CN102204241A - 使用dmd提供用户接口的方法以及使用该方法的dlp显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于提供用户接口的方法，以及使用该方法的数字光处理(DLP)显示装置。在DLP显示装置中，数字微镜设备(DMD)将由光源投射的光反射在屏幕上，并且图像传感器检测从DMD反射的光，以使得容易地提供用于DLP显示装置的用户接口。

Description

使用DMD提供用户接口的方法以及使用该方法的DLP显示装置
技术领域
与本发明一致的装置和方法涉及提供用户接口的方法，以及使用该方法的数字光处理(DLP)显示装置，更具体地，涉及提供用于DLP显示装置的用户接口以接收由用户使用触摸的用户命令的方法，以及使用该方法的DLP显示装置。
背景技术
数字光处理(DLP)电视(被称作第三代投影电视)使用半导体芯片，该半导体芯片由超过一百三十万个可以分开控制的反射镜组成，被称为数字微镜设备(DMD)。
在DLP电视中，通过使从灯发出的光束穿过涂有RGB滤光器的色轮(该色轮生成RGB三原色)，对来自DMD的每个像素的RGB三原色进行反射而在屏幕上产生图像。
在DLP电视中，放大屏幕很容易并且用于放大屏幕的成本很低。因此，DLP电视一般用于演示。为了在演示中更好地使用DLP电视，需要触摸屏功能。
发明内容
技术问题
然而，为了向DLP电视添加触摸屏功能，额外地需要用于识别用户的触摸的设备，从而增大了电视的造价。此外，如果安装了用于识别用户的触摸的单独的设备，则显示在屏幕上的光的光轴和用于识别触摸的光的光轴不一致，因此需要在DLP电视和用于识别用户的触摸的设备之间的校准。
如上所述，用于对DLP电视上的触摸进行识别的设备需要额外的部件和额外的成本。因此，存在对更容易地提供用户接口的需要。
技术方案
本发明的一方面提供一种用于提供用户接口的方法以及使用该方法的数字光处理(DLP)显示装置，通过该方法，数字微镜设备(DMD)将从光源发出的光反射到屏幕并且图像传感器检测从DMD反射的光，以使得更方便地提供用于DLP显示装置的用户接口。
根据本发明的示范性方面，提供一种数字光处理(DLP)显示装置，包括：光源，将光投射在屏幕上；数字微镜设备(DMD)，包括多个微镜，并且如果从光源投射的光在屏幕上漫射，则DMD反射该漫射光；以及图像传感器，检测从DMD反射的光。
所述图像传感器可以检测从DMD中关断的至少一个微镜反射的光。
所述DMD可以将DMD中的所有微镜关断与单个帧对应的时段当中的特定时段。
所述光源在屏幕中投射用于全反射的光，并且该被全反射的光可以在屏幕上用户触摸的区域上漫射。
所述DLP显示装置还可以包括控制单元，使用由图像传感器检测的信息确定屏幕上的触摸区域。
所述光源可以使用红外线。
所述光源可以从外部将光投射在屏幕的表面上，并且所述投射的光可以在屏幕的表面上漫射。
所述DLP显示装置还可以包括控制单元，使用由图像传感器检测的信息确定光在屏幕上投射的区域。
所述光源可以使用可见光。
根据本发明的另一示范性方面，提供一种用于提供数字光处理(DLP)显示装置的用户接口的方法，所述方法包括将光投射在屏幕上；如果投射的光在屏幕上漫射，则在数字微镜设备(DMD)处反射该漫射光；以及在图像传感器处检测从DMD反射的光。
在所述检测操作中，可以检测从DMD中关断的至少一个微镜反射的光。
所述方法还可以包括，在DMD处，将DMD中的所有微镜关断与单个帧对应的时段当中的特定时段。
在所述投射操作中，可以在屏幕中投射用于全反射的光，并且该被全反射的光在屏幕上用户触摸的区域上漫射。
所述方法还可以包括使用由图像传感器检测的信息确定屏幕上的触摸区域。
所述用于在屏幕中全反射的投射光可以是红外线。
在所述投射操作中，可以从外部将光投射在屏幕的表面上，并且所述投射的光可以在屏幕的表面上漫射。
