專(zhuān)利名稱(chēng)：投影儀以及投影圖像的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種投影儀以及一種投影圖像的方法，尤其涉及一種將 一幅圖像投影到第 一和第二投影平面的投影儀以及一種將圖像投影到第
一和第二投影平面的投影的方法。
背景技術(shù)：
激光投影儀作為一種利用激光束投影圖像的投影儀被人們所熟知。 如果采用諸如激光投影儀這種裝置，該投影儀將圖像投影到遠(yuǎn)離該裝置 的位置，用戶(hù)利用指示棒指示屏幕上預(yù)定的點(diǎn)，到達(dá)從用戶(hù)位置或利用 激光束照射屏幕的激光指示器投影圖像的屏幕上。在圖像數(shù)據(jù)從另一信 息設(shè)備輸入到投影儀的情況下，用戶(hù)通過(guò)諸如在另 一信息設(shè)備中包括的 觸摸面板或鼠標(biāo)的輸入設(shè)備指示預(yù)定的點(diǎn)。此外，還存在另一種在用戶(hù) 預(yù)定的點(diǎn)上輸入投影儀信息的熟知的技術(shù)。
例如，公開(kāi)號(hào)為2000-305706的日本專(zhuān)利公開(kāi)了一種數(shù)據(jù)輸入裝置， 其包括通過(guò)檢測(cè)臨時(shí)出現(xiàn)在位于該裝置體之外的輸入?yún)^(qū)域中的阻礙物而 確定數(shù)據(jù)輸入的設(shè)備。該數(shù)據(jù)輸入裝置包括將圖形圖像投影到輸入?yún)^(qū)域 的表面上的設(shè)備。虛擬鍵盤(pán)被投影到數(shù)據(jù)輸入設(shè)備的前表面或位于數(shù)據(jù) 輸入裝置的折疊部分內(nèi)的表面上。利用激光器二極管以及偏轉(zhuǎn)光學(xué)裝置 在表面上產(chǎn)生虛擬鍵盤(pán)的圖像，利用紅外傳送設(shè)備和紅外接收設(shè)備能精 確地檢測(cè)到位于該虛擬鍵盤(pán)的區(qū)域上的指示器或手指。
公開(kāi)號(hào)為2000-066818的日本專(zhuān)利公開(kāi)了 一種執(zhí)行鍵輸入到信息處 理裝置的鍵盤(pán)終端。該鍵盤(pán)終端包括發(fā)光到其中多個(gè)鍵以虛擬的方式排 列的虛擬鍵盤(pán)的每個(gè)鍵的第一和第二發(fā)光單元，接受分別從第一和第二 發(fā)光單元發(fā)出以及從位于虛擬鍵盤(pán)的每個(gè)鍵對(duì)應(yīng)的位置上的物體折射的 光的光接受單元，以及檢測(cè)虛擬鍵盤(pán)中哪個(gè)鍵對(duì)應(yīng)位于基于光接受單元 接受的信號(hào)的位置上的手指F并執(zhí)行對(duì)應(yīng)于檢測(cè)到的鍵的鍵輸入的鍵檢 測(cè)設(shè)備。當(dāng)移動(dòng)手指按壓虛擬鍵盤(pán)中的每個(gè)鍵時(shí)，從第一和笫二發(fā)光單 元發(fā)出并由手指反射的光被檢測(cè)，以及對(duì)應(yīng)于檢測(cè)到的光的哪個(gè)鍵被檢 測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)具有虛擬鍵盤(pán)的鍵輸入。
公開(kāi)號(hào)為2007-108507的日本專(zhuān)利公開(kāi)了 一種投影儀裝置，該裝置包括利用半反射鏡分離從投影儀裝置入射的光并將圖像投影到具有該分 離光的投影儀裝置附近用戶(hù)保留的小屏幕上的設(shè)備，以及接受小屏幕中 用戶(hù)的操作以通過(guò)投影儀裝置將用戶(hù)的操作傳送到個(gè)人計(jì)算機(jī)的設(shè)備。
公開(kāi)號(hào)為2006-295779的日本專(zhuān)利公開(kāi)了一種包括第一底架和第二 底架的便攜式信息裝置。第一底架包括投影型輸入顯示設(shè)備、投影型顯 示設(shè)備以及檢測(cè)出現(xiàn)在輸入顯示區(qū)域中的阻礙物的輸入確定設(shè)備。第一 信息由投影型輸入顯示設(shè)備投影并顯示在該投影型輸入顯示設(shè)備上。第 二底架以可開(kāi)和可閉的方式連接于第一底架。在該便攜式信息裝置中， 顯示投影型輸入顯示設(shè)備投影的笫 一信息的輸入顯示區(qū)域以及顯示投影 型顯示設(shè)備投影的第二信息的顯示區(qū)域通過(guò)第一底架和第二底架之間形 成的開(kāi)閉角度能設(shè)置到任意位置。
公開(kāi)號(hào)為2005-038422的日本專(zhuān)利公開(kāi)了 一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，在該計(jì) 算機(jī)設(shè)備中投影儀將用戶(hù)輸入顯示方案投影到表面上。計(jì)算機(jī)設(shè)備的投 影儀將用戶(hù)輸出顯示投影到表面上。用戶(hù)輸入顯示和用戶(hù)輸出顯示能從 同 一投影儀投影。用戶(hù)輸入顯示和用戶(hù)輸出顯示可投影到不同的表面上。 利用反射鏡系統(tǒng)能劃分并定向單個(gè)的投影圖像。
在公開(kāi)號(hào)為08-076923的日本專(zhuān)利公開(kāi)的投影顯示裝置中，透射型 投影儀中使用了集成顯示器的面板，透射型投影儀被設(shè)置成使得光源發(fā) 出的光通過(guò)顯示表面透射，而圖像顯示在顯示器表面的顯示區(qū)域中，集 成顯示器的面板連接的輸入筆尖的坐標(biāo)位置被檢測(cè)到，處理區(qū)域設(shè)置在 顯示區(qū)域中以使得輸入筆尖能在處理區(qū)域中執(zhí)行指示，散射來(lái)自光源的 部分光的散射板隨即設(shè)置在處理區(qū)域的下方，光源發(fā)出的光在散射板的 處理區(qū)域中被散射，處理區(qū)域視覺(jué)上能從操作者側(cè)的位置辨別出，而處 理區(qū)域不顯示在屏幕上。
公開(kāi)號(hào)為08-328695的日本專(zhuān)利公開(kāi)了一種具有投影顯示功能的電 子儀器，在該電子儀器中顯示屏圖像和投影圖像能通過(guò)顯示開(kāi)關(guān)鍵被開(kāi) 關(guān)或同時(shí)顯示。投影的圖像被顯示而顯示單元被拆分使得不阻擋投影圖 像。
然而，在常規(guī)的技術(shù)中，為了用戶(hù)在投影圖像中指出預(yù)定的點(diǎn)，必 須在投影儀中提供一種復(fù)雜的、昂貴的影像觸摸傳感器或必須準(zhǔn)備另一 設(shè)備，即激光指示器或投影儀之外的另一信息設(shè)備
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種包括簡(jiǎn)單的影像觸 摸傳感器的投影儀。
根據(jù)本發(fā)明的第 一方面，提供一種將圖像投影到第 一和第二投影平
面上的投影儀。該投影儀包括根據(jù)圖像信號(hào)用于發(fā)射激光束的激光束 發(fā)生器；用于將該激光束分離成到第一投影平面的第一激光束以及到第 二投影平面的第二激光束的激光束分離器；位于激光束發(fā)生器和激光束 分離器之間的掃描單元，其用于掃描從激光束發(fā)生器朝向激光束分離器 的激光束；用于接收第一激光束的反射光的光接收器；基于光接收器的 光接收結(jié)果用于計(jì)算指示位于第一激光束的光路中的阻礙物的位置的位 置信息的計(jì)算部分；以及基于該位置信息用于改變圖像信號(hào)以使得指示 器顯示在圖像中的顯示控制部分。
該圖像優(yōu)選地包括第一圖像和第二圖像。光束分離器位于和掃描單 元掃描的激光束的光路中第一圖像相對(duì)應(yīng)的部分中。第一激光束將第一 和第二圖像投影到第一投影平面上。第二激光束將笫一圖像投影到第二 投影平面上。
