CN101859208A - 图像显示装置、图像显示方法和存储有图像显示程序的记录介质 - Google Patents

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Abstract

一种投影仪，其将单个图像分离并投射在两个不同投射表面上，并由一个投射表面适当地实现虚拟用户界面。投影仪(100)将VUI屏幕图像(22)投射到桌子(20)上，并将主投射屏幕图像(32)投射到墙壁(30)上。投影仪(100)包括光接收元件(170)。光接收元件(170)被安装在接收向桌子(20)(VUI屏幕图像(22)的投射表面)发射并通过桌子(20)附近的对象(10)反射(或散射)的光的位置。投影仪(100)基于光接收元件(170)的光检测时机和每次光的扫描位置计算对象(10)的位置。投影仪(100)基于计算出的位置改变投射图像。投影仪(100)对VUI屏幕图像(22)的指定区域(例如，包含对象的位置的区域或图标显示区域或围绕图标的区域)进行高亮显示。

Description

图像显示装置、图像显示方法和存储有图像显示程序的记录介质
技术领域
本发明涉及一种用于图像投射的图像显示装置、图像显示方法和存储有图像显示程序的记录介质。尤其涉及一种用于使用激光进行图像投影的图像显示装置、图像显示方法和存储有图像显示程序的记录介质。
背景技术
目前，投影仪在各种场合中用于在诸如屏幕或墙壁等投影表面上投影图像。近年来，已经开发出多种投影仪。
某些投影仪在两个不同方向上投影图像。例如，日本专利特开No.2005-038422中公开的投影仪在第一平面上显示虚拟键盘图像，并在第二平面上显示用户输出显示图像。虚拟键盘图像的下部被叠加在键击检测系统上。
日本专利特开No.2000-305706中公开的数据输入设备检测临时出现在设备本体外部的输入区域中的障碍物，并且确定数据输入。这个数据输入设备使用激光二极管和衍射光学器件在输入区域上投射虚拟键盘的图像。数据输入设备使用红外发射器和接收器来检测虚拟键盘上的指示器或手指。
日本专利特开No.2006-295779中公开的便携式信息设备包括第一外壳(encloser)和连接至第一外壳的第二外壳，从而能够打开和关闭。第一外壳具有：投影类输入显示设备，其在输入显示区域中显示虚拟键盘；投影类显示器显示设备，其在显示器显示区域中显示字符数据或图像数据；以及输入确定设备，其检测在输入显示区域中出现的障碍物。第一外壳和第二外壳之间的打开/关闭角度可被改变。便携式信息设备可通过改变打开/关闭角度而将输入显示区域和显示器显示区域设置在各种位置。
日本专利特开No.2007-108570中公开的投影仪设备将从投影仪设备投射的光的一部分投射在投影仪设备附近的子屏幕上。该子屏幕包括屏幕和叠加在该屏幕上的触摸板。投影仪设备将子屏幕上的用户操作传送至PC(个人计算机)等。
同时，某些投影仪使投影仪的用户更易于指向在投射图像上的点。日本专利特开No.2004-118807公开的投影仪包括提取屏幕图像的摄像头。当用户通过激光指示器指向屏幕上的点时，投影仪基于摄像头的图像获得由指示器指向的位置。投影仪在该指示器的位置上重新投射可加以区别的标记。
日本专利特开No.2008-250482公开了一种鼠标操作替代系统，其包括投影仪和图像提取设备，后者能够提取指向部分投射图像(其由投影仪投射)的手指的图像。投影仪将包含由图像提取设备所提取的部分手部图像的指定区域设置为适当亮度。
日本专利特开No.11-345087中公开的展示系统包括：投影仪、CCD(电荷耦合设备)摄像头和处理单元。CCD摄像头提取投影仪的图像的显示区域的图像。处理单元从显示区域中包含的对象(例如指示器)的阴影或真实图像来检测指向位置。
发明内容
在日本专利特开No.2005-038422和No.2000-305706中公开的用于实现虚拟用户界面(VUI)的投影仪检测在虚拟输入区域中设置的对象，以确定输入的存在或不存在，并确定输入位置。
因此，在将日本专利特开No.2005-038422中的技术应用于执行展示的投影仪时，该投影仪可能不会适当地检测输入。日本专利特开No.2005-038422中公开的投影仪使用投影仪中的镜系统将一个键盘图像分成用户输入显示和用户输出显示。在这种情况下，虚拟用户界面屏幕图像等同于用于展示的投射屏幕图像，因此可包括亮度较低(黑色或RGB光量很少)的部分。由于投影仪使用来自对象的反射光检测输入，所以投影仪不能够检测到进入低亮度部分中的输入。
本发明为解决上述问题而提出。本发明的目的在于提供一种图像显示设备，其能够将一个图像分离(divide)并投射在两个不同投射表面上，并由一个投射表面适当地实现虚拟用户界面。
根据一个实施例的一种图像显示装置，其发出激光、在第一投射表面上显示第一图像以及在第二投射表面上显示第二图像。所述图像显示装置包括：激光源，用于输出所述激光；扫描器，用于扫描所述激光；光分离元件，用于将所述扫描器扫描的所述激光分成指向所述第一投射表面的第一激光束和指向所述第二投射表面的第二激光束；光电探测器，用于检测由位于所述第二投射表面上的外部对象反射的所述第二激光束；以及控制器，用于控制所述图像显示装置的操作。所述控制器被配置为：允许所述扫描器以指定扫描频率运行；执行接收图像数据的处理和增加在所接收的图像数据中包含的指定区域中的像素亮度的处理；基于经过所述处理的所述图像数据和所述扫描频率，控制所述激光源的所述激光的输出；基于所述激光在所述光电探测器的光检测时机的扫描位置，计算所述外部对象的位置；以及基于计算出的所述位置，产生指令以改变所述第二图像。
优选地，所述控制器被配置为将所述指定区域中的所述像素设置为白色。
优选地，所述控制器被配置为将包含计算出的所述位置的区域限定为所述指定区域。
优选地，所述指定区域的尺寸大于所述对象在所述第二图像的改变之间的时间间隔内的移动距离。
优选地，所述控制器被配置为基于所述位置的改变并基于所述第二图像的改变之间的时间间隔来计算所述对象的预测位置，并将包含所述预测位置的区域限定为所述指定区域。
优选地，所述控制器被配置为当没有计算出所述位置时增加指定区域中的所述像素的亮度。
优选地，所述控制器被配置为当计算出的所述位置位于所述指定区域中时产生所述指令。
优选地，所述指定区域是图标显示区域或围绕所述图标显示区域的区域。
根据另一个实施例的一种图像显示装置，其发出激光、在第一投射表面上显示第一图像以及在第二投射表面上显示第二图像。所述图像显示装置包括：激光源，用于输出所述激光。所述激光源包括：双色激光器，用于输出红色激光和蓝色激光；以及绿色激光器，用于输出绿色激光。所述图像显示装置还包括：谐振MEMS(微机电系统)镜，用于扫描所述激光；光束分离器，用于将所述谐振MEMS镜扫描的所述激光分成指向所述第一投射表面的第一激光束和指向所述第二投射表面的第二激光束；光电二极管，用于检测由位于所述第二投射表面上的外部对象反射的所述第二激光束；以及控制器，用于控制所述图像显示装置的操作。所述控制器被配置为：允许所述谐振MEMS镜以指定扫描频率运行；执行接收图像数据的处理和将在所接收的图像数据中包含的指定区域中的像素设置成白色的处理；基于经过所述处理的所述图像数据和所述扫描频率，控制所述激光源的所述激光的输出；基于所述激光在所述光电二极管的光检测时机的扫描位置，计算所述外部对象的位置；基于计算出的所述位置，产生指令以改变所述第二图像；以及将包含计算出的所述位置的区域设置为所述指定区域。所述指定区域的尺寸大于所述对象在所述第二图像的改变之间的时间间隔内的移动距离。
根据另一个实施例的一种图像显示装置，其包括：激光源，用于输出激光。所述激光源包括：双色激光器，用于输出红色激光和蓝色激光；以及绿色激光器，用于输出绿色激光。所述图像显示装置包括：谐振MEMS镜，用于扫描所述激光；光束分离器，用于将所述谐振MEMS镜扫描的所述激光分成指向所述第一投射表面的第一激光束和指向所述第二投射表面的第二激光束；光电二极管，用于检测由位于所述第二投射表面上的外部对象反射的所述第二激光束；以及控制器，用于控制所述图像显示装置的操作。所述控制器被配置为：允许所述谐振MEMS镜以指定扫描频率运行；以及执行接收图像数据的处理和将在所接收的图像数据中包含的指定区域中的像素设置成白色的处理。所述指定区域是图标显示区域或围绕所述图标显示区域的区域。所述控制器还被配置为：基于经过所述处理的所述图像数据和所述扫描频率，控制所述激光源的所述激光的输出；基于所述激光在所述光电二极管的光检测时机的扫描位置，计算所述外部对象的位置；以及基于计算出的所述位置，产生指令以改变所述第二图像。所述控制器还被配置为当计算出的所述位置在所述指定区域中时产生所述指令。
