(2b)式说明的各种变形。
图6是示出与自发光指示体70的末端偏移D对应的指示位置的检测误差及其校正方法的一例的说明图。在此，假定通过自发光指示体70指示出操作面SS上的点P1(Xp、Yp)的情况。在图6的下部示出末端偏移D的曲面的例子。检测部610(图3)通过解析在照相机位置C拍摄的拍摄图像来确定检测位置Xm。该检测位置Xm相当于连结照相机位置C与指示点P1(Xp、Yp)处的末端偏移D的曲面上的点P2的直线和操作面SS交叉的位置。
此时，用下式表示检测位置Xm的误差Xerr。
在此，D为末端偏移，L为照相机310与操作面SS之间的距离，Xc为照相机位置C的X坐标值，Xm为通过解析拍摄图像而得到的检测位置的X坐标值。另外，距离L是已知的，末端偏移D是通过将检测位置的坐标值(Xm、Ym)和距离L代入末端偏移D的函数(例如(2a)～(2b)式或(3a)～(3c)式)而得到的。此外，照相机位置C的X坐标值Xc是已知的。因此，如果通过拍摄图像的解析确定检测位置(Xm、Ym)，则能够根据上述(4)式计算出检测误差Xerr。
如下述(5a)式所示，校正部620(图3)能够通过将该检测误差Xerr用作校正值而对检测位置Xm进行校正来求出校正后的检测位置Xmc。同样地，如下述(5b)式所示，关于Y坐标值，能够通过将检测误差Yerr用作校正值而对检测位置Ym进行校正来求出校正后的检测位置Ymc。
Xmc＝Xm+Xerr ...(5a)
Ymc＝Ym+Yerr ...(5b)
校正数据存储器630对上述检测位置的校正中使用的校正数据(校正系数和校正值)进行存储。例如，优选的是，在使用上述(2a)～(2b)式或(3a)～(3c)式的情况下，校正数据存储器630存储系数Cimax、Cimin以及距离L的最大值Lmax和最小值Lmin。也可以取而代之，预先计算出上述检测误差Xerr、Yerr，并将上述检测误差Xerr、Yerr作为检测位置的校正数据存储于校正数据存储器630内。在该情况下，优选的是，将检测误差Xerr、Yerr表述为以操作面SS的坐标值X、Y以及照相机310与操作面SS之间的距离L为变量的函数。
另外，在上述说明中，将在自发光指示体70的指示位置的校正中使用的末端偏移D和校正值Xrr、Yerr表述为以操作面SS的坐标值X、Y以及照相机310与操作面SS之间的距离L为变量的函数，但是，也可以表述为不以距离L为变量、而是以操作面SS的坐标值X、Y为变量的函数。但是，如果将末端偏移D和校正值Xerr、Yerr表述为以操作面SS的坐标值X、Y和距离L为变量的函数，则能够执行更准确的校正。
此外，也可以无需将在自发光指示体70的指示位置的校正中使用的校正系数和校正值表述为函数，而是用表格或映射图等其它形式表述。在上述情况下，优选使用至少根据操作面SS上的位置而不同的值作为校正值Xrr、Yerr。
如上所述，在本实施方式中，在使用根据自发光指示体70的末端偏移D确定的校正值Xrr、Yerr来校正指示位置Xm、Ym时，使用根据操作面SS上的位置而不同的校正值对自发光指示体70的指示位置进行校正，因此，能够使用与操作面SS上的位置对应的适当的校正值来校正指示位置。其结果是，能够减少因自发光指示体70的发光位置与操作面SS之间的末端偏移D而产生的指示位置的检测误差。
·变形例：
另外，本发明不限于上述实施例和实施方式，能够在不脱离本发明的宗旨的范围内在各种方式中实施，例如还可以进行下述变形。
·变形例1：
在上述实施方式中，将交互式投影仪作为位置检测装置的一例进行了说明，但是本发明还可以应用于交互式投影仪以外的其它位置检测装置。例如，还可以将本发明应用于使用自发光指示体来指示操作面上的位置的数字化仪或手写面板。
以上，根据几个实施例对本发明的实施方式进行了说明，但是，上述发明的实施方式是用于使本发明容易理解的实施方式，并不限定本发明。本发明能够在不脱离其主旨及权利要求范围的情况下进行变更、改良，并且，在本发明中当然也包含其等价物。

Claims (7)

1.一种位置检测装置，其检测自发光指示体在操作面上指示的指示位置，
所述位置检测装置具有：
摄像部，其拍摄所述自发光指示体在所述操作面上发出的光而生成拍摄图像；
检测部，其根据所述拍摄图像检测所述自发光指示体的所述指示位置；以及
校正部，其使用根据末端偏移而确定的校正值对所述指示位置进行校正，所述末端偏移是所述自发光指示体接触所述操作面的接触位置与所述自发光指示体的发光位置之间的距离，
所述校正部使用根据所述操作面上的位置而不同的校正值来校正所述指示位置。
2.根据权利要求1所述的位置检测装置，其中，
所述校正部使用根据所述操作面上的位置与所述摄像部至所述操作面的距离而不同的校正值来校正所述指示位置。
3.根据权利要求2所述的位置检测装置，其中，
所述校正部使用以所述操作面上的坐标和所述摄像部至所述操作面的距离为变量的函数来确定所述校正值。
4.根据权利要求3所述的位置检测装置，其中，
所述函数是以所述操作面上的坐标和所述摄像部至所述操作面的距离为变量而给出所述末端偏移的函数。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的位置检测装置，其中，
所述位置检测装置还具有投影部，该投影部将图像投射到所述操作面上。
6.一种位置检测系统，其中，所述位置检测系统具有：
权利要求1～5中的任一项所述的位置检测装置；和
所述自发光指示体。
7.一种位置检测方法，检测自发光指示体在操作面上所指示的指示位置，所述位置检测方法包括下述步骤：
步骤(a)拍摄所述自发光指示体在所述操作面上发出的光而生成拍摄图像；
步骤(b)根据所述拍摄图像检测所述自发光指示体的所述指示位置；以及
步骤(c)使用根据末端偏移而确定的校正值对所述指示位置进行校正，所述末端偏移是所述自发光指示体接触所述操作面的接触位置与所述自发光指示体的发光位置之间的距离，
在所述步骤(c)中，使用根据所述操作面上的位置而不同的校正值来校正所述指示位置。
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