專利名稱：具有圖像拾取器的投影系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種投影系統(tǒng)，特別是涉及一種具有用來(lái)控制光標(biāo)移動(dòng)的圖像拾取器的投影系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一般使用者在進(jìn)行簡(jiǎn)報(bào)時(shí)，會(huì)連接計(jì)算機(jī)與投影機(jī)將計(jì)算機(jī)的畫面投影至屏幕上，而使用者往往需要使用一些控制裝置來(lái)操作計(jì)算機(jī)上的光標(biāo)。這些裝置包括鼠標(biāo)、軌跡球、以及搖桿。一般而言，鼠標(biāo)內(nèi)部具有一滾球，當(dāng)鼠標(biāo)滑過(guò)一表面時(shí)，滾球的滾動(dòng)量就會(huì)被檢測(cè)并用來(lái)決定光標(biāo)的移動(dòng)量，使光標(biāo)從屏幕上原來(lái)的位置移動(dòng)至使用者想要的位置。為了使?jié)L球適用于不同的表面，通常滾球移動(dòng)的起始位置與屏幕上的任何位置都沒(méi)有固定的關(guān)系，使用者需要先熟悉這樣的操作方式。軌跡球的原理與鼠標(biāo)相類似，但軌跡球是將一個(gè)滾球固定在一個(gè)點(diǎn)上，使用者滾動(dòng)這個(gè)滾球產(chǎn)生滾動(dòng)量，用來(lái)決定光標(biāo)的移動(dòng)量。搖桿是一種柱狀的控制器，可以向兩個(gè)坐標(biāo)軸的方向傾斜，雖然搖桿的傾斜的方向通常直接對(duì)應(yīng)到坐標(biāo)的方向，但是要準(zhǔn)確的操作卻不容易。此外，有些搖桿的在不同的傾斜角度時(shí)，屏幕上的光標(biāo)會(huì)有不同的移動(dòng)速度，所以使用者要有熟練的技巧才能準(zhǔn)確的控制光標(biāo)。
許多遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)已發(fā)展出符合使用者的喜好以及習(xí)慣的控制裝置。隨著通訊技術(shù)的進(jìn)步，如超聲波、紅外線以及無(wú)線電頻率等無(wú)線通訊方式，可以讓使用者建立控制器與計(jì)算機(jī)之間的溝通信號(hào)，提供使用者在作簡(jiǎn)報(bào)時(shí)，有更高的機(jī)動(dòng)性來(lái)使用控制裝置操作計(jì)算機(jī)以及屏幕上的光標(biāo)。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)通常會(huì)將感應(yīng)器安裝于控制器、計(jì)算機(jī)或屏幕上來(lái)檢測(cè)使用者移動(dòng)光標(biāo)的相對(duì)位置，然而在實(shí)際應(yīng)用上，這些技術(shù)往往會(huì)受到空間的長(zhǎng)度、寬度以及范圍的影響，例如需要復(fù)雜以及昂貴設(shè)備的系統(tǒng)就不適合應(yīng)用空間較小的場(chǎng)合。除計(jì)算機(jī)屏幕外，大型的顯示裝置，如投影機(jī)，也常是提供視覺(jué)互動(dòng)的工具，在許多簡(jiǎn)報(bào)中仍需要簡(jiǎn)單的控制器來(lái)控制計(jì)算機(jī)的運(yùn)作。如播映幻燈片時(shí)，就會(huì)用到一個(gè)控制器來(lái)控制幻燈片的下一張、上一張、第一張或最后一張等，而一些比較專業(yè)的簡(jiǎn)報(bào)，如軟件的使用或使用者的訓(xùn)練，就希望控制器能夠讓使用者直覺(jué)地操作計(jì)算機(jī)屏幕或大型顯示裝置上的光標(biāo)。
某種投影機(jī)中裝設(shè)有電荷藕合裝置可用來(lái)感測(cè)屏幕上特殊的光線。例如，使用者以激光光筆指向屏幕上的某個(gè)位置時(shí)，激光光經(jīng)由屏幕反射回到投影機(jī)，由電荷藕合裝置感測(cè)，如此，投影機(jī)便可決定光標(biāo)移動(dòng)的方向。使用激光光筆最大的好處就是使用者很直覺(jué)地就可以操作屏幕上的光標(biāo)。然而，當(dāng)使用具有電荷藕合裝置作為感光組件的投影機(jī)時(shí)，激光光的方向必須延伸到整個(gè)屏幕，所以投影機(jī)需要處理更多的資料。此外，使用激光光筆照射屏幕時(shí)必須注意安全，因?yàn)榧す夤庹丈涞窖劬r(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的傷害。
