TW201807478A - 具有非接觸式控制之投影機 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種投影機(2)，其具有複數種操作模式(B1、B2)，包含一第一操作模式(B1)，其中由該投影機(2)發出電磁波之一光束(38)。該投影機進一步包含一偵測器單元(3)，該偵測器單元經組態以在該投影機(2)之該第一操作模式(B1)下，偵測該光束(38)之光束路徑(40)中一物件(5)之存在。該投影機(2)進一步包含一處理器單元(7)，該處理器單元經組態以在於該光束(38)之該光束路徑(40)中偵測到一物件(5)時，自該第一操作模式(B1)切換為一第二操作模式(B2)，該第二操作模式(B2)不同於該第一操作模式(B1)。

Description

具有非接觸式控制之投影機
本發明係關於一種具有多種操作模式之投影機，且係關於一種安裝有該投影機之裝置，較佳地為移動裝置。
可使用掃描雷射投影機以在投射表面上產生影像。此處，藉助於影像資料技術來調製雷射光束，且使用鏡像模組以受控方式在投射表面上引導雷射光束。通常，RGB雷射用於此目的。使用紅外雷射來量測物件處散射的光亦為可能的。
根據本發明，一種投影機為可用的，其具有複數種操作模式，該等操作模式包含第一操作模式，其中由該投影機發出電磁波之光束。該投影機進一步包含一偵測器單元，該偵測器單元經組態以在該投影機之第一操作模式下，偵測該光束之光束路徑中一物件之存在。此外，該投影機包含一處理器單元，該處理器單元經組態以在於該光束之光束路徑中偵測到一物件時，自該第一操作模式切換為一第二操作模式，該第二操作模式不同於該第一操作模式。
根據本發明的投影機具有允許在不產生接觸之情況下，在投影機之不同操作模式之間切換的優勢。舉例而言，此直接具有衛生優勢， 其尤其在衛生極為重要的領域中(諸如在醫療應用中)可為有利的。另外，實現本發明有利地幾乎不產生任何額外技術支出。處理器單元可(例如)由一或多個數位電路來表示。此處，物件包含(例如)由使用者移動的物品。此可為(例如)筆、咖啡杯或其他廚房裝置。該物件較佳地為使用者的手。
較佳地，該偵測器單元經組態以在該投影機之第二操作模式下，偵測該光束之光束路徑中一物件之存在，且一處理器單元經組態以在於該光束之光束路徑中偵測到一物件時，自該第二操作模式切換為一第一操作模式，該第一操作模式不同於該第二操作模式。因此，有利地係在不產生接觸之情況下在任一方向上的操作模式之間切換為可能的。
該投影機較佳地為雷射投影機。
該第一操作模式較佳地為節能模式。此使得使用物件偵測以將投影機自節能模式喚醒或將其置於此模式下成為可能。在節能模式下，相應地節能省電為可能的。
在第一操作模式下，該光束為非掃描的。此可為(例如)雷射指示筆模式。此可呈現(例如)紅色、綠色或藍色，或呈現其他色彩或頻率。此處節能省電。
該偵測器單元經組態以使得在投影機之節能模式下，亦可在節能模式下操作。因此，有利地係節能或省電為可能的。
該偵測器單元較佳地經組態以偵測使用者之手勢。此處，手勢為藉助於人體動作之互動。
在第一操作模式下，該光束可由在光譜之不可見範圍內的電 磁波組成。舉例而言，操作為雷射指示筆之投影機可在人眼不可見的光譜範圍內(例如在紅外線光譜內)操作。
該第二操作模式較佳地藉助於該光束之色彩之變化而不同於該第一操作模式。在此情況下，該投影機可僅在兩種色彩狀態之間切換。此可有利地(例如)出於呈現之目的而使用。
該投影機之第二操作模式可經組態以使得使用鏡像模組在投射表面上方掃描光束。此對應於雷射投影機之典型的操作模式。
可在有或無同步信號之情況下執行光束之光束路徑中的一物件之偵測。
相對於該第二操作模式，在該第一操作模式下該投影機之一或多個光源關閉或具有更低強度。光源可為(例如)雷射。此可省電。
