CN107835975A - 坐标检测装置、电子黑板、图像显示系统、以及坐标检测方法 - Google Patents

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CN107835975A CN201680022397.1A CN201680022397A CN107835975A CN 107835975 A CN107835975 A CN 107835975A CN 201680022397 A CN201680022397 A CN 201680022397A CN 107835975 A CN107835975 A CN 107835975A
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Abstract

一种用于检测显示器表面22上的发光指示器100和非发光指示器200的坐标的坐标检测装置24包括：成像单元410，被配置为捕获在距显示器表面的预定范围中的发光指示器和非发光指示器中的至少一个的图像；以及检测单元350，被配置为检测由发光指示器在预定范围中发射光而生成的光量以便检测发光指示器的坐标，以及检测在显示器表面上发射并在预定范围中被非发光指示器切断的光量以便检测非发光指示器的坐标。

Description

坐标检测装置、电子黑板、图像显示系统、以及坐标检测方法
技术领域
本发明涉及坐标检测装置、电子黑板、图像显示系统、以及坐标检测方法。
背景技术
电子黑板已经被广泛使用，其包括液晶面板等的显示器、检测由用户使用诸如电子笔的指示器所指向的显示器上的坐标的坐标检测装置、以及基于从坐标检测装置输出的坐标数据来绘制和显示各种图像的控制单元。
作为用于这种电子黑板的坐标检测装置，已经提出了检测坐标的各种方法。并且，已经存在对通过配备有发光部分的发光指示器或诸如手指的非发光指示器中的一个来绘制各种图像的需求。
为了应对这种需求，已经设计出一种检测多个指示器的坐标的坐标检测装置(参见，例如，专利文献1)。专利文献1公开了一种坐标检测装置，所述装置分别使得当发光指示器与导光板的表面接触时，具有彼此不同波长的传播光线(propagation light ray)被入射到导光板上，以及通过滤光器提取具有不同波长的传播光线。此外，专利文献1中的坐标检测装置检测由非发光指示器(手指)散射的、光源沿着光导板发射的散射光，以便检测非发光指示器的坐标。因此，能够检测发光指示器和非发光指示器两者的坐标。
相关文献
专利文献
专利文献1：日本未审查专利申请公开第2013-175142号。
发明内容
技术问题
然而，专利文献1中公开的坐标检测装置存在显示器的表面上需要导光板的问题。对显示器表面上的导光板的需要倾向于在指示器的接触位置与图像显示单元上的显示位置之间生成视差(在用户所指的位置、和图像的绘制位置之间生成的差异)，到导光板的厚度的程度。此外，在普通显示器上安装包括导光板的坐标检测装置倾向于增加制造成本，这可能增加总体成本。
鉴于上述，提供一种能够检测发光指示器和非发光指示器的坐标的坐标检测装置是本发明的实施例的目的。
技术方案
鉴于上述问题，根据实施例，一种用于检测显示表面上的发光指示器和非发光指示器的坐标的坐标检测装置包括：成像单元，被配置为在距显示表面的预定范围中捕获发光指示器和非发光指示器中的至少一个的图像；以及检测单元，被配置为检测由发光指示器在预定范围中发射光而生成的光量以便检测发光指示器的坐标，以及检测在显示表面上被发射并在预定范围中被非发光指示器切断的光量以便检测非发光指示器的坐标。
有益效果
提供一种能够检测发光指示器和非发光指示器的坐标的坐标检测装置是有可能的。
附图说明
图1A是示出发光指示器的坐标或非发光指示器的坐标的检测方法的概览的图的示例；
图1B是示出发光指示器的坐标或非发光指示器的坐标的检测方法的概览的图的示例；
图2是示出电子黑板的外观的示例的透视图的示例；
图3是示出电子黑板的硬件配置的配置图的示例；
图4是发光指示器的硬件配置图的示例；
图5是示出坐标检测装置的配置的示意图的示例；
图6是光接收/发射设备的透视图的示例；
图7是示意地示出包括电子黑板的系统配置示例的图的示例；
图8是示出电子黑板的控制系统的框图的示例；
图9是示出电子黑板的坐标检测装置的硬件配置的框图的示例；
图10是包括在电子黑板中的控制器的功能性框图的示例；
图11是示出安装有发光元件的发光指示器的位置的计算的图的示例；
图12A是示意地示出由诸如光接收/发射设备300-1或300-2的光接收传感器感测的光量的图；
图12B是示意地示出由诸如光接收/发射设备300-1或300-2的光接收传感器所感测的光量的图；
图13是示出光接收/发射控制电路检测发光指示器的坐标的步骤的流程图的示例；
图14是示出对未安装有发光元件的诸如手指的非发光指示器的位置的检测的图的示例；
图15A是示意地示出由诸如光接收/发射设备300-1或300-2的光接收传感器感测的光量的图；
图15B是示意地示出由诸如光接收/发射设备300-1或300-2的光接收传感器感测的光量的图；
图16是示出光接收/发射控制电路检测非发光指示器的坐标的步骤的流程图的示例；
图17是光接收/发射设备的示意透视图的示例(第二实施例)；
图18A是示意地示出光接收/发射设备300-1或300-2检测的光量的示例的图；
图18B是示意地示出由光接收/发射设备300-1或300-2检测的光量的示例的图；
图18C是示意地示出由光接收/发射设备300-1或300-2检测的光量的示例的图；
图18D是示意地示出由光接收/发射设备300-1或300-2检测的光量的示例的图；
图19是示出坐标检测装置的操作步骤的流程图的示例(第二实施例)；
图20是示出发光指示器远离光接收传感器的示例的图；
图21A是示出由在图20中所示的状态下的光接收/发射设备的光接收传感器检测的光量的图；
图21B是示出由在图20中所示的状态下的光接收/发射设备的光接收传感器检测的光量的图；
图22A是示出坐标检测装置的光接收/发射设备的示例(第三实施例)的图；
图22B是示出坐标检测装置的光接收/发射设备的示例(第三实施例)的图；
图22C包括示出坐标检测装置的光接收/发射设备的示例(第三实施例)的图；
图23是示出坐标检测装置的操作步骤的流程图的示例(第三实施例)；
图24是包括投影仪和坐标检测装置的坐标检测系统的示意配置图的示例；
图25包括示意地示出与坐标检测装置集成的回射器板的展开过程的图；
图26是示意地示出坐标检测系统的系统配置示例的图的示例；
图27是示出在发光指示器发射光的情况下，坐标检测系统的操作步骤的示意配置图的示例；以及
图28是示出在非发光指示器切断红外光的情况下，坐标检测系统的操作步骤的示意配置图的示例。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例。
(第一实施例)
图1A和1B是分别示出发光指示器的坐标和非发光指示器200的坐标的检测方法的概览的图的示例。图1A是示出非发光指示器200的坐标的检测方法的图。原则上，坐标检测装置24使光发射器420不断地发射光，并且从光发射器420发射的红外光被回射器板反射并由光接收传感器410感测。如果用户将非发光指示器200(诸如手指)的尖端靠近图像显示单元20的显示表面22，则在左上角和右上角处的光接收传感器410分别将非发光指示器200检测为暗点。光接收/发射控制电路350从光接收传感器410中的每一个中的暗点的位置获得角度θ3(第三位置)和θ4(第四位置)，以通过三角测量原理计算非发光指示器200的坐标(x2，y2)。