圖像信號(hào)優(yōu)選地包括垂直同步信號(hào)。光接收器獲得反射光的二維入 射方向。計(jì)算部分根據(jù)該二維入射方向和垂直同步信號(hào)計(jì)算位置信息。
圖像信號(hào)優(yōu)選地包括垂直同步信號(hào)和水平同步信號(hào)。光接收器獲得 反射光的一維入射方向。計(jì)算部分根據(jù)一維入射方向、垂直同步信號(hào)和 水平同步信號(hào)計(jì)算位置信息。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種將圖像投影到第一和第二投影平 面的投影儀。該投影儀包括根據(jù)圖像信號(hào)用于發(fā)射激光束的激光束發(fā) 生器；用于將該激光束分離成到第一投影平面的第一激光束以及到第二 投影平面的第二激光束的激光束分離器；位于激光束發(fā)生器和激光束分 離器之間的掃描單元，其用于掃描從激光束發(fā)生器朝向激光束分離器的 激光束；用于接收第一激光束的反射光的光接收器；基于光接收器的光 接收結(jié)果用于計(jì)算指示位于第一激光束的光路中的阻礙物的位置的位置 信息以及指示阻礙物的位置變化的變化信息的計(jì)算部分；以及基于該位 置信息和變化信息用于產(chǎn)生到投影儀的操作命令的產(chǎn)生部分。
該圖像優(yōu)選地包括第 一圖像和第二圖像。光束分離器位于和掃描單 元掃描的激光束的光路中第一圖像對(duì)應(yīng)的部分中。第一激光束將第一和 第二圖像投影到第一投影平面上。第二激光束將第一圖像投影到第二投影平面上。
圖像信號(hào)優(yōu)選地包括垂直同步信號(hào)。光接收器獲得反射光的二維入 射方向。計(jì)算部分根據(jù)該二維入射方向和垂直同步信號(hào)計(jì)算位置信息。
圖像信號(hào)優(yōu)選地包括垂直同步信號(hào)和水平同步信號(hào)。光接收器獲得 反射光的一維入射方向。計(jì)算部分根據(jù)一維入射方向、垂直同步信號(hào)和 水平同步信號(hào)計(jì)算位置信息。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種將提供到第一和第二投影平面上
的方法。該投影圖像的方法包括下述步驟根據(jù)圖像信號(hào)發(fā)射激光束； 掃描該激光束；將掃描過(guò)的激光束分離為到第一投影平面的第一激光束 和到第二投影平面的第二激光束；接收第一激光束的反射光；基于反射 光的接收結(jié)果計(jì)算指示位于第一激光束的光路中阻礙物的位置的位置信 息；基于該位置信息改變圖像信號(hào)以使得指示器顯示在圖像中。
該圖像優(yōu)選地包括第一圖像和笫二圖像。分離掃描過(guò)的激光束的步 驟包括將掃描過(guò)的激光束分離為與笫一和第二圖像對(duì)應(yīng)的第一激光束以 及與第一圖像對(duì)應(yīng)的第二激光束的步驟。投影圖像的方法進(jìn)一步包括下 述步驟使用所述第一激；以及使用所述第二激光束將所述第一圖像投 影到所述第二投影平面。
圖像信號(hào)優(yōu)選地包括垂直同步信號(hào)。接收反射光的步驟包括獲得反 射光的二維入射方向的步驟。計(jì)算位置信息的步驟包括基于該二維入射 方向和垂直同步信號(hào)計(jì)算位置信息的步驟。
圖像信號(hào)優(yōu)選地包括垂直同步信號(hào)和水平同步信號(hào)。接收反射光的 步驟包括獲得反射光的一維入射方向的步驟。計(jì)算位置信息包括基于該 一維入射方向、垂直同步信號(hào)和水平同步信號(hào)計(jì)算位置信息的步驟。
因此，本發(fā)明能提供一種包括簡(jiǎn)單的影像觸摸傳感器的投影儀。
當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)，根據(jù)下述對(duì)本發(fā)明詳細(xì)的說(shuō)明，本發(fā)明前述的以及 其它的目的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯.


圖1是一示意圖，其顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的投影儀位于桌子上 的狀態(tài)。
圖2是顯示激光投影儀的硬件結(jié)構(gòu)的框圖。
圖3是顯示光被電流鏡子反射之后的三波長(zhǎng)激光束的光學(xué)系統(tǒng)的示 意圖。圖4是顯示包括在投影儀中的功能結(jié)構(gòu)的框圖。 圖5是顯示從投影儀發(fā)出的激光束以及CCD傳感器接收的反射光的 示意圖。
圖6是顯示CCD傳感器接收的反射光的光接收像素的示意圖。
圖7是在不存在外部阻礙物的狀態(tài)下顯示作為輸入接口單元的影像
觸摸面板的光學(xué)系統(tǒng)的示意圖。
圖8是在不存在外部阻礙物的狀態(tài)下一維CMOS陣列傳感器檢測(cè)的光
的時(shí)序的示意圖。
圖9是在外部阻礙物位于參考平面的狀態(tài)下顯示作為輸入接口單元 的影像觸摸面板的示意圖。
圖IO是在外部阻礙物觸摸參考平面的狀態(tài)下顯示一維CMOS陣列傳 感器檢測(cè)的光的時(shí)序的示意圖。
圖ll是在提升外部阻礙物的狀態(tài)下顯示作為輸入接口單元的影像觸 摸面板的示意圖。
圖12是在提升外部阻礙物的狀態(tài)下顯示一維CMOS陣列傳感器檢測(cè) 的光的時(shí)序的示意圖。
圖13是顯示獲得指示外部阻礙物的位置變化的變化信息的處理步驟 的流程圖。
圖14A是顯示圖像編輯應(yīng)用的圖像平面投影到屏幕上的狀態(tài)的第一 示意圖，以及圖14B是顯示圖像編輯應(yīng)用的圖像平面顯示在桌面上的狀 態(tài)的第一示意圖。
圖15A是顯示圖像編輯應(yīng)用的圖像平面投影到屏幕上的狀態(tài)的第二 示意圖，以及圖15B是顯示圖像編輯應(yīng)用的圖像平面顯示在桌面上的狀 態(tài)的第二示意圖。
圖16A是顯示圖像編輯應(yīng)用的圖像平面投影到屏幕上的狀態(tài)的第三 示意圖，以及圖16B是顯示圖像編輯應(yīng)用的圖像平面顯示在桌面上的狀 態(tài)的第三示意圖。
圖17A是顯示圖像編輯應(yīng)用的圖像平面投影到屏幕上的狀態(tài)的第四 示意圖，以及圖17B是顯示圖像編輯應(yīng)用的圖像平面顯示在桌面上的狀 態(tài)的第四示意圖。
圖18是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的修改方案的激光投影儀的側(cè)面透 視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。在下面的說(shuō)明書(shū)中，相同的 部件由相同的附圖標(biāo)記表示。相同適用于部件的名稱(chēng)和功能。因此，不
重復(fù)對(duì)其的詳細(xì)描述。 (使用方式)
參考圖1,將描述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的投影儀的使用方式。圖1
是顯示這一實(shí)施例的激光投影儀100置于桌子120上的狀態(tài)的示意圖。 投影儀100可以是一種可移動(dòng)型投影儀，它是具有便攜式尺寸或固定類(lèi) 型的投影儀。
例如，當(dāng)投影儀100置于桌子120上時(shí)被使用。投影儀100將表示 (顯示)圖像132A投影到屏幕130上(例如，垂直墻)。投影儀100還 將與表示圖像132A類(lèi)似的輸入圖像122A投影到桌子120的上表面上， 使得投影儀100的用戶(hù)能參考圖像132A。圖像122A的尺寸通常比圖像 132A的尺寸小。
