[发明专利]交互式投影装置及其曝光值自动调整方法

说明书

本申请公开了一种交互式投影装置，在投影机内置的、或外连的位置检测模块中包括镜头、位置检测器、处理器；所述位置检测器中包括图像传感器；其特征是，该图像传感器的曝光值、最小检测阈值由处理器设定。在处理器或其连接的存储器中预存有图像传感器的各个曝光值与对应的补正值、最小检测阈值的表格。本申请还公开了一种交互式投影装置及其曝光值自动调整方法。本申请交互式投影机的曝光值自动调整装置及其方法可以使LCD交互式投影机在任何环境光的情况下均能正常使用，并且易于图像传感器的识别。

技术领域

本申请涉及一种交互式投影机的曝光值自动调整装置，可以根据环境光的强度自动调整图像传感器的曝光值。

背景技术

投影机(projector)的主要技术有CRT、LCD和DLP三大类型，前两者采用透射式投射方式，后者采用反射式投射方式。CRT投影机主要应用于航空航天、遥控监测等专业领域，LCD投影机和DLP投影机则在社会各领域得到广泛应用。

交互式投影机(Interactive projector)在传统投影机的基础上，允许用户采用电子笔在投影画面上进行书写或者选择(例如选择投影画面的特定区域从而调出某项菜单)，投影机通过传感器获取用户的书写内容、书写位置或选择位置、可能调出的菜单并与原投影画面合成后重新投影出来。实现交互式投影的技术主要有两种，一种是摄像头识别的方式，一般用于LCD投影机；另一种是DLP电子笔识别方式，一般用于DLP投影机。

请参阅图1，这是一种现有的LCD交互式投影机，主要包括投影机10和电子笔20。投影机10在墙壁、幕布等处投射出投影画面M。电子笔20发出光信号N，该光信号N可能是肉眼不可见的，该光信号N在投影画面M上进行书写或者选择。

所述电子笔20通常具有按压部和发光部，一旦按压部被按压，发光部就发出光信号N。例如，电子笔20的按压部和发光部均在笔头部位，一旦笔头被挤压到投影画面M所在的墙壁、幕布等处，笔头就紧贴着墙壁、幕布等发出特定波长的红外光信号N。

在投影机10内部集成、或外部连接有位置检测模块100。该位置检测模块100包括镜头102、位置检测器103、处理器104，这三者构成了数字摄像头的主要结构。镜头102采集至少包含投影画面M的全部范围的图像。位置检测器103主要为CMOS或CCD类型的图像传感器及外围电路，其中的图像传感器对所采集的图像进行处理并转换为数字信号传递给处理器104。处理器104接收位置检测器103的输出，得到电子笔20的光信号N在投影画面M上的位置及其运动轨迹，判断电子笔20的光信号N是进行书写还是选择，最终将书写内容及位置或选择操作所调出的菜单与原投影画面合成，从而实时地改变投影画面M的内容。

现有的LCD交互式投影机由于采用数字摄像头检测电子笔20的光信号N，因而易受外界强光的干扰。现有的CMOS或CCD类型的图像传感器具有一定的感光范围，只能感知发光强度在最小检测阀值和最大检测阀值之间的光信号。如果发光强度小于最小检测阀值，则图像传感器将其作为噪声滤除掉。如果发光强度大于最大检测阀值，则图像传感器将其等同于最大检测阀值。现有的LCD交互式投影机中，图像传感器的曝光值、最大检测阀值、最小检测阀值均只能被设定为固定值，因此其无法兼顾环境光较强和环境光较弱的不同情况。

请参阅图2a，镜头102所采集的画面中，光信号包括环境光、投影画面M发光、电子笔发光N三部分，前两者合并以斜线填充区域表示，后者以未填充区域表示。当环境光较强时，环境光以及投影画面M发光的总和已经超出了图像传感器的最大检测阀值。此时无论电子笔是否发光，均在图像传感器的感光范围之外。为了避免这种情况，通常将图像传感器的曝光值设置得较小，这样经过增益处理后的光信号的发光强度有所降低，至少使环境光以及投影画面M发光的总和小于图像传感器的最大检测阀值，从而使电子笔发光N回到图像传感器的感光范围之内。