穩定圖像投影設備的制作方法

專利名稱：穩定圖像投影設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于在外部表面上投影圖像的方法。本發明也涉及一種適于在外部表面上投影圖像的移動設備。另外，本發明也涉及一種包括投影設備的系統，該設備適于在外部表面上投影圖像。本發明也涉及一種用于實施根據本發明的方法的計算機程序和計算機程序產品。
背景技術：
圖像投影設備所顯示的圖像可能在設備受到振動時變得模糊。尤其地，手持圖像投影設備所顯示的圖像根據持有設備的手部的搖動而振動。通常，人的手部至少有一些顫抖。
可以分別通過感測投影設備的移動以及通過調節投影圖像的位置來減少或者消除投影圖像的振動。
專利公開JP2001221641公開了一種具有減震功能的投影裝置。該裝置包括用以檢測投影裝置的角速度的激光陀螺儀。該裝置也包括用以調節投影圖像的位置的可變形光學棱鏡。基于角速度來控制該棱鏡以防止投影圖像的運動性模糊。

發明內容
本發明的目的是提供一種能夠在外部表面上投影圖像和可移動指針圖案的手持投影設備。
根據本發明的第一方面，提供一種適于在外部表面上光學投影至少第一圖像和指針圖案的移動設備，所述移動設備至少包括-傳感器，用以提供與所述移動設備關于外部基準的角移動有關的移動信息，以及
-控制單元，用以根據所述移動信息來移動所述第一圖像關于所述指針圖案的位置，使得所述第一圖像關于所述外部基準的相對移動實質上小于所述指針圖案關于所述外部基準的相對移動。
根據本發明的第二方面，提供一種用于在外部表面上投影圖像的方法，所述方法至少包括-使用手持投影設備在所述外部表面上光學投影至少第一圖像和指針圖案，-提供與所述投影設備關于外部基準的角移動有關的移動信息，以及-根據所述移動信息來調節所述第一圖像關于所述指針圖案的位置，使得所述第一圖像關于所述外部基準的相對移動實質上小于所述指針圖案關于所述外部基準的相對移動。
根據本發明的第三方面，提供一種系統，至少包括-手持投影設備，以及-適于與所述投影設備通信的又一裝置，所述手持投影設備適于在外部表面上光學投影至少第一圖像和指針圖案，所述投影設備至少包括-傳感器，用以提供與所述投影設備關于外部基準的角移動有關的移動信息，以及-控制單元，用以根據所述移動信息來移動所述第一圖像關于所述指針圖案的位置，使得所述第一圖像關于所述外部基準的相對移動實質上小于所述指針圖案關于所述外部基準的相對移動。
根據本發明的第四方面，提供一種用于投影設備的計算機程序，該投影設備適于在外部表面上投影第一圖像和指針圖案，所述計算機程序至少包括用于執行如下操作的計算機程序代碼段-控制至少所述第一圖像在所述外部表面上的投影，-提供與所述投影設備關于外部基準的角移動有關的移動信息，以及-根據所述移動信息來調節所述第一圖像關于所述指針圖案的位置，使得所述第一圖像關于所述外部基準的相對移動實質上小于所述指針圖案關于所述外部基準的相對移動。
根據本發明的第五方面，提供一種包括用于投影設備的計算機程序的計算機程序產品，該投影設備適于在外部表面上投影第一圖像和指針圖案，所述計算機程序產品至少包括存儲于可讀介質上的計算機程序代碼段，所述計算機程序至少包括用于執行如下操作的計算機程序代碼段-控制至少所述第一圖像在所述外部表面上的投影，-提供與所述投影設備關于外部基準的角移動有關的移動信息，以及-根據所述移動信息來調節所述第一圖像關于所述指針圖案的位置，使得所述第一圖像關于所述外部基準的相對移動實質上小于所述指針圖案關于所述外部基準的相對移動。
指針圖案可以通過轉動投影設備來移動。有利地，指針圖案的角取向關于投影設備而固定。
有利地，當投影設備由用戶轉動或者移動時，第一圖像的位置關于所述外部表面即投影屏幕保持靜止。換而言之，圖像的位置與投影設備的移動無聯系，而指針圖案的位置與投影設備的移動有聯系。
根據本發明的投影設備可以用來在即興視覺演示中顯示圖形信息。持有投影設備的手部的移動或者搖動不會造成投影第一圖像的明顯移動或者運動性模糊。由此，沒有穩定的基部仍然可以使用投影設備。可以通過轉動投影設備將指針圖案移動到所述投影第一圖像上的定點或者位置來指示所述點。
