JP2016218621A - Coordinate detection system, coordinate detection method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
光学式タッチパネルにおいて、発光型指示装置及び/又は非発光型指示手段により指示された座標を検出する座標検出システム、座標検出方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a coordinate detection system, a coordinate detection method, and a program for detecting coordinates instructed by a light emitting type indicating device and / or a non-light emitting type indicating means in an optical touch panel.
近年、企業等の会議室で使用されるホワイトボードを電子化した電子ホワイトボード(即ち、光学式タッチパネル)が普及している。
このような電子ホワイトボードには、ユーザがディスプレイ上で指示した位置を検出(算出)する座標検出システムを利用したものがある。
In recent years, electronic whiteboards (that is, optical touch panels) obtained by digitizing whiteboards used in conference rooms of companies and the like have become widespread.
Some of these electronic whiteboards use a coordinate detection system that detects (calculates) a position designated by a user on a display.
例えば、特許文献1には、このような座標検出システムを利用した光学式座標入力装置が記載されている。
この光学式座標入力装置では、光源型指示部材(発光型指示装置)からの発散光、反射型指示部材(例えば、手指等の非発光型指示物体)からの反射光を、表示装置の左上隅と右上隅の二箇所に設置された入射光検出部において検出し、その検出された入射光の入射角に基づいて、指示部材の座標位置を算出している。
For example,
In this optical coordinate input device, diverging light from a light source type indicating member (light emitting type indicating device) and reflected light from a reflecting type indicating member (for example, a non-emitting type indicating object such as a finger) are used as the upper left corner of the display device. And the incident light detectors installed at the two upper right corners, and the coordinate position of the pointing member is calculated based on the incident angle of the detected incident light.
特許文献1に記載された光学式座標入力装置(即ち、座標検出システム)では、光源型指示部材又は反射型指示部材の一方を選択的に使用することができる。しかし、光源型指示部材及び反射型指示部材の双方を同時に使用すると、光源型指示部材及び反射型指示部材を各々個別に検出することができず、各々の座標位置を算出することができないという問題がある。
In the optical coordinate input device (that is, the coordinate detection system) described in
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、光学式タッチパネルにおいて、発光型指示装置及び非発光型指示手段を同時に使用する場合であっても、それらを個別に検出し、座標位置を算出することができるようにすることである。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and the object thereof is to separately use a light-emitting type indicating device and a non-light-emitting type indicating unit in an optical touch panel. The coordinate position can be calculated.
本発明は、画像を表示する表示装置の周辺に存在する発光型指示装置及び非発光型指示手段を検出して、前記発光型指示装置及び前記非発光型指示手段の前記表示装置に対する座標位置を算出する座標検出システムであって、前記表示装置の周辺部に配置され、前記表示装置に光を照射する照射装置と、前記表示装置の周辺部に配置され、前記発光型指示装置から発光される光及び前記照射装置から照射される光を撮像する撮像装置と、前記撮像装置の撮像タイミングに基づいて、前記照射装置による照射と非照射との制御を行う制御手段と、前記照射装置の照射時において前記撮像装置により撮像された撮像画像から前記非発光型指示手段の座標位置を算出し、前記照射装置の非照射時において前記撮像装置により撮像された撮像画像から前記発光型指示装置の座標位置を算出する座標位置算出手段と、を有する座標検出システムである。
また、本発明は、画像を表示する表示装置の周辺に存在する発光型指示装置及び非発光型指示手段を検出して、前記発光型指示装置及び前記非発光型指示手段の前記表示装置に対する座標位置を算出する座標検出システムであって、前記表示装置の周辺部に配置され、前記表示装置に光を照射する照射装置と、前記表示装置の周辺部に配置され、前記発光型指示装置から発光される光及び前記照射装置から照射される光を撮像する撮像装置と、前記撮像装置の撮像タイミングに基づいて、前記照射装置による照射と非照射との制御を行う制御手段と、前記照射装置の照射時において前記撮像装置により撮像された撮像画像から前記発光型指示装置及び前記非発光型指示手段の座標位置を算出し、前記照射装置の非照射時において前記撮像装置により撮像された撮像画像から前記発光型指示装置の座標位置を算出する座標位置算出手段と、前記座標位置算出手段により前記照射装置の照射時において前記撮像装置により撮像された撮像画像から算出した、前記発光型指示装置の座標位置を平滑化する平滑化手段と、を有する座標検出システムである。
The present invention detects a light emitting type indicating device and a non-light emitting type indicating means existing around a display device for displaying an image, and determines a coordinate position of the light emitting type indicating device and the non-light emitting type indicating means with respect to the display device. A coordinate detection system for calculation, which is disposed in a peripheral portion of the display device, irradiates light to the display device, and disposed in a peripheral portion of the display device, and emits light from the light emitting type pointing device. An imaging device that images light and light emitted from the irradiation device, a control unit that controls irradiation and non-irradiation by the irradiation device based on an imaging timing of the imaging device, and at the time of irradiation of the irradiation device The coordinate position of the non-light emitting type instruction means is calculated from the captured image captured by the imaging device in FIG. 3, and from the captured image captured by the imaging device at the time of non-irradiation of the irradiation device A coordinate position calculating means for calculating the coordinate position of the serial-emitting indication device, a coordinate detection system having a.
