專(zhuān)利名稱(chēng)：掃描束覆蓋投影的制作方法
掃描束覆蓋投影
背景技術(shù)：
“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(augmented reality) ”是包括虛擬和真實(shí)世界元素的環(huán)境。例如，投 影儀可以在真實(shí)世界的對(duì)象上顯示(或者“覆蓋”)圖像。為了使投影圖像正確地覆蓋真實(shí) 世界環(huán)境，可能對(duì)圖像進(jìn)行縮放和變形，以匹配真實(shí)世界對(duì)象或者在上面投影的表面。該縮 放和變形補(bǔ)償投影儀的投影角度、到真實(shí)世界對(duì)象的距離以及在真實(shí)世界中的投影表面上 的三維曲線(xiàn)。縮放和變形算法是公知的。如果可以使要投影的底層圖像中的足夠數(shù)目的點(diǎn)與投 影表面上的位置進(jìn)行關(guān)聯(lián)，則可以使用公知的方法來(lái)使底層圖像縮放和變形，以匹配投影 表面。使底層圖像內(nèi)的點(diǎn)與投影表面上的位置進(jìn)行關(guān)聯(lián)可能是難題，尤其是在投影儀處于 移動(dòng)中時(shí)。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的掃描束覆蓋投影系統(tǒng)；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的用于掃描束覆蓋投影系統(tǒng)的同步信號(hào)的時(shí) 序圖，從所述同步信號(hào)可以確定點(diǎn)在投影表面上的位置；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的方法的流程圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的掃描束覆蓋投影系統(tǒng)；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的將覆蓋圖像投影到三維表面上的掃描束覆 蓋投影系統(tǒng)；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的具有參數(shù)收集和顯示能力的掃描束覆蓋投 影系統(tǒng)；以及圖7和圖8示出了根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式在以下詳細(xì)描述中，對(duì)附圖進(jìn)行參考，附圖通過(guò)說(shuō)明的方式示出了其中可以實(shí)踐 本發(fā)明的特定實(shí)施例。充分細(xì)節(jié)地描述了這些實(shí)施例，以使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺` 本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，盡管本發(fā)明的各種實(shí)施例是不同的，但是并非必須彼此排除。例如，在 不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，結(jié)合一個(gè)實(shí)施例在這里描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特 性可以在其他實(shí)施例內(nèi)被實(shí)現(xiàn)。另外，應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下， 可以修改在每個(gè)公開(kāi)的實(shí)施例內(nèi)的各個(gè)元素的位置和布置。因此，以下詳細(xì)描述不是在限 制意義上進(jìn)行的，并且本發(fā)明的范圍僅由適當(dāng)解釋的所附權(quán)利要求以及權(quán)利要求授予其權(quán) 利的等價(jià)物的全部范圍來(lái)限定。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記在若干視圖中表示相同或類(lèi)似 的功能。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的掃描束覆蓋投影系統(tǒng)。如圖1所示，掃描束 覆蓋投影系統(tǒng)100包括能夠發(fā)出可能是激光束的束112的光源110，該光源110可以是諸如 激光二極管等的激光光源。束112入射到掃描平臺(tái)114，該掃描平臺(tái)114可以包括基于微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的掃描儀等，并且從掃描鏡116向外反射，以生成受控的輸出束124。