通過這里在下文給出的描述和例子以及也通過所附權利要求，本發明的實施例及其益處對于本領域技術人員將變得更明顯。


在如下例子中，將參照附圖更具體地描述本發明的實施例，在附圖中圖1a示意性地示出了根據本發明的投影設備、在屏幕上投影的第一圖像和在屏幕上投影的指針圖案，圖1b示意性地示出了根據本發明的投影設備、在屏幕上投影的第一圖像和在屏幕上投影的指針圖案，所述指針圖案指示了與圖1a中不同的第一圖像的位置，圖1c示意性地示出了用以限定投影設備關于外部基準的角位置的方式，圖2示意性地示出了本發明的如下實施例，在該實施例中應用了光學移動傳感器和圖像位置的電子調節，圖3在三維圖中示意性地示出了如下實施例，在該實施例中應用了圖像位置的光學移動傳感器和電子調節，圖4a-4c示意性地示出了如在檢測器陣列上接收的屏幕的圖像，圖5a示意性地示出了與投影設備關于屏幕的預定傾斜、偏轉和滾動相對應的如在檢測器陣列上接收的屏幕的圖像，圖5b示意性地示出了在顯示元件上顯示的主圖像，圖5c示意性地示出了在投影的第一圖像穩定之后如在檢測器陣列上接收的投影第一圖像的圖像，圖6a示意性地示出了在顯示元件上顯示的主圖像和主指針，圖6b示意性地示出了與圖6a相對應的投影第一圖像和指針圖案，圖6c示意性地示出了在顯示元件上顯示的主圖像和主指針，該投影設備與圖6a相比有所轉動，圖6d示意性地示出了與圖6c相對應的投影第一圖像和指針圖案，圖7a示意性地示出了用來在選項之間進行選擇的指針圖案，圖7b示意性地示出了用來繪圖的指針圖案，圖8示意性地示出了以投影第一圖像的機械定位為基礎的本發明的實施例，
圖9a示意性地示出了用于對投影第一圖像進行機械定位的鏡布置，圖9b示意性地示出了用于對投影第一圖像進行機械定位的可變形棱鏡，圖9c示意性地示出了通過移動微型顯示器對投影第一圖像的機械定位，圖9d示意性地示出了通過移動投影光學器件的透鏡對投影第一圖像的機械定位，圖9e示意性地示出了具有用于投影第一圖像的機械定位的可調對準的圖像投影單元，圖10示意性地示出了包括發射式指針單元的投影設備，圖11示意性地示出了包括投影設備和數據鏈接艙的系統，以及圖12示意性地示出了包括慣性傳感器的穩定式投影設備。
具體實施例方式
參照圖1a，根據本發明的投影設備500適于在外部表面上光學投影在這里稱為第一圖像720的圖像。外部表面可以例如是特殊屏幕600或者例如是平坦的墻壁。第一圖像720可以例如是摩托車的圖像，如圖1a中所示。
投影設備500是可以轉動和/或移動的手持設備。投影設備500可以例如關于軸AX2轉動。
投影設備500和第一圖像720具有可以關于外部基準來確定的位置。當投影設備500被轉動和/或移動時，它的取向關于外部基準而改變，即它表現出關于所述外部基準的角移動。外部基準可以例如是環境的視覺特征。例如，屏幕600的拐角601可以充當外部基準。
投影設備500包括用以提供與投影設備500關于外部基準的角移動有關的位置信息的裝置。另外，投影設備500包括用以根據所述位置信息來調節第一圖像720的位置以抑制第一圖像720的移動的裝置。當投影設備500被轉動和/或移動時，第一圖像720的位置比將與投影設備500的角移動相對應的移動實質上更少地移動。有利地，第一圖像720的位置適于關于外部基準保持靜止。
投影設備500也包括用以在所述外部表面上除第一圖像720之外還投影指針圖案730的裝置。指針圖案730可以具有任何適當形狀，例如它可以是箭頭、十字線圖案、圓點或者指向式手指圖案。在圖1a中，指針圖案730是十字圖案。
當投影設備500被轉動和/或移動時，第一圖像720的位置移動第一距離或者保持靜止，而指針圖案730的位置移動第二距離。根據本發明，第一距離實質上短于第二距離。換而言之，第一圖像720的位置被調節為使得所述第一圖像720關于所述外部基準的相對移動實質上小于所述指針圖案730關于所述外部基準的相對移動。這提供了用以通過轉動和/或移動投影圖案500來關于第一圖像720移動指針圖案730的方式。