由上述可知，使用者在作簡(jiǎn)報(bào)時(shí)常會(huì)以計(jì)算機(jī)連接投影機(jī)，而為了與聽(tīng)眾有更好的互動(dòng)，使用者需要一個(gè)控制器來(lái)控制計(jì)算機(jī)上的光標(biāo)。常見(jiàn)的控制器，如鼠標(biāo)、軌跡球、搖桿以及激光光筆等，雖然使用者不需要太多額外的訓(xùn)練，就可以很容易的操作，但是鼠標(biāo)、軌跡球以及搖桿等控制器，需要在一個(gè)固定的位置上操作，機(jī)動(dòng)性較小，而激光光筆雖然有較高的機(jī)動(dòng)性，但是激光光容易傷害眼睛，使用時(shí)需注意安全。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的主要目的在于提供一種投影系統(tǒng)，以解決上述問(wèn)題。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中提供一種投影系統(tǒng)，可將一圖像投影至一屏幕，該投影系統(tǒng)包括一投影機(jī)、一圖像拾取器以及一數(shù)據(jù)處理器。投影機(jī)包括一光源；一分光鏡；一第一成像組件；一第二成像組件以及一棱鏡。分光鏡安裝于光源的一側(cè)，用來(lái)將光源投射出來(lái)的光束分為一可見(jiàn)光束與一不可見(jiàn)光束。第一成像組件用來(lái)調(diào)變不可見(jiàn)光束，以形成一第一圖像；第二成像組件，用來(lái)調(diào)變可見(jiàn)光束，以形成一第二圖像，第二圖像至少包括一光標(biāo)。棱鏡用來(lái)將第一與第二圖像投影至一屏幕上。此外，圖像拾取器用來(lái)拾取屏幕上第一圖像的一部分。圖像拾取器包括一輸出單元，用來(lái)輸出圖像拾取器所得的第一圖像，該輸出單元于一第一時(shí)間T1輸出第一圖像的一第一部分圖像，于一第二時(shí)間T2輸出第一圖像的一第二部分圖像。數(shù)據(jù)處理器用來(lái)接收輸出單元傳送的數(shù)據(jù)，以及根據(jù)第一部分圖像與第二部分圖像來(lái)改變光標(biāo)的位置。


圖1為本發(fā)明投影系統(tǒng)的示意圖。
圖2以及圖3為圖1圖像拾取器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖4為圖1投影機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖5為本發(fā)明光標(biāo)的移動(dòng)方向與移動(dòng)量的示意圖。
附圖零部件符號(hào)說(shuō)明10 投影系統(tǒng)12 投影機(jī)14 圖像拾取器 16 數(shù)據(jù)處理器18 屏幕20、40 鏡頭22 感光組件24 輸出單元26 處理單元28 數(shù)據(jù)傳輸裝置30 光源32 分光鏡34 第一成像組件36 第二成像組件38 棱鏡具體實(shí)施方式
參考圖1至圖3，圖1為本發(fā)明投影系統(tǒng)10的示意圖，圖2以及圖3為圖1圖像拾取器14內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1所示，投影系統(tǒng)10包括一投影機(jī)12、一圖像拾取器14以及一數(shù)據(jù)處理器16。投影機(jī)12以一傳輸線或無(wú)線通訊如超聲波、紅外線以及無(wú)線電頻率等方式連接于數(shù)據(jù)處理器16。數(shù)據(jù)處理器16可為桌上型計(jì)算機(jī)、筆記型計(jì)算機(jī)或個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等，如此數(shù)據(jù)處理器16上的畫面便可透過(guò)投影機(jī)12投射至一屏幕18上。圖像拾取器14亦以傳輸線或無(wú)線通訊的方式與數(shù)據(jù)處理器16相連接，用來(lái)控制屏幕畫面上的一光標(biāo)的移動(dòng)以及數(shù)據(jù)處理器16的運(yùn)作。
