TW201621451A - 投影裝置及將影像用像素方式投影的方法 - Google Patents

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Abstract

一種將影像(50)用像素方式投影的方法，以及一種用於此目的的投影裝置。該投影裝置係構建為用於將影像(50)用像素方式投影的投影裝置，包含：光二極體單元(12)，其用於以像素方式發射可見光(32；32-1，32-2，32-3)；紅外線二極體單元(14)，其用於以像素方式發射紅外線輻射(34)；輻射強度偵測單元(16)，其用於以像素方式對回射之可見光(42；42-1，42-2，42-3)及回射之紅外線輻射(44)的回射強度進行偵測，以及基於該等偵測的回射強度以像素方式產生一實際回射強度測量信號；控制單元(18；18')，其適於對該光二極體單元(12)進行控制，從而根據該待投影之影像(50)以像素方式發射該可見光(32；32-1，32-2，32-3)；且該控制單元亦適於對該紅外線二極體單元(14)進行控制，以基於該待投影之影像(50)及回射模型以像素方式發射該紅外線輻射(34)，使得針對預設像素(54)而言，針對該實際回射強度測量信號以像素方式預期的額定回射強度測量信號具有預設值。

Description

投影裝置及將影像用像素方式投影的方法
本發明係有關於一種投影裝置，確切言之為光投影裝置，其用於將影像以像素方式投影，本發明亦有關於一種將影像用像素方式投影的方法。
傳統的投影儀通常相對較大、較重且敏感，故其不宜用於行動式應用。此外，此類設備之能耗較高，且所產生之顏色有時較為蒼白，例如在陽光射至投影面的情況下。
可應用在微型投影儀中的技術包括所謂“雷射掃描器”或“掃描用雷射投影儀”。就雷射掃描器而言，使得雷射二極體所發射之雷射束如此移動，從而以像素方式對投影面進行“掃描”，即採樣。可透過將具不同顏色之雷射束疊加，以及根據時間以像素方式對雷射束進行針對性的投影及不投影，產生一彩色影像。可透過某種程度之重複頻率來實施採樣過程，從而以類似於用電子束掃描CRT電視之發光層的方式，針對肉眼產生全像。此類雷射掃描器較小，並產生具有鮮豔顏色的影像。此外，此類雷射掃描器之能效非常高，因為僅當實際需要將雷射束用於投影時， 方將雷射束接通。
例如可將微型雷射掃描器(如所謂“微型投影機”)裝入行動電話、平板式PC及其他行動終端機，或者實施為行動電話、平板式PC或其他行動終端機。通常透過專門的遙控系統或透過按壓輸入面上的按鍵來對投影儀進行控制。但一種習知的替代性方案為，透過送入雷射掃描器之射束區域的物體的示意動作來控制此雷射掃描器。為此，對物體(例如手部)所散射回的光或雷射光進行偵測，並以此為基礎確定控制示意動作。可在時間序列中，特別是以跨過多個投影出之全像的方式來實施此偵測，從而例如對手部之運動進行偵測並將其解釋為控制示意動作。舉例而言，可將自左側進入雷射掃描器之射束區域並重新移出的手部解釋為：用於翻頁至照片展示中之下一照片的控制示意動作。
DE 10 2012 206 851 A1描述過用於測定在投影影像之光錐中實施的示意動作的方法及裝置。其中對所有像素，以及對投影影像之像素的一或多個參數值進行偵測，並將此等參數值分別與一參數比較值對比，並根據對比結果將參數值分配給像素量。基於所分配的像素量來測定在投影影像之光錐中實施的示意動作。
在測定投影儀或雷射掃描器之光錐或射束區域內的示意動作時，通常對光功率區別進行分析，其產生原因為，針對所發射的光，進入射束區域之物體(例如手部)的反射特性與投影面之反射特性不同。傳統上，識別特定示意動作時的速度及精度受待投影之影像影響。舉例而言，可能在較長之時間寬度內“投影”一純黑影像，即不發生光發射，使得在對應之持續時間內無法識別示意動作。
本發明提出一種具有申請專利範圍第1項之特徵的投影裝置，以及一種具有申請專利範圍第7項之特徵的方法。
