[发明专利]交互式投影装置

说明书

技术领域

本发明大体上涉及交互式投影装置，且更明确地说，涉及能够投影和捕捉图像而不会在投影图像与捕捉到的图像之间产生位移的交互式投影装置。

背景技术

最近，已开发了交互式投影装置，以允许人类用户使用投影表面来观看例如计算机图形、视频等内容，以及将信息输入到系统中。会议和演讲常使用这类交互式投影装置来实行。通过使用白板作为投影屏幕，注释和下划线可直接被写在白板上，且立即在白板上形成以便组织讨论。

交互式投影装置通常包含用于将图像投影在屏幕上的投影仪以及用于从屏幕捕捉图像的相机。然而，由于投影仪和相机的独立操作，就投影仪与相机之间的相对位置的变化而论，位置检测误差不可避免地发生，从而使对相机的额外校准和重新调焦过程成为必要。

图1A到图1C是说明常规投影装置中的位置检测误差的图。在图1A中，投影仪110与相机120之间的位移导致投影仪110的投影区域“AP”与相机120的捕捉区域“AC”之间的位移。因此，对相机执行额外的校准，以便扩大捕捉区域“AC”以覆盖投影区域“AP”，如图1B所示。然而，一旦投影仪110被重新调焦，且投影仪与相机之间的相对位置改变，投影区域“AP”与捕捉区域“AC”之间的位移就将再次出现，如图1C所示，且因此需要针对相机120的再校准和重新调焦过程。

颁予霍尼格（Honig）等人的标题为“具有可解译的图案检测的显示器系统（Display System with Interpretable Pattern Detection）”的第6,979,087号美国专利描述具有可解译的图案检测的显示器系统。然而，所述显示器系统使用被不同的光轴分开的投影仪和图像传感器。如上文所描述，需要校准以消除投影图像与捕捉到的图像之间的位移，且当投影仪被重新调焦时，图像传感器必须重新调焦。

在另一方面中，颁予郝宏贤（Hong-Xian Hao）的标题为“交互式计算机投影教学管理装置和系统（Interactive Computer Projection Teaching Management Device and System）”的第201307347号中国专利公开案揭示一种代替常规投影装置中通常使用的激光指点器的指示针，以便提供交互式计算机教学的优点。另外，颁予梅尔（Mehrl）的标题为“在投影仪平台中使用CCD相机以获得智能屏幕能力和其它增强（Use of a CCD Camera in a Projector Platform for Smart Screen Capability and Other Enhancements）”的第7,410,260号美国专利揭示一种光学投影和捕捉系统，且主要集中在交互信号的辨认。然而，这些技术都需要外部输入装置来指向屏幕，且因此具有有限的应用。

在另一方面中，颁予孟凡华（Meng Fanhua）等人的标题为“用于交互式投影显示器的光学装置（Optical Device for Interactive Projection Display）”的第1,749,942号中国专利提出一种用于交互式投影显示器的光学装置，其具有处于投影光轴中的光束分光镜，以使光电子检测器与所述光学装置的投影透镜同轴。另外，颁予德斯坦（Destain）、帕特里克·R（Patrick R.）等人的标题为“组合相机/投影仪系统（Combination Camera/Projector System）”的第20080051135号美国专利公开案揭示一种组合相机/投影系统，其包含单个偏振光束分光器（PBS）。另外，颁予卡姆（Kamm）等人的标题为“成像装置（Imaging Device）”的第6,830,345号美国专利揭示了一种成像装置，其包含常见的偏振选择性光束分光器装置。然而，这些技术可能因单个光束分光镜、光束分光器或光束分光器装置的不完美的分光性能而具有较低的信噪（S/N）比。