根据另一个实施例，提供一种方法，用于使用图像显示装置来发出激光、在第一投射表面上显示第一图像以及在第二投射表面上显示第二图像。所述图像显示装置具有：激光源，用于输出所述激光；扫描器，用于扫描所述激光；光分离元件，用于将所述扫描器扫描的所述激光分成指向所述第一投射表面的第一激光束和指向所述第二投射表面的第二激光束；以及光电探测器，用于检测由位于所述第二投射表面上的外部对象反射的所述第二激光束。所述方法包括以下步骤：执行接收图像数据的处理以及增加在所接收的图像数据中包含的指定区域中的像素亮度的处理；允许所述扫描器以指定扫描频率运行，并基于经过所述处理的所述图像数据和所述扫描频率来控制所述激光源的所述激光的输出；基于所述激光在所述光电探测器的光检测时机的扫描位置，计算所述外部对象的位置；以及基于计算出的所述位置改变所述第二图像。
根据另一个实施例，提供一种存储有程序的记录介质，该程序用于允许图像显示装置发出激光、在第一投射表面上显示第一图像以及在第二投射表面上显示第二图像。所述图像显示装置具有：激光源，用于输出所述激光；扫描器，用于扫描所述激光；光分离元件，用于将所述扫描器扫描的所述激光分成指向所述第一投射表面的第一激光束和指向所述第二投射表面的第二激光束；以及光电探测器，用于检测由位于所述第二投射表面上的外部对象反射的所述第二激光束。当所述程序被读出时，所述程序使得计算机执行以下步骤：执行增加在施加至所述计算机的图像数据中包含的指定区域中的像素亮度的处理；允许所述扫描器以指定扫描频率运行，并基于经过所述处理的所述图像数据和所述扫描频率来控制所述激光源的所述激光的输出；基于所述激光在所述光电探测器的光检测时机的扫描位置，计算所述外部对象的位置；以及基于所计算的所述位置改变所述第二图像。
结合附图对本发明进行下面的具体描述，本发明的上述和其他目的、特征、方面和优点将因此而变得更加清楚。
附图说明
图1是示意根据第一实施例的投影仪的使用方式的视图。
图2是示出投影仪的主要硬件配置的视图。
图3是更具体地示出投影仪的硬件配置的视图。
图4是示出投影仪的功能性配置的视图。
图5是示出与VUI屏幕图像上的对象的位置指定相关的光学路径的视图。
图6是示出基于对散射光的检测时机(timing)的接触位置的确定的视图。
图7A至图7C是示出从VUI屏幕图像上的输入得到的标记显示的实例的视图。
图8是示出由根据第一实施例的投影仪执行的处理流程的流程图。
图9是示出根据第二实施例的VUI屏幕图像的第一实例的视图。
图10是示出根据第二实施例的VUI屏幕图像的第二实例的视图。
图11是示出根据第二实施例的VUI屏幕图像的第三实例的视图。
图12是示出由根据第二实施例的投影仪执行的处理流程的流程图。
图13是示意根据第三实施例的投影仪的使用方式的视图。
图14是示出电子设备的硬件配置的框图。
图15是示出投影仪系统的功能性配置的视图。
图16是示出由投影仪系统执行的处理流程的顺序图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的实施例。在以下描述中，相同的部分用相同的附图标记指示。它们具有相同的名称和功能。因此，将不再重复其具体描述。
[第一实施例]
<概述>
参照图1，将描述根据本发明实施例的投影仪100的使用方式。
在图1中，以设置在桌子20上的方式使用投影仪100。投影仪100在第一方向投射VUI(虚拟用户界面)屏幕图像22。投影仪100还在与第一方向不同的第二方向投射主投射屏幕图像32。
通常这样投射主投射屏幕图像32以使其可被多人观看。在图1中，投影仪100将主投射屏幕图像32投射到墙壁30上。应注意，墙壁30是投射表面(在其上投射主投射屏幕图像32)的一个实例。可使用屏幕等代替墙壁30。
VUI屏幕图像22是用户参照的屏幕图像。VUI屏幕图像22通常被投射在投影仪100附近。在图1中，投影仪100将VUI屏幕图像22投射在桌子20。
投影仪100通过投影仪100中的光学元件(未示出)将一个图像分成VUI屏幕图像22和主投射屏幕图像32。因此，除了放大倍率之外，VUI屏幕图像22和主投射屏幕图像32基本相同。通常，投影仪100被设计为使得VUI屏幕图像22的尺寸小于主投射屏幕图像32的尺寸。
投影仪100包括用于检测光的光接收元件170。光接收元件170被安装在接收被施加至桌子20(VUI屏幕图像22的投射屏幕)并通过位于桌子20附近的对象10反射(或散射)的光的位置。尽管图1示出的是用笔来作为对象10，但是该对象10不限于笔。例如，对象10还可以是用户的手指。优选地，对象10散射来自投影仪100的光，使得光接收元件170可检测到光。
在该实施例中，光接收元件170是光电二极管。然而，也可使用CCD(电荷耦合器件)传感器、CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器等代替光电二极管。
投影仪100基于光接收元件170的检测结果来计算对象10的位置。此外，投影仪100基于所计算的对象10的位置来执行VUI屏幕图像22和主投射屏幕图像32(在下文中，它们共同被称为“投射屏幕图像”)这两者的显示控制。用户可通过使用对象10向VUI屏幕图像22给出指令来移动投射屏幕图像上的标记或者改变投射屏幕图像的显示内容(例如显示幻灯片的页)。用户可使用位于用户附近的VUI屏幕图像22来改变与VUI屏幕图像22具有相同内容的主投射屏幕图像32。这使得用户更易于在主投射屏幕图像32上执行直观操作。
这里，投影仪100的形状和尺寸不限于图1所示。投影仪100可以是具有便携式尺寸的移动投影仪，或者也可以是静态的(stationary)投影仪。
<硬件配置>
参照图2，将描述投影仪100的硬件配置。
投影仪100是通过用激光照射投射表面而在投射表面上显示图像的所谓的激光投影仪。投影仪100包括光学系统110、激光器控制电路120、投射位置计算控制器130、CPU(中央处理单元)140、镜像控制器150、XY驱动器160、光接收元件170、放大器180和A/D转换器190。
光学系统110包括绿色激光器111、双色激光器112、第一光束分离器113、准直透镜114、扫描镜115、第二光束分离器116、第三光束分离器117、透镜L1、光电探测器118和激光功率检测器119。
绿色激光器111输出绿色激光。在能够发出绿色激光的激光器不可用时，可将输出红色激光的红色激光器和SHG(二次谐波发生)元件的组合用作绿色激光器111。
双色激光器112输出红色激光和蓝色激光。发出红色激光的红色激光器芯片和发出蓝色激光的蓝色激光器芯片被组合在双色激光器112的封装内。
相比于对彼此独立的红色激光器和蓝色激光器的使用，双色激光器112的使用实现了光学系统110的组件数目的减少和小型化。然而，在由于耐久性或价格因素而未能准备适于实用的双色激光器112的情况下，可使用彼此独立的红色激光器和蓝色激光器代替双色激光器112。
第一光束分离器113将绿色激光的光学路径与红色激光和蓝色激光的光学路径叠加，以输出至准直透镜114。第一光束分离器113还将每种颜色的部分激光输出至激光功率检测器119。优选设置第一光束分离器113的光的反射率(或透射率)，使得光尽可能多地输出至准直透镜114，直到达到激光功率检测器119能够测量激光功率的程度。第一光束分离器113是组合激光光束的光学路径的组合元件的实例，并且可使用任意其他光学元件代替第一光束分离器113。
准直透镜114收集通过第一光束分离器113的光，以形成平行光束。