水平驅(qū) 動(dòng)電路118和垂直驅(qū)動(dòng)電路120對(duì)掃描鏡116所偏向的方向進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得輸出束IM生 成光柵掃描126，從而在投影表面1 上產(chǎn)生顯示圖像。投影表面1 具有反射點(diǎn)130和132。反射點(diǎn)130和132可以被集成在投影表面 中，或者可以通過(guò)膠水、膠帶或任何其他方式來(lái)附著。反射點(diǎn)130和132可以包括任何類(lèi)型 的可以反射所有或部分輸出束124的反射裝置或材料。例如，在一些實(shí)施例中，反射點(diǎn)130 和132可以是角形反射器或者回射器。又如，在其他實(shí)施例中，反射點(diǎn)130和132可以包括 具有漫射特點(diǎn)的反光帶。當(dāng)受控輸出束IM通過(guò)反射點(diǎn)130或132中的一個(gè)時(shí)，光線(xiàn)如在133上所示的進(jìn)行 反射。光檢測(cè)器(PD)134感測(cè)反射光。如以下更加完整描述的，可以將反射光的定時(shí)與光 柵掃描126的定時(shí)進(jìn)行比較，以確定反射點(diǎn)相對(duì)于光柵掃描1 所繪制的圖像的位置。例 如，當(dāng)反射點(diǎn)反射特定像素時(shí)，確定光柵掃描126內(nèi)的像素的位置還確定反射點(diǎn)在光柵掃 描126內(nèi)的位置。顯示控制器140包括定時(shí)電路142、圖像生成組件144、圖像變形引擎146和光源 驅(qū)動(dòng)電路148。定時(shí)電路142向水平驅(qū)動(dòng)電路118和垂直驅(qū)動(dòng)電路120提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以控 制掃描鏡116的光柵掃描操作的定時(shí)。在一些實(shí)施例中，定時(shí)電路142產(chǎn)生垂直和水平同 步信號(hào)，從中導(dǎo)出用于驅(qū)動(dòng)電路118和120的信號(hào)。在一些實(shí)施例中，水平驅(qū)動(dòng)電路118和 垂直驅(qū)動(dòng)電路120被合并，并且定時(shí)電路142產(chǎn)生一個(gè)復(fù)合信號(hào)來(lái)影響鏡子116的光柵掃 描操作。定時(shí)電路142還從PD 134接收一個(gè)或多個(gè)信號(hào)。這些信號(hào)提供關(guān)于光線(xiàn)何時(shí)從 投影表面向外反射的定時(shí)信息。例如，當(dāng)受控輸出束1 掃描經(jīng)過(guò)反射點(diǎn)132時(shí)，PD 134將 向定時(shí)電路142提供節(jié)點(diǎn)135上的信號(hào)。而且例如，當(dāng)受控輸出束IM掃描經(jīng)過(guò)反射點(diǎn)130 時(shí)(如圖1所示)，PD 134將向定時(shí)電路142提供節(jié)點(diǎn)135上的信號(hào)。定時(shí)電路142使從 PD 134接收到的信號(hào)的定時(shí)與其自己的內(nèi)部定時(shí)信號(hào)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以確定反射點(diǎn)在光柵掃描 中位于何處。以下參照?qǐng)D2描述示例性定時(shí)。圖像生成組件144生成要投影的圖像。在一些實(shí)施例中，圖像生成組件144是包 括圖像靜態(tài)表示的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。例如，圖像生成組件144可以是諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器或硬盤(pán) 驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)器設(shè)備。在其他實(shí)施例中，圖像生成組件144可以是從外部顯示控制器140 接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)的輸入設(shè)備。圖像數(shù)據(jù)的最終來(lái)源不限制本發(fā)明。圖像變形引擎146從圖像生成組件144接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)。接收到的圖像數(shù)據(jù)與要在 投影表面1 上覆蓋的圖像相對(duì)應(yīng)。圖像變形引擎146還從定時(shí)電路142接收信息。從定 時(shí)電路142接收到的信息允許圖像變形引擎146使投影表面上的位置與圖像數(shù)據(jù)中的點(diǎn)進(jìn) 行關(guān)聯(lián)。