Further, the present invention detects the light emitting type indicating device and the non-light emitting type indicating means existing around the display device for displaying an image, and coordinates the light emitting type indicating device and the non-light emitting type indicating means with respect to the display device. A coordinate detection system for calculating a position, which is disposed in a peripheral portion of the display device, irradiates light to the display device, and is disposed in a peripheral portion of the display device, and emits light from the light emitting type indicating device An imaging device that images the emitted light and the light emitted from the irradiation device, a control unit that controls irradiation and non-irradiation by the irradiation device based on an imaging timing of the imaging device, and Coordinate positions of the light emitting type indicating device and the non-light emitting type indicating means are calculated from a captured image captured by the imaging device at the time of irradiation, and the imaging device at the time of non-irradiation of the irradiation device. A coordinate position calculating unit that calculates a coordinate position of the light emitting type pointing device from a captured image captured from the image, and a coordinate position calculating unit that is calculated from the captured image captured by the imaging device at the time of irradiation of the irradiation device; And a smoothing unit that smoothes the coordinate position of the light emitting type pointing device.
本発明の座標検出システムによれば、光学式タッチパネルにおいて、発光型指示装置及び非発光型指示手段を同時に使用する場合であっても、それらを個別に検出し、座標位置を算出することができる。 According to the coordinate detection system of the present invention, even when the light emitting type indicator and the non-light emitting type indicator are used at the same time in the optical touch panel, they can be detected individually and the coordinate position can be calculated. .
以下、本発明をその実施形態である座標検出システム1について図面を参照して説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る座標検出システム1のシステム構成図である。
図1の座標検出システム1は、図示のように、主にコンピュータ10、ディスプレイ20、発光型指示装置30、非発光型指示物体40、検出部50(50a〜50d)、及び周辺発光部60(60a〜60d)から構成される。
なお、コンピュータ10、ディスプレイ20、検出部50、及び周辺発光部60は、光学式タッチパネルを構成する。
また、コンピュータ10には、付加的な要素として、PC(Personal Computer)70が接続される。
Hereinafter, the
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a system configuration diagram of a
As shown in the figure, the
In addition, the
Further, a PC (Personal Computer) 70 is connected to the
コンピュータ10には、座標検出等に対応したアプリケーションがインストールされており、検出部50により取得(撮像)された画像に基づき、ユーザが描画(操作)した位置を検出する。
The
ディスプレイ20は、ユーザにより発光型指示装置30、非発光型指示物体40を用いて入力された文字、図形等、及びPC70から出力される映像データ等を表示するための表示装置である。
The
発光型指示装置30は、ディスプレイ20上の位置を指示する、発光型の装置である。
発光型指示装置30は、発光部、接触検知部及び通信部を備える。
なお、詳細は、図3を用いて、後述する。
The light emitting
The light emitting
Details will be described later with reference to FIG.
非発光型指示物体40は、ディスプレイ20上の位置を指示する、非発光型の指示手段である。
非発光型指示物体40は、人間の手指等の任意の物体、また発光しない指示具等である。
The non-light emitting
The non-light emitting
検出部50(50a〜50d)は、ディスプレイ20の各隅に設置される。
なお、実施形態1では、検出部50を、ディスプレイ20の各隅に4つ(50a、50b、50c、50d)設置しているが、ディスプレイ20の上部又は下部の一方に2つ設置する構成にしてもよい。
The detection unit 50 (50a to 50d) is installed at each corner of the