指針圖案730可以用來指示第一圖像720上的位置。在圖1a中，指針圖案730指示了摩托車圖像720的前輪。
有利地，第一圖像720的位置實質上與投影設備500的移動無聯系，而指針圖案730的位置與投影設備500的移動有聯系。
根據本發明的一個方面，投影設備500可以是適于投影第一圖像720的移動設備。
參照圖1b，投影設備500可以例如關于軸AX2轉動以將指針圖案730移動到新的位置，同時保持第一圖像720的位置關于屏幕600的拐角601固定。在圖1b中，投影設備500已經被轉動以利用指針圖案730來指示摩托車圖像720的后輪。
參照圖1c，軸AX1、AX2和AX3相互正交且關于投影設備500的外部固定。線V2平行于屏幕600的垂直邊。投影設備500關于外部屏幕600的右上角601的角位置可以通過兩個角度α1和β1來限定。投影設備500關于軸AX2的轉動與偏角α1的變化相關聯。投影設備500關于軸AX1的轉動與斜角β1相關聯。投影設備500關于軸AX3的轉動與滾角γ1相關聯，該滾角是線V2與軸AX2之間的角度。另外，投影設備500在垂直于V2的方向上的線性移動可以造成偏角α1的變化，而投影設備500在平行于V2的方向上的線性移動可以造成斜角β1的變化。
偏角α1、斜角β1和滾角γ1分別限定投影設備500關于屏幕600的右上角601和各邊的角取向。
參照圖2，投影設備500可以包括用以提供與投影設備500關于外部基準的角取向有關的位置信息的光學傳感器單元230。在圖2所示實施例中，光學傳感器單元230包括用以監視充當外部基準的一個或者多個外部特征的角位置的圖像獲取單元200。在圖2中，屏幕600的邊用作外部基準。圖2中所示偏角α1是指定角位置的參數之一。圖像獲取單元200可以使用檢測器陣列210和成像光學器件220來實施。成像光學器件220形成外部基準在檢測器陣列210的檢測表面上的圖像。
檢測器陣列210可以基于例如電荷耦合器件(CCD)技術。圖像分析單元140適于分析圖像獲取單元200所獲取的圖像，所述圖像作為信號201傳送到圖像分析單元140。圖像分析單元140提供位置信號141。位置信號141可以包括與如下角中的至少一個或者多個角有關的信息偏角α1、斜角β1和滾角γ1。f1表示檢測器陣列210與成像光學器件220之間的焦距。
圖像投影單元300適于在外部屏幕600上投影第一圖像720。圖像投影單元300可以使用微型顯示器310和投影光學器件320來實施。微型顯示器310可以例如是發光二極管陣列，或者它可以基于任何發射式、透射式或者反射式顯示器技術。術語“微型”在這里是指比投影設備500的尺寸更小的尺寸。第一圖像720的位置可以通過改變微型顯示器310所顯示的主圖像420的位置來電子地改變。
位置信號141耦合到控制單元100。控制單元100適于移動在微型顯示器310上的主圖像420，使得第一圖像720的位置根據外部基準的角位置來調節。有利地，當投影設備500關于屏幕600被移動和/或轉動時，第一圖像720的位置關于屏幕600保持固定。
用戶可以將命令經由控制接口120提供給投影設備500，該控制接口又發送控制信號121。控制接口120可以例如包括一個或者多個按鈕。
除外部基準的圖像之外，在檢測器陣列210上還可以接收第一圖像720的一部分，這可能干擾對外部基準的位置的分析。因此，控制單元100可以將信號102發送到圖像分析單元130，該信號102可以攜帶定時信息、圖像數據和/或命令。第一圖像720可以被調制或者關閉一段短到足以保持不被檢測到的時間。在分析位置時可以忽略接收第一圖像720的圖像的檢測器210的區域。可以從所獲圖像減去圖像的干擾部分。
參照圖3，在檢測器陣列210上接收的圖像包括外部屏幕600的圖像的一部分。在檢測器陣列210上也接收第一圖像730的圖像的一部分。接收的圖像由圖像分析單元140加以分析，并且向控制單元100提供位置信息。
當投影設備500被移動和/或轉動時，在微型顯示器310上顯示的主圖像420的位置被電子地移位以抑制移動或者使第一圖像720的位置關于屏幕600保持靜止。
