專利名稱：指示位置探測器件與指示位置探測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種指示位置探測器件和指示位置探測方法，用于探測指示光在屏幕上的投影圖像上所照亮的位置，該指示光由來自指示器件等的激光束形成。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，在演示計(jì)劃說明或者產(chǎn)品介紹，或者發(fā)布研究成果的演講等情況下，投影儀被用來將由例如個(gè)人計(jì)算機(jī)生成的說明性圖像放大投影到屏幕上。有一種被稱為場序彩色法(field sequential colormethod)的方法，是一種用彩色投影圖像的方法。該場序彩色法是一種周期性地將R圖像，G圖像和B圖像快速交替地投影到屏幕上，從而使得人眼接收到彩色的圖像的方法。作為場序彩色法的投影儀，一種利用光調(diào)制器將來自個(gè)人計(jì)算機(jī)輸出的圖像信息嵌入光束的投影儀已經(jīng)投入實(shí)用。DMD(數(shù)字微鏡器件)被用作光學(xué)調(diào)制器。這樣的投影儀除了DMD之外還包括一個(gè)色輪。該色輪是一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的濾色片，在轉(zhuǎn)動(dòng)方向上被分為R(紅色)，G(綠色)，B(藍(lán)色)區(qū)域。通過使得來自光源的彩色圖像的光透過，該色輪產(chǎn)生R圖像，G圖像和B圖像。在轉(zhuǎn)動(dòng)色輪時(shí)，該投影儀將來自光源的彩色圖像的光聚焦到DMD上通過色輪。投影儀機(jī)械地驅(qū)動(dòng)DMD使之與色輪的旋轉(zhuǎn)同步，并將聚焦的R圖像，G圖像和B圖像反射到DMD上，從而將R，G和B圖像中每種圖像的投影光投射到屏幕上。
同時(shí)，在將投影儀用于演示等情況下，通常演示者或者演講者會使用激光指示器并將其發(fā)出的激光束(一般為紅色)照射到屏幕上，指向屏幕上投影圖像上的任意位置。
然而，當(dāng)有人試圖使用例如CCD等面探測器探測由激光指示器指示的位置時(shí)，會產(chǎn)生以下的問題。即，例如，在激光指示器發(fā)出的激光束是紅色，并且屏幕上的投影圖像包括紅色部分的情況下，難以僅僅探測激光束的光學(xué)圖像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例是一個(gè)指示位置探測器件，它探測由指示器件(50)的指示光所照射的位置，用于確定由指示光在屏幕(S)上的位置，所述探測器件包括一個(gè)時(shí)序信號輸出單元(5，6)，其輸出一個(gè)信號，代表獲取特定圖像的時(shí)序，該特定圖像包括在使用多個(gè)預(yù)先指定的彩色分量投影的圖像中；一個(gè)拍攝單元(2)，當(dāng)所述時(shí)序信號輸出單元(5，6)輸出一個(gè)表示時(shí)序的信號作為表示獲取指示光圖像的時(shí)序的信號時(shí)，拍攝單元接收投影到所述屏幕(S)上的圖像的光，從而獲得此投影圖像的圖像信息，此時(shí)，與所述指示器件(50)的指示光具有相同顏色的顏色分量圖像停止投影；以及一個(gè)位置探測單元(6)，從由所述拍攝單元(2)獲得的圖像信息中探測被指示光照亮的位置。
本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例是一種方法，用于探測由指示器件(50)的指示光所照亮的位置，用于確定屏幕(S)上的位置，包括用于提取投影時(shí)段的時(shí)序提取步驟，在此時(shí)段中，將投影圖像中所包括的多個(gè)預(yù)先指定的顏色分量中每個(gè)分量的圖像投影；拍攝步驟，在一個(gè)投影時(shí)段中接收與指示器件(50)的指示光一起投影在屏幕(S)上的圖像的光，從而獲得在屏幕(S)上的此投影圖像的圖像信息，該投影時(shí)段在時(shí)序提取步驟中獲得，在該時(shí)段中，將一個(gè)只包含一種顏色分量的圖像投影，該顏色分量是多個(gè)預(yù)先指定的顏色分量中的一種并與指示光顏色不同；以及位置探測步驟，從在拍攝步驟中獲得的圖像信息中探測由指示器件(50)的指示光所照亮的位置。
附圖簡述通過閱讀下面的詳細(xì)說明和附圖，本發(fā)明的這些目標(biāo)和其他目標(biāo)以及優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，其中

