CN109643045B - 投影仪的非接触式控制 - Google Patents

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Abstract

提出一种投影仪(2)，其包括多个运行模式(B1，B2)，所述多个运行模式包括第一运行模式(B1)，在所述第一运行模式中，所述投影仪(2)发射电磁波的射束(38)。还包括探测器单元(3)，其在所述投影仪(2)的第一运行模式(B1)中如此配置，以便探测射束(38)的射束路径(40)中的对象(5)的存在。此外，所述投影仪(2)包括处理器单元(7)，其构造用于在探测到射束(38)的射束路径(40)中的对象(5)的情况下从所述第一运行模式(B1)切换到不同于所述第一运行模式(B1)的第二运行模式(B2)中。

Description

投影仪的非接触式控制
技术领域
本发明涉及一种具有不同运行模式的投影仪以及一种安装有投影仪的设备，所述设备优选是移动设备。
背景技术
为了在投影面上产生图像，可以使用扫描式激光投影仪。在此，在图像数据技术上对激光射束进行调制，以及借助镜模块将所述激光射束受控地引导到投影面上。通常使用RGB激光器。也可以使用红外激光器来测量散射在对象上的光。
发明内容
根据本发明提供一种投影仪，该投影仪具有多个运行模式，所述多个运行模式包括第一运行模式，在该第一运行模式中，由投影仪发射电磁波的射束。还包括探测器单元，在投影仪的第一运行模式中，该探测器单元配置成探测射束的射束路径中的对象的存在。此外，投影仪包括处理器单元，该处理器单元构造用于在探测到射束的射束路径中的对象的情况下从第一运行模式切换到不同于第一运行模式的第二运行模式中。
根据本发明的投影仪具有如下优点：可以在不发生接触的情况下在投影仪的不同运行模式之间进行切换。这例如直接具有卫生优点，这在卫生关键性的领域(如医疗应用)中可能特别有利。此外，有利地，本发明的实现几乎不需要额外的技术开销。处理器单元例如可以通过一个或多个数字电路表示。在此，对象例如包括由用户运动的对象。该对象例如可以是笔、咖啡杯或其他厨房器具。优选地，该对象是用户的手。
优选地，在投影仪的第二运行模式中，探测器单元配置成探测射束的射束路径中的对象的存在，并且处理器单元构造用于在探测到射束的射束路径中的对象的情况下从第二运行模式切换到不同于第二运行模式的第一运行模式中。因此有利地，可以非接触式地在两个方向上在运行模式之间来回切换。
优选地，投影仪是激光投影仪。
优选地，第一运行模式是节能模式。这使得可以借助对象探测来从节能模式中唤醒投影仪或者将该投影仪置于这种模式中。在节能模式中，可以相应地节省电力。
在第一运行模式中，非扫描式地形成射束。这例如可以是激光指示器模式。这种激光指示器模式例如可以具有红色、绿色或蓝色，或者该激光指示器模式也可以其他颜色或频率。在此节省了电力。
在投影仪的节能模式中，探测器单元如此配置，使得该探测器单元能够运行在节能模式中。由此，可以有利地节省能量或电力。
优选地，探测器单元构造用于探测用户的手势。在此，手势是通过人类运动构成的互动。
在第一运行模式中，射束可以由不可见的光谱范围内的电磁波形成。例如，作为激光指示器工作的投影仪例如可以处于人眼不可见的光谱范围内——例如红外光谱内。
优选地，第二运行模式通过改变射束的颜色来与第一运行模式进行区分。在这种情况下，投影仪可以以简单的方式在两个颜色状态之间进行切换。这例如可以有利地用于演示目的。
投影仪的第二运行模式可以如此构造，使得借助镜模块在投影面上扫描射束。这相应于激光投影仪的典型运行模式。
对射束的射束路径中的对象的探测能够在存在同步信号以及不存在同步信号的情况下执行。
与第二运行模式相比，在第一运行模式中，投影仪的一个或多个光源被关断或者具有较低的强度。光源例如可以是激光器。由此可以节省电力。
探测器单元可以是光电二极管、CCD摄像机、CMOS摄像机或接近传感器(Proximitysensor)。
此外，提出一种设备，该设备优选是移动无线电设备，该设备包括根据上述实施方案中的一种所述的投影仪。这种设备例如可以在演示时用作指示设备。在此，用户可以借助手、对象或手势来在激光器的不同颜色或颜色的任意混合值之间进行舒适的切换。这例如可以用于强调确定的信息。此外，可以改变激光射束的强度，由此例如改变光斑的强度或亮度。
