交互式投影机的曝光值自动调整装置及其方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及一种交互式投影机的曝光值自动调整装置，可W根据环境光的强度自 动调整图像传感器的曝光值。
【背景技术】
[0002] 投影机（projector)的主要技术有CRT、LCD和DLPH大类型，前两者采用透射式 投射方式，后者采用反射式投射方式。CRT投影机主要应用于航空航天、遥控监测等专业领 域，LCD投影机和DLP投影机则在社会各领域得到广泛应用。
[0003] 交互式投影机（Interactiveprojector)在传统投影机的基础上，允许用户采用 电子笔在投影画面上进行书写或者选择（例如选择投影画面的特定区域从而调出某项菜 单），投影机通过传感器获取用户的书写内容、书写位置或选择位置、可能调出的菜单并与 原投影画面合成后重新投影出来。实现交互式投影的技术主要有两种，一种是摄像头识别 的方式，一般用于LCD投影机；另一种是DLP电子笔识别方式，一般用于DLP投影机。
[0004]请参阅图1，送是一种现有的LCD交互式投影机，主要包括投影机10和电子笔20。 投影机10在墙壁、幕布等处投射出投影画面M。电子笔20发出光信号N，该光信号N可能 是肉眼不可见的，该光信号N在投影画面M上进行书写或者选择。
[0005] 所述电子笔20通常具有按压部和发光部，一旦按压部被按压，发光部就发出光信 号N。例如，电子笔20的按压部和发光部均在笔头部位，一旦笔头被挤压到投影画面M所在 的墙壁、幕布等处，笔头就紧贴着墙壁、幕布等发出特定波长的红外光信号N。
[0006]在投影机10内部集成、或外部连接有位置检测模块100。该位置检测模块100包 括镜头102、位置检测器103、处理器104,送H者构成了数字摄像头的主要结构。镜头102 采集至少包含投影画面M的全部范围的图像。位置检测器103主要为CMOS或CCD类型的 图像传感器及外围电路，其中的图像传感器对所采集的图像进行处理并转换为数字信号传 递给处理器104。处理器104接收位置检测器103的输出，得到电子笔20的光信号N在投 影画面M上的位置及其运动轨迹，判断电子笔20的光信号N是进行书写还是选择，最终将 书写内容及位置或选择操作所调出的菜单与原投影画面合成，从而实时地改变投影画面M 的内容。
[0007] 现有的LCD交互式投影机由于采用数字摄像头检测电子笔20的光信号N，因而易 受外界强光的干扰。现有的CMOS或CCD类型的图像传感器具有一定的感光范围，只能感知 发光强度在最小检测阀值和最大检测阀值之间的光信号。如果发光强度小于最小检测阀 值，则图像传感器将其作为噪声滤除掉。如果发光强度大于最大检测阀值，则图像传感器 将其等同于最大检测阀值。现有的LCD交互式投影机中，图像传感器的曝光值、最大检测阀 值、最小检测阀值均只能被设定为固定值，因此其无法兼顾环境光较强和环境光较弱的不 同情况。
[0008]请参阅图2a，镜头102所采集的画面中，光信号包括环境光、投影画面M发光、电子 笔发光NH部分，前两者合并W斜线填充区域表示，后者W未填充区域表示。当环境光较强 时，环境光W及投影画面M发光的总和已经超出了图像传感器的最大检测阀值。此时无论 电子笔是否发光，均在图像传感器的感光范围之外。为了避免送种情况，通常将图像传感器 的曝光值设置得较小，送样经过增益处理后的光信号的发光强度有所降低，至少使环境光 W及投影画面M发光的总和小于图像传感器的最大检测阀值，从而使电子笔发光N回到图 像传感器的感光范围之内。
[0009] 请参阅图2b，当环境光较弱时，原始光信号中电子笔发光N已在图像传感器的感 光范围之内。然而由于图像传感器的曝光值设置得较小，使得经过增益处理后的光信号的 发光强度有所降低，因此比原始光信号更加难W检测出。换而言之，由于图像传感器的曝光 值设置得较小，使得图像传感器在环境光较弱时的动态范围变小，并可能导致分辨能力降 低。
【发明内容】
[0010] 本申请所要解决的技术问题是提供一种交互式投影机的曝光值自动调整装置，可 W根据环境光的强度自动调整图像传感器的曝光值，从而提高其在各种强度的环境光条件 下的检测能力。
[0011] 为解决上述技术问题，本申请交互式投影机的曝光值自动调整装置在投影机内置 的、或外连的位置检测模块中包括镜头、位置检测器、处理器；所述位置检测器中包括图像 传感器；该图像传感器的曝光值、最小检测阔值由处理器设定；
[0012] 在处理器或其连接的存储器中预存有图像传感器的各个曝光值与对应的补正值、 最小检测阔值的表格；所述表格是在投影机不发光、电子笔发光的前提下，在图像传感器的 各个曝光值下，W图像传感器检测投影画面的最远点的发光强度作为该曝光值所对应的最 小检测阔值C，并将对应的补正值B定义为B与C之和小于或等于图像传感器的曝光值取值 范围中的最大值，并且随着图像传感器的曝光值增加相对应的补正值C严格单调递增。
[0013] 本申请交互式投影机的曝光值自动调整装置的实现方法包括如下步骤：
[0014] 第1步，处理器将图像传感器的曝光值设为取值范围中的最小值；
[0015] 第2步，使投影机发光、电子笔不发光，图像传感器将投影画面最亮点的发光强度 记为A;
[0016] 第3步，处理器根据当前的曝光值查询预存的表格确定该曝光值对应的补正值B 和最小检测阔值C，并判断A与B之和是否大于或等于图像传感器的曝光值取值范围中的最 大值；
[0017] 如果是，则处理器W图像传感器的当前曝光值、最小检测阔值作为最终设定值；
[0018] 如果否，则处理器将图像传感器的曝光值设为原曝光值+1，重复第2~3步。
[0019] 本申请交互式投影机的曝光值自动调整装置及其方法可W使LCD交互式投影机 在任何环境光的情况下均能正常使用，并且易于图像传感器的识别。
【附图说明】
[0020] 图1是一种现有的LCD交互式投影机的结构示意图；
[0021] 图2a是现有的环境光较强、曝光值较小时的光信号增益处理前后示意图；
[0022] 图化是现有的环境光较弱、曝光值较小时的光信号增益处理前后示意图；
[0023] 图3是本申请交互式投影机的曝光值自动调整方法的流程图；
[0024] 图4a是本申请环境光较强、曝光值较小时的光信号增益处理前后示意图；
[0025]图4b是本申请环境光较弱、曝光值较小时的光信号增益处理前后示意图。
[0026] 图中附图标记说明：
[0027] 10为投影机；20为电