CN105607407B - 一种投影装置以及投影装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种投影装置以及投影装置的控制方法，能够根据第一操作物体对应的第二区域特性执行相应的操作，该投影装置的控制方法包含：获得影像，该影像中包含与目标物体对应的第一区域以及与第一操作物体对应的第二区域；根据该影像确定该第二区域的第二区域特征；根据该第二区域特征执行相应的操作。

Description

一种投影装置以及投影装置的控制方法

技术领域

本发明涉及投影装置领域，尤其涉及一种投影装置以及投影装置的控制方法。

背景技术

现有技术中，当对投影装置进行控制时，需要利用实体按钮进行操作，造成操作不便且不能实现丰富地操作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种投影装置以及投影装置的控制方法，以解决上述问题。

为了达到上述目的，第一方面，本发明提供一种投影装置，用于投射目标图案至目标物体上，该投影装置包含：成像元件、第一分光元件、投影与取像镜片组、四分之一波片、影像撷取模组以及处理单元；该成像元件用于发出投影光以投射目标图案；该第一分光元件用于使该投影光穿透以成为第一光，该第一光具有第一偏振方向；该投影与取像镜片组用于使该第一光穿透以成为第二光；该四分之一波片设置于该投影与取像镜片组与目标物体之间，该四分之一波片用于使该第二光穿透以成为第三光，该第三光入射至该目标物体，该第三光经该目标物体反射成为第四光，该第四光穿透该四分之一波片成为具有第二偏振方向的第五光，该投影与取像镜片组另用于使该第五光穿透以成为第六光，该第一分光元件另用于反射该第六光成为第七光；当第一操作物体位于该四分之一波片与该目标物体之间时，该第三光入射至该第一操作物体，该第三光经该第一操作物体反射成为第八光，该第八光穿透该四分之一波片成为具有该第二偏振方向的第九光，该投影与取像镜片组另用于使该第九光穿透以成为第十光，该第一分光元件另用于反射该第十光成为第十一光，该第二偏振方向与该第一偏振方向垂直；该影像撷取模组用于接收该第一分光元件反射的该第七光与该第十一光，获得影像，该影像包含与该第七光对应的第一区域以及与该第十一光对应的第二区域；该处理单元耦接该成像元件与该影像撷取模组，该处理单元用于根据该影像确定该第二区域的第二区域特征，并根据该第二区域特征执行相应的操作。

较佳的，该第二区域特征是通过以下方式确定的：该处理单元对该影像进行色域转换，获得色域转换后的影像，对该色域转换后的影像进行模糊化处理，获得模糊化处理后的影像，对该模糊化处理后的影像进行亮度梯度变化计算，获得亮度梯度变化计算后的影像，删除该亮度梯度变化计算后的影像中的不必要部分，从而确定该第二区域的该第二区域特征。

较佳的，该处理单元获得该色域转换后的影像之后，该处理单元对该色域转换后的影像进行复杂度判断；当该处理单元确定该色域转换后的影像的复杂度大于等于预设复杂度时，该处理单元对该色域转换后的影像进行模糊化处理，获得该模糊化处理后的影像；当该处理单元确定该色域转换后的影像的复杂度小于该预设复杂度时，该处理单元根据该色域转换后的影像确定该第二区域的该第二区域特征。

较佳的，该第二区域特征包含第二区域形状，该处理单元根据该第二区域形状确定操作类型；当该处理单元确定该操作类型为单手势操作时，该处理单元判断该第二区域形状是否与至少一个预设手势图像的其中之一预设手势图像相匹配，并当该第二区域形状与该其中之一预设手势图像相匹配时，执行该其中之一预设手势图像对应的操作；该第二区域特征还包含第二区域位置，当该处理单元确定该操作类型为人眼操作时，该处理单元依据该第二区域位置调整该成像元件，使得该第三光无法投射至该第一操作物体上进而使得该第一操作物体上无投影图像。

较佳的，该成像元件还用于发出该投影光以投射特定图案；该处理单元还用于当该成像元件投射该特定图案时控制该影像撷取单元获得该影像。

较佳的，当第二操作物体位于该四分之一波片与该目标物体之间时，该第三光入射至该第二操作物体，该第三光经该第二操作物体反射成为第十二光，该第十二光穿透该四分之一波片成为具有该第二偏振方向的第十三光，该投影与取像镜片组另用于使该第十三光穿透以成为第十四光，该第一分光元件另用于反射该第十四光成为第十五光，该第二操作物体与该第一操作物体的位置相异；该影像撷取模组还用于接收该第一分光元件反射的该第十五光，该影像包含与该第七光对应的该第一区域、与该第十一光对应的该第二区域以及与该第十五光对应的该第三区域；该处理单元还用于根据该影像确定该第三区域的第三区域特征，该处理单元根据该第二区域特征以及该第三区域特征执行相应的操作。

第二方面，本发明提供一种投影装置的控制方法，用于投影装置，该投影装置用于投射目标图案至目标物体上，该方法包含：当第一操作物体位于该投影装置与该目标物体之间时，获得影像，该影像中包含与目标物体对应的第一区域以及与第一操作物体对应的第二区域，该第二区域的亮度大于该第一区域的亮度；根据该影像确定该第二区域的第二区域特征；根据该第二区域特征执行相应的操作。

较佳的，根据该影像确定该第二区域的第二区域特征的步骤包含：对该影像进行色域转换，获得色域转换后的影像；对该色域转换后的影像进行模糊化处理，获得模糊化处理后的影像；对该模糊化处理后的影像进行亮度梯度变化计算，获得亮度梯度变化计算后的影像；删除该亮度梯度变化计算后的影像中的不必要部分，确定该第二区域的该第二区域特征。