扫描镜115接收驱动信号以扫描激光，并选择性地将光朝向显示目标图像的每个像素的投射表面施加。在该实施例中，扫描镜115是在XY方向执行扫描的谐振MEMS(微机电系统)镜。其优点是谐振MEMS镜很小，消耗较少的功率，并且能够被廉价地制造。然而，扫描镜115不限于谐振MEMS镜。例如，还可将任意其他类型的谐振扫描镜、DMD(数字微镜设备)、双轴电流计(galvanometer)镜等用作扫描镜115。
在实施例中，扫描镜115对激光进行二维扫描。可使用双轴型的扫描镜作为扫描镜115。可选地，也可将两个单轴扫描镜的组合用作扫描镜115。
扫描镜115逐个图像帧地扫描激光。扫描镜115在一个帧期间改变扫描位置的次数与图像的像素数目对应。扫描镜115对于每个帧重复一系列扫描位置的改变。
第二光束分离器116将扫描镜115扫描的激光分离成在不同方向行进的两个激光束。来自第二光束分离器116的一个激光束进入第三光束分离器117。来自第二光束分离器116的另一激光束进入光电探测器118。
具体而言，通过第二光束分离器116的激光束进入第三光束分离器117。另一方面，由第二光束分离器116反射的激光束进入光电探测器118。优选地，第二光束分离器116的反射率应尽可能低，达到反射光可被光电探测器118检测到的程度即可，使得光能够被尽可能多地投射在每个投射表面上。这里，所示的透射光和反射光之间的关系也可以反过来。
第三光束分离器117将来自第二光束分离器116的激光束分离成指向桌子20(VUI屏幕图像22的投射表面)的激光束和指向墙壁30(主投射屏幕图像32的投射表面)的激光束。在该实施例中，第三光束分离器117是具有50％光透射率的半反镜(half mirror)。因此，主投射屏幕图像32和VUI屏幕图像22具有几乎相同的亮度。然而，第三光束分离器117的光透射率不限于50％。
光电探测器118检测入射到光电探测器118的检测表面上的光。光电探测器118的检测结果被用来检测扫描镜115的扫描角度(或在每个投射表面上的图像的投射范围)。该检测结果还被用来确定用于图像投射的激光的输出时机。
这里，可使用任意其他方法来检测扫描镜115的扫描角度或输出时机。例如，可使用用于感测扫描镜115自身信号的检测器。例如，可感测电磁感应型谐振MEMS镜的反电动势(counterelectromotive)或电容型谐振MEMS镜的压电信号。
当使用光电探测器118时，光电探测器118必须被设置在扫描镜115的后部，因此光电探测器118的检测表面尺寸必须增大。不过，在感测扫描镜115自身信号的方法中，光电探测器118不是必须的，且可以减小投影仪100的尺寸。此外，该方法可减少投影仪100的制造成本。
即使在使用用于感测扫描镜115自身信号的检测器时，光电探测器118也可设置在相同位置，并将光电探测器118用于APC(自动功率控制)。这里，APC的光电探测器可被设置于这样的位置，使得光在进入扫描镜115之前能够在该位置被检测到。
激光功率检测器119测量来自第一光束分离器113的光的强度。使用激光功率检测器119的检测结果来控制由绿色激光器111和双色激光器112输出的激光束的强度。
应注意，光学系统110的配置不限于上述配置，只要光学系统110包括多个这样设置而使得扫描激光束投射在每个投射表面的光学元件即可。
激光器控制电路120基于激光功率检测器119的检测结果来控制绿色激光器111和双色激光器112。具体地，激光器控制电路120控制绿色激光器111和双色激光器112的驱动电流等，使得绿色激光器111和双色激光器112在指定时机输出具有特定强度的激光。
投射位置计算控制器130基于光电探测器118的检测结果来检测屏幕图像的投射位置(由扫描镜115扫描的光的行进方向)。具体而言，投射位置计算控制器130基于激光的输出时机的指定值和光电探测器118对激光的检测时机来检测屏幕图像的投射位置。使用所检测的投射位置来检测异常扫描。
CPU 140控制激光器控制电路120、投射位置计算控制器130和镜控制器150的操作。例如，CPU 140向激光器控制电路120发送与投射图像对应的图像信号。此外，CPU 140将投射位置计算控制器130的检测结果(投射位置)送至镜控制器150。
镜控制器150产生XY驱动器160的驱动信号。该驱动信号指定扫描镜150的驱动频率和驱动波形。具体而言，镜控制器150包括垂直方向控制器151和水平方向控制器152。垂直方向控制器151产生Y方向的驱动信号。水平方向控制器152产生X方向的驱动信号。
具体地，镜控制器150根据光电探测器118检测的投射位置的改变来改变XY驱动器160的驱动信号。换句话说，镜控制器150从CPU 140接收反映投射位置的信号，并基于所接收的信号产生XY驱动器160的驱动信号。
XY驱动器160允许扫描镜115根据来自镜控制器150的驱动信号执行扫描操作。具体而言，XY驱动器160为扫描镜115(谐振MEMS镜)生成具有与驱动信号对应的波形的电流，并将生成的电流施加至扫描镜115。
更具体而言，基于来自镜控制器150的控制驱动频率的指令，或者基于生成或切换波形模式(waveform pattern)的指令，XY驱动器160生成用于水平驱动(高速驱动)的脉冲矩形波和用于垂直驱动的DC波形。
对于水平方向，XY驱动器160以矩形波谐振地驱动扫描镜115。该谐振驱动使扫描镜115能以较少电流高速移动。XY驱动器160根据扫描镜115独有的谐振频率用脉冲来驱动扫描镜115。
对于垂直方向，XY驱动器160对扫描镜115进行低速DC驱动。该低速DC驱动可通过电流将扫描镜115的位 置控制在期望位置。在投射图像的帧的投射时段期间，垂直驱动波形是随时间逐渐减少(或增加)的重复电流模式。垂直驱动频率限定了帧速率。
在一个水平扫描时段期间，投影仪100的水平方向上的分辨率由激光器输出激光的次数确定。因此，投影仪100的水平方向上的分辨率取决于扫描镜115的谐振频率和激光器的输出频率。
另一方面，投影仪100的垂直方向上的分辨率由垂直驱动波形确定。具体而言，对垂直驱动波形的一个周期内的投射方向(扫描的前向路径或反向路径)的波形的时间比率进行这样的设置，使得扫描镜115在垂直方向上的一个往返行程期间可扫描的行数与垂直方向上的分辨率对应。
投影仪100的分辨率还取决于扫描模式。具体而言，投影仪100的分辨率根据扫描模式是渐进模式还是界面模式而改变。
通过激光的输出时段、以及扫描的前向路径和返向路径时段之间的关系来确定扫描模式。在本发明中，扫描镜115是从帧的顶部向底部扫描光。换句话说，激光器在前向路径时段中输出激光。然而，扫描方向不限于此。例如，如果激光器在返向路径时段中输出激光，则反转扫描方向(从底部向顶部扫描)。此外，如果激光器在前向路径时段和返向路径时段中均输出激光，则在两个方向均扫描光。
应注意，低速(垂直方向)镜也具有谐振频率。因此，镜控制器151在垂直方向模拟地和数字地去除驱动频率的谐波分量，使得谐波分量不与谐振频率重叠。XY驱动器160可执行这样的滤波处理。
光接收元件170检测入射到光接收元件170上的光，并向放大器180输出基于所述光检测的检测信号。如上所述，光接收元件170检测由位于桌子20上的对象10散射的光。
放大器180放大来自光接收元件170的检测信号，并向A/D转换器190输出经放大的检测信号。A/D转换器190将来自放大器180的信号转换成数字信号，并将该数字信号施加至CPU 140。
参照图3，将更具体地描述投影仪100的配置。应注意，将不在图3中重复图2中已经示出的某些配置(光接收元件170、放大器180等)的描述。
投影仪100包括光学系统110、激光器控制电路120、前端FPGA(现场可编程门阵列)310、数字信号处理器320、操作面板330、后端块340、SDRAM(同步动态随机存取存储器)344和视频RAM(随机存取存储器)345。
在投影仪100的壳体的前表面或侧表面上提供操作面板330。操作面板330例如包括显示操作内容的显示设备(未示出)和接收输入至投影仪100的操作的开关(例如加/减按钮)。当接收操作时，操作面板330向后端块340中包含的CPU 140发送反映所接收的操作的信号。
后端块340包括CPU 140、视频接口342、和外部接口343。
视频接口342接收从投影仪100外部施加的图像信号(外部视频信号)。个人计算机等被连接至视频接口342。