圖像拾取器14包括二種實(shí)施方式，在第一實(shí)施例中，如圖2所示，圖像拾取器14中包括一鏡頭20、一感光組件22，如電荷藕合裝置(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化半導(dǎo)體(CMOS)以及一輸出單元24。圖像拾取器14透過(guò)鏡頭20連續(xù)地拾取投影機(jī)12投射至屏幕18上的一特殊圖形(未圖示)。感光組件22將鏡頭20拾取到的圖形分別的轉(zhuǎn)換為圖形數(shù)據(jù)，再由輸出單元24將圖形數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理器16。在第二實(shí)施例中，如圖3所示，圖像拾取器14中另包括一處理單元26以及一數(shù)據(jù)傳輸裝置28。處理單元26連接于輸出單元24，數(shù)據(jù)傳輸裝置28連接于處理單元26。此時(shí)輸出單元24會(huì)將鏡頭20拾取連續(xù)的二張圖形數(shù)據(jù)先傳送至處理單元26作計(jì)算后，再由數(shù)據(jù)傳輸裝置28輸出至數(shù)據(jù)處理器16。換句話說(shuō)，鏡頭20在一第一時(shí)間T1拾取屏幕18上的特殊圖形的一第一部分圖像，接著在一第二時(shí)間T2拾取屏幕18上的特殊圖形的一第二部分圖像，輸出單元24將第一部分圖像以及第二部分圖像輸出至處理單元26，處理單元26依據(jù)第一時(shí)間T1以及第二時(shí)間T2所拾取的圖形數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算光標(biāo)的移動(dòng)方向以及移動(dòng)量，再由數(shù)據(jù)傳輸裝置28將光標(biāo)的移動(dòng)數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理器16。
參考圖4，圖4為投影機(jī)12內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。投影機(jī)12包括一光源30、一分光鏡32、一第一成像組件34、一第二成像組件36、一棱鏡38以及一鏡頭40。投影機(jī)12的光源30所發(fā)出的光線包括可見(jiàn)光以及不可見(jiàn)光，數(shù)據(jù)處理器16所輸出的畫面僅會(huì)用到可見(jiàn)光的部分，所以在本發(fā)明中，利用不可見(jiàn)光的部分來(lái)形成特殊圖形。首先，將光源30所發(fā)射出來(lái)的光束以分光鏡32分成可見(jiàn)光與不可見(jiàn)二個(gè)部分?？梢?jiàn)光的部分經(jīng)由第二成像組件36調(diào)變后產(chǎn)生數(shù)據(jù)處理器16的畫面圖像，而不可見(jiàn)光的部分經(jīng)由第一成像組件34調(diào)變后產(chǎn)生特殊圖形。最后，經(jīng)過(guò)調(diào)變的可見(jiàn)光及不可見(jiàn)光由棱鏡38匯集成一光束透過(guò)鏡頭40投影至屏幕18上。第一成像組件34及第二成像組件36是為液晶顯示面板(LCD)或數(shù)字微鏡裝置(DMD)，而圖像拾取器1 4的感光組件22則是專用來(lái)感應(yīng)不可見(jiàn)光。第一成像組件34所形成的特殊圖形是為了提供圖像拾取器14在不同的時(shí)間點(diǎn)拾取到有差異的圖形，作為計(jì)算光標(biāo)的移動(dòng)方向以及移動(dòng)量的依據(jù)，以下以方格圖形為例來(lái)說(shuō)明圖像拾取器14所拾取的圖形，以及光標(biāo)的移動(dòng)方向以及移動(dòng)量的計(jì)算方式。
參考圖5，圖5為光標(biāo)的移動(dòng)方向與移動(dòng)量的示意圖。投影機(jī)12的光源經(jīng)由分光鏡32分為可見(jiàn)光以及不可見(jiàn)光二部分，可見(jiàn)光的部分由第二成像組件36調(diào)變?yōu)閿?shù)據(jù)處理器16的畫面圖像，而不可見(jiàn)光的部分則由第一成像元34像調(diào)變?yōu)榫匦畏礁癫紳M整個(gè)屏幕18。矩形方格的大小可配合圖像拾取器14拾取圖像的速度而定，矩形方格愈小，則光標(biāo)移動(dòng)的精準(zhǔn)度愈高，但是數(shù)據(jù)處理器16的計(jì)算量則愈大。在本實(shí)施例中，控制光標(biāo)的移動(dòng)是采用相對(duì)的方式，也就是光標(biāo)的移動(dòng)和屏幕18上矩形方格的位置坐標(biāo)無(wú)關(guān)。光標(biāo)每次移動(dòng)的起始點(diǎn)就是光標(biāo)在屏幕18上的位置，而光標(biāo)移動(dòng)的方向及移動(dòng)量則根據(jù)圖像拾取器14所拾取連續(xù)二張的圖形數(shù)據(jù)來(lái)作計(jì)算。