根据本发明的用于非接触式控制投影仪的方法原则上包括以下步骤：在第一步骤a)中，提供根据上述实施方案中的一种所述的投影仪。在第二步骤b)中，当探测器单元探测到在射束路径中存在对象时，通过探测器单元产生信号。在另一步骤c)中，将该信号传输给处理器单元。在另一步骤d)中，通过处理器单元基于该信号改变投影仪的运行模式。优点源于上述投影仪和设备的优点。
附图说明
根据附图和以下描述进一步阐述本发明的实施例。附图示出：
图1示出根据本发明的在不同运行模式之间切换的投影仪；
图2示出根据本发明的投影仪的详细视图；
图3示出根据本发明的用于非接触式控制投影仪的方法的示意图。
具体实施方式
在图1中描述根据本发明的投影仪2以及在两个不同运行模式B1、B2之间的切换。在此，图1包括右分图和左分图，其中，在右分图中示出第一运行模式B1并且在左分图中示出第二运行模式B2。在两个分图中都示出投影仪2，该投影仪优选实施成激光投影仪2。由该投影仪2发射电磁波的射束38。优选地，射束38是激光射束，其中，本发明不限于此。
在右分图中描述一种用于第一运行模式B1的实施方式。在此，运行模式B1被实施成非扫描式的运行模式。这例如可以是节能模式或待机模式。在此，产生不运动的点状图像13。在此，投影仪2可以作为激光指示器运行。在此，不仅可以使用可见的光射束或激光射束，而且可以使用不可见的光射束或激光射束(例如红外激光)。为了与投影仪2更好地进行交互，可见光源(例如可见范围内的激光器)是有利的，因为用户可以更好地预期(antizipieren)射束路径40。在此，可以使用基色为红色、绿色或蓝色的光源或激光器、红外激光器、或者可以使用由不同颜色组成的复合激光器与红外激光器组合形式的光源或激光器，而且本发明也包括其他颜色或混合颜色。此外，也可以降低一个或多个光源(例如投影仪2的激光器)的光射束40的强度，从而如果作为激光指示器投影仪2，则该投影仪保持运行在激光等级1(激光等级2内的可见激光)内并且因此可以作为普通的激光指示器运行。
在左分图中描述一种用于第二运行模式B2的优选实施方式。在此，通过进行扫描的投影仪2(优选进行扫描的激光投影仪)产生矩形格式的图像13。在此，对激光投影仪2的激光射束进行逐行扫描，并且借助相应的图像数据对所述激光射束进行调制。在此，将由此产生的图像13投影到投影面12上。在此，投影面12示例性地是平坦的并且图像13相应于矩形图像矩阵。原则上，替代的激光射束引导装置也包括在本发明中。射束38的射束路径40在左分图中通过其边缘位置表示。
投影仪2还包括探测器单元3、处理器单元7和A/D转换器15。在此，探测器单元3配置成探测射束38的射束路径40中的对象5的存在。在此，探测器单元3优选是光电二极管、或者CCD摄像机、CMOS摄像机、ALS、接近开关(接近传感器)等。在此，光电二极管例如可以如此设计成具有滤波器特性，使得该光电二极管在确定的频率窗口中(例如在红外范围内)进行探测。A/D转换器15用于将由探测器单元3所检测的模拟的测量参量数字化。在此，处理器单元7如此构造，使得在探测到射束38的射束路径40中的对象5的情况下，从第一运行模式B1切换到不同于第一运行模式B1的第二运行模式B2中。这通过图1中的第一切换箭头W1表示，该第一切换箭头从右分图指向左分图。因此，从节能模式(例如第一运行模式B1)到第二运行模式B2的切换是唤醒过程。
在投影仪2的第二运行模式B2中，探测器单元3同样配置成探测射束38的射束路径40中的对象5的存在。在此，处理器单元7如此构造，以便在探测到射束38的射束路径40中的对象5的情况下从第二运行模式B2切换到不同于第二运行模式B2的第一运行模式B1中。这通过图2中的第二切换箭头W2表示，该第二切换箭头从左分图指向右分图。替代地，即使长时间不进行交互，投影仪2也可以自动地切换到第一运行模式B1中。因此有利地，可以在运行模式B1、B2之间任意地来回切换。
通过将所反射的光42的强度测量作为测量参量，可以通过探测器单元3对运行模式的变化进行初始化，其中，通过将对象5定位到射束路径40中而检测到所反射的光42的强度增大，并且接下来借助通信装置30将信号传输给处理器单元7。也可以将通过射束路径40的擦拭(Durchwischen)用作引发器。为此，探测器单元3如此构造，使得在通过将对象定位到激光投影仪2的射束路径40中而使所反射的光42的强度增大并且接下来通过从激光器投影仪2的射束路径40中移除对象5而使所反射的光42的强度降低的情况下，探测器单元3产生信号。优选地，这种擦拭可以借助手产生。但是原则上也允许其他能够探测到的方法——例如通过探测器单元3识别手势(即通过人类运动的互动)。
