(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部が搭載されて移動する可動部と、前記発光部から発せられる光およびその背景の画像を検知する画像検知部が搭載された監視部とを有しており、
前記可動部は、前記発光部が間欠的に発光し、
前記監視部は、前記画像検知部から、前記発光部の発光が停止したときの第１の画像データと、その直後に前記発光部が発光したときの第２の画像データと、その直後に前記発光部の発光が停止したときの第３の画像データを取得し、第１の画像データから第２の画像データにかけて暗から明に変化した領域の輝度の変化量を第１の比較データとし、第２の画像データから第３の画像データにかけて明から暗に変化した領域の輝度の変化量を第２の比較データとし、第１の比較データのそれぞれの領域の輝度の変化量を二値化し、第２の比較データのそれぞれの領域の輝度の変化量を二値化し、二値化された第１の比較データと第２の比較データとの論理積が演算されて、画像データ内での前記発光部の位置が特定されることを特徴とする光検知装置。
【請求項２】
前記監視部では、第１の画像データのそれぞれの領域の輝度から第２の画像データのそれぞれの領域の輝度を減算し、０以下の減算値を第１の比較データとし、または第２の画像データのそれぞれの領域の輝度から第１の画像データのそれぞれの領域の輝度を減算し、０以上の減算値を第１の比較データとする請求項１記載の光検知装置。
【請求項３】
前記監視部では、第２の画像データのそれぞれの領域の輝度から第３の画像データのそれぞれの領域の輝度を減算し、０以上の減算値を第２の比較データとし、または第３の画像データのそれぞれの領域の輝度から第２の画像データのそれぞれの領域の輝度を減算し、０以下の減算値を第２の比較データとする請求項１記載の光検知装置。
【請求項４】
第１の比較データと第２の比較データとから、画像データ内での前記発光部の位置が特定されることで、前記可動部と前記監視部との相対位置が求められる請求項１ないし３のいずれかに記載の光検知装置。
【請求項５】
前記監視部に制御用発光部が設けられ、前記可動部に制御用受光部が設けられ、制御用発光部と制御用受光部との光通信によって、発光部の発光タイミングと、前記画像検知部での画像データの取得タイミングとが同期させられている請求項１ないし４のいずれかに記載の光検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠隔操作装置、またはその他の位置検知装置、あるいは光情報を空間内で伝送する伝達装置として使用される光検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下の特許文献１には、空間で移動する遠隔操作装置の位置を特定するポインティング装置が開示され、特許文献２には、屋外で移動する対象物の位置を特定する画像処理装置が開示されている。
【０００３】
特許文献１と特許文献２に開示された装置は、いずれも、可動部に発光部が設けられ、通常は固定側となる監視部に、前記発光部から発せられる光をその背景とともに検知する画像検知部が設けられている。発光部から発せられる光を画像検知部で検知し、画像データ上での光の位置を分析することで、可動部と監視部との相対位置が求められる。
【０００４】
しかし、画像検知部で検知される画像データには、発光部から発せられる光のみならず、その背景のイメージが含まれるため、発光部から発せられる光を背景イメージと区別して認識することが非常に難しい。
【０００５】
そこで、特許文献１に記載されたポインティング装置は、監視部では、可動部から赤外線信号が発せられない第１の信号受信区間中に背景イメージを取得し、赤外線信号が発せられた第２の信号受信区間中に光イメージを得て、光イメージと背景イメージとの差分値で補正することで、可動部の光源の位置を特定しやすくしている。
【０００６】
特許文献２に記載された画像処理装置は、可動側に設けられた発光部の点灯と消灯の１周期の間に、監視部の画像検知部では、４フレームの画像データを取得する。１フレーム目と３フレーム目の差分画像と、第２フレームと第４フレームの差分画像を求め、２つの差分画像のうち明度の高いほうを選択する。これにより、発光部の点灯時における画像と消灯時の画像との差分画像を確実に選択でき、画像中の発光部の位置を特定できる、というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００９−５２２６８１号公報