外部接口343接收SD卡380的附连。外部接口343从SD卡380读出数据。CPU 140将读取的数据存储在SDRAM 344或视频RAM 345中。外部接口343可处理除了SD卡380之外的记录介质。
根据施加至操作面板330的操作输入，CPU 140基于通过视频接口342或外部接口343输入至投影仪100的信号来控制图像的投射。更具体而言，CPU 140将基于输入信号的图像数据存储在视频RAM 345中。CPU 140控制前端FPGA 310中的时机控制器311，以基于视频RAM 345中的图像数据控制图像的投射。
前端FPGA 310包括数据/灰度转换器314、时机控制器311、数据控制器312和位数据转换器313。
时机控制器311基于从CPU 140发出的命令并通过数据控制器312读取保存在视频RAM 345中的图像数据。此外，时机控制器311执行数字信号处理器320的控制。
数据控制器312将从视频RAM 345读取的图像数据发送至位数据转换器313。
位数据转换器313基于来自时机控制器311的指令而将图像数据转换成适于激光发射来投射的格式。此外，具有转换后格式的图像数据被发送至数据/灰度转换器314。
数据/灰度转换器314将从位数据转换器313输出的数据转换成颜色灰度数据，用于按G(绿色)、R(红色)、B(蓝色)三个颜色显示。数据/灰度转换器314将转换后数据发送至激光器控制电路120。
尽管图1中没有具体示出，激光器控制电路120包括绿色激光器控制电路121、红色激光器控制电路122和蓝色激光器控制电路123。绿色激光器控制电路121基于G灰度数据控制由绿色激光器111输出的激光的输出时机和强度。具体而言，例如，绿色激光器控制电路121调节向绿色激光器111施加的驱动电流，以调节绿色激光的强度。红色激光器控制电路122和蓝色激光器控制电路123的操作也类似于绿色激光器控制电路121的操作。
数字信号处理器320包括镜控制器150和转换器322。
镜控制器150基于来自时机控制器311的指令控制扫描镜115的操作。具体而言，镜控制器150基于指令生成用于驱动XY驱动器160的驱动信号。XY驱动器160通过基于该驱动信号而改变扫描镜115的位置和倾角来扫描激光。
转换器322向CPU 140发送从镜控制器150发出的信号。例如，转换器322生成包含给XY驱动器160的驱动信号和XY驱动器160的状态的信号，并向CPU 140发送所生成的信号。CPU 140基于该信号确定是否发生扫描异常，并且如果在扫描中发现任何异常则停止图像的投射。
<功能性配置>
参照图4，将描述投影仪100的功能性配置。
参照图4，投影仪100包括激光源410、激光功率检测部412、扫描部414、第一光分离部415、第二光分离部416、光检测部418、输入部430、接口部450、存储部470、光接收部480和控制部490。
激光源410输出激光。在该实施例中，激光源410输出RGB三个颜色的激光。绿色激光器111、双色激光器112和第一光束分离器113相当于激光源410。
激光功率检测部412检测从激光源410输出的激光的强度。第一光束分离器113和激光功率检测器119相当于激光功率检测部412。
扫描部414扫描从激光源410输出的激光。扫描镜115和XY驱动器160相当于扫描部414。
第一光分离部415将扫描的激光分离成指向光检测部418的激光束和指向第二光分离部416的激光束。第二光束分离器116相当于第一光分离部415。
第二光分离部416将来自第一光分离部416的激光分离成指向主投射屏幕图像的投射表面(墙壁30)的激光束和指向VUI屏幕图像的投射表面(桌子20)的激光束。第三光束分离器117相当于第二光分离部416。
光检测部418检测部分所扫描的激光。光检测部418的检测结果被用来计算扫描位置。光电探测器118相当于光检测部418。
输入部430接收来自外部的给投影仪100的指令。此外，输入部430向控制部490发送所接收的指令。操作面板330相当于输入部430。尽管投影仪100把向VUI屏幕图像的输入也看作指令，但是这里的输入部430不包括与向VUI屏幕图像的输入相关的部分。
接口部450与外部交换数据。视频接口342和外部接口343相当于接口部450。
存储部470存储数据。具体而言，存储部470存储图像数据472和程序474。然而，由存储部470存储的数据不限于此。SDRAM 344和视频RAM 345相当于存储部470。
图像数据472是用作投影仪100所投射的投射图像的基础的数据。在该实施例中，通过控制部490针对投影仪100从外部存储设备读取的数据或外部视频信号进行指定的图像处理来形成图像数据472。
程序474是用于对图像数据472进行图像处理的程序。
光接收部480检测位于桌子20上的对象10的散射光。光接收元件170相当于光接收部480。
控制部490基于激光功率检测部412的检测结果、光检测部418的检测结果、光接收部480的检测结果和输入部430接收的指令来控制存储部470、激光源410和扫描部414的操作。控制部490包括投射位置计算部491、光源控制部492、扫描控制部493、投射控制部494、图像处理部495、对象位置计算部496和指令产生部497。
投射位置计算部491基于光检测部418的检测结果计算投射位置。投射位置计算部491将计算出的投射位置发送至投射控制部494。投射位置计算控制器130相当于投射位置计算部491。
光源控制部492基于激光功率检测部412的检测结果和来自投射控制部494的信号来控制激光源410的激光的输出。具体而言，光源控制部492控制每个颜色的激光的输出时机和强度。激光器控制电路120相当于光源控制部492。
扫描控制部493基于来自投射控制部494的信号来控制扫描部414的操作。扫描控制部493允许扫描部414以指定的扫描频率操作。此外，扫描控制部493将包括扫描部414的操作状态的信号发送至投射控制部493。数据信号处理器320相当于扫描控制部493。
投射控制部494控制光源控制部492和扫描控制部493的用于图像投射的操作。CPU 140、时机控制器311和数据控制器312相当于投射控制部494。
具体而言，投射控制部494从存储部470读出图像数据472。然后，投射控制部494基于读取的图像数据472和扫描镜115的扫描频率的指定值生成将要施加至光源控制部492的控制信号。投射控制部494将所生成的控制信号发送至光源控制部492。
此外，投影控制部494根据扫描部414的指定的扫描时段和操作状态向扫描控制部493给出开始或结束扫描的指令。
图像处理部495将由接口部450接收的图像数据存储在存储部470中。此外，图像处理部495根据向VUI屏幕图像22的输入并基于由输入部430接收的指令或由指令产生部497(稍后述及)生成的指令执行程序474，以对图像数据472进行指定处理。
例如，图像处理部495对存储部470中存储的图像数据472进行尺寸改变处理或旋转处理，并将处理后数据存储在存储部470中。
当图像数据472包括多条图像页数据时，图像处理部495从图像数据472中确定用于投射的图像页数据。图像处理部495基于由输入部430接收的来自外部的指令或由指令产生部497生成的指令来选择用于投射的页数据。
图像产生部495包括标记产生部498。基于从指令产生部497接收的指令，标记产生部498在存储部470中存储通过给图像数据472添加这样的显示数据而获得的数据，其中所述显示数据与对应于VUI屏幕图像22上的输入位置的标记相对应。
对象位置计算部496基于光接收部480的检测结果(即对由对象10散射的光的检测结果)计算对象10在VUI屏幕图像上的指定位置。随后将描述基于光接收部480的检测结果的指定位置的计算。
指令产生部497基于由对象位置计算部496计算的指定位置生成用于改变投射图像的指令。具体而言，指令产生部497为图像处理部495生成执行图像处理的指令。例如，指令产生部497向图像处理部495给出用于改变图像数据472的区域(包含对象10的位置)的亮度的指示，以及对象10的位置数据。当图像数据472包括多条页数据时，指令产生部497可向图像处理部495发送改变用于投射的页的指令。