作為響應(yīng)，圖像變形引擎146對(duì)要投影的圖像進(jìn)行縮放和變形。例如，定時(shí)電路 142可以向圖像變形引擎146提供(X，y)坐標(biāo)，其中(x，y)坐標(biāo)表示在投影表面上的位置 的光柵掃描內(nèi)的位置。圖像數(shù)據(jù)可以包括標(biāo)記，該標(biāo)記允許圖像內(nèi)的特定點(diǎn)與表示投影表 面上的位置的(x，y)坐標(biāo)相關(guān)聯(lián)。然后，圖像變形引擎146可以對(duì)圖像進(jìn)行變形和縮放，使 得圖像中的標(biāo)記點(diǎn)覆蓋投影表面上的位置?？梢杂糜布?、軟件或任何組合來(lái)實(shí)現(xiàn)顯示控制器140內(nèi)示出的各種功能塊。例如， 圖像變形引擎146可以被實(shí)現(xiàn)為在處理器(未示出)上運(yùn)行的軟件模塊。又如，可以用諸如專(zhuān)用集成電路(ASIC)的專(zhuān)用硬件中實(shí)現(xiàn)圖像變形引擎146。光源驅(qū)動(dòng)電路148將縮放和變形圖像的像素信息轉(zhuǎn)換成適用于驅(qū)動(dòng)光源110的調(diào) 制信號(hào)。在一些實(shí)施中，光源110包括一個(gè)或多個(gè)激光二極管、以及產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)激光二極管 的電流的光源驅(qū)動(dòng)電路140。調(diào)制信號(hào)與掃描平臺(tái)114的操作同步，使得每個(gè)像素以其相 對(duì)光柵掃描126正確的位置中進(jìn)行顯示。顯示控制器140還可以控制掃描束覆蓋投影系統(tǒng) 100的其他各種功能。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的用于掃描束覆蓋投影系統(tǒng)的同步信號(hào)的時(shí) 序圖，從所述同步信號(hào)可以確定點(diǎn)在投影表面上的位置。如圖2的時(shí)序圖200所示，用于光 柵掃描1 (圖1)的垂直同步信號(hào)210和水平同步信號(hào)212用于計(jì)算反射像素在光柵掃描 內(nèi)的X-Y位置，并且因此計(jì)算在投影表面上的特定位置。對(duì)于光柵掃描126的每個(gè)垂直掃描，垂直同步信號(hào)210生效(assert) —次，并且 對(duì)于光柵掃描126的每個(gè)水平掃描，水平同步信號(hào)212生效一次。垂直同步信號(hào)通常在垂 直掃描開(kāi)始時(shí)生效，但是這不限制本發(fā)明。例如，如果垂直掃描在頂部開(kāi)始并且向下前進(jìn)， 則當(dāng)輸出束在頂部時(shí)，垂直同步信號(hào)210可能生效。這在圖2中由垂直同步脈沖216和218 來(lái)圖示。類(lèi)似地，水平同步信號(hào)212通常在水平掃描開(kāi)始時(shí)生效，但是這不限制本發(fā)明。例 如，如果水平掃描在左側(cè)開(kāi)始并向右前進(jìn)，則當(dāng)輸出束在左側(cè)時(shí)，水平同步信號(hào)212可能生 效。這在圖2中由水平同步脈沖230、232、234、236、238和240來(lái)圖示。當(dāng)接收到光線(xiàn)時(shí)，光檢測(cè)器(PD 134，圖1)產(chǎn)生脈沖。在圖2中，光檢測(cè)器輸出 (PD輸出)信號(hào)214被示為具有兩個(gè)脈沖250和沈0。這里，脈沖250和260被稱(chēng)為“反射 脈沖”。反射脈沖250與從反射點(diǎn)132(圖1)反射的光線(xiàn)相對(duì)應(yīng)，并且反射脈沖260與從反 射點(diǎn)130反射的光線(xiàn)相對(duì)應(yīng)。通過(guò)確定相對(duì)水平同步脈沖的反射脈沖相位，可以從PD輸出信號(hào)214內(nèi)的對(duì)應(yīng)反 射脈沖計(jì)算反射像素的X位置。例如，可以通過(guò)確定反射脈沖250和水平同步脈沖232之 間的時(shí)間差(與相位延遲相對(duì)應(yīng))252來(lái)計(jì)算與反射脈沖250相對(duì)應(yīng)的反射像素的X位置。 該時(shí)間差表示相對(duì)于光柵掃描126中的輸出束124的水平掃動(dòng)的反射像素的定時(shí)，并且從 而與反射像素的X位置相對(duì)應(yīng)。由于在光柵掃描126中的輸出束124的掃描在所有X上可 能不具有均勻速度，因此可能做出調(diào)整，以將時(shí)間差252映射到適當(dāng)?shù)腦位置。由于沿著輸 出束124的水平掃描軌跡的每個(gè)像素與來(lái)自于水平同步脈沖的特定和可重復(fù)定時(shí)相位延 遲(例如25 相對(duì)應(yīng)，因此可以進(jìn)行該映射。