图1B是示出发光指示器的坐标的检测方法的图。发光指示器100能够与坐标检测装置24进行无线地通信，并且如果用户使发光指示器100的尖端接近显示表面22，并且进一步接触显示表面22(或对它按压)，则将表示已经检测到笔压的信号(以下称为“写入检测信号”)发送到坐标检测装置24。坐标检测装置24特别地关断光发射器420，直到接收到表示发光指示器100的尖端与显示表面22分离的信号(以下称为“写入完成信号”)，或者在接收到写入检测信号时。此外，当用户使发光指示器100的尖端接触图像显示单元20时，发光指示器100的尖端发射光。在左上角和右上角处的光接收传感器410分别将发光指示器100检测为亮点。光接收/发射控制电路350从光接收传感器410中的每一个中的亮点的位置获得角度θ1(第一位置)和θ2(第二位置)，以通过三角测量原理计算发光指示器100的坐标(x1，y1)。
以这种方式，即使在图像显示单元20中没有提供导光板，本实施例中的坐标检测装置也能够区分和检测发光指示器100和非发光指示器200的坐标。此外，不需要导光板能够防止成本增加，并且使显示几乎不出现或不出现视差的图像成为可能。注意的是，即使图像显示单元20配备有导光板，也可以有效地应用本实施例中的坐标检测方法。
<术语>
在显示表面上显示的信息只需要是能够视觉识别的信息，具体地，字符、图画、静止图片、视频等。此外，信息可以通过手写来提供，或者可以被提前保存。
检测坐标意味着获得坐标。用于获得坐标的过程没有特别限制，并且可以包括在获取的经过中由传感器的感测(检测)、计算、和变换。
<配置>
图2是示出实施例中的电子黑板10的外观的示例的透视图。电子黑板10包括作为显示器的图像显示单元20、将该图像显示单元20保持在适当的高度的保持构件40、以及容纳设备等以控制图像显示单元20的设备容纳部件50。注意的是，如果设备能够被包含在边框部件360等中，则可以省略设备容纳部件50。
图像显示单元20包括诸如液晶面板或等离子体面板的面板构件。并且，将在其上显示图像的图像显示单元20的表面称为显示表面22，并且用作触摸面板的坐标检测装置24被放置在显示表面22的周围。
此外，在电子黑板10上，用户能够通过作为专用的笔形输入单元的发光指示器100在图像显示单元20的显示表面22上写入字符、图画等。发光指示器100在笔尖100A处提供有接触检测部件102，其将在稍后描述，并且如果笔尖100A接触图像显示单元20的显示表面22，则发光指示器100发射光，并且同时无线地发送写入检测信号。因此，坐标检测装置24检测发光指示器100的坐标，并且图像显示单元20在检测到的坐标上显示圆点。如果在接触显示表面22的同时移动笔尖100A，则电子黑板10通过连接和绘制多个圆点来显示诸如字符和图画的图像。
并且，后端开关105被安装在发光指示器100的笔底100B处，并且如果笔底100B接触图像显示单元20的显示表面22，则发光指示器100将擦除检测信号发送到图像显示单元20。响应于接收到从发光指示器100发送的擦除检测信号，图像显示单元20从图像显示单元20的显示表面22擦除在由坐标检测装置24检测到的坐标上所写入的诸如字符和图画的图像。注意的是，作为对于该擦除操作的显示处理，稍后将描述的作为显示控制单元的控制器60执行将检测到的坐标位置设置为具有与为在图像显示单元20的显示表面22上显示的图像的背景所设置的颜色相同的颜色(例如，白色)的处理。
此外，发光指示器100具有嵌入在驱动电池和发光元件之间的升压电路，以控制由发光元件发射的光量始终保持恒定。如果剩余电池容量变得小于或等于默认值，则发光指示器100使发光元件停止发射光。并且，当笔尖100A接触图像显示单元20的显示表面22时，发光指示器100的接触检测部件102检测显示表面22上的接触力。例如，基于接触力的检测值，接触检测部件102可以改变发光元件的光的强度。根据从发光指示器100的发光元件输出的光的强度，控制器60改变在图像显示单元20的显示表面22上写入的字符或图画的线的厚度。可替换地，压敏传感器的检测值可以被无线地发送到坐标检测装置24。
设备容纳部件50容纳各种外围设备，例如，控制器、打印机、和视频盘设备，如稍后将描述。此外，可以是执行输入操作的键盘的输入单元30被安装在设备容纳部件50的上表面上。
图3是示出电子黑板10的硬件配置的配置图。如图3中所示，除了上述图像显示单元20、坐标检测装置24、和输入单元30之外，电子黑板10还包括CPU(Central ProcessingUnit，中央处理单元)501、ROM(Read-Only Memory，只读存储器)502、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)503、HDD(Hard Disk Drive，硬盘驱动器)504、HDC(Hard DiskController，硬盘控制器)505、媒体驱动器507、接口(I/F)508、鼠标509、麦克风510、扬声器511、短距离无线通信单元515、GPU(Graphics Processing Unit，图形处理单元)512、以及通过地址线或数据线连接这些单元的扩展总线520。
CPU 501控制电子黑板10的总体操作。ROM 502存储用于CPU 501的操作的程序，诸如IPL(Initial Program Loader，初始程序装入程序)。ROM 502被用作CPU的501工作区。HDD 504存储各种数据条目(诸如程序)。HDC505在CPU 501的控制下控制HDD 504上的各种数据条目的读取和写入。媒体驱动器507控制在诸如闪速存储器的记录介质506上读取和写入(存储)数据。接口508经由通信网络发送数据，并且连接用于防止对软件的未经许可的使用的加密狗(dongle)。GPU 512被连接到存储用于GPU 512的操作的程序的ROM 513和用作GPU 512的工作区的RAM 514。短距离无线通信单元515是用于主要与发光指示器100无线通信的通信单元。具体地，通过诸如蓝牙(注册商标)、蓝牙(注册商标)低能量、和ZigBee(注册商标)的通信协议执行通信。扩展总线520提供有用于电连接上述组件的地址总线、数据总线等。
图4示出了发光指示器的硬件配置图的示例。发光指示器100包括通过安装在笔尖100A处的LED等发射红外光的发光元件110。笔尖100A在发光指示器100的轴线方向上可移动或可变形，并且当笔尖100A接触显示表面22时所生成的笔压由接触检测部件102检测到。
发光指示器100还包括与坐标检测装置24进行无线通信的无线通信单元103，并且无线通信单元103发送写入检测信号到坐标检测装置24。发光指示器100的笔底100B也在轴线方向上可移动或可变形，并且如果笔底100B接触显示表面22，则后端开关105检测到接触。
发光指示器100还包括控制整个发光指示器100的CPU 106、RAM 107、ROM 108、以及A/D转换器109。ROM 108存储发光指示器100的程序，并且CPU 106运行电子笔的程序，以提供如将在下文描述的功能。注意的是，除了所示的组件之外，发光指示器100还包括在诸如微计算机的信息处理装置中包括的通用组件。此外，发光指示器100可以用诸如ASIC和FPGA的其他硬件组件来实施。
接触检测部件102包括高分子压力膜等，并且由接触检测部件102检测到的笔压被发送到A/D转换器109。A/D转换器109将表示笔压的模拟信号转换为表示笔压信息的数字信号。CPU 106将笔压与阈值进行比较，并且能够检测到笔尖100A已经接触显示表面22(CPU106生成写入检测信号)，以及已经与显示表面22分离(在这种情况下，CPU 106生成写入完成信号)。如果笔尖100A接触显示表面22，则CPU106使发光元件110发射光，并且如果笔尖100A与显示表面22分离，则使发光元件110关断。这能够减少功率消耗。注意的是，“关断”包括使得光量太弱而使光接收传感器410不能检测到光。