該偵測器單元可為光電二極體、CCD攝影機、CMOS攝影機，或接近性感測器。
亦提出一種裝置，較佳地為移動無線電裝置，其包含根據以上陳述中任一項之投影機。此裝置可用作(例如)指示裝置(例如用於呈現)。此處，使用者可使用手、物件或手勢，在雷射之不同色彩之間或在色彩之任何所需混合數值之間，實現隨心切換。此可用於(例如)突顯特定資訊。另外，雷射光束之強度可發生變化，因此，(例如)改變光點之強度或亮度。
根據本發明的用於非接觸地控制投影機之方法大體上包含以下步驟：在第一步驟a)中，提供根據以上陳述中任一項之投影機。在第二步驟b)中，當偵測器單元在光束路徑中偵測到物件之存在時，由該偵測 器單元產生信號。在又一步驟c)中，將該信號傳輸至處理器單元。在又一步驟d)中，由該處理器單元基於該信號改變投影機之操作模式。由上述投影機及裝置之優勢實現優勢。
在附屬申請專利範圍中規定且在實施方式中描述本發明之有利發展。
2‧‧‧投影機
3‧‧‧偵測器單元
5‧‧‧物件
7‧‧‧處理器單元
12‧‧‧投射表面
13‧‧‧影像
15‧‧‧A/D轉換器
17‧‧‧儲存裝置
19‧‧‧驅動器
20‧‧‧特殊應用積體電路
21‧‧‧應用程式
22‧‧‧雷射驅動器
23‧‧‧鏡像模組
30‧‧‧通信裝置
38‧‧‧光束
40‧‧‧光束路徑
42‧‧‧反射光
50‧‧‧裝置
B1‧‧‧第一操作模式
B2‧‧‧第二操作模式
W1‧‧‧第一切換箭頭
W2‧‧‧第二切換箭頭
S1‧‧‧第一步驟
S2‧‧‧第二步驟
S3‧‧‧第三步驟
S4‧‧‧第四步驟
將參考圖式及以下描述更詳細闡述本發明之例示性具體實例。在圖式中：圖1展示具有在不同操作模式之間的切換的根據本發明的投影機，圖2展示根據本發明的投影機之詳細說明，以及圖3展示根據本發明的用於投影機之非接觸式控制的方法的示意性說明。
圖1描述根據本發明的且在兩種不同操作模式B1、B2之間切換的投影機2。此處，圖1包含右邊局部圖形及左邊局部圖形，其中右邊局部圖形說明第一操作模式B1，且左邊局部圖形說明第二操作模式B2。兩個局部圖形均展示投影機2，該投影機2較佳地以雷射投影機2之形式經組態。電磁波之光束38自此投影機2發出。光束38較佳地為雷射光束，但本發明不限於此。
右邊局部圖形描述第一操作模式B1之具體實例。操作模式B1在此處以非掃描操作模式之形式組態。此可為(例如)節能模式或待機模式。在此處產生靜止斑點式影像13。投影機2在此處可操作為雷射指示 筆。此處可使用可見及不可見光束或雷射光束(例如紅外雷射)。為了與投影機2更好地互動，可見光源(例如可見範圍內的雷射)為有利的，此係由於使用者可更好地預測光束路徑40。此處可能使用原色紅色、綠色或藍色的光源或雷射，紅外雷射或包含各種色彩連同紅外的複合雷射，但本發明亦包含其他色彩或混合色彩。來自一或多個光源(諸如投影機2之雷射)的光束40之強度減小亦為可能的，結果是投影機2(若操作為雷射指示筆)保持在雷射I級內(可見雷射在雷射II級內)，且可因此操作為正常的雷射指示筆。
左邊局部圖形描述第二操作模式B2之較佳具體實例。此處，使用掃描投影機2(較佳地掃描雷射投影機)以矩形格式產生影像13。雷射投影機2之雷射光束在此處以逐線(line-wise)方式掃描且使用對應的影像資料調製(modulated)。所得影像13在此處投射至投射表面12上。投射表面12在此處為(例如)平坦的，且影像13對應於矩形影像矩陣。本發明亦大體上包含替代的雷射光束引導。藉助於其周邊位置在左邊局部圖形中說明光束38之光束路徑40。
投影機2進一步包含偵測器單元3、處理器單元7以及A/D轉換器15。偵測器單元3在此處經組態以偵測光束38之光束路徑40中物件5之存在。合適的偵測器單元3在此處較佳地為光電二極體、替代地為CCD攝影機、CMOS攝影機、ALS、接近性開關(接近性感測器)，或類似者。