類(lèi)似地，通過(guò)確定相對(duì)于垂直同步脈沖的反射脈沖的相位，可以從PD輸出信號(hào) 214內(nèi)的對(duì)應(yīng)反射脈沖計(jì)算反射像素的Y位置。例如，通過(guò)確定反射脈沖250和垂直同步脈 沖216之間的時(shí)間差(與相位延遲相對(duì)應(yīng))2 ，可以計(jì)算與反射脈沖250相對(duì)應(yīng)的反射像 素的Y位置。該時(shí)間差表示相對(duì)于光柵掃描126中的輸出光柵124的垂直掃描的反射像素 的定時(shí)，并且從而與反射像素的Y位置相對(duì)應(yīng)。再一次，可以對(duì)在反射脈沖的定時(shí)和對(duì)應(yīng)的 Y位置之間的映射進(jìn)行調(diào)整，以應(yīng)對(duì)掃描偽像(scanning artifact)，諸如變化的掃描速度 和垂直過(guò)掃描(其中，該束掃描經(jīng)過(guò)觀(guān)察區(qū)域并且被消隱(blank))。圖2說(shuō)明了兩個(gè)反射像素的時(shí)間測(cè)量。反射點(diǎn)132反射的像素引起反射脈沖250。 水平時(shí)間差在252處被測(cè)量，而垂直時(shí)間差在2M處被測(cè)量。類(lèi)似地，反射點(diǎn)130反射的像 素引起反射脈沖260。水平時(shí)間差在262處被測(cè)量，并且垂直時(shí)間差在264處被測(cè)量。盡管圖2中示出了在圖2中測(cè)量?jī)蓚€(gè)像素的時(shí)間差，但是這并不限制本發(fā)明?？梢岳萌魏螖?shù) 目的反射點(diǎn)，引起任何數(shù)目的反射脈沖?？梢詫?duì)這些反射脈沖中的每一個(gè)進(jìn)行測(cè)量。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可以經(jīng)由查找表進(jìn)行對(duì)X和Y位置的計(jì)算，該查找表使用 測(cè)量的時(shí)間差作為進(jìn)入查找表的地址。替選地，可以使用測(cè)量的時(shí)間差和已知的視頻輸出 對(duì)垂直同步脈沖和水平同步脈沖的相位偏移來(lái)代數(shù)地計(jì)算X-Y位置。在一些實(shí)施例中，光 檢測(cè)器很可能用于捕捉來(lái)自多于一個(gè)的像素從投影表面1 上的單個(gè)反射點(diǎn)的反射。在水 平方向上，這可能導(dǎo)致更長(zhǎng)的反射脈沖寬度。可以通過(guò)將X位置確定為更長(zhǎng)反射脈沖的中 心或者替選地確定為前沿來(lái)解決。然而，在垂直方向上，很可能從鄰近的掃描行生成多個(gè)反 射脈沖。位置確定解碼算法可以基于這樣的反射脈沖中的第一個(gè)或者基于所有反射脈沖的 平均垂直位置來(lái)計(jì)算Y位置。輸出束可以在一個(gè)方向上掃描然后回掃，或者輸出束可以在兩個(gè)方向上掃描。例 如，在一些實(shí)施例中，輸出束可以在從左到右掃描時(shí)繪制像素，而在從右向左回掃時(shí)進(jìn)行消 隱。在其他實(shí)施例中，輸出束可以在從左向右和從右向左掃描時(shí)連續(xù)繪制像素。垂直掃描 也是如此。參考圖2描述的技術(shù)也適用于這些實(shí)施例中的每一個(gè)。另外，不論同步信號(hào)出 現(xiàn)在光柵掃描中的何處，在圖2中說(shuō)明的技術(shù)都是適用的。如果同步信號(hào)在光柵掃描內(nèi)的 位置是已知的，則可以應(yīng)用偏移來(lái)補(bǔ)償其在光柵掃描內(nèi)的位置。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的方法的流程圖。方法300示出了可以用于將 圖像覆蓋到投影表面的動(dòng)作，使得覆蓋圖像中的點(diǎn)與投影表面上的特定位置正確對(duì)準(zhǔn)。在 310處，經(jīng)由投影束的光柵掃描，將覆蓋圖像投影到表面上。這在圖1中示出，其中束IM在 光柵掃描126中前后上下進(jìn)行掃描，以在表面1 上投影圖像。在320處，從表面上的反射點(diǎn)接收反射光。動(dòng)作320與PD 134接收從反射點(diǎn)130 和132反射的光線(xiàn)相對(duì)應(yīng)。在330處，生成與反射光線(xiàn)相對(duì)應(yīng)的脈沖。通過(guò)PD 134在信號(hào) 線(xiàn)135上生成脈沖。在圖2中，在250和260處示出示例性反射脈沖。在340處，反射脈沖 的定時(shí)與光柵掃描的定時(shí)相關(guān)，以確定反射點(diǎn)的位置。如圖2中所示，可以通過(guò)將反射脈沖 的定時(shí)與垂直同步脈沖和水平同步脈沖的定時(shí)進(jìn)行比較來(lái)實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)。