可替换地，可以总是开启发光元件110。在这种情况下，可以安装传感器(诸如加速度传感器)来估计用户的使用状态，使得CPU 106基于传感器的输出来确定用户是否正在使用发光指示器100，并且如果没有正在使用，则将光关断。
如果笔底100B开始与显示表面22接触，则后端开关105被开启，并且CPU 106检测到后端接通信号。另一方面，如果笔底100B变得与显示表面22分离，则后端开关105被关断，并且CPU 106检测到后端断开信号。
此外，优选的是，发光指示器100将包括特定ID等的属性信息存储在ROM 108等中。因此，即使存在多个发光指示器100，坐标检测装置24也能够识别与写入检测信号相对应的发光指示器100。例如，根据所使用的发光指示器100，电子黑板10能够改变字符、图画等的颜色、厚度、线型等。
无线通信单元103通过诸如蓝牙(注册商标)、蓝牙(注册商标)低能量、和ZigBee(注册商标)的通信协议执行通信。除此之外，无线通信单元103可以通过红外光、无线LAN、超声波、可见光通信等来执行通信。无线通信单元103能够发送写入检测信号、写入完成信号、后端接通信号、后端断开信号、ID等到坐标检测装置24。注意的是，从发光指示器100发送到坐标检测装置24的信息不限于这些信号。
图5是示出坐标检测装置的配置的示意图的示例，并且图6是光接收/发射设备300的透视图的示例。如图5中所示，坐标检测装置24，其为触摸面板，具有布置在，例如，图像显示单元20的显示表面22的左上角、右上角、左下角和右下角处的光接收/发射设备300(如果有必要区分的话，在下面被指定为300-1、300-2、300-3和300-4)。光接收/发射设备300包括检测红外光的光接收传感器410、以及沿着图像显示单元20的显示表面22发射红外光的光发射器420。沿着显示表面22的红外光是与显示表面22大致平行地发射的红外光，并且只需要在显示表面22的预定范围中发射。此外，从光发射器420发射的光不需要是红外光，例如，可以是可见光或紫外光。然而，可见光在被开启和关断时往往被用户注意到，并且紫外线具有化学效应。因此，红外光(包括近红外光)为优选。
并且，可以提供至少两个光接收/发射设备300，其插入有显示表面22的一边。提供两个设备使得能够检测发光指示器100和非发光指示器200的坐标。此外，如稍后将在第二实施例中描述的，可以同时检测发光指示器100和非发光指示器200的坐标。注意的是，如果存在两个光接收/发射设备300，则同时检测两个或多个发光指示器的坐标、并且同时检测两个或多个非发光指示器200的坐标是有可能的。同时，提供三个或多个光接收/发射设备300使得增加能够同时被检测坐标的发光指示器和非发光指示器200的数量成为可能。例如，即使由于位置从某两个光接收/发射设备300不可见而不能够检测到发光指示器100的坐标，其他两个光接收/发射设备300也能够检测发光指示器100，并且检测发光指示器100的坐标。
并且，在图像显示单元20的显示表面22的四个边上放置回射器板320(如果需要区分，则在下面指定为320-1、320-2、320-3和320-4)。从光接收/发射设备300发射的光被入射到回射器板320上，并且回射器板320在入射方向上反射光。换句话说，回射器板器320是反射光的板状反射器。在图像显示单元20的显示表面22表面侧的外围上，放置边框部件360来隐藏回射器板320。换句话说，回射器板320被放置在显示表面22的法线方向上的显示表面22、和边框部件360之间，并且边框部件的内侧框360a比回射器板320朝显示表面22更向内突出。在图像显示单元20中提供的该边框部件360防止回射器板320被用户的手指等的触摸弄脏。
光接收/发射设备300-1的光发射器420沿着图像显示单元20的显示表面向完全覆盖向右的回射器板320-2和向下的回射器板320-3的范围发射红外光。
并且，放置在右上角处的光接收/发射设备300-2的光发射器420沿着图像显示单元20的显示表面22发射红外光。光接收/发射设备300-2的光发射器420向完全覆盖向左的回射器板320-4和向下的回射器板320-3的范围发射红外光。
这对于光接收/发射设备300-3和光接收/发射设备300-4是相同的。光接收/发射设备300-3的光发射器420向完全覆盖向左的回射器板320-4和向上的回射器板320-1的范围发射红外光。光接收/发射设备300-4的光发射器420向完全覆盖向上的回射器板320-1和向右的回射器板320-2的范围发射红外光。
如果没有事物接触图像显示单元20的显示表面22，则从光接收/发射设备300-1发射的红外光被回射器板320-2和320-3回射；从光接收/发射设备300-2发射的红外光被回射器板320-3和320-4回射；从光接收/发射设备300-3发射的红外光被回射器板320-4和320-1回射；并且，从光接收/发射设备300-4发射的红外光被回射器板320-1和320-2回射。
由回射器板320中的每一个反射的反射光由对应的光接收/发射设备300的光接收传感器410来检测。
如上所述，发光指示器100包括作为发光元件的发光元件110。如果发光指示器100的笔尖100A接触图像显示单元20的显示表面22，则发光指示器100的笔尖100A的发光元件110输出红外光。
如图6中所示，光接收/发射设备300包括光接收传感器410和光发射器420。光接收传感器410包括诸如CCD(charge-coupled device，电荷耦合器件)图像传感器或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器的图像传感器411、以及成像形成透镜412。光发射器420通过红外LED(发光二极管)、红外激光等来发射红外光。光接收/发射设备300被连接到光接收/发射控制电路350，并且光接收/发射控制电路350控制驱动光接收传感器410和光发射器420。
该红外光被入射到光接收/发射设备300的光接收传感器410上。图像传感器411包括构成在相对于显示表面22的水平方向排列的多个像素的元件，并且由图像传感器411的一个或多个元件检测由发光元件110发射的红外光。换句话说，已经感测到红外光的元件的光量变得非常大。这种元件的位置与角度θ1和θ2相对应。
坐标检测装置24通过使用三角测量公式将已经感测到光的元件的位置转换为坐标，以检测安装有发光元件110的发光指示器100的坐标。稍后将描述三角测量公式。
此外，如果诸如用户手指的非发光指示器200接触图像显示单元20的显示表面22，则从光接收/发射设备300的光发射器420发射的红外光在显示表面22上的非发光指示器200的接触点处被切断。因此，其光量变得非常小的一个或多个元件在图像传感器411中被识别。这种元件的位置与角度θ3和θ4相对应。
通过使用三角测量公式，坐标检测装置24通过将红外线被切断处的元件的位置转换为坐标，来检测非发光指示器200的坐标。稍后将描述三角测量公式。
<系统配置示例>
图7是示意地示出包括电子黑板10的系统配置示例的图，并且图8是示出电子黑板10的控制系统的框图的示例。电子黑板10被连接到用户PC(Personal Computer，个人计算机)90和网络204。图像显示单元20由控制器60控制。控制器60提供有连接到USB(UniversalSerial Bus，通用串行总线)电缆70的USB插座72和连接到VGA(Video Graphics Array，视频图形阵列)电缆80的输入插座82。在图7中所示的示例中，虽然输入插座82被连接到VGA电缆，但输入插座82可以被配置为可以与诸如HDMI(注册商标)(High-DefinitionMultimedia Interface，高清晰度多媒体接口)和DisplayPort的其他标准的输入电缆连接。
