JP6690271B2 - 位置検出システム、位置検出装置、および位置検出方法 - Google Patents
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本発明の一形態によれば、第1の操作面上の位置を検出する第1の位置検出装置と、前記第1の操作面と隣接する第2の操作面上の位置を検出する第2の位置検出装置と、を備える位置検出システムが提供される。この位置検出システムにおいて、前記第1の位置検出装置は、前記第1の操作面上で非発光指示体により指示された第1の指示位置を検出するための第1の検出光を周期的に照射する第1の照射部と;前記第1の検出光の波長を含む波長領域の光を受光し前記第1の操作面を撮像して第1の撮像画像を生成する第1の撮像部と;前記第1の撮像画像に基づいて、前記第1の指示位置を検出する第1の検出部と;前記第1の照射部による前記第1の検出光の照射タイミングを制御する第1の制御部と;を備え、前記第2の位置検出装置は、前記第2の操作面上で前記非発光指示体を用いて指示された第2の指示位置を検出するための第2の検出光を周期的に照射する第2の照射部と;前記第2の検出光の波長を含む波長領域の光を受光し前記第2の操作面を撮像して第2の撮像画像を生成する第2の撮像部と;前記第2の撮像画像に基づいて、前記第2の指示位置を検出する第2の検出部と;前記第1の検出光の照射タイミングと異なるタイミングで、前記第2の検出光が照射されるように前記第2の照射部を制御する第2の制御部と;を備え;前記第2の位置検出装置の前記第2の制御部は;前記第1の位置検出装置の前記第1の検出光が照射される第1の照射期間と、前記第2の位置検出装置の前記第2の検出光が照射される第2の照射期間との一部が重複するようなタイミングで、前記第2の検出光が照射されるように前記第2の照射部を制御し;前記第1の照射期間と前記第2の照射期間とが重複する重複照射期間は、前記第1の照射期間の50%以下である。
その他、本発明は、以下のような形態又は適用例として実現することも可能である。
この位置検出システムによれば、第1の位置検出装置からの第1の検出光と、第2の位置検出装置からの第2の検出光と、が異なるタイミングで照射されるため、それらが同じタイミングで照射される場合と比較して、第1の検出光と第2の検出光とが重複する期間が短縮される。そのため、非発光指示体による反射光が複数存在する期間が短縮され、検出精度の低下が抑制される。
このようにすると、第1の検出光と第2の検出光とが重複する期間が50%以下となるため、さらに、検出精度の低下が抑制される。
この構成によれば、自発光指示体による指示位置も検出することができる。自発光指示体は、第1の撮像期間と第2の撮像期間とが重複する重複撮像期間に発光するため、1回の発光が第1の位置検出装置と第2の位置検出装置のいずれかで必ず撮像されるため、検出漏れを抑制することができる。
この構成によれば、指示体の指示位置に応じた適切な画像を操作面上に投写できる。
図1は、本発明の一実施形態としての広域位置検出システム1000の概略構成を示す正面図である。広域位置検出システム1000は、第1の位置検出システム900aと、第2の位置検出システム900bと、を備える。広域位置検出システム1000は、2つの投写スクリーン面SSa,SSbが隣接して配置され、これらの投写スクリーン面SSa,SSbを合わせた広範囲において、自発光指示体70および非発光指示体80(非発光のペンや指など)による指示位置を検出するシステムである。本実施形態における広域位置検出システム1000を、「位置検出システム」とも呼ぶ。
(1)投写画像光IML:操作面SSに投写画面PSを投写するために、投写レンズ210によって操作面SS上に投写される画像光(可視光)である。
(2)層状検出光LL: 非発光指示体80の指示位置を検出するために、投写画面PSの全面にわたって照射されるカーテン状の近赤外光である。
(3)反射検出光RDL:層状検出光LLとして照射された近赤外光のうち、指示体(自発光指示体70及び非発光指示体80)によって反射され、カメラ310によって受光される近赤外光である。
(4)装置信号光ASL:プロジェクター100と自発光指示体70との同期をとるために、プロジェクター100の信号光送受信部430から定期的に発せられる近赤外光である。
(5)指示体信号光PSL:装置信号光ASLに同期したタイミングで、自発光指示体70の先端発光部77から発せられる近赤外光である。指示体信号光PSLの発光パターンは、自発光指示体70のボタンスイッチ73,先端スイッチ76のオン/オフ状態に応じて変更される。また、複数の自発光指示体70を識別する固有の発光パターンを有する。
図8は、広域位置検出システム1000における層状検出光LLと指示体信号光PSLの発光タイミング、および撮像タイミングの他の例を示すタイミングチャートである。図8に示す例では、層状検出光LLの照射期間および照射タイミングが、図6に示した例と異なるものの、撮像タイミングおよび撮像期間、指示体信号光PSLの発光タイミングは、図6に示した例と同一である。