投影儀100包括CCD(電荷耦合裝置)傳感器110。可替換地，投影 儀100包括如圖7所示的自由形態(tài)的表面透鏡111和一維CMOS (互補(bǔ)型 金屬氧化物半導(dǎo)體)陣列傳感器112。尤其，在投影儀100中，用戶(hù)參 考的輸入圖像122A包括圖像122F,例如用戶(hù)編輯該圖像所使用的圖標(biāo)。 (硬件結(jié)構(gòu))
參考圖2，下面將描述激光投影儀100的特殊結(jié)構(gòu)。圖2是顯示激 光投影儀100的硬件結(jié)構(gòu)的框圖。
投影儀100包括前端FPGA (現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)310、數(shù)字信號(hào)處 理器320、操作面板330、后端塊340、 SDRAM (同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ) 器)344、視頻RAM 345以及三波長(zhǎng)激光束發(fā)生器350。
前端FPGA 310包括數(shù)據(jù)/等級(jí)轉(zhuǎn)換器314、時(shí)序控制器311、數(shù)據(jù)控 制器312以及位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器313。數(shù)字信號(hào)處理器320包括反射鏡伺服 塊321和轉(zhuǎn)換器322。
三波長(zhǎng)激光束發(fā)生器350是包括激光控制電路351、 352和353、綠 色LD (激光器二極管)361、紅與藍(lán)色LD 362、偏振光束分離器363、 探測(cè)器370、電流鏡子(galvanic mirror ) 372和執(zhí)行器373的一種光 學(xué)系統(tǒng)。盡管該實(shí)施例中的紅與藍(lán)色LD 362由紅色LD和藍(lán)色LD集成形 成，但是紅與藍(lán)色LD 362也可單獨(dú)形成。操作面板330提供在投影儀100的底架側(cè)面的表面中。操作面板330 包括顯示操作內(nèi)容的顯示裝置(未示出)以及接受對(duì)投影儀100的輸入 操作的開(kāi)關(guān)(例如，+/-按鈕)。當(dāng)接受該操作時(shí)，操作面板330響應(yīng)該 操作將信號(hào)傳遞給后端塊340的CPU 341。
從投影儀100的外部傳送的圖像信號(hào)被輸入到視頻接口 342中。在 某一方面，投影儀IOO包括外部接口 343。 SD卡380插入在外部接口 343 中。外部接口 343從SD卡380中讀取數(shù)據(jù)，且該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在SDRAM 344 或視頻RAM 345中。
CPU 341基于傳送到操作面板330的輸入操作控制通過(guò)外部接口 343 輸入到投影儀100的信號(hào)的視頻投影。尤其，CPU 341傳送與前端FPGA 310 的時(shí)序控制器的相互通信，從而基于暫時(shí)保留在視頻RAM 345中的圖像 數(shù)據(jù)控制視頻顯示。
在前端FPGA 310中，時(shí)序控制器311基于CPU 341提供的指令通過(guò) 數(shù)據(jù)控制器312讀取保留在視頻RAM 345中的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)控制器312將 該讀取的數(shù)據(jù)傳送到位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器313中。位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器313基于時(shí)序 控制器311發(fā)出的命令將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)/等級(jí)轉(zhuǎn)換器314。位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 器313將從外部傳送的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適合于格式化激光束發(fā)射投影的 數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)/等級(jí)轉(zhuǎn)換器314將位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器313提供的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為顏色等 級(jí)數(shù)據(jù)，以便顯示G(綠色)、R(紅色)和B(藍(lán)色)這三種顏色的數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)/等級(jí)轉(zhuǎn)換器314將轉(zhuǎn)換過(guò)的數(shù)據(jù)傳送到激光控制電路351、 352和 353。
另一方面，時(shí)序控制器311與數(shù)字信號(hào)處理器320 —起控制雙軸電 流鏡子372的驅(qū)動(dòng)。更特別地，時(shí)序控制器311發(fā)出命令給反射鏡伺服 塊321以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器373。執(zhí)行器373根據(jù)該命令改變雙軸電流鏡子372 的位置和傾斜。也就是，時(shí)序控制器311通過(guò)反射鏡伺服塊321將信號(hào) 傳送給執(zhí)行器373，執(zhí)行器373基于該信號(hào)改變電流鏡子372的方向，由 此三波長(zhǎng)激光束發(fā)生器350執(zhí)行對(duì)三波長(zhǎng)激光束的掃描。
轉(zhuǎn)換器322基于時(shí)序控制器311傳送的信號(hào)對(duì)CCD傳感器IIO(或一 維CMOS陣列傳感器112 )傳送的信號(hào)執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換(模數(shù)轉(zhuǎn)換)，且轉(zhuǎn)換 器322將經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送到CPU 341。例如，當(dāng)CCD傳感器110 給位于拍攝范圍之內(nèi)的物體照相時(shí)，該物體的圖像信號(hào)被傳送到CPU341。當(dāng)對(duì)于顯示CCD傳感器110拍攝的圖像的設(shè)置可用時(shí)，CPU 341基 于到時(shí)序控制器311的數(shù)據(jù)發(fā)出命令以顯示該圖像。
轉(zhuǎn)換器322將反射鏡伺服塊321提供的信號(hào)傳送到CPU 341。例如， 轉(zhuǎn)換器322產(chǎn)生包括發(fā)給執(zhí)行器373的命令以及執(zhí)行器373的狀態(tài)的信 號(hào)，且轉(zhuǎn)換器322將該信號(hào)傳送到CPU 341。
激光控制電路351基于數(shù)據(jù)/等級(jí)轉(zhuǎn)換器314提供的信號(hào)控制綠色LD 361的驅(qū)動(dòng)。類(lèi)似地激光控制電路352和353根據(jù)數(shù)據(jù)/等級(jí)轉(zhuǎn)換器314 提供的命令來(lái)控制紅色LD和藍(lán)色LD。綠色LD 361和紅與藍(lán)色LD 362 根據(jù)該控制發(fā)射激光束。