用户PC 90包括可以用磁盘驱动器构成的存储器94。存储器94存储各种内容和程序(诸如用于显示内容的应用软件)。因此，用户在存储在存储器94中的内容当中选择期望的内容，以在监视器92上显示内容。
因此，当经由USB电缆70和VGA电缆80传递在用户PC 90的监视器92上显示的图像数据时，控制器60在图像显示单元20的用户PC屏幕28上显示与在监视器92上显示的图像数据相同的图像。用户PC屏幕28经由电子黑板10的接口508从用户PC 90获取。
控制器60还经由诸如光纤的通信线路201和网络插座202被连接到诸如因特网或LAN(Local Area Network，局域网)的网络204。
此外，当在图像显示单元20上执行输入操作时，控制器60显示要由用户按压的屏幕操作部件26。
图9是示出电子黑板10的坐标检测装置的硬件配置的框图的示例。坐标检测装置24包括触摸面板驱动器单元250、光接收/发射控制电路350、笔信号接收器单元210、以及光接收/发射设备300。
如果发光指示器100的笔尖100A接触显示表面22，则由笔信号接收器单元210接收写入检测信号。如果发光指示器100的笔底100B接触图像显示单元20的显示表面22，则擦除检测信号被笔信号接收器单元210接收。笔信号接收器单元210与短距离无线通信单元515实质上相同，并且当从发光指示器100接收信号时，笔信号接收器单元210是短距离无线通信单元515的功能性名称。注意的是，笔信号接收器单元210可以将信号发送到发光指示器100。
作为检测单元，光接收/发射控制电路350检测发光指示器100的坐标，并且检测非发光指示器200的坐标。光接收/发射控制电路350基于由光接收/发射设备300的光接收传感器410检测到的光量来计算发光指示器100和非发光指示器200的坐标，并且还控制光发射器420的光发射。由光接收/发射控制电路350计算的坐标作为坐标位置信号被输入到触摸面板驱动器单元250中。
并且，触摸面板驱动器单元250将从笔信号接收器单元210和光接收/发射控制电路350输入的坐标位置信号、写入检测信号、写入完成信号、后端接通信号、后端断开信号、或擦除检测信号转换成预定事件信号，以将事件信号发送到控制器60。
<控制器60的功能>
控制器60是具有图3中所示的硬件配置的电子黑板10的控制单元。控制器60提供通过使用这些硬件组件的软件来实现的功能。例如，CPU 501运行从HDD 504装入到RAM 503中的程序，以实现以下功能。
图10是包括在电子黑板10中的控制器60的功能性框图的示例。电子黑板10的控制器60包括控制器操作系统单元220和应用单元230。
控制器操作系统单元220是管理和执行在控制器60上执行的控制处理的主控制单元。控制器操作系统单元220由OS、设备驱动器等来实施，以执行控制和与检测装置24、图像显示单元20和用户PC 90的通信。
应用单元230执行生成要在图像显示单元20的显示表面22上显示的图像的处理、在用户PC屏幕28上显示的处理等。并且，应用单元230包括事件信号确定单元231、视频输入处理单元232、图像绘制处理单元234、屏幕擦除处理单元236、以及屏幕操作处理单元238。
事件信号确定单元231监视从控制器操作系统单元220输入的事件信号，并且根据输入事件信号来执行处理。视频输入处理单元232执行用于在图像显示单元20的显示表面22的用户PC屏幕28上显示从用户PC 90输入的图像的处理。
图像绘制处理单元234基于经由事件信号确定单元231从坐标检测装置24输入的坐标位置的数据来生成手写图像。图像绘制处理单元234还将手写图像叠加在已经显示的图像上，并且将叠加的图像显示在图像显示单元20的显示表面22上。
基于经由事件信号确定单元231从坐标检测装置24输入的坐标位置的信息，屏幕擦除处理单元236生成与当前显示的图像相同的背景颜色的图像，并且在当前显示的图像上叠加背景颜色的图形，以在图像显示单元20的显示表面22上显示叠加的图像。
因此，在图像显示单元20上显示的手写图像被叠加在背景颜色的图像上，并且手写图看起来被从图像显示单元20的显示表面22擦除。
屏幕操作处理单元238将从坐标检测装置24输入的坐标位置的信息(信号)转换成指向设备信号，诸如鼠标事件，并且执行与在图像显示单元20的显示表面22上显示的屏幕操作部件26的开启和关断操作相对应的处理。
<坐标的计算>
<<发光指示器100的坐标检测>>
接下来，将通过使用图11、图12A和图12B来描述发光指示器100的坐标检测。图11是示出安装有发光元件的发光指示器的位置的计算的图的示例。图12A和图12B是示意地示出分别由光接收/发射设备300-1和光接收传感器300-2感测的光量的图。
发光元件110被放置在发光指示器100的笔尖100A处，并且如果笔尖100A接触图像显示单元20的显示表面22，则从发光元件110发射红外光。该红外光被回射器板320反射，并且被入射到光接收/发射设备300的光接收传感器410上。然而，如果笔尖100A接触图像显示单元20的显示表面22，则光接收/发射设备300关断红外光。注意的是，“关断”包括使得光量太弱而使光接收传感器410不能检测到光。因此，在发光指示器100接触图像显示单元20的显示表面22的位置处，出现红外光量更大的亮点。
如图12A和图12B中所示，当从发光指示器100的发光元件110发射红外光时，已经捕获发光指示器100的元件的光量变得非常大。具体地，在已经捕获发光指示器100的元件上，由图像传感器411检测到的亮度大。光接收/发射控制电路350在由光接收/发射设备300-2的光接收传感器410(第一成像单元)获得的图像中识别元件，其中大于等于阈值Th1的亮度在该元件处被获得，然后将该元件在水平方向上的位置转换为角度θ1(阈值Th1为第一阈值的示例)。例如，通过获得已经感测到大于或等于阈值Th1(大于或等于第一阈值)的光量的元件的序列号、从在光接收传感器410的水平方向上的边缘计数来获得角度θ1是有可能的。类似地，角度θ2从光接收/发射设备300-2的光接收传感器410(第二成像单元)中的元件的位置获得，在所述元件上光量变得非常大。
注意的是，光接收/发射控制电路350可以识别已经感测到阈值Th1或更大的相应的光量的多个元件。这是因为如果用户同时使用多个发光指示器100，则有必要检测多个发光指示器100的坐标。
通过将从光接收/发射设备300-1和300-2观看到的与亮点相对应的元件的位置转换成角度θ，光接收/发射控制电路350能够通过以下公式计算亮点的坐标(x1,y1)。
在公式中，θ1表示由连接亮点和光接收/发射设备300-1的直线和显示表面22的上边形成的角度；θ2表示由连接亮点和光接收/发射设备300-2的直线和显示表面22的上边形成的角度；W表示光接收/发射设备300-1和光接收/发射设备300-2之间的间隔。发光指示器100的坐标(x1，y1)如下计算：
x1＝w tanθ2/(tanθ1+tanθ2)
y1＝w tanθ1·tanθ2/(tanθ1+tanθ2)
以这种方式，通过考虑光接收/发射设备300的几何布置，计算由发光指示器100指向的点的坐标是有可能的。
注意的是，如果用户使用多个发光指示器100，则光接收/发射控制电路350向光接收传感器410上的每个亮点分配标识符(例如，从1开始的连续数字)。光接收/发射设备300-1和300-2识别用于相同的发光指示器100的相同的标识符，从而通过使用从相同标识符的亮点获得的角度θ，光接收/发射控制电路350能够检测多个发光指示器100中的每一个的坐标。