光電二極體可在此處經設計為(例如)具有濾波器屬性，以使得其在特定頻窗內(諸如在紅外範圍內)偵測。A/D轉換器15起對由偵 測器單元3捕獲之可變類比(analogue)量測進行數位化之作用。處理器單元7在此處經組態以在於該光束38之光束路徑40中偵測到物件5時，自第一操作模式B1切換為第二操作模式B2，該第二操作模式B2不同於第一操作模式B1。此藉助於圖1中的第一切換箭頭W1來說明，第一切換箭頭W1自右邊局部圖形指向左邊局部圖形。因此，自節能模式(例如第一操作模式B1)至第二操作模式B2之切換為喚醒過程。
投影機2之第二操作模式B2下的偵測器單元3，同樣經組態以偵測光束38之光束路徑40中物件5之存在。處理器單元7在此處經組態以在於該光束38之光束路徑40中偵測到物件5時，自第二操作模式B2切換為第一操作模式B1，該第一操作模式B1不同於第二操作模式B2。此藉助於圖2中的第二切換箭頭W2來說明，第二切換箭頭W2自左邊局部圖形指向右邊局部圖形。替代地，若在相對較長期間內未發生互動，則投影機2可自動切換至第一操作模式B1。因此，視需要，有利地在操作模式B1、B2之間來回切換為可能的。
藉助於偵測器單元3對操作模式之變化的初始化，可藉由量測作為反射光42之量測變量的強度來進行，其中藉助於定位於光束路徑40中的物件5，來捕獲反射光42之強度的增加，且隨後使用通信裝置30將信號傳輸至處理器單元7。甚至滑動穿過光束路徑40可用作初始者。出於此目的，偵測器單元經組態，以使得偵測器單元3在藉助於定位於雷射投影機2之光束路徑40中的物件5的反射光42之強度增加，以及藉助於自雷射投影機2之光束路徑40移除的物件5的反射光42之強度後續減小的情況下，產生一信號。此滑動可較佳地用手產生。然而，其他可偵測方法大體 上亦為可能的，例如藉助於偵測器單元3識別手勢，亦即，藉助於人體動作的互動。
經組態的操作模式之數目在此處可為兩種，如圖2之實例中。然而，此等不必為如圖1之局部圖式中闡述的操作模式B1、B2之較佳組合。亦包括其他未明確提及的操作模式。然而，使用超過兩種操作模式B1、B2亦為可能的。在彼情況下，有可能(例如)在三種或甚至更多種操作模式之間連續切換。在替代具體實例中，相對於該第二操作模式B2，在該第一操作模式B1下投影機2之一或多個光源可關閉或具有更低強度。在另一具體實例中，第一操作模式B1之色彩不同於第二操作模式B2之色彩，換言之，存在可識別的頻率。特定言之，在其中投影機2安裝在裝置50中的組態中，較佳地在移動裝置或移動無線電裝置中，存在操作雷射投影機2(其操作為雷射指示筆)之色彩變化的可能性，或藉助於將物件或手勢觸發定位於光束38中，來強制性地產生雷射光點之強度之變化(諸如滑動穿過光束路徑40)的可能性。尤其在出於展示或呈現目的將其用作指示筆裝置時，此可為有利方法。
圖2說明根據本發明的投影機2之更詳細具體實例。此處，以雷射投影機2之形式設計的投影機2處於掃描操作模式B2，類似於圖1之左邊局部圖形。
如結合圖1所描述，投影機2發出光束或雷射光束，且鏡像模組23用於產生光束路徑40，其在投射表面12上產生影像13。此處，圖2僅展示藉助於四條光束38之光束路徑40之極限位置。物件5可置放或引導至雷射投影機2之光束路徑40中，在本發明之情況下例如使用者之手。 在物件5處反射光束38或雷射光束。除其他之外，此反射光42在偵測器單元3之方向上經散射回來，且可由偵測器單元3通過信號技術方法偵測。此具體實例中之合適的物件5為(例如)手。替代地，物件5亦可為咖啡杯、筆，或其他廚房裝置。本發明因此不限於特定物件5。