圖1為說明了實(shí)施例1投影儀的使用狀態(tài)的圖；圖2為示出了實(shí)施例1的投影儀結(jié)構(gòu)的框圖；圖3為示出了面?zhèn)鞲衅鲉卧墓鈱W(xué)系統(tǒng)的示意圖；圖4為示出了投影儀所投影的圖像的示意圖；圖5為時(shí)序圖，示出了待輸入到實(shí)施例1的面?zhèn)鞲衅鲉卧亩S信息輸入的時(shí)序；圖6A為示意圖，示出了在一個(gè)R時(shí)段中輸入到面?zhèn)鞲衅鲉卧膱D像信息；圖6B為示意圖，示出了在一個(gè)G時(shí)段和一個(gè)B時(shí)段中輸入到面?zhèn)鞲衅鲉卧膱D像信息；圖7為流程圖，示出了實(shí)施例1的MPU所執(zhí)行的指示位置探測過程的內(nèi)容；圖8為示出了說明了表現(xiàn)實(shí)施例2的一個(gè)投影儀系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖，；圖9為流程圖，示出了實(shí)施例2的激光指示器執(zhí)行的操作的內(nèi)容；圖10為流程圖，示出了實(shí)施例2的MPU執(zhí)行的指示位置探測過程的內(nèi)容；以及圖11為當(dāng)圖像角落信息(corner information)被變?yōu)榫€圖像時(shí)與圖6A相應(yīng)的示意圖。
發(fā)明詳述(實(shí)施例1)現(xiàn)在將參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施例1進(jìn)行說明。圖1為示出了本發(fā)明中具有作為指示位置探測器件的功能的投影儀1使用狀態(tài)的圖。
投影儀1包括一個(gè)在技術(shù)背景中略述過的DMD(數(shù)字微鏡器件)，并具有利用場序彩色方法在屏幕S上投影彩色圖像的結(jié)構(gòu)。該彩色圖像由預(yù)先指定的紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)顏色分量構(gòu)成。投影儀1通過通信電纜100連接到個(gè)人計(jì)算機(jī)200。
激光指示器50為一個(gè)發(fā)射激光束(指示光)L的指示器。
圖2為示出了投影儀1的電結(jié)構(gòu)主要部件的框圖。投影儀1包括面?zhèn)鞲衅鲉卧?，幀存儲器3，場序彩色投影儀機(jī)構(gòu)單元4，顏色時(shí)段/時(shí)序提取單元5，MPU 6，ROM 7，RAM 8，以及數(shù)據(jù)通訊單元9。
面?zhèn)鞲衅鲉卧?是作為本發(fā)明的拍攝裝置功能的單元，包括圖3中示出的透鏡22，濾光片23，和面?zhèn)鞲衅?4，以及驅(qū)動(dòng)電路(未顯示)和A/D轉(zhuǎn)換器(未顯示)。這些部分中，面?zhèn)鞲衅?4通過透鏡22和濾光片23獲取投影到屏幕S上的圖像信息，并將獲得的圖像信息轉(zhuǎn)化為電圖像信號。面?zhèn)鞲衅?4由CCD等構(gòu)成。濾光片23為帶通濾光片，只允許具有特定顏色的光(在特定的頻率范圍內(nèi)的光)從中透過。在本實(shí)施例中，濾光片23只允許一種紅光從中透過，該紅光與激光指示器50發(fā)出的激光束(指示光)L具有相同的顏色，該激光指示器50在使用投影儀1時(shí)使用。幀存儲器3為一個(gè)存儲器，存儲根據(jù)從面?zhèn)鞲衅鲉卧?發(fā)送的圖像信號而獲得的、相應(yīng)于一個(gè)屏幕的圖像數(shù)據(jù)。MPU 6根據(jù)需要讀出存儲在幀存儲器3中的圖像數(shù)據(jù)。
場序彩色投影儀機(jī)構(gòu)單元4響應(yīng)從個(gè)人計(jì)算機(jī)200傳輸?shù)膱D像信號，輸出DMD驅(qū)動(dòng)信號用于驅(qū)動(dòng)DMD，輸出旋轉(zhuǎn)控制信號用于控制色輪的旋轉(zhuǎn)等等。色輪用于將從光源到DMD的光循環(huán)地變?yōu)镽，G和B光。應(yīng)注意到，不僅來自個(gè)人計(jì)算機(jī)200，而是來自連接到投影儀1的任意外部設(shè)備的圖像信號都可以被傳送至場序彩色投影儀機(jī)構(gòu)單元4。
顏色時(shí)段/時(shí)序提取單元5是這樣一個(gè)單元，用于提取投影圖像中所包括的多個(gè)預(yù)先指定的顏色分量中的不同顏色分量的時(shí)段，并基于從場序彩色投影儀機(jī)構(gòu)單元4輸出的DMD驅(qū)動(dòng)信號而提取(設(shè)置)用于將紅色(R)圖像，綠色(G)圖像和藍(lán)色(B)圖像投影到屏幕S上的時(shí)序。顏色時(shí)段/時(shí)序提取單元5向面?zhèn)鞲衅鲉卧?和MPU 6輸出代表所設(shè)置的投影時(shí)序的時(shí)段/時(shí)序信號。
MPU 6根據(jù)存儲在ROM 7中的程序運(yùn)行，控制投影儀1的全部操作，并起到位置探測裝置(位置探測單元)的功能。ROM 7存儲用于控制MPU 6的程序，以執(zhí)行后面描述的操作和功能作為本發(fā)明的位置探測裝置。RAM 8為MPU 6的工作存儲器。