【特許文献２】特開平１０−９６６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１と特許文献２に記載された発明は、いずれも、発光部から光が発せられているときに得られる画像データと、発光部から光が発せられていないときに得られる画像データとの差を求めることで、発光部から発せられる光のイメージ以外の背景イメージを相殺しようとしている。
【０００９】
この方式では、発光部から光が発せられているときと、光が発せられていないときとで、発光部以外の背景イメージが全く変化していなければ、背景イメージを相殺することができる。しかし、発光部が可動部に設けられているため、発光部から光が発せられているときと、光が発せられていないときとで背景イメージが変化するのを避けることができない。背景イメージが変化すると、２つの画像データの差を求めたときに、背景の変化分がノイズとして残ってしまう。このノイズの輝度が大きいと、発光部から発せられる光位置の特定が難しくなり、さらに複雑な画像処理が必要になる。
【００１０】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、光が発せられているときと、発光が停止しているときとで、背景の画像が変化しても、その変化に起因するノイズを少なくして、画像データ内での発光部の位置を特定しやすくした光検知装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の光検知装置は、発光部が搭載されて移動する可動部と、前記発光部から発せられる光およびその背景の画像を検知する画像検知部が搭載された監視部とを有しており、
前記可動部は、前記発光部が間欠的に発光し、
前記監視部は、前記画像検知部から、前記発光部の発光が停止したときの第１の画像データと、その直後に前記発光部が発光したときの第２の画像データと、その直後に前記発光部の発光が停止したときの第３の画像データを取得し、第１の画像データから第２の画像データにかけて暗から明に変化した領域の輝度の変化量を第１の比較データとし、第２の画像データから第３の画像データにかけて明から暗に変化した領域の輝度の変化量を第２の比較データとし、第１の比較データのそれぞれの領域の輝度の変化量を二値化し、第２の比較データのそれぞれの領域の輝度の変化量を二値化し、二値化された第１の比較データと第２の比較データとの論理積が演算されて、画像データ内での前記発光部の位置が特定されることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の光検知装置は、第１の画像データから第２の画像データに変化したときに、明から暗に変化した画像データを無視している。そのため、第１の比較データに、第２の画像データで得られた光のイメージを残しながら、一方において、背景画像の明から暗への変化を除去できる。次に、第２の画像データから第３の画像データに変化したときに、暗から明に変化した画像データを無視している。そのため、第２の比較データに第２の画像データで得られた光のイメージを残しながら、一方において、背景画像の暗から明への変化を除去できる。
【００１３】
第１の比較データと第２の比較データが、第２の画像データで得られた同じ光のイメージを含み、しかもそれぞれの比較データでは、背景画像の変化によるノイズが低減している。そのため、背景画像の変化に伴うノイズの影響が少なく、発光部から発せられた光の位置を画像データ上で特定できるようになる。
また、上記論理積による演算を行うと、第１の画像データから第２の画像データに変化したときに、暗から明に変化した背景画像があったとしても、これを除去でき、第２の画像データから第３の画像データに変化したときに、明から暗に変化した背景画像があったとしても、これを除去することができる。そのため、背景画像の変化によるノイズを高い確率で除去できるようになる。
【００１４】