由于投影光學器件320，在顯示元件310上顯示的主圖像420通常關于第一圖像720是顛倒的。出于同一原因，在檢測器陣列210上接收的圖像通常是顛倒的。
指針圖案720可以使用用于顯示主圖像420的同一微型顯示器310來生成。可以在微型顯示器310上電子地顯示主指針430。因而，在第一圖像730上投影指針圖案730。有利地，當投影設備500被移動和/或轉動時，主指針430的位置關于微型顯示器310保持實質上固定。因此，在投影設備500被轉動和/或移動時指針圖案730在第一圖像720之上移動。
在操作之前有利地初始化基于光學傳感器單元230的投影設備500。應當選擇和確認投影表面的中心和外部基準。圖像分析單元140可以自動分析所獲圖像并且例如選擇檢測到的發白矩形區(如果有)作為外部投影表面。另外，圖像分析單元140可以分析所獲圖像并且自動選擇在所述外部表面附近的不動特征作為外部基準。圖像分析單元140可以自動選擇直邊的銳角拐角作為外部基準。
可選地，可以由用戶通過以指針圖案730進行指示并且經由控制接口120確認選擇來手動地選擇投影表面的中心和外部基準特征。圖4a至4c示出了這樣的過程的例子。圖4a示出了如在檢測器陣列210上接收的屏幕600的圖像810。圓點型指針圖案730的圖像830出現在中心。首先，投影設備500被轉動為使得指針圖案的圖像830與屏幕600的拐角601的圖像811重合。隨后經由控制接口120來確認該選擇。其次參照圖4b，投影設備500被轉動為使得指針圖案的圖像830與在屏幕圖像810的邊上的點812重合。確認該選擇。第三步參照圖4c，投影設備500被轉動為使得指針圖案的圖像830與屏幕圖像710的中心重合。確認該選擇。
圖5a示出了如在檢測器陣列210上接收的屏幕600的圖像810的位置。當僅考慮點811和812時極大地簡化了圖像分析。
假設軸AX3(圖1c)平行于圖像獲取單元200的光軸，可以根據如下等式基于點811的第一坐標A1和點811的第二坐標B1來表達拐角601的角位置，即投影設備500關于拐角601的角取向α1=arctan15A1f1,]]>和 (1)β1=arctanB1f1---(2)]]>α1是偏角，β1是斜角(圖1c)，而f1是焦距(圖2)。滾角γ1可以通過軸AX2以及與貫穿點811和812的線來限定。
圖5b示出了主圖像420在微型顯示器310上的位置。基于位置信號141(圖3)由控制單元100(圖3)電子地調節主圖像420的水平位置A2、垂直位置B2和角取向γ2，使得第一圖像720關于屏幕600居中并對準。
圖5c示出了與圖6a和6b相對應的在檢測器陣列210上接收的圖像。屏幕600的圖像810關于檢測器陣列210被傾斜和移位，但是第一圖像720的圖像820也被傾斜和移位使得圖像810和820彼此對準。
參照圖6a至6d，在屏幕600上投影可移動指針圖案730。
參照圖6a，由微型顯示器310顯示主圖像420。另外，在微型顯示器310的中心顯示主指針430。在圖6a中，主指針430是十字圖案。參照圖6b，當在屏幕600上投影根據圖6a的主圖像420和主指針430時，投影指針圖案730出現在第一圖像720的中心。
參照圖6c，當轉動投影設備500時，電子地移位主圖像420以將第一圖像720保持于屏幕600的中心。主指針430的位置有利地被固定于顯示元件310上，因而在投影設備500被轉動時指針圖案730在屏幕600之上移動。投影設備500可以被轉動使得控制單元100(圖3)將主圖像420移位到顯示元件310的側部。在顯示元件310的中心的主指針430的位置現在處于顯示的摩托車圖像420的后輪之上。
參照圖6d，與根據圖6c和圖1b的情形相對應，投影指針圖案730出現在投影摩托車圖像720的后輪上。當比較圖6d和6b時，指針圖案730關于第一圖像720有所移位。
參照圖7a，指針圖案730可以用來在動作選項之間、即在用戶可選功能之間選擇并且確定所選選項。第一圖像720可以包括一個或者多個分區Q1、Q2、Q3、Q4。分區Q1、Q2、Q3、Q4可以與不同選項相關聯。指針圖案730可以移動到分區之一，而且隨后經由控制接口120(圖3)接受或者拒絕對分區和相應選項的選擇。因此，本發明有助于通過使用指針圖案730作為選擇指示符來使用菜單選擇。