较佳的，对该影像进行色域转换，获得色域转换后的影像之后，还包含：对该色域转换后的影像进行复杂度判断；当确定该色域转换后的影像的复杂度小于预设复杂度时，根据该色域转换后的影像确定该第二区域的该第二区域特征；当确定该色域转换后的影像的复杂度大于等于该预设复杂度时，执行对该色域转换后的影像进行模糊化处理，获得该模糊化处理后的影像的步骤。

较佳的，该第二区域特征包含第二区域形状；根据该第二区域特征执行相应的操作的步骤包含：根据该第二区域形状确定操作类型；当该操作类型为单手势操作时，判断该第二区域形状是否与至少一个预设手势图像的其中之一预设手势图像相匹配，并当该第二区域形状与该其中之一预设手势图像相匹配时，执行该其中之一预设手势图像对应的操作；该第二区域特征还包含第二区域位置，当该操作类型为人眼操作时，依据该第二区域位置调整该成像元件，使得该第一操作物体上无投影图像。

与现有技术相比，本发明提供的投影装置以及投影装置的控制方法，相对于采用非同轴架构，本发明中投影装置采用同轴架构，即投影部分(投影光E1投射至目标物体、第一操作物体的部分)与取像部分(第三光经由目标物体、第一操作物体反射后入射至影像撷取单元的部分)共用光路，这样，影像撷取模组利用从目标物体、第一操作物体反射的光线获得影像，不需要为影像撷取模组单独设计光源，且能够根据影像中与第一操作物体对应的第二区域的第二区域特性确定执行的操作，使得通过第一操作物体的悬浮操作控制投影装置执行的操作，进而不需要在投影装置上设计实体控制按钮就能够控制投影装置执行丰富地操作。

附图说明

图1A为本发明一实施例提供的一种投影装置的结构示意图；

图1B为本发明另一实施例提供的一种投影装置的结构示意图；

图2为本发明再一实施例提供的一种投影装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种投影装置的方块示意图；

图4A为本发明一实施例提供的影像的示意图；

图4B为本发明另一实施例提供的影像的示意图；

图4C为本发明再一实施例提供的影像的示意图；

图5为本发明又一实施例提供的一种投影装置的结构示意图；

图6A为本发明又一实施例提供的影像的示意图；

图6B为本发明又一实施例提供的影像的示意图；

图6C为本发明又一实施例提供的影像的示意图；

图6D为本发明又一实施例提供的影像的示意图；

图7为本发明一实施例提供的一种投影装置的控制方法的流程示意图；

图8为本发明另一实施例提供的投影装置的控制方法的流程示意图；

图9为本发明另一实施例提供的投影装置的控制方法的流程示意图；

图10为本发明再一实施例提供的一种投影装置的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

图1A为本发明一实施例提供的一种投影装置的结构示意图；图1B为本发明另一实施例提供的一种投影装置的结构示意图；图2为本发明再一实施例提供的一种投影装置的结构示意图；图3为本发明实施例提供的一种投影装置的方块示意图；其中，图1A、图1B中投射物体仅包含目标物体M，图2中投射物体包含目标物体M以及第一操作物体C1。

如图1A、图1B、图2以及图3所示，投影装置100包含：光源模组11、成像元件12、第一分光元件13、投影与取像镜片组14(图1A、图1B、图2中以两个透镜为例，但不限于此，于实际应用中，根据实际需求设计)、四分之一波片15、影像撷取模组16以及处理单元17，投影装置100用于投射目标图案至目标物体上。光源模组11用于发出入射光E1，具体的，光源模组11包含光源元件，光源元件可以为激光元件，或者为发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)与偏光片的组合，较佳的，光源模组11还可以包含：准直透镜与阵列透镜，准直透镜与阵列透镜用于对光源元件发出的光线进行均匀化以形成入射光E1。成像元件12可接收入射光E1并根据入射光E1发出投影光E2以投射目标图案至目标物体M，目标物体M可以为墙壁、幕布等，较佳的，成像元件12为数字微镜装置(Digital Micromirror Devices，DMD)。

第一分光元件13可使具有第一偏振方向的光束穿透。投影光E2具有第一偏振方向，第一分光元件13使投影光E2穿透以成为第一光L1，第一光L1具有第一偏振方向。第一分光元件13可以为图1A所示的分光偏振片，较佳的，第一分光元件13相对水平方向倾斜45度设置。第一分光元件13也可以为图1B所示的偏振分光棱镜(Polarization Beam Splitter，PBS)，PBS中起分光作用的部分相对水平方向倾斜45度设置。投影与取像镜片组14设置于第一分光元件13与四分之一波片15之间，投影与取像镜片组14用于使第一光L1穿透以成为第二光L2。

四分之一波片15设置于投影与取像镜片组14与目标物体M之间，四分之一波片15用于使第二光L2穿透以成为第三光L3，第三光L3入射至目标物体M，第三光L3经目标物体M反射成为第四光L4，第四光L4穿透四分之一波片15成为具有第二偏振方向的第五光L5，投影与取像镜片组14另用于使第五光L5穿透以成为第六光L6，第一分光元件13另用于反射第六光L6成为第七光L7；另外，如图2所示，当第一操作物体C1出现于四分之一波片15与目标物体M之间(即当第一操作物体C1位于四分之一波片15与目标物体M之间)时，一部分第三光L3会入射至第一操作物体C1，第三光L3经第一操作物体C1反射成为第八光L8，第八光L8穿透四分之一波片15成为具有第二偏振方向的第九光L9，投影与取像镜片组14另用于使第九光L9穿透以成为第十光L10，第一分光元件13另用于反射第十光L10成为第十一光L11，其中，第二偏振方向与第一偏振方向垂直。第一操作物体C1可以为手、头等。在此需要说明的是，由于四分之一波片15会将穿透四分之一波片15的光线的偏振方向偏转45度，因此第五光L5具有与第一偏振方向垂直的第二偏振方向，第九光L9具有与第一偏振方向垂直的第二偏振方向。