在350處，可以使覆蓋圖像變形，以使圖像內(nèi)的標(biāo)記點(diǎn)與表面上的反射點(diǎn)的位置 對(duì)準(zhǔn)。例如，如果已經(jīng)將投影儀移動(dòng)地更靠近投影表面，則覆蓋圖像可能已變得更小，并且 可以伸長(zhǎng)覆蓋圖像，以使圖像與投影表面重新對(duì)準(zhǔn)。類(lèi)似地，如果投影儀向左或向右移動(dòng)， 則表面上的反射點(diǎn)可能不再與圖像內(nèi)的標(biāo)記點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。動(dòng)作350將使得覆蓋圖像再次與投影 表面正確對(duì)準(zhǔn)。圖4示出根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的掃描束覆蓋投影系統(tǒng)。掃描束覆蓋投影系統(tǒng) 400包括光源110、掃描平臺(tái)114、水平驅(qū)動(dòng)電路118和垂直驅(qū)動(dòng)電路120，參考圖1對(duì)它們 進(jìn)行描述。掃描束覆蓋投影儀400對(duì)輸出束IM進(jìn)行掃描，以生成光柵掃描126，從而在投 影表面1 上產(chǎn)生顯示圖像。投影表面128具有光檢測(cè)器430和432。光檢測(cè)器430和432可以被集成在投影 表面中，或者可以用膠水、膠帶或任何其他方式來(lái)附著。光檢測(cè)器430和432通過(guò)鏈路431 和433被耦接到定時(shí)電路442。光檢測(cè)器430和432在輸出束IM掃描通過(guò)時(shí)，檢測(cè)光線(xiàn)， 并且在鏈路431和433上生成反射脈沖。例如，當(dāng)輸出束IM掃描經(jīng)過(guò)光檢測(cè)器430時(shí)，在 鏈路431上生成反射脈沖。類(lèi)似地，當(dāng)輸出束IM掃描經(jīng)過(guò)光檢測(cè)器432時(shí)，在鏈路433上
7產(chǎn)生反射脈沖。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，鏈路131和133可以包括具有在光檢測(cè)器430和432以及 定時(shí)電路442之間連接的線(xiàn)纜的有線(xiàn)鏈路。替選地，鏈路131和133可以包括無(wú)線(xiàn)鏈路，諸 如射頻(RF)鏈路。在一個(gè)特定實(shí)施例中，鏈路131和133包括如由藍(lán)牙特定興趣組(SIG) 規(guī)定的藍(lán)牙鏈路，但是要求保護(hù)的主題事項(xiàng)的范圍在該方面不受限制。顯示控制器440包括定時(shí)電路442、圖像生成組件144、圖像變形引擎146和光源 驅(qū)動(dòng)電路148。以上參照?qǐng)D1描述了圖像生成組件144、圖像變形引擎146和光源驅(qū)動(dòng)電路 148。定時(shí)電路442類(lèi)似于定時(shí)電路142，例外之處是從與投影表面位于一處的光檢測(cè)器而 不是從與投影儀位于一處的光檢測(cè)器接收脈沖。在一些實(shí)施例中，如圖4中所示，定時(shí)電路442通過(guò)多個(gè)鏈路接收反射脈沖。在其 他實(shí)施例中，定時(shí)電路442通過(guò)單個(gè)復(fù)用鏈路接收反射脈沖。如上所述，鏈路可以是有線(xiàn)、 無(wú)線(xiàn)或任何組合。如上述參照?qǐng)D1-3所描述的，定時(shí)電路442將接收到的反射脈沖與光柵掃描進(jìn)行 關(guān)聯(lián)，以確定光檢測(cè)器在光柵掃描內(nèi)的位置。圖4示出了與光檢測(cè)器與投影表面位于一處，而圖1示出光檢測(cè)器與投影儀位于 一處。在一些實(shí)施例中，光檢測(cè)器與投影表面和投影儀位于一處。圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的將覆蓋圖像投影到三維表面上的掃描束 覆蓋投影系統(tǒng)。掃描束覆蓋投影系統(tǒng)510包括掃描投影儀512、顯示控制器140和光檢測(cè) 器(PD)134。以上參考先前附圖描述了 PD 134和顯示控制器140。掃描投影儀512可以包 括基于MEMS的激光掃描儀，諸如以上參考圖1-4描述的內(nèi)容。在操作中，掃描投影儀512在三維(3D)表面540上顯示覆蓋圖像570。3D表面 540包括與覆蓋圖像570內(nèi)的標(biāo)記點(diǎn)相關(guān)的反射點(diǎn)552,554,556,558,560和562。PD 134 檢測(cè)從在3D表面上的反射點(diǎn)反射的光線(xiàn)，并且可以如上所述確定點(diǎn)在光柵掃描內(nèi)的位置。 