例えば、本発明は、前記監視部では、第１の画像データのそれぞれの領域の輝度から第２の画像データのそれぞれの領域の輝度を減算し、０以下の減算値を第１の比較データとし、または第２の画像データのそれぞれの領域の輝度から第１の画像データのそれぞれの領域の輝度を減算し、０以上の減算値を第１の比較データとするものである。
【００１５】
また、前記監視部では、第２の画像データのそれぞれの領域の輝度から第３の画像データのそれぞれの領域の輝度を減算し、０以上の減算値を第２の比較データとし、または第３の画像データのそれぞれの領域の輝度から第２の画像データのそれぞれの領域の輝度を減算し、０以下の減算値を第２の比較データとするものである。
【００１８】
本発明は、第１の比較データと第２の比較データとから、画像データ内での前記発光部の位置が特定されることで、前記可動部と前記監視部との相対位置が求められるものである。
【００１９】
さらに、本発明は、前記監視部に制御用発光部が設けられ、前記可動部に制御用受光部が設けられ、制御用発光部と制御用受光部との光通信によって、発光部の発光タイミングと、前記画像検知部での画像データの取得タイミングとが同期させられているものとすることが好ましい。
【００２０】
なお、発光タイミングと画像データの取得タイミングを同期させるための通信手段は、上記光通信に限られず、電波を使用した通信や有線通信であってもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、可動部に設けられた発光部から発せられた光を、監視部において、背景のノイズを低減させた状態で検知することができ、画像データ内での発光部の位置を、複雑な画像処理を行うことなく、高い精度で認識することができる。したがって、高精度な遠隔操作装置や、その他の位置検知装置、あるいは光情報を空間内で伝送する伝達装置などに使用したときに、発光部からの光を低ノイズで取得できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の光検知装置を使用した遠隔操作装置の一例を示す斜視図、
【図２】可動部と監視部の構造を示す回路ブロック図、
【図３】（Ａ）は連続する各フレーム毎に取得される画像データの概念図、（Ｂ）は発光部の発光タイミングを示すタイミング図、
【図４】画像データの一部を用いて演算方法を説明する説明図、
【図５】画像処理および演算処理のフローチャート、
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１に、テレビ受像機１と、テレビ受像機１を操作する遠隔操作装置２が示されている。遠隔操作装置２に可動部４が搭載され、テレビ受像機１に監視部１０が搭載され、可動部４と監視部１０とで光検知装置３が構成されている。
【００２４】
光検知装置３では、可動部４の動きが監視部１０で検知される。監視部１０で検知された可動部の移動情報がテレビ受像機１の制御部に与えられ、例えば、テレビ受像機１の画面１ａに映し出された複数のメニューを、遠隔操作装置２を空間内で動かして選択するなどの操作が可能になる。また、光検知装置３を使用した遠隔操作装置２は、テレビ受像機１の操作に拘わらず、パーソナルコンピュータやその他のＡＶ機器などに使用することが可能である。
【００２５】
図２（Ａ）に示すように、可動部４の２箇所に発光部５，６が設けられている。発光部５，６は、遠隔操作装置２の筐体の前部２ａにおいて、遠隔操作装置２の幅方向に距離を開けて配置されている。発光部５，６は、赤外線光を発する発光ダイオードと、発光ダイオードから発せられる光を、遠隔操作装置２の前方に指向させるレンズなどを有している。図１に示すように、発光部５から発せられる操作光５ａと、発光部６から発せられる操作光６ａは、監視部１０に向けられる。
【００２６】
可動部４には、監視部１０から発せられる制御光１９ａを検知する制御用受光部７が設けられている。可動部４に、ＣＰＵやメモリを有する可動側制御部８が搭載されている。発光部５と発光部６の発光タイミングは、可動側制御部８によって制御され、制御用受光部７での制御光１９ａの受光信号が、可動側制御部８に与えられる。また、遠隔操作装置２に、可動部４に電源を供給する電池収納部や、可動部４の動作のＯＮ−ＯＦＦを切り換えるスイッチが設けられている。
【００２７】