A/D轉換器15對於雷射投影機2為可用的，該A/D轉換器15將由偵測器單元3捕獲的信號變量(例如反射光42之強度)轉化為數位信號。用於藉助於定位於光束路徑40中之物件5捕獲反射光42之所需取樣速率，低於用於在掃描操作中捕獲經掃描影像資料。因此，有利地降低取樣速率(例如在節能模式下)為可能的，該節能模式減少功率消耗。亦可在節能模式下操作偵測器單元3。A/D轉換器15在此處(例如)藉助於類比前端(analogue front end，AFE)來說明，其亦經組態用於準備信號。
A/D轉換器15可使用通信裝置30將數位信號傳輸至處理器單元7。可以有線連接或無線方式設計通信裝置30。
處理器單元7負責處理信號。與處理器單元7相關聯的是儲存裝置17，其中儲存或保存用於不同操作模式B1、B2之不同組態資料。取決於操作模式B1、B2之數目，此可為兩種或甚至更多種。合適的儲存裝置17在此處較佳地為呈資料記憶體之持續的非揮發性記憶體(NVM)。
儲存裝置17與用於電壓供應的ASIC 20(特殊應用積體電路)相關聯。驅動器19可自儲存裝置17讀取所儲存的組態資料，且基於該組態資料在ASIC 20中進行特定設置。可(例如)使用SPI(串行周邊介面)或I2C(內置積體電路)來實現驅動器19與ASIC 20之間的通信，以及驅動器19與(例如)雷射驅動器22之間的通信。由處理器單元7執行的應用程 式21(例如軟體應用程式)，可經組態以使得當由偵測器單元3捕獲信號時，指示鏡像模組23之驅動器19將雷射投影機2切換為不同操作模式B1、B2。該應用程式亦可經組態以使得，若該雷射投影機2未在節能模式下操作，則在當較長期間內未發生互動時，自動地指示雷射投影機2或鏡像模組23之驅動器19切換為所提出的非掃描操作模式中的一種。
在被執行的掃描操作模式下，處理器單元7接收來自ASIC 20之同步信號，該同步信號係被需要作為在掃描操作模式下定位物件5的位置信號，以及來自偵測器單元3之數位化的經捕獲的信號，以使得可發生根據本發明的從掃描操作模式至不同操作模式的切換。然而，處理器單元7亦可經組態以使得僅考慮來自偵測器單元3之信號，而非同步信號，以使得根據本發明從非掃描操作模式切換為不同操作模式亦為可能的。在非掃描操作模式下不傳輸同步信號。
圖3示意性地說明根據本發明的用於投影機2之非接觸式控制的方法。在第一步驟S1中，根據結合圖1及圖2描述之實施中之一個，投影機2為可用的。在第二步驟S2中，當偵測器單元3在光束路徑中偵測到物件5之存在時，由偵測器單元3產生信號。在第三步驟S3中，將該信號傳輸至處理器單元7。基於該信號，在第四步驟S4中由處理器單元7改變投影機2之操作模式B1、B2。
2‧‧‧投影機
3‧‧‧偵測器單元
5‧‧‧物件
7‧‧‧處理器單元
12‧‧‧投射表面
13‧‧‧影像
15‧‧‧A/D轉換器
38‧‧‧光束
40‧‧‧光束路徑
42‧‧‧反射光
50‧‧‧裝置
B1‧‧‧第一操作模式
B2‧‧‧第二操作模式
W1‧‧‧第一切換箭頭
W2‧‧‧第二切換箭頭

Claims (17)

  1. 一種投影機(2)，其包含：複數種操作模式(B1、B2)，其包含一第一操作模式(B1)，其中電磁波之一光束(38)由該投影機(2)發出；一偵測器單元(3)，其經組態以在該投影機(2)之該第一操作模式(B1)下，偵測該光束(38)之光束路徑(40)中一物件(5)之存在，一處理器單元(7)，其經組態以在於該光束(38)之該光束路徑(40)中偵測到一物件(5)時，自該第一操作模式(B1)切換為一第二操作模式(B2)，該第二操作模式(B2)不同於該第一操作模式(B1)。