偏振光束分離器363位于綠色LD 361發(fā)出的激光束的光路中。偏振 光束分離器363傳送綠色LD 361發(fā)出的激光束。偏振光束分離器363部 分地傳送并且部分地反射紅與藍(lán)色LD 362發(fā)出的激光束。探測(cè)器370位 于紅與藍(lán)色LD 362發(fā)出的每個(gè)激光束的光路中。通過(guò)偏振光束分離器363 的各個(gè)激光束通過(guò)透鏡371被集中在預(yù)定的范圍之內(nèi)且被雙軸電流鏡子 372反射。反射光被投影到投影儀100的外側(cè)。在這一點(diǎn)上，雙軸電流鏡 子372的傾斜通過(guò)執(zhí)行器373的驅(qū)動(dòng)被改變，因此外側(cè)被三波長(zhǎng)激光束 發(fā)生器350的反射光照射同時(shí)被反射光掃描。也就是，雙軸電流鏡子372 的方向被改變，因此外側(cè)被激光束照射同時(shí)被激光束掃描。
參考圖3，將描述光被電流鏡子372反射之后的三波長(zhǎng)激光束光學(xué)系 統(tǒng)。圖3是顯示光被電流鏡子372反射之后的三波長(zhǎng)激光束A的光學(xué)系 統(tǒng)的示意圖。在三波長(zhǎng)激光束發(fā)生器350中外側(cè)被照射且被電流鏡子372 掃描的三波長(zhǎng)激光束通過(guò)準(zhǔn)直透鏡381以變?yōu)槠叫泄狻Ｈ缓笕ㄩL(zhǎng)激光 束由空間光調(diào)制器382調(diào)制，且光分離器383由調(diào)制的三波長(zhǎng)激光束照 射。
光束分離器383位于三波長(zhǎng)激光束的光路的一部分中。因此，在三 波長(zhǎng)激光束中，只有照射激光分離器383的激光束由光束分離器383反 射(偏轉(zhuǎn))并投影到屏幕130的方向。在三波長(zhǎng)激光束中，通過(guò)沒(méi)有設(shè) 置光束分離器383的光路的激光束不被光束分離器383反射(偏轉(zhuǎn))并 且投影到桌子120的方向。
也就是，光束分離器383僅反射通過(guò)空間光調(diào)制器382傳送的那部 分激光束，從而分離通過(guò)空間光調(diào)制器382傳送的激光束。激光束的一 部分用于形成表示圖像132A。換句話說(shuō)，CPU 341控制前端FPGA 310和三波長(zhǎng)激光束發(fā)生器350以使得僅有應(yīng)該投影到屏幕130的表示圖像 132A的區(qū)域由光束分離器383的整個(gè)激光束反射。
放大透鏡384位于光束分離器383的屏幕130的方向的下游側(cè)上， 使得屏幕130由三波長(zhǎng)激光束照射，同時(shí)三波長(zhǎng)激光束^皮散射。另一方 面，放大透鏡385位于光束分離器383的屏幕130的方向的下游側(cè)上， 使得桌子120由三波長(zhǎng)激光束照射同時(shí)三波長(zhǎng)激光束被散射。因此，從 三波長(zhǎng)激光束發(fā)生器350發(fā)出且由光束分離器382的反射分離的那部分 激光束通過(guò)放大透鏡384。從三波長(zhǎng)激光束發(fā)生器350發(fā)出的那部分激光 束從投影儀IOO入射到屏幕130。
另一方面，通過(guò)光束分離器383傳送的三波長(zhǎng)激光束與不通過(guò)光束 分離器383傳送的三波長(zhǎng)激光束一起通過(guò)放大透鏡385,且通過(guò)光束分離 器383傳送的三波長(zhǎng)激光束以及不通過(guò)光束分離器383傳送的三波長(zhǎng)激 光束通過(guò)反射鏡(未示出)和透鏡(例如，圖5和圖7中的透鏡386 )以 便將圖像投影到桌子120上。通過(guò)光束分離器383傳送的三波長(zhǎng)激光束 以及不通過(guò)光束分離器383傳送的三波長(zhǎng)激光束用于顯示用戶(hù)參考的顯 示圖像122A。通過(guò)光束分離器383傳送的三波長(zhǎng)激光束用于形成類(lèi)似于 投影到屏幕130上的圖像132A的圖像。
另一方面，不通過(guò)光束分離器383傳送的三波長(zhǎng)激光束用于形成不 表示為投影到屏幕130上的顯示圖像132A的圖像，且不通過(guò)光束分離器 383傳送的三波長(zhǎng)激光束用于形成用戶(hù)利編輯圖像或文獻(xiàn)所用的專(zhuān)用圖 像122F。用戶(hù)參考的專(zhuān)用圖像122F包括投影到當(dāng)前屏幕130上的與圖像 132A相關(guān)的評(píng)論。因此，當(dāng)圖像132A顯示在屏幕130上時(shí)，用戶(hù)只能參 考桌子120上的專(zhuān)用圖像122F。也就是，當(dāng)圖像132A顯示在屏幕130 上時(shí)即使用戶(hù)忘記要說(shuō)的評(píng)論，用戶(hù)還能通過(guò)參考桌子120上的專(zhuān)用圖 像122F進(jìn)一步進(jìn)行顯示。
(功能結(jié)構(gòu))
參考圖4，將描述投影儀100的功能結(jié)構(gòu)。圖4是顯示投影儀100 包括的功能結(jié)構(gòu)的框圖。投影儀100包括激光束發(fā)生器(361和362 )、 掃描單元(372 )、光束分離器383、光接收器(110和112)、計(jì)算部分 (Ml-1 )、顯示控制部分(3"-2 )以及產(chǎn)生部分(3W-3 )。
例如，激光束發(fā)生器由綠色LD 361和紅與藍(lán)色LD 362實(shí)現(xiàn)。激光 發(fā)生器根據(jù)輸入到CPU 341的圖像信號(hào)以及CPU 341提供的圖像信號(hào)向掃描單元發(fā)射激光。激光束投影的圖像包括第一圖像和第二圖像。也就
是，CPU 341提供的圖像信號(hào)包括對(duì)應(yīng)于第一圖像的第一圖像信號(hào)和對(duì)應(yīng) 于第二圖像的第二圖像信號(hào)。
如后面所述，第一圖像投影到屏幕130和桌子120上。換句話說(shuō)， 第二圖像僅投影到桌子120上。也就是，顯示的參與者僅能瀏覽第一圖 像。另一方面，投影儀100的用戶(hù)(操作者)能瀏覽第一圖像和第二圖 像。例如，第二圖像是用于操作投影儀100的圖像或者在顯示第一圖像 期間用于指示應(yīng)該描述的內(nèi)容(評(píng)價(jià))的圖像。
例如，掃描單元由電流鏡子372實(shí)現(xiàn)。掃描單元掃描三波長(zhǎng)激光束 以用三波長(zhǎng)激光束照射光束分離器383。
光束分離器383提供掃描的激光束，同時(shí)激光束被分為第一方向和 第二方向。尤其，光束分離器383位于掃描的激光束的光路的一部分中， 且光束分離器383僅提供與第一圖像信號(hào)對(duì)應(yīng)的激光光束，同時(shí)激光束 被分為第一方向和第二方向。換句話說(shuō)，光束分離器383以第一激光束A 的形式將三波長(zhǎng)激光束的整體(第一和第二圖像對(duì)應(yīng)的部分)提供到第 一方向，且光束分離器383以第一激光束的形式將三波長(zhǎng)激光束的一部 分(第一圖像對(duì)應(yīng)的部分)提供到第二方向。也就是，光束分離器383 將三波長(zhǎng)激光束的一部分提供到第一和第二方向。三波長(zhǎng)激光的其余部 分僅提供到第一方向。