數(shù)據(jù)通訊單元9具有為圖1中顯示的通信電纜100提供的連接終端，并向個(gè)人計(jì)算機(jī)200輸出信號和從個(gè)人計(jì)算機(jī)200接收信號。數(shù)據(jù)通訊單元9通過通信電纜100將從MPU 6發(fā)送的指示位置信號輸出到個(gè)人計(jì)算機(jī)200，其中該指示位置信號將在后面進(jìn)行描述。數(shù)據(jù)通訊單元9接收從個(gè)人計(jì)算機(jī)200發(fā)送的圖像信號，并將接收到的圖像信號發(fā)送到場序彩色投影儀機(jī)構(gòu)單元4?？梢詫?shù)據(jù)通訊單元9設(shè)計(jì)成通過無線通信(包括紅外通信)進(jìn)行指示位置信號和圖像信號的發(fā)射和接收，或者可以設(shè)計(jì)成通過電纜或者無線通信只進(jìn)行指示位置信號的輸出。
下面，將說明根據(jù)本發(fā)明的投影儀1的操作。這里，假定安裝了用于演示的應(yīng)用軟件。此用于演示的應(yīng)用軟件具有向投影儀1輸出代表預(yù)先創(chuàng)建的說明屏幕的圖像數(shù)據(jù)的功能，以及從投影儀1接收后面描述的指示位置信息并基于所接收的指示位置信息執(zhí)行預(yù)定操作的功能。進(jìn)一步假定，個(gè)人計(jì)算機(jī)200激活了此應(yīng)用程序。進(jìn)一步假定，投影儀1基于從個(gè)人計(jì)算機(jī)200發(fā)送的圖像(或者視頻)信號，將如圖4所示的說明圖像G1投影到屏幕S上。進(jìn)一步假定，從激光指示器50發(fā)射的激光束L的光學(xué)圖像O被投影到屏幕S上。進(jìn)一步假定，在如圖4所示的說明圖像G1中，存在由圖像左邊的餅狀圖中的R1部分和圖像中間的柱狀圖中的R2組成的紅色(R)部分，其他部分顯示為如綠(G)和藍(lán)(B)之類的顏色。
無論輸入的圖像(或者視頻)信號如何，當(dāng)投影說明圖像G1時(shí)，投影儀1自動(dòng)地向說明圖像G1的四個(gè)頂點(diǎn)上添加紅色點(diǎn)圖像P，作為代表投影圖像的角落的圖像角落信息。在此期間，如圖5所示，在R時(shí)段、G時(shí)段和B時(shí)段組成的一個(gè)周期中，投影儀1循環(huán)地將紅色圖像、綠色圖像和藍(lán)色圖像投影到屏幕S上，所述圖像是通過將包括點(diǎn)圖像P的說明圖像G1分成為各個(gè)顏色分量R，G，B得到的。為了使觀看者不感到閃爍，投影儀設(shè)置此周期T為小于1/60。
當(dāng)投影儀1投影說明圖像G1時(shí)，激光指示器50連續(xù)不斷地發(fā)射激光束L到屏幕S上，而與上述周期無關(guān)。即，在屏幕S上，在R時(shí)段中存在紅色圖像(信息)和圖像角落信息，在G時(shí)段中存在綠色圖像，在B時(shí)段中存在藍(lán)色圖像。此外，在所有的時(shí)段中始終存在基于激光束L的光學(xué)圖像O的指示位置信息。
另一方面，如上所述，在面?zhèn)鞲衅鲉卧?的光學(xué)系統(tǒng)中插入濾光片23，其只允許具有與激光束L相同顏色的紅光透過。因此，當(dāng)投影說明圖像G1時(shí)，如圖6A所示，在R時(shí)段中，面?zhèn)鞲衅?4接收紅色圖像、圖像角落信息、以及指示位置信息的光作為二維信息(圖像信息)。如圖6B所示，面?zhèn)鞲衅?4在G時(shí)段中和B時(shí)段中只接收指示位置信息的光。圖6A或者圖6B所示的二維信息表示為錐度朝上的梯形的原因在于，投影儀以仰角投影該二維信息。
當(dāng)將說明圖像G1投影時(shí)，投影儀1的MPU 6執(zhí)行如圖7所示的指示位置探測過程。即，基于從顏色時(shí)段/時(shí)序提取單元5發(fā)送來的時(shí)段/時(shí)序信號，MPU 6判斷R時(shí)段是否到來(步驟S1)。如果判斷R時(shí)段已經(jīng)到來(步驟S1，YES)，MPU 6驅(qū)動(dòng)面?zhèn)鞲衅?4，且面?zhèn)鞲衅?4將屏幕S上的投影圖像轉(zhuǎn)換為電圖像信號(步驟S2)。然后，MPU6針對轉(zhuǎn)換后的圖像，也就是在圖6A中顯示的攜帶有二維信息的圖像信號，應(yīng)用預(yù)定的圖像處理，并通過識別四個(gè)點(diǎn)圖像P(圖像角落信息)，確定作為參考的投影屏幕區(qū)域。然后，MPU 6在RAM 8中存儲確定的投影屏幕區(qū)域上的信息(步驟S3)。