影像撷取模组16用于接收第一分光元件13反射的第七光L7与第十一光L11，以获得影像，该影像包含与第七光L7对应的第一区域以及与第十一光L11对应的第二区域。由于第一操作物体C1相对于四分之一波片15的距离小于目标物体M相对于四分之一波片15的距离，因此，由第一操作物体C1反射而形成的第八光L8的光线强度会大于由目标物体M反射所形成的第四光L4的光线强度，使得对应的第十一光L11光线强度大于第七光L7光线强度，从而影像撷取模组16获得的影像中第二区域的亮度高于第一区域的亮度，这样，处理单元17能够根据第一区域与第二区域亮度的不同由影像中确定第二区域的第二区域特征，且相对于现有技术中拍摄包含目标物体的方案，能够将影像撷取单元集成于投影装置内部且获得的上述影像中无不相关部分(现有技术中拍摄包含目标物体的方案，例如目标物体为幕布时，拍摄到的影像中除投射于幕布上的投影画面之外的部分)，这样，处理单元17能够根据影像快速地确定第二区域特征。

处理单元17耦接成像元件12与影像撷取模组16，处理单元17用于根据影像确定第二区域的第二区域特征，并根据第二区域特征执行相应的操作。

进一步，处理单元17根据影像来确定第二区域的第二区域特征时，处理单元17可以对影像进行色域转换，获得色域转换后的影像，并对色域转换后的影像进行模糊化处理，获得模糊化处理后的影像，再对模糊化处理后的影像进行亮度梯度变化计算，获得亮度梯度变化计算后的影像，删除亮度梯度变化计算后的影像中的不必要部分，进而确定第二区域的第二区域特征。这样，不论影像是否复杂，都进行相同的图像处理操作。

进一步，处理单元17根据影像确定第二区域的第二区域特征时，处理单元17可以对影像进行色域转换，获得色域转换后的影像，对色域转换后的影像进行复杂度判断；当处理单元17确定色域转换后的影像的复杂度大于等于预设复杂度时，处理单元17对色域转换后的影像进行模糊化处理，获得模糊化处理后的影像，对模糊化处理后的影像进行亮度梯度变化计算，获得亮度梯度变化计算后的影像，删除亮度梯度变化计算后的影像中的不必要部分，进而确定第二区域的第二区域特征；当处理单元17确定色域转换后的影像的复杂度小于预设复杂度时，处理单元17直接根据色域转换后的影像确定第二区域的第二区域特征。这样，根据影像的复杂程度，进行不同的图像处理操作，能够在影像的复杂程度较低时，省略校正程度，在影像复杂度较高时，对影像的校正处理也因不需要经过复杂的集合校正以及像差补偿而相对简单。

图4A为本发明一实施例提供的影像的示意图，图4B为本发明另一实施例提供的影像的示意图，图4C为本发明再一实施例提供的影像的示意图。进一步，第二区域特征包含第二区域形状、第二区域位置。处理单元17根据第二区域特征执行相应的操作时，处理单元17可以根据第二区域形状确定操作类型。当处理单元17确定操作类型为单手势操作时，处理单元17判断第二区域形状是否与至少一个预设手势图像的其中之一预设手势图像相匹配，并当第二区域形状与其中之一预设手势图像相匹配时，执行其中之一预设手势图像对应的操作；示例性的，当第二区域特征为图4A中所示的手势时，处理单元17确定操作类型为单手势操作，处理单元17判断图4A中所示的手势是否与至少一个预设手势图像的其中之一预设手势图像相匹配，假设图4A所示的手势与其中之一预设手势图像相匹配，处理单元17执行图4A所示的手势对应的操作。当处理单元17确定操作类型为连续手势操作时(例如根据预设时间内，影像撷取模组16获取的多个影像的第二区域特征的变化)，处理单元17判断至少两个第二区域形状以及至少两个第二区域形状的顺序是否与至少一个预设连续手势信息的其中之一预设连续手势信息相匹配，当至少两个第二区域形状以及至少两个第二区域形状的顺序与其中之一预设连续手势信息相匹配时，执行其中之一预设连续手势信息对应的操作；示例性的，当一第二区域的第二区域特征为图4A中所示的手势、另一第二区域的另一第二区域特征为图4B所示的手势，且影像撷取单元16获得此一第二区域对应的第一影像(即图4A所示的影像)的第一时间与获得此另一第二区域对应的第二影像(即图4B所示的影像)的第二时间之间的时间差在预设时间差范围内时，处理单元17确定操作类型为连续手势操作，处理单元17判断图4A中所示的手势、图4B中所示的手势、图4A中所示的手势与图4B所示的手势的顺序是否与至少一个预设连续手势信息的其中之一预设连续手势信息相匹配，假设图4A中所示的手势、图4B中所示的手势、图4A中所示的手势与图4B所示的手势的顺序与其中之一预设连续手势图像相匹配，处理单元17执行图4A中所示的手势、图4B中所示的手势、图4A中所示的手势与图4B所示的手势的顺序的手势信息对应的操作。当处理单元17确定操作类型为人眼操作时，处理单元17依据第二区域位置调整成像元件12，使得调整后的第三光L3无法投射至第一操作物体C1上进而使得第一操作物体C1上无投影图像；示例性的，当第二区域特征为图4C中所示的人脸时，处理单元17确定操作类型为人眼操作，处理单元17依据图4C中所示的人脸在整个影像中的位置调整成像元件12，使得调整后的第三光L3无法投射至第一操作物体C1上进而使得第一操作物体C1上无投影图像(当第一操作物体C1为人脸时，使得人脸上无投影图像)；进一步，处理单元17根据第二区域位置调整成像元件12产生黑色图像以于第一操作物体C1上无投射图像。当处理单元17确定操作类型为人眼操作时，处理单元17也可以依据第二区域位置中的人眼位置调整成像元件12，使得调整后的第三光L3无法投射至第一操作物体C1的人眼上进而使得第一操作物体C1的人眼上无投影图像；示例性的，当第二区域特征为图4C中所示的人脸时，处理单元17确定操作类型为人眼操作，处理单元17依据图4C中所示的人脸确定人眼位置，根据人眼在整个影像中的人眼位置调整成像元件12，使得调整后的第三光L3无法投射至第一操作物体C1的人眼上进而使得第一操作物体C1的人眼上无投影图像(当第一操作物体C1为人脸时，使得位于人脸上的人眼上无投影图像)；进一步，处理单元17根据第二区域位置中的人眼位置调整成像元件12产生黑色图像以于第一操作物体C1的人眼上无投射图像。这样，当操作类型为手势操作时，可实现对投影装置的悬浮手势控制；当操作类型为人眼操作时，使得第一操作物体C1或第一操作物体C1上的人眼上无投影图像，避免人眼直接受光，减少光对人眼的伤害且不用牺牲投射于目标物体M上的投影图像的亮度，进而能够在保证投影图像品质的情况下避免光对人眼的伤害。