図9は、第2実施形態としての広域位置検出システム1000Aの概略構成を示す正面図である。本実施形態の位置検出システム900Aと第1実施形態との違いは、第1の位置検出システム900aA,900bAのプロジェクター100Aが、第1実施形態のプロジェクター100における層状検出光照射部440に代えて検出光照射部410を備える点と、第1実施形態のプロジェクター100におけるカメラ310(本実施形態では第1カメラ310と称する)に加え、第2カメラ320を備える点であり、他の構成は、第1実施形態と同じである。
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
上記実施形態では、位置検出装置の一例としてインタラクティブプロジェクターを説明したが、本発明は、インタラクティブプロジェクター以外の他の位置検出装置にも適用可能である。例えば、指示体を用いて操作面上の位置を指示するデジタイザやタブレットにも本発明を適用可能である。また、液晶パネル、有機ELパネル、プラズマディスプレイパネル(PDP)等の画像表示部に画像を表示させるフラットパネルディスプレイ等を操作面として用いる位置検出装置でもよい。
上記実施形態では、2つの位置検出システム900を並べて配置する例を示したが、3つ以上の位置検出システム900を並べて配置してもよい。3つ以上の位置検出システム900を並べる場合には、少なくとも隣り合う2つのプロジェクター100において、異なるタイミングで層状検出光LLまたは照射検出光IDLが照射される構成にすればよい。
上記実施形態では、層状検出光LLa,LLbの照射期間が重複しない例(図6)と、重複する重複照射期間が層状検出光LLaの照射期間の50%以下の例(図8)を示したが、重複照射期間はこれらの例に限定されず、2つの層状検出光LLa,LLbが異なるタイミングで照射されればよい。但し、2つの層状検出光LLa,LLbの照射期間の重複する重複照射期間が短いほど指示位置の検出精度は向上する。例えば、重複照射期間は、層状検出光LLaの照射期間の50%以下が好ましく、30%以下が更に好ましく、2つの層状検出光LLa,LLbの照射期間が重複しないのが最も好ましい。但し、操作面SSにおいて、層状検出光照射部440や検出光照射部410から遠い位置では、近い位置と比較して検出光が弱くなるため、広い操作面SS上のどこでも非発光指示体80を検出可能とするためには、検出光の照射期間を比較的長くすることが好ましい。そこで、検出光の強さに応じて重複照射期間を定めてもよい。また、層状検出光照射部440,検出光照射部410と操作面SSとの距離に応じて重複照射期間を定めてもよい。
上記実施形態では、自発光指示体70と非発光指示体80の両方の指示位置を検出可能な広域位置検出システム1000を例示したが、少なくとも非発光指示体80による指示位置を検出可能であればよい。
上記実施形態では、プロジェクター100aとプロジェクター100bの撮像期間の一部が重複する例を示したが、プロジェクター100aとプロジェクター100bの撮像期間の全部が重複してもよい。例えば、層状検出光LLaの照射期間と層状検出光LLbの照射期間の両方を含むように撮像期間を設定してもよい。図6に示す例の場合に、第2フェーズの期間全部を撮像期間としてもよい。第3、4フェーズについても同様である。
Claims (6)
- 第1の操作面上の位置を検出する第1の位置検出装置と、前記第1の操作面と隣接する第2の操作面上の位置を検出する第2の位置検出装置と、を備える位置検出システムであって、
前記第1の位置検出装置は、
前記第1の操作面上で非発光指示体により指示された第1の指示位置を検出するための第1の検出光を周期的に照射する第1の照射部と、
前記第1の検出光の波長を含む波長領域の光を受光し前記第1の操作面を撮像して第1の撮像画像を生成する第1の撮像部と、
前記第1の撮像画像に基づいて、前記第1の指示位置を検出する第1の検出部と、
前記第1の照射部による前記第1の検出光の照射タイミングを制御する第1の制御部と、を備え、
前記第2の位置検出装置は、
前記第2の操作面上で前記非発光指示体を用いて指示された第2の指示位置を検出するための第2の検出光を周期的に照射する第2の照射部と、
前記第2の検出光の波長を含む波長領域の光を受光し前記第2の操作面を撮像して第2の撮像画像を生成する第2の撮像部と、
前記第2の撮像画像に基づいて、前記第2の指示位置を検出する第2の検出部と、
前記第1の検出光の照射タイミングと異なるタイミングで、前記第2の検出光が照射されるように前記第2の照射部を制御する第2の制御部と、
を備え、
前記第2の位置検出装置の前記第2の制御部は、