然后，可以使覆蓋圖像570伸長(zhǎng)和變形，使得覆蓋圖像570與3D投影表面的輪廓正確對(duì)準(zhǔn)。3D表面540在圖5中被示為汽車(chē)模型。反射點(diǎn)被置于表面上的重要位置處，諸如 嵌條(molding)和保險(xiǎn)杠的角部。覆蓋圖像可以包括建議的式樣特征，諸如窗戶(hù)的形狀、 輪艙(wheel well)設(shè)計(jì)等?？梢圆榭床煌母采w圖像，以允許快速視覺(jué)原型開(kāi)發(fā)。由于投 影儀的視角改變(例如，投影儀移動(dòng))，因此覆蓋圖像保持與投影表面正確配準(zhǔn)，并且設(shè)計(jì) 者可以從不同的視角快速查看不同的設(shè)計(jì)。該自動(dòng)原型測(cè)試應(yīng)用說(shuō)明了一個(gè)用于掃描束覆 蓋投影的用途。例如，任何增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用可以受益于從此處描述的覆蓋圖像對(duì)準(zhǔn)能力。三維表面540被示出為具有反射點(diǎn)，并且掃描束覆蓋投影系統(tǒng)510示出為具有光 檢測(cè)器。在一些實(shí)施例中，3D表面540具有如上所述參考圖3附著或嵌入的光檢測(cè)器。掃 描束覆蓋投影儀510可以采取任何形式。例如，在一些實(shí)施例中，投影儀510可能是手持設(shè) 備、桌上型設(shè)備或固定設(shè)備。又如，在一些實(shí)施例中，投影儀510可以是用戶(hù)佩戴的設(shè)備的 一部分，諸如眼鏡。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的具有參數(shù)收集和顯示能力的掃描束覆蓋投 影系統(tǒng)。掃描束覆蓋投影系統(tǒng)610包括顯示控制器140、PD134、掃描投影儀512和參數(shù)收 集組件620。在圖6中還示出了探針630和電路板650。掃描投影儀512將圖像投影到顯示表面上，在圖6中被示為電路板650。電路板650包括多個(gè)組件，通過(guò)集成電路652、6M和656來(lái)進(jìn)行例示。為了將覆蓋圖像與投影表面 對(duì)準(zhǔn)，電路板650可以包括如上所述的反射點(diǎn)，但是這不限制本發(fā)明。探針630提供參數(shù)測(cè)量能力。在圖6的示例之中，參數(shù)是溫度。探針630提供測(cè) 量的參數(shù)信息(溫度)，并將其提供給參數(shù)收集組件620。參數(shù)收集組件620向顯示控制器 140提供參數(shù)信息，顯示控制器140然后可以將該參數(shù)信息并入到顯示的圖像中。探針630包括反射點(diǎn)634。掃描覆蓋投影系統(tǒng)610可以使用這里描述的技術(shù)，在用 于顯示圖像的光柵掃描內(nèi)，確定反射點(diǎn)634的位置。探針630還包括按鈕632，以允許用戶(hù) 可以命令探針來(lái)測(cè)量溫度。在操作中，用戶(hù)(或自動(dòng)系統(tǒng))放置探針630來(lái)測(cè)量感興趣位置處(例如，在集成 電路上)的溫度。按下按鈕632，并且探針630測(cè)量溫度，并且將溫度值發(fā)送到參數(shù)收集組 件620。與按鈕按下的同時(shí)，掃描束覆蓋投影系統(tǒng)610還通過(guò)檢測(cè)從反射點(diǎn)634反射的光線(xiàn) 來(lái)確定探針630尖端的位置。然后，掃描覆蓋投影系統(tǒng)610可以使光柵掃描內(nèi)的位置與參 數(shù)值關(guān)聯(lián)。在一些實(shí)施例中，將收集到的參數(shù)值并入顯示圖像內(nèi)。例如，如圖6所示，進(jìn)行了 三個(gè)溫度測(cè)量，并且將溫度值并入顯示圖像。集成電路652在880 V時(shí)被測(cè)量，集成電路6M 在650°C時(shí)被測(cè)量，集成電路656在720°C時(shí)被測(cè)量。通過(guò)來(lái)回移動(dòng)探針630和按下按鈕 632來(lái)顯示更多溫度值。然后，將在投影表面上覆蓋地出現(xiàn)測(cè)量的溫度值。在一些實(shí)施例中，覆蓋的圖像包括直接參數(shù)測(cè)量之外的其他信息。例如，掃描束覆 蓋投影系統(tǒng)610可以使用測(cè)量的參數(shù)信息來(lái)查找要顯示的數(shù)據(jù)。顯示的數(shù)據(jù)可以包括通 過(guò)/失敗信息(用于測(cè)試反饋)、陰影、顏色等。在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可以以任 何方式來(lái)響應(yīng)于參數(shù)信息對(duì)圖像進(jìn)行修改。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的流程圖。