光接收器由CCD傳感器110或一維CMOS陣列傳感器112實(shí)現(xiàn)。光接 收器接受投影到第一方向的第一光束A中外部阻礙物10反射的反射光B。 尤其，例如，CCD傳感器110實(shí)現(xiàn)的光接收器在接受的反射光B的光接受 位置(光接受方向)處獲得水平方向分量和垂直方向分量?？商鎿Q地， 一維CMOS陣列傳感器112實(shí)現(xiàn)的光接收器在接受的反射光B的光接受位 置(光接受方向)處獲得垂直方向分量(光接受高度)。
實(shí)現(xiàn)計(jì)算部分341-1、顯示控制部分341-2以及產(chǎn)生部分341-3以使 得CPU 341讀取存儲(chǔ)在SDRAM 344中的控制程序以執(zhí)行該程序。
計(jì)算部分341-1基于光接收器接受的反射光B計(jì)算外部阻礙物10的 位置信息。計(jì)算部分341-1還基于該接受的反射光B計(jì)算表示外部阻礙 物10的位置變化的變化信息。尤其計(jì)算部分341-1計(jì)算從反射光B入射 到光接收器的入射方向(入射矢量)到三波長(zhǎng)激光束A的出射方向(出 射矢量)相互交叉的方向(入射矢量和出射矢量)的位置(坐標(biāo))，計(jì)算部分341-1識(shí)別外部阻礙物10存在的位置(坐標(biāo))。計(jì)算部分341-1計(jì) 算外部阻礙物10的最低端的位置(坐標(biāo))，且計(jì)算部分341-1識(shí)別最低 端(例如，最低端的位置的移動(dòng)方向或移動(dòng)速度)的位置(坐標(biāo))的時(shí) 間變-化。
尤其計(jì)算部分341-1基于CCD傳感器110傳送的反射光B的光接受 位置(光接受方向)處的水平方向分量和水平方向分量以及與反射光B 對(duì)應(yīng)的第一激光束A的垂直同步信號(hào)，計(jì)算外部阻礙物10的位置信息。 也就是，計(jì)算部分341-1獲取垂直同步信號(hào)以確定出射光(第一激光束A) 的高度，使得計(jì)算部分341-1能確認(rèn)反射光B的路徑(矢量)中與高度 對(duì)應(yīng)的水平方向位置(坐標(biāo))作為外部阻礙物10的表面。
可替換地，計(jì)算部分341-1基于一維CMOS陣列傳感器112傳送的反 射光B的光接受方向(光接受位置)中的垂直方向分量以及和反射光B 對(duì)應(yīng)的第一激光束A的垂直同步信號(hào)和水平同步信號(hào)，計(jì)算外部阻礙物 IO的位置信息。也就是，計(jì)算部分341-1獲取垂直同步信號(hào)和水平同步 信號(hào)以確定出射光(第一激光束A)的方向，使得計(jì)算部分341-1能確認(rèn) 與出射光(第一激光束A)的路徑(矢量)中反射光B的光接受方向的垂 直方向分量對(duì)應(yīng)的位置作為外部阻礙物10的表面。計(jì)算部分341-1還基 于位置信息的改變來(lái)計(jì)算表示外部阻礙物10的位置變化的變化信息。
顯示控制部分341-2基于計(jì)算的位置信息，利用激光發(fā)生器和掃描 單元顯示在與第二圖像中的外部阻礙物10的位置對(duì)應(yīng)的位置處的指示 器，其中第二圖像由第二方向投影的第二激光束表示。
產(chǎn)生部分341-3基于位置信息和改變信息產(chǎn)生輸入命令到投影儀 (CPU 3"),其中位置信息表示計(jì)算部分341-2計(jì)算的外部阻礙物10的 位置，改變信息表示計(jì)算部分341-2計(jì)算的外部阻礙物10的位置(下端) 的位置的改變。例如，基于計(jì)算部分341-1計(jì)算的位置信息和改變信息， 在專(zhuān)用圖像1"F的觸摸部分投影到桌子120上之后，產(chǎn)生部分341-3確 認(rèn)外部阻礙物10是否再次被提升(與專(zhuān)用圖像122F的部分分離)。然后， 基于該確認(rèn)的結(jié)果，產(chǎn)生部分341-1產(chǎn)生與該外部阻礙物10的行為對(duì)應(yīng) 的命令(例如，圖標(biāo)選擇命令)以及產(chǎn)生部分341-1將該命令傳遞到另 一應(yīng)用程序。
(位置指定方法)
參考圖1和2，下面將描述投影儀100執(zhí)行指定外部阻礙物10的位置的過(guò)程。三波長(zhǎng)激光發(fā)生器350發(fā)射的激光束對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素。執(zhí)行 器373和電流鏡子372沿水平方向和垂直方向執(zhí)行激光束的高速掃描(掃 描圖像平面)，從而在屏幕130和桌子120上形成圖像。
CCD傳感器10被提供在投影儀100下部的后表面中。CCD傳感器110 將信號(hào)提供給轉(zhuǎn)換器322,該信號(hào)基于接受的反射光B由光接收元件產(chǎn) 生。轉(zhuǎn)換器322對(duì)該信號(hào)執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換以將數(shù)字信號(hào)提供給CPU341。這 使得投影儀IOO檢測(cè)進(jìn)入用戶(hù)側(cè)圖像122A的外部阻礙物10。尤其投影儀 100在外部阻礙物進(jìn)入用于形成圖像122A的三波長(zhǎng)激光束A的光路時(shí)能 檢測(cè)外部阻礙物10的位置。
圖5是顯示投影儀100發(fā)出的第一激光束A和CCD傳感器110接受 的反射光B的示意圖。圖6是顯示CCD傳感器IIO接受的反射光B的光 接受像素的示意圖。如圖5和6所示，例如，假定CCD傳感器IIO通過(guò) 光接收像素la到lz接受反射光B。在這一點(diǎn)上，CCD傳感器110執(zhí)行與 三波長(zhǎng)激光束同步的感應(yīng)，該三波長(zhǎng)激光束用于形成投影到屏幕130上 的圖像132A,由此投影儀100能確認(rèn)三波長(zhǎng)激光束A關(guān)于光接受像素la 接受的反射光B相對(duì)應(yīng)的圖像122A的哪個(gè)位置。
因此，CPU 341能計(jì)算三波長(zhǎng)激光束A和來(lái)自于CCD傳感器110獲得 的反射光B的光接受位置的反射光B的交叉點(diǎn)上的位置信息，以及與反 射光B對(duì)應(yīng)的三波長(zhǎng)激光束A的發(fā)射方向。這使得CPU 341計(jì)算來(lái)自于 參考平面(例如桌子120)的外部阻礙物的最低點(diǎn)的高度。CPU341還能 確定用戶(hù)持有的外部阻礙物10的筆尖是觸摸桌子120上顯示的圖像122A
還是存在于空氣中。
在CPU 341能獲得三波長(zhǎng)激光束A的水平同步信號(hào)的情況下，CPU 341 還能計(jì)算外部阻礙物的水平方向的位置。在這種情況下，CCD傳感器llO 可以是一維CMOS陣列傳感器112。下面將描述CPU 341計(jì)算位置信息和 改變信息的結(jié)構(gòu)，其中位置信息表示外部阻礙物10的位置，改變信息基 于通過(guò)獲得水平同步信號(hào)從一維CMOS陣列傳感器112獲得的信號(hào)表示移
動(dòng)(暫時(shí)改變)的信息。
圖7是在不存在外部阻礙物IO的狀態(tài)下顯示作為輸入接口單元的虛 擬觸摸面板的光學(xué)系統(tǒng)的示意圖。如圖7所示，通過(guò)類(lèi)似表示屏幕130 沿x方向和y方向掃描三波長(zhǎng)激光束A,激光投影儀100將圖像122A形 成在操作者側(cè)的屏幕(桌子120)上。與照射操作者屏幕的第一激光束A的每個(gè)像素對(duì)應(yīng)的反射光B通過(guò)自由態(tài)的表面透鏡111由一維CMOS陣列 傳感器112接受。
