交互式投影機(jī)的曝光值自動(dòng)調(diào)整裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及一種交互式投影機(jī)的曝光值自動(dòng)調(diào)整裝置，可W根據(jù)環(huán)境光的強(qiáng)度自 動(dòng)調(diào)整圖像傳感器的曝光值。
【背景技術(shù)】
[0002] 投影機(jī)（projector)的主要技術(shù)有CRT、LCD和DLPH大類型，前兩者采用透射式 投射方式，后者采用反射式投射方式。CRT投影機(jī)主要應(yīng)用于航空航天、遙控監(jiān)測(cè)等專業(yè)領(lǐng) 域，LCD投影機(jī)和DLP投影機(jī)則在社會(huì)各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
[0003] 交互式投影機(jī)（Interactiveprojector)在傳統(tǒng)投影機(jī)的基礎(chǔ)上，允許用戶采用 電子筆在投影畫面上進(jìn)行書寫或者選擇（例如選擇投影畫面的特定區(qū)域從而調(diào)出某項(xiàng)菜 單），投影機(jī)通過傳感器獲取用戶的書寫內(nèi)容、書寫位置或選擇位置、可能調(diào)出的菜單并與 原投影畫面合成后重新投影出來。實(shí)現(xiàn)交互式投影的技術(shù)主要有兩種，一種是攝像頭識(shí)別 的方式，一般用于LCD投影機(jī)；另一種是DLP電子筆識(shí)別方式，一般用于DLP投影機(jī)。
[0004]請(qǐng)參閱圖1，送是一種現(xiàn)有的LCD交互式投影機(jī)，主要包括投影機(jī)10和電子筆20。 投影機(jī)10在墻壁、幕布等處投射出投影畫面M。電子筆20發(fā)出光信號(hào)N，該光信號(hào)N可能 是肉眼不可見的，該光信號(hào)N在投影畫面M上進(jìn)行書寫或者選擇。
[0005] 所述電子筆20通常具有按壓部和發(fā)光部，一旦按壓部被按壓，發(fā)光部就發(fā)出光信 號(hào)N。例如，電子筆20的按壓部和發(fā)光部均在筆頭部位，一旦筆頭被擠壓到投影畫面M所在 的墻壁、幕布等處，筆頭就緊貼著墻壁、幕布等發(fā)出特定波長(zhǎng)的紅外光信號(hào)N。
[0006]在投影機(jī)10內(nèi)部集成、或外部連接有位置檢測(cè)模塊100。該位置檢測(cè)模塊100包 括鏡頭102、位置檢測(cè)器103、處理器104,送H者構(gòu)成了數(shù)字?jǐn)z像頭的主要結(jié)構(gòu)。鏡頭102 采集至少包含投影畫面M的全部范圍的圖像。位置檢測(cè)器103主要為CMOS或CCD類型的 圖像傳感器及外圍電路，其中的圖像傳感器對(duì)所采集的圖像進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳 遞給處理器104。處理器104接收位置檢測(cè)器103的輸出，得到電子筆20的光信號(hào)N在投 影畫面M上的位置及其運(yùn)動(dòng)軌跡，判斷電子筆20的光信號(hào)N是進(jìn)行書寫還是選擇，最終將 書寫內(nèi)容及位置或選擇操作所調(diào)出的菜單與原投影畫面合成，從而實(shí)時(shí)地改變投影畫面M 的內(nèi)容。
[0007] 現(xiàn)有的LCD交互式投影機(jī)由于采用數(shù)字?jǐn)z像頭檢測(cè)電子筆20的光信號(hào)N，因而易 受外界強(qiáng)光的干擾。現(xiàn)有的CMOS或CCD類型的圖像傳感器具有一定的感光范圍，只能感知 發(fā)光強(qiáng)度在最小檢測(cè)閥值和最大檢測(cè)閥值之間的光信號(hào)。如果發(fā)光強(qiáng)度小于最小檢測(cè)閥 值，則圖像傳感器將其作為噪聲濾除掉。如果發(fā)光強(qiáng)度大于最大檢測(cè)閥值，則圖像傳感器 將其等同于最大檢測(cè)閥值?，F(xiàn)有的LCD交互式投影機(jī)中，圖像傳感器的曝光值、最大檢測(cè)閥 值、最小檢測(cè)閥值均只能被設(shè)定為固定值，因此其無法兼顧環(huán)境光較強(qiáng)和環(huán)境光較弱的不 同情況。
[0008]請(qǐng)參閱圖2a，鏡頭102所采集的畫面中，光信號(hào)包括環(huán)境光、投影畫面M發(fā)光、電子 筆發(fā)光NH部分，前兩者合并W斜線填充區(qū)域表示，后者W未填充區(qū)域表示。當(dāng)環(huán)境光較強(qiáng) 時(shí)，環(huán)境光W及投影畫面M發(fā)光的總和已經(jīng)超出了圖像傳感器的最大檢測(cè)閥值。此時(shí)無論 電子筆是否發(fā)光，均在圖像傳感器的感光范圍之外。為了避免送種情況，通常將圖像傳感器 的曝光值設(shè)置得較小，送樣經(jīng)過增益處理后的光信號(hào)的發(fā)光強(qiáng)度有所降低，至少使環(huán)境光 W及投影畫面M發(fā)光的總和小于圖像傳感器的最大檢測(cè)閥值，從而使電子筆發(fā)光N回到圖 像傳感器的感光范圍之內(nèi)。