在此，在图2的示例中，所配置的运行模式的数量可以是两个。然而在此，不必是在图1的分图中实施的运行模式B1、B2的优选组合。这也包括尚未明确提及的其他运行模式。然而，也可以使用多于两种的运行模式B1、B2。然后，例如可以在三种或更多的运行模式之间按顺序进行切换。在一种替代实施方式中，与第二运行模式B2相比，在第一运行模式B1中，投影仪2的一个或多个光源可以被关断或者可以具有较低的强度。在另一实施方式中，第一运行模式B1的颜色与第二运行模式B2的颜色不同，也就是说，存在可区分的频率。特别是在投影仪2安装在设备50(优选移动设备或移动无线电设备)中的实施方案中，得出如下可能性：通过将对象定位到射束38中或通过射束中的手势激活(例如通过射束路径40的擦拭)，使作为激光指示器运行的激光投影仪2的颜色发生改变，或者强制性地改变激光器光斑的强度。这尤其在用作用于演示或展示目的的指示设备的情况下是有利的工具。
在图2中示出根据本发明的投影仪2的更详细的实施方案。在此，类似于图1的左分图，实施成激光投影仪2的投影仪2处于进行扫描的运行模式B2中。
如结合图1所描述的那样，通过投影仪2发射射束或激光射束，并且借助镜模块23产生射束路径40，该射束路径在投影面12上产生图像13。在图2中，在此仅通过四个射束38示出射束路径40的极限位置。可以将对象5放置或引导到激光投影仪2的射束路径40中，该对象在此例如是用户的手。在对象5处发生射束38或激光射束的反射。此外，这种所反射的光42尤其在探测器单元3的方向上向回散射(zurückstreuen)并且可以由探测器单元3在信号技术上探测到。在该实施方式中，示例性地将手用作对象5。替代地，对象5也可以是咖啡杯、笔或其他厨房用具。因此，本发明不限于确定的对象5。
给激光投影仪2提供A/D转换器15，该A/D转换器将由探测器单元3检测到的信号参量(例如所反射的光42的强度)转换成数字信号。用于检测由定位到射束路径40中的对象5所反射的光42所需的采样率小于用于在扫描运行中检测经扫描的图像数据的采样率。因此，例如可以在节能模式中有利地降低采样率，这降低功耗。探测器单元3也可以在节能模式中运行。在此，示例性地借助模拟前端(AFE)表示A/D转换器15，该模拟前端也配置用于预处理信号。
A/D转换器15可以借助处理器单元7的通信装置30传输数字信号。通信装置30可以有线地构造、也可以无线地构造。
在此，处理器单元7负责处理信号。处理器单元7分配有存储器装置17，在该存储器装置中保存或存储有用于不同运行模式B1、B2的不同配置数据。根据运行模式B1、B2的数量，这可以是两个或者更多个。在此，优选将作为数据存储器的永久性非易失性存储器(NVM)考虑作为存储器装置17。
存储器装置17被分配给用于提供电压的ASIC 20(专用集成电路)。驱动器19可以从存储器装置17读取所存储的配置数据并且基于配置数据在ASIC 20中进行确定的调整。在此，示例性地借助SPI(串行外围接口)或I2C(内部集成电路)来实现驱动器19与ASIC 20之间的以及驱动器19与例如激光驱动器22之间的通信。在处理器单元7上运行的应用21(例如软件应用)可以如此配置，使得在检测到探测器单元3的信号时指示镜模块23的驱动器19将激光投影仪2切换到另一运行模式B1、B2中。该应用也可以如此构造，使得当激光投影仪2不在节能模式中运行时，即使在长时间不进行互动的情况下，也自动地指示激光器投影仪2或镜模块23的驱动器19切换到所提出的不进行扫描的运行模式中。
在所实施的进行扫描的运行模式中，处理器单元7不仅接收ASIC20的同步信号(在进行扫描的运行模式中需要该同步信号作为用于定位对象5的定位信号)，而且接收探测器单元3的经数字化的所检测的信号，从而可以从进行扫描的运行模式切换到另一运行模式中。但是处理器单元7也可以如此配置，使得仅考虑探测器单元3的信号并且不考虑同步信号，从而可以实现根据本发明的从不进行扫描的运行模式到另一运行模式中的切换。在不进行扫描的运行模式中不发送同步信号。
在图3中示意性地示出根据本发明的用于非接触式控制投影仪2的方法。在第一步骤S1中，提供结合图1和图2描述的实现方案中的一种所述的投影仪2。在第二步骤S2中，当探测器单元3探测到在射束路径中存在对象5时，通过探测器单元3产生信号。在第三步骤S3中，将该信号传输给处理器单元7。然后在第四步骤S4中，通过处理器单元7基于所述信号改变投影仪2的运行模式B1、B2。