據此，該用於將影像用像素方式投影的投影裝置配設有：光二極體單元，其用於以像素方式發射可見光；紅外線二極體單元，其用於以像素方式發射紅外線輻射；輻射強度偵測單元，其用於以像素方式對回射之可見光及回射之紅外線輻射的回射強度進行偵測，以及基於該等以像素方式偵測的回射強度以像素方式產生一實際回射強度測量信號；控制單元，其適於對該光二極體單元進行控制，從而根據該待投影之影像以像素方式發射該可見光；且該控制單元亦適於對該紅外線二極體單元進行控制，以基於該待投影之影像及回射模型以像素方式發射該紅外線輻射，使得針對預設像素而言，針對該實際回射強度測量信號以像素方式預期的額定回射強度測量信號具有預設的，特別是恆定的值，該值較佳對所有預設像素而言皆相同。
換言之，該實際回射強度測量信號為：針對該輻射強度偵測單元在紅外線輻射及可見光之波長範圍內偵測的回射強度，實際測得的強度值。該額定回射強度測量信號本身並非測量信號，而是針對該實際回射強度測量信號的預設或估算。該實際回射強度測量信號可能有別於該額定回射強度測量信號，特別是在該回射模型不精確，以及/或者在物體進入該投影裝置之射束區域的情況下。例如可利用後一效應來偵測所實施的控制示意動作。
特定言之，“像素方式”係指：針對每個像素單獨進行測量 或計算，且毋需求平均值或進行積分，以及，可針對每個像素單獨產生回射強度測量信號及對其進行分析。特定言之，基於以像素方式偵測的回射強度以像素方式產生實際回射強度測量信號係指：針對每個像素，基於此像素所回射的回射強度來產生實際回射強度測量信號。
特定言之，“像素”係指一確定的位置，朝此位置發射根據待投影之影像調變的光束，特別是產生此光束及/或使其偏轉。根據待投影之影像，(例如最左上方之)第一像素例如可呈黑色。在每次重新實施採樣過程時，即每當雷射掃描器在連續式採樣中將此像素投影時，在此第一像素屬於預設像素的情況下，本發明總是為該額定回射強度測量信號使用同一預設值。待投影之影像係固定或可動則無關緊要。若在多個採樣過程後，例如根據待投影之影像將該第一像素顯示為白色，則用於此第一像素之額定回射強度測量信號繼續保持為預設的恆定值。
該恆定值較佳係以某種方式確定，使得即便在該光二極體單元不發射光的情況下，該紅外線二極體單元亦能達到該恆定值。
該光二極體單元及該紅外線二極體單元特別是可包括共同的光學偏轉單元，或各具一自有的光學偏轉單元，例如微鏡，其使得產生的可見光及產生的紅外線輻射發生偏轉，從而以像素方式進行“掃描”，即對待投影之影像進行時間偏移式投影，此等光學偏轉單元亦可為透鏡、光闌等。
該輻射強度偵測單元例如可為光電二極體，其既適於偵測可見光，亦適於對波長處於紅外線範圍內，較佳處於近紅外範圍內的光進行偵測。其中“近紅外”係指780奈米至3微米的範圍，例如參閱DIN 5031。 特定言之，該紅外線二極體單元所發射的紅外線輻射可完全處於IR-A範圍，即780奈米至1400奈米的波長範圍內，或者具有此範圍之最大值。
本發明亦提出一種將影像用像素方式投影的方法，包括以下步驟：對投影裝置之光二極體單元進行控制，從而根據該待投影之影像以像素方式發射可見光；針對該等預設像素，以像素方式對回射之可見光及回射之紅外線輻射的回射強度進行偵測；基於該等偵測的回射強度，以像素方式產生一實際回射強度測量信號；以及，對投影裝置之紅外線二極體單元進行控制，以基於該待投影之影像及回射模型以像素方式發射紅外線輻射，使得針對預設像素而言，針對該實際回射強度測量信號以像素方式預期的額定回射強度測量信號具有預設的，特別是恆定的值。
可採用以下方案：在例如由於當前投影面之特性，在預設之最小持續時間範圍內無法達到預設值的情況下，基於該等偵測的實際回射強度測量信號自動地將該預設值減小。
本發明之理念在於，以不同的輻射強度將待投影之影像的每個像素投影，但可透過對於觀測者而言不可見之紅外光，針對該影像之多個或所有像素將該輻射強度補充至預設值。如此一來，就基於對不均勻之回射強度的空間解析式偵測及分析的方法而言，其中回射強度係因所發射之光束及所發射之紅外線輻射的回射而產生，且特別是因處於光路中之物體可能造成之阻擋或反射增強而具不均勻性，該方法便能特別可靠及精確地工作。