[0009] 請(qǐng)參閱圖2b，當(dāng)環(huán)境光較弱時(shí)，原始光信號(hào)中電子筆發(fā)光N已在圖像傳感器的感 光范圍之內(nèi)。然而由于圖像傳感器的曝光值設(shè)置得較小，使得經(jīng)過增益處理后的光信號(hào)的 發(fā)光強(qiáng)度有所降低，因此比原始光信號(hào)更加難W檢測(cè)出。換而言之，由于圖像傳感器的曝光 值設(shè)置得較小，使得圖像傳感器在環(huán)境光較弱時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍變小，并可能導(dǎo)致分辨能力降 低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本申請(qǐng)所要解決的技術(shù)問題是提供一種交互式投影機(jī)的曝光值自動(dòng)調(diào)整裝置，可 W根據(jù)環(huán)境光的強(qiáng)度自動(dòng)調(diào)整圖像傳感器的曝光值，從而提高其在各種強(qiáng)度的環(huán)境光條件 下的檢測(cè)能力。
[0011] 為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)交互式投影機(jī)的曝光值自動(dòng)調(diào)整裝置在投影機(jī)內(nèi)置 的、或外連的位置檢測(cè)模塊中包括鏡頭、位置檢測(cè)器、處理器；所述位置檢測(cè)器中包括圖像 傳感器；該圖像傳感器的曝光值、最小檢測(cè)闊值由處理器設(shè)定；
[0012] 在處理器或其連接的存儲(chǔ)器中預(yù)存有圖像傳感器的各個(gè)曝光值與對(duì)應(yīng)的補(bǔ)正值、 最小檢測(cè)闊值的表格；所述表格是在投影機(jī)不發(fā)光、電子筆發(fā)光的前提下，在圖像傳感器的 各個(gè)曝光值下，W圖像傳感器檢測(cè)投影畫面的最遠(yuǎn)點(diǎn)的發(fā)光強(qiáng)度作為該曝光值所對(duì)應(yīng)的最 小檢測(cè)闊值C，并將對(duì)應(yīng)的補(bǔ)正值B定義為B與C之和小于或等于圖像傳感器的曝光值取值 范圍中的最大值，并且隨著圖像傳感器的曝光值增加相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)正值C嚴(yán)格單調(diào)遞增。
[0013] 本申請(qǐng)交互式投影機(jī)的曝光值自動(dòng)調(diào)整裝置的實(shí)現(xiàn)方法包括如下步驟：
[0014] 第1步，處理器將圖像傳感器的曝光值設(shè)為取值范圍中的最小值；
[0015] 第2步，使投影機(jī)發(fā)光、電子筆不發(fā)光，圖像傳感器將投影畫面最亮點(diǎn)的發(fā)光強(qiáng)度 記為A;
[0016] 第3步，處理器根據(jù)當(dāng)前的曝光值查詢預(yù)存的表格確定該曝光值對(duì)應(yīng)的補(bǔ)正值B 和最小檢測(cè)闊值C，并判斷A與B之和是否大于或等于圖像傳感器的曝光值取值范圍中的最 大值；
[0017] 如果是，則處理器W圖像傳感器的當(dāng)前曝光值、最小檢測(cè)闊值作為最終設(shè)定值；
[0018] 如果否，則處理器將圖像傳感器的曝光值設(shè)為原曝光值+1，重復(fù)第2~3步。
[0019] 本申請(qǐng)交互式投影機(jī)的曝光值自動(dòng)調(diào)整裝置及其方法可W使LCD交互式投影機(jī) 在任何環(huán)境光的情況下均能正常使用，并且易于圖像傳感器的識(shí)別。
【附圖說明】
[0020] 圖1是一種現(xiàn)有的LCD交互式投影機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2a是現(xiàn)有的環(huán)境光較強(qiáng)、曝光值較小時(shí)的光信號(hào)增益處理前后示意圖；
[0022] 圖化是現(xiàn)有的環(huán)境光較弱、曝光值較小時(shí)的光信號(hào)增益處理前后示意圖；
[0023] 圖3是本申請(qǐng)交互式投影機(jī)的曝光值自動(dòng)調(diào)整方法的流程圖；
[0024] 圖4a是本申請(qǐng)環(huán)境光較強(qiáng)、曝光值較小時(shí)的光信號(hào)增益處理前后示意圖；
[0025]圖4b是本申請(qǐng)環(huán)境光較弱、曝光值較小時(shí)的光信號(hào)增益處理前后示意圖。
[0026] 圖中附圖標(biāo)記說明：
[0027] 10為投影機(jī)；20為電