较佳的，成像元件12还用于发出投影光以投射特定图案；处理单元17还用于当成像元件12投射特定图案时控制影像撷取单元获得影像。即成像元件12间隔地投射目标图案与特定图案，当成像元件12投射特定图案时，当成像元件12投射特定图案时处理单元17才控制影响撷取单元获得影像。此特定图案可以是纯色图案、有规律的图案(例如呈一定规律的黑白方格图案、呈一定规律的黑白条图案)等。这样，影像与此特定图案对应，处理单元17能够较为容易地从获得的影像中确定第二区域的第二区域特征，且于投射特定图案时才控制影像撷取单元获得影像，能够节省能耗。

图5为本发明又一实施例提供的一种投影装置的结构示意图，本实施例中图示了四分之一波片15与目标物体M之间同时存在第一操作物体C1和第二操作物体C2的情形，其中第二操作物体C2与第一操作物体C1的位置相异，第二操作物体C2与第一操作物体C1于目标物体M上的投影位置至少部分不同。与上述图2所示的实施例不同的是，本实施例中，第三光L3入射至第二操作物体C2后，第三光L3经第二操作物体C2反射成为第十二光L12，第十二光L12穿透四分之一波片15成为具有第二偏振方向的第十三光L13，使第十三光L13穿透投影与取像镜片组14以成为第十四光L14，第一分光元件13反射第十四光L14成为第十五光L15，影像撷取模组16接收第一分光元件13反射的第十五光L15。影像撷取模组16综合所接收的第十五光L15、以及上述实施例中所示的第七光L7与第十一光L11，获得影像，此时，该影像包含与第七光L7对应的第一区域、与第十一光L11对应的第二区域以及与第十五光L15对应的第三区域；处理单元17还用于根据影像确定第三区域的第三区域特征，处理单元17综合根据第二区域特征以及第三区域特征执行相应的操作。

需要说明的是，处理单元17根据影像确定第二区域的第二区域特征、第三区域的第三区域特征与上述处理单元17根据影像确定第二区域的第二区域特征的处理方式相同，本发明实施例在此不再赘述。