根據本發明，例如在(作為回射模型的一部分)假定投影面具有完美反射特性，以及假定輻射強度偵測單元具有完美靈敏度的情況 下，以像素方式精確發射具此種附加輻射強度的紅外線輻射，使得該紅外線輻射之附加輻射強度與該可見光之根據待投影之影像發射的輻射強度疊加成預設值。如此便能將該回射強度之僅基於該待投影之影像的所有不均勻性消除，使得剩餘之不均勻性僅因進入該投影裝置之射束區域的物體造成。此種物體例如可為手部或指示棒。基於此種不均勻的回射強度，例如便能以進入的物體為基礎，以特別精確且可靠的方式實施用於示意動作控制的方法。
如此便在每個採樣或掃描過程中，使得整體發射的、在該等預設像素之特定像素上出現的輻射強度保持不變，即保持恆定，而與該特定像素根據所顯示之影像而實際具有的色調及在可見波長譜中的亮度值無關。
本發明之有利改進方案還將以下情形考慮在內：在該回射模型中，投影面通常並非具理想反射特性的投影面，特別是因為微型投影儀之厚度使得其近乎可應用於各處。因此，根據某些實施方式，在投影前，以及/或者在投影期間持續地對該回射模型進行調整，從而將該待投影之影像實際需投影至的投影面的具體特性，以及，選擇性地將預期進入該投影裝置之射束區域的物體考慮在內。亦可對此類物體之光學特性，例如反射係數進行偵測，並據此更加精確地確定該等控制示意動作。
在一特別簡單的情形下，該回射模型包含以下資訊：以固定百分率R%，例如50%、80%或100%，將所發射的可見光及所發射的紅外線輻射回射，且對於所採用之輻射的所有波長而言，該輻射強度偵測單元之靈敏度S皆相同，亦即，根據該靈敏度及占整個發射功率P-Aus-Ist的百分 率，所有波長範圍內的額定回射強度測量信號皆相同。針對像素x-ij存在以下公式，其中“i”為該像素在待投影之影像中所處於的行，“j”為該像素在待投影之影像中所處於的列：I-const=P-Rück-Soll(x-ij)=S * R% *(IR(x-ij)+IG(x-ij)+IB(x-ij)+IIR(x-ij))=R% * P-Aus-Ist(x-ij)，其中，I-const表示該預設值，P-Rück-Soll表示針對該像素x-ij的額定回射強度測量信號，IR為所發射的處於紅光波長範圍內的可見光的輻射強度，IG為所發射的處於綠光波長範圍內的可見光的輻射強度，IB為所發射的處於藍光波長範圍內的可見光的輻射強度，IIR為所發射的紅外線輻射的輻射強度，且P-Aus-Ist(x-ij)為該發射強度，對所發射的所有電磁波的每個像素而言，採用同一發射強度。
基於以上公式，根據該待投影之影像，便能自對每個像素x-ij而言已知的值IR(x-ij)、IB(x-ij)、IG(x-ij)及預設值I-const測定該輻射強度IIR(x-ij)，藉由此輻射強度將該紅外線輻射朝每個像素x-ij發射。類似地，此方案亦適用於下列自更加複雜之回射模型得出的公式。
一種精細的回射模型例如將以下情形考慮在內：針對具不同波長之光或電磁輻射，輻射強度偵測單元(例如光電二極體)通常具有不同的靈敏度。因此，透過該回射模型計算出的，針對像素x-ij所預期的額定回射強度測量信號P'-Rück-Soll的組成如下：I-const=P'-Rück-Soll(x-ij)=R%*(SR*IR(x-ij)+SG*IG(x-ij)+SB*IB(x-ij)+SIR*IIR(x-ij))，其中，SR、SG及SB表示該輻射強度偵測單元相對處於紅光、綠光及 藍光波長範圍內之光的靈敏度，且SIR表示該輻射強度偵測單元在該紅外線輻射之波長範圍內的靈敏度，且其中，在本發明中以某種方式選擇IIR(x-ij)，使得針對每個預設像素x-ij而言，P'-Rück-Soll(x-ij)保持恆定。該等靈敏度SR、SG、SB、SIR可為常量；但其亦可具有諸如方向相關性、功率相關性等。
該等預設像素例如可包括該待投影之影像或所有待投影之影像的所有像素。但亦可採用以下方案：該等預設像素構成該待投影之影像的寬度為一或多個像素的邊緣，以及/或者構成該待投影之影像內的矩陣狀柵格。
一種更加精細之差異化回射模型還將與波長相關之反射係數RR、RG、RB、RIR考慮在內，因為具色調之投影面，或者進入該投影裝置之射束區域的身體部分的不同膚色例如會以不同的方式將所發射之可見光束及所發射之紅外線輻射反射。此點亦可透過以下公式表示：I-const=P"-Rück-Soll(x-ij)=R%R*SR*IR(x-ij)+R%G*SG*IG(x-ij)+R%B(x-ij)*SB*IB(x-ij)+R%IR(x-ij)*SIR*IIR(x-ij))，其中R%R、R%G、R%B及R%IR係針對處於紅光、藍光、綠光及紅外線波長範圍內的光的，在該投影面之範圍內恆定的反射係數。