在一些實(shí)施例中，通過(guò)掃描束覆蓋 投影系統(tǒng)執(zhí)行方法700或其部分，在之前的附圖中示出了掃描束覆蓋投影系統(tǒng)的實(shí)施例。 在其他實(shí)施例中，通過(guò)電子系統(tǒng)中的硬件/軟件組件來(lái)執(zhí)行全部或部分方法700。方法700 不受執(zhí)行該方法的特定類(lèi)型裝置的限制。方法700的各種動(dòng)作可以用呈現(xiàn)的順序來(lái)執(zhí)行， 或者可以用不同的順序執(zhí)行。另外，在一些實(shí)施例中，圖7中列出的一些動(dòng)作從方法700中 省略。方法700被示出開(kāi)始于塊710，其中，光束掃描掠過(guò)三維表面以在表面上覆蓋圖 像。這與投影覆蓋圖像的公開(kāi)的掃描光速覆蓋投影系統(tǒng)中的任何一個(gè)相對(duì)應(yīng)。在720處， 3D表面上的位置與圖像內(nèi)的標(biāo)記點(diǎn)相關(guān)。這使用公開(kāi)的技術(shù)或其等價(jià)物的任何一個(gè)來(lái)實(shí) 現(xiàn)。例如，反光鏡可以置于3D表面的各位置處，并且如圖2所示，反射的定時(shí)可以與光柵掃 描中的像素定時(shí)進(jìn)行比較。在730處，對(duì)圖像進(jìn)行修改以符合3D表面。這包括使圖像伸長(zhǎng)和變形，使得圖像 中的標(biāo)記點(diǎn)與3D表面上的位置對(duì)準(zhǔn)。本發(fā)明的各種實(shí)施例不限于用于修改圖像的算法。在740處，移動(dòng)投影儀，并且進(jìn)一步修改圖像來(lái)匹配于新視角。例如，可以移動(dòng)掃 描束覆蓋投影系統(tǒng)510(圖5)，以從不同角度照亮汽車(chē)形狀的表面。這將改變反射點(diǎn)相對(duì)于 圖像的位置?？梢灾匦麓_定反射點(diǎn)的位置，并且然后，可以進(jìn)一步使圖像伸長(zhǎng)和變形來(lái)匹配 表面。即使投影儀移動(dòng)，動(dòng)作740也允許覆蓋圖像與投影表面保持適當(dāng)?shù)膶?duì)準(zhǔn)。在750處，收集參數(shù)信息。例如，在一些實(shí)施例中，可以如圖6所示，收集溫度數(shù)據(jù)。在其他實(shí)施例中，可以收集其他參數(shù)信息。在760處，參數(shù)信息被并入圖像內(nèi)。在一些實(shí)施例中，可以省略動(dòng)作750和760。例如，可以在沒(méi)有收集參數(shù)信息的情 況下，用覆蓋圖像照亮3D投影表面。在其他實(shí)施例中，可以省略動(dòng)作740。例如，在不移動(dòng) 投影儀的情況下，可以收集和顯示參數(shù)信息。方法700中示出的動(dòng)作的組合不被認(rèn)為是不 可或缺的。盡管已經(jīng)結(jié)合特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員容 易理解的那樣，在不偏離本發(fā)明的范圍的前提下，可以采取各種修改和變化。這樣的修改和 變化被認(rèn)為是在本發(fā)明和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括使光束掃描掠過(guò)對(duì)象以顯示圖像；接收表示所述對(duì)象上的點(diǎn)的反射；以及基于所述點(diǎn)的位置來(lái)修改所述圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，使光束掃描掠過(guò)對(duì)象以顯示圖像包括將覆蓋投影 到三維對(duì)象上。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，接收反射包括接收來(lái)自位于所述三維對(duì)象上的反 射器的反射。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，修改所述圖像包括使所述覆蓋變形，以匹配所述 三維對(duì)象的當(dāng)前視角。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于所述對(duì)象的位置來(lái)修改所述圖像包括基于相 對(duì)于所述掃描的反射到達(dá)時(shí)間來(lái)確定所述點(diǎn)的位置。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括移動(dòng)正在掃描所述光束的投影儀；以及更新所述圖像。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括接收指示探針相對(duì)于所述對(duì)象的位置的至少一個(gè)反射；以及接收來(lái)自所述探針的參數(shù)信息。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括將所述參數(shù)信息并入所述圖像。