所述方法还可以包括，使用由图像传感器检测的信息确定光在屏幕上投射的区域。
所述外部投射的光可以是可见光。
有益效果
提供一种提供用户接口的方法以及使用该方法的DLP显示装置，通过该方法DMD将从光源发出的光反射到屏幕并且图像传感器检测从DMD反射的光，以使得更容易地提供用于DLP显示装置的用户接口。
附图说明
图1是示出根据本发明示范性实施例的数字光处理(DLP)显示装置的详细构造的框图；
图2是示出根据本发明示范性实施例的提供用于DLP显示装置的能够识别用户触摸的方法的流程图；
图3是示出根据本发明另一示范性实施例的提供用于DLP显示装置的能够识别投射到屏幕的光的方法的流程图；
图4示出根据本发明示范性实施例的在DLP显示装置中将来自DMD的显示灯的光反射到屏幕并在屏幕上显示图像的过程；
图5示出根据本发明示范性实施例的用户触摸屏幕上的第二区域；
图6示出根据本发明示范性实施例的用户触摸屏幕上的第一区域；
图7示出根据本发明示范性实施例的来自光源的光投射到屏幕上的第二区域；以及
图8示出根据本发明示范性实施例的来自光源的光投射到屏幕上的第一区域。
具体实施方式
现在将参照附图更详细地描述本发明的特定示范性实施例。
在下面的描述中，即使在不同的附图中相似的附图标号也用于相似的元件。提供在描述中定义的事物，诸如具体构造和元件，以助于对本发明的全面理解。然而，可在没有那些明确定义的事物的情况下实现本发明。此外，不详细描述公知功能或结构，因为其会以不必要的细节模糊本发明。
图1是示出根据本发明示范性实施例的数字光处理(DLP)显示装置的详细构造的框图。如图1所示，DLP显示装置可以包括图像输入单元110、存储单元120、图像处理单元140、显示灯410、色轮420、色轮传感器423、马达驱动单元426、数字微镜设备(DMD)430、光吸收单元440、屏幕450、图像传感器460、光源470和控制单元480。
图像输入单元110接收来自外部设备(未示出)的图像信息。图像输入单元110可以包括与D-sub、数字视频接口(DVI)和高清晰度多媒体接口(HDMI)的标准对应的输入终端。
存储单元120存储图像数据，并且向图像处理单元140发送图像数据。
图像处理单元140对于从图像输入单元110输入的或者从存储单元120接收的图像信号执行信号处理，诸如视频解码和视频缩放。接着，图像处理单元140将图像信号转换成用于驱动DMD 430的格式的图像数据，并且向DMD 430发送该图像数据。
显示灯410使用提供的电力发出光束，并且通过色轮420将光束照射到DMD 430。
色轮420对从显示灯410发出的光束进行滤光，从而输出RGB三原色：红色、绿色、和蓝色。色轮420以特定速度旋转并以特定时间间隔向DMD 430依次照射红光、绿光和蓝光。
色轮传感器423检查当前正在操作的色轮420的旋转状态。也就是说，如果色轮传感器423向控制单元480提供与色轮420的旋转状态有关的信息，则控制单元480使用该信息感测并控制色轮420的相位和转速。
马达驱动单元426驱动连接到色轮420的马达。
DMD 430可以包括大约一百三十万个微镜。DMD 430根据从图像处理单元140接收的图像数据确定是否将每个微镜开启或关断。DMD 430使用每个微镜有选择地对从显示灯410照射的光进行反射，以使得可以在屏幕450上产生图像。也就是说，DMD 430基于从图像处理单元140接收的图像数据来控制从DMD 430的微镜反射的RGB色光，从而产生将要显示在屏幕450上的图像。
此外，如果从光源470发出的光在屏幕450上漫射，则DMD 430将漫射的光反射到图像传感器460。光源470是单独添加以提供用户接口的光源，稍后将给出光源470的详细说明。