通过投射位置计算控制器130、执行程序474的CPU 140、前端FPGA310、数字信号处理器320和激光器控制电路120来实现上述控制部490的功能。然而，实现控制部490的功能的配置不限于上述。控制部490的部分或全部功能可通过例如专用电路的硬件实现，或可通过将RAM用作工作存储器由执行程序的处理器实现。
<外部对象的位置计算方法>
在下文中，参照图5，将具体描述在VUI屏幕图像22上指定对象10的位置的处理。
投影仪100通过透镜L1在桌子20上投射VUI屏幕图像22。投影仪100选择性且逐个像素地(所述像素是投射图像的像素)输出激光。更具体地，对于多个持续时段(称为扫描步骤)中的每一个，投影仪100输出其颜色和强度与像素对应的激光。投影仪100在每个扫描步骤中扫描激光并沿与像素对应的方向输出激光。图5示出投影仪100在扫描步骤中输出的光以直线行进而没有被对象10或桌子10反射的情况下的光学路径A。
当对象10位于VUI屏幕图像22上时，自投影仪100射向VUI屏幕图像22的激光被对象10散射。被散射的激光改变其光学路径，并进入光接收元件170。图5示出激光经过光学路径A并被对象10散射的光学路径B。应注意，在图5中光学路径B是以单线示出，但是由于散射角的不同，光学路径B实际上会有某种程度的扩散。
尽管在图5中对象10与VUI屏幕图像22接触，但是当对象10在VUI屏幕图像22附近时，光接收元件170也检测到被对象10散射的光。更具体而言，在这里的描述中，“对象10位于VUI屏幕图像22上”不仅包括对象10与VUI屏幕图像22接触的情况，而且还包括对象10位于VUI屏幕图像22附近的情况。
将光接收元件170的检测表面设置在自投影仪100的底面(位于桌子20上的面)起算的指定下限高度和上限高度之间。下限高度和上限高度优选被设计为：使得位于VUI屏幕图像22的表面上或位于该表面附近的对象10的散射光进入检测表面，并且在位于与VUI屏幕图像22分离的平面中的对象10的散射光尽可能少地进入检测表面。下限高度和上限高度可基于例如投影仪100和VUI屏幕图像22之间的位置关系或对象10的形状、或通过试验来设置。
参照图6，将对投影仪100基于散射光的检测时机而确定对象10与VUI屏幕图像22的接触位置加以描述。图6是示出基于散射光的检测时机而对接触位置进行确定的视图。
图6中所示的三个图表的水平轴都代表时间。三个图表中的垂直轴从上到下分别代表X计数、Y计数和光接收元件170的检测信号(反射强度)。在图6的下部，还示出在VUI屏幕图像22上进行光扫描的方式。应注意，图像的分辨率假设是800×600像素。
X计数对应于扫描镜150在X方向(水平方向)来回移动的次数。CPU140以与激光输出频率对应的指定时间间隔递增X计数。图6中图线上升的点是CPU 140递增X计数的时机。CPU 140将X计数存储在存储器中。
CPU 140将X计数和激光的输出位置控制为彼此关联。更具体而言，CPU140通过激光器控制电路120允许绿色激光器111和双色激光器112在特定的同步时机以指定频率开始输出激光。这里，所述同步时机由光电探测信号、压电信号、镜控制器150的垂直驱动波形的特定位置等确定。CPU 140在此同步时机开始X计数信号的生成。当X计数达到800时，在水平方向的一行的前向路径中的像素投射结束。随后，每当X计数增加800时，在反向路径或前向路径中的像素的投射结束。
Y计数用于计数扫描镜150在Y方向(垂直方向)来回移动的次数。每当X计数增加800(水平方向的分辨率)，CPU 140递增Y计数。CPU 140将Y计数存储在存储器中。当Y计数达到600时，对图像的一个帧的投射结束。
现在，将检查对象10与VUI屏幕图像22中的像素位置(200，180)的接触。这里，在Y计数自帧的开始已经过了180的时间点，且X计数已经过了200时，光接收元件170输出与对象10散射的光对应的检测信号。
CPU 140基于给扫描镜115的控制信号和根据光检测部418的检测结果计算的投射位置获得在检测信号的生成时机的扫描位置(光的行进方向)。CPU 140确定位置(200，180)(其是在检测信号的生成时机的扫描位置)为对象10接触的位置。
应注意，在该实施例中，CPU 140基于超过指定阈值(位置检测阈值)的检测信号来确定对象10的位置。这是为了排除并非射入光接收元件170的散射光的光效。
<标记显示>
当在VUI屏幕图像22上检测到对象10时，根据该实施例的投影仪100在投射屏幕图像上根据对象10的位置来显示标记。具体而言，在该实施例中，投影仪100显示白色(RGB光源的最大输出)标记。这个标记可用来代替主投射屏幕图像32中的指示器(例如等同于个人计算机中的鼠标指针)，并且额外地帮助光接收元件170可靠地检测对象10的散射光。
因此，即使当投射屏幕图像为黑色，或者每个RGB的光量对于光接收元件170而言因为太少而无法检测时，投影仪100也能够检测VUI屏幕图像22上的对象10的位置。因此，投影仪是多功能的。此外，因为不需要任意额外的特殊组件来显示标记，投影仪100的成本也会较低。
应注意，所述标记不限于白色，只要其亮度高到能使光接收元件170检测到散射光的程度即可。然而，为检测精度考虑，最优选地，标记为白色。这是因为白色光是具有RGB的每个光的最大强度的光，并且最容易被光接收元件170检测到。
参照图7A至图7C，将描述投影仪100显示的标记。
图7A示出对象10与VUI屏幕图像22接触(或接近)的状态。图7A示出将花绘制在黑色(图7A中的阴影所示)背景的中心的VUI屏幕图像22。对象10的下端(图7A中的上侧)在投射光的区域中。
图7B示出在图7A中所示的对象10开始与VUI屏幕图像22接触之后的VUI屏幕图像22。投影仪100检测到由图7A中所示的对象10散射的光。投影仪100还基于检测结果计算对象10的位置。投影仪在计算出的位置处显示标记24。
参照图7C，将检查对象10从图7B中所示的位置沿着VUI屏幕图像22的移动。投影仪100在对象10的位置处显示包括容许(allowance)区域的标记24。因此，标记24随着对象10移动。即使当对象10进入黑色区域时，用于显示标记24的光的反射光也会进入光接收元件170。因此，如图7C所示，即使当对象10移动至黑色区域时，投影仪100也能继续显示标记24。
更具体而言，如果对象10的移动速度小于由标记24的尺寸以及标记24的显示位置更新之间的时间间隔所确定的速度极限，则投影仪100可移动标记24以使其跟随对象10的移动。所述速度极限是通过将标记24的尺寸除以位置更新之间的时间间隔而获得的值。只要对象10的移动速度不超过速度极限，对象10就不会离开标记24的显示区域。
因此，在该实施例中，将标记24的尺寸设置为大于具有标准移动速度的对象10在标记24的显示位置更新之间的时间间隔内的移动距离。这里，“标准移动速度”根据投影仪100的使用方式而改变。将标准移动速度设置为基于试验结果等适当设置的预定值。可选地，投影仪100的用户也可设置标准移动速度。
应注意，投影仪100可预测对象10的移动方向，并基于预测结果来移动标记24。具体而言，投影仪100基于对象10在两个不同时机的位置来计算对象10的移动方向和移动速度。投影仪100基于计算出的移动方向和移动速度额外计算对象10在标记24的位置的更新时机的预测位置。然后，投影仪100在包含预测位置的区域显示标记24。
当以这一方式基于对象10的移动来对标记24的位置进行前向反馈控制时，可不增加更新标记24的位置的频率。因此，根据这一控制，降低了对投影仪100的计算负载。此外，这一控制防止所显示的标记24的频繁移动，并防止投射屏幕标记的可见性变差。
然而，在前向反馈控制中，标记24的显示位置并非与对象10的位置非常一致。换句话说，在标记24的位置精度和标记24的速度之间存在权衡。优选根据标记24的显示所需的精度来设置标记24的更新频率。
由于上述操作，投影仪100甚至可在黑色区域中显示标记24。投影仪100可通过利用标记的投射光响应于对VUI屏幕图像22的输入而在投射屏幕图像上持续显示标记24。因此，用户可使用VUI屏幕图像22轻易地指向投射屏幕图像上的点。