可在將該待投影之影像投影前的校準過程中，較佳以像素方式測定該投影面之反射係數，從而在該回射模型中，就波長處於可見範圍及紅外線範圍內之光，以像素精確的方式將該等反射係數R%R(x-ij)、R%G(x-ij)、R%B(x-ij)及R%IR(x-ij)考慮在內。此點亦透過以下公式表示：I-const=P'''-Rück-Soll(x-ij)=R%R(x-ij)*SR*IR(x-ij)+ R%G(x-ij)*SG*IG(x-ij)+R%B(x-ij)*SB*IB(x-ij)+R%IR(x-ij)*SIR*IIR(x-ij))，其中，P'''-Rück-Soll(x-ij)表示該像素x-ij之額定回射強度測量信號。
例如在對進入該投影裝置之射束區域的物體進行偵測的情況下，亦可對該回射模型進行短暫調整。例如可緊隨該物體之偵測操作，針對該待投影之影像的像素分區，對該回射模型進行調整。其中可以某種方式選擇該分區，使得所有受該進入投影裝置之射束區域之物體影響的像素皆落入該像素分區。可將該像素分區擴大或縮小，具體視該進入之物體的運動而定。針對該像素分區中之像素，可以像素方式或平均方式調整該回射模型，從而將該投影面之與波長相關的反射係數替換為該進入之物體之與波長相關的、預設或可確定之反射係數。
有利實施方式及改進方案參閱附屬項，以及參閱結合附圖所作的描述。
根據另一較佳改進方案，該投影裝置包括示意動作偵測單元，其適於基於該等預設像素之以像素方式產生的實際回射強度測量信號對控制示意動作進行偵測，並基於該偵測的控制示意動作產生一控制信號。可選地，該示意動作偵測單元還可適於將該產生的控制信號傳輸至該控制單元以及/或者一外部裝置，其係可基於該傳輸之控制信號得到操作或調整。如此便能透過例如由進入該投影裝置之射束區域的手部或物體所施加的控制示意動作，簡單地對該投影裝置進行控制。以某種方式發射該可見光及該紅外線輻射，從而針對該等預設像素實現預期的恆定額定回射強度測量信號，亦即，在採用完美回射模型的理想情形下，針對該等預設像素實際產生的實際回射強度測量信號亦保持恆定。就現實中的不完美回射 模型而言，針對該等預設像素之實際回射強度測量信號總是具有有利的、儘可能高的連續性，故能特別精確及可靠地偵測該控制示意動作。
根據另一較佳改進方案，該投影裝置包括校準單元，其用於基於該等預設像素之至少一像素之至少一實際回射強度測量信號與該等預設像素之同一像素的相應額定回射強度測量信號的至少一偏差，自動創建或自動調整該回射模型。可連續地、定期地以及/或者根據用戶的要求來實施對該回射模型的調整(亦稱作對該投影裝置的校準)。亦可在接通該投影裝置時，或者在開始將該待投影之影像投影前，進行附加或替代性的校準。
根據另一較佳改進方案，該投影裝置包括編程單元，使用者可藉由該編程單元，特別是以手動方式對該回射模型之至少一參數進行調整。舉例而言，可對待使用之投影面的至少一反射係數進行調整。亦可給定用於實施控制示意動作之手部的膚色，(可)基於該膚色在使用該投影裝置之反射係數資料庫的情況下，調整針對該待投影之影像的分區或所有像素的反射係數。可自動地將該等經調整之反射係數局部或全部用於調整該回射模型，以及/或者局部或全部用於調整控制示意動作偵測模型，該示意動作偵測單元基於該控制示意動作偵測模型對該控制示意動作進行偵測。
根據另一較佳改進方案，該回射模型將該輻射強度偵測單元之針對該可見光之至少一波長及/或針對該紅外線輻射，特別是針對該可見光之所有波長及/或該紅外線輻射之所有波長的波長相關靈敏度考慮在內。該整個待投影的影像例如由若干像素構成，就用於將該等像素投影的光的波長而言，該輻射強度偵測單元僅偵測此等波長的最多10%，亦即，針對此等波長的靈敏度為10%，故可以相應較高的輻射強度發射該紅外線輻 射，以便精確識別控制示意動作。若不發射紅外線輻射，或僅發射具有未調變之固定輻射強度的紅外線輻射，則會產生較小的實際回射強度測量信號，其不利於精確的控制示意動作識別。