采用图5所示的架构获得的影像可以如图6A至图6D所示，其中，图6A为本发明又一实施例提供的影像的示意图，图6B为本发明又一实施例提供的影像的示意图，图6C为本发明又一实施例提供的影像的示意图，图6D为本发明又一实施例提供的影像的示意图。进一步，第二区域特征包含第二区域形状、第二区域位置，第三区域特征包含第三区域形状、第三区域位置。处理单元17根据第二区域特征以及第三区域特征执行相应的操作时，处理单元17可以根据第二区域形状以及第三区域形状确定操作类型。当处理单元17确定操作类型为双手势操作时，处理单元17判断第二区域形状、第三区域形状是否与至少一个预设手势图像的其中之一预设手势图像相匹配，并当第二区域形状以及第三区域形状与其中之一预设手势图像相匹配时，执行其中之一预设手势图像对应的操作；示例性的，当第二区域特征、第三区域特征为图6A中所示的两个手势时，处理单元17确定操作类型为双手势操作，处理单元17判断图6A中所示的两个手势是否与至少一个预设手势图像的其中之一预设手势图像相匹配，假设图6A中所示的两个手势与其中之一预设手势图像相匹配，处理单元17执行图6A中所示的两个手势对应的操作，当第二区域特征、第三区域特征为图6B、图6D时，处理方式与上述相同，本发明实施例在此不再赘述。当处理单元17确定操作类型为连续双手势操作时(例如根据预设时间内，影像撷取模组16获取的多个影像的第二区域特征的变化)，处理单元17判断至少两个第二区域形状与第三区域形状以及至少两个第二区域形状以及第三区域形状的顺序是否与至少一个预设连续双手势信息的其中之一预设连续双手势信息相匹配，当至少两个第二区域形状与第三区域形状以及至少两个第二区域形状与第三区域形状的顺序与其中之一预设连续双手势信息相匹配时，执行其中之一预设连续双手势信息对应的操作；示例性的，当一第二区域的第二区域特征、第三区域特征为图6A中所示的两个手势、另一第二区域的另一第二区域特征、另一第三区域特征为图6B所示的两个手势，且影像撷取单元16获得此一第二区域对应的第一影像(即图6A所示的影像)的第一时间与获得此另一第二区域对应的第二影像(即图6B所示的影像)的第二时间之间的时间差在预设时间差范围内时，处理单元17确定操作类型为连续双手势操作，处理单元17判断图6A中所示的两个手势、图6B中所示的两个手势、图6A中所示的两个手势与图6B中所示的两个手势的顺序是否与至少一个预设连续双手势信息的其中之一预设连续双手势信息相匹配，假设图6A中所示的两个手势、图6B中所示的两个手势、图6A中所示的两个手势与图6B所示的两个手势的顺序与其中之一预设连续双手势图像相匹配，处理单元17执行图6A中所示的两个手势、图6B中所示的两个手势、图6A中所示的两个手势与图6B所示的两个手势的顺序的双手势信息对应的操作。当处理单元17确定操作类型为人眼操作时，处理单元17依据第二区域位置与第三区域位置调整成像元件12，使得第三光L3无法投射至第一操作物体C1上进而使得第一操作物体C1上无投影图像并使得调整后的第三光L3无法投射至第二操作物体C2上进而使得第二操作物体C2上无投影图像；示例性的，当第二区域特征、第三区域特征为图6C中所示的两个人脸时，处理单元17确定操作类型为人眼操作，处理单元17依据图6C中所示的两个人脸在整个影像中的位置调整成像元件12，使得调整后的第三光L3无法投射至第一操作物体C1上进而使得第一操作物体C1上无投影图像，并使得第三光L3无法投射至第二操作物体C2上进而使得第二操作物体C2上无投影图像(当第一操作物体C1、第二操作物体C2为人脸时，使得人脸上无投影图像)；进一步，处理单元17根据第二区域位置、第三区域位置调整成像元件12产生黑色图像以于第一操作物体C1、第二操作物体C2上无投射图像。当处理单元17确定操作类型为人眼操作时，处理单元17也可以依据第二区域位置中的第一人眼位置与第三区域位置中的第二人眼位置调整成像元件12，使得第三光L3无法投射至第一操作物体C1上的第一人眼上进而使得第一操作物体C1的第一人眼上无投影图像并使得第三光L3无法投射至第二操作物体C2上的第二人眼上进而使得第二操作物体C2上的第二人眼上无投影图像(当第一操作物体C1、第二操作物体C2为人脸时，使得C1、C2上的人眼上无投影图像)；进一步，处理单元17根据第二区域位置中的第一人眼位置、第三区域位置中的第二人眼位置调整成像元件12产生黑色图像以于第一操作物体C1的第一人眼上、第二操作物体C2的第二人眼上无投射图像。这样，当操作类型为手势操作时，可实现对投影装置的悬浮手势控制；当操作类型为人眼操作时，使得第一操作物体C1与第二操作物体C2、或者第一操作物体C1上的第一人眼与第二操作物体C2的第二人眼上无投影图像，避免人眼直接受光，减少光对人眼的伤害且不用牺牲投射于目标物体M上的投影图像的亮度，进而能够在保证投影图像品质的情况下避免光对人眼的伤害。

以上实施例中，以四分之一波片15与目标物体M之间具有第一操作物体C1，或者，以四分之一波片15与目标物体M之间具有第一操作物体C1、第二操作物体C2为例进行说明，需要说明的是，根据实际设计需求，四分之一波片15与目标物体M之间还可以具有至少三个操作物体，此时，与上述四分之一波片15与目标物体M之间具有第一操作物体C1、四分之一波片15与目标物体M之间具有第一操作物体C1、第二操作物体C2时的操作相似，本发明实施例在此不再赘述。

本发明实施例提供的投影装置，相对于采用非同轴架构，本发明中投影装置采用同轴架构，即投影部分(投影光E1投射至目标物体、第一操作物体的部分)与取像部分(第三光经由目标物体、第一操作物体反射后入射至影像撷取单元的部分)共用光路，这样，成像元件与影像撷取模组共享光学类比传递路径，借此摒除类比传递媒介差异造成的转换误差，且影像撷取模组利用从目标物体、第一操作物体反射的光线获得影像，不需要为影像撷取模组单独设计光源，且能够根据影像中与第一操作物体对应的第二区域的第二区域特性确定执行的操作，使得通过第一操作物体(人的手、眼睛等)的悬浮操作控制投影装置执行的操作，进而不需要在投影装置上设计实体控制按钮就能够控制投影装置执行丰富地操作。

图7为本发明一实施例提供的一种投影装置的控制方法的流程示意图。如图7所示的投影装置的控制方法用于上述实施例所述的投影装置100，该投影装置的控制方法包含以下步骤：

S101、当第一操作物体C1位于投影装置100与目标物体M之间时，获得影像，影像中包含与目标物体M对应的第一区域以及与第一操作物体C1对应的第二区域，第二区域的亮度大于第一区域的亮度。

S102、根据影像确定第二区域的第二区域特征。

S103、根据第二区域特征执行相应的操作。

较佳的，获得影像的步骤(即步骤S101)可以包含：当第一操作物体位于投影装置与目标物体之间且投影装置投射特定图案时，控制影像撷取单元拍摄以获得影像，影像与此特征图案对应。这样，影像与此特定图案对应，能够较为容易地从获得的影像中确定第二区域的第二区域特征，且于投射特定图案时才控制影像撷取单元获得影像，能够节省能耗。

图8为本发明另一实施例提供的投影装置的控制方法的流程示意图。如图8所示的投影装置的控制方法用于上述实施例所述的投影装置100，该投影装置的控制方法包含以下步骤：

S201、当第一操作物体C1位于投影装置100与目标物体M之间时，获得影像，影像中包含与目标物体M对应的第一区域以及与第一操作物体C1对应的第二区域，第二区域的亮度大于第一区域的亮度。