然后，基于從顏色時(shí)段/時(shí)序提取單元5發(fā)送的時(shí)段/時(shí)序信號，MPU 6判斷G時(shí)段是否到來(步驟S4)。應(yīng)注意，代表G時(shí)段到來的時(shí)段/時(shí)序信號為代表獲取指示器件50的指示光圖像的時(shí)序的信號。如果判斷一個(gè)G時(shí)段已經(jīng)到來(步驟S4，YES)，MPU 6驅(qū)動(dòng)面?zhèn)鞲衅?4。在此G時(shí)段中，面?zhèn)鞲衅?4將屏幕S上的投影圖像轉(zhuǎn)換為電圖像信號(步驟S5)。如果判定不是G時(shí)段，而是B時(shí)段到來，MPU 6可以執(zhí)行此處理。然后，MPU 6對接收光的圖像，也就是在圖6B中顯示的攜帶有二維信息的圖像信號，應(yīng)用預(yù)定的圖像處理，并識別激光束L的光學(xué)圖像O。MPU 6識別光學(xué)圖像O并探測其在圖像中的絕對位置。同時(shí)，MPU 6讀出在步驟S3中存儲的投影屏幕區(qū)域信息。MPU 6計(jì)算激光指示器50所指示的位置相對于讀出的投影屏幕區(qū)域的相對位置，例如，以在X方向和Y方向坐標(biāo)值的形式表示，此坐標(biāo)值對應(yīng)于從個(gè)人計(jì)算機(jī)200作為圖像數(shù)據(jù)發(fā)送的說明圖像G1的像素?cái)?shù)(步驟6)。然后，MPU 6將計(jì)算結(jié)果作為代表探測到的指示位置的信息發(fā)送至個(gè)人計(jì)算機(jī)200(步驟S7)。此后，MPU 6重復(fù)此過程。
由于這樣，個(gè)人計(jì)算機(jī)200基于接收的指示位置信息執(zhí)行預(yù)定操作。例如，如果激光指示器50所指示的位置在說明圖像G1的右上預(yù)定區(qū)域存在達(dá)到預(yù)定時(shí)間段(幾秒)，那么個(gè)人計(jì)算機(jī)200前進(jìn)至下一頁。如果激光指示器50所指示的位置在說明圖像G1的左上預(yù)定區(qū)域存在達(dá)到預(yù)定時(shí)間段(幾秒)，那么個(gè)人計(jì)算機(jī)200返回至上一頁。
在本實(shí)施例中，說明了投影儀1循環(huán)地投影紅色(R)圖像，綠色(G)圖像，藍(lán)色(B)圖像的情形。然而，在采用了場序彩色法用于循環(huán)投影四色圖像的投影儀1中，本發(fā)明也是有效的，四色圖像包括在上述三色圖像之外的白色(W)圖像。在此情形中，指示位置探測過程與圖7所示相同。
如上所述，根據(jù)實(shí)施例1，在激光指示器50發(fā)射的激光束L的光學(xué)圖像O為紅色的情形下，在說明圖像G1的G圖像或者B圖像的投影光被投影到屏幕S上的時(shí)段中，投影儀1探測在激光束L所照射的光學(xué)圖像O在圖像中的位置。
因此，即使包括紅色部分，利用場序彩色方法也可能容易地只探測屏幕S上投影的圖像中激光束L的光學(xué)圖像O，并且能夠精確地探測在投影圖像內(nèi)被激光束等指示光照射的位置。
(實(shí)施例2)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的指示位置探測器件被設(shè)計(jì)為使得當(dāng)用戶給出指示時(shí)探測被激光束的指示光照射的位置。
作為本發(fā)明的實(shí)施例2，將參照圖8到圖10說明同時(shí)投影紅色(R)圖像，綠色(G)圖像，和藍(lán)色(B)圖像的投影儀。
圖8為框圖，示出了由根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的投影儀1A和激光指示器50A構(gòu)成的系統(tǒng)的電結(jié)構(gòu)的主要部分。
投影儀1A包括面?zhèn)鞲衅鲉卧?，幀存儲器3，彩色圖像合成投影儀機(jī)構(gòu)單元4A，MPU 6，ROM 7，RAM 8，以及數(shù)據(jù)通訊單元9。投影儀1A包括一個(gè)無線電接收單元10，以及除了上述部分以外的接收天線11。
激光指示器50A包括具有多個(gè)按鍵的輸入單元51，控制單元52，激光發(fā)射器件53，用于傳輸無線電信號的發(fā)射單元54，以及傳輸天線55。根據(jù)用戶對輸入單元51的操作，激光指示器50A從激光發(fā)射器件53發(fā)射激光束L。發(fā)射單元54發(fā)射無線電信號。
面?zhèn)鞲衅鲉卧?，幀存儲器3，和數(shù)據(jù)通訊單元9具有與上述實(shí)施例1相同的結(jié)構(gòu)。
彩色圖像合成投影儀機(jī)構(gòu)單元4A響應(yīng)從個(gè)人計(jì)算機(jī)200發(fā)送的圖像信號(或者從除了個(gè)人計(jì)算機(jī)200以外連接到投影儀1的任意外設(shè)發(fā)送的視頻信號)而輸出驅(qū)動(dòng)信號，用于驅(qū)動(dòng)液晶顯示面板和三個(gè)DMD。液晶顯示面板由一塊產(chǎn)生全彩色圖像的面板，或者一塊產(chǎn)生紅色(R)圖像，綠色(G)圖像，藍(lán)色(B)圖像的面板構(gòu)成。