根據另一較佳改進方案，該回射模型將以下考慮在內：投影面以及/或者物體或身體部分之相對該可見光之至少一波長以及相對該紅外線輻射的，與波長相關的預設及/或可確定之反射係數。
根據一種較佳改進方案，該方法包括以下步驟：基於該等預設像素之以像素方式產生的實際回射強度信號，對控制示意動作進行偵測；產生一基於該偵測的控制示意動作的控制信號。此外，可將該產生的控制信號傳輸至該投影裝置之控制單元，以及，基於該傳輸的控制信號對該控制單元進行調整或操作。但亦可透過一用於控制的介面將該控制信號輸出至外部裝置。
根據另一較佳改進方案，該方法包括以下步驟：基於該等預設像素之至少一像素之至少一實際回射強度測量信號與該預設值的至少一偏差，自動創建或調整該回射模型。
根據另一較佳改進方案，該回射模型之自動創建或調整包括：將該輻射強度偵測單元之針對該可見光之至少一波長及/或針對該紅外線輻射的至少一波長相關靈敏度SR、SG、SB、SIR的值自動確定或調整。
根據另一較佳改進方案，該回射模型之自動創建或調整包括：將投影面以及/或者物體或身體部分之相對該可見光之至少一波長以及相對該紅外線輻射的波長相關反射係數R%R、R%G、R%B及R%IR自動確定或調整。
1‧‧‧產生光之二極體
2‧‧‧光學偏轉單元
3‧‧‧光學偏轉單元
4‧‧‧產生紅外線輻射之二極體
5‧‧‧光學偏轉單元
10‧‧‧投影裝置
10'‧‧‧投影裝置
12‧‧‧光二極體單元
12'‧‧‧光二極體單元
13-i‧‧‧產生光之二極體
13-1‧‧‧產生光之二極體
13-2‧‧‧產生光之二極體
13-3‧‧‧產生光之二極體
14‧‧‧紅外線二極體單元
16‧‧‧輻射強度偵測單元
18‧‧‧控制單元
18'‧‧‧控制單元
20‧‧‧示意動作偵測單元
22‧‧‧校準單元
24‧‧‧編程單元
26‧‧‧介面
32‧‧‧可見光
32-i‧‧‧可見光
32-1‧‧‧可見光
32-2‧‧‧可見光
32-3‧‧‧可見光
34‧‧‧紅外線輻射
42‧‧‧回射之可見光
42-i‧‧‧回射之可見光
42-1‧‧‧回射之可見光
42-2‧‧‧回射之可見光
42-3‧‧‧回射之可見光
44‧‧‧回射之紅外線輻射
50‧‧‧影像
52‧‧‧像素
54‧‧‧預設像素
56‧‧‧投影面
S01‧‧‧步驟
S02‧‧‧步驟
S03‧‧‧步驟
S04‧‧‧步驟
S05‧‧‧步驟
S06‧‧‧步驟
S07‧‧‧步驟
S08‧‧‧步驟
S09‧‧‧步驟
圖1為根據本發明之第一實施方式的，用於將影像用像素方式投影的投影裝置的框圖；圖2為根據本發明之第二實施方式的，用於將影像用像素方式投影的投影裝置；及圖3為根據本發明之第三實施方式的，以像素方式將待投影之影像投影的方法的流程圖。
下面結合附圖所示實施例對本發明作進一步說明。
在所有附圖中，若未特別說明，相同或功能相同的元件及裝置係用相同的元件符號表示。方法步驟之編號僅用於更清楚地進行描述，在未特別說明的情況下，並不表示某一時間序列。特定言之，亦可同時實施多個方法步驟。
圖1為根據本發明之第一實施方式的，用於將影像50用像素方式投影的投影裝置10的框圖。
如圖1所示，投影裝置10具有光二極體單元12，其用於以像素方式發射可見光32。光二極體單元12包括產生光之二極體1，其用於產生單色光32，且該光二極體單元包括光學偏轉單元2，其使得該產生光之二極體1所產生的光32以像素方式發生偏轉，以在投影面56上將影像50投影。該光學偏轉裝置2例如可包括一個或兩個或多個微鏡、透鏡、光闌等。舉例而言，亦可發射白光，而非單色光。
投影裝置10還包括紅外線二極體單元14，其包括產生紅外線輻射34之二極體4，以及針對所產生之紅外線輻射34的光學偏轉單元3，其使得所產生之紅外線輻射發生偏轉，從而根據待投影之影像以像素方式發射紅外線輻射34。舉例而言，該用於紅外線輻射34之光學偏轉單元3亦可包括一個或兩個或多個微鏡、透鏡、光闌等。