S202、对影像进行色域转换，获得色域转换后的影像。

S203、对色域转换后的影像进行模糊化处理，获得模糊化处理后的影像。

S204、对模糊化处理后的影像进行亮度梯度变化计算，获得亮度梯度变化计算后的影像。

S205、删除亮度梯度变化计算后的影像中的不必要部分，确定第二区域的第二区域特征。

S206、根据第二区域特征执行相应的操作。

较佳的，获得影像的步骤(即步骤S201)可以包含：当第一操作物体位于投影装置与目标物体之间且投影装置投射特定图案时，控制影像撷取单元拍摄以获得影像，影像与此特征图案对应。这样，影像与此特定图案对应，能够较为容易地从获得的影像中确定第二区域的第二区域特征，且于投射特定图案时才控制影像撷取单元获得影像，能够节省能耗。

图8所示的实施例中，相对于采用非同轴架构，本发明中由于投影装置采用同轴架构，即投影部分(投影光E1投射至目标物体、第一操作物体的部分)与取像部分(第三光经由目标物体、第一操作物体反射后入射至影像撷取单元的部分)共用光路，因投影部分与取像部分因成像像差，集合偏移衍伸的校正处理相对简单，校正程序也相对简单(仅利用步骤S203至S205进行校正)，不需要经过复杂的集合校正以及像差补偿。

图9为本发明另一实施例提供的投影装置的控制方法的流程示意图。如图7所示的投影装置的控制方法用于上述实施例所述的投影装置100，该投影装置的控制方法包含以下步骤：

S301、当第一操作物体C1位于投影装置100与目标物体M之间时，获得影像，影像中包含与目标物体M对应的第一区域以及与第一操作物体C1对应的第二区域，第二区域的亮度大于第一区域的亮度。

S302、对影像进行色域转换，获得色域转换后的影像。

S303、对色域转换后的影像进行复杂度判断。当确定色域转换后的影像的复杂度小于预设复杂度时，执行步骤S304；当确定色域转换后的影像的复杂度大于等于预设复杂度时，执行步骤S305。

S304、当确定色域转换后的影像的复杂度小于预设复杂度时，根据色域转换后的影像确定第二区域的第二区域特征。

S305、当确定色域转换后的影像的复杂度大于等于预设复杂度时，对色域转换后的影像进行模糊化处理，获得模糊化处理后的影像。

S306、对模糊化处理后的影像进行亮度梯度变化计算，获得亮度梯度变化计算后的影像。

S307、删除亮度梯度变化计算后的影像中的不必要部分，确定第二区域的第二区域特征。

S308、根据第二区域特征执行相应的操作。

较佳的，获得影像的步骤(即步骤S301)可以包含：当第一操作物体位于投影装置与目标物体之间且投影装置投射特定图案时，控制影像撷取单元拍摄以获得影像，影像与此特征图案对应。这样，影像与此特定图案对应，能够较为容易地从获得的影像中确定第二区域的第二区域特征，且于投射特定图案时才控制影像撷取单元获得影像，能够节省能耗。

图9所示的实施例中，相对于采用非同轴架构，本发明中由于投影装置采用同轴架构，即投影部分(投影光E1投射至目标物体、第一操作物体的部分)与取像部分(第三光经由目标物体、第一操作物体反射后入射至影像撷取单元的部分)共用光路，因投影部分与取像部分因成像像差，集合偏移衍伸的校正处理相对简单，对于影像敏感度较低的应用(例如，投影装置用于显示文本)，影像复杂度较低，可省略校正程序，即直接根据色域转换后的影像确定第二区域的第二区域特征，对于影像敏感度较高的应用(例如，投影装置用于播放视频)，影响复杂度较高，校正程序也因不需要经过复杂的集合校正以及像差补偿而相对简单。

需要说明的是，上述图7、图8、图9所示的实施例中，当第一操作物体C1位于投影装置100与目标物体M之间时，第一操作物体C1位于目标物体M与四分之一波片15之间。

上述实施例中，根据第二区域特征执行相应的操作的步骤可以包含：根据第二区域形状确定操作类型；当操作类型为单手势操作时，判断第二区域形状是否与至少一个预设手势图像的其中之一预设手势图像相匹配，并当第二区域形状与其中之一预设手势图像相匹配时，执行其中之一预设手势图像对应的操作；当操作类型为连续手势操作时，判断至少两个第二区域形状以及至少两个第二区域形状的顺序是否与至少一个预设连续手势信息的其中之一预设连续手势信息相匹配，并当至少两个第二区域形状以及至少两个第二区域形状的顺序与其中之一预设连续手势信息相匹配时，执行其中之一预设连续手势信息对应的操作；第二区域特征还包含第二区域位置，当操作类型为人眼操作时，依据第二区域位置调整成像元件12，使得第一操作物体C1上无投影图像，进一步，根据第二区域位置调整成像元件12产生黑色图像以于第一操作物体C1上无投射图像；当确定操作类型为人眼操作时，依据第二区域位置中的人眼位置调整成像元件12，使得第一操作物体C1的人眼上无投影图像，进一步，根据第二区域位置中的人眼位置调整成像元件12产生黑色图像以于第一操作物体C1的人眼上无投射图像。这样，当操作类型为手势操作时，可实现对投影装置的悬浮手势控制；当操作类型为人眼操作时，使得第一操作物体C1上或第一操作物体C1上的人眼上无投影图像，避免人眼直接受光，减少光对人眼的伤害且不用牺牲投射于目标物体M上的投影图像的亮度，进而能够在保证投影图像品质的情况下避免光对人眼的伤害。

