位置檢測(cè)裝置和圖像顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種位置檢測(cè)裝置和圖像顯示裝置。該位置檢測(cè)裝置包括：多個(gè)光接收部，接收來(lái)自指示物的反射激光束；透鏡；遮蔽部，布置在光接收部和透鏡之間，具有遮蔽表面，該遮蔽表面在正交于投影表面的方向上限制被引導(dǎo)至光接收部的反射激光束；以及確定部，確定指示物所指示的投影圖像中的三維位置。該遮蔽部的遮蔽表面具有如下凹形形狀：該凹形形狀的相對(duì)端部比凹形形狀的中心部更靠近所述透鏡。根據(jù)本發(fā)明，能夠檢測(cè)指示點(diǎn)相對(duì)于投影圖像的三維位置。
【專利說(shuō)明】位置檢測(cè)裝置和圖像顯示裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用激光束投影圖像的圖像顯示裝置以及一種用于檢測(cè)相對(duì)于投影圖像的指示物位置的位置檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如激光投影儀之類的圖像顯示裝置用激光束將圖像投影到投影表面上，這種圖像顯示裝置已經(jīng)投入實(shí)際應(yīng)用。在這種圖像顯示裝置中，已知用來(lái)檢測(cè)用戶在投影圖像中所指位置的技術(shù)。
[0003]日本專利特開(kāi)號(hào)2009-258569公開(kāi)了一種電子裝置，該電子裝置通過(guò)投影儀模塊的MEMS鏡的一部分來(lái)掃描來(lái)自紅外激光器的光束，通過(guò)反射鏡使得該光束與安裝面平行，并且當(dāng)手指觸摸投影圖像的預(yù)定區(qū)域時(shí)，通過(guò)分束器使得從手指反射的紅外光束入射到光電二極管上，以借助距離測(cè)量裝置通過(guò)TOF方法來(lái)測(cè)量至手指的距離。該電子裝置檢測(cè)投影圖像二維表面中的手指位置。
[0004]已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了采用投影圖像作為觸摸操作表面的用戶界面。例如，采用該用戶界面來(lái)作為個(gè)人電腦等的用戶界面，以便檢測(cè)指示點(diǎn)，識(shí)別投影圖像中已經(jīng)被選擇的圖標(biāo)，并當(dāng)用戶用手指等指示該圖標(biāo)時(shí)完成預(yù)定處理。
[0005]盡管該用戶界面能夠通過(guò)檢測(cè)二維表面中的投影圖像指示點(diǎn)來(lái)檢測(cè)平面中手指的位置和移動(dòng)，然而，該用戶界面不能檢測(cè)與該平面垂直的方向上的指示點(diǎn)。換句話說(shuō)，該用戶界面不能檢測(cè)三維空間中的指示點(diǎn)，并且當(dāng)采用前述用戶界面時(shí)，能夠被識(shí)別的用戶操作的數(shù)量有限。
[0006]此外，例如已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了投影針對(duì)右眼的圖像和針對(duì)左眼的圖像以允許看到這些圖像的用戶將這些圖像識(shí)別為三維圖像的技術(shù)。當(dāng)在用于三維圖像的用戶界面中采用該技術(shù)時(shí)，該用戶界面不能檢測(cè)高度方向上的指示點(diǎn)，從而該用戶界面不能充分起到用戶界面的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]已經(jīng)提出了本發(fā)明來(lái)解決前述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是檢測(cè)指示物相對(duì)于投影圖像的三維位置。
[0008]根據(jù)本發(fā)明第一方案的位置檢測(cè)裝置，包括:多個(gè)光接收部，布置在從投影表面起算的不同高度處，接收來(lái)自用于指示投影圖像一部分的指示物的反射激光束，其中，圖像通過(guò)掃描激光束被投影到該投影表面上；透鏡，將來(lái)自該指示物的反射激光束引導(dǎo)至所述光接收部；遮蔽部，布置在所述光接收部和該透鏡之間以在平行于該投影表面的方向上延伸，具有遮蔽表面，該遮蔽表面在正交于該投影表面的高度方向上限制被引導(dǎo)至該光接收部的反射激光束；以及確定部，基于所述多個(gè)光接收部的檢測(cè)結(jié)果，確定該指示物所指示的該投影圖像中的三維位置，而該遮蔽部的該遮蔽表面具有如下凹形形狀:該凹形形狀的相對(duì)端部比該凹形形狀的中心部更靠近該透鏡。[0009]在根據(jù)本發(fā)明第一方案的位置檢測(cè)裝置中，如本文以上所述，當(dāng)諸如指示器或用戶手指之類的器物的指示物指示投影圖像的一部分時(shí)，能夠基于掃描時(shí)機(jī)和光接收部接收反射激光束的時(shí)機(jī)來(lái)檢測(cè)平行于投影表面的平面上該指示物的位置，這些光接收部布置在從投影表面起算的不同高度處，從而，基于這些光接收部的檢測(cè)結(jié)果，確定部能夠確定在平行于投影表面的平面中以及在正交于投影表面的高度方向上指示物指示的投影圖像中的位置。因而，能夠檢測(cè)指示物相對(duì)于投影圖像的三維位置。而且，根據(jù)指示物相對(duì)于具有一定寬度的投影圖像所在的位置，在被透鏡引導(dǎo)至光接收部的反射激光束中產(chǎn)生像差。例如，當(dāng)該指示物位于投影圖像的端部時(shí)，被透鏡引導(dǎo)至光接收部上的反射激光束的光斑直徑變得比當(dāng)指示物位于投影圖像的中心部時(shí)更大，但是遮蔽部的遮蔽表面具有凹形彎曲形狀，從而反射激光束能夠被限制在反射激光束的光斑直徑不大的位置。因而，能夠防止在正交于投影表面的高度方向上發(fā)生光接收部的錯(cuò)誤檢測(cè)。
[0010]在根據(jù)第一方案的前述位置檢測(cè)裝置中，優(yōu)選地，該遮蔽部的該遮蔽表面具有如下彎曲形狀:該彎曲形狀的相對(duì)端部比該彎曲形狀的中間部更靠近透鏡。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，需要限制的反射激光束能夠被具有該彎曲形狀的遮蔽表面容易地遮蔽，從而，能夠可靠地防止光接收部的錯(cuò)誤檢測(cè)。
[0011]在遮蔽部的遮蔽表面具有彎曲形狀的前述結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選地，該遮蔽部的遮蔽表面具有連接如下多個(gè)位置的彎曲形狀:即從透鏡被引導(dǎo)至光接收部的反射激光束的光斑直徑是預(yù)定值的多個(gè)位置。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，能夠在反射激光束的光斑直徑變得比該預(yù)定值更大之前有效地遮蔽需要限制的反射激光束。因而，相對(duì)于反射激光束的像差有效地限制了反射激光束，從而，能夠更可靠地防止光接收部的錯(cuò)誤檢測(cè)。
[0012]在這種情況下，優(yōu)選地，遮蔽部的遮蔽表面具有連接如下多個(gè)位置的彎曲形狀:gp從透鏡被引導(dǎo)至光接收部的反射激光束的光斑直徑被最小化的多個(gè)位置。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，在反射激光束的光斑直徑被最小化的位置處能夠有效地遮蔽需要限制的反射激光束。因而，相對(duì)于反射激光束的像差有效地限制了反射激光束，從而能夠更可靠地防止光接收元件部的錯(cuò)誤檢測(cè)。