控制單元100調節第一圖像720的位置和指針圖案730的位置。由此，控制單元100包括與指針圖案730關于第一圖像720的相對位置有關的精確信息。
控制接口120可以是單個按鈕或者多個按鈕和旋鈕。控制接口120也可以基于語音識別。
控制單元100還可以包括用以將某些類型的移動解釋為命令的信號處理裝置。例如，將指針圖案730移動到預定的相對小的區域以及將投影設備500保持靜止數秒這一組合可以被解釋為確認選擇。
另外，預定或者教導的移動組合(例如斜角β1的快速上下變化，類似于人的點頭)可以用來確認選擇。另外，預定或者教導的移動模式(例如偏角α1的快速左右變化，類似于人的手勢表達“不”)可以用來拒絕或者取消選擇。給定命令有利地與指針圖案730的較早穩定位置相關聯。
參照圖7b，投影設備500也可以用來在屏幕600上繪出圖形或者圖案720，例如星圖案。指針圖案730所行經的路徑可以由控制單元100存儲，而所述路徑的顏色可以按照經由命令接口120接收的命令來選擇。
參照圖8，也可以機械地調節第一圖像720在屏幕600上的位置。
圖像獲取單元200和圖像分析單元140適于將位置信號141發送到控制單元100。機械圖像定位單元350可以包括機械地耦合到致動器361的轉動鏡360。控制單元100可以適于將信號351發送到圖像定位單元350以在投影設備500被轉動時使第一圖像720的位置關于屏幕600保持固定。
當電子地移動主圖像420時，微型顯示器310應當相當多地大于主圖像420以允許用于移位的凈空。機械圖像定位的優點在于主圖像420的尺寸可以實質上等于顯示元件430的尺寸。
當使用機械圖像定位并且使用用于顯示主圖像420的同一微型顯示器310來投影指針圖案730時，主指針430的位置應當在微型顯示器310上被電子地移位以關于第一圖像720移動指針圖案730。
圖9a示出了用于在機械圖像定位單元350中使用的旋轉鏡360、362的布置。軸AX1、AX2和AX3如圖1c中所示。軸AX4和AX6平行于軸AX1而軸AX5平行于AX3。討論光束B1在鏡表面上的反射。首先，光束B1實質上平行于軸AX1。其次，光束B1從第一鏡362朝著第二鏡360反射。第三，光束B1還從第二鏡360反射，而光束B2朝著實質上平行于軸AX3的方向射出。光束B2的水平取向可以通過關于軸AX5旋轉鏡362來調節，而垂直取向可以通過關于軸AX4旋轉鏡360來調節。當投影光被鏡360、362反射時可以分別調節第一圖像720的水平位置和垂直位置。鏡362關于軸AX5的旋轉造成了第一圖像720的組合式旋轉和移位。鏡360、362可以使用一個或者多個致動器361(圖8)來旋轉。
參照圖9b，第一圖像720的位置可以使用機械可變形的棱鏡377來調節。該棱鏡包括通過兩個窗374、375和波紋管(bellow)376來限定的空腔。該空腔被填充以透明流體。窗374、375之間的棱鏡角δ2可以使用一個或者多個致動器371來改變。根據棱鏡角δ2，棱鏡377修改投影光的光學路徑長度并且實現水平方向和垂直方向上的折射。
參照圖9c，可以通過關于投影光學器件320移動微型顯示器310來調節第一圖像720的位置。可以通過致動器371、372、373在平行于軸AX1和AX2的方向上移動微型顯示器310。致動器371和372的差分移動可以用來實現旋轉移動R3。
參照圖9d，可以通過關于微型顯示器310移動投影光學器件320來調節第一圖像720的位置。可以通過致動器371、373在方向SX和SY上移動微型顯示器310。
參照圖9e，可以通過關于旋轉點302轉動圖像投影單元300來調節第一圖像720的位置。可以使用致動器371、372、373來轉動圖像投影單元300。可以使用球接合來實施旋轉點302。分別與關于軸AX1、AX2、AX3的旋轉移動相對應，可以實現三種旋轉移動R1、R2和R3。圖像投影單元也可以裝配于萬向節底座上。