图10为本发明另一实施例提供的一种投影装置的控制方法的流程示意图。如图10所示的投影装置的控制方法用于上述实施例所述的投影装置100，该投影装置的控制方法包含以下步骤：

S401、当第一操作物体C1、第二操作物体C2位于投影装置100与目标物体M之间时，获得影像，影像中包含与目标物体M对应的第一区域、与第一操作物体C1对应的第二区域以及与第二操作物体C2对应的第三区域，第二区域的亮度大于第一区域的亮度，第三区域的亮度大于第一区域的亮度。需要说明的是，当第一操作物体C1、第二操作物体C2位于投影装置100与目标物体M之间时，第一操作物体C1、第二操作物体C2位于目标物体M与四分之一波片15之间。

S402、根据影像确定第二区域的第二区域特征、第三区域的第三区域特征。

S403、根据第二区域特征与第三区域特征执行相应的操作。

较佳的，获得影像的步骤(即步骤S401)可以包含：当第一操作物体、第二操作物体位于投影装置与目标物体之间且投影装置投射特定图案时，控制影像撷取单元拍摄以获得影像，影像与此特征图案对应。这样，影像与此特定图案对应，能够较为容易地从获得的影像中确定第二区域的第二区域特征以及第三区域的第三区域特征，且于投射特定图案时才控制影像撷取单元获得影像，能够节省能耗。

根据影像确定第二区域的第二区域特征、第三区域的第三区域特征(即步骤S402)与上述图8所示的实施例或图9所示的实施例中，根据影像确定第二区域的第二区域特征的方法相同，本发明实施例在此不再赘述。

进一步，第二区域特征包含第二区域形状、第二区域位置，第三区域特征包含第三区域形状、第三区域位置。根据第二区域特征与第三区域特征执行相应的操作的步骤包含：根据第二区域特征以及第三区域特征执行相应的操作时，根据第二区域形状以及第三区域形状确定操作类型；当确定操作类型为双手势操作时，判断第二区域形状、第三区域形状是否与至少一个预设手势图像的其中之一预设手势图像相匹配，并当第二区域形状以及第三区域形状与其中之一预设手势图像相匹配时，执行其中之一预设手势图像对应的操作；当确定操作类型为连续双手势操作时，判断至少两个第二区域形状与第三区域形状以及至少两个第二区域形状以及第三区域形状的顺序是否与至少一个预设连续双手势信息的其中之一预设连续双手势信息相匹配，当至少两个第二区域形状与第三区域形状以及至少两个第二区域形状与第三区域形状的顺序与其中之一预设连续双手势信息相匹配时，执行其中之一预设连续双手势信息对应的操作；当确定操作类型为人眼操作时，依据第二区域位置与第三区域位置调整成像元件12，使得第一操作物体C1与第二操作物体C2上无投影图像，进一步，根据第二区域位置、第三区域位置调整成像元件12产生黑色图像以于第一操作物体C1、第二操作物体C2上无投射图像；当处理单元17确定操作类型为人眼操作时，处理单元17依据第二区域位置中的第一人眼位置与第三区域位置中的第二人眼位置调整成像元件12，使得第一操作物体C1的第一人眼上无投影图像并使得第二操作物体C2上的第二人眼上无投影图像，进一步，根据第二区域位置中的第一人眼位置、第三区域位置中的第二人眼位置调整成像元件12产生黑色图像以于第一操作物体C1的第一人眼上、第二操作物体C2的第二人眼上无投射图像。这样，当操作类型为手势操作时，可实现对投影装置的悬浮手势控制；当操作类型为人眼操作时，使得第一操作物体C1与第二操作物体C2、或者第一操作物体C1上的第一人眼与第二操作物体C2的第二人眼上无投影图像，避免人眼直接受光，减少光对人眼的伤害且不用牺牲投射于目标物体M上的投影图像的亮度，进而能够在保证投影图像品质的情况下避免光对人眼的伤害。

以上实施例中，以四分之一波片15与目标物体M之间具有第一操作物体C1，或者，以四分之一波片15与目标物体M之间具有第一操作物体C1、第二操作物体C2为例进行说明，需要说明的是，根据实际设计需求，四分之一波片15与目标物体M之间还可以具有至少三个操作物体，此时，与上述四分之一波片15与目标物体M之间具有第一操作物体C1、四分之一波片15与目标物体M之间具有第一操作物体C1、第二操作物体C2时的操作相似，本发明实施例在此不再赘述。

本发明实施例提供的投影装置的控制方法，影像撷取模组利用从目标物体、第一操作物体反射的光线获得影像，不需要为影像撷取模组单独设计光源，且能够根据影像中与第一操作物体对应的第二区域的第二区域特性确定执行的操作，使得通过第一操作物体的悬浮操作控制投影装置执行的操作，进而不需要在投影装置上设计实体控制按钮就能够控制投影装置执行丰富地操作。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种投影装置，用于投射目标图案至目标物体上，其特征在于，该投影装置包含：

成像元件，用于发出投影光以投射该目标图案；

第一分光元件，用于使该投影光穿透以成为第一光，该第一光具有第一偏振方向；

投影与取像镜片组，用于使该第一光穿透以成为第二光；

四分之一波片，设置于该投影与取像镜片组与该目标物体之间，该四分之一波片用于使该第二光穿透以成为第三光，该第三光入射至该目标物体，该第三光经该目标物体反射成为第四光，该第四光穿透该四分之一波片成为具有第二偏振方向的第五光，该投影与取像镜片组另用于使该第五光穿透以成为第六光，该第一分光元件另用于反射该第六光成为第七光；当第一操作物体位于该四分之一波片与该目标物体之间时，该第三光入射至该第一操作物体，该第三光经该第一操作物体反射成为第八光，该第八光穿透该四分之一波片成为具有该第二偏振方向的第九光，该投影与取像镜片组另用于使该第九光穿透以成为第十光，该第一分光元件另用于反射该第十光成为第十一光，该第二偏振方向与该第一偏振方向垂直；