前記第1の位置検出装置の前記第1の検出光が照射される第1の照射期間と、前記第2の位置検出装置の前記第2の検出光が照射される第2の照射期間との一部が重複するようなタイミングで、前記第2の検出光が照射されるように前記第2の照射部を制御し、
前記第1の照射期間と前記第2の照射期間とが重複する重複照射期間は、前記第1の照射期間の50%以下である、位置検出システム。 - 請求項1に記載の位置検出システムにおいて、
さらに、
周期的に光を発光する発光部と、前記発光部の発光タイミングを制御する発光制御部と、を有する自発光指示体を備え、
前記位置検出システムにおいて、
前記第1の撮像部が撮像する第1の撮像期間と前記第2の撮像部が撮像する第2の撮像期間とは、少なくとも一部が重複し、
前記自発光指示体の前記発光制御部は、
前記第1の撮像期間と前記第2の撮像期間とが重複する重複撮像期間に前記発光部が発光するように制御する、位置検出システム。 - 請求項1または請求項2に記載の位置検出システムであって、
前記第1の位置検出装置は、
前記第1の操作面に画像を投写する第1の投写部をさらに備え、
前記第2の位置検出装置は、
前記第2の操作面に画像を投写する第2の投写部をさらに備える、位置検出システム。 - 操作面上の位置を検出する位置検出装置であって、
前記操作面に隣接する他の操作面上の位置を検出する他の位置検出装置と同期させる同期制御部と、
前記操作面上で非発光指示体により指示された指示位置を検出するための検出光を周期的に照射する照射部と、
前記検出光の波長を含む波長領域の光を受光し前記操作面を撮像して撮像画像を生成する撮像部と、
前記撮像画像に基づいて、前記指示位置を検出する検出部と、
前記他の位置検出装置と同期使用される場合に、前記他の位置検出装置が検出光を照射するタイミングと異なるタイミングで、自身の前記検出光が照射されるように前記照射部の照射タイミングを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記他の位置検出装置の前記検出光が照射される第1の照射期間と、自身の前記検出光が照射される第2の照射期間との一部が重複するようなタイミングで、自身の前記検出光が照射されるように前記照射部を制御し、
前記第1の照射期間と前記第2の照射期間とが重複する重複照射期間は、前記第1の照射期間の50%以下である、位置検出装置。 - 第1の操作面上の位置を検出する第1の位置検出装置と、前記第1の操作面と隣接する第2の操作面上の位置を検出する第2の位置検出装置と、を備える位置検出システムを用いて、前記第1の操作面または前記第2の操作面上で非発光指示体により指示された指示位置を検出する方法であって、
前記指示位置を検出するための検出光として、前記第1の位置検出装置が照射する第1の検出光と、前記第2の位置検出装置が照射する第2の検出光と、を異なるタイミングで周期的に照射する工程と、
前記第1の検出光と前記第2の検出光の波長を含む波長領域の光を受光し前記第1の操作面と前記第2の操作面を撮像して撮像画像を生成する工程と、
前記撮像画像に基づいて、前記指示位置を検出する工程と、
を備え、
前記照射する工程は、
前記第1の位置検出装置の前記第1の検出光が照射される第1の照射期間と、前記第2の位置検出装置の前記第2の検出光が照射される第2の照射期間との一部が重複するようなタイミングで、前記第2の検出光を照射し、
前記第1の照射期間と前記第2の照射期間とが重複する重複照射期間は、前記第1の照射期間の50%以下である、
位置検出方法。 - 第1の操作面上の位置を検出する第1の位置検出装置と、前記第1の操作面と隣接する第2の操作面上の位置を検出する第2の位置検出装置と、を備える位置検出システムであって、
前記第1の位置検出装置は、
前記第1の操作面上で非発光指示体により指示された第1の指示位置を検出するための第1の検出光を周期的に照射する第1の照射部と、
前記非発光指示体によって反射された前記第1の検出光の波長を含む波長領域の光を受光し前記第1の操作面を撮像して第1の撮像画像を生成する第1の撮像部と、
前記第1の撮像画像に基づいて、前記第1の指示位置を検出する第1の検出部と、
前記第1の照射部による前記第1の検出光の照射タイミングを制御する第1の制御部と、を備え、
前記第2の位置検出装置は、
前記第2の操作面上で前記非発光指示体を用いて指示された第2の指示位置を検出するための第2の検出光を周期的に照射する第2の照射部と、
前記非発光指示体によって反射された前記第2の検出光の波長を含む波長領域の光を受光し前記第2の操作面を撮像して第2の撮像画像を生成する第2の撮像部と、
前記第2の撮像画像に基づいて、前記第2の指示位置を検出する第2の検出部と、
前記第1の検出光の照射タイミングと異なるタイミングで、前記第2の検出光が照射されるように前記第2の照射部を制御する第2の制御部と、
を備える位置検出システム。
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