圖9b和9d中所示機械裝置不允許第一圖像關于軸AX3(圖1c)的旋轉。換而言之，不能使用根據圖9b和9d的機械裝置來補償滾角γ1的變化。在需要時，圖像的電子旋轉可以與圖像位置的機械調節相組合。
稱為道威棱鏡的光學部件也可以用于圖像關于軸AX3的旋轉。該道威棱鏡可以通過致動器來旋轉。
參照圖10，投影設備500還可以包括用以在屏幕600上投影指針圖案730的發射式指針單元390。指針單元390可以例如是附著到投影設備500的激光指針。有利地，指針單元390的取向關于投影設備500的外部是固定的。發射式指針單元390也可以使用發光二極管和透鏡系統來實施。
參照圖11，多媒體演示系統可以包括投影設備500和數據鏈接艙900(data link pod)。投影設備500的圖像獲取單元200有利地適于監視艙900關于投影設備500的位置。由此，艙900可以充當外部基準。為了便于定位，艙900可以適于發射可見光、紅外光或者紫外光。艙900可以發射對于人眼不可見的短光脈沖。
艙900可以包括用以與投影設備500通信的數據發射和/或接收裝置。數據可以通過調制光信號、通過射頻信號如所謂藍牙信號或者經由無線局域網(WLAN)來傳送。投影設備500也可以包括麥克風，而艙900可以包括用以放大進行演示的個人的聲音的放大器和揚聲器。
投影設備500可以是基于因特網或者基于移動網絡的通信系統的一部分。投影設備500可以連接到因特網以接收在屏幕600上實時投影的信息。艙900可以充當投影設備500與因特網之間的數據鏈接。艙900可以充當投影設備500與電視網絡之間的數據鏈接。
往回參照圖2和圖3，圖像獲取單元200可以是數字相機。檢測器陣列210可以使用電荷耦合器件(CCD)技術或者互補金屬氧化物半導體技術(CMOS)來實施。檢測器陣列210也可以使用硅光電二極管來實施。有利地，檢測器陣列210包括用以獲取二維圖像的二維檢測元件。檢測器陣列210也可以包括用以獲取一維圖像的一維檢測元件。也可以有一個或者多個檢測器陣列210。
圖像分析單元140和控制單元100可以通過微處理器技術來實施。
微型顯示器310可以是反射式、發射式或者透射式二維光調制陣列。顯示元件可以是發光二極管(LED，有機發光二極管)陣列、微機械鏡(也稱為DMD顯示器、數字微鏡器件或者MEMS顯示器)陣列或者液晶單元陣列。
有利地，投影光學器件320和成像光學器件220包括用以最大化第一圖像720、屏幕600和/或外部基準的位置可以關于投影設備500的角范圍的廣角透鏡。
外部表面不是投影設備的一部分。外部表面是無源屏幕，即它不包括任何有源部件如陰極射線管、液晶單元或者發光二極管。
第一圖像720的圖像至少部分地被圖像獲取單元200接收。因此，圖像投影單元300的焦距的調節可以基于優化所接收的圖像的銳度。可以利用基于熵的自動聚焦算法。投影設備500還可以包括用以測量投影設備500與屏幕600之間的距離以便聚焦第一圖像720和圖像獲取單元200的裝置。
當關于投影表面以傾斜角投影圖像時，投影圖像通常變形。可以監視屏幕600的拐角和/或邊的位置，并且通過以相反方式使主圖像420變形來校正投影第一圖像720的形式。
投影設備500可以適于為用戶顯示反饋和/或操作指令。
有利地，當使用光學位置傳感器230時，外部投影屏幕600的視覺特征有利地用作外部基準。然而，房間的桌、椅、門、窗、角落或者壁紙圖案可以用作外部基準。
非人類的無運動特征可以用作外部基準。為求特殊效果，光學傳感器單元230可以適于監視人或者移動的人手的位置。投影第一圖像720的位置可以跟隨人或者手部的移動。另外，所述人的白襯衫或者所述手部可以用作可移動投影表面。
有利地，指針圖案730的形狀可以根據情形通過軟件裝置來容易地改變。
當人處理常規木制、塑料或者激光指針時，指針圖案730的角取向有利地關于投影設備500的外部而固定。由此，需要最少量的適應或者實踐。然而，指針圖案730的角位置也可以適于關于投影設備500的外部而改變。例如，指針圖案的角位置可以適于在設備被轉動10度時僅改變5度。這減少了指針圖案730由于手部的顫抖而搖動并且提高了定位精確度。