[0013]在遮蔽部的遮蔽表面具有彎曲形狀的前述結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選地，遮蔽部的遮蔽表面具有連接如下多個(gè)位置的彎曲形狀:即從透鏡被引導(dǎo)至光接收部的反射激光束的光斑的點(diǎn)圖像強(qiáng)度分布峰值最大化的多個(gè)位置。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，能夠在反射激光束的光斑的點(diǎn)圖像強(qiáng)度分布峰值被最大化的位置處有效地遮蔽需要限制的反射激光束。因而，相對(duì)于反射激光束的像差有效地限制了反射激光束，從而，能夠更可靠地防止光接收部的錯(cuò)誤檢測(cè)。
[0014]在遮蔽部的遮蔽表面具有彎曲形狀的前述結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選地，遮蔽部的遮蔽表面具有連接從透鏡被引導(dǎo)至光接收部的反射激光束的多個(gè)光會(huì)聚點(diǎn)的彎曲形狀。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，能夠在反射激光束的光會(huì)聚點(diǎn)的位置處有效地遮蔽需要限制的反射激光束。因而，相對(duì)于反射激光束的像差有效地限制了反射激光束，從而能夠更可靠地防止光接收部的錯(cuò)誤檢測(cè)。
[0015]在根據(jù)第一方案的前述位置檢測(cè)裝置中，優(yōu)選地，確定部被配置為，基于多個(gè)光接收部的檢測(cè)結(jié)果的組合，確定在高度方向上劃分的區(qū)域中用戶用指示物在投影圖像上進(jìn)行的操作。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，能夠容易地確定用戶用指示物在高度方向上劃分的區(qū)域中進(jìn)行的預(yù)定操作。[0016]在根據(jù)第一方案的前述位置檢測(cè)裝置中，優(yōu)選地，確定部被配置為，基于多個(gè)光接收部的檢測(cè)結(jié)果的組合，確定用指示物在投影圖像中的圖標(biāo)圖像上進(jìn)行的拖放操作。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，基于多個(gè)光接收部的檢測(cè)結(jié)果的組合，能夠確定用戶已經(jīng)用手指等拖放了投影圖像中的圖標(biāo)，從而，能夠采用該位置檢測(cè)裝置作為例如個(gè)人電腦等的用戶界面。
[0017]在根據(jù)第一方案的前述位置檢測(cè)裝置中，優(yōu)選地，遮蔽部的遮蔽表面被配置為，根據(jù)正交于投影表面的高度方向上的指示物的高度，阻擋被引導(dǎo)至光接收部的反射激光束。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，根據(jù)該指示物的高度限制了被引導(dǎo)至光接收部的反射激光束，從而，能夠基于沒(méi)有被限制的激光束容易地確定指示物的高度位置。
[0018]在根據(jù)第一方案的前述位置檢測(cè)裝置中，優(yōu)選地，通過(guò)彎曲板狀構(gòu)件來(lái)形成遮蔽部。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，能夠容易地以凹形方式形成遮蔽部的遮蔽表面。
[0019]在根據(jù)第一方案的前述位置檢測(cè)裝置中，優(yōu)選地，該光接收部包括第一光接收部和第二光接收部,該第二光接收部在正交于該投影表面的高度方向上布置的位置高于第一光接收部的位置；并且確定部?jī)?yōu)選地被配置為，基于第一光接收部和第二光接收部的檢測(cè)結(jié)果的組合，確定在正交于投影表面的高度方向上該指示物的高度位置。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，能夠基于第一光接收部和第二光接收部的檢測(cè)結(jié)果的組合來(lái)精確地確定指示物的高度位置。
[0020]在這種情況下，優(yōu)選地，確定部被配置為，基于第一光接收部和第二光接收部的檢測(cè)結(jié)果的組合，確定在正交于投影表面的高度方向上指示物的三個(gè)等級(jí)的高度位置。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，能夠用采用了兩個(gè)光接收部的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)來(lái)容易地確定指示物的三個(gè)等級(jí)的高度位置。
[0021]在根據(jù)第一方案的前述位置檢測(cè)裝置中，優(yōu)選地，該光接收部被配置為在平行于投影表面的方向上延伸。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，能夠在平行于投影表面的方向上廣泛地檢測(cè)反射激光束。
[0022]在根據(jù)第一方案的前述位置檢測(cè)裝置中，優(yōu)選地，激光束通過(guò)微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)掃描鏡來(lái)掃描。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，通過(guò)采用MEMS掃描鏡，能夠減小掃描部的尺寸，能夠減少掃描部的功耗，并且能夠增大掃描部的處理速度。
[0023]在根據(jù)第一方案的前述位置檢測(cè)裝置中，優(yōu)選地，通過(guò)掃描該激光束來(lái)投影三維圖像；以及確定部?jī)?yōu)選地被配置為，基于多個(gè)光接收部的檢測(cè)結(jié)果，確定在指示物所指示的三維投影圖像中的三維位置。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，能夠容易地檢測(cè)三維圖像中用戶的預(yù)定操作。
[0024]根據(jù)本發(fā)明第二方案的圖像顯示裝置，包括:激光束光源部，輸出激光束；掃描部，掃描從該激光束光源部輸出的激光束以將圖像投影在投影表面上；多個(gè)光接收部，布置在從該投影表面起算的不同高度處，接收來(lái)自用于指示投影圖像一部分的指示物的反射激光束；透鏡，將來(lái)自該指示物的反射激光束引導(dǎo)至該光接收部；遮蔽部，布置在該光接收部和該透鏡之間以在平行于該投影表面的方向上延伸，具有遮蔽表面，該遮蔽表面在正交于該投影表面的高度方向上限制被引導(dǎo)至光接收部的反射激光束；以及確定部，基于多個(gè)光接收部的檢測(cè)結(jié)果，確定該指示物所指示的該投影圖像中的三維位置，而該遮蔽部的該遮蔽表面具有如下凹形形狀:該凹形形狀的相對(duì)端部比該凹形形狀的中心部更靠近透鏡。