(改型)
当没有检测到对象10时，投影仪100可在部分投射屏幕图像处提供高亮度区域，使得投影仪100能够更加可靠地显示标记24。例如，投影仪100可在图像投射的开始在部分投射屏幕图像处预先提供高亮度区域。可选地，例如当对象10进入黑色区域并因此没有被检测到时，投影仪100可在指定位置提供高亮度区域。用户首先将对象10置于高亮度区域中，然后沿着VUI屏幕图像22移动对象10，从而在投射屏幕图像上显示标记24。
具体而言，当投射无法检测到对象10的预定图像时，投影仪100可在部分投射屏幕图像处提供高亮度区域。例如，当图像数据的所有像素具有低亮度时，投影仪100可在部分投射屏幕图像处提供高亮度区域。在这种情况下，用户甚至可在全部为黑色的屏幕图像中显示标记。
甚至当投射例如黑色背景的任意屏幕图像时，这种投影仪100也可进行位置检测。因此，投影仪100的多功能性得到进一步增强。
现在，当用户需要对投射屏幕图像进行视觉识别时，高亮度区域被优选设置在对投射屏幕图像的视觉识别不太受影响的区域(例如投射屏幕图像的边和角)中。此外，投影仪100可响应于标记24的显示(或对位于非初始高亮度区域的任意区域中的对象10的检测)将初始高亮度区域重设在原始投射屏幕图像处。
可选地，投影仪100可显示对象10被检测到的所有位置以使其被加亮，而并非在对象10每次移动时移动标记24。在这种投影仪100中，用户可通过在VUI屏幕图像22上移动对象10并根据对象10的轨迹而在投射屏幕图像上绘制图线。
具体地，通过将此处理与上述预先提供高亮度区域的处理相结合，用户可在黑色屏幕图像上绘制图线。换句话说，投影仪100可用作一种手写输入设备。
<处理流程>
参照图8，将描述由根据该实施例的投影仪100执行的处理流程。
在步骤S101，投影仪100的CPU 140控制绿色激光器111、双色激光器112和扫描镜115基于图像数据而在两个方向上投射图像。
在步骤S103，CPU 140确定光接收元件107是否检测到在VUI屏幕图像22上的对象10的反射光。具体地，CPU 140确定光接收元件107是否输出具有或高于指定阈值的检测信号。
如果光接收元件107没有检测到反射光(步骤S103为否)，则CPU 140重复步骤S103中的处理。如果光接收元件107检测到反射光(步骤S103为是)，CPU 140转入步骤S105中的处理。
在步骤S105，CPU 140基于光接收元件107检测到光的时机以及激光在该时机的扫描位置(激光所指向的位置)来计算对象10的检测位置。此外，CPU 140将图像数据472在与检测位置对应的位置处的颜色数据改变为白色。此外，CPU 140控制激光器控制电路120，以允许每个颜色的激光器基于改变后图像数据来输出激光。
此时，CPU 140将改变之前的颜色数据存储在例如SDRAM 344等存储区域中。这是因为CPU 140在随后需要将改变后的颜色数据重设为原始的颜色数据。
在步骤S107，CPU 140基于来自光接收元件107的信号再次计算对象10的检测位置。CPU 140基于计算出的检测位置和先前计算出的检测位置来确定检测位置是否有移动。具体而言，当新计算出的检测位置与先前计算出的检测位置隔开指定距离或更远时，CPU 140确定检测位置已经移动。
应注意，这里提及的“指定距离”被优选设置为这样的值：其使得投影仪100不将对象10的位置的检测精度或用户的手部抖动看作检测位置的移动。
在步骤S109，CPU 140根据检测位置的移动来移动标记。更具体而言，CPU 140将像素在与步骤S107中新计算出的检测位置对应的位置处的颜色数据改变为白色。此时，类似于步骤S105，CPU 140将改变之前的颜色数据存储在例如SDRAM 344等存储区域中。此外，CPU 140基于在存储区域中存储的改变之前的颜色数据将步骤S105中的改变后的颜色数据重设为改变之前的颜色数据。
然后，在如上述那样改变图像数据之后，CPU 140控制激光器控制电路120以允许每个颜色的激光器基于改变后的颜色数据来输出激光。
在步骤S111，CPU 140确定光接收元件170是否再次检测到对象10的反射光。CPU 140的这个处理类似于步骤S103。
如果光接收元件170检测到反射光(步骤S111为是)，则CPU 140重复从步骤S107开始的处理。因此，标记跟随对象10移动。
如果光接收元件170没有检测到反射光(步骤S111为否)，则CPU 140在步骤S113停止标记的显示。这是对象10离开VUI屏幕图像22的情况，或标记未能跟随对象10的情况。
更具体而言，在步骤S113，CPU 140基于存储于存储区域中的改变前的颜色数据，将步骤S109中改变后的颜色数据重设为改变前的颜色数据。在执行步骤S113之后，CPU 140重复从步骤S103开始的处理。
应注意，存在停止显示标记的各种可能时机。例如，CPU 140可对未检测到反射光进行响应而立即停止标记的显示。可选地，当未检测到反射光已经过了指定时间时，CPU 140可停止显示标记。可选地，CPU 140也可保持对标记的显示，直到在不同于正显示该标记的位置的位置处检测到对象10为止。
[第二实施例]
在第一实施例中，已经描述了用于可靠地进行标记显示的投影仪100。在第二实施例中，将描述用于通过投影屏幕图像中的图标来确保操作的投影仪100。
这里，“图标”指的是在投影屏幕图像中的指定区域中出现的图像，其用于确定操作指令。该图标优选是与改变屏幕图像的操作(例如分页)对应的图像。用户可通过在观看VUI屏幕图像22上的图标时执行操作来直观地操作投影仪100。
根据第二实施例的投影仪100的硬件配置和功能配置类似于第一实施例，因此将不再重复其具体描述。
根据第二实施例的投影仪100在图标显示区域中或围绕图标显示区域的区域中生成白色区域。因此，投影仪100能够可靠地检测到对位于VUI屏幕图像22上的图标的操作，而无需依赖于原始的投射屏幕图像。类似于第一实施例，投影仪100生成的区域优选是白色，但不限于白色，只要其具有高亮度就行。在下文中，将描述该实施例中投射屏幕图像的具体实例。
图9示出根据第二实施例的VUI屏幕图像22的第一实例。参照图9，VUI屏幕图像22包括三个图标26(通过图中的阴影示出)以及被设置为围绕图标26的矩形白色区域28。
这里示出的图标26对应于音轨播放(快进、回放、停止等)。然而，与图标26对应的操作不限于此。图标26的显示方式也不限于图9中所示的这一种。
在该实施例中，投影仪100并非始终显示图标26，而是响应于指定指令而显示图标26。例如，投影仪100响应于在VUI屏幕图像22中的指定区域(例如VUI屏幕图像22的边或角)中的对象10的检测而在投影屏幕图像上显示图标26。
投影仪100通过将像素在围绕每个图标26的显示区域的指定区域(不包括图标26的显示区域)中的颜色数据设置为白色来显示白色区域28，如图9所示。应注意，通过图像数据472来指定图标26的显示区域。投影仪100从图像数据472读出图标26的显示区域，并基于读取的图标26的显示区域来确定白色区域28。
可选地，投影仪100可基于程序474而在指定位置产生图标26和白色区域28。在这种情况下，投影仪100简单地从存储部470调用图标26的显示区域和白色区域28，并将图标26和白色区域28重叠在原始图像数据上。
当用户将对象10置于图标26的周围时，即使当图标26具有低亮度或具有难以被光接收元件170检测到的颜色时，投影仪100也可基于向白色区域28施加的光的反射光检测到对象10。因此，投影仪100能够可靠地通过VUI屏幕图像22来执行基于图标操作的操作。此外，白色区域28具有使得图标26在投射图像中易于察看的效果。
白色区域28的形状和设置不限于图9所示。图10示出根据第二实施例的VUI屏幕图像22的第二实例。在图10中所示的VUI屏幕图像22中，白色区域28被设置至缘饰(fringe)图标26。
投影仪100通过如下方式显示白色区域28：将每个图标26的显示区域外部的区域中与每个图标26的显示区域落入指定距离内的像素颜色数据设置为白色。可选地，可将图标26的显示区域和白色区域28预先存储在投影仪100中。