舉例來(lái)說(shuō)，使用者以圖像拾取器14直接對(duì)著屏幕18移動(dòng)來(lái)控制光標(biāo)的移動(dòng)，圖像拾取器14在分別一第一時(shí)間T1以及一第二時(shí)間T2拾取到不同的圖像。如圖4所示，實(shí)線的部分為圖像拾取器14在第一時(shí)間T1所拾取畫面的第一部分圖像，而虛線的部分為圖像拾取器14在第二時(shí)間T2所拾取畫面的第二部分圖像，將第一部分圖像以及第二部分圖像重迭，即可得到方格在垂直方向的偏移量dx及水平方向的偏移量dy，假設(shè)dx為8像素(pixel)，dy為2像素，則光標(biāo)會(huì)由出現(xiàn)的位置向左移動(dòng)8像素的距離，向下移動(dòng)2像素的距離。
由上述可知，投影機(jī)12上利用分光鏡32將光源30的可見(jiàn)光以及不可見(jiàn)光分開(kāi)，可見(jiàn)光由第二成像組件36調(diào)變?yōu)閿?shù)據(jù)處理器的畫面，不可見(jiàn)光的部分則由第一成像組件34調(diào)變?yōu)樘厥鈭D形，最后用棱鏡38將這二束光組合成一束光透過(guò)鏡頭40投影至屏幕上。圖像拾取器14的感光組件22用來(lái)接收不可見(jiàn)光，將感應(yīng)至的圖形傳送至數(shù)據(jù)處理器16作運(yùn)算，使用者以圖像拾取器14掃描屏幕18上的任意相鄰區(qū)域的圖形變化，就可以決定屏幕18上光標(biāo)移動(dòng)的方向以及移動(dòng)量。在本發(fā)明的實(shí)施例中，提供簡(jiǎn)易的二維矩形方格圖形，利用檢測(cè)方格的變化量以得到光標(biāo)移動(dòng)的方向以及移動(dòng)量，首先感光組件22在一第一時(shí)間接收到一第一圖像，當(dāng)圖像拾取器14移動(dòng)時(shí)，感光組件在一第二時(shí)間接收到一第二圖像，經(jīng)由第一圖像以及第二圖像的圖形就可決定光標(biāo)移動(dòng)的方向以及移動(dòng)量，最后由輸出單元24將圖形數(shù)據(jù)以傳輸線或無(wú)線通訊的方式傳送至數(shù)據(jù)處理器16。
與公知技術(shù)相比，本發(fā)明投影系統(tǒng)提供使用者一種直覺(jué)地操作光標(biāo)的方式，投影機(jī)利用不可見(jiàn)光在屏幕上投影出特殊圖形，圖像拾取器中的感光組件用來(lái)檢測(cè)不可見(jiàn)光，使用者只要以圖像拾取器直接對(duì)著屏幕移動(dòng)，數(shù)據(jù)處理器就可以依據(jù)圖像拾取器在不同時(shí)間點(diǎn)所拾取圖形的差異來(lái)控制光標(biāo)的移動(dòng)。公知投影系統(tǒng)中的控制器，如鼠標(biāo)、軌跡球以及搖桿等，雖然都是使用者熟悉的控制器，但都需要在一個(gè)固定的位置上操作，機(jī)動(dòng)性較小，而激光光筆雖然有較高的機(jī)動(dòng)性，但是激光光卻有傷害眼睛的擔(dān)心，故本發(fā)明提供一種容易操作、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)而且安全的投影系統(tǒng)。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)權(quán)利要求書范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明權(quán)利要求書圖像拾取器的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種投影系統(tǒng)，可將一圖像投影至一屏幕，包括一投影機(jī)，該投影機(jī)包括一光源；一分光鏡，該分光鏡安裝于該光源的一側(cè)，用來(lái)將該光源投射出來(lái)的光束分為一可見(jiàn)光束與一不可見(jiàn)光束；一第一成像組件，該第一成像組件用來(lái)調(diào)變?cè)摬豢梢?jiàn)光束，以形成一第一圖像；一第二成像組件，該第二成像組件用來(lái)調(diào)變?cè)摽梢?jiàn)光束，以形成一第二圖像，該第二圖像至少包括一光標(biāo)；以及一棱鏡，該棱鏡用來(lái)將該第一與該第二圖像投影至一屏幕上；一圖像拾取器，該圖像拾取器用來(lái)拾取該屏幕上該第一圖像的一部分，該圖像拾取器包括一輸出單元，該輸出單元用來(lái)輸出該圖像拾取器所得的該第一圖像，該輸出單元于一第一時(shí)間T1輸出該第一圖像的一第一部分圖像，于一第二時(shí)間T2輸出該第一圖像的一第二部分圖像；以及一數(shù)據(jù)處理器，該數(shù)據(jù)處理器用來(lái)接收該輸出單元傳送的數(shù)據(jù)，以及根據(jù)該第一部分圖像與該第二部分圖像來(lái)改變?cè)摴鈽?biāo)的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其特征在于該第一圖像是為一方格矩陣。