[0025]在根據(jù)本發(fā)明第二方案的圖像顯示裝置中，如本文以上所述，當(dāng)諸如指示器或用戶手指之類的器物的指示物指示投影圖像的一部分時(shí)，能夠基于掃描時(shí)機(jī)和光接收部接收反射激光束的時(shí)機(jī)來(lái)檢測(cè)平行于投影表面的平面上該指示物的位置，這些光接收部布置在從投影表面起算的不同高度處，從而，基于這些光接收部的檢測(cè)結(jié)果，確定部能夠確定在平行于投影表面的平面中以及在正交于投影表面的高度方向上由指示物指示的投影圖像中的位置。因而，能夠檢測(cè)指示物相對(duì)于投影圖像的三維位置。而且，根據(jù)指示物相對(duì)于具有一定寬度的投影圖像所在的位置，在被透鏡引導(dǎo)至光接收部的反射激光束中產(chǎn)生像差。例如，當(dāng)該指示物位于投影圖像的端部時(shí)，被透鏡引導(dǎo)至光接收部上的反射激光束的光斑直徑變得比當(dāng)指示物位于投影圖像的中心部時(shí)更大，但是遮蔽部的遮蔽表面具有凹形彎曲形狀，從而使得反射激光束能夠被限制在反射激光束的光斑直徑不大的位置。因而，能夠防止在正交于投影表面的高度方向上發(fā)生光接收部的錯(cuò)誤檢測(cè)。
[0026]在根據(jù)第二方案的前述圖像顯示裝置中，優(yōu)選地，該遮蔽部的該遮蔽表面具有如下彎曲形狀:該彎曲形狀的相對(duì)端部比該彎曲形狀的中間部更靠近透鏡。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，需要限制的反射激光束能夠被具有該彎曲形狀的遮蔽表面容易地遮蔽，從而，能夠可靠地防止光接收部的錯(cuò)誤檢測(cè)。
[0027]在根據(jù)第二方案的前述圖像顯示裝置中，優(yōu)選地，確定部被配置為，基于多個(gè)光接收部的檢測(cè)結(jié)果的組合，確定在高度方向上劃分的區(qū)域中用戶用指示物在投影圖像上進(jìn)行的操作。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，能夠容易地確定用戶在高度方向上劃分的區(qū)域中進(jìn)行的預(yù)定操作。
[0028]在根據(jù)第二方案的前述圖像顯示裝置中，優(yōu)選地，確定部被配置為，基于多個(gè)光接收部的檢測(cè)結(jié)果的組合，確定用指示物在投影圖像中的圖標(biāo)圖像上進(jìn)行的拖放操作。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，基于多個(gè)光接收部的檢測(cè)結(jié)果的組合，能夠確定用戶已經(jīng)用手指等拖放了投影圖像中的圖標(biāo)，從而，能夠采用該圖像顯示裝置作為例如個(gè)人電腦等的用戶界面。
[0029]在根據(jù)第二方案的前述圖像顯示裝置中，優(yōu)選地，遮蔽部的遮蔽表面具有連接如下多個(gè)位置的彎曲形狀:即從透鏡被引導(dǎo)至光接收部的反射激光束的光斑直徑是預(yù)定值的多個(gè)位置。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，能夠在反射激光束的光斑直徑變得比該預(yù)定值更大之前有效地遮蔽需要限制的反射激光束。因而，相對(duì)于反射激光束的像差有效地限制了反射激光束，從而，能夠更可靠地防止光接收部的錯(cuò)誤檢測(cè)。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的諸如確定部之類的功能部能夠具有采用電子組件的電路配置，也能夠被配置為采用計(jì)算機(jī)硬件和軟件的功能模塊，并且被配置為使該計(jì)算機(jī)硬件執(zhí)行該軟件。
[0031]根據(jù)本發(fā)明，能夠檢測(cè)指示點(diǎn)相對(duì)于投影圖像的三維位置。
[0032]本發(fā)明的前述和其他目的、特征、方案和優(yōu)點(diǎn)將從以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述中變得更為清晰。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像顯示裝置的外形的透視圖；
[0034]圖2是根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的圖像顯示裝置的主要部分的框圖；
[0035]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的圖像顯示裝置的功能的透視圖；
[0036]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的圖像顯示裝置的功能的側(cè)立面圖；
[0037]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的圖像顯示裝置的光接收部周圍的結(jié)構(gòu)的剖面圖；
[0038]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的圖像顯示裝置的光接收部周圍的結(jié)構(gòu)的透視圖；
[0039]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的圖像顯示裝置的光接收部周圍的結(jié)構(gòu)的平面圖；
[0040]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的圖像顯示裝置的遮蔽部的功能的透視圖；
[0041]圖9是示出根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的圖像顯示裝置的遮蔽部的功能的側(cè)立面圖；
[0042]圖10示出根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的圖像顯示裝置的光接收部的功能；
[0043]圖11示出根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的圖像顯示裝置執(zhí)行的確定處理；
[0044]圖12示出根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的圖像顯示裝置的應(yīng)用實(shí)例；以及
[0045]圖13示出透鏡產(chǎn)生的像差。
【具體實(shí)施方式】
[0046]之后將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
[0047]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的激光投影儀I。該激光投影儀I并入有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的位置檢測(cè)裝置。例如，根據(jù)該實(shí)施例的激光投影儀I設(shè)置在桌子100上，將通過(guò)掃描激光束投影的相同圖像投影并顯示為諸如屏幕之類的投影表面200上的圖像201，并將該圖像投影并顯示為諸如桌子100的上表面之類的投影表面上的操作圖像101。在該圖所示的示例中，從設(shè)置在與投影顯示圖像201的投影儀殼體一側(cè)相對(duì)的一側(cè)的投影儀殼體的窗口 Ia發(fā)出激光束，這樣，操作圖像101被投影。該激光投影儀I是本發(fā)明中“圖像顯示裝置”的示例。
[0048]根據(jù)該實(shí)施例的激光投影儀I以相對(duì)較大的尺寸投影顯示圖像201以用于展示，并以相對(duì)較小的尺寸將操作圖像101投影為用戶界面，用戶在該用戶界面上執(zhí)行觸摸操作。在以下描述的示例中，當(dāng)用戶用手指操作該操作圖像101中的圖標(biāo)時(shí)，認(rèn)為是用戶操作顯示圖像201中的圖標(biāo)，并且與該圖標(biāo)上的操作相對(duì)應(yīng)的預(yù)定處理被執(zhí)行，例如，通過(guò)拖放操作來(lái)移動(dòng)圖標(biāo)的操作，或者投影和顯示另一個(gè)文件的圖像的操作。