図２（Ｂ）に示すように、監視部１０には、受光部１１が設けられている。受光部１１は、監視部１０において、遠隔操作装置２に向けて配置されている。受光部１１には、集光レンズ１２と、集光レンズ１２で集光された画像を検知するＣＭＯＳなどのイメージセンサ１３が設けられている。イメージセンサ１３の検知出力は画像検知部１４に与えられる。イメージセンサ１３には、発光部５，６から発光される操作光５ａ，６ａと、さらにその背景の光が検知され、画像検知部１４において、操作光５ａ，６ａの光イメージと、背景のイメージを含む画像データが生成される。
【００２８】
監視部１０には監視側制御部１５が設けられている。監視側制御部１５に、プログラミングが可能な集積回路であるＦＰＧＡ１６とＣＰＵ１７およびメモリ１８が設けられている。画像検知部１４で得られた画像データは、監視側制御部１５で分析され、演算されて、監視部１０と可動部４との相対位置が特定される。
【００２９】
監視部１０には、制御用発光部１９が設けられている。制御用発光部１９は、赤外線光を発する発光ダイオードおよび、赤外線光を遠隔操作装置２が存在する方向へ指向させるレンズなどから構成されている。制御用発光部１９から発せられる制御光１９ａは、可動部４の制御用受光部７で検知される。制御用発光部１９は、画像検知部１４に接続されており、画像検知部１４が受光部１１から画像データを取得するタイミングに合わせて、制御用発光部１９が制御光１９ａを発する。
【００３０】
次に、遠隔操作装置２による操作、および光検知装置３の動作を説明する。
遠隔操作装置２を用いて操作入力を行うときは、図１に示すように、遠隔操作装置２の前部２ａをテレビ受像機１に向ける。
【００３１】
図２（Ｂ）に示す監視部１０では、受光部１１のイメージセンサ１３で、遠隔操作装置２およびその背景の画像イメージが検知される。画像検知部１４は、イメージセンサ１３の検知出力から一定の時間間隔で画像データを取得する。１回で取得した画像データが１フレーム分の画像データである。図３（Ａ）では、順番に取得されるフレーム単位の画像データが（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、・・・で示されている。フレーム単位の画像データの取得周期は例えば３３．３ｍｓｅｃである。
【００３２】
監視部１０では、画像検知部１４においてフレーム単位で画像データを取得するタイミングに合わせて、制御用発光部１９から制御光１９ａが発せられる。可動部４において、制御光１９ａが制御用受光部７で受光されると、可動側制御部８は、制御光１９ａの受光タイミングに合わせて発光部５と発光部６を発光状態と発光停止状態とに切り換える。
【００３３】
図３（Ｂ）に、発光部５と発光部６が発光状態（ＯＮ）となるタイミングが示されている。発光状態（ＯＮ）となるタイミングの周期Ｔは、画像検知部１４が画像データを取得するフレーム周期の２倍であり、例えば発光周期Ｔは６６．６ｍｓｅｃである。そのため、１フレームおきに、画像データに発光部５，６から発せられた操作光５ａ，６ａのイメージが映し出される。図３（Ａ）では、フレーム（ｂ）の画像データとフレーム（ｄ）の画像データに操作光５ａ，６ａが映し出されている。
【００３４】
この実施の形態では、フレーム（ｂ）とフレーム（ｄ）とで、発光部５と発光部６が同時に発光状態（ＯＮ）となるが、発光部５と発光部６とが周期Ｔで交互に発光状態となり、フレーム（ｂ）で一方の操作光５ａのみが映し出され、フレーム（ｄ）で他方の操作光６ａのみが映し出されるようにしてもよい。
【００３５】
図３（Ａ）に示す各フレームに示す画像データには、背景として人の頭２１と人の手２２のイメージが映っており、手２２に遠隔操作装置２が保持されている。フレーム（ｂ）とフレーム（ｄ）は、発光部５，６が点灯したときの画像データであり、手２２のイメージの中に操作光５ａ，６ａが映っている。また、遠隔操作装置２を保持した手２２は動いており、図３（Ａ）に示す各フレームの画像データで、手２２の位置が変化している。
【００３６】
図３（Ａ）の各フレームの画像データには、背景として明るい窓２３と家具２４が映っている。画像データ内で窓２３と家具２４の背景の輝度などが時間に応じて変化することもある。
【００３７】