并且，通过在发光指示器100上安装分别生成彼此不同的标识信号的发射器，接收这些标识信号的坐标检测装置24能够识别各个发光指示器100。
图13是示出光接收/发射控制电路350检测发光指示器100的坐标的步骤的流程图的示例。如果检测到亮点，则图13中所示的处理被重复地、周期性地执行，以检测坐标。
首先，假设发光元件110发射光(S1)。发光元件110并不总是发光，而仅当接触显示表面22时发射光。这能够防止发光指示器100在与显示表面22接触之前被检测到，并且能够避免在用户不想要的位置处绘制诸如字符和图画的图像。
响应于发光元件110的光发射，光接收/发射控制电路350使光发射器420关断红外光(S2)。关断红外光使得光接收/发射控制电路350更容易地检测由发光指示器100的发光元件110生成的亮点。此外，避免将用户身体的部分检测为暗点，并且避免在用户不想要的位置绘制诸如字符和图画的图像是有可能的。
光接收/发射设备300-1的光接收传感器410获得图像(S3)，即沿着显示表面22捕获图像。光接收/发射设备300-2的光接收传感器410也获得图像(S3)。注意的是，“沿着显示表面22捕获图像”是指在显示表面22的预定范围中捕获图像。虽然优选的是不在图像中捕获显示表面22，但是如果光接收传感器410没有检测到可见光，则可以在图像中捕获显示表面22。此外，预定范围的最大值是光接收传感器410的成像范围。可以使用比通过修剪等获得的成像范围更窄的范围作为预定范围。这是因为仅有必要捕获显示面22附近的发光指示器100和非发光指示器200的图像。具体地，范围可以距显示表面22几厘米至10厘米。
接下来，光接收/发射控制电路350识别由光接收/发射设备300-1的光接收传感器410捕获的亮点的位置(S4)。光接收/发射控制电路350还识别由光接收/发射设备300-2的光接收传感器410捕获的亮点的位置(S4)。
接下来，光接收/发射控制电路350计算角度θ1(S5)，即，将与亮点相对应的元件的位置转换为角度θ1。光接收/发射控制电路350计算角度θ2(S5)，即，将与亮点相对应的元件的位置转换成角度θ2。
光接收/发射控制电路350通过使用角度θ1和θ2来计算发光指示器100的坐标(S6)。
<<非发光指示器200的坐标检测>>
接下来，将通过使用图14、图15A和图15B来描述非发光指示器200的坐标检测。图14是示出对未安装有发光元件的诸如手指的非发光指示器200的位置的检测的图的示例。图15A和图15B分别示意地示出由光接收/发射设备300-1和300-2的光接收传感器感测的光量。
通过使用被非发光指示器200切断的红外光来检测非发光指示器200(诸如用户手指)。从光接收/发射设备300-1和300-2的光发射器420发射的红外光，在红外光被非发光指示器200切断的状态下，被光接收/发射设备300-1和300-2的光接收传感器410捕获。从光接收/发射设备300-1和300-2的两个光发射器420一直发射红外线，其中红外光被入射到放置在图像显示单元20的显示表面22的右侧、左侧和下侧上的回射器板320-2、320-3和320-4上，要被回射并返回。如果诸如用户手指的非发光指示器200切断该红外光的路径，则红外光被切断，并且如图15A和图15B中所示，在光量明显减少处出现暗点。
光接收/发射控制电路350在图像传感器411中识别元件，其中低于等于阈值Th2(阈值Th2是第二阈值的示例)的亮度在该元件处被获得。光接收/发射控制电路350将该元件相对于显示表面22在水平方向上的位置转换成角度θ3。例如，通过获得已经感测到小于或等于阈值Th2(小于或等于第二阈值)的光量的元件的序列号、从在光接收传感器410的水平方向上的边缘计数来获得角度θ3是有可能的。类似地，角度θ4从光量小于或等于阈值Th2的、光接收/发射设备300-2的图像传感器411中的元件的位置获得。
注意的是，光接收/发射控制电路350可以识别已经感测到阈值Th或更小的光量的水平方向上的多个元件。这是因为如果用户使两个非发光指示器200接触显示表面22，则有必要检测两个非发光指示器200的坐标。另外，可以同时使用三个或多个非发光指示器200，或者多个人可以同时通过非发光指示器200执行手写。
在下面的公式中，θ3表示由连接暗点与光接收/发射设备300-1的直线、和水平线形成的角度；θ4表示由连接亮点和光接收/发射设备300-2的直线、和水平线形成的角度；W表示光接收/发射设备300-1和光接收/发射设备300-2之间的间隔。非发光指示器200的坐标(x2，y2)计算如下：
x2＝w tanθ4/(tanθ3+tanθ4)
y2＝w tanθ3·tanθ4/(tanθ3+tanθ4)
图16是示出光接收/发射控制电路350检测非发光指示器200的坐标的步骤的流程图的示例。如果检测到暗点，则图16中所示的处理被重复地且周期性地执行，以检测坐标。
光发射器420发射红外光(S1)。
非发光指示器200切断红外光(S2)。
光接收/发射设备300-1的光接收传感器410获得图像(S3)，即沿着显示表面22捕获图像。光接收/发射设备300-2的光接收传感器410也获得图像(S3)。
接下来，光接收/发射控制电路350识别由光接收/发射设备300-1的光接收传感器410捕获的暗点的位置(S4)。光接收/发射控制电路350还识别由光接收/发射设备300-2的光接收传感器410捕获的暗点的位置(S4)。
接下来，光接收/发射控制电路350计算角度θ3(S5)，即，将与暗点相对应的元件的位置转换成角度θ3。光接收/发射控制电路350计算角度θ4(S4)，即，将与暗点相对应的元件的位置转换成角度θ4。
光接收/发射控制电路350通过使用角度θ3和θ4来计算非发光指示器200的坐标(S6)。
如上所述，根据使用坐标检测装置24或由坐标检测装置24执行的坐标检测方法的实施例，区分并检测配备有发光元件的发光指示器100和诸如用户的手指的非发光指示器200是有可能的。此外，由于导光板对于显示表面22不是必需的，因此不会生成视差，或者几乎不生成视差。此外，由于光接收/发射设备300被放置在图像显示单元20的四个角处，因此实现了空间节省。
注意的是，在实施例中，已经描述了当发光指示器100接触显示表面22时，光发射器420被关断；然而，即使发光指示器100接触显示表面22，光发射器420也可以发射红外光。如果光量大于或等于阈值，则光接收/发射控制电路350能够检测发光指示器100，并且如果光量小于或等于阈值，则能够检测非发光指示器200。因此，可以同时检测发光指示器100和非发光指示器200的坐标。
然而，当发光指示器100在光发射器420发射红外光的同时发射光时，存在发光指示器100的红外光可以在由光发射器420发射的红外光中变得模糊的可能性。并且，如果发光指示器100位于远离光接收/发射设备300的位置，则光接收传感器410可能难以检测到发光指示器100。此外，对于制造商的负责人而言适当地规定用于在光发射器420发射红外光的同时检测发光指示器100的红外光的阈值可能很困难。因此，在实施例中，优选的是，当发光指示器100接触显示面22时，光发射器420被关断。这使得即使发光指示器100位于远离光接收/发射设备300处也能够更容易地检测发光指示器100，并且还使得更容易规定阈值。此外，避免将用户身体的一部分检测为暗点，并且避免在由用户通过使用发光指示器100执行手写的同时将诸如字符和图画的图像绘制在用户不想要的位置是有可能的。
(第二实施例)
在本实施例中，将描述一种电子黑板10，其中来自发光指示器100的发光元件110的红外光的波长区别于来自安装在光接收/发射设备300中的光发射器420的红外光的波长，使得光接收/发射控制电路350能够同时区分和检测两者。