影像撷取模组，用于接收该第一分光元件反射的该第七光与该第十一光，以获得影像，该影像包含与该第七光对应的第一区域以及与该第十一光对应的第二区域；

处理单元，耦接该成像元件与该影像撷取模组，该处理单元用于根据该影像确定该第二区域的第二区域特征，并根据该第二区域特征执行相应的操作。

2.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该第二区域特征是通过以下方式确定的：该处理单元对该影像进行色域转换，获得色域转换后的影像，对该色域转换后的影像进行模糊化处理，获得模糊化处理后的影像，对该模糊化处理后的影像进行亮度梯度变化计算，获得亮度梯度变化计算后的影像，删除该亮度梯度变化计算后的影像中的不必要部分，从而确定该第二区域的该第二区域特征。

3.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该第二区域特征是通过以下方式确定的：该处理单元对该影像进行色域转换，获得色域转换后的影像，该处理单元获得该色域转换后的影像之后，该处理单元对该色域转换后的影像进行复杂度判断；当该处理单元确定该色域转换后的影像的复杂度大于等于预设复杂度时，该处理单元对该色域转换后的影像进行模糊化处理，获得该模糊化处理后的影像，对该模糊化处理后的影像进行亮度梯度变化计算，获得亮度梯度变化计算后的影像，删除该亮度梯度变化计算后的影像中的不必要部分，从而确定该第二区域的该第二区域特征；当该处理单元确定该色域转换后的影像的复杂度小于该预设复杂度时，该处理单元根据该色域转换后的影像确定该第二区域的该第二区域特征。

4.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该第二区域特征包含第二区域形状，该处理单元根据该第二区域形状确定操作类型；当该处理单元确定该操作类型为单手势操作时，该处理单元判断该第二区域形状是否与至少一个预设手势图像的其中之一预设手势图像相匹配，并当该第二区域形状与该其中之一预设手势图像相匹配时，执行该其中之一预设手势图像对应的操作；该第二区域特征还包含第二区域位置，当该处理单元确定该操作类型为人眼操作时，该处理单元依据该第二区域位置调整该成像元件，使得该第三光无法投射至该第一操作物体上进而使得该第一操作物体上无投影图像。

5.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该成像元件还用于发出该投影光以投射特定图案；该处理单元还用于当该成像元件投射该特定图案时控制该影像撷取单元获得该影像。

6.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，当第二操作物体位于该四分之一波片与该目标物体之间时，该第三光入射至该第二操作物体，该第三光经该第二操作物体反射成为第十二光，该第十二光穿透该四分之一波片成为具有该第二偏振方向的第十三光，该投影与取像镜片组另用于使该第十三光穿透以成为第十四光，该第一分光元件另用于反射该第十四光成为第十五光，该第二操作物体与该第一操作物体的位置相异；该影像撷取模组还用于接收该第一分光元件反射的该第十五光，该影像包含与该第七光对应的该第一区域、与该第十一光对应的该第二区域以及与该第十五光对应的第三区域；该处理单元还用于根据该影像确定该第三区域的第三区域特征，该处理单元根据该第二区域特征以及该第三区域特征执行相应的操作。

7.一种投影装置的控制方法，用于投影装置，其特征在于，该投影装置用于投射目标图案至目标物体上，该方法包含：

当第一操作物体位于该投影装置与该目标物体之间时，获得影像，该影像中包含与目标物体对应的第一区域以及与第一操作物体对应的第二区域，该第二区域的亮度大于该第一区域的亮度；

根据该影像确定该第二区域的第二区域特征；

根据该第二区域特征执行相应的操作。

8.如权利要求7所述的投影装置的控制方法，其特征在于，根据该影像确定该第二区域的第二区域特征的步骤包含：

对该影像进行色域转换，获得色域转换后的影像；

对该色域转换后的影像进行模糊化处理，获得模糊化处理后的影像；

对该模糊化处理后的影像进行亮度梯度变化计算，获得亮度梯度变化计算后的影像；

删除该亮度梯度变化计算后的影像中的不必要部分，确定该第二区域的该第二区域特征。

9.如权利要求7所述的投影装置的控制方法，其特征在于，根据该影像确定该第二区域的第二区域特征的步骤包含：

对该影像进行色域转换，获得色域转换后的影像；

对该色域转换后的影像进行复杂度判断；当确定该色域转换后的影像的复杂度小于预设复杂度时，根据该色域转换后的影像确定该第二区域的该第二区域特征；当确定该色域转换后的影像的复杂度大于等于该预设复杂度时，执行对该色域转换后的影像进行模糊化处理，获得该模糊化处理后的影像，对该模糊化处理后的影像进行亮度梯度变化计算，获得亮度梯度变化计算后的影像，删除该亮度梯度变化计算后的影像中的不必要部分，确定该第二区域的该第二区域特征。

10.如权利要求7所述的投影装置的控制方法，其特征在于，该第二区域特征包含第二区域形状；根据该第二区域特征执行相应的操作的步骤包含：

根据该第二区域形状确定操作类型；

当该操作类型为单手势操作时，判断该第二区域形状是否与至少一个预设手势图像的其中之一预设手势图像相匹配，并当该第二区域形状与该其中之一预设手势图像相匹配时，执行该其中之一预设手势图像对应的操作；

该第二区域特征还包含第二区域位置，当该操作类型为人眼操作时，依据该第二区域位置调整成像元件，使得该第一操作物体上无投影图像。