DMD 430可以将微镜关断与单个帧对应的时段当中的特定时间。这是因为如果DMD 430中的微镜开启，则图像传感器460不能检测光。因此，如果将DMD 430中的微镜关断特定时段，则图像传感器460可以在该特定时段内检测在屏幕450上漫射的光源470的光。例如，如果存在表示帧的亮度的总共256个级别，则DMD 430将表示亮度的级别减少到240，并且在与16个剩余级别对应的时段内关断DMD 430中的微镜。
如上所述，如果DMD 430将微镜关断与单个帧对应的时段当中的特定时段，则在该时段期间还可以识别用户在屏幕450上的触摸。
当微镜关断时，光吸收单元440吸收从DMD 430中的微镜反射的光。因此，如果DMD 430中的微镜关断，则并不向与该微镜对应的屏幕450的区域投射光。
屏幕450接收从显示灯410发出的光当中的从DMD 430反射的光，并且显示图像。更具体地说，仅将从DMD 430中的微镜当中的开启的微镜反射的光投射到屏幕450上以使得表示图像。
图像传感器460检测从DMD 430反射的光。更具体地说，如果从光源470发出的光在屏幕450上漫射并且从DMD 430反射，则图像传感器460检测从DMD 430反射的光。特别地，图像传感器460检测从DMD 430中关断的至少一个微镜反射的光。因此，图像传感器460位于从DMD 430中的关断的微镜反射的光的光路上。
图像传感器460检测关于整个屏幕450的图像信息。如果光在屏幕450上漫射，则图像传感器460的像素当中的与屏幕450的漫射区域对应的像素检测到漫射的光。
因此，由图像传感器460检测的信息可以是这样的图像信息：在整个屏幕450上仅将漫射区域明亮地表示。也就是说，由图像传感器460检测的信息可以是指示光是否对于整个屏幕450漫射的图像信息。因为屏幕450的漫射区域可以是用户触摸的区域，或者是光源470投射光的区域，所以控制单元480可以使用由图像传感器460检测的信息来确定触摸区域或投射区域。
图像传感器460可以被实现为电荷耦合设备(CCD)图像传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。
如上所述，因为图像传感器460检测在屏幕450上漫射的光，所以可以检测屏幕450的触摸区域或光源470投射光的屏幕450的区域。
光源470将光投射在屏幕450上。更具体地说，光源470可以在屏幕450中投射用于全反射的光，或者可以将光从外部投射在屏幕450的表面上。
如果光源470在屏幕450中投射用于全反射的光，则光在屏幕450的触摸区域上漫射，并且该漫射的光由DMD 430反射并由图像传感器460检测。控制单元480使用由图像传感器460检测的信息来确定屏幕450的触摸区域。
在这种情况下，光源470可以使用红外线。这是因为，虽然红外线在屏幕450上漫射，但是红外线不会被用户看到。此外，由于使用红外线，因此可以对笔或触摸笔以及用户的手的触摸进行识别。
稍后将参照图5和图6给出当光源470在屏幕450中投射用于全反射的光时的详细说明。
如上所述，DLP显示装置可以简单地通过具有图像传感器460和光源470来执行触摸屏功能。在这种情况下，因为光源470的光的光轴与显示灯410的光的光轴相同，所以可以最小化显示图像和触摸区域之间的失真，并且最小化图像的坐标和触摸区域的坐标之间的校准。此外，因为仅向DLP显示装置添加图像传感器460和光源470，所以可以用低成本实现触摸屏功能。
可替换地，如果光源470将光从外部投射在屏幕450的表面上，则光在屏幕450的表面上漫射。漫射的光被DMD 430反射，并且被图像传感器460检测。接着，控制单元使用由图像传感器460检测的信息来确定屏幕450上光源470投射光的投射区域。
在这种情况下，光源470可以使用可见光。例如，470可以是激光指示器。更具体地说，在演示中，如果激光指示器将光线投射在DLP显示装置的屏幕450上，则DLP显示装置检测屏幕450上的投射区域。以下，“光源识别功能”是指用于DLP显示装置识别光源470投射在屏幕450上的区域的功能。