In the first embodiment, four detection units 50 (50a, 50b, 50c, 50d) are installed at each corner of the
検出部50は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ又はCMOS(Complementary MOS)イメージセンサ等の固体撮像素子を内蔵しており、ディスプレイ20の表面付近の画像を2次元画像として撮像(取得)する撮像装置である。
なお、検出部50として、リニアイメージセンサのように1次元画像(データ)を取得するデバイス、またPSD(position sensitive detector)のような位置検知用デバイス等を含む、赤外光を面的又は線的に検知するデバイスを用いることもできる。
また、検出部50において撮像するタイミングは、コンピュータ10により制御される。
The
The
The timing at which the
周辺発光部60は、照射装置であり、ディスプレイ20の周辺部(即ち、上部60a、下部60c及び側部60b、60d)に配置される。
なお、周辺発光部60は、ディスプレイ20に着脱可能な状態で装着してもよい。
また、周辺発光部60において照射(発光)するタイミングは、コンピュータ10により制御される。
The peripheral
The peripheral
In addition, the timing of irradiation (light emission) in the peripheral
以上の構成において、例えば、ユーザが、ディスプレイ20に表示されたメニュー画面から「線の描画」を選択し、発光型指示装置30でディスプレイ20に図形を描画した場合、コンピュータ10は、発光型指示装置30がディスプレイ20に接触している位置をリアルタイムで解析し、その解析結果から時系列で座標位置を算出(検出)する。
その後に、コンピュータ10は、時系列で算出した座標位置を線分で結線し、ディスプレイ20に表示するように制御する。
In the above configuration, for example, when the user selects “draw line” from the menu screen displayed on the
Thereafter, the
図1は、ユーザがディスプレイ20において発光型指示装置30を三角形の形状に描画した例を示しており、この場合、コンピュータ10は、三角形を構成する座標位置を時系列で算出し、1つのストロークとして記憶する。
ここで、ストロークとは、発光型指示装置30の接触が検知されてから、検知が終了するまでの連続したフレームに対応する発光型指示装置30の座標の集合のことである。
FIG. 1 shows an example in which the user draws the light emitting
Here, the stroke is a set of coordinates of the light emitting
その後に、コンピュータ10は、生成した座標位置に基づき、描画した三角形をディスプレイ20に表示するように制御する。
なお、図1では、PC70から映像データ(即ち、太陽及び山を被写対象とする映像データ)が出力されていることから、コンピュータ10は、ディスプレイ20に、その映像データを重畳して表示するように制御している。
また、図1では、発光型指示装置30を用いてディスプレイ20に描画する場合を例示したが、手指等の非発光型指示物体40を用いて描画することもできる。
Thereafter, the
In FIG. 1, since video data (that is, video data targeting the sun and mountains) is output from the PC 70, the
Moreover, although the case where drawing was performed on the
図2は、本発明の実施形態1に係る座標検出システム1のコンピュータ10のハードウェア構成図である。
コンピュータ10は、情報処理装置であり、図2に示すように、アドレスバス、データバス等のバスラインを介して電気的に接続される、CPU(Central Processing Unit)101、ROM(Read Only Memory)102、RAM(Random Access Memory)103、SSD(Solid State Drive)104、キャプチャデバイス105、GPU(Graphics Processing Unit)106、ディスプレイコントローラ107、検出部コントローラ108、及び通信部109を備える。
FIG. 2 is a hardware configuration diagram of the
The
CPU101は、コンピュータ10全体を制御する制御部であり、例えば、SSD104に記憶されるアプリケーション等を実行する。
ROM102は、不揮発性メモリであり、起動時にCPU101が実行するプログラム(IPL(Initial Program Loader)等)を記憶する。
RAM103は、揮発性メモリであり、CPU101がアプリケーションを実行する際のワークエリアとして使用される。
SSD104は、アプリケーション、また各種データを記憶する不揮発性メモリである。
The
The
A
The
キャプチャデバイス105は、コンピュータ10に接続されるPC70が表示部に表示している映像を取り込む(キャプチャする)。
GPU106は、ディスプレイ20の各ピクセルの画素値を演算するグラフィック用のプロセッサである。
ディスプレイコントローラ107は、ユーザにより描画された画像、キャプチャデバイス105により取り込まれた画像等をディスプレイ20に出力(表示)するように制御する。
The
The
The
検出部コントローラ108は、検出部50(50a〜50d)を制御する。
検出部コントローラ108は、例えば、検出部50に搭載されたフォトダイオードの露光タイミング等を制御する。
通信部109は、発光型指示装置30から送信される信号を受信する通信手段であり、発光型指示装置30とは、Bluetooth(登録商標)等の通信規格で接続される。
The
The
The
図3は、本発明の実施形態1に係る座標検出システム1の発光型指示装置30の概略図である。
発光型指示装置30は、発光型の電子ペン等の指示装置(指示手段)であり、発光部301、接触検知部302、及び通信部303を備える。
FIG. 3 is a schematic diagram of the light emitting
The light emitting
発光部301は、発光型指示装置30の先端部に位置し、例えば、赤外光等を発光する。
接触検知部302は、発光型指示装置30の先端部とディスプレイ20の接触(タッチ)及び非接触(デタッチ)を検知(感知)する。
接触検知部302は、発光型指示装置30の先端部がディスプレイ20に接触すると、タッチ信号を生成し、通信部に伝達する。
また、接触検知部302は、発光型指示装置30の先端部がディスプレイ20から離れると(即ち、接触が解除されると)、デタッチ信号を生成し、通信部303に伝達する。
通信部303は、接触検知部302において生成されたタッチ信号及びデタッチ信号を、コンピュータ10に対して送信する通信手段であり、コンピュータ10とは、前述のように、Bluetooth(登録商標)等の通信規格で接続される。