投影裝置10之控制單元18適於對光二極體單元12進行控制，從而根據待投影之影像50以像素方式發射可見光32。其中將圖1以較小數目示於正視圖中的像素52相繼地投影在投影面56上，從而針對觀測人產生待投影之全像50。特定言之，可反覆且連續地進行投影，其中可根據控制單元18所提供之影像資料，使得待投影之影像50與時間曲線匹配，例如以便進行照片展示或顯示視頻。
投影裝置10包括輻射強度偵測單元16，其用於以像素方式對回射之可見光42及回射之紅外線輻射44的回射強度進行偵測。根據第一實施方式，針對所有波長及預設像素54之所有像素採用恆定的反射係數。藉由該輻射強度偵測單元16，基於偵測的回射強度以像素方式產生實際回射強度測量信號。
為此，控制單元18還適於對紅外線二極體單元14進行控制，以基於待投影之影像50及回射模型以像素方式發射該紅外線輻射34，使得對於預設像素54而言，針對該實際回射強度測量訊號以像素方式預期的額定回射強度測量信號具有預設值I-const。根據第一實施方式，該等預設像素54係佈置在待投影之影像50的最外側周邊上。作為替代方案，亦可將所有像素52定義為預設像素54。
針對發射可見光32時所採用的波長，以及發射紅外線輻射34時所採用的波長，第一實施方式中之回射模型將該輻射強度偵測單元16之與波長相關的靈敏度考慮在內。故控制單元18以某種方式對光二極體單元12及紅外線二極體單元14進行控制，使得對於預設像素54而言，以像素方式預期的額定回射強度測量信號具有預設值I-const。
圖2為根據本發明之第二實施方式的，用於將影像50用像素方式投影的投影裝置10"。第二實施方式中之投影裝置為第一實施方式中之投影裝置10的變體方案。
根據第二實施方式，待投影之影像50的所有像素52皆為預設像素54，亦即，針對該待投影之影像50的每個像素52，透過控制單元18'對紅外線二極體單元14之用於發射紅外線輻射34的輻射強度進行調變。
與第一實施方式不同，該光二極體單元12'包括三個單獨的產生光之二極體13-1、13-2、13-3(下文統稱作13-i)，其中該第一產生光之二極體13-1適於產生與紅光對應之波長範圍內的可見光，該第二產生光之二極體13-2適於產生與綠光對應之波長範圍內的可見光，且其中，該第三產生光之二極體13-3適於產生與藍光對應之波長範圍內的可見光。
光二極體單元12'包括替代光學偏轉單元2及3的光學偏轉單元5，其既使得產生光之二極體13-i所產生的光32-i，亦使得產生紅外線輻射34之二極體4所產生的紅外線輻射34以像素方式發生偏轉，以在投影面56上將影像50投影。該光學偏轉單元5例如可包括一個或兩個或多個微鏡、透鏡、光闌等，且可具有針對該等三個產生光之二極體13-i的共用及/或獨立的光學元件。較佳將該光學偏轉單元5之同一微鏡用於產生的所有 光束32-i及產生的紅外線輻射34。可透過控制單元18'對該光二極體單元12'進行控制，從而根據待投影之影像50以像素方式發射可見光32-i。
根據第二實施方式，該投影裝置10'還具有示意動作偵測單元20，其適於基於針對預設像素54之每個像素偵測的回射強度來偵測控制示意動作，並將一基於該控制示意動作的控制信號傳輸至控制單元18'，該控制單元係可基於所傳輸之控制信號得到操作或調整。例如可基於預設像素54之以像素方式產生的實際回射強度測量信號與像素相關之額定回射強度測量信號的區別，來偵測該等示意動作。根據本發明之第二實施方式，對於待投影之影像50的所有像素而言，每個像素的像素相關額定回射強度測量信號係恆定，故總是能夠明確地偵測出像素相關之實際回射強度測量信號的變化，特別是與將特定像素之可見光32-i投影時採用的輻射強度無關。
投影裝置10'還具有校準單元22，其用於以預設像素54之至少一像素之至少一實際回射強度測量信號與該像素之相應額定回射強度測量信號間的至少一偏差為基礎，自動創建或自動調整該回射模型。
該待投影之影像50或者多個待投影之影像50或其時間序列係可透過介面26傳輸至控制單元18'，而在該單元18'之永久資料儲存單元17中則可永久保存一測試影像資料集。在校準過程中，控制單元18'可以某種方式對光二極體單元12及紅外線二極體單元14進行控制，使得此等單元以像素方式將該至少一測試影像投影。基於至少一像素之至少一實際回射強度測量信號(根據該至少一測試影像)與該預設值的偏差，至少就該測試影像之至少一像素對該回射模型進行調整。舉例而言，如此便能在開始 將待投影之影像50投影前，就反射係數對當前投影面56的特性進行偵測，並使用其來對當前待採用之回射模型進行校準。