Claims (15)

1.一种投影仪(2)，所述投影仪包括：
多个运行模式(B1，B2)，所述多个运行模式包括第一运行模式(B1)，在所述第一运行模式中，由所述投影仪(2)发射电磁波的射束(38)；
探测器单元(3)，在所述投影仪(2)的第一运行模式(B1)中，所述探测器单元配置成探测所述射束(38)的射束路径(40)中的对象(5)的存在；
处理器单元(7)，所述处理器单元构造用于在探测到所述射束(38)的射束路径(40)中的对象(5)的情况下从所述第一运行模式(B1)切换到不同于所述第一运行模式(B1)的第二运行模式(B2)中，
其中，在所述第一运行模式(B1)中，所述射束非扫描式地形成，并且在所述第一运行模式(B1)中，所述射束(38)输出成使得产生点状图像，
其中，在所述第二运行模式(B2)中，在投影面(12)上扫描所述射束(38)。
2.根据权利要求1所述的投影仪(2)，其中，所述探测器单元(3)如此构造，使得所述探测器单元(3)检测所反射的光(42)的强度，其中，在通过将对象(5)定位到所述投影仪(2)的射束路径(40)中而使所反射的光(42)的强度增大的情况下，所述探测器单元(3)产生信号。
3.根据以上权利要求1所述的投影仪(2)，其中，所述探测器单元(3)如此构造，使得在通过将对象(5)定位到所述投影仪(2)的射束路径(40)中而使所反射的光(42)的强度增大并且接下来通过从所述投影仪的射束路径(40)中移除对象(5)而使所反射的光(42)的强度降低的情况下，所述探测器单元(3)产生信号。
4.根据以上权利要求中任一项所述的投影仪(2)，其中，所述投影仪(2)是激光投影仪。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的投影仪(2)，其中，所述第一运行模式(B1)是节能模式。
6.根据权利要求5所述的投影仪(2)，其中，在所述投影仪(2)的节能模式中，所述探测器单元(3)还如此配置，使得所述探测器单元能够运行在所述节能模式中。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的投影仪(2)，其中，在所述第一运行模式(B1)中，所述射束(38)由不可见的光谱范围内的电磁波形成。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的投影仪(2)，其中，所述探测器单元(3)构造用于探测用户的手势。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的投影仪(2)，其中，所述第二运行模式(B2)通过改变所述射束(38)的颜色来与所述第一运行模式(B1)进行区分。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的投影仪(2)，其中，对所述射束(38)的射束路径(40)中的对象(5)的探测能够在存在同步信号以及不存在同步信号的情况下执行。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的投影仪(2)，其中，与所述第二运行模式(2)相比，在所述第一运行模式(B1)中，所述投影仪(B2)的一个或多个光源被关断或者具有较低的强度。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的投影仪(2)，其中，所述探测器单元(3)是光电二极管、CCD摄像机、CMOS摄像机或接近传感器。
13.一种设备(50)，所述设备包括根据权利要求1至12中任一项所述的投影仪(2)。
14.根据权利要求13所述的设备(50)，其中，所述设备(50)是移动无线电设备。
15.一种用于非接触式控制投影仪(2)的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供根据以上权利要求1至12中任一项所述的投影仪(2)；
b)当所述探测器单元(3)探测到在所述射束(38)的射束路径(40)中存在对象(5)时，通过所述探测器单元(3)产生信号；
c)将所述信号传输给处理器单元(7)；
d)通过所述处理器单元(7)基于所述信号改变所述投影仪(2)的运行模式(B1，B2)。
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