監視部１０に設けられた監視側制御部１５では、図３（Ａ）に示す各フレームの画像データから操作光５ａ，６ａのイメージを抽出し、手２２の画像が動くことによるノイズを低減し、窓２３などの背景の輝度の変化によるノイズを低減するために、図５に示すフローチャートに基づいて制御動作を行う。
【００３８】
図５に示すＳＴ１（ステップ１）では、発光部５，６の発光が停止しているフレーム（ａ）の画像データ（第１の画像データ）が取得され、ＳＴ２で、その直後に発光部５，６が発光したフレーム（ｂ）の画像データ（第２の画像データ）が取得される。
【００３９】
各フレームの画像データは、監視側制御部１５においてディジタル値に変換されてメモリ１８に保持される。ディジタル化された画像データは、１つの画素を１つの単位とした領域に区分され、あるいは一定数の画素群を１つの単位とした領域に区分される。それぞれの領域で検知された画像の輝度は、一定の範囲の階調データとして把握される。例えば、最も暗い領域の輝度の階調データが「０」であり、最も明るい領域の輝度の階調データが「２５５」である。
【００４０】
ＳＴ３では、ＳＴ１で得られたフレーム（ａ）の画像データから、ＳＴ２で得られたフレーム（ｂ）の画像データを減算する。すなわち、画像データのそれぞれの領域毎に、操作光５ａ，６ａの発光が停止しているときの輝度の階調データから、操作光５ａ，６ａが発光しているときの輝度の階調データを減算する。そして、減算したデータのうちの「０」以下のデータのみを取得し、「０」を越える減算データを無視して第１の比較データとする。第１の比較データには、フレーム（ａ）の画像データからフレーム（ｂ）の画像データに移行するときに、「暗」から「明」に変化した領域の輝度の変化量のみが含まれ、「明」から「暗」に変化した輝度の変化量は含まれない。
【００４１】
したがって、ＳＴ３で得られる第１の比較データには、フレーム（ｂ）の操作光５ａ，５ｂのイメージが映し出されているが、フレーム（ａ）からフレーム（ｂ）にかけて輝度が「明」から「暗」に変化した背景イメージは残らない。
【００４２】
なお、ＳＴ３において、操作光５ａ，６ａが発光しているフレーム（ｂ）の画像データから、操作光５ａ，６ａの発光が停止しているフレーム（ａ）の画像データを演算し、減算したデータのうちの「０」以上のデータのみを取得することによっても第１の比較データを得ることができる。
【００４３】
ＳＴ４では、操作光５ａ，６ａの発光が停止したフレーム（ｃ）の画像データ（第３の画像データ）が取得される。この画像データがディジタル化され、各領域の輝度が「０」〜「２５５」の階調データとなる。ディジタル化された画像データはメモリ１８に保持される。
【００４４】
ＳＴ５では、ＳＴ２で得られたフレーム（ｂ）の画像データから、ＳＴ４で得られたフレーム（ｃ）の画像データを減算する。すなわち、画像データのそれぞれの領域毎に、操作光５ａ，６ａが発光しているときの輝度の階調データから、操作光５ａ，６ａの発光が停止しているときの輝度の階調データを減算する。そして、減算したデータのうちの「０」以上のデータのみを取得し、「０」未満の減算データを無視して第２の比較データとする。第２の比較データには、フレーム（ｂ）からフレーム（ｃ）に移行するときに、「明」から「暗」に変化した領域の輝度の変化量のみが含まれ、「暗」から「明」に変化した輝度の変化量は含まれない。
【００４５】
したがって、ＳＴ５で得られる第２の比較データに、操作光５ａ，５ｂが映し出されているが、フレーム（ｂ）からフレーム（ｃ）にかけて輝度が「暗」から「明」に変化した背景イメージが残らない。
【００４６】
なお、ＳＴ５において、操作光５ａ，６ａの発光が停止しているフレーム（ｃ）の画像データから、操作光５ａ，６ａが発光しているときのフレーム（ｂ）の画像データを演算し、減算したデータのうちの「０」以下のデータのみを取得することによっても第２の比較データを得ることができる。
【００４７】
ＳＴ３で得られた第１の比較データと、ＳＴ５で得られた第２の比較データは、共に操作光５ａ，６ａのイメージが残るが、この操作光５ａ，６ａのイメージは、ＳＴ２で取得された同じフレーム（ｂ）の画像のみから得たものであるため、第１の比較データと第２の比較データとの間で操作光５ａ，６ａのイメージの位置のずれは生じない。そして第１の比較データに、「明」から「暗」に変化する背景イメージのノイズが含まれず、第２の比較データに、「暗」から「明」に変化する背景イメージのノイズが含まれなない。よって、第１の比較データと第２の比較データとから、画像データ上での操作光５ａ，６ａの座標位置を低ノイズで取得することができる。