3.如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其特征在于該數(shù)據(jù)處理器是藉由一傳輸線連接于該投影機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其特征在于該數(shù)據(jù)處理器是通過(guò)一無(wú)線傳輸裝置連接于該投影機(jī)。
5.如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其特征在于該數(shù)據(jù)處理器計(jì)算該第一部分圖像與該第二部分圖像的一差異，利用該差異計(jì)算出使用者欲移動(dòng)該光標(biāo)的一距離。
6.如權(quán)利要求5所述的投影系統(tǒng)，其特征在于該圖像拾取器另包括一處理單元，用來(lái)計(jì)算該第一部分圖像與該第二部分圖像的一差異。
7.如權(quán)利要求6所述的投影系統(tǒng)，其特征在于該投影系統(tǒng)是配合一計(jì)算機(jī)主機(jī)使用，該圖像拾取器還包括一數(shù)據(jù)傳輸裝置，用以將該處理單元計(jì)算的該光標(biāo)欲移動(dòng)的距離，傳送至該計(jì)算機(jī)主機(jī)，使該光標(biāo)移動(dòng)。
8.如權(quán)利要求5所述的投影系統(tǒng)，其特征在于該投影系統(tǒng)另包括一計(jì)算機(jī)主機(jī)，該數(shù)據(jù)處理器是設(shè)置于該計(jì)算機(jī)主機(jī)內(nèi)，用以計(jì)算該光標(biāo)欲移動(dòng)的距離，使該光標(biāo)移動(dòng)。
9.如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其特征在于該輸出單元是通過(guò)一電線將該第一部分圖像與該第二部分圖像傳送至該數(shù)據(jù)處理器。
10.如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其特征在于該輸出單元是通過(guò)一無(wú)線傳輸裝置將該第一部分圖像與該第二部分圖像傳送至該數(shù)據(jù)處理器。
11.如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其特征在于該第一成像組件及該第二成像組件是為液晶顯示面板。
12.如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其特征在于該第一成像組件及該第二成像組件是為數(shù)字微鏡裝置。
13.如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)，其特征在于該感光組件是為電荷耦合裝置。
全文摘要
一種投影系統(tǒng)包括一投影機(jī)、一圖像拾取器及一數(shù)據(jù)處理器。該投影機(jī)可分別將不可見(jiàn)光調(diào)變?yōu)橐坏谝粓D像，及將可見(jiàn)光調(diào)變?yōu)橐痪哂幸还鈽?biāo)的第二圖像，并將該第一圖像與該第二圖像同時(shí)投影至一屏幕。圖像拾取器包括一輸出單元，該輸出單元用來(lái)輸出圖像拾取器所得的第一圖像。輸出單元于一第一時(shí)間T1輸出第一圖像的一第一部分圖像，于一第二時(shí)間T2輸出第一圖像的一第二部分圖像。數(shù)據(jù)處理器用來(lái)接收輸出單元傳送的數(shù)據(jù)，以及根據(jù)第一部分圖像與第二部分圖像來(lái)改變光標(biāo)的位置。
文檔編號(hào)G06F3/033GK1570707SQ03147638
公開(kāi)日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2003年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月15日
發(fā)明者曾達(dá)琳 申請(qǐng)人:明基電通股份有限公司