MPU 6按照存儲在ROM 7中的程序運(yùn)行，并控制投影儀1A的全部工作。此外，MPU 6具有作為用于停止顯示具有某種特定顏色的圖像的停止裝置(停止單元)，以及用于探測指示器的指示位置的位置探測裝置(位置探測單元)的功能。ROM 7存儲控制MPU 6的程序，以執(zhí)行后面描述的作為本發(fā)明的位置探測裝置的操作和功能。RAM 8為MPU 6的工作存儲器。
現(xiàn)在將說明根據(jù)本發(fā)明的投影儀1A的操作。假定在個(gè)人計(jì)算機(jī)200中安裝了用于演示的應(yīng)用軟件。該用于演示的應(yīng)用軟件具有向投影儀1A輸出代表預(yù)先創(chuàng)建的說明屏幕的圖像數(shù)據(jù)的功能，以及從投影儀1A接收后面描述的指示位置信息，并基于所接收的指示位置信息執(zhí)行預(yù)定的操作的功能。假定個(gè)人計(jì)算機(jī)200激活了此用于演示的應(yīng)用程序。
此外，假定基于從個(gè)人計(jì)算機(jī)200發(fā)送的圖像(或者視頻)信號，投影儀1A將如實(shí)施例1中圖4所示的說明圖像G1投影。然而，假定投影儀1A沒有投影紅色點(diǎn)圖像P作為圖像角落信息，并且從激光指示器50A發(fā)射的激光束L的光學(xué)圖像O還不存在。
當(dāng)用戶操作激光指示器50A的輸入單元51時(shí)，激光指示器50A和投影儀1A的操作將參照圖9和圖10分別說明。
首先，控制單元52探測用戶是否有對輸入單元51的操作(步驟S51)。在用戶對輸入單元51有操作的情況下(步驟S51，YES)，控制單元52等待按鈕A或者B被按下。A鍵是用于指示激光束L照射和發(fā)送無線電信號的鍵。B鍵只是用于指示激光束L照射的鍵。
控制單元52判斷A鍵還是B鍵被按下(步驟52)。在判斷出A鍵被按下的情況下(步驟S52，A)，控制單元52進(jìn)行激光束L照射并發(fā)射無線電信號(步驟S53)。在判斷出B鍵被按下的情況下，控制單元52進(jìn)行激光束L照射并結(jié)束過程。
另一方面，投影儀1A判斷其是否已經(jīng)接收到來自激光指示器50A的無線電信號(步驟SS1)。在判斷出已經(jīng)收到無線電信號的情況下(步驟SS1，YES)，投影儀1A停止顯示綠色(G)和藍(lán)色(B)圖像。然后，投影儀1A投影紅色點(diǎn)圖像P作為圖像角落信息，并驅(qū)動(dòng)面?zhèn)鞲衅?4接收投影在屏幕S上的圖像的反射光(步驟SS2)?；诮邮盏降姆瓷涔獾膱D像，即圖6A所示二維信息的圖像，投影儀1A進(jìn)行預(yù)定的圖像處理。通過進(jìn)行圖像處理并識別四點(diǎn)圖像P(圖像角落信息)，投影儀1A判斷參考投影屏幕區(qū)域。投影儀1A在RAM 8中存儲在判斷出的投影屏幕區(qū)域上的信息。
然后，MPU 6向彩色圖像合成投影儀機(jī)構(gòu)單元4A發(fā)送一個(gè)停止控制信號，并停止顯示由輸入圖像(或視頻)信號攜帶的紅色(R)圖像(步驟SS4)。應(yīng)注意用于停止顯示紅色(R)圖像的停止控制信號是代表獲取指示器件50的指示光圖像的時(shí)序的信號。在停止顯示紅色(R)圖像的同時(shí)，MPU 6驅(qū)動(dòng)面?zhèn)鞲衅?4并從屏幕S接收反射光。在此拍攝過程結(jié)束后，MPU 6向彩色圖像合成投影儀機(jī)構(gòu)單元4A發(fā)送一個(gè)停止控制信號，并恢復(fù)顯示紅色(R)圖像(步驟SS5)。
然后，當(dāng)MPU輸出停止顯示紅色(R)圖像的停止控制信號時(shí)，基于剛剛拍攝的圖像，即圖6B顯示的二維信息的圖像，MPU 6進(jìn)行預(yù)定的圖像處理。通過進(jìn)行圖像處理，MPU 6識別激光束L的光學(xué)圖像O，并進(jìn)行一次光學(xué)圖像O在圖像中的位置(絕對位置)的探測。同時(shí)，MPU 6讀出在步驟SS3中存儲的投影屏幕區(qū)域信息。MPU 6計(jì)算光學(xué)圖像O相對于讀出的投影屏幕區(qū)域的位置(相對位置)，作為被激光指示器50A指示出的位置(步驟SS6)。這個(gè)指出的位置由對應(yīng)于說明圖像G1的像素?cái)?shù)的在X方向和Y方向的坐標(biāo)值表達(dá)，該說明圖像G1作為圖像數(shù)據(jù)從個(gè)人計(jì)算機(jī)200傳送而來。然后，MPU 6將計(jì)算結(jié)果作為表示所探測指示位置的信息發(fā)送到個(gè)人計(jì)算機(jī)200(步驟SS7)。此后，MPU 6重復(fù)此過程。
在本實(shí)施例中，面?zhèn)鞲衅?4進(jìn)行拍攝需要一段時(shí)間，即，作為其間紅色(R)圖像停止顯示的時(shí)間段，等于或者小于1/60秒就足夠了。MPU 6使得面?zhèn)鞲衅?4的拍攝時(shí)序和其間紅色(R)圖像停止顯示的時(shí)段同步。因此，即使紅色(R)圖像在投影屏幕上停止顯示時(shí)，也可能使得觀看者察覺不到閃爍。