[0049]根據(jù)該實(shí)施例，如后文所述檢測(cè)指尖的位置，采用用來(lái)指示操作圖像101 —部分(例如圖標(biāo))的指尖作為指示物(indicator),但是也能夠使用諸如指示器(pointer)之類的各種實(shí)施方式，只要該實(shí)施方式能夠反射對(duì)于檢測(cè)而言必要的激光束即可。為了更清楚地檢測(cè)指示點(diǎn)，該指示物的反射率優(yōu)選地高于其他部分的反射率。例如，手指的指甲或設(shè)置在指示器尖端上的鏡面部?jī)?yōu)選地用作檢測(cè)對(duì)象的指示物。在該圖所示的示例中，從用戶指尖反射的激光束經(jīng)由兩個(gè)窗口 Ib和Ic入射到設(shè)置在投影儀殼體中的位置檢測(cè)裝置上，這兩個(gè)窗口 Ib和Ic設(shè)置在投影儀殼體的支腿上的不同高度位置處。
[0050]同時(shí)將同一圖像顯示為顯示圖像201和操作圖像101的圖像顯示裝置(激光投影儀)除了展示之外還能夠用于各種目的。例如，當(dāng)圖像顯示裝置包括像在個(gè)人計(jì)算機(jī)中那樣的信息處理功能時(shí)，該顯示圖像201能夠用作顯示屏幕，該操作圖像101能夠用作用戶操作的輸入部。
[0051]圖2示出了根據(jù)該實(shí)施例的激光投影儀I主要部分的結(jié)構(gòu)。該激光投影儀I主要是由激光束光源2a到2c、各種光學(xué)元件3到6、掃描鏡7、各種驅(qū)動(dòng)/控制單元8到14、用于輸入用戶操作(例如，激光投影儀I的設(shè)定)的操作部15以及兩個(gè)光接收器16和17組成。該激光投影儀I合成紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)成分的激光束，之后通過(guò)掃描鏡7掃描該合成光束，以將根據(jù)輸入視頻信號(hào)的彩色圖像投影為顯示圖像201和操作圖像101。該輸入視頻信號(hào)是從個(gè)人計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)裝置等輸入的靜態(tài)圖像信號(hào)或者移動(dòng)圖像信號(hào)。該掃描鏡7是本發(fā)明中“掃描部”的示例。
[0052]各個(gè)激光束光源2a到2c是激光二極管(LD)，所述激光二極管輸出彼此不同的顏色成分的激光束，并且通過(guò)單獨(dú)地從激光驅(qū)動(dòng)器12提供的驅(qū)動(dòng)電流來(lái)彼此獨(dú)立地被驅(qū)動(dòng)，以輸出單個(gè)顏色成分的激光束。因而，發(fā)出了具有特定波長(zhǎng)的單個(gè)顏色成分的激光束，使得藍(lán)色成分(B)激光束從激光束光源2a發(fā)出，綠色成分(G)激光束從激光束光源2b發(fā)出，紅色成分(R)激光束從激光束光源2c發(fā)出。激光束光源2a到2c是本發(fā)明中“激光束光源部”的示例。
[0053]分色鏡3和4僅透射特定波長(zhǎng)的激光束而將其他波長(zhǎng)的激光束反射,從而將從激光束光源2a到2c發(fā)出的R、G和B顏色成分的激光束合成。具體而言，從激光束光源2a和2b發(fā)出的藍(lán)色成分和綠色成分的激光束在光路上游的分色鏡3中被合成，之后被發(fā)射到光路下游的分色鏡4。該被發(fā)出的合成光束和從激光束光源2c發(fā)出的紅色成分激光束在分色鏡4中被進(jìn)一步合成，并被作為目標(biāo)最終顏色合成光束發(fā)出。在分色鏡3和4中被合成的該顏色合成光束通過(guò)透鏡5被收集，并入射到掃描鏡7上。
[0054]根據(jù)該實(shí)施例，采用微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)掃描鏡作為掃描鏡7，該MEMS掃描鏡有利于減小尺寸、降低功耗、加快處理等。通過(guò)掃描鏡驅(qū)動(dòng)器8使得掃描鏡7在水平方向(X方向)和豎直方向(Y方向)上轉(zhuǎn)移，來(lái)自掃描鏡控制部9的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入到掃描鏡驅(qū)動(dòng)器8中，該掃描鏡7根據(jù)掃描鏡7的偏轉(zhuǎn)角(deflection angle)將入射到掃描鏡7上的彩色光束反射，在屏幕200和桌子100上的水平和豎直方向上用彩色光束掃描像素斑P，投影并顯示出顯示圖像201和操作圖像101。關(guān)于用于投影圖像的像素斑P的掃描位置的信息從圖像處理部10輸入到掃描鏡控制部9和激光控制部11中，并且相對(duì)于每一個(gè)掃描位置的彩色像素被投影為像素斑P。
[0055]用于投影該顯示圖像201和操作圖像101的顏色合成激光束從設(shè)置在激光投影儀殼體上的窗口(用于操作圖像101的窗口 Ia和用于顯示圖像201的類似窗口)發(fā)出，光分束單元6設(shè)置在從掃描鏡7到這些窗口的光路中。光分束單元6將從掃描鏡7反射的顏色合成激光束進(jìn)行反射和透射以將該顏色合成激光束分束。通過(guò)這些分束后的顏色合成激光束將顯示圖像201和操作圖像101投影和顯示。
[0056]圖像處理部10基于輸入視頻信號(hào)以預(yù)定時(shí)間間隔將視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊す饪刂撇?1，這樣，激光控制部11獲得了預(yù)定掃描位置的像素信息。激光控制部11基于該像素信息將用于掃描投影范圍內(nèi)的像素斑P的驅(qū)動(dòng)電流信號(hào)輸出到激光驅(qū)動(dòng)器12，并控制來(lái)自激光束光源2a到2c的光發(fā)射輸出，從而投影顯示圖像201和操作圖像101。
[0057]激光驅(qū)動(dòng)器12驅(qū)動(dòng)激光束光源2a到2c，以允許激光束光源2a到2c基于由激光控制部11執(zhí)行的前述控制來(lái)發(fā)出激光束。當(dāng)?shù)扔诨虼笥谡袷庨撝惦娏鞯碾娏鲝募す怛?qū)動(dòng)器11被提供時(shí)，激光束光源2a到2c發(fā)出激光束，并隨著被提供的電流值增大而輸出具有更大輸出(光量)的激光束。而且，當(dāng)小于振動(dòng)閾值電流的電流被提供時(shí)，該激光束光源2a到2c停止輸出激光束。根據(jù)該實(shí)施例，采用激光二極管(LD)作為激光束光源2a到2c。
[0058]光接收器16和17與如圖1所示的兩個(gè)窗口 Ic和Ib相對(duì)應(yīng)地布置在從桌子100的上表面(操作圖像101)起算的不同高度的位置處。根據(jù)該實(shí)施例，光接收器16經(jīng)由窗口Ic在基本上等于或稍高于操作圖像101高度的高度處面向操作圖像101，光接收器17經(jīng)由窗口 Ib在稍高于光接收器16高度的高度處面向操作圖像101。如后文所述，該光接收器16和17具有用于接收激光束的諸如光電二極管之類的光接收元件，并且接收從用戶的指尖反射的激光束。