圖8是在不存在外部阻礙物10的狀態(tài)下一維CMOS陣列傳感器112 檢測(cè)的光(反射光B)的時(shí)序的示意圖。參考圖8，形成在x方向和(y+z) 方向之間的一個(gè)平面表示一維CMOS陣列傳感器112沿水平方向(x軸方 向)執(zhí)行一線掃描的情況下獲得的數(shù)據(jù)。CPU 341順序讀取通過(guò)CMOS陣 列傳感器112的數(shù)據(jù)以獲得圖8中所示的一幀圖像數(shù)據(jù)。在圖8中，點(diǎn) 線顯示的區(qū)域表示一維CMOS陣列傳感器112能獲得反射光B作為屏幕圖 像檢測(cè)數(shù)據(jù)的范圍。也就是， 一維CMOS陣列傳感器112逐行地檢測(cè)數(shù)據(jù) 作為y方向的數(shù)據(jù)，由此CPU 341獲得一幀圖像數(shù)據(jù)。
圖9是在外部阻礙物10位于參考平面(桌子120的表面)的狀態(tài)下 顯示作為輸入接口單元的虛擬觸摸面板的示意圖。也就是，圖9顯示用 戶(hù)將外部阻礙物10 (在這種情況下為棒狀的筆)插入到三波長(zhǎng)激光束A 的投影光路中，同時(shí)外部阻礙物10觸摸桌子120的表面。如圖9所示， 投影到外部阻礙物10的那部分圖像(三波長(zhǎng)激光束A)從外部阻礙物10 的表面反射，反射光B通過(guò)自由態(tài)的表面透鏡lll由一維CM0S陣列傳感 器112接受。在這一點(diǎn)上，圖10示出了一維CM0S陣列傳感器112接受 的反射光B。
圖10是在外部阻礙物10觸摸參考平面(桌子120的表面)的狀態(tài) 下顯示一維CMOS陣列傳感器112檢測(cè)的光(反射光B )的時(shí)序的示意圖。 如圖10所示，在用反射光B掃描的初始狀態(tài)中(圖9中圖像122A的左 部)，三波長(zhǎng)激光束A照射到外部阻礙物10上，一維CM0S陣列傳感器112 接受在相比于參考平面即桌子反射反射光B的情況為較高的位置處 的反射光B。當(dāng)掃描動(dòng)作到達(dá)外部阻礙物10的導(dǎo)向端(較低端)時(shí)，因 為一維CMOS陣列傳感器ll2順序地執(zhí)行y方向的掃描(在該實(shí)施例中是 較低方向)，因此反射光B在與不存在外部阻礙物10的情況相同的檢測(cè) 位置處被檢測(cè)。然后一維CMOS陣列傳感器112檢測(cè)反射光B,且不受到 外部阻礙物的影響，反射光B在與圖7和8所示的相同的反射位置處被 順序地接收。
因此，CPU 341通過(guò)比較反射光B的檢測(cè)位置和不存在外部阻礙物 10的情況下反射光B的檢測(cè)位置，在外部阻礙物10觸摸的圖像122A上 獲得XY坐標(biāo)(水平坐標(biāo))。圖11是在提升外部阻礙物10的狀態(tài)下顯示作為輸入接口單元的虛 擬觸摸面板的示意圖。也就是，圖11示出了當(dāng)外部阻礙物10不觸摸參 考平面(桌子120)，也就是外部阻礙物IO位于空氣中時(shí)，用戶(hù)將外部阻 礙物10 (在這種情況中是桿形的筆)插入投影的三波長(zhǎng)激光束A的光路 的狀態(tài)。在這一點(diǎn)上，圖12示出了一維CMOS陣列傳感器112接受的反 射光B。
圖12是在提升外部阻礙物10的狀態(tài)下顯示一維CMOS陣列傳感器 112檢測(cè)的光(反射光B)的時(shí)序的示意圖。參考圖12，類(lèi)似于圖10, 在用反射光B掃描的初始狀態(tài)(圖9中圖像122A的左側(cè)部分)中，三波 長(zhǎng)激光束A照射到外部阻礙物10上， 一維CMOS陣列傳感器112在相比 于參考平面即桌子120反射反射光B的情況為較高的位置處接受反射光 B。然而，在圖12的情況下，因?yàn)橥獠孔璧K物10向上遠(yuǎn)離顯示圖像122A 的桌子120的表面，因此存在外部阻礙物10的情況下反射光B的檢測(cè)位 置和不存在阻礙物10的情況下反射光B的檢測(cè)位置之間的差別非連續(xù)性 地降低。也就是，當(dāng)一維CMOS陣列傳感器112檢測(cè)一幀反射光B時(shí)，反 射光B在外部阻礙物10反射反射光B之后突然不能被檢測(cè)到。因此，一 維CMOS陣列傳感器112再次檢測(cè)桌子120反射的反射光B。
也就是，在多個(gè)像素在具有特定的y坐標(biāo)的位置附近跳躍之后，反 射光B的檢測(cè)位置與不存在阻礙物10的情況下反射光B的檢測(cè)位置匹配。 在圖10中，當(dāng)存在阻礙物10的情況下反射光B的檢測(cè)位置與不存在阻 礙物10的情況下反射光B的檢測(cè)位置之間的差別被順序地追蹤時(shí)，該差 別線性地減小。另一方面，在圖12中，在外部阻礙物10的導(dǎo)向端位置 處該差別呈非線性變化(或傾斜被改變)。因此，當(dāng)檢測(cè)y軸坐標(biāo)(其中 差別呈非線性改變的坐標(biāo))時(shí)，CPU 341能確定外部阻礙物10不觸摸圖 像122A的投影點(diǎn)(桌子120的表面)。
因此，當(dāng)知道掃描的水平同步信號(hào)和垂直同步信號(hào)的時(shí)序時(shí)，CPU 341 比較一維CMOS陣列傳感器112獲得的反射光B的圖像和不存在阻礙物10 的情況下反射光B的圖像，使得CPU 341能確定外部阻礙物10是存在于 三波長(zhǎng)激光束A的光路中還是觸摸投影平面(桌子表面120 )。 (暫時(shí)改變信息獲取過(guò)程)
圖13是顯示基于上述情況下確認(rèn)的外部阻礙物10的位置獲得指示 外部阻礙物10的位置變化的變化信息的處理步驟的流程圖。CPU 341總是通過(guò)轉(zhuǎn)換器322從CCD傳感器110 (或一維CMOS陣列 傳感器112)獲取反射光B的掃描結(jié)果。每次一幀掃描結(jié)束時(shí)，也就是， 每次完成一幀圖像122A和132A的投影時(shí)(步驟S101中的是)，CPU 341 計(jì)算外部阻礙物10的最低點(diǎn)上的位置信息(坐標(biāo))(步驟S102 )。
CPU 341確定外部阻礙物10的最低點(diǎn)是否觸摸參考平面(例如桌子 120的表面)(步驟S103)。當(dāng)外部阻礙物10觸摸參考平面時(shí)(步驟S103 中的是)，CPU 341計(jì)算外部阻礙物10觸摸參考平面的位置的水平位置(步 驟S104 )。 CPU 341發(fā)送水平位置到運(yùn)行應(yīng)用程序中(步驟S105 )， CPU 341 結(jié)束對(duì)該幀的處理。當(dāng)外部阻礙物10不觸摸參考平面時(shí)(步驟S103中 的否)，在從存儲(chǔ)單元(例如SDRAM 344 )執(zhí)行前一幀的掃描時(shí)，CPU 341 讀取外部阻礙物IO是否觸摸參考平面的信息，且CPU 341確定在執(zhí)行前 一幀的掃描時(shí)，外部阻礙物IO是否觸摸參考平面(步驟S106)。
當(dāng)執(zhí)行前一幀的掃描的過(guò)程中外部阻礙物IO觸摸參考平面時(shí)(步驟 S106中的是)，CPU 341確定用戶(hù)通過(guò)外部阻礙物10將觸摸操作饋送到 投影儀100， CPU 3"產(chǎn)生觸摸操作(水平位置)命令以發(fā)送命令到運(yùn)行 應(yīng)用程序中(步驟S107)，且CPU 341結(jié)束對(duì)該幀的處理。另一方面，當(dāng) 執(zhí)行前一幀的掃描的過(guò)程中外部阻礙物10不觸摸參考平面時(shí)(步驟S106 中的否)，CPU 341結(jié)束對(duì)該幀的處理。
(使用模式到應(yīng)用程序)