如上所述，根據(jù)實(shí)施例2，當(dāng)有來自用戶的指示時(shí)，探測由激光束的指示光照射的位置。因此，在利用彩色圖像合成法投影到屏幕上的圖像中，可以按照需要探測被照射的位置，并精確探測被激光束等的指示光照射的位置。
在上述的每個(gè)實(shí)施例中，在面?zhèn)鞲衅鲉卧?的光學(xué)系統(tǒng)中，準(zhǔn)備有只允許與激光束L具有相同顏色的紅光透過的濾光片23，并且，投影儀1通過使用圖6B所示的二維信息，即除了激光束L的光學(xué)圖像O之外沒有其他圖像存在的圖像，探測指示位置。因此，即使在投影圖像(說明圖像G1)中具有與激光束L相同顏色的紅色部分R1和R2，也可以準(zhǔn)確地探測指示位置。此外，可以不使用復(fù)雜的圖像處理技術(shù)就容易地進(jìn)行指示位置的探測，并減輕在探測指示位置時(shí)MPU 6上施加的負(fù)荷。
在每個(gè)實(shí)施例中所顯示的投影儀中，在面?zhèn)鞲衅鲉卧?的光學(xué)系統(tǒng)中準(zhǔn)備有濾光片23。然而，濾光片23可以省略。這種情況下，在上述步驟SS5中接收的反射光的圖像，是除了激光束L的光學(xué)圖像O之外沒有顏色與激光束L顏色相同的圖像。因此，即使在拍攝的圖像中有除了光學(xué)圖像O之外的圖像成像，也可以通過圖像處理技術(shù)探測光學(xué)圖像O的位置(激光束L指示的位置)。因此，即使是具有省略了濾光片23的結(jié)構(gòu)，也可以準(zhǔn)確地探測指示位置。然而，這種情況下，使用的圖像處理技術(shù)將會稍微復(fù)雜。
此外，濾光片23可以省略，并且同時(shí)，在上述的指示位置探測過程中可以進(jìn)行下面的處理。例如，可以將MPU 6設(shè)計(jì)成在步驟SS5中接收來自屏幕S的反射光之后進(jìn)行濾波處理，從而將接收的反射光圖像中的只代表紅色(R)分量的圖像數(shù)據(jù)提取出來，并獲得與圖6B所示相似的二維信息。即，投影儀1可以構(gòu)造為包含替代濾光片23的數(shù)字濾波器。
此外，在每個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)執(zhí)行指示位置探測過程時(shí)，在MPU 6每次重復(fù)此程序時(shí)，MPU 6確認(rèn)投影屏幕作為參考，并判定關(guān)于此投影屏幕區(qū)域的相對位置，作為待探測并最終傳送到個(gè)人計(jì)算機(jī)200的指示位置信息。因此，即使在投影放大率(投影圖像的尺寸)變化的情況下，MPU 6也可以準(zhǔn)確地探測激光束L所指示的位置。
MPU 6可以執(zhí)行以投影儀1的投影放大率不變?yōu)榍疤嶙鳛榛A(chǔ)的過程。例如，在演示開始之前，投影儀1投影一個(gè)在其頂點(diǎn)處添加有圖像角落信息(點(diǎn)圖像P)的任意圖像(它可以是說明圖像G1)，或者只有圖像角落信息的圖像，以便設(shè)置投影屏幕區(qū)域。然后，基于所投影的圖像，MPU 6判斷投影屏幕區(qū)域，并將所確定的投影屏幕區(qū)域上的信息存儲在RAM 8中。MPU 6可以執(zhí)行用于設(shè)定投影屏幕區(qū)域的過程，之后可以執(zhí)行指示位置探測過程，上述步驟S1到S3(SS1到SS3)省略。
此外，點(diǎn)圖像P為表示投影圖像角落的圖像角落信息，已經(jīng)說明了其為紅色。點(diǎn)圖像P的顏色可以是黃色或者白色，只要其中包括紅色就可以。此外，如果投影儀1是如上所述不包括濾光片23的結(jié)構(gòu)，點(diǎn)圖像P可以是任何顏色。此外，代表所投影圖像角落的圖像角落信息可以不是代表所投影圖像的頂點(diǎn)的信息，而可以用代表線圖像Q的信息替代，如圖11所示，每個(gè)線圖像Q代表所投影圖像的四邊中的任意一個(gè)。應(yīng)注意當(dāng)使用線圖像Q的情況下，它們的顏色與點(diǎn)圖像P的顏色相同。
在每個(gè)實(shí)施例中，已經(jīng)說明了用于探測由發(fā)射紅色激光束L的激光指示器50所指示位置的結(jié)構(gòu)。然而，可以設(shè)計(jì)投影儀1，使其探測由發(fā)射綠色(G)激光束L的激光指示器50所指示的位置。在此情況下，需要使用只允許綠光透過的濾光片作為濾光片23，并且添加到說明圖像G1的四個(gè)頂點(diǎn)的點(diǎn)圖像P需要為綠色。除此以外，在實(shí)施例1的指示位置探測過程中，MPU 6需要基于G時(shí)段到來時(shí)的圖像獲得在投影屏幕區(qū)域上的信息，并需要基于B(或者R)時(shí)段到來時(shí)的圖像探測指示位置信息。在實(shí)施例2的指示位置探測過程中，MPU6需要基于在綠色(G)圖像停止顯示時(shí)獲取的圖像而探測指示位置信息。