图17是实施例中的光接收/发射设备300的示意透视图。在实施例中，将发送特定波长范围的光的两种类型的带通滤光器放置在安装在光接收/发射设备300中的光接收传感器410中。
因此，光接收/发射设备300可以区分和检测由发光指示器100的发光元件110发射的红外光，以及由安装在光接收/发射设备300中的光发射器420发射的红外光。例如，假设由发光指示器100发射的红外光的波长为800nm，并且由光接收/发射设备300的光发射器420发射的红外光的波长为900nm。由于光接收/发射设备300的光接收传感器410被配置为包括图像传感器411和成像形成透镜412，所以放置不同带通滤光器附接到成像形成透镜412是有可能的。例如，切断850nm或更长的红外光并发送850nm以下的红外光的第一带通滤光器421(第一滤光器)、以及发送850nm或更长的红外光并切断850nm以下的红外光的第二带通滤光器422(第二滤光器)，被放置在成像透镜412中。用这样的配置，已经由第一带通滤光器421发送的、低于850nm的红外光被入射到图像传感器411的第一区域431，并且已经由第二带通滤光器422发送的、850nm或更长的红外光被入射到图像传感器411的第二区域432。
换句话说，已经由第一带通滤光器421发送的、来自发光指示器100的红外光被入射在第一区域431上，并且光接收/发射设备300能够仅检测发光指示器100。类似地，已经由回射器板320反射并已经由第二带通滤光器422发送的、从光接收/发射设备300的光发射器420发射的红外光被入射在第二区域432上，并且光接收/发射设备300能够仅检测诸如用户手指的非发光指示器200。如此的配置，光接收/发射设备300能够区分和检测发光指示器100和非发光指示器200。
因此，在第一区域431中，仅检测到来自发光指示器100的红外光，并且未检测到从光发射器420发射的红外光。因此，在实施例中，当发光指示器100接触显示表面22时，光接收/发射控制电路350不需要关断光接收/发射设备300的光发射器420。通过不关断光发射器420，光接收/发射控制电路350能够同时检测发光指示器100和非发光指示器200。
图18A-图18D是示意地示出由光接收/发射设备300-1或300-2检测的光量的示例的图。图18A示出了在第一区域431中由光接收/发射设备300-1检测的发光指示器100的角度θ1，以及图18B示出了在第一区域431中由光接收/发射设备300-2检测的发光指示器100的角度θ2。图18C示出了在第二区域432中由光接收/发射设备300-1检测的非发光指示器200的角度θ3，图18D示出了在第二区域432中由光接收/发射设备300-2检测的非发光指示器200的角度θ4。
以这种方式，光接收/发射设备300-1能够同时检测第一区域431和第二区域432中的发光指示器100和非发光指示器200，并且光接收/发射设备300-2能够同时检测第一区域431和第二区域432中的发光指示器100和非发光指示器200。
图19是示出坐标检测装置24的操作步骤的流程图的示例。
光发射器420发射红外光(S1)。非发光指示器200切断红外光(S2)。另外，假设发光元件110发射光(S3)。步骤S1-S3可以以不同的顺序执行。
光接收/发射设备300-1的光接收传感器410获得图像(S4)，即沿着显示表面22捕获图像。光接收/发射设备300-2的光接收传感器410也获得图像(S4)。
接下来，光接收/发射控制电路350识别由光接收/发射设备300-1的光接收传感器410捕获的亮点的位置(S5)。光接收/发射控制电路350还识别由光接收/发射设备300-2的光接收传感器410捕获的亮点的位置(S5)。
并且，光接收/发射控制电路350识别由光接收/发射设备300-1的光接收传感器410捕获的暗点的位置(S6)。光接收/发射控制电路350还识别由光接收/发射设备300-2的光接收传感器410捕获的暗点的位置(S6)。步骤S5和S6可以以不同的顺序执行。
接下来，光接收/发射控制电路350计算角度θ1(S7)。光接收/发射控制电路350还计算角度θ2(S7)。
此外，光接收/发射控制电路350计算角度θ3(S8)。光接收/发射控制电路350还计算角度θ4(S8)。步骤S7和S8可以以不同的顺序执行。
光接收/发射控制电路350通过使用角度θ1和θ2来计算发光指示器100的坐标，并且通过使用角度θ3和θ4来计算非发光指示器200的坐标(S9)。
以这种方式，光接收/发射控制电路350能够同时检测发光指示器100和非发光指示器200的坐标。除了这样的效果之外，根据实施例，即使在图像显示单元20的显示表面22上的发光指示器100的接触位置非常远离或非常接近光接收/发射设备300，对于光接收/发射设备300检测发光指示器100也是容易的。
图20是示出发光指示器远离光接收传感器的示例的图。图21A和图21B是示出由处于图20所示的状态的光接收/发射设备的光接收传感器检测的光量的图的示例。
如果发光指示器100的位置离光接收/发射设备300远，则由光接收/发射设备300-1的光接收传感器410检测的光量非常小，如图21A所示。另一方面，由于发光指示器100的位置接近光接收/发射设备300-2，所以检测到的光量非常大，如图21B所示。
然而，即使在光接收/发射设备300-1和发光指示器100之间存在长距离的状态下，并且如图21B中所示几乎没有检测到来自发光指示器100的红外光，光接收/发射设备300-1也能够切断除了来自发光指示器100的红外光的红外光，这使得更容易检测发光指示器100。因此，即使发光指示器100在显示表面22的边缘上，如图20中所示，也容易检测发光指示器100。
(第三实施例)
在本实施例中，将描述能够同时检测多个发光指示器100的电子黑板10。
图22A-图22C示出了实施例中的坐标检测装置的光接收/发射设备的示例，其中图22A是光接收/发射设备300的透视图；图22B是示出图像传感器的光接收状态的示意图；以及图22C包括示出由光接收传感器410检测的光量的图。
将描述实施例中的多个发光指示器100。发光指示器100能够输出频率范围彼此不同的红外光。例如，假设存在分别输出具有波长为λ1nm、λ2nm、和λ3nm的红外线的三个发光指示器100(为了区分，在下面被指定为100-1、100-2和100-3)。并且，假设由光发射器420输出的红外光的波长为λ4nm。λ1至λ4彼此不同。
同时，专门发送λ1nm、λ2nm、λ3nm和λ4nm的波长范围的四种类型的带通滤光器441、442、443和444被放置在光接收/发射设备300中的光接收传感器410的成像透镜412中。因此，在图像传感器411上形成与这些带通滤光器441、442、443和444相对应的四个区域451、452、453和454。
只有波长λ1的红外光被入射到区域451上；只有波长λ2的红外光被入射到区域452上；只有波长λ3的红外光被入射到区域453上；并且只有波长λ4的红外光被入射到区域454上。
因此，如图22C中所示，光接收/发射控制电路350能够分离并检测发光指示器100-1至100-3中的每一个以及非发光指示器200的红外光。此外，通过使用在区域451中检测到θα1和θβ1、在区域452中检测到的θα2和θβ2、在区域453中检测到的θα3和θβ3、以及区域454中检测到的θα4和θβ4，并且使用三角测量公式，光接收/发射控制电路350能够测量发光指示器100-1至100-3以及非发光指示器200的坐标。因此，本实施例中的电子黑板10能够同时检测三个发光指示器100以及非发光指示器200的坐标。
图23是示出坐标检测装置24的操作步骤的流程图的示例。图23的描述中，将主要描述与图19的不同之处。首先，步骤S1和S2与图19相同。假设在步骤S3处，三个发光元件110分别发射光。在步骤S4处，光接收传感器410获得相应的图像。