下面將描述CPU 341利用外部阻礙物IO上的位置信息以及另一應(yīng)用 中表示位置變化的變化信息。圖14A至17B顯示當(dāng)三波長(zhǎng)激光束發(fā)生器 "0發(fā)出的激光束由棱鏡分離，分離出的光束僅將操作圖像平面(專(zhuān)用圖 像1"F)提供到操作者圖像平面(122A)的例子。
尤其，圖14A是顯示圖像編輯應(yīng)用的圖像平面132B投影到屏幕130 上的狀態(tài)的示意圖，以及圖14B是顯示圖像編輯應(yīng)用的圖像平面122B顯 示在桌面UO上的狀態(tài)的示意圖。如圖14A和14B所示，等于表示投影 圖像平面(圖像1328)的圖像122B投影到操作者側(cè)的屏幕(桌子120) 上，具有某些功能的圖標(biāo)(專(zhuān)用圖像122F)顯示在圖像122B的下方。
尤其，圖l"和HB示出用戶(hù)利用外部阻礙物10觸摸圖像122B中 的圓形圖標(biāo)的狀態(tài)。例如，就像圖像122B中的位置sl，當(dāng)外部阻礙物 IO觸摸投影到參考平面(桌子120)上的圖像122B時(shí)，投影儀100確認(rèn) 了該觸摸行為，且圖像編輯應(yīng)用轉(zhuǎn)移到標(biāo)記模式。當(dāng)外部阻礙物10在圖像122B中的位置s2到位置s3追蹤屏幕(圖像1"B )時(shí)，特定的標(biāo)記(該 情況中的紅圈)從與操作者側(cè)屏幕的位置s2對(duì)應(yīng)的位置到與投影到表示 屏幕上的圖像132B中的位置s3對(duì)應(yīng)的位置。在該標(biāo)記模式中，可以通 過(guò)圖標(biāo)選擇標(biāo)記的類(lèi)型，這允許標(biāo)記的設(shè)計(jì)(形狀)可以在表示屏幕上 被改變。
圖15A是顯示圖像編輯應(yīng)用的圖像平面132C投影到屏幕130上的狀 態(tài)的示意圖，以及圖15B是顯示圖像編輯應(yīng)用的圖像平面122C顯示在桌 面120上的狀態(tài)的示意圖。參考圖15A和15B，就像位置tl，圖像編輯 應(yīng)用通過(guò)(122F)中桌子120的表面中的圖像122C的筆圖標(biāo)部分來(lái)改變 為標(biāo)記模式。然后外部阻礙物10在圖像122C中從位置t2到位置t3追 蹤桌子120，從而畫(huà)出表示屏幕130(圖像132C)中的線。在該繪畫(huà)模式 中，可以通過(guò)圖標(biāo)選擇筆的顏色和尺寸，這允許不同的線圖被畫(huà)到表示 屏幕130上。
圖16A是顯示圖像編輯應(yīng)用的圖像平面132D投影到屏幕上的狀態(tài)的 示意圖，以及圖16B是顯示圖像編輯應(yīng)用的圖像平面122D顯示在桌面上 的狀態(tài)的示意圖。參考圖16A和16B，外部阻礙物IO觸摸桌子120的表 面中的圖像122D (112F)的擦除圖標(biāo)部分，由此圖像編輯應(yīng)用轉(zhuǎn)移到擦 除模式。當(dāng)外部阻礙物10在操作者側(cè)圖像122D中從位置u2到位置u3 追蹤桌子120時(shí)，圖像數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)部分在投影到表示屏幕130上的圖像 132D中被擦除。該擦除模式可以切換到擦除器的尺寸可以改變的模式以 及只有在繪畫(huà)模式中畫(huà)出的線圖可以被擦除的模式。
圖17A是顯示圖像編輯應(yīng)用的圖像平面132E投影到屏幕上的狀態(tài)的 示意圖，以及圖17B是顯示圖像編輯應(yīng)用的圖像平面122E顯示在桌面上 的狀態(tài)的第四示意圖。參考圖17A和17B，外部阻礙物IO觸摸屏幕表面 中的圖像122E (122F)的放大圖標(biāo)部分，特別地外部阻礙物10觸摸圖像 122E中的位置vl，由此圖像編輯轉(zhuǎn)移到放大模式。當(dāng)外部阻礙物10順 序地觸摸圖像122E中的位置v2到位置v3時(shí)，圖像編輯應(yīng)用顯示具有兩 個(gè)位置v2和v3的對(duì)角線的矩形部分，同時(shí)該矩形部分被放大。也就是， 被放大的圖像132E投影到表示屏幕130上。
如圖14A至17B所示，用戶(hù)利用外部阻礙物10敲擊位于專(zhuān)用圖像 122F的圖標(biāo)行的右端處的"清除"鍵，這允許圖像132A在編輯期間復(fù)位 到表示屏幕130中的初始狀態(tài)。因此，圖標(biāo)圖像(專(zhuān)用圖像122F)被包括在投影到桌子120的表面 上的圖像122A中，因此可以不利用諸如遠(yuǎn)程控制器的輸入界面，僅利用 投影儀100來(lái)編輯顯示在表示屏幕130上的投影圖像平面。
(改進(jìn))
下面將描述本實(shí)施例的一種改進(jìn)。圖18是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例 的改進(jìn)的激光投影儀600的側(cè)面透視圖。參考圖18，該改進(jìn)的投影儀600 與投影儀100的不同之處在于外部阻礙物10的位置由紅外線而不是三波 長(zhǎng)激光束A來(lái)確定。
特別地，投影儀600包括紅外發(fā)射單元601和CCD傳感器602。類(lèi)似 于投影儀100,投影儀600將期望的圖像投影到表示屏幕130上，投影儀 600還將圖像投影到桌子120上。通過(guò)將外部阻礙物10 (例如用戶(hù)的手 指以及用戶(hù)拿的筆)設(shè)置到指定到屏幕130上的位置，用戶(hù)輸入要被指 定的位置到投影儀600中。
當(dāng)圖像投影到表示屏幕130和桌子120上時(shí)，投影儀600的紅外發(fā) 射單元601發(fā)射紅外線。用戶(hù)的手指或筆位于桌子120的圖像122A中， 手指或筆被紅外線照射。CCD傳感器602接受手指或筆反射的紅外光。投 影儀600的CPU基于從該接受的紅外線獲得的信息計(jì)算諸如手指和筆的 外部阻礙物10上的位置信息(坐標(biāo))，特定的標(biāo)記(指示器)顯示在表 示屏幕130上。
投影儀600可以通過(guò)特定的方法切換模式，例如通過(guò)敲擊投影到表 示屏幕130上的圖像的特定位置和桌子或者通過(guò)利用遠(yuǎn)程控制器發(fā)送操 作命令。在用戶(hù)將字符或說(shuō)明以虛擬的方式輸入到投影在桌子120上的 圖像122A中的情況中，字符或說(shuō)明以覆蓋的方式顯示在表示圖像132A 中。投影儀600可存儲(chǔ)復(fù)雜圖像到諸如連接到投影儀600的SD卡的存儲(chǔ) 器中，然后打印和顯示該圖像。
因此，在本實(shí)施例的投影儀100和600中，用戶(hù)沒(méi)有必要站在屏幕 HO附近。用戶(hù)可以通過(guò)說(shuō)明或標(biāo)記指出屏幕130上的圖像132A中的期 望位置。結(jié)果，可防止激光束不小心照射到用戶(hù)的眼睛。
換句話說(shuō)，在本實(shí)施例的投影儀100和600中，位于投影儀100和 600的主體附近的用戶(hù)在不使用附加的激光指示器或指示棒的情況下能 觸摸投影到桌子120上的圖像(沿第一方向投影的圖像)，使得指示器可 以在投影到屏幕130上的圖像(沿第一方向投影的圖像)中的期望位置處顯示，或者命令可以被輸入到投影儀100和600中。尤其，本實(shí)施例 中的投影儀100通過(guò)使用用于顯示圖像的激光束來(lái)確認(rèn)外部阻礙物10的 位置，因此虛擬觸摸傳感器的功能可以由有效且簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