此外，在使用數(shù)字濾波器替代濾光片23的情況下，投影儀1可以設(shè)計(jì)成允許用戶預(yù)先設(shè)置激光束L的顏色，并根據(jù)設(shè)定的顏色執(zhí)行濾波處理與指示位置探測過程。利用這樣的設(shè)計(jì)，投影儀1變?yōu)槟軌蜻m用于對激光束L可變換的多種顏色進(jìn)行上述的處理。
在上述的實(shí)施例中，主要說明了投影儀1將來自個(gè)人計(jì)算機(jī)200的圖像投影到屏幕S上的情況。然而，投影儀1可以構(gòu)造為使得具有用于可分離存儲卡(存儲卡的標(biāo)準(zhǔn)是任意的)的門(throttle)，并且基于存儲在所安裝的存儲卡中的圖像數(shù)據(jù)而投影說明圖像。這種情況下，不需要將關(guān)于在指示位置探測過程中探測的位置的信息輸出到外部。此外，在投影儀1設(shè)計(jì)成只投影基于存儲卡中儲存的圖像數(shù)據(jù)的說明圖像的情況下，圖2中顯示的數(shù)據(jù)通訊單元9變得不必要。
此外，在本發(fā)明的實(shí)施例中，顯示了本發(fā)明的指示位置探測器件被合并到投影儀1之中的結(jié)構(gòu)。然而，該指示位置探測器件可以構(gòu)造為作為與投影儀1分離的器件。在此情況下，構(gòu)造投影儀1使得能夠?qū)⑸鲜鯠MD驅(qū)動(dòng)信號傳送到該投影儀，并基于被發(fā)送的DMD驅(qū)動(dòng)信號提取用于投影R圖像，G圖像，和B圖像到屏幕S上的時(shí)序?；蛘?，投影儀1可以構(gòu)造為使得面?zhèn)鞲衅?4以比圖5所示的R時(shí)段，G時(shí)段，和B時(shí)段更短的周期按順序探測圖像，并通過檢查被探測圖像顏色的信息而探測投影的時(shí)序。此外，本發(fā)明的指示位置探測器件可以由一臺個(gè)人電腦和一個(gè)連接到該個(gè)人電腦的通用CCD攝像機(jī)組成。這種情況下，該個(gè)人電腦構(gòu)造為使其可以進(jìn)行指示位置探測過程。這種情況下，根據(jù)本發(fā)明的帶通濾波器將是上述的數(shù)字濾波器。
在不背離本發(fā)明廣義的精神和范圍的情況下，可以有多種實(shí)施例，并可以對其進(jìn)行各種改變。上述的實(shí)施例用于說明本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍通過所附的權(quán)利要求而不是實(shí)施例進(jìn)行說明。在本發(fā)明的權(quán)利要求和權(quán)利要求的等效含義之內(nèi)的各種修改被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
此申請基于在2002年8月30日提交的日本專利申請No.2002-252219和在2003年8月11日提交的日本專利申請No.2003-291252，并包括說明書、權(quán)利要求、附圖和摘要。此處包含上述日本專利申請的全部公開作為參考。
權(quán)利要求
1.一種指示位置探測器件，探測指示器件(50)的指示光所照射的位置，用于通過該指示光確定在屏幕(S)上的位置，所述探測器件包括時(shí)序信號輸出單元(5，6)，輸出的信號代表獲取特定圖像的時(shí)序，該特定圖像包括在所投影的具有多個(gè)預(yù)先指定的顏色分量的圖像中；拍攝單元(2)，當(dāng)所述時(shí)序信號輸出單元(5，6)輸出代表某一時(shí)序的信號作為代表獲取該指示光圖像的時(shí)序的信號時(shí)，該拍攝單元接收投影在所述屏幕(S)上的圖像的光，并從而獲得此投影圖像的圖像信息，此時(shí)，與所述指示器件(50)的指示光具有相同顏色的顏色分量的圖像停止投影；以及位置探測單元(6)，從由所述拍攝單元(2)獲得的該圖像信息探測該指示光所照射的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指示位置探測器件，其中所述時(shí)序信號輸出單元(5，6)包括時(shí)序提取單元(5)，其從用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)將圖像信號轉(zhuǎn)化為光學(xué)信號的光學(xué)調(diào)制器的投影儀機(jī)構(gòu)單元(4)獲得用于驅(qū)動(dòng)所述光學(xué)調(diào)制器的驅(qū)動(dòng)信號，并基于獲得的該驅(qū)動(dòng)信號，輸出代表獲取所述指示器件(50)的指示光圖像的時(shí)序的時(shí)段/時(shí)序信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指示位置探測器件，其中在投影時(shí)段中，所述拍攝單元(2)進(jìn)一步獲取投影在所述屏幕(S)上的圖像的信息，在該投影時(shí)段內(nèi)，包括代表投影圖像角落的圖像角落信息的圖像被投影；并且所述位置探測單元(6)基于由所述拍攝單元(2)在兩個(gè)投影時(shí)段中分別獲得的兩條該圖像信息，探測由該指示光照射的位置，在一個(gè)該投影時(shí)段中將只包括與指示光顏色不同的一個(gè)顏色分量的圖像投影，在另一個(gè)投影時(shí)段中將包括該圖像角落信息的圖像投影。