[0059]控制部13和光接收器16和17獨(dú)立地構(gòu)成了位置檢測(cè)裝置，控制部13具有確定部14，該確定部14用于確定用戶指尖所指示的操作圖像的一部分的位置(以及由位置變化指示的操作移動(dòng))。用于指示反射激光束已經(jīng)被光接收器16和17接收到的信號(hào)輸入到控制部13中，關(guān)于用于投影圖像的像素斑P的掃描位置的信息從圖像處理部10輸入到控制部13，類似于掃描鏡控制部9和激光控制部11。
[0060]基于輸入到控制部13的輸入，確定部14從光接收器16和17已經(jīng)接收到反射激光束的時(shí)刻確定與操作圖像101 (桌子100)平行的平面中的反射位置以及在該時(shí)刻的掃描位置。換句話說(shuō)，確定部14確定與操作圖像101平行的平面中用戶指尖的二維位置。此外，如后文所述，確定部14基于光接收器16或光接收器17是否接收到反射激光束來(lái)確定與桌子100 (投影表面)正交(即垂直)的方向上操作圖像101中的反射位置(用戶指尖的位置)。
[0061]因而，基于前述二維位置和高度位置，確定部14確定用于指示操作圖像101中的圖標(biāo)等的用戶指尖的三維位置。控制部13響應(yīng)于確定部14的確定，將用于表示該圖標(biāo)通過(guò)例如拖放操作被移動(dòng)的圖像數(shù)據(jù)輸入到圖像處理部10中，并將該圖像數(shù)據(jù)反映到顯示圖像201和操作圖像101中。
[0062]現(xiàn)在詳細(xì)描述光接收器16和17的結(jié)構(gòu)。如圖3所示，當(dāng)用戶的指尖指示操作圖像101的一部分時(shí)，從窗口 Ia發(fā)出的投影激光束(顏色合成激光束)從指尖被反射，并且反射激光束入射到窗口 Ib和lc。反射激光束類似地入射到窗口 Ib和lc，而不管用戶指尖在操作圖像101中的位置是什么。在激光束在操作圖像101的中心部分被反射的情況和激光束在操作圖像101的端部被反射的情況這兩種情況中，從諸如用戶指尖之類的指示物漫射性反射的激光束類似地入射到窗口 Ib和lc。
[0063]而且，如圖4所示，當(dāng)用戶指尖是位于操作圖像101的垂直方向上(在與桌子100的上表面正交的方向上)時(shí)，反射激光束也是類似地入射到窗口 Ib和lc。如圖4中的(a)圖所示從位于桌子100上表面上的指尖反射的激光束和如圖4中的(b)圖所示從朝上離開(kāi)桌子100上表面的位置處的指尖反射的激光束類似地入射到窗口 Ib和lc。然而，在圖4的Ca)圖和(b)圖中，根據(jù)指尖的高度位置，入射到窗口 Ib和Ic的激光束的角度不同。
[0064]如圖5所示，光接收器16和17設(shè)置在并入到激光投影儀I的框體(case) 18中，并且處于與窗口 Ib和Ic對(duì)應(yīng)的不同高度位置處。光接收器16具有用于檢測(cè)反射激光束的施加的光接收元件16a、用于收集從窗口 Ic入射的反射激光束并將收集的激光束引導(dǎo)至光接收元件16a的透鏡16b、以及布置在光接收元件16a和透鏡16b之間的板狀遮蔽構(gòu)件16c，板狀遮蔽構(gòu)件16c的高度足以覆蓋光接收元件16a的幾乎下半部分。光接收器17類似于光接收器16，具有光接收元件17a、用于收集從窗口 Ib入射的反射激光束并將收集的激光束引導(dǎo)至光接收元件17a的透鏡17b、以及高度足以覆蓋光接收元件17a的幾乎下半部分的板狀遮蔽構(gòu)件17c。光接收元件16a是本發(fā)明中“光接收部”或“第一光接收部”的示例，光接收元件17a是本發(fā)明中“光接收部”或“第二光接收部”的示例。該遮蔽構(gòu)件16c和17c是本發(fā)明中“遮蔽部”的示例。[0065]該遮蔽構(gòu)件16c和17c的形狀相同，并且在與光接收元件16a和17a相對(duì)應(yīng)的相同方向上具有寬度，光接收元件16a和17a在操作圖像101的寬度方向(X方向)上具有寬度。比如以圖6到圖8示出的光接收器16為代表，遮蔽構(gòu)件16c具有如下彎曲形狀:該彎曲形狀的相對(duì)端部比該彎曲形狀的中間部更靠近透鏡16b，并且該遮蔽構(gòu)件16c根據(jù)入射角阻擋至光接收元件16a的反射激光束，以限制對(duì)光接收元件16a的施加。而且，如圖6所示，遮蔽構(gòu)件16c具有遮蔽表面(陰影部分)，該遮蔽表面阻擋反射激光束，以限制對(duì)位置與透鏡16b相對(duì)的光接收元件16a的施加。
[0066]如圖8所示，從位于高度基本上等于桌子100上表面(操作圖像101)的高度處的用戶指尖Fll和F12反射的激光束Lll和L12通過(guò)透鏡16b被收集并被施加至光接收元件16a的幾乎上半部分成為光斑Sll和S12，同時(shí)，從位于更高位置(高度h)處的用戶指尖F13和F14反射的激光束L13和L14通過(guò)透鏡16b被收集并被施加到光接收元件16a的幾乎下半部分成為光斑S13和S14。換句話說(shuō)，隨著激光束被反射的位置越高，光接收元件16a的施加位置越低，而且施加到光接收元件16a的幾乎下半部分的反射激光束被遮蔽構(gòu)件16c阻擋。
[0067]這里，在指示位置(反射位置)如圖13中的(a)圖所示那樣處于圖像的中心部分Pl和處于圖像的端部P2處的情況下，通過(guò)透鏡被收集并且被施加到光接收元件(PD)的光通量光斑如圖13中的(b)圖所示那樣彼此不同。這是由于透鏡產(chǎn)生的像差(aberration)引起的,并且來(lái)自端部P2的光斑的直徑大于來(lái)自中心部分Pl的光斑的直徑。
[0068]而且，對(duì)于通過(guò)透鏡16b被收集并且被施加至光接收元件16a的反射激光束也發(fā)生類似的像差。例如，如圖8所示的光斑S14那樣，應(yīng)當(dāng)被遮蔽構(gòu)件16c阻擋的反射激光束的光斑直徑由于像差被放大了，因而擔(dān)心該反射激光束不能被全部阻擋，而是錯(cuò)誤地被光接收元件16a檢測(cè)到。
[0069]另一方面，根據(jù)該實(shí)施例的遮蔽構(gòu)件16c具有如上所述的彎曲形狀，從而能夠在透鏡16b對(duì)于反射激光束(光通量)的光會(huì)聚點(diǎn)(焦點(diǎn))或靠近光會(huì)聚點(diǎn)的位置處阻擋反射激光束。因而，在通過(guò)透鏡16b被收集的反射激光束的光斑直徑由于像差而被放大到足以導(dǎo)致錯(cuò)誤檢測(cè)之前，即在光斑直徑不是過(guò)于放大的狀態(tài)下，通過(guò)遮蔽構(gòu)件16c阻擋反射激光束，這樣，防止了錯(cuò)誤檢測(cè)。
[0070]只要遮蔽構(gòu)件16c具有彎曲形狀，則當(dāng)光斑直徑小時(shí)就能夠阻擋端部處的反射激光束(其光斑直徑被放大)。因而，能夠采用各種彎曲形狀，只要遮蔽構(gòu)件16c具有如下凹形形狀即可:即凹形形狀的相對(duì)端部比凹形形狀的中心部更靠近透鏡16b。
[0071]優(yōu)選地，遮蔽構(gòu)件16c的彎曲形狀是連接如下多個(gè)位置的彎曲形狀:即在透鏡16b和光接收元件16a之間，從中心到端部的區(qū)域中反射激光束的光斑直徑是預(yù)定值的多個(gè)位置，并且通過(guò)這種彎曲形狀，具有一致寬度(邊緣的高度)的遮蔽構(gòu)件16c能夠阻擋反射激光束。而且，優(yōu)選地，遮蔽構(gòu)件16c的彎曲形狀是連接如下多個(gè)位置的彎曲形狀:即如圖7所示，在透鏡16b和光接收元件16a之間，反射激光束光斑的點(diǎn)圖像強(qiáng)度的分布峰值被最大化(即透鏡16b的光會(huì)聚點(diǎn))的多個(gè)位置；而且，能夠在反射激光束的光斑直徑被最小化的狀態(tài)下通過(guò)遮蔽構(gòu)件16來(lái)阻擋從中心到端部的反射激光束。