The
The
The
Further, the
The
なお、発光部301に関して、常時発光(点灯)させる仕様としてもよいが、接触検知部302において接触を検知したときのみ発光させる仕様としてもよい。
また、発光型指示装置30にユーザの使用状態を判定するための加速度センサ等のセンサを搭載し、そのセンサの出力に基づき、例えば、使用時においてのみ、発光部301を発光させる仕様としてもよい。
In addition, although it is good also as a specification which always light-emits (lights) regarding the
In addition, a sensor such as an acceleration sensor for determining the usage state of the user may be mounted on the light emitting
図4は、本発明の実施形態1に係る座標検出システム1のコンピュータ10の機能ブロックの概略図である。
図4に示すように、コンピュータ10は、制御部111、座標位置算出部112、及び描画部113を備える。
なお、図4では、説明の便宜上、コンピュータ10と有線又は無線で接続される、ディスプレイ20、検出部50、及び周辺発光部60も併せて示している。
FIG. 4 is a schematic diagram of functional blocks of the
As shown in FIG. 4, the
4 also shows the
制御部111は、主に、検出部50において取得された画像の受信に関する制御、検出部50における撮像制御、及び周辺発光部60における点灯(照射)と消灯(非照射)の切り替えに関する制御を実行する。
また、制御部111は、座標位置算出部112により算出された座標位置を、描画部113に送信するように制御する。
The
In addition, the
座標位置算出部112は、検出部50により取得(撮像)された画像(即ち、撮像画像)から、発光型指示装置30及び/又は非発光型指示物体40の座標位置を算出する。
座標位置の算出は、例えば、公知の三角測量方式により実行される。
なお、検出部50により取得された画像に、発光型指示装置30と非発光型指示物体40が撮像されている場合、座標位置算出部112は、発光型指示装置30の座標位置と非発光型指示物体40の座標位置を個別に算出する。
また、この場合、制御部111は、座標位置算出部112により算出された発光型指示装置30の座標位置と非発光型指示物体40の座標位置を区別して、描画部113に送信する。
描画部113は、座標位置算出部112により算出された発光型指示装置30及び/又は非発光型指示物体40の座標位置に基づいて、描画画像を生成する。
The coordinate
The calculation of the coordinate position is executed by, for example, a known triangulation method.
When the light emitting
Further, in this case, the
The
なお、制御部111、座標位置算出部112、描画部113は、座標検出システム1のコンピュータ10にプログラムを読み取らせることにより生成される機能実現手段である。
また、この点、後述の本発明の実施形態2に係る座標検出システム1の座標位置算出部112に実装される平滑化部についても同様である。
Note that the
This also applies to the smoothing unit implemented in the coordinate
図5は、本発明の実施形態1に係る座標検出システム1の検出部50により取得された画像を示す図である。
図5Aは周辺発光部60において点灯(発光)させた状態の画像を、また図5Bは周辺発光部60において消灯させた状態の画像を示しており、図5において、周辺発光部60、発光型指示装置30から発光される光の画像を斜線部で示している。
また、図5A、図5Bの各々に関して、(1)発光型指示装置30及び非発光型指示物体40のいずれも存在しない(撮像されていない)場合、(2)非発光型指示物体40のみ存在する場合、(3)発光型指示装置30のみ存在する場合、(4)発光型指示装置30及び非発光型指示物体40が存在する場合を示している。
FIG. 5 is a diagram illustrating an image acquired by the
5A shows an image that is turned on (emitted) in the peripheral
5A and 5B, (1) when neither the light-emitting indicating
ここで、実施形態1に係る座標検出システム1では、図5A(3)及び(4)の場合、即ち、周辺発光部60を点灯させている場合であって、かつ撮像された画像に発光型指示装置30が存在している場合には、発光型指示装置30の発光部301から照射される光が周辺発光部60から発光される光と重なることから、発光型指示装置30を、周辺発光部60を消灯させた状態で撮像した画像のみから検出する。
また実施形態1に係る座標検出システム1は、非発光型指示物体40を、周辺発光部60を点灯させた状態で撮像した画像から検出する。
以下、図6を用いて、実施形態1に係る座標検出システム1の具体的な検出処理を説明する。
Here, in the coordinate
In addition, the coordinate
Hereinafter, a specific detection process of the coordinate
図6は、本発明の実施形態1に係る座標検出システム1における発光型指示装置30及び非発光型指示物体40の検出処理を説明する図であり、検出部50の露光タイミング(即ち、撮像タイミング)、周辺発光部60の発光タイミング、並びにコンピュータ10における発光型指示装置30及び非発光型指示物体40の検出タイミングを示すタイミング図である。
図6に示すように、実施形態1に係る座標検出システム1では、発光型指示装置30の検出タイミングと、非発光型指示物体40の検出タイミングを高速に切り替える(即ち、時分割処理を実行する)ことにより、発光型指示装置30と非発光型指示物体40の同時検出を実現する。
FIG. 6 is a view for explaining detection processing of the light emitting
As shown in FIG. 6, in the coordinate
コンピュータ10は、図6に示すように、検出部50において、所定の間隔(即ち、撮像周期)ごとに、搭載されたフォトダイオード(感光素子)を露光する(即ち、画像を取得(撮像)する)ように制御する。
また、コンピュータ10は、周辺発光部60において、図6に示すように、検出部50のフォトダイオードを2回、露光させる期間(即ち、2周期)に1回、露光と同じタイミングで発光するように制御する。
As shown in FIG. 6, the
Further, as shown in FIG. 6, the