盡管已經(jīng)詳細(xì)地描述和說(shuō)明了本發(fā)明，但可以清楚地理解到它們僅 僅是說(shuō)明和示例的目的，但是并不用于限制，本發(fā)明的范圍根據(jù)所附的 權(quán)利要求書(shū)得以解釋。
權(quán)利要求
1、一種將圖像投影到第一和第二投影平面上的投影儀，其包括激光束發(fā)生器(361，362)，用于根據(jù)圖像信號(hào)發(fā)射激光束；光束分離器(383)，用于將所述激光束分離為到所述第一投影平面的第一激光束以及到第二投影平面的第二激光束；掃描單元(372)，其位于所述激光束發(fā)生器和所述光束分離器之間，用于掃描從所述激光束發(fā)生器朝向所述光束分離器的所述激光束；光接收器(110，112)，用于接收所述第一激光束的反射光；計(jì)算部分(341-1)，用于基于所述光接收器的光接收結(jié)果來(lái)計(jì)算表示阻礙物的位置的位置信息，該阻礙物位于所述第一激光束的光路中；和顯示控制部分(341-2)，用于基于所述位置信息改變所述圖像信號(hào)，以使得指示器顯示在所述圖像中。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l的投影儀，其中 所述圖像包括第一圖像和第二圖像，所述光束分離器被設(shè)置在位于所述掃描單元掃描的所述激光束的光 路中的對(duì)應(yīng)于所述第一圖像的部分中，所述第一激光束將所述第一和第二圖像投影到第一投影平面上，以及所述第二激光束將所述第 一 圖像投影到所述第二投影平面上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1的投影儀，其中 所述圖像信號(hào)包括垂直同步信號(hào)， 所述光接收器獲得所述反射光的二維入射方向；以及 所述計(jì)算部分基于所述二維入射方向和所述垂直同步信號(hào)計(jì)算位置信息。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l的投影儀，其中 所述圖像信號(hào)包括垂直同步信號(hào)和水平同步信號(hào)， 所述光接收器獲得所述反射光的一維入射方向，以及 所述計(jì)算部分基于所述一維入射方向、所述垂直同步信號(hào)和所述水平同步信號(hào)來(lái)計(jì)算所述位置信息。
5、 一種將圖像投影到第一和第二投影平面上的投影儀，其包括 激光束發(fā)生器，用于根據(jù)圖像信號(hào)發(fā)射激光束；光束分離器，用于將所述激光束分離為到所述第一投影平面的第一激光束以及到第二投影平面的第二激光束；掃描單元，其位于所述激光束發(fā)生器和所述光束分離器之間，用于掃描從所述激光束發(fā)生器朝向所述光束分離器所述激光束； 光接收器，用于接收所述第一激光束的反射光； 計(jì)算部分，用于基于所述光接收器的光接收結(jié)果，計(jì)算表示位于所述第一激光束的光路中的阻礙物的位置的位置信息以及表示阻礙物的位 置改變的改變信息；以及產(chǎn)生部分(341-3)，用于基于所述位置信息和所述改變信息產(chǎn)生到 所述投影儀的操作命令。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5的投影儀，其中 所述圖像包括第一圖像和第二圖像，所述光束分離器被設(shè)置在位于所述掃描單元掃描的所述激光束的光 路中的對(duì)應(yīng)于所述第一圖像的部分中，所述第一激光束將所述第一和第二圖像投影到第一投影平面上，以及所述第二激光束將所述第一圖像投影到所述第二投影平面上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5的投影儀，其中 所述圖像信號(hào)包括垂直同步信號(hào)， 所述光接收器獲得所述反射光的二維入射方向；以及 所述計(jì)算部分基于所述二維入射方向和所述垂直同步信號(hào)計(jì)算位置信息。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5的投影儀，其中 所述圖像信號(hào)包括垂直同步信號(hào)和水平同步信號(hào)， 所述光接收器獲得所述反射光的一維入射方向，以及 所述計(jì)算部分基于所述一維入射方向、所述垂直同步信號(hào)和所述水平同步信號(hào)來(lái)計(jì)算所述位置信息。
9、 一種將圖像投影到第一和第二投影平面上的方法，其包括下述步驟根據(jù)圖像信號(hào)發(fā)射激光束； 掃描所述激光束；將該掃描過(guò)的激光束分離為到第 一投影平面的第 一激光束和到第二投影平面的第二激光束；接收所述笫一激光束的反射光；基于接收所述反射光的結(jié)果計(jì)算指示位于第一激光束的光路中的阻 礙物的位置的位置信息；基于所述位置信息改變圖像信號(hào)以使得指示器顯示在圖像中。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9的將圖像投影到第一和第二投影平面的方法， 其中所述圖像包括第一圖像和第二圖像，分離所述掃描過(guò)的激光束的所述步驟包括將所述掃描過(guò)的激光束分 離為與所述第 一和第二圖像對(duì)應(yīng)的第 一激光束以及與所述第 一 圖像對(duì)應(yīng) 的第二激光束的步驟，該方法進(jìn)一步包括下述步驟使用所述笫 一激光束將所述第 一和第二圖像投影到所述第 一投影平 面；和使用所述第二激光束將所述第 一 圖像投影到所述第二投影平面。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9的將圖像投影到第一和第二投影平面的方法， 其中所述圖像信號(hào)包括垂直同步信號(hào)，所述接收反射光的步驟包括獲得所述反射光的二維入射方向的步 驟，以及所述計(jì)算位置信息的步驟包括基于所述二維入射方向和所述垂直同 步信號(hào)來(lái)計(jì)算所述位置信息的步驟。
12、 根據(jù)權(quán)利要求9的將圖像投影到第一和第二投影平面的方法，其中所述圖像信號(hào)包括垂直同步信號(hào)和水平同步信號(hào)， 所述接收反射光的步驟包括獲得所述反射光的一維入射方向的步 驟，以及所述計(jì)算位置信息的步驟包括基于所述一維入射方向、所述垂直同 步信號(hào)和所述水平同步信號(hào)來(lái)計(jì)算位置信息的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及投影儀以及投影圖像的方法。投影儀包括激光束發(fā)生器，用于根據(jù)圖像信號(hào)發(fā)射激光束；光束分離器(383)，用于將所述激光束分離為到所述第一投影平面的第一激光束以及到第二投影平面的第二激光束；掃描單元，位于所述激光束發(fā)生器和所述光束分離器之間，用于掃描從所述激光束發(fā)生器朝向所述光束分離器的所述激光束；光接收器(110，112)，用于接收所述第一激光束的反射光；計(jì)算部分，用于基于所述光接收器的光接收結(jié)果計(jì)算表示阻礙物的位置的位置信息，該阻礙物位于所述第一激光束的光路中；顯示控制部分，用于基于所述位置信息改變圖像信號(hào)，使得指示器顯示在所述圖像中。
文檔編號(hào)G03B21/00GK101435981SQ20081017826
公開(kāi)日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月15日
發(fā)明者平野敦也, 松原宏樹(shù), 竹本誠(chéng)二, 西垣宏, 近岡篤彥, 長(zhǎng)島賢治 申請(qǐng)人:船井電機(jī)株式會(huì)社