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的指示位置探測器件，其中該圖像角落信息為表示代表該投影圖像角落的圖像的信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的指示位置探測器件，其中該圖像角落信息為表示代表該投影圖像的側(cè)邊的圖像的信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指示位置探測器件，其中所述拍攝單元(2)包括一個(gè)帶通濾波器(23)，該帶通濾波器只獲取與該指示光具有相同顏色的顏色分量的圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指示位置探測器件，其中所述指示器件(50)用于發(fā)射激光。
8.一種探測被指示器件(50)的指示光所照射的位置的方法，用于確定在屏幕(S)上的位置，所述方法包括提取投影時(shí)段的時(shí)序提取步驟，在該投影時(shí)段中，投影圖像中包括多個(gè)預(yù)先指定的顏色分量中的每一種顏色分量的圖像被投影；拍攝步驟，在所述時(shí)序提取步驟提取的一個(gè)投影時(shí)段中，接收與所述指示器件(50)的指示光一起投影在所述屏幕(S)上的圖像的光，從而獲得在所述屏幕(S)上的此投影圖像的圖像信息，在該投影時(shí)段中，將只包含多個(gè)預(yù)先指定顏色分量中與該指示光顏色不同的顏色分量的圖像投影；以及位置探測步驟，從在所述拍攝步驟中獲得的圖像信息中探測由所述指示器件(50)的指示光照射的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括第二拍攝步驟，在所述提取步驟中所提取的投影時(shí)段中獲取投影在所述屏幕(S)上圖像的圖像信息，在此投影時(shí)段中，將包括代表投影圖像角落的圖像角落信息的圖像投影，其中，所述位置探測步驟基于分別在所述拍攝步驟和所述第二拍攝步驟中獲得的兩條該圖像信息，探測由該指示光照射的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指示位置探測器件，其中所述指示器件(50)包括發(fā)光元件(53)，用于發(fā)射指示光，以及發(fā)射單元(54)，用于與所述發(fā)光元件(53)的發(fā)光同步發(fā)射無線電信號；所述時(shí)序信號輸出單元(5，6)包括接收單元(10)，用于從所述指示器件(50)的所述發(fā)射單元(54)接收該無線電信號；以及停止單元(6，步驟SS2)，響應(yīng)于接收到通過所述接收單元(10)接收的無線電信號而產(chǎn)生停止控制信號，用于停止顯示多個(gè)預(yù)先指定的顏色分量中的某特定顏色分量的圖像，以及輸出由所述停止單元(6，步驟SS2)生成的停止控制信號，作為代表獲取所述指示器件(50)的指示光圖像的時(shí)序的信號，用于停止顯示與該指示光具有相同顏色的顏色分量的圖像。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的指示位置探測器件，其中所述停止單元(6，步驟SS2)向控制驅(qū)動(dòng)光學(xué)調(diào)制器的投影儀機(jī)構(gòu)(4)發(fā)送停止控制信號。
全文摘要
一種場序彩色投影儀(1)，包括一個(gè)具有用于拍攝屏幕的面?zhèn)鞲衅鞯拿鎮(zhèn)鞲衅鲉卧?2)，以及一個(gè)只允許與來自激光指示器的激光束具有相同顏色的紅光入射到該面?zhèn)鞲衅魃系臑V光片，以及一個(gè)提取用于投影紅色、綠色和藍(lán)色圖像的時(shí)序的彩色時(shí)段/時(shí)序提取單元(5)。如果在圖像投影時(shí)有一個(gè)用于紅色圖像的投影時(shí)序到來，MPU(微處理器單元)(6)接收在當(dāng)時(shí)投影在屏幕上的圖像的光以獲取圖像信息，并基于獲取的圖像信息探測由激光束指示的位置。即使在被投影的圖像中存在與該激光束具有相同顏色的部分，指示位置探測器件也能準(zhǔn)確地探測該激光指示器的指示光所照射的位置。
文檔編號G06F3/041GK1679345SQ0382048
公開日2005年10月5日 申請日期2003年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月30日
發(fā)明者井上秀昭, 小林圭一 申請人:卡西歐計(jì)算機(jī)株式會社