コンピュータ10は、周辺発光部60が発光しているとき(即ち、照射時)に取得した画像に対して非発光型指示物体40の検出処理(画像処理)を実行し(図6の「点灯(矢印)」)、また、周辺発光部60が消灯しているとき(即ち、非照射時)に取得した画像に対して発光型指示装置30の検出処理を実行する(図6の「消灯(矢印)」)。
なお、ここで、サンプリングレート(即ち、発光型指示装置30、非発光型指示物体40を検出する頻度)は、約100〜120Hzに設定される。これは、描画部113において、滑らかな線を描くために必要かつ十分な周波数である。
また、この場合、イメージセンサにおいて画像を出力する頻度(レート)は、図6に示すように発光型指示装置30と非発光型指示物体40を交互に切り替えて検出することから、約240(=120×2)Hzに設定される。
The
Here, the sampling rate (that is, the frequency of detecting the light emitting
Further, in this case, the frequency (rate) at which the image sensor outputs an image is detected by switching the light emitting
以上、実施形態1に係る座標検出システム1における発光型指示装置30及び非発光型指示物体40の検出処理(時分割処理)について説明した。
但し、この検出処理では、イメージセンサを高速(即ち、約240Hzのレート(周波数))で動作させる必要があることから、半導体製造技術の微細化、イメージセンサに内蔵するA/D変換回路の高速化が要求される。
そこで、本発明の実施形態2に係る座標検出システム1では、イメージセンサをそれよりも低速(即ち、約120Hzのレート(周波数))で動作させることで、発光型指示装置30及び非発光型指示物体40を区別して検出する。
The detection processing (time division processing) of the light emitting
However, in this detection process, it is necessary to operate the image sensor at a high speed (that is, a rate (frequency) of about 240 Hz), so that the semiconductor manufacturing technology is miniaturized and the A / D conversion circuit built in the image sensor is high-speed. Is required.
Therefore, in the coordinate
実施形態2に係る座標検出システム1では、イメージセンサを低速で動作させることに関係して、発光型指示装置30の検出処理を、周辺発光部60を消灯しているときに取得した画像だけではなく、周辺発光部60を発光しているときに取得した画像からも実行する。
そして、実施形態2に係る座標検出システム1では、前述の図5A(3)及び(4)に示す場合(即ち、周辺発光部60を点灯させている場合であって、かつ撮像された画像に発光型指示装置30が存在している場合)、発光型指示装置30を検出した後に、フィルタを用いて発光型指示装置30の座標位置を補正する。
In the coordinate
In the coordinate
以下、本発明の実施形態2に係る座標検出システム1について説明する。
なお、実施形態2について、図4の座標位置算出部112にフィルタリング機能(即ち、平滑化部)を実装することを除き、実施形態1の図1から図4の説明を援用する。
また、フィルタリング機能は例えば、デジタルフィルタ等により実現され、デジタルフィルタについては図8を用いて後述する。
Hereinafter, a coordinate
In addition, about
Further, the filtering function is realized by, for example, a digital filter, and the digital filter will be described later with reference to FIG.
(実施形態2)
図7は、本発明の実施形態2に係る座標検出システム1における発光型指示装置30及び非発光型指示物体40の検出処理を説明する図である。
図7では、図6と同様に、検出部50における露光タイミング、周辺発光部60の発光タイミング、並びにコンピュータ10における発光型指示装置30及び非発光型指示物体40の検出タイミングを示している。
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a diagram for explaining detection processing of the light emitting
In FIG. 7, similarly to FIG. 6, the exposure timing in the
コンピュータ10は、前述のように、検出部50において、120Hzのレート(周波数)で搭載されたフォトダイオードを露光するように制御し、また、周辺発光部60において、検出部50のフォトダイオードを2回、露光させる期間(即ち、2周期)に1回、露光と同じタイミングで発光するように制御する。
また、実施形態2では、図7に示すように、周辺発光部60が発光(点灯)しているときに取得した画像に対して発光型指示装置30及び非発光型指示物体40の検出処理を実行し(図7の「点灯(矢印)」)、周辺発光部60が消灯しているときに取得した画像に対して発光型指示装置30の検出処理を実行する(図7の「消灯(矢印)」)。即ち、実施形態2では、非発光型指示物体40の検出処理を60Hzで実行し、また、発光型指示装置30の検出処理をイメージセンサの出力レートと同じ120Hzで実行する。
As described above, the
Further, in the second embodiment, as shown in FIG. 7, the detection processing of the light emitting
ここで、実施形態2に係る座標検出システム1では、周辺発光部60が発光しているときに取得した画像から発光型指示装置30の検出処理を実行する場合、発光型指示装置30の発光部301から照射される光が周辺発光部60から発光される光と重なり、検出される座標位置に誤差が生じることから、発光型指示装置30を検出した後に、フィルタを用いて補正する。
Here, in the coordinate
図8は、デジタルフィルタを用いた誤差の補正処理を説明する図である。
前述のように、周辺発光部60は検出部50の露光の2回に1回のタイミングで発光することから、発光型指示装置30の検出処理において、図8Aに示すように、2回に1回の頻度で検出される座標位置に誤差が生じる。
図8Aでは、X(t−1)、X(t−3)、X(t−5)を、検出誤差が生じた点(座標位置)として示しており、これらの座標位置を、デジタルフィルタを用いて補正(即ち、平滑化)する。
FIG. 8 is a diagram for explaining error correction processing using a digital filter.
