[发明专利]位置检测装置和图像显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用激光束投影图像的图像显示装置以及一种用于检测相对于投影图像的指示物位置的位置检测装置。

背景技术

诸如激光投影仪之类的图像显示装置用激光束将图像投影到投影表面上，这种图像显示装置已经投入实际应用。在这种图像显示装置中，已知用来检测用户在投影图像中所指位置的技术。

日本专利特开号2009-258569公开了一种电子装置，该电子装置通过投影仪模块的MEMS镜的一部分来扫描来自红外激光器的光束，通过反射镜使得该光束与安装面平行，并且当手指触摸投影图像的预定区域时，通过分束器使得从手指反射的红外光束入射到光电二极管上，以借助距离测量装置通过TOF方法来测量至手指的距离。该电子装置检测投影图像二维表面中的手指位置。

已经开发出了采用投影图像作为触摸操作表面的用户界面。例如，采用该用户界面来作为个人电脑等的用户界面，以便检测指示点，识别投影图像中已经被选择的图标，并当用户用手指等指示该图标时完成预定处理。

尽管该用户界面能够通过检测二维表面中的投影图像指示点来检测平面中手指的位置和移动，然而，该用户界面不能检测与该平面垂直的方向上的指示点。换句话说，该用户界面不能检测三维空间中的指示点，并且当采用前述用户界面时，能够被识别的用户操作的数量有限。

此外，例如已经开发出了投影针对右眼的图像和针对左眼的图像以允许看到这些图像的用户将这些图像识别为三维图像的技术。当在用于三维图像的用户界面中采用该技术时，该用户界面不能检测高度方向上的指示点，从而该用户界面不能充分起到用户界面的作用。

发明内容

已经提出了本发明来解决前述问题，本发明的一个目的是检测指示物相对于投影图像的三维位置。

根据本发明第一方案的位置检测装置，包括：多个光接收部，布置在从投影表面起算的不同高度处，接收来自用于指示投影图像一部分的指示物的反射激光束，其中，图像通过扫描激光束被投影到该投影表面上；透镜，将来自该指示物的反射激光束引导至所述光接收部；遮蔽部，布置在所述光接收部和该透镜之间以在平行于该投影表面的方向上延伸，具有遮蔽表面，该遮蔽表面在正交于该投影表面的高度方向上限制被引导至该光接收部的反射激光束；以及确定部，基于所述多个光接收部的检测结果，确定该指示物所指示的该投影图像中的三维位置，而该遮蔽部的该遮蔽表面具有如下凹形形状：该凹形形状的相对端部比该凹形形状的中心部更靠近该透镜。

在根据本发明第一方案的位置检测装置中，如本文以上所述，当诸如指示器或用户手指之类的器物的指示物指示投影图像的一部分时，能够基于扫描时机和光接收部接收反射激光束的时机来检测平行于投影表面的平面上该指示物的位置，这些光接收部布置在从投影表面起算的不同高度处，从而，基于这些光接收部的检测结果，确定部能够确定在平行于投影表面的平面中以及在正交于投影表面的高度方向上指示物指示的投影图像中的位置。因而，能够检测指示物相对于投影图像的三维位置。而且，根据指示物相对于具有一定宽度的投影图像所在的位置，在被透镜引导至光接收部的反射激光束中产生像差。例如，当该指示物位于投影图像的端部时，被透镜引导至光接收部上的反射激光束的光斑直径变得比当指示物位于投影图像的中心部时更大，但是遮蔽部的遮蔽表面具有凹形弯曲形状，从而反射激光束能够被限制在反射激光束的光斑直径不大的位置。因而，能够防止在正交于投影表面的高度方向上发生光接收部的错误检测。

在根据第一方案的前述位置检测装置中，优选地，该遮蔽部的该遮蔽表面具有如下弯曲形状：该弯曲形状的相对端部比该弯曲形状的中间部更靠近透镜。根据这一结构，需要限制的反射激光束能够被具有该弯曲形状的遮蔽表面容易地遮蔽，从而，能够可靠地防止光接收部的错误检测。

在遮蔽部的遮蔽表面具有弯曲形状的前述结构中，优选地，该遮蔽部的遮蔽表面具有连接如下多个位置的弯曲形状：即从透镜被引导至光接收部的反射激光束的光斑直径是预定值的多个位置。根据这一结构，能够在反射激光束的光斑直径变得比该预定值更大之前有效地遮蔽需要限制的反射激光束。因而，相对于反射激光束的像差有效地限制了反射激光束，从而，能够更可靠地防止光接收部的错误检测。

在这种情况下，优选地，遮蔽部的遮蔽表面具有连接如下多个位置的弯曲形状：即从透镜被引导至光接收部的反射激光束的光斑直径被最小化的多个位置。根据这一结构，在反射激光束的光斑直径被最小化的位置处能够有效地遮蔽需要限制的反射激光束。因而，相对于反射激光束的像差有效地限制了反射激光束，从而能够更可靠地防止光接收元件部的错误检测。