[0072]這對(duì)于光接收器17也同樣適用，光接收器17的遮蔽構(gòu)件17c具有與遮蔽構(gòu)件16c相同的彎曲形狀。[0073]如圖9所示，具有前述結(jié)構(gòu)的兩個(gè)光接收器16和17能夠檢測(cè)三個(gè)等級(jí)(level)的反射激光束的用戶指尖高度位置。如圖9中的(a)圖所示，在高度基本上等于桌子100上表面(操作圖像)的高度處的用戶指尖FA反射的激光束被施加至光接收元件16a和17a，而沒(méi)有被遮蔽構(gòu)件16c或17c阻擋，并且光接收通知信號(hào)從兩個(gè)光接收器16和17輸入到控制部13。
[0074]如圖9中的(b)圖所示，在高度稍高于桌子100上表面的高度處的用戶指尖FB反射的激光束沒(méi)有被遮蔽構(gòu)件17c阻擋，但是被遮蔽構(gòu)件16c阻擋，并且僅施加至光接收元件17a，光接收通知信號(hào)僅從光接收器17輸入到控制部13。如圖9中的(c)圖所示，在距離桌子100上表面的高度高于指尖FB的高度處的用戶指尖FC反射的激光束被遮蔽構(gòu)件16c和17c 二者阻擋，并且沒(méi)有被施加至光接收元件16a或17a，光接收通知信號(hào)沒(méi)有從這兩個(gè)光接收器輸入到控制部13。
[0075]根據(jù)該實(shí)施例，確定部14基于根據(jù)以上描述的反射位置FA、FB和FC之間的高度差的光接收器16和17的檢測(cè)結(jié)果的組合進(jìn)行如下確定。根據(jù)該實(shí)施例，這兩個(gè)光接收器設(shè)置在高度方向上以便能夠確定三個(gè)等級(jí)的高度位置，但是，也可以在高度方向上設(shè)置三個(gè)或更多個(gè)光接收器，以能夠確定四級(jí)或更多級(jí)的高度位置。
[0076]圖10示出了根據(jù)圖9所示高度位置的反射激光束的檢測(cè)和未檢測(cè)狀態(tài)。如圖10中的(a)圖所示，下方的光接收器16和上方的光接收器17根據(jù)反射點(diǎn)(指尖)的高度檢測(cè)反射激光束，如圖10中的(b)圖所示，下方的光接收器16檢測(cè)來(lái)自位于桌子100上表面和稍高位置之間的指尖的反射，而上方的光接收器17檢測(cè)來(lái)自位于桌子100上表面和高于該稍高位置的位置之間的指尖的反射。
[0077]根據(jù)該實(shí)施例，如圖11所示，下方的光接收器16由于遮蔽構(gòu)件16c不能檢測(cè)到反射激光束的從桌子100上表面(Omm)起算的高度被設(shè)定為10mm，上方的光接收器17由于遮蔽構(gòu)件17c不能檢測(cè)到反射激光束的從桌子100上表面(Omm)起算的高度被設(shè)定為30mm。而且，在確定部14中，關(guān)于光接收器16和17是否已經(jīng)檢測(cè)到反射激光束的檢測(cè)結(jié)果的組合是與垂直區(qū)域A、B和C相關(guān)聯(lián)地設(shè)定的。
[0078]換句話說(shuō)，下方的光接收器16和上方的光接收器17這二者均檢測(cè)到反射激光束的狀態(tài)是與桌子上表面附近相對(duì)較低的區(qū)域A (Omm到IOmm)相關(guān)聯(lián)地設(shè)定的，下方的光接收器16沒(méi)有檢測(cè)到反射激光束而上方的光接收器17檢測(cè)到反射激光束的狀態(tài)是與稍高于桌子上表面的區(qū)域B (IOmm到30mm)相關(guān)聯(lián)地設(shè)定的，而下方的光接收器16和上方的光接收器17這二者都沒(méi)有檢測(cè)到反射激光束的狀態(tài)是與從桌子上表面起算比區(qū)域B更高的區(qū)域C (30mm或更多)相關(guān)聯(lián)地設(shè)定的。如上所述，確定部14將指尖的高度位置確定為這些區(qū)域，并基于投影圖像的掃描時(shí)機(jī)和反射時(shí)機(jī)(接收到反射激光束的時(shí)機(jī))通過(guò)確定桌子平面中的二維位置來(lái)確定指尖的三維位置。
[0079]以這種方式來(lái)設(shè)定高度區(qū)域，這樣，確定部14能夠容易地確定如圖12所示的拖放操作。確定部14能夠以如下方式識(shí)別出在被投影到桌子表面上的操作圖像101中移動(dòng)圖標(biāo)以及將圖標(biāo)放置在另一位置的拖放操作。當(dāng)用戶在被投影到桌子表面上的操作圖像101中用指尖觸摸圖標(biāo)圖像(即，圖標(biāo)圖像被投影在桌子上的區(qū)域)以選擇該圖標(biāo)圖像、從區(qū)域A抬起該指尖到區(qū)域B并橫向移動(dòng)指尖、并且再次觸摸操作圖像中的期望位置時(shí)，確定部14確定該圖標(biāo)已經(jīng)被拖放，并且控制部13將該圖標(biāo)圖像移動(dòng)到被再次觸摸的前述位置。[0080]盡管在該實(shí)施例中通過(guò)觸摸操作圖像而實(shí)現(xiàn)了拖放操作，然而，本發(fā)明不限于此，也能夠確定其他的操作。而且，盡管是通過(guò)高度方向上的范圍來(lái)提供用戶操作從而通過(guò)該區(qū)域確定高度，而且在該實(shí)施例中能夠以稍微粗糙的操作來(lái)確定預(yù)定操作，然而，根據(jù)本發(fā)明，也可以可替代地通過(guò)坐標(biāo)來(lái)確定高度。這允許除了確定二維位置之外來(lái)進(jìn)行高精度的三維位置的確定。
[0081]根據(jù)該實(shí)施例，如本文以上所述，當(dāng)諸如指示器或用戶手指之類的器物的指示物指示操作圖像101的一部分時(shí)，能夠基于掃描時(shí)機(jī)和光接收元件16a和17a接收反射激光束的時(shí)機(jī)來(lái)檢測(cè)平行于投影表面的平面上該指示物的位置，這些光接收元件16a和17a布置在從投影表面起算的不同高度處，從而，基于這些光接收元件16a和17a的檢測(cè)結(jié)果，確定部14能夠確定在平行于投影表面的平面中以及在正交于投影表面的高度方向上由指示物指示的操作圖像101中的位置。因而，能夠檢測(cè)指示物相對(duì)于該操作圖像101的三維位置。而且，根據(jù)指示物相對(duì)于具有一定寬度的操作圖像101所在的位置，在被透鏡16b(17b)引導(dǎo)至光接收元件16a (17a)的反射激光束中產(chǎn)生像差。例如，當(dāng)該指示物位于操作圖像101的端部時(shí)，被透鏡16b (17b)引導(dǎo)至光接收元件16a (17a)上的反射激光束的光斑直徑變得比當(dāng)指示物位于操作圖像101的中心部時(shí)更大，但是遮蔽構(gòu)件16c (17c)的遮蔽表面具有凹形彎曲形狀，從而使得反射激光束能夠被限制在反射激光束的光斑直徑不大的位置。因而，能夠防止在正交于投影表面的高度方向上發(fā)生光接收元件16a (17a)的錯(cuò)誤檢測(cè)。
[0082]根據(jù)該實(shí)施例，該遮蔽構(gòu)件16c (17c)的遮蔽表面具有如下彎曲形狀:該彎曲形狀的相對(duì)端部比中間部更靠近透鏡。因而，需要限制的反射激光束能夠被具有該彎曲形狀的遮蔽表面容易地遮蔽，從而，能夠可靠地防止光接收元件16a (17a)的錯(cuò)誤檢測(cè)。