As described above, since the peripheral
In FIG. 8A, X (t−1), X (t−3), and X (t−5) are shown as points (coordinate positions) where detection errors occur, and these coordinate positions are represented by digital filters. To correct (ie, smooth).
デジタルフィルタとしては、例えば、移動平均フィルタを用いることができる。
発光型指示装置30の検出処理の離散時間tにおいて検出された2次元座標をX(t)、また、フィルタ適用後の2次元座標をY(t)とすると、移動平均フィルタは次式で表現される。移動平均フィルタは、ローパスフィルタの一種として知られており、時系列データの変動を平滑化することができる。
If the two-dimensional coordinate detected at the discrete time t of the detection processing of the light emitting
検出誤差が生じた座標位置に対して、移動平均フィルタを用いて補正した結果を図8Bとして示している。
前述の図8Aで示した、2回に1回の頻度で検出される誤差(座標位置)を移動平均フィルタにより平滑化することで、座標位置に基づいて描画される線の粗さを抑制することができる(即ち、座標位置に基づいて描画される線を滑らかにすることができる)。
なお、デジタルフィルタとしては、任意のFIR(Finite Impulse Response)フィルタやIIR(Infinite Impulse Response)フィルタを採用することもできる。また、位置と速度の両方を用いるカルマンフィルタのような、より高度なフィルタを用いることもできる。
FIG. 8B shows the result of correcting the coordinate position where the detection error has occurred using the moving average filter.
By smoothing the error (coordinate position) detected once every two times as shown in FIG. 8A by the moving average filter, the roughness of the line drawn based on the coordinate position is suppressed. (Ie, lines drawn based on coordinate positions can be smoothed).
As the digital filter, an arbitrary FIR (Finite Impulse Response) filter or IIR (Infinite Impulse Response) filter may be employed. It is also possible to use a more advanced filter such as a Kalman filter that uses both position and velocity.
以上、説明したように、本発明の座標検出システムによれば、光学式タッチパネルにおいて、発光型指示装置及び非発光型指示手段を同時に使用する場合であっても、それらを各々、個別に検出し、座標位置を算出することができる。
なお、以上の説明では、座標検出システムは、周辺発光部の発光タイミングを事前に把握した上で発光型指示装置の検出処理を実行しているが、検出部において撮像された画像を解析し、その画像から周辺発光部が発光しているか否かを判定した上で、その判定結果に基づいて、発光型指示装置、非発光型指示手段の一方、又は双方の検出処理を実行することもできる(即ち、発光型指示装置のみを検出する処理、非発光型指示手段のみを検出する処理、発光型指示装置及び非発光型手段を検出する処理等、検出処理を選択して実行することもできる)。
As described above, according to the coordinate detection system of the present invention, even when the light emitting type indicating device and the non-light emitting type indicating means are used simultaneously on the optical touch panel, they are individually detected. The coordinate position can be calculated.
In the above description, the coordinate detection system executes the detection processing of the light emitting type indication device after grasping the light emission timing of the peripheral light emitting unit in advance, but analyzes the image captured by the detection unit, After determining whether or not the peripheral light emitting unit emits light from the image, detection processing of one or both of the light emitting type indicating device and the non-light emitting type indicating unit can be executed based on the determination result. (In other words, it is possible to select and execute a detection process such as a process for detecting only the light emitting type indicating device, a process for detecting only the non-light emitting type indicating means, a process for detecting the light emitting type indicating apparatus and the non-light emitting type means, etc. ).
1…座標検出システム、10…コンピュータ、20…ディスプレイ、30…発光型指示装置、40…非発光型指示物体、50(50a〜50d)…検出部、60(60a〜60d)…周辺発光部、70…PC(Personal Computer)。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記表示装置の周辺部に配置され、前記表示装置に光を照射する照射装置と、
前記表示装置の周辺部に配置され、前記発光型指示装置から発光される光及び前記照射装置から照射される光を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置の撮像タイミングに基づいて、前記照射装置による照射と非照射との制御を行う制御手段と、
前記照射装置の照射時において前記撮像装置により撮像された撮像画像から前記非発光型指示手段の座標位置を算出し、前記照射装置の非照射時において前記撮像装置により撮像された撮像画像から前記発光型指示装置の座標位置を算出する座標位置算出手段と、
を有する座標検出システム。 Coordinate detection for detecting a light emitting type indicating device and a non-light emitting type indicating means existing around a display device for displaying an image and calculating a coordinate position of the light emitting type indicating device and the non-light emitting type indicating means with respect to the display device A system,
An irradiation device disposed in a peripheral portion of the display device and irradiating the display device with light;
An imaging device that is disposed in a peripheral portion of the display device and captures light emitted from the light emitting type indicator device and light emitted from the irradiation device;
Control means for controlling irradiation and non-irradiation by the irradiation device based on the imaging timing of the imaging device;
The coordinate position of the non-light emitting type instruction means is calculated from a captured image captured by the imaging device during irradiation of the irradiation device, and the light emission from the captured image captured by the imaging device during non-irradiation of the irradiation device. Coordinate position calculating means for calculating the coordinate position of the type indicating device;
A coordinate detection system.