图11示出根据第二实施例的VUI屏幕图像22的第三实例。在图11中所示的VUI屏幕图像22中，将辅助线形式的白色区域28设置在图标26下方。
如第一实例和第二实例中所述，投影仪100基于每个图标26的显示区域确定白色区域28。可选地，投影仪100基于在投影仪100中预先存储的指定范围来确定白色区域28。
应注意，用于辅助进行图标26选择的白色区域的显示位置不限于图9至图11所示，只要围绕图标的显示区域的外围提供有白色区域即可。可选地，投影仪100也可将图标26自身设置为白色。
参照图12，将描述由根据第二实施例的投影仪100执行的处理流程。
在步骤S201，投影仪100的CPU 140控制绿色激光器111、双色激光器112和扫描镜115基于图像数据而在两个方向上投射图像。
在步骤S203，CPU 140确定是否给出图标显示指令。显示图标的指令包括对位于VUI屏幕图像22的指定区域中的对象10的检测。在该实施例中，CPU 140确定图标显示指令(从接收到图标显示开始指令直到接收到图标显示结束指令)是否给出。
如果没有给出图标显示指令(步骤S203中为否)，则CPU 140重复步骤S203中的处理。如果给出了图标显示指令(步骤S203中为是)，则CPU140转入步骤S205中的处理。
在步骤S205，CPU 140向图像数据472添加用于显示图标的数据。这里，CPU 140将在图标的显示区域中或围绕图标的显示区域的区域中的颜色数据设置为白色。CPU 140控制绿色激光器111、双色激光器112和扫描镜115基于改变的图像数据472而在两个方向上投射图像。
在步骤S207，CPU 140确定VUI屏幕图像22中的图标是否被选择。具体而言，CPU 140通过将表示图标的显示区域的数据与基于光接收元件170的光接收结果计算出的对象10的位置相比较来确定图标是否被选择。
如果图标没有被选择(步骤S207中为否)，则CPU 140重复步骤S207中的处理。如果图标被选择(步骤S207中为是)，则CPU 140转入步骤S209中的处理。
在步骤S209，CPU 140对应于所选图标生成图像改变指令。当显示用于轨道播放的图标时，CPU 140生成图像快进指令、图像回放指令、停止处理中的图像的指令等。
在步骤S211，CPU 140基于在步骤S209中生成的图像改变指令更新图像数据472。CPU 140随后重复从步骤S201开始的处理。
[第三实施例]
<概述>
根据第二实施例的投影仪100通过投影仪100中的CPU 140(或图像处理部495)生成图像数据472。更具体而言，投影仪100可通过执行在投影仪100中存储的程序474来生成图像数据472。
在第二实施例中，投影仪100基于从外部接收的图像数据可生成用于投射的图像数据472。因此，例如，投影仪100可根据对VUI屏幕图像的指定指令而显示在附连至投影仪100的存储介质(例如SD或闪存)中的多个图像文件的幻灯片。
相反，根据第三实施例的投影仪100#自身不生成图像数据472。使用投影仪100#使其与外部电子设备1000连接。根据VUI屏幕操作，投影仪100#指示电子设备1000改变由电子设备1000将要传送至投影仪100#的图像数据472。换句话说，在第三实施例中，电子设备1000在根据VUI屏幕操作改变显示屏幕图像时发挥主要作用。
图13示出根据第三实施例的投影仪100#的使用方式。
参照图13，投影仪100#通过电缆1300连接至外部电子设备1000。投影仪100#也可通过除了电缆1300之外的任意设施连接至电子设备1000。投影仪100#还可无线连接至电子设备1000。
这里，电子设备1000是如图13所示的笔记本电脑。然而，电子设备1000不限于笔记本电脑，只要电子设备1000可连接至投影仪100#并且可执行下述操作即可。
类似于根据第一或第二实施例的投影仪100，投影仪100#例如被安装在桌子20上。投影仪100#在诸如墙壁30等第一投射表面上投射主投射屏幕图像。投影仪100#还在诸如桌子20等第二投射表面上投射VUI屏幕图像。应注意，图13中未示出桌子20和墙壁30。
<硬件配置>
(投影仪100#)
投影仪100#的硬件配置类似于根据第一或第二实施例的投影仪100。因此，这里，将不再重复对于所有硬件配置的具体描述。然而，以下将具体描述与电子设备1000连接相关的外部接口343(见图3)。
投影仪100#通过外部接口343连接至电子设备1000。外部接口343从电子设备1000接收图像数据。外部接口343将从外部设备1000接收的图像数据应用于CPU 140。
在该实施例中的外部接口343可以例如是USB(通用串行总线)连接器或LAN(局域网)连接器等外部连接终端。可选地，外部接口343也可以是与电子设备1000无线通信的无线电发射器/接收器。
(电子设备1000)
参照图14，将描述电子设备1000的硬件配置。电子设备1000包括显示器1010、键盘1022、CPU 1030、RAM 1040、ROM(只读存储器)1050、硬盘1060和外部接口1070。
显示器1010基于电子设备1000中的数据来显示图像。鼠标1020和键盘1022接收外部输入操作。鼠标1020和键盘1022是输入设备的实例。电子设备1000可具有诸如写字板等任何其他输入设备。
CPU 1030基于鼠标1020或键盘1022接收的指令控制电子设备1000的操作。具体而言，CPU 1030执行程序，并向电子设备1000的每个单元给出操作指令。
RAM 1040临时存储数据。在执行程序时，RAM 1040用作工作存储器。ROM 1050长期存储数据。硬盘1060是能够读取和写入数据的存储设备。硬盘1060存储程序1062等。应注意，硬盘1060是能够读取和写入数据的存储设备的实例。电子设备1000可额外地具有诸如闪存等存储设备以代替或追加至硬盘1060。
由CPU 1030执行程序1062以生成图像数据。程序1062例如是展示软件。尽管图14仅示出一个程序1062，但是诸如硬盘1060等存储设备也可存储多个程序1062。
外部接口1070连接电子设备1000与投影仪100#。外部接口1070例如是USB连接器或LAN连接器。可选地，外部接口1070也可以是无线电发射器/接收器。
<功能性配置>
参照图15，将描述包括投影仪100#和电子设备1000的系统(投影仪系统)的功能性配置。
(电子设备)
首先，将描述电子设备1000的功能性配置。参照图15，电子设备1000包括接口部1510、控制部1520和输入部1530。
接口部1510与投影仪100#交换数据。例如，接口部1510从投影仪100#接收操作指令。此外，接口部1510向投影仪100#传送图像数据。外部接口1070相当于接口部1510。
控制部1520控制电子设备1000的每个单元的操作。CPU 1030相当于控制部1520。控制部1520包括图像产生部1522。图像产生部1522基于指令产生图像数据。控制部1520控制接口部1510向投影仪100#传送所生成的图像数据。
输入部1530接收外部指令。鼠标1020和键盘1022相当于输入部1530。
(投影仪)
投影仪100#的功能性配置大致上类似于根据第一实施例的投影仪100的功能性配置。在下文中，将描述与第一实施例的不同之处。
电子设备1000基于图像数据改变指令向投影仪100#传送新的图像数据。投影仪100#用来自电子设备1000的新的图像数据覆盖存储部470中的图像数据472。
投影仪100#的指令产生部497基于从对象位置计算部496接收到的对象位置数据来产生用以改变由电子设备1000向投影仪100#传送的图像数据的指令。指令产生部497控制接口部450向电子设备1000发送改变指令。
接口部450响应于改变指令而接收由电子设备1000向投影仪100#传送的数据。接口部450随后将投影仪100#接收的数据存储在存储区域中作为图像数据472。
显示控制部444基于由电子设备1000响应于改变指令而产生的新的图像数据472来控制光源控制部492和扫描控制部493的操作。具体而言，例如，显示控制部444以指定的时间间隔或响应于指令产生部497的操作指令而从存储部470读取图像数据472。显示控制部444随后基于读取的图像数据472控制光源控制部492和扫描控制部493的操作。