稍后将参照图7和图8给出当光源470从外部将光投射在屏幕450的表面上的详细说明。
如上所述，DLP显示装置可以简单地通过具有图像传感器460和光源470来执行光源(例如，激光指示器)识别功能。在这种情况下，因为光源470的光的光轴与显示灯410的光的光轴相同，所以可以最小化显示图像和光源470的光投射在屏幕450上的区域之间的失真，并且可以最小化图像的坐标和屏幕450上的投射区域的坐标之间的校准。此外，因为仅向DLP显示装置添加图像传感器460和光源470，所以可以用低成本实现光源识别功能。
控制单元480控制DLP显示装置。如果用户命令是使用操作按钮或远距控制输入的，则控制单元480输出控制信号以便响应于用户的命令执行操作。
特别地，控制单元480使用由图像传感器460检测的信息来确定屏幕450的触摸区域或者光源470的光投射在屏幕450上的区域。
如上所述，DLP显示装置可以提供诸如触摸屏功能和光源识别功能之类的用户接口。特别地，因为仅向DLP显示装置添加图像传感器460和光源470，所以可以用低成本实现光源识别功能。
参照图2和图3，将详细描述根据示范性实施例的提供用户接口的方法。
图2是示出根据本发明示范性实施例的提供用于DLP显示装置的能够识别用户触摸的方法的流程图。
在操作S210中，光源470在屏幕450中投射用于全反射的光。在这种情况下，光源470使用红外线。这是因为，虽然红外线在屏幕450上漫射，但是红外线不会被用户看到。此外，由于使用红外线，所以可以对笔或触摸笔以及用户的手的触摸进行识别。
在操作S220中，如果用户触摸屏幕450，则在屏幕450中全反射的光在屏幕450的触摸区域上漫射。
在操作S230中，DMD 430向图像传感器460反射该漫射的光。在这种情况下，操作S230还包括这样的操作：DMD 430将DMD 430中的微镜关断与单个帧对应的时段当中的特定时段。这是因为，如果DMD 430中的微镜开启，则图像传感器460不能检测光。因此，DMD 430中的微镜被关断。
在操作S240中，图像传感器460检测由DMD 430反射的光。特别地，图像传感器460检测从DMD 430中的关断的至少一个微镜反射的光。因此，图像传感器460位于从DMD 430中的关断的微镜反射的光的光路上。
在操作S250中，控制单元480使用由图像传感器460检测的信息来确定屏幕450的触摸区域。由图像传感器460检测的信息可以是这样的图像信息：在整个屏幕450上仅漫射区域被明亮地表示。也就是说，由图像传感器460检测的信息可以是指示光是否对于整个屏幕450漫射的图像信息。因为在屏幕450上的漫射区域指示用户触摸的区域，所以控制单元480可以使用由图像传感器460检测的信息来确定屏幕450上的触摸区域。
按照此过程，DLP显示装置可以提供触摸屏功能。
图3是示出根据本发明另一示范性实施例的提供用于DLP显示装置的能够识别投射到屏幕450的光的方法的流程图。
在操作S310中，光源470将光从外部投射在屏幕450的表面上。在这种情况下，光源470可以使用可见光。例如，光源470可以是激光指示器。更具体地说，在演示中，如果激光指示器将光线投射到DLP显示装置的屏幕450上，则DLP显示装置检测屏幕450上的投射区域。以下，“光源识别功能”是指DLP显示装置识别光源470投射在屏幕450上的区域的功能。
在操作S320中，从屏幕450的外面投射的光在屏幕450的表面上漫射。
在操作S330中，DMD 430将漫射的光反射到图像传感器460。在这种情况下，操作S330还包括这样的操作：DMD 430将DMD 430中的微镜关断与单个帧对应的时段当中的特定时段。这是因为，如果DMD 430中的微镜开启，则图像传感器460不能检测光。因此，DMD 430中的微镜被关断。