為了實施特殊效果，第一圖像720和指針圖案730的角色可以互換指針圖案730的位置可以關于屏幕600保持實質上恒定，而第一圖像720在指針圖案730之上被移動。
參照圖12，投影設備500可以包括用以提供移動信息的慣性傳感器單元250。傳感器單元250可以包括用以感測角速度和/或角加速度的一個或者多個傳感器251、252、253。傳感器可以是激光陀螺儀、壓電式陀螺儀(基于科里奧利力效應)或者具有高旋轉速度(陀螺儀的穩定性)的機械體。監視浮動質量體例如液體中的球的相對位置可以提供角速度和/或角加速度傳感器。另外，成對相減式耦合的微機械加速度傳感器可以用來感測角加速度。倘若已知或者估計了初始角速度，角加速度可以通過積分轉換成角速度。倘若已知或者估計了初始角位置，角速度可以通過積分轉換成角位置。慣性傳感器單元250將移動信息信號141提供給控制單元100。根據移動信息信號141來調節第一圖像720的位置。
慣性傳感器可以表現出飄移，這可能造成干擾第一圖像720到屏幕600的側部的移位。因此，控制單元100可以適于在沒有檢測到角速度和/或加速度時緩慢地將第一圖像720移位到預定位置如中心位置。第一圖像720的位置也可以經由控制接口120來調節。
當使用慣性傳感器時，關于地球而靜止的任何點都可以被解釋為外部基準，即用于確定移動量值的基礎。然而，地球的旋轉對應于每小時15度，這可能在使用高度精確的慣性傳感器時在長時間的演示過程中造成第一圖像720的飄移和/或旋轉。控制單元可以耦合到時鐘以補償該效應。
地球的磁場可以用來提供角位置信息。投影設備500可以包括用以提供移動信息的羅盤。
在又一實施例中，傳感器單元可以適于提供絕對位置信息，即三個空間坐標和三個角坐標，這些坐標明確地確定投影設備500關于它的環境的絕對位置。可以例如通過使用向投影設備500發射精確定時的光學、聲學或者射頻定位信號的四個或者更多靜止外部信標來實施傳感器單元。投影設備的傳感器單元可以包括用以感測信號的方向和定時的方向性靈敏的檢測器。接收的信號可以通過信號處理裝置轉換成絕對位置信息。
投影設備500可以作為手持設備用于在受眾面前的演示中的圖像投影用途。投影設備有利地是輕質的并且小尺寸，使得它可以容易地以單手來操作。投影設備500可以用來投影例如文本頁、數字表、圖形曲線、照片或者視頻序列。各種表面可以用作外部表面，比如墻壁、桌表面或者雪堆的表面。
投影設備500也可以用作數字相機或者數字視頻攝影機。投影設備500可以包括用以接收語音或者聲音的麥克風。
移動設備可以適于根據本發明投影第一圖像720和指針圖案730。投影設備500可以是移動設備或者它可以并入移動設備中。移動設備可以例如是移動電話、個人數字助理(PDA)設備、具有無線通信能力的計算機或者通信器。
可以借助計算機程序來實施根據本發明的方法，該計算機程序至少包括用于控制在外部表面上投影第一圖像720的計算機程序代碼段。計算機程序可以例如安裝于便攜計算機中，該便攜計算機控制圖像投影儀和數字相機的固定組合。
計算機程序產品可以包括所述計算機程序。計算機程序產品可以例如是包括所述程序的CD-ROM盤或者存儲卡。
對于本領域技術人員而言將清楚的是，根據本發明的設備、系統和方法的改型和變形是可認知的。上文參照附圖描述的特定實施例僅僅說明所附權利要求限定的本發明范圍而不旨在于限制該范圍。
權利要求
1.一種適于在外部表面上光學投影至少第一圖像和指針圖案的移動設備，所述移動設備至少包括-傳感器，用以提供與所述移動設備關于外部基準的角移動有關的移動信息，以及-控制單元，用以根據所述移動信息來移動所述第一圖像關于所述指針圖案的位置，使得所述第一圖像關于所述外部基準的相對移動實質上小于所述指針圖案關于所述外部基準的相對移動。
2.根據權利要求1所述的移動設備，其中所述傳感器還適于提供所述移動設備的絕對位置信息。
3.根據權利要求1所述的移動設備，其中所述移動設備還包括-用以將所述指針圖案的位置與動作選項相關聯的裝置，所述位置關于所述第一圖像來確定，-用以接收用戶所給命令的裝置，以及-用以根據所述用戶命令來接受或者拒絕所述動作選項的裝置。