[0083]根據(jù)該實(shí)施例，該遮蔽構(gòu)件16c(17c)的遮蔽表面具有連接如下多個(gè)位置的彎曲形狀:即從透鏡16b (17b)被引導(dǎo)至光接收元件16a (17a)的反射激光束的光斑直徑是預(yù)定值的多個(gè)位置。因而，能夠在反射激光束的光斑直徑變得比該預(yù)定值更大之前有效地遮蔽需要限制的反射激光束。因而，相對(duì)于反射激光束的像差有效地限制了反射激光束，從而，能夠更可靠地防止光接收元件16a (17a)的錯(cuò)誤檢測(cè)。
[0084]根據(jù)該實(shí)施例，如本文以上所述，遮蔽構(gòu)件16c (17c)的遮蔽表面具有連接如下多個(gè)位置的彎曲形狀:即從透鏡16b (17b)被引導(dǎo)至光接收元件16a (17a)的反射激光束的光斑直徑被最小化的多個(gè)位置。因而，在反射激光束的光斑直徑被最小化的位置處能夠有效地遮蔽需要限制的反射激光束。因而，相對(duì)于反射激光束的像差有效地限制了反射激光束，從而能夠更可靠地防止光接收元件16a (17a)的錯(cuò)誤檢測(cè)。
[0085]根據(jù)該實(shí)施例，遮蔽構(gòu)件16c (17c)的遮蔽表面具有連接如下多個(gè)位置的彎曲形狀:即從透鏡16b (17b)被引導(dǎo)至光接收元件16a (17a)的反射激光束的光斑的點(diǎn)圖像強(qiáng)度分布峰值最大化的多個(gè)位置。因而，能夠在反射激光束的光斑的點(diǎn)圖像強(qiáng)度分布峰值被最大化的位置處有效地遮蔽需要限制的反射激光束。因而，相對(duì)于反射激光束的像差有效地限制了反射激光束，從而，能夠更可靠地防止光接收元件16a (17a)的錯(cuò)誤檢測(cè)。
[0086]根據(jù)該實(shí)施例，遮蔽構(gòu)件16c (17c)的遮蔽表面具有連接從透鏡16b (17b)被引導(dǎo)至光接收元件16a (17a)的反射激光束的多個(gè)光會(huì)聚點(diǎn)的彎曲形狀。因而，能夠在反射激光束的光會(huì)聚點(diǎn)的位置處有效地遮蔽需要限制的反射激光束。因而，相對(duì)于反射激光束的像差有效地限制了反射激光束，從而能夠更可靠地防止光接收元件16a (17a)的錯(cuò)誤檢測(cè)。
[0087]根據(jù)該實(shí)施例，確定部14被配置為，基于光接收元件16a和17a的檢測(cè)結(jié)果的組合，確定在高度方向上劃分的區(qū)域中用戶用指示物在投影圖像上進(jìn)行的操作。因而，能夠容易地確定用戶用指示物在高度方向上劃分的區(qū)域中進(jìn)行的預(yù)定操作。
[0088]根據(jù)該實(shí)施例，確定部14被配置為，基于光接收元件16a和17a的檢測(cè)結(jié)果的組合，確定用指示物在操作圖像101中的圖標(biāo)圖像上進(jìn)行的拖放操作。因而，基于光接收元件16a和17a的檢測(cè)結(jié)果的組合，能夠確定用戶已經(jīng)用手指等拖放了操作圖像101中的圖標(biāo)，從而，例如能夠采用激光投影儀I作為個(gè)人電腦等的用戶界面。
[0089]根據(jù)該實(shí)施例，遮蔽構(gòu)件16c (17c)的遮蔽表面被配置為，根據(jù)正交于投影表面的高度方向上的指示物的高度，阻擋被引導(dǎo)至光接收元件16a (17a)的反射激光束。因而，根據(jù)該指示物的高度位置限制了被引導(dǎo)至光接收元件16a (17a)的反射激光束，從而，能夠基于沒(méi)有被限制的激光束容易地確定指示物的高度位置。
[0090]根據(jù)該實(shí)施例，通過(guò)彎曲板狀構(gòu)件來(lái)形成遮蔽構(gòu)件16c(17c)，這樣，能夠容易地以凹形方式形成遮蔽構(gòu)件16c (17c)的遮蔽表面。
[0091]根據(jù)該實(shí)施例，確定部14被配置為，基于光接收元件16a和17a的檢測(cè)結(jié)果的組合，確定在正交于投影表面的高度方向上指示物的三個(gè)等級(jí)的高度位置。因而，能夠用采用了這兩個(gè)光接收元件16a和17a的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)容易地確定指示物的三個(gè)等級(jí)的高度位置。
[0092]根據(jù)該實(shí)施例，光接收元件16a (17a)被配置為在平行于投影表面的方向上延伸。因而，能夠在平行于投影表面的方向上廣泛地(widely)檢測(cè)反射激光束。
[0093]根據(jù)該實(shí)施例，通過(guò)MEMS掃描鏡7來(lái)掃描激光束。因而，通過(guò)采用MEMS掃描鏡，能夠減小掃描部的尺寸，能夠減少掃描部的功耗，并且能夠增大掃描部的處理速度。
[0094]從各個(gè)觀點(diǎn)來(lái)看此次公開(kāi)的實(shí)施例都應(yīng)當(dāng)被理解為是示意性的而不是限制性的。本發(fā)明的范圍不是由以上實(shí)施例的描述示出，而是由專利權(quán)利要求的范圍示出，在等同于專利權(quán)利要求的含義和范圍內(nèi)的所有改型都進(jìn)一步被包括進(jìn)來(lái)。
[0095]例如，盡管在前述實(shí)施例中遮蔽構(gòu)件被設(shè)置為覆蓋光接收元件的幾乎下半部分，然而，本發(fā)明不限于此。根據(jù)本發(fā)明，可替代地，遮蔽構(gòu)件可以被設(shè)置為覆蓋光接收元件的幾乎上半部分。通過(guò)該布置，也能夠防止光接收元件對(duì)反射激光束的錯(cuò)誤檢測(cè)，而且能夠基于反射激光束的檢測(cè)結(jié)果來(lái)確定指示物的三維位置。
[0096]盡管在前述實(shí)施例中投影的是二維圖像，然而，本發(fā)明不限于此。根據(jù)本發(fā)明，可替代地，也可以將三維圖像投影為顯示圖像和操作圖像。而且，可替代地，可以相對(duì)于該三維圖像來(lái)確定指示物的三維位置。
[0097]盡管在前述實(shí)施例中投影彩色圖像作為顯示圖像和操作圖像，然而，本發(fā)明不限于此。根據(jù)本發(fā)明，可替代地，也可以用單色激光束投影單色圖像。而且，可替代地，可以相對(duì)于該單色圖像來(lái)確定指示物的三維位置。
[0098]盡管在前述實(shí)施例中用于投影顯示圖像和操作圖像的激光束從指示物被反射以確定指示物的三維位置，然而，本發(fā)明不限于此。根據(jù)本發(fā)明，可替代地，也可以與用于圖像投影的激光束一起掃描并投影與用于圖像投影的激光束分離的諸如紅外激光束之類的不可見(jiàn)激光束，而且，可替代地，可以用從指示物反射的不可見(jiàn)激光束來(lái)確定指示物的三維位置。
[0099]盡管在前述實(shí)施例中遮蔽部的遮蔽表面具有彎曲形狀(curved shape)，然而，本發(fā)明不限于此。根據(jù)本發(fā)明，可替代地，遮蔽部的遮蔽表面可以具有如下彎折形狀(bentshape):該彎折形狀的相對(duì)端比該彎折形狀的中心部更靠近透鏡。
[0100]盡管在前述實(shí)施例中遮蔽部是通過(guò)彎曲板狀構(gòu)件形成的，然而，本發(fā)明不限于此。根據(jù)本發(fā)明，可以不通過(guò)彎曲板狀構(gòu)件來(lái)形成遮蔽部，只要該遮蔽部的遮蔽表面具有凹形形狀即可。例如，可替代地，可以通過(guò)切割成凹形形狀來(lái)形成遮蔽表面，或者可替代地，可以通過(guò)沖壓來(lái)以凹形方式形成遮蔽表面。
【權(quán)利要求】