在该实施例中，图像处理部495不是必须的。如果电子设备1000的图像产生部1422根据VUI屏幕操作执行屏幕图像改变，则图像处理部495不是必要的。
在该实施例中，用户可通过VUI屏幕图像来运行由电子设备1000执行的应用软件。投影仪100#不需要存储诸如在投射屏幕图像上生成图标等程序。
<处理流程>
参照图16，将描述由投影仪系统执行的处理。
首先，将描述投影仪100#的操作。在步骤S301，投影仪100#的CPU 140控制绿色激光器111、双色激光器112和扫描镜115基于来自电子设备1000的图像数据而在两个方向上投射图像。
从步骤S303至步骤S307的CPU 140的处理类似于图12中从步骤S203至步骤S207的处理，并且将不再重复其描述。
在步骤S309，CPU 140控制外部接口343向电子设备1000传送用于图像改变的操作指令。
在步骤S311，CPU 140通过外部接口343从电子设备1000接收图像数据。
在步骤S313，CPU 140用在步骤S313中接收的图像数据代替在存储部470中存储的图像数据472。
现在将描述电子设备1000的操作。在步骤S401，电子设备1000的CPU1030控制外部接口1070向投影仪100#传送图像数据。例如，电子设备1000向投影仪100#传送与在显示器1010上出现的图像对应的图像数据。
在步骤S403，CPU 1030基于来自投影仪100#的操作指令执行用于生成图像数据的程序。这里所指的程序例如是展示软件。
在步骤S405，CPU 1030控制外部接口1070向投影仪100#传送作为程序的执行结果而生成的图像数据。CPU 1030随后重复从步骤S403开始的处理。
尽管已经对本发明进行了具体描述和示意，但是容易理解，其仅仅是示意性和示例性的而不是限制性的，本发明的范围通过所附权利要求的术语来解释。

Claims (12)

1.一种图像显示装置，用于发出激光、在第一投射表面上显示第一图像和在第二投射表面上显示第二图像，该装置包括：
激光源，用于输出所述激光；
扫描器，用于扫描所述激光；
光分离元件，用于将所述扫描器扫描的所述激光分成指向所述第一投射表面的第一激光束和指向所述第二投射表面的第二激光束；
光电探测器，用于检测由位于所述第二投射表面上的外部对象反射的所述第二激光束；以及
控制器，用于控制所述图像显示装置的操作，所述控制器被配置为：
允许所述扫描器以指定扫描频率运行；
执行接收图像数据的处理和增加在所接收的图像数据中包含的指定区域中的像素亮度的处理；
基于经过所述处理的所述图像数据和所述扫描频率，控制所述激光源的所述激光的输出；
基于所述激光在所述光电探测器的光检测时机的扫描位置，计算所述外部对象的位置；以及
基于计算出的所述位置，产生指令以改变所述第二图像。
2.如权利要求1所述的图像显示装置，其中所述控制器被配置为将所述指定区域中的所述像素设置为白色。
3.如权利要求1所述的图像显示装置，其中所述控制器被配置为将包含计算出的所述位置的区域限定为所述指定区域。
4.如权利要求3所述的图像显示装置，其中所述指定区域的尺寸大于所述对象在所述第二图像的改变之间的时间间隔内的移动距离。
5.如权利要求3所述的图像显示装置，其中所述控制器被配置为基于所述位置的改变并基于所述第二图像的改变之间的时间间隔来计算所述对象的预测位置，并将包含所述预测位置的区域限定为所述指定区域。
6.如权利要求3所述的图像显示装置，其中所述控制器被配置为当没有计算出所述位置时增加指定区域中的所述像素的亮度。
7.如权利要求1所述的图像显示装置，其中所述控制器被配置为当计算出的所述位置位于所述指定区域中时产生所述指令。
8.如权利要求7所述的图像显示装置，其中所述指定区域是图标显示区域或围绕所述图标显示区域的区域。
9.一种图像显示装置，用于发出激光、在第一投射表面上显示第一图像和在第二投射表面上显示第二图像，该装置包括：
激光源，用于输出所述激光；
所述激光源包含：
双色激光器，用于输出红色激光和蓝色激光，以及
绿色激光器，用于输出绿色激光；
谐振MEMS镜，用于扫描所述激光；
光束分离器，用于将所述谐振MEMS镜扫描的所述激光分成指向所述第一投射表面的第一激光束和指向所述第二投射表面的第二激光束；
光电二极管，用于检测由位于所述第二投射表面上的外部对象反射的所述第二激光束；以及
控制器，用于控制所述图像显示装置的操作，所述控制器被配置为：
允许所述谐振MEMS镜以指定扫描频率运行；
执行接收图像数据的处和将在所接收的图像数据中包含的指定区域中的像素设置成白色的处理；
基于经过所述处理的所述图像数据和所述扫描频率，控制所述激光源的所述激光的输出；
基于所述激光在所述光电二极管的光检测时机的扫描位置，计算所述外部对象的位置；
基于计算出的所述位置，产生指令以改变所述第二图像；以及
将包含计算出的所述位置的区域设置为所述指定区域；
其中所述指定区域的尺寸大于所述对象在所述第二图像的改变之间的时间间隔内的移动距离。
10.一种图像显示装置，用于发出激光、在第一投射表面上显示第一图像和在第二投射表面上显示第二图像，该装置包括：
激光源，用于输出所述激光；
所述激光源包含：
双色激光器，用于输出红色激光和蓝色激光，以及
绿色激光器，用于输出绿色激光；
谐振MEMS镜，用于扫描所述激光；
光束分离器，用于将所述谐振MEMS镜扫描的所述激光分成指向所述第一投射表面的第一激光束和指向所述第二投射表面的第二激光束；
光电二极管，用于检测由位于所述第二投射表面上的外部对象反射的所述第二激光束；以及
控制器，用于控制所述图像显示装置的操作，所述控制器被配置为：
允许所述谐振MEMS镜以指定扫描频率运行；以及
执行接收图像数据的处理和将在所接收的图像数据中包含的指定区域中的像素设置成白色的处理；
其中所述指定区域是图标显示区域或围绕所述图标显示区域的区域；
所述控制器还被配置为：
基于经过所述处理的所述图像数据和所述扫描频率，控制所述激光源的所述激光的输出；
基于所述激光在所述光电二极管的光检测时机的扫描位置，计算所述外部对象的位置；以及
基于计算出的所述位置，产生指令以改变所述第二图像；
其中所述控制器还被配置为当计算出的所述位置位于所述指定区域中时产生所述指令。
11.一种方法，用于使用图像显示装置来发出激光、在第一投射表面上显示第一图像和在第二投射表面上显示第二图像，
所述图像显示装置包括：
激光源，用于输出所述激光；
扫描器，用于扫描所述激光；
光分离元件，用于将所述扫描器扫描的所述激光分成指向所述第一投射表面的第一激光束和指向所述第二投射表面的第二激光束；以及
光电探测器，用于检测由位于所述第二投射表面上的外部对象反射的所述第二激光束；
所述方法包括以下步骤：
执行接收图像数据的处理和增加在所接收的所述图像数据中包含的指定区域中的像素亮度的处理；
允许所述扫描器以指定扫描频率运行，并基于经过所述处理的所述图像数据和所述扫描频率来控制所述激光源的所述激光的输出；
基于所述激光在所述光电探测器的光检测时机的扫描位置，计算所述外部对象的位置；以及
基于计算出的所述位置改变所述第二图像。
12.一种存储有程序的记录介质，该程序用于允许图像显示装置发出激光、在第一投射表面上显示第一图像和在第二投射表面上显示第二图像，
所述图像显示装置包括：
激光源，用于输出所述激光；
扫描器，用于扫描所述激光；
光分离元件，用于将所述扫描器扫描的所述激光分成指向所述第一投射表面的第一激光束和指向所述第二投射表面的第二激光束；以及
光电探测器，用于检测由位于所述第二投射表面上的外部对象反射的所述第二激光束；
当所述程序被读出时，所述程序使得计算机执行以下步骤：
执行增加在施加至所述计算机的图像数据中包含的指定区域中的像素亮度的处理；
允许所述扫描器以指定扫描频率运行，并基于经过所述处理的所述图像数据和所述扫描频率来控制所述激光源的所述激光的输出；
基于所述激光在所述光电探测器的光检测时机的扫描位置，计算所述外部对象的位置；以及
基于计算出的所述位置改变所述第二图像。
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