作為替代或附加方案，可基於預設像素54之至少一像素的至少一實際回射強度測量信號與該預設值的偏差，連續或定期地對該回射模型進行調整。其中，預設像素54之至少一像素較佳並非像素之用於實際偵測控制示意動作的分區的一部分。如此便能持續改進該回射模型，以及/或者(可)根據改變的投影面56調整該回射模型。
作為替代或附加方案，使用者可藉由該投影裝置10'之編程單元24將校準指令發送至控制單元18'，從而如上文所述實施計劃外的校準。
作為替代或附加方案，使用者亦可藉由該編程單元24對該回射模型之至少一參數進行調整。舉例而言，就持續變化的投影面56，例如流動的水體或配設有另一運動式影像的投影面而言，使用者可手動選擇該回射模型之有利設置。此外，例如可輸入使用者之皮膚膚色，校準單元22以此為基礎對該回射模型進行調節，從而至少針對用於偵測控制示意動作的像素，在分析時將所輸入之膚色的反射係數考慮在內。
圖3為根據本發明之第三實施方式的，用於說明將待投影之影像50用像素方式投影的方法的流程圖。根據第三實施方式，較佳可用本發明之(例如第二實施方式中之)裝置來實施該方法。相應地，該方法係可根據本發明之裝置的上述所有改進方案進行調整，反之亦然。因此，所述方法步驟之細節亦參閱前文對第二實施方式中之裝置所作的描述。
在第一步驟S01中，對投影裝置10；10'之光二極體單元12 進行控制，從而根據待投影之影像50以像素方式發射可見光32；32-1，32-2，32-3。
在步驟S02中，針對預設像素54，對回射之可見光42；42-i及回射之紅外線輻射44的回射強度進行偵測。在步驟S03中，基於偵測的該等回射強度以像素方式產生實際回射強度測量信號。
在步驟S04中，以某種方式對投影裝置10；10'之用於以像素方式發射紅外線輻射34的紅外線二極體單元14進行控制，使得藉由回射模型針對預設像素54以像素方式計算出的，針對該實際回射強度測量信號所預期之額定回射強度測量信號恆定。該影像之所有像素例如可皆為預設像素54。
在步驟S05中，基於偵測的預設像素54之實際回射強度測量信號來偵測控制示意動作。在步驟S06中，產生一基於該偵測的控制示意動作的控制信號。在步驟S07中，將該產生的控制信號傳輸至該投影裝置10；10'之控制單元18'。在步驟S08中，基於該傳輸的控制信號對控制單元18'進行調整或操作。作為替代方案，在步驟S07中，例如亦可透過有線或無線介面將該產生的控制信號傳輸至一外部設備。
在步驟S09中，基於預設像素54之至少一像素的至少一實際回射強度測量信號與該預設恆定值I-const的偏差，實現該回射模型之自動調節。特定言之，例如可在雷射掃描器之每個採樣過程後，重複實施此步驟。
儘管上文結合若干較佳實施例對本發明進行描述，但本發明並不侷限於此。特定言之，在不違背本發明之實質的前提下，可對本發明 作各種變化或修改。
舉例而言，該輻射強度偵測單元可佈置在該投影裝置之殼體外，並(可)透過有線或無線的介面與該控制單元及/或該示意動作偵測單元耦合。
1‧‧‧產生光之二極體
2‧‧‧光學偏轉單元
3‧‧‧光學偏轉單元
4‧‧‧產生紅外線輻射之二極體
10‧‧‧投影裝置
12‧‧‧光二極體單元
14‧‧‧紅外線二極體單元
16‧‧‧輻射強度偵測單元
18‧‧‧控制單元
32‧‧‧可見光
34‧‧‧紅外線輻射
42‧‧‧回射之可見光
44‧‧‧回射之紅外線輻射
50‧‧‧影像
52‧‧‧像素
54‧‧‧預設像素
56‧‧‧投影面

Claims (11)