接着，在操作S340中，图像传感器460检测从DMD 430反射的光。特别地，图像传感器460检测从DMD 430中的关断的至少一个微镜反射的光。因此，图像传感器460位于从DMD 430中的关断的微镜反射的光的光路上。
在操作S350中，控制单元480使用由图像传感器460检测的信息来确定光源470在屏幕450上投射光的区域。由图像传感器460检测的信息可以是这样的图像信息：在整个屏幕450上仅漫射区域被明亮地表示。也就是说，由图像传感器460检测的信息可以是指示光是否对于整个屏幕450漫射的图像信息。因为屏幕450上的漫射区域指示光源470在屏幕450上投射光的区域，所以控制单元480可以使用由图像传感器460检测的信息来确定屏幕450上的投射区域。
按照此过程，DLP显示装置可以提供光源识别功能。
将参照图4到图8详细描述在DLP显示装置中如何执行触摸屏功能和光源识别功能。
图4示出根据本发明示范性实施例的在DLP显示装置中将来自DMD的显示灯的光反射到屏幕并在屏幕上显示图像的过程。
如图4所示，DMD 430包括第一反射镜433、第二反射镜436和第三反射镜439。图4仅示出DMD 430中的微镜的一部分，并且显然DMD 430还可以包括额外的反射镜。
屏幕450包括第一区域453、第二区域456和第三区域459。第一区域453、第二区域456和第三区域459分别与第一反射镜433、第二反射镜436和第三反射镜439对应。
镜头490对屏幕450和DMD 430之间的光进行聚焦。
如图4所示，显示灯410照射光束，以使得该光束由色轮420(未在图4中示出)进行滤光并被投射到DMD 430。
在DMD 430的反射镜当中，从开启的反射镜反射的光被投射在屏幕450上。更具体地说，因为第一反射镜433开启，所以从第一反射镜433反射的光被投射在屏幕450的第一区域453上。因为第二反射镜436关断，所以从第二反射镜436反射的光被投射在光吸收单元440上。因为第三反射镜439开启，所以从第三反射镜439反射的光被投射在屏幕450的第三区域459上。因此，在屏幕450上，仅第一区域453和第三区域459被明亮地表示，而第二区域456被暗色地表示。
通过按照上述原理，DLP显示装置可以在屏幕450上表示图像。
图5示出根据本发明示范性实施例的用户触摸屏幕450上的第二区域456。
如图5所示，光源470在屏幕450中投射用于全反射的光。在这种情况下，光源470使用红外线。如果用户触摸第二区域456，则被全反射的光在第二区域456上漫射。
漫射光穿过镜头490，被第二反射镜436反射，并且被投射到图像传感器460。因此，图像传感器460检测用户在屏幕450的第二区域456上的触摸。
图6示出根据本发明示范性实施例的用户触摸屏幕上的第一区域453。
如图6所示，光源470在屏幕460中投射用于全反射的光。在这种情况下，光源470使用红外线。如果用户触摸第一区域453，则被全反射的光在第一区域453上漫射。
漫射光穿过镜头490，被第一反射镜433反射，并且被投射到图像传感器460。因此，图像传感器460检测用户在屏幕450的第一区域453上的触摸。
如上所述，可以通过仅向DLP显示装置添加图像传感器460和光源470来实现触摸屏功能。
图7示出根据本发明另一示范性实施例的来自光源470的光被投射到屏幕450上的第二区域456。
如图7所示，光源470将光从外部投射在屏幕450的第二区域456上。在这种情况下，光源470可以是使用可见光的光源(例如，激光指示器)。如图7所示，由光源470投射的光在第二区域456上漫射。
漫射的光穿过镜头490，被DMD 450的第二反射镜436反射并且被投射到图像传感器460。因此，图像传感器460检测光源470在屏幕450的第二区域456上的投射。
图8示出根据另一发明示范性实施例的来自光源470的光被投射到屏幕450上的第一区域453。