1.一種位置檢測(cè)裝置，包括: 多個(gè)光接收部，布置在從投影表面起算的不同高度處，接收來(lái)自用于指示投影圖像一部分的指示物的反射激光束，其中，圖像通過(guò)掃描激光束被投影到所述投影表面上； 透鏡，將來(lái)自所述指示物的反射激光束引導(dǎo)至所述光接收部； 遮蔽部，布置在所述光接收部和所述透鏡之間以在平行于所述投影表面的方向上延伸，具有遮蔽表面，所述遮蔽表面在正交于所述投影表面的高度方向上限制被引導(dǎo)至所述光接收部的反射激光束；以及 確定部，基于所述多個(gè)光接收部的檢測(cè)結(jié)果，確定所述指示物所指示的所述投影圖像中的三維位置，其中 所述遮蔽部的遮蔽表面具有如下凹形形狀:所述凹形形狀的相對(duì)端部比所述凹形形狀的中心部更靠近所述透鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測(cè)裝置，其中，所述遮蔽部的遮蔽表面具有如下彎曲形狀:所述彎曲形狀的相對(duì)端部比所述彎曲形狀的中心部更靠近所述透鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的位置檢測(cè)裝置，其中，所述遮蔽部的遮蔽表面具有連接如下多個(gè)位置的所述彎曲形狀:即從所述透鏡被引導(dǎo)至所述光接收部的所述反射激光束的光斑直徑是預(yù)定值的多個(gè)位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的位置檢測(cè)裝置，其中，所述遮蔽部的遮蔽表面具有連接如下多個(gè)位置的所述彎曲形狀:即從所述透鏡被引導(dǎo)至所述光接收部的所述反射激光束的光斑直徑被最小化的多個(gè)位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的位置檢測(cè)裝置，其中，所述遮蔽部的遮蔽表面具有連接如下多個(gè)位置的所述彎曲形狀:即從所述透鏡被引導(dǎo)至所述光接收部的所述反射激光束的光斑的點(diǎn)圖像強(qiáng)度分布峰值被最大化的多個(gè)位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的位置檢測(cè)裝置，其中，所述遮蔽部的遮蔽表面具有連接從所述透鏡被引導(dǎo)至所述光接收部的所述反射激光束的多個(gè)光會(huì)聚點(diǎn)的所述彎曲形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測(cè)裝置，其中，所述確定部被配置為，基于所述多個(gè)光接收部的檢測(cè)結(jié)果的組合，確定在所述高度方向上劃分的區(qū)域中用戶用所述指示物在所述投影圖像上進(jìn)行的操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測(cè)裝置，其中，所述確定部被配置為，基于所述多個(gè)光接收部的檢測(cè)結(jié)果的組合，確定用所述指示物在所述投影圖像中的圖標(biāo)圖像上進(jìn)行的拖放操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測(cè)裝置，其中，所述遮蔽部的遮蔽表面被配置為，根據(jù)正交于所述投影表面的所述高度方向上所述指示物的高度，阻擋被引導(dǎo)至所述光接收部的所述反射激光束。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測(cè)裝置，其中，所述遮蔽部是通過(guò)彎曲板狀構(gòu)件形成的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測(cè)裝置，其中， 所述光接收部包括第一光接收部和第二光接收部，所述第二光接收部在正交于所述投影表面的所述高度方向上布置的位置高于所述第一光接收部的位置；以及 所述確定部被配置為， 基于所述第一光接收部和所述第二光接收部的檢測(cè)結(jié)果的組合，確定在正交于所述投影表面的所述高度方向上所述指示物的高度位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的位置檢測(cè)裝置，其中，所述確定部被配置為，基于所述第一光接收部和所述第二光接收部的檢測(cè)結(jié)果的組合，確定在正交于所述投影表面的所述高度方向上所述指示物的三個(gè)等級(jí)的高度位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測(cè)裝置，其中，所述光接收部被配置為在平行于所述投影表面的方向上延伸。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測(cè)裝置，其中，所述激光束通過(guò)MEMS掃描鏡來(lái)掃描。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測(cè)裝置，其中， 通過(guò)掃描所述激光束來(lái)投影三維圖像；以及 所述確定部被配置為，基于所述多個(gè)光接收部的檢測(cè)結(jié)果，確定在所述指示物所指示的三維投影圖像中的三維位置。
16.一種圖像顯示裝置，包括: 激光束光源部，輸出激光束； 掃描部，掃描從所述激光束光源部輸出的激光束以將圖像投影在投影表面上； 多個(gè)光接收部，布置在從所述投影表面起算的不同高度處，接收來(lái)自用于指示投影圖像一部分的指示物的反射激光束； 透鏡，將來(lái)自所述指示物的反射激光束引導(dǎo)至所述光接收部； 遮蔽部，布置在所述光接`收部和所述透鏡之間以在平行于所述投影表面的方向上延伸，具有遮蔽表面，所述遮蔽表面在正交于所述投影表面的高度方向上限制被引導(dǎo)至所述光接收部的反射激光束；以及 確定部，基于所述多個(gè)光接收部的檢測(cè)結(jié)果，確定所述指示物所指示的所述投影圖像中的三維位置，其中， 所述遮蔽部的遮蔽表面具有如下凹形形狀:所述凹形形狀的相對(duì)端部比所述凹形形狀的中心部更靠近所述透鏡。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，其中，所述遮蔽部的遮蔽表面具有如下彎曲形狀:所述彎曲形狀的相對(duì)端部比所述彎曲形狀的中心部更靠近所述透鏡。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，其中，所述確定部被配置為，基于所述多個(gè)光接收部的檢測(cè)結(jié)果的組合，確定在所述高度方向上劃分的區(qū)域中用戶用所述指示物在所述投影圖像上進(jìn)行的操作。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，其中，所述確定部被配置為，基于所述多個(gè)光接收部的檢測(cè)結(jié)果的組合，確定用所述指示物在所述投影圖像中的圖標(biāo)圖像上進(jìn)行的拖放操作。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，其中，所述遮蔽部的遮蔽表面具有連接如下多個(gè)位置的彎曲形狀:即從所述透鏡被引導(dǎo)至所述光接收部的所述反射激光束的光斑直徑是預(yù)定值的多個(gè)位置。
【文檔編號(hào)】G03B21/00GK103677445SQ201310431855
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月19日
【發(fā)明者】平井智久 申請(qǐng)人:船井電機(jī)株式會(huì)社