前記表示装置の周辺部に配置され、前記表示装置に光を照射する照射装置と、
前記表示装置の周辺部に配置され、前記発光型指示装置から発光される光及び前記照射装置から照射される光を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置の撮像タイミングに基づいて、前記照射装置による照射と非照射との制御を行う制御手段と、
前記照射装置の照射時において前記撮像装置により撮像された撮像画像から前記発光型指示装置及び前記非発光型指示手段の座標位置を算出し、前記照射装置の非照射時において前記撮像装置により撮像された撮像画像から前記発光型指示装置の座標位置を算出する座標位置算出手段と、
前記座標位置算出手段により前記照射装置の照射時において前記撮像装置により撮像された撮像画像から算出した、前記発光型指示装置の座標位置を平滑化する平滑化手段と、
を有する座標検出システム。 Coordinate detection for detecting a light emitting type indicating device and a non-light emitting type indicating means existing around a display device for displaying an image and calculating a coordinate position of the light emitting type indicating device and the non-light emitting type indicating means with respect to the display device A system,
An irradiation device disposed in a peripheral portion of the display device and irradiating the display device with light;
An imaging device that is disposed in a peripheral portion of the display device and captures light emitted from the light emitting type indicator device and light emitted from the irradiation device;
Control means for controlling irradiation and non-irradiation by the irradiation device based on the imaging timing of the imaging device;
Coordinate positions of the light emitting type indicating device and the non-light emitting type indicating means are calculated from a captured image captured by the imaging device at the time of irradiation of the irradiation device, and are captured by the imaging device at the time of non-irradiation of the irradiation device. Coordinate position calculating means for calculating the coordinate position of the light emitting type pointing device from the captured image;
Smoothing means for smoothing the coordinate position of the light emitting type indicating device calculated from the captured image captured by the imaging device at the time of irradiation of the irradiation device by the coordinate position calculating unit;
A coordinate detection system.
前記制御手段が、前記撮像装置の撮像タイミングに合わせて、前記照射装置の照射、非照射を交互に行うように制御する座標検出システム。 In the coordinate detection system according to claim 1 or 2,
A coordinate detection system in which the control unit performs control so as to alternately perform irradiation and non-irradiation of the irradiation device in accordance with an imaging timing of the imaging device.
前記座標位置算出手段が、前記撮像装置により撮像された撮像画像から前記照射装置により光が照射されているか否かに基づいて、前記発光型指示装置及び/又は前記非発光型指示手段の座標位置を算出する座標検出システム。 The coordinate detection system according to any one of claims 1 to 3,
Based on whether or not the coordinate position calculation means is irradiated with light from the captured image captured by the imaging apparatus, the coordinate position of the light emitting type indicating device and / or the non-light emitting type indicating means Coordinate detection system that calculates
撮像装置による、前記発光型指示装置から発光される光及び前記照射装置から照射される光を撮像する撮像工程と、
照射装置による、前記撮像工程において撮像するタイミングに合わせて、前記表示装置に対する照射、非照射を交互に行う照射工程と、
座標位置算出手段による、前記照射工程の照射時において前記撮像装置により撮像された撮像画像から前記非発光型指示手段の座標位置を算出し、前記照射工程の非照射時において前記撮像装置により撮像された撮像画像から前記発光型指示装置の座標位置を算出する座標位置算出工程と、
を有する座標検出システムにおける座標検出方法。 Coordinate detection for detecting a light emitting type indicating device and a non-light emitting type indicating means existing around a display device for displaying an image and calculating a coordinate position of the light emitting type indicating device and the non-light emitting type indicating means with respect to the display device A coordinate detection method in a system,
An imaging step of imaging light emitted from the light-emitting indicator device and light emitted from the irradiation device by an imaging device;
In accordance with the timing of imaging in the imaging step by the irradiation device, the irradiation step of alternately irradiating and non-irradiating the display device,
The coordinate position calculation means calculates the coordinate position of the non-light emitting type instruction means from the picked-up image picked up by the image pickup device during irradiation in the irradiation step, and is picked up by the image pickup device during non-irradiation in the irradiation step. A coordinate position calculation step of calculating the coordinate position of the light emitting type pointing device from the captured image;
A coordinate detection method in a coordinate detection system.