【００４８】
図５に示す実施の形態では、ＳＴ６において、ＳＴ３で得られた第１の比較データの絶対値と、ＳＴ５で得られた第２の比較データの絶対値をそれぞれ二値化し、両比較データの論理積を演算している。この演算により、第１の比較データと第２の比較データに残るノイズをさらに除去することが可能である。
【００４９】
図４には、ＳＴ１からＳＴ６の画像処理がさらに詳しく示されている。
図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、それぞれフレーム（ａ）（ｂ）（ｃ）の画像データの一部である縦長の部分を切り出して模式的に示している。縦長の画像データは、（１）（２）（３）・・・（１５）で示すように１５の領域に区分されている。前述のように、１つの画素が１つの単位となって領域が区分されており、または複数の画素が１つの単位となって領域が区分されている。縦長の画像データの右側に、それぞれの領域の輝度を示す階調データが示されている。
【００５０】
図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の縦長の画像データには、人の手２２のイメージが階調「５０」で示され、手２２のイメージの上下に、明るい窓２３の背景イメージが階調「２００」で示されている。図４（Ｂ）に示すフレーム（ｂ）は、操作光６ａが点灯しており、その階調データが「２５０」である。また、フレーム（ａ）（ｂ）（ｃ）の順で、手２２の位置が画像データの上に向けて動いている。
【００５１】
図４（Ｄ）は、ＳＴ３で説明した第１の比較データを示している。この比較データは、図４（Ａ）に示すフレーム（ａ）の各領域の輝度データから図４（Ｂ）に示すフレーム（ｂ）の各領域の輝度データを減算し、減算された値のうちの、「０」以下となる値の絶対値のみを保持したものである。フレーム（ｂ）では領域（８）（９）（１０）に操作光６ａのイメージが現れている。この領域（８）（９）（１０）の減算値は、「５０−２５０＝−２００」であり、「０」以下であるため、図４（Ｄ）の第１の比較データでは、領域（８）（９）（１０）に絶対値「２００」が保持される。
【００５２】
フレーム（ａ）は領域（４）が窓２３の背景イメージであるが、フレーム（ｂ）では領域（４）に人の手２２のイメージが移動してきている。領域（４）の減算値は、「２００−５０＝１５０」となり、「０」を超えるため、このデータは無視され、図４（Ｄ）に示す第１の比較データでは、領域（４）が「０」である。フレーム（ａ）は領域（１３）に人の手２２が位置しているが、フレーム（ｂ）では領域（１３）が窓２３の背景イメージに変化している。領域（１３）の減算値は、「５０−２００＝−１５０」であり、「０」以下であるため、第１の比較データでは、領域（１３）に絶対値「１５０」が保持される。
【００５３】
フレーム（ａ）とフレーム（ｂ）では、上記以外の領域で、輝度が変化しないため、図４（Ｄ）に示す第１の比較データでは、それぞれの領域に「０」が保持される。
【００５４】
図４（Ｅ）は、ＳＴ５で説明した第２の比較データを示している。第２の比較データは、図４（Ｂ）に示すフレーム（ｂ）の各領域の輝度データから図４（Ｃ）に示すフレーム（ｃ）の各領域の輝度データを減算し、減算値が「０」以上となる値の絶対値を保持したものである。フレーム（ｃ）では操作光６ａが消えるが、領域（８）（９）（１０）では、減算値が、「２５０−５０＝２００」となり、「０」以上であるため、図４（Ｅ）の第２の比較データでは、領域（８）（９）（１０）に絶対値「２００」が保持される。
【００５５】
フレーム（ｂ）は領域（３）が窓２３の背景イメージであったが、フレーム（ｃ）では領域（３）に人の手２２のイメージが移動してきている。領域（３）の減算値は、「２００−５０＝１５０」となり、「０」以上であるため、図４（Ｅ）の第２の比較データでは、領域（３）に絶対値「１５０」が保持されている。フレーム（ｂ）では領域（１２）が手２２のイメージであったが、フレーム（ｃ）は領域（１２）が窓２３の背景イメージに変化している。領域（１２）の減算値は、「５０−２００＝−１５０」であり、「０」未満であるため、これが無視され、第２の比較データでは、領域（１２）に「０」が保持されている。