9.一種方法，包括通過(guò)以二維形式掃描光束，將圖像投影到顯示表面；確定所述光束何時(shí)通過(guò)所述顯示表面上的特定點(diǎn)；以及基于所述光束通過(guò)所述特定點(diǎn)的時(shí)間來(lái)使所述圖像變形。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，確定所述光束何時(shí)通過(guò)特定點(diǎn)包括檢測(cè)從所述 特定點(diǎn)反射的光線(xiàn)。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，確定所述光束何時(shí)通過(guò)特定點(diǎn)包括在所述特定 點(diǎn)處檢測(cè)光線(xiàn)。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，將所述圖像投影到所述顯示表面上包括將所述 圖像投影到三維顯示表面。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，確定所述光束何時(shí)通過(guò)所述顯示表面上的特定 點(diǎn)包括檢測(cè)從所述三維顯示表面上的所述特定點(diǎn)反射的光線(xiàn)。
14.一種裝置，包括掃描光束投影儀，所述掃描光束投影儀用于通過(guò)在顯示表面上以二維形式掃描光束來(lái) 顯示圖像；至少一個(gè)光檢測(cè)器，所述至少一個(gè)光檢測(cè)器用于檢測(cè)從所述顯示表面上的多個(gè)反射點(diǎn) 反射的光線(xiàn)；以及圖像變形引擎，所述圖像變形引擎用于基于所述圖像內(nèi)的所述反射點(diǎn)的位置來(lái)使所述 圖像變形。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述掃描光束投影儀包括微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)掃描鏡。
16.如權(quán)利要求14所述的裝置，進(jìn)一步包括參數(shù)輸入接口，所述參數(shù)輸入接口用于接 收與所述圖像內(nèi)的特定點(diǎn)相關(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)。
17.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述圖像變形引擎包括軟件模塊。
18.一種裝置，包括掃描投影儀，所述掃描投影儀用于在垂直方向和水平方向上使光束掃描掠過(guò)顯示表 面，所述掃描投影儀源發(fā)垂直同步信號(hào)和水平同步信號(hào)；檢測(cè)器組件，所述檢測(cè)器組件用于檢測(cè)所述光束何時(shí)通過(guò)所述顯示表面上的特定點(diǎn)；定時(shí)電路，所述定時(shí)電路響應(yīng)于所述檢測(cè)器組件、所述垂直同步信號(hào)和所述水平同步 信號(hào)，來(lái)確定所述光束通過(guò)所述顯示表面上的特定點(diǎn)的時(shí)間；以及圖像變形引擎，所述圖像變形引擎用于響應(yīng)于所述定時(shí)電路來(lái)使所述掃描投影儀顯示 的圖像變形。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述檢測(cè)器組件包括與所述掃描投影儀位于一 處的光電二極管。
20.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述檢測(cè)器包括與所述顯示表面位于一處的至 少一個(gè)光電二極管。
全文摘要
一種掃描束覆蓋投影系統(tǒng)(100)通過(guò)以光柵模式掃描光束(112)來(lái)在投影表面(128)上顯示圖像。當(dāng)通過(guò)光束照亮?xí)r，投影表面上的反射點(diǎn)(130，132)將光線(xiàn)反射回投影系統(tǒng)。投影系統(tǒng)中的光檢測(cè)器(134)檢測(cè)反射光線(xiàn)，并且定時(shí)電路(142)確定反射點(diǎn)位于光柵模板中的何處?？梢允箞D像縮放和變形，以使圖像內(nèi)的標(biāo)記點(diǎn)與投影表面上的反射點(diǎn)的位置相關(guān)聯(lián)。
文檔編號(hào)H04N9/31GK102113316SQ200980129782
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月30日
發(fā)明者蘭黛爾·B·斯帕拉古 申請(qǐng)人:微視公司