如图8所示，光源470将光从外部投射在屏幕450的第一区域453上。在这种情况下，光源470可以是使用可见光的光源(例如，激光指示器)。如图8所示，由光源470投射的光在第一区域453上漫射。
漫射的光穿过镜头490，被DMD 450的第一镜433反射并且被投射到图像传感器460。因此，图像传感器460检测光源470在屏幕450的第一区域453上的投射。
如上所述，可以通过仅向DLP显示装置添加图像传感器460和光源470来实现光源识别功能。
如果DLP显示装置具有如上所述的触摸屏功能或者光源识别功能，则显示在屏幕上的光的光轴与用于识别触摸或光源的光的光轴相同，所以不需要校准或校正。因此，可以最小化图像的坐标和触摸区域的坐标之间的校准和失真。
在上述示范性实施例中，DLP显示装置可以是使用DLP技术的任何类型的显示装置，例如，诸如DLP电视。
上述实施例和优点仅是示范性的，并不视作对本发明的限制。可以容易地将本教导应用于其他类型的设备。而且，本发明的示范性实施例的描述旨在说明性的，并不旨在限制权利要求的范围，并且对本领域技术人员来说许多替换、修改和变化都是明显的。
工业实用性
与本发明一致的装置和方法涉及提供用户接口的方法，以及使用该方法的数字光处理(DLP)显示装置，更具体地，涉及提供用于DLP显示装置的用户接口以接收由用户使用触摸的用户命令的方法，以及使用该方法的DLP显示装置。

Claims (18)

1.一种数字光处理DLP显示装置，包括：
光源，将光投射在屏幕上；
数字微镜设备DMD，包括多个微镜，并且如果从光源投射的光在屏幕上漫射，则DMD反射该漫射的光；以及
图像传感器，检测从DMD反射的光。
2.如权利要求1所述的DLP显示装置，其中，该图像传感器检测从DMD中的关断的至少一个微镜反射的光。
3.如权利要求2所述的DLP显示装置，其中，该DMD将DMD中的所有微镜关断与单个帧对应的时段当中的特定时段。
4.如权利要求1所述的DLP显示装置，其中，光源在屏幕中投射用于全反射的光，并且被全反射的光在屏幕上用户触摸的区域上漫射。
5.如权利要求4所述的DLP显示装置，还包括：
控制单元，使用由图像传感器检测的信息确定屏幕上的触摸区域。
6.如权利要求4所述的DLP显示装置，其中，所述光源使用红外线。
7.如权利要求1所述的DLP显示装置，其中，所述光源从外部将光投射在屏幕的表面上，并且所述投射的光在屏幕的表面上漫射。
8.如权利要求7所述的DLP显示装置，还包括：
控制单元，使用由图像传感器检测的信息确定光在屏幕上投射的区域。
9.如权利要求7所述的DLP显示装置，其中，所述光源使用可见光。
10.一种用于提供用于数字光处理DLP显示装置的用户接口的方法，所述方法包括：
将光投射在屏幕上；
如果投射的光在屏幕上漫射，则在数字微镜设备DMD处反射该漫射的光；以及
在图像传感器处检测从DMD反射的光。
11.如权利要求10所述的方法，其中，在所述检测操作中，检测从DMD中的关断的至少一个微镜反射的光。
12.如权利要求11所述的方法，还包括：
在DMD处，将DMD中的所有微镜关断与单个帧对应的时段当中的特定时段。
13.如权利要求13所述方法，其中，在所述投射操作中，在屏幕中投射用于全反射的光，并且被全反射的光在屏幕上用户触摸的区域上漫射。
14.如权利要求10所述的方法，还包括：
使用由图像传感器检测的信息确定屏幕上的触摸区域。
15.如权利要求13所述的方法，其中，所述用于在屏幕中全反射的投射光是红外线。
16.如权利要求10所述的方法，其中，在所述投射操作中，从外部将光投射在屏幕的表面上，并且所述投射的光在屏幕的表面上漫射。
17.如权利要求16所述的方法，还包括：
使用由图像传感器检测的信息确定光在屏幕上投射的区域。
18.如权利要求16所述的方法，其中，所述从外部投射的光是可见光。
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