  2. 如申請專利範圍第1項之投影機(2)，其中該偵測器單元(3)經組態以在該投影機(2)之該第二操作模式(B2)下，偵測該光束(38)之該光束路徑(40)中一物件(5)之存在，且一處理器單元(7)經組態以在於該光束(38)之該光束路徑(40)中偵測到一物件(5)時，自該第二操作模式(B2)切換為一第一操作模式(B1)，該第一操作模式(B1)不同於該第二操作模式(B2)。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項之投影機(2)，其中該偵測器單元(3)經組態以使得該偵測器單元(3)捕獲一反射光(42)之一強度，其中該偵測器單元(3)在藉助於定位於該雷射投影機(2)之該光束路徑(40)中的一物件(5)的該反射光(42)之該強度增加的情況下，產生一信號。
  4. 如前述申請專利範圍第1項至第2項中任一項之投影機(2)，其中該偵測器單元(3)經組態以使得該偵測器單元(3)在藉助於定位於該 雷射投影機(2)之該光束路徑(40)中的一物件(5)的該反射光(42)之該強度增加，以及藉助於自該雷射投影機之該光束路徑(40)移除的該物件(5)的該反射光(42)之該強度後續減小的情況下，產生一信號。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項之投影機(2)，其中該投影機(2)為一雷射投影機。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項之投影機(2)，其中該第一操作模式(B1)為一節能模式。
  7. 如申請專利範圍第6項之投影機(2)，其中該偵測器單元(3)經組態以使得在該投影機(2)之該節能模式下，其亦可在該節能模式下操作。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項之投影機(2)，其中該光束經組態為在該第一操作模式(B1)下為非掃描的。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項之投影機(2)，其中，在該第一操作模式(B1)下，該光束(38)由在光譜之不可見範圍內的電磁波組成。
  10. 如申請專利範圍第1項或第2項之投影機(2)，其中該偵測器單元(3)經組態以偵測一使用者之一手勢。
  11. 如申請專利範圍第1項或第2項之投影機(2)，其中該第二操作模式(B2)藉助於該光束(38)之色彩之一變化而不同於該第一操作模式(B1)。
  12. 如申請專利範圍第1項或第2項之投影機(2)，其中該投影機(2)之該第二操作模式(B2)，經組態以使得使用一鏡像模組(23)在一投射表面(12)上方掃描該光束(38)。
  13. 如申請專利範圍第1項或第2項之投影機(2)，其中可在有或無同步信號之情況下，實現該光束(38)之該光束路徑(40)中的一物件(5)之該偵測。
  14. 如申請專利範圍第1項或第2項之投影機(2)，其中相對於該第二操作模式(B2)，在該第一操作模式(B1)下該投影機(2)之一或多個光源關閉或具有一更低強度。
  15. 如申請專利範圍第1項或第2項之投影機(2)，其中該偵測器單元(3)為一光電二極體、一CCD攝影機、一CMOS攝影機，或一接近性感測器。
  16. 一種裝置(50)，較佳地為一移動無線電裝置(50)，其包含如前述申請專利範圍第1項至第15項中任一項之投影機(2)。
  17. 一種用於非接觸地控制一投影機(2)之方法，其包含以下步驟：a)提供如前述申請專利範圍第1項至第15項中任一項之一投影機(2)；b)當該偵測器單元(3)偵測到該光束(38)之該光束路徑(40)中的一物件(5)的存在時，藉助於一偵測器單元(3)產生一信號；c)將該信號傳輸至一處理器單元(7)；d)基於該信號藉助於該處理器單元(7)改變該投影機(2)之該操作模式(B1、B2)。
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