在步骤S5处，光接收/发射控制电路350识别由光接收/发射设备300-1的光接收传感器410捕获的三个亮点位置(S5)。光接收/发射控制电路350还识别由光接收/发射设备300-2的光接收传感器410捕获的三个亮点位置(S5)。换句话说，光接收/发射控制电路350分别识别区域451-453中的亮点位置。
此外，光接收/发射控制电路350识别由光接收/发射设备300-1的光接收传感器410捕获的暗点位置(S6)。光接收/发射控制电路350还识别由光接收/发射设备300-2的光接收传感器410捕获的暗点位置(S6)。换句话说，光接收/发射控制电路350识别区域454中的暗点位置。
接下来，光接收/发射控制电路350计算角度θα1至θα3(S7)。光接收/发射控制电路350还计算角度θβ1至θβ3(S7)。
并且，光接收/发射控制电路350计算角度θα4(S8)。光接收/发射控制电路350还计算角度θβ4(S8)。
光接收/发射控制电路350计算三个发光指示器100的坐标，并且计算单一非发光指示器200的坐标(S9)。
类似于第二实施例，在本实施例中，即使发光指示器100接触显示表面22，光接收/发射控制电路350也不会关断光发射器420。因此，光接收/发射控制电路350能够同时测量三个发光指示器100-1至100-3和非发光指示器200的坐标。
注意的是，根据区域451-454的范围，图像传感器411的灵敏度等、发光指示器100的数量(图22A-图22C中的三个)、以及带通滤光器的数量(图22A-图22C中的四个)能够被改变，并且不限于所示示例。
(第四实施例)
在本实施例中，将描述能够检测发光指示器100和非发光指示器200在投影仪的投影表面上的坐标的坐标检测装置24。
图24示出了包括投影仪500和坐标检测装置24的图像显示系统400的示意配置图。投影仪500将图像67投影在屏幕66上。由于图像67通过投影来显示，所以投影表面与实施例中的显示表面22相对应。坐标检测装置24被安装在投影图像67的上侧。光接收/发射设备300被放置在坐标检测装置24的右边缘和左边缘。
坐标检测装置24通过适合于屏幕66或墙的附接方法被附接到屏幕66或墙上。例如，来自磁体的磁力可以被用于附接到金属墙，或者吸盘可以被用于附接到平面墙。可替换地，用户可以将Velcro(注册商标)粘贴在墙壁上，以由Velcro附接坐标检测装置24。如果附接到屏幕66，则可以使用粘合剂等来附接坐标检测装置24，使得屏幕66被插入。
类似地，回射器板320被附接在图像67的左侧、右侧、以及下侧。用于附接回射器板320的方法可以与用于坐标检测装置24的方法相同。可替换地，坐标检测装置24和回射器板320可以被提供为集成的设备。
图25包括示意地示出与坐标检测装置24集成的回射器板320的展开过程的图。回射器板320首先以折叠状态被附接到墙上，使得单一回射器板320-2相对于坐标检测装置24向上，并且两个回射器板320-3和320-4相对于坐标检测装置24向下。如图25(b)中所示，旋转部件601可旋转地支撑两个向下的回射器板320-3和320-4，并且用户能够将两个回射器板320-3和320-4顺时针旋转90度。
接下来，如图25(c)中所示，在两个回射器板320-3、320-4当中，用户将回射器板320-3顺时针旋转90度。接下来，如图25(d)中所示，用户将回射器板320-2顺时针旋转270度。这种布置使得能够回射由光接收/发射设备300-1和300-2发射的红外光。
以这种方式，使得坐标检测装置24和回射器板320被适当地附接，坐标检测装置24能够如第一至第三实施例中那样检测发光指示器100和非发光指示器200的坐标。
注意的是，可以独立地提供三个回射器板320(或一个或多个回射器板320)。在这种情况下，用户将三个回射器板320附接，以便围绕图像67。
参考图24，将继续进行描述。用户PC 90被连接到坐标检测装置24，并且用户PC 90经由VGA电缆等被连接到投影仪500。用户PC 90也被连接到坐标检测装置24。坐标检测装置24和用户PC 90可以被无线地连接，并且用户PC 90和投影仪500可以被无线地连接。
预定应用软件在用户PC 90上运行，以向坐标检测装置24提供API(ApplicationProgram Interface，应用编程接口)。换句话说，坐标检测装置24向该API输出坐标位置信号，使得应用软件能够获得发光指示器100和非发光指示器200的坐标。因此，根据坐标的轨迹绘制诸如字符和图画的图像是有可能的。
应用软件在用户PC 90的监视器92上显示诸如字符和图画的图像。由于该图像经由VGA电缆等被发送到投影仪500，所以投影仪500能够将诸如字符和图画的图像投影到屏幕66或墙上。注意的是，应用软件可以具有显示用作会议材料的电子数据等的功能，并且应用软件能够在会议材料上叠加诸如字符和图画的图像，并且能够在监视器92上显示叠加的图像。因此，投影仪500也能够投影叠加有这样的数据的图像。注意的是，虽然PowerPoint(注册商标)被公认为这样的应用软件，但是应用软件只需要具有上述API。
图26是示意地示出实施例中的图像显示系统的系统配置示例的图。将主要集中在与图9的不同之处来描述图26。图9中的控制器60在图26中用用户PC 90来替换。此外，用户PC 90将图像输出到投影仪500而不是图像显示单元20。
除了图9中的组件之外，图26中的坐标检测装置24包括通信单元270。类似地，用户PC 90包括通信单元56，并且坐标检测设备24能够发送坐标位置信号到用户PC 90。通信单元270可以是无线通信设备，其使用，例如，蓝牙(注册商标)、ZigBee(注册商标)、或无线LAN，或者可以是能够优先连接的USB主机等。注意的是，用户PC 90包括作为信息处理装置的通用组件的CPU 51、RAM 52、ROM 53、HDD 54和VGA I/F 55。用户PC 90通过使CPU 51运行存储在HDD 54中的程序来提供与图10所示的控制器60相同的功能。
图27是示出当发光指示器100发射光时，图像显示系统的操作步骤的示意配置图的示例。
S1：首先，光接收/发射控制电路350继续保持光发射器420开启，直到接收到写人检测信号或在接收到写入完成信号之后。
S2：响应于由用户执行的发光指示器100在显示表面22的接触，发光指示器100的发光元件110发射光。
S3：已经由接触检测部件102检测到显示表面22上的接触，发光指示器100发送写入检测信号到坐标检测装置。
S4：坐标检测装置24的笔信号接收单元210接收写入检测信号，并且光接收/发射控制电路350使光发射器420停止发射红外光(关断光)。
S5：光接收/发射设备300的光接收传感器410获得图像。光接收/发射设备300的光接收传感器410周期性地捕获图像，并且在红外线已经被关断之后获得图像。
S6：如第一实施例中所述，光接收/发射控制电路350计算发光指示器100的坐标。
S7：坐标检测装置24的通信单元270发送坐标位置信号到用户PC 90。
S8：用户PC 90的通信单元56接收坐标位置信号，并且应用软件使用坐标位置信号绘制诸如字符和图画的图像。应用软件还执行将诸如字符和图画的图像叠加在用作会议材料的电子数据上的处理。
S9：用户PC 90发送在电子数据上叠加有诸如字符和图画的图像的图像到投影仪500。
S10：因此，投影仪500投影图像。
图28是示出如果非发光指示器200切断红外光，图像显示系统的操作步骤的示意配置图的示例。将主要集中于与图27的不同之处来描述图28。首先，步骤S1与图27中的相同。
S2：在图28中，用户通过非发光指示器200切断红外光。没有具体地向坐标检测装置指示红外光已经被切断的事件。后续步骤S5-S10可以与图27中的相同。