4.根據權利要求1所述的移動設備，其中所述指針圖案的角位置關于所述移動設備的外部實質上固定。
5.根據權利要求1所述的移動設備，其中所述控制單元適于使所述第一圖像的位置關于所述外部基準保持實質上固定。
6.根據權利要求1所述的移動設備，其中所述指針圖案適于通過發射式指針單元來投影。
7.根據權利要求1所述的移動設備，其中所述指針圖案適于被投影為圖像。
8.根據權利要求1所述的移動設備，其中所述第一圖像的所述位置適于通過電子地移動在微型顯示器上顯示的主圖像的位置來調節。
9.根據權利要求1所述的移動設備，其中所述移動設備還包括用以機械地調節所述第一圖像的位置的裝置。
10.根據權利要求9所述的移動設備，其中用以機械地調節所述第一圖像的位置的所述裝置適于機械地移動所述移動設備的光學投影器件。
11.根據權利要求1所述的移動設備，其中所述移動設備還包括無線通信能力。
12.一種用于在外部表面上投影圖像的方法，所述方法至少包括-使用手持投影設備在所述外部表面上光學投影至少第一圖像和指針圖案，-提供與所述投影設備關于外部基準的角移動有關的移動信息，以及-根據所述移動信息來調節所述第一圖像關于所述指針圖案的位置，使得所述第一圖像關于所述外部基準的相對移動實質上小于所述指針圖案關于所述外部基準的相對移動。
13.根據權利要求12所述的方法，還包括提供與所述手持投影設備的絕對位置信息有關的信息。
14.根據權利要求12所述的方法，還包括-將所述指針圖案移動到關于所述第一圖像而確定的位置，-將所述位置與動作選項相關聯，-接收用戶所給命令，以及-根據所述用戶命令來接受或者拒絕所述動作選項。
15.根據權利要求12所述的方法，其中所述指針圖案的角位置關于所述投影設備的外部保持實質上固定。
16.根據權利要求12所述的方法，其中所述第一圖像的位置關于所述外部基準保持實質上固定。
17.根據權利要求12所述的方法，其中所述指針圖案通過發射式指針單元來投影。
18.根據權利要求12所述的方法，其中所述指針圖案通過使用投影光學器件和微型顯示器的組合來投影。
19.根據權利要求12所述的方法，其中所述第一圖像的所述位置通過電子地移動在微型顯示器上顯示的主圖像的位置來調節。
20.根據權利要求12所述的方法，其中所述第一圖像的位置通過機械手段來調節。
21.根據權利要求20所述的方法，其中所述第一圖像的位置通過機械地移動所述設備的所述投影光學器件來調節。
22.根據權利要求12所述的方法，其中所述投影設備與外部裝置通信。
23.一種系統，至少包括-手持投影設備，以及-適于與所述投影設備通信的又一裝置，所述手持投影設備適于在外部表面上光學投影至少第一圖像和指針圖案，所述投影設備至少包括-傳感器，用以提供與所述投影設備關于外部基準的角移動有關的移動信息，以及-控制單元，用以根據所述移動信息來移動所述第一圖像關于所述指針圖案的位置，使得所述第一圖像關于所述外部基準的相對移動實質上小于所述指針圖案關于所述外部基準的相對移動。
24.一種用于投影設備的計算機程序產品，所述投影設備適于在外部表面上投影第一圖像和指針圖案，所述計算機程序產品至少包括存儲于可讀介質上的計算機程序代碼段，所述計算機程序代碼段在由處理器執行時用于-控制至少所述第一圖像在所述外部表面上的投影，-提供與所述投影設備關于外部基準的角移動有關的移動信息，以及-根據所述移動信息來調節所述第一圖像關于所述指針圖案的位置，使得所述第一圖像關于所述外部基準的相對移動實質上小于所述指針圖案關于所述外部基準的相對移動。
全文摘要
一種手持投影設備，適于在外部表面上投影圖像和指針圖案。投影設備包括用以檢測投影設備的移動的傳感器和用以基于所檢測的投影設備的移動來抑制投影圖像的移動的裝置。當轉動手持投影設備時，投影圖像的位置保持實質上靜止，而指針圖案在投影圖像上移動以指示投影圖像的一點。在一個實施例中，指針圖案可以用來在圖形顯示的選項之間進行選擇。
文檔編號G03B21/12GK101095080SQ200580045911
公開日2007年12月26日 申請日期2005年12月30日 優先權日2005年1月5日
發明者M·布赫曼 申請人:諾基亞公司