【００５６】
フレーム（ｂ）とフレーム（ｃ）では、上記以外の領域で、輝度が変化しないため、図４（Ｅ）に示す第２の比較データでは、それぞれの領域に「０」が保持される。
【００５７】
図４（Ｄ）に示す第１の比較データと図４（Ｅ）に示す第２の比較データは、操作光６ａの存在を意味する輝度の絶対値「２００」が同じ領域（８）（９）（１０）に現れている。そして、第１の比較データでは、領域（４）における背景の変化が現れることがなく、第２の比較データでは、領域（１２）における背景の変化が現れない。よって、第１の比較データと第２の比較データの双方、あるいはいずれか一方の比較データを使用することで、低ノイズで画像データ内での操作光の位置を高精度に特定できる。
【００５８】
図４（Ｆ）は、ＳＴ６で説明した論理積の演算結果を示している。この演算では、図４（Ｄ）に示す第１の比較データと図４（Ｅ）に示す第２の比較データに保持されている絶対値を所定のしきい値で二値化する。例えば、「１００」以上を「１」とし、それ未満を「０」とする。そして、二値化された第１の比較データと第２の比較データの論理積を演算すると、図４（Ｆ）に示すように、操作光６ａが存在する領域（８）（９）（１０）のみが「１」でそれ以外は「０」になる。よって、操作光の位置を特定でき、操作光以外の背景の変化を相殺でき、ノイズを高い確率で除去できるようになる。
【００５９】
次に、図５に示すＳＴ７では、ＳＴ６の演算結果を用いて、画像データ内での操作光５ａ，６ａの座標位置を特定し、監視部１０と遠隔操作装置２との相対位置を演算する。
【００６０】
図５に示すように、ＳＴ７の次に、ＳＴ２に移行し、操作光５ａ，６ａが発光するフレーム（ｄ）の画像データを取得する。ＳＴ３では、ＳＴ４で取得されたフレーム（ｃ）の画像から、ＳＴ２で取得されたフレーム（ｄ）の画像データが減算されて第１の比較データが得られる。
【００６１】
さらに、ＳＴ４では、フレーム（ｅ）の画像データが取得され、ＳＴ５において、フレーム（ｄ）の画像データからフレーム（ｅ）の画像データが減算されて第２の比較データが得られる。その後のＳＴ６の論理積の演算の結果、フレーム（ｄ）の画像データに現れた操作光５ａ，６ａのイメージの位置が特定される。
【００６２】
上記フローを繰り返すことで、画像データ内での２つの操作光５ａ，６ａの位置および移動軌跡を低ノイズで検知することができる。
【００６３】
監視側制御部１５では、一方の操作光５ａのイメージと、他方の操作光６ａのイメージの距離から、遠隔操作装置２に搭載された可動部４と、テレビ受像機１に固定されている監視部１０との距離が算出される。算出された距離と、画像データ内での２つの操作光５ａ，６ａの移動距離とから、遠隔操作装置２によってどのような操作入力を行おうとしているのかが推定される。
【００６４】
なお、本発明は、可動部４に設けられている発光部が１つであっても、可動部と監視部との相対動作を検知することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の光検知装置は、前記実施の形態で説明した遠隔操作装置の他に、工場内での物の移動状態を検知したり、屋外での物の移動状態を検知する位置検知装置に使用することができる。あるいは、画像データ内での操作光の移動軌跡を分析して文字入力を行う装置や、画像データ内での操作光の動きで情報を伝達する伝達装置として使用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１  テレビ受像機
２  遠隔操作装置
３  光検知装置
４  可動部
５  発光部
５ａ  操作光
６  発光部
６ａ  操作光
８  可動側制御部
１１  受光部
１３  イメージセンサ
１４  画像検知部
１５  監視側制御部
２１  頭
２２  手
２３，２４  背景となる窓と家具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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