  1. 一種用於將影像(50)用像素方式投影的投影裝置，包含：光二極體單元(12)，其用於以像素方式發射可見光(32；32-1，32-2，32-3)；紅外線二極體單元(14)，其用於以像素方式發射紅外線輻射(34)；輻射強度偵測單元(16)，其用於以像素方式對回射之可見光(42；42-1，42-2，42-3)及回射之紅外線輻射(44)的回射強度進行偵測，以及用於基於該等偵測的回射強度以像素方式產生一實際回射強度測量信號；以及控制單元(18；18')，其適於對該光二極體單元(12)進行控制，從而根據該待投影之影像(50)以像素方式發射該可見光(32；32-1，32-2，32-3)；且該控制單元亦適於對該紅外線二極體單元(14)進行控制，以基於該待投影之影像(50)及回射模型以像素方式發射該紅外線輻射(34)，使得針對預設像素(54)而言，針對該實際回射強度測量信號以像素方式預期的額定回射強度測量信號具有預設值。
  2. 如申請專利範圍第1項之投影裝置，包含：示意動作偵測單元(20)，其適於基於該等預設像素(54)之以像素方式產生的實際回射強度測量信號對控制示意動作進行偵測，以及將一基於該偵測的控制示意動作的控制信號傳輸至該控制單元(18')，該控制單元係可基於該傳輸的控制信號得到操作或調整。
  3. 如前述申請專利範圍第1或2項中任一項之投影裝置，包含： 校準單元(22)，其用於基於該等預設像素(54)之至少一像素之至少一實際回射強度測量信號與該像素之相應額定回射強度測量信號的至少一偏差，自動創建或自動調整該回射模型。
  4. 如前述申請專利範圍第1至3項中任一項之投影裝置，包含：編程單元(24)，使用者可藉由該編程單元對該回射模型之至少一參數進行調整。
  5. 如前述申請專利範圍第1至4項中任一項之投影裝置，其中該回射模型將以下考慮在內：該輻射強度偵測單元(16)之針對該可見光(32，42；32-1，32-2，32-3，42-1，42-2，42-3)之至少一波長及/或針對該紅外線輻射(34，44)的波長相關靈敏度SR、SG、SB、SIR。
  6. 如前述申請專利範圍第1至5項中任一項之投影裝置，其中該回射模型將以下考慮在內：投影面以及/或者物體或身體部分之相對該可見光(32，42)之至少一波長以及相對該紅外線輻射的，與波長相關的預設及/或可確定之反射係數RR、RG、RB、RIR。
  7. 一種將影像(50)用像素方式投影的方法，包括以下步驟：對投影裝置(10；10')之光二極體單元(12)進行控制(S01)，從而根據該待投影之影像(50)以像素方式發射可見光(32；32-1，32-2，32-3)；針對該等預設像素(54)，以像素方式對回射之可見光(42；42-1，42-2，42-3)及回射之紅外線輻射(44)的回射強度進行偵測(S02)；基於該等偵測的回射強度以像素方式產生(S03)一實際回射強度測量信號；以及對該投影裝置(10；10')之紅外線二極體單元(14)進行控制(S04)， 以基於該待投影之影像(50)及該回射模型以像素方式發射紅外線輻射(34)，使得針對預設像素(54)而言，針對該實際回射強度測量信號以像素方式預期的額定回射強度測量信號具有預設值。
  8. 如申請專利範圍第7項之方法，包括以下步驟：基於該等預設像素(54)之以像素方式產生的實際回射強度測量信號對控制示意動作進行偵測(S05)；以及產生(S06)一基於該偵測的控制示意動作的控制信號。
  9. 如前述申請專利範圍第7或8項中任一項之方法，包括以下步驟：基於該等預設像素(54)之至少一像素之至少一實際回射強度測量信號與該預設值的至少一偏差，自動創建或調整(S08)該回射模型。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法，其中該回射模型之自動創建或調整(S08)包括：將該輻射強度偵測單元(16)之針對該可見光(32，42；32-1，32-2，32-3，42-1，42-2，42-3)之至少一波長及/或針對該紅外線輻射(34，44)的至少一波長相關靈敏度SR、SG、SB、SIR的值自動確定或調整。
  11. 如申請專利範圍第9項之方法，其中該回射模型之自動創建或調整(S08)包括：將投影面以及/或者物體或身體部分之相對該可見光(32，42；32-1，32-2，32-3，42-1，42-2，42-3)之至少一波長以及相對該紅外線輻射的波長相關反射係數R%R、R%G、R%B及R%IR自動確定或調整。
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