撮像装置による、前記発光型指示装置から発光される光及び前記照射装置から照射される光を撮像する撮像工程と、
照射装置による、前記撮像工程において撮像するタイミングに合わせて、前記表示装置に対する照射、非照射を交互に行う照射工程と、
座標位置算出手段による、前記照射工程の照射時において前記撮像装置により撮像された撮像画像から前記発光型指示装置及び前記非発光型指示手段の座標位置を算出し、前記照射工程の非照射時において前記撮像装置により撮像された撮像画像から前記発光型指示装置の座標位置を算出する座標位置算出工程と、
平滑化手段による、前記座標位置算出工程において前記照射工程の照射時において前記撮像装置により撮像された撮像画像から算出した、前記発光型指示装置の座標位置を平滑化する平滑化工程と、
を有する座標検出システムにおける座標検出方法。 Coordinate detection for detecting a light emitting type indicating device and a non-light emitting type indicating means existing around a display device for displaying an image and calculating a coordinate position of the light emitting type indicating device and the non-light emitting type indicating means with respect to the display device A coordinate detection method in a system,
An imaging step of imaging light emitted from the light-emitting indicator device and light emitted from the irradiation device by an imaging device;
In accordance with the timing of imaging in the imaging step by the irradiation device, the irradiation step of alternately irradiating and non-irradiating the display device,
The coordinate position of the light emitting type indicating device and the non-light emitting type indicating unit is calculated from the captured image captured by the imaging device at the time of irradiation in the irradiation step by the coordinate position calculating unit, and at the time of non-irradiating in the irradiation step. A coordinate position calculating step of calculating a coordinate position of the light emitting type pointing device from a captured image captured by the imaging device;
A smoothing step of smoothing the coordinate position of the light emitting type indicating device calculated from the captured image captured by the imaging device at the time of irradiation in the irradiation step in the coordinate position calculating step by the smoothing means;
A coordinate detection method in a coordinate detection system.
前記発光型指示装置から発光される光、及び前記表示装置に光を照射する照射装置から照射される光を撮像する撮像装置の撮像タイミングに基づいて、前記照射装置による照射と非照射との制御を行う制御手段、並びに
前記照射装置の照射時において前記撮像装置により撮像された撮像画像から前記非発光型指示手段の座標位置を算出し、前記照射装置の非照射時において前記撮像装置により撮像された撮像画像から前記発光型指示装置の座標位置を算出する座標位置算出手段として機能させるためのプログラム。 Coordinate detection for detecting a light emitting type indicating device and a non-light emitting type indicating means existing around a display device for displaying an image and calculating a coordinate position of the light emitting type indicating device and the non-light emitting type indicating means with respect to the display device System computer,
Control of irradiation and non-irradiation by the irradiation device based on the imaging timing of the imaging device that images the light emitted from the light emitting type indication device and the light emitted from the irradiation device that irradiates the display device. And a coordinate position of the non-light emitting type instruction unit is calculated from a captured image captured by the imaging device during irradiation of the irradiation device, and is captured by the imaging device during non-irradiation of the irradiation device. A program for functioning as coordinate position calculation means for calculating the coordinate position of the light emitting type pointing device from the captured image.
前記発光型指示装置から発光される光、及び前記表示装置に光を照射する照射装置から照射される光を撮像する撮像装置の撮像タイミングに基づいて、前記照射装置による照射と非照射との制御を行う制御手段、
前記照射装置の照射時において前記撮像装置により撮像された撮像画像から前記発光型指示装置及び前記非発光型指示手段の座標位置を算出し、前記照射装置の非照射時において前記撮像装置により撮像された撮像画像から前記発光型指示装置の座標位置を算出する座標位置算出手段、並びに
前記座標位置算出手段により前記照射装置の照射時において前記撮像装置により撮像された撮像画像から算出した、前記発光型指示装置の座標位置を平滑化する平滑化手段として機能させるためのプログラム。
Coordinate detection for detecting a light emitting type indicating device and a non-light emitting type indicating means existing around a display device for displaying an image and calculating a coordinate position of the light emitting type indicating device and the non-light emitting type indicating means with respect to the display device System computer,
Control of irradiation and non-irradiation by the irradiation device based on the imaging timing of the imaging device that images the light emitted from the light emitting type indication device and the light emitted from the irradiation device that irradiates the display device. Control means for performing,
Coordinate positions of the light emitting type indicating device and the non-light emitting type indicating means are calculated from a captured image captured by the imaging device at the time of irradiation of the irradiation device, and are captured by the imaging device at the time of non-irradiation of the irradiation device. A coordinate position calculating unit that calculates a coordinate position of the light emitting type pointing device from the captured image; and the light emitting type calculated from the captured image captured by the imaging device at the time of irradiation of the irradiation device by the coordinate position calculating unit. The program for functioning as a smoothing means which smoothes the coordinate position of a pointing device.
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