交互式投影機的曝光值自動調整裝置及其方法
【技術領域】
[0001] 本申請涉及一種交互式投影機的曝光值自動調整裝置，可W根據環境光的強度自 動調整圖像傳感器的曝光值。
【背景技術】
[0002] 投影機（projector)的主要技術有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投影機主要應用于航空航天、遙控監測等專業領 域，LCD投影機和DLP投影機則在社會各領域得到廣泛應用。
[0003] 交互式投影機（Interactiveprojector)在傳統投影機的基礎上，允許用戶采用 電子筆在投影畫面上進行書寫或者選擇（例如選擇投影畫面的特定區域從而調出某項菜 單），投影機通過傳感器獲取用戶的書寫內容、書寫位置或選擇位置、可能調出的菜單并與 原投影畫面合成后重新投影出來。實現交互式投影的技術主要有兩種，一種是攝像頭識別 的方式，一般用于LCD投影機；另一種是DLP電子筆識別方式，一般用于DLP投影機。
[0004]請參閱圖1，送是一種現有的LCD交互式投影機，主要包括投影機10和電子筆20。 投影機10在墻壁、幕布等處投射出投影畫面M。電子筆20發出光信號N，該光信號N可能 是肉眼不可見的，該光信號N在投影畫面M上進行書寫或者選擇。
[0005] 所述電子筆20通常具有按壓部和發光部，一旦按壓部被按壓，發光部就發出光信 號N。例如，電子筆20的按壓部和發光部均在筆頭部位，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、幕布等發出特定波長的紅外光信號N。
[0006]在投影機10內部集成、或外部連接有位置檢測模塊100。該位置檢測模塊100包 括鏡頭102、位置檢測器103、處理器104,送H者構成了數字攝像頭的主要結構。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所采集的圖像進行處理并轉換為數字信號傳 遞給處理器104。處理器104接收位置檢測器103的輸出，得到電子筆20的光信號N在投 影畫面M上的位置及其運動軌跡，判斷電子筆20的光信號N是進行書寫還是選擇，最終將 書寫內容及位置或選擇操作所調出的菜單與原投影畫面合成，從而實時地改變投影畫面M 的內容。
[0007] 現有的LCD交互式投影機由于采用數字攝像頭檢測電子筆20的光信號N，因而易 受外界強光的干擾。現有的CMOS或CCD類型的圖像傳感器具有一定的感光范圍，只能感知 發光強度在最小檢測閥值和最大檢測閥值之間的光信號。如果發光強度小于最小檢測閥 值，則圖像傳感器將其作為噪聲濾除掉。如果發光強度大于最大檢測閥值，則圖像傳感器 將其等同于最大檢測閥值。現有的LCD交互式投影機中，圖像傳感器的曝光值、最大檢測閥 值、最小檢測閥值均只能被設定為固定值，因此其無法兼顧環境光較強和環境光較弱的不 同情況。
[0008]請參閱圖2a，鏡頭102所采集的畫面中，光信號包括環境光、投影畫面M發光、電子 筆發光NH部分，前兩者合并W斜線填充區域表示，后者W未填充區域表示。當環境光較強 時，環境光W及投影畫面M發光的總和已經超出了圖像傳感器的最大檢測閥值。此時無論 電子筆是否發光，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 的曝光值設置得較小，送樣經過增益處理后的光信號的發光強度有所降低，至少使環境光 W及投影畫面M發光的總和小于圖像傳感器的最大檢測閥值，從而使電子筆發光N回到圖 像傳感器的感光范圍之內。
[0009] 請參閱圖2b，當環境光較弱時，原始光信號中電子筆發光N已在圖像傳感器的感 光范圍之內。然而由于圖像傳感器的曝光值設置得較小，使得經過增益處理后的光信號的 發光強度有所降低，因此比原始光信號更加難W檢測出。換而言之，由于圖像傳感器的曝光 值設置得較小，使得圖像傳感器在環境光較弱時的動態范圍變小，并可能導致分辨能力降 低。
【發明內容】
[0010] 本申請所要解決的技術問題是提供一種交互式投影機的曝光值自動調整裝置，可 W根據環境光的強度自動調整圖像傳感器的曝光值，從而提高其在各種強度的環境光條件 下的檢測能力。
[0011] 為解決上述技術問題，本申請交互式投影機的曝光值自動調整裝置在投影機內置 的、或外連的位置檢測模塊中包括鏡頭、位置檢測器、處理器；所述位置檢測器中包括圖像 傳感器；該圖像傳感器的曝光值、最小檢測闊值由處理器設定；
[0012] 在處理器或其連接的存儲器中預存有圖像傳感器的各個曝光值與對應的補正值、 最小檢測闊值的表格；所述表格是在投影機不發光、電子筆發光的前提下，在圖像傳感器的 各個曝光值下，W圖像傳感器檢測投影畫面的最遠點的發光強度作為該曝光值所對應的最 小檢測闊值C，并將對應的補正值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應的補正值C嚴格單調遞增。
[0013] 本申請交互式投影機的曝光值自動調整裝置的實現方法包括如下步驟：
[0014] 第1步，處理器將圖像傳感器的曝光值設為取值范圍中的最小值；
[0015] 第2步，使投影機發光、電子筆不發光，圖像傳感器將投影畫面最亮點的發光強度 記為A;
[0016] 第3步，處理器根據當前的曝光值查詢預存的表格確定該曝光值對應的補正值B 和最小檢測闊值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圖像傳感器的當前曝光值、最小檢測闊值作為最終設定值；
[0018] 如果否，則處理器將圖像傳感器的曝光值設為原曝光值+1，重復第2~3步。
[0019] 本申請交互式投影機的曝光值自動調整裝置及其方法可W使LCD交互式投影機 在任何環境光的情況下均能正常使用，并且易于圖像傳感器的識別。
【附圖說明】
[0020] 圖1是一種現有的LCD交互式投影機的結構示意圖；
[0021] 圖2a是現有的環境光較強、曝光值較小時的光信號增益處理前后示意圖；
[0022] 圖化是現有的環境光較弱、曝光值較小時的光信號增益處理前后示意圖；
[0023] 圖3是本申請交互式投影機的曝光值自動調整方法的流程圖；
[0024] 圖4a是本申請環境光較強、曝光值較小時的光信號增益處理前后示意圖；
[0025]圖4b是本申請環境光較弱、曝光值較小時的光信號增益處理前后示意圖。
[0026] 圖中附圖標記說明：
[0027] 10為投影機；20為電