以这种方式，实施例中的坐标检测装置24和回射器板320能够由用户转运，以便被附接到合适的墙或屏幕上。因此，存在电子黑板10不占用办公室等的空间的优势。此外，坐标检测装置24能够被安装在用户举行会议的位置。
可替换地，虽然图24和图25中的配置示例集成有两个光接收/发射设备300，但是光接收/发射设备300-1和300-2可以被独立地附接。换句话说，用户可以将光接收/发射设备300-1和300-2分开地附接到墙等。这意味着用户能够任意地确定光接收/发射设备300-1和300-2之间的间隔。因此，根据要被投影仪500投影的图像67的大小来安装坐标检测装置24是有可能的。
<其它实施例>
如上所述，已经描述了本发明的最优选实施例。注意的是，本发明不限于这些实施例，但是可以对这些实施例进行各种变化和修改，而不脱离本发明的范围。
例如，回射器板320不需要是反射光的物体，并且可以是光发射器，例如，均匀地发射光的板状光发射器，诸如LED、有机EL(organic EL)、荧光灯。此外，回射器板320可以由导光板组成，并且在这种情况下，由光接收/发射设备300发射的红外光由导光板引导到显示表面22的周围。
并且，上述实施例中的图9、图10等中所示的配置示例包括根据主要功能被划分的组件，以使电子黑板10上的处理容易理解。然而，本发明不受对处理单元的划分和/或组件名称的限制。电子黑板10的处理可以根据处理的内容进一步被划分为更多的处理单元。此外，可以将处理单元进一步划分以包括更多处理。
注意的是，光接收传感器410是成像单元的示例；光接收/发射控制电路350是检测单元的示例；笔信号接收单元210是信号接收器单元的示例；光发射器420是光发射器单元的示例；并且控制器60是显示控制单元的示例。
该国际专利申请要求基于2015年4月20日提交的日本专利申请第2015-085954号以及2016年4月19日提交的日本专利申请第2016-083906号的优先权，并且日本专利申请第2015-085954号和日本专利申请第2016-083906号的整体内容通过引用并入本文。
附图标记说明
10 电子黑板
20 图像显示单元
22 显示表面
24 坐标检测装置
100 发光指示器
110 发光元件
200 非发光指示器
210 笔信号接收器单元
300 光接收/发射设备
320 回射器板
350 光接收/发射控制电路
360 边框部件
400 图像显示系统
410 光接收传感器

Claims (11)

1.一种用于检测显示表面上的发光指示器和非发光指示器的坐标的坐标检测装置，所述坐标检测装置包括：
成像单元，被配置为在距所述显示表面的预定范围中捕获所述发光指示器和所述非发光指示器中的至少一个的图像；以及
检测单元，被配置为检测由所述发光指示器在所述预定范围中发射光而生成的光量以便检测所述发光指示器的坐标，并且检测在所述显示表面上被发射并且在所述预定范围中被非发光指示器切断的光量以便检测非发光指示器的坐标。
2.根据权利要求1所述的坐标检测装置，其中，所述检测单元基于如下图像传感器中的位置来检测所述发光指示器的坐标，其中在所述图像传感器中的位置处，已经在由成像单元捕获的、预定范围的图像中检测到大于或等于第一阈值的光量，并且基于在已经检测到小于或等于第二阈值的光量的图像传感器中的位置，来检测非发光指示器的坐标。
3.根据权利要求2所述的坐标检测装置，还包括：
信号接收器单元，被配置为接收表示所述发光指示器已经接触所述显示表面的信号；以及
光发射器单元，被配置为在覆盖距所述显示表面的预定范围的范围内发射光，
其中在所述信号接收器单元已经接收到所述信号的情况下，所述检测单元使所述光发射器关断光，以检测由所述发光指示器在光被关断的状态下由所述成像单元获得的、预定范围的图像中发射光而生成的光量。
4.根据权利要求3所述的坐标检测装置，其中，在所述信号接收器单元未接收到所述信号或已经接收到表示所述发光指示器与所述显示表面分离的信号的情况下，所述检测单元使所述光发射器单元发射光，以在光正被发射的状态下，在由所述成像单元获得的、预定范围的图像中检测被所述非发光指示器切断的光量。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的坐标检测装置，其中，所述成像单元被放置在所述显示表面的一侧插入其间的两个位置处，
其中所述检测单元将三角测量应用到所述图像传感器中的第一位置，在第一位置处，所述光量大于或等于由所述第一成像单元捕获的、预定范围的图像中的第一阈值，并且所述检测单元将三角测量应用到所述图像传感器中的第二位置，在第二位置处，所述光量大于或等于由所述第二成像单元捕获的、预定范围的图像中的第一阈值，以便检测所述发光指示器的坐标；以及
其中所述检测单元将三角测量应用到所述图像传感器中的第三位置，在第三位置处，所述光量小于或等于由所述第一成像单元捕获的、预定范围的图像中的第二阈值，并且将三角测量应用到所述图像传感器中的第四位置，在第四位置处，所述光量小于或等于由所述第二成像单元捕获的、预定范围的图像中的第二阈值，以便检测所述非发光指示器的坐标。
6.根据权利要求1或2所述的坐标检测装置，还包括：
光发射器单元，被配置为在距所述显示表面的预定范围中发射具有与由所述发光指示器发射的波长不同的波长的光，
其中所述成像单元包括发送具有由所述发光指示器输出的波长的光的第一滤光器、和发送具有由所述光发射器单元发射的波长的光的第二滤光器，以及
其中所述检测单元基于已经由第一滤光器发送并已经由所述成像单元获得的光量来检测所述发光指示器的坐标，并且基于已经由第二滤光器发送并已经由所述成像单元获得的光量来检测所述非发光指示器的坐标。
7.根据权利要求6所述的坐标检测装置，其中，第一滤光器还包括发送具有彼此不同的各个波长的光的多个区域。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的坐标检测装置，其中，所述显示表面被在外围上的边框部件包围，
其中光反射器或光发射器被提供在所述显示表面的法线方向上的显示表面与所述边框部件之间，并且所述边框部件的内侧框比所述光反射器或所述光发射器朝所述显示表面更向内突出。
9.一种电子黑板，包括：
根据权利要求1至8中任一项所述的坐标检测装置，以及
显示控制单元，被配置为基于从所述坐标检测装置输出的坐标，在所述显示表面上显示图像。
10.一种检测显示表面上的发光指示器和非发光指示器的坐标并根据所述坐标显示图像的图像显示系统，所述图像显示系统包括：
成像单元，被配置为在距所述显示表面的预定范围中捕获所述发光指示器和所述非发光指示器中的至少一个的图像；
光发射器单元，被配置为在距所述显示表面的预定范围中发射光；
反射器，被配置为反射从所述光发射器单元发射的光；
检测单元，被配置为检测由所述发光指示器在所述预定范围内发射光而生成的光量以便检测所述发光指示器的坐标，并且检测在所述显示表面上被发射并且在所述预定范围内被所述非发光指示器切断的光量以检测所述非发光指示器的坐标；以及
显示控制单元，被配置为基于从所述检测单元输出的坐标，在所述显示表面上显示图像。
11.一种用于检测显示表面上的发光指示器和非发光指示器的坐标的坐标检测方法，所述方法包括：
使成像单元在距所述显示表面的预定范围中捕获所述发光指示器和所述非发光指示器中的至少一个的图像；以及
使检测单元检测由所述发光指示器在所述预定范围内发射光而生成的光量以便检测所述发光指示器的坐标，并且检测在所述显示表面上被发射并且在所述预定范围内被非发光指示器切断的光量以便检测所述非发光指示器的坐标。
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