专利名称：稳定图像投影设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在外部表面上投影图像的方法。本发明也涉及一种适于在外部表面上投影图像的移动设备。另外，本发明也涉及一种包括投影设备的系统，该设备适于在外部表面上投影图像。本发明也涉及一种用于实施根据本发明的方法的计算机程序和计算机程序产品。
背景技术：
图像投影设备所显示的图像可能在设备受到振动时变得模糊。尤其地，手持图像投影设备所显示的图像根据持有设备的手部的摇动而振动。通常，人的手部至少有一些颤抖。
可以分别通过感测投影设备的移动以及通过调节投影图像的位置来减少或者消除投影图像的振动。
专利公开JP2001221641公开了一种具有减震功能的投影装置。该装置包括用以检测投影装置的角速度的激光陀螺仪。该装置也包括用以调节投影图像的位置的可变形光学棱镜。基于角速度来控制该棱镜以防止投影图像的运动性模糊。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够在外部表面上投影图像和可移动指针图案的手持投影设备。
根据本发明的第一方面，提供一种适于在外部表面上光学投影至少第一图像和指针图案的移动设备，所述移动设备至少包括-传感器，用以提供与所述移动设备关于外部基准的角移动有关的移动信息，以及
-控制单元，用以根据所述移动信息来移动所述第一图像关于所述指针图案的位置，使得所述第一图像关于所述外部基准的相对移动实质上小于所述指针图案关于所述外部基准的相对移动。
根据本发明的第二方面，提供一种用于在外部表面上投影图像的方法，所述方法至少包括-使用手持投影设备在所述外部表面上光学投影至少第一图像和指针图案，-提供与所述投影设备关于外部基准的角移动有关的移动信息，以及-根据所述移动信息来调节所述第一图像关于所述指针图案的位置，使得所述第一图像关于所述外部基准的相对移动实质上小于所述指针图案关于所述外部基准的相对移动。
根据本发明的第三方面，提供一种系统，至少包括-手持投影设备，以及-适于与所述投影设备通信的又一装置，所述手持投影设备适于在外部表面上光学投影至少第一图像和指针图案，所述投影设备至少包括-传感器，用以提供与所述投影设备关于外部基准的角移动有关的移动信息，以及-控制单元，用以根据所述移动信息来移动所述第一图像关于所述指针图案的位置，使得所述第一图像关于所述外部基准的相对移动实质上小于所述指针图案关于所述外部基准的相对移动。
根据本发明的第四方面，提供一种用于投影设备的计算机程序，该投影设备适于在外部表面上投影第一图像和指针图案，所述计算机程序至少包括用于执行如下操作的计算机程序代码段-控制至少所述第一图像在所述外部表面上的投影，-提供与所述投影设备关于外部基准的角移动有关的移动信息，以及-根据所述移动信息来调节所述第一图像关于所述指针图案的位置，使得所述第一图像关于所述外部基准的相对移动实质上小于所述指针图案关于所述外部基准的相对移动。
根据本发明的第五方面，提供一种包括用于投影设备的计算机程序的计算机程序产品，该投影设备适于在外部表面上投影第一图像和指针图案，所述计算机程序产品至少包括存储于可读介质上的计算机程序代码段，所述计算机程序至少包括用于执行如下操作的计算机程序代码段-控制至少所述第一图像在所述外部表面上的投影，-提供与所述投影设备关于外部基准的角移动有关的移动信息，以及-根据所述移动信息来调节所述第一图像关于所述指针图案的位置，使得所述第一图像关于所述外部基准的相对移动实质上小于所述指针图案关于所述外部基准的相对移动。
指针图案可以通过转动投影设备来移动。有利地，指针图案的角取向关于投影设备而固定。
有利地，当投影设备由用户转动或者移动时，第一图像的位置关于所述外部表面即投影屏幕保持静止。换而言之，图像的位置与投影设备的移动无联系，而指针图案的位置与投影设备的移动有联系。
根据本发明的投影设备可以用来在即兴视觉演示中显示图形信息。持有投影设备的手部的移动或者摇动不会造成投影第一图像的明显移动或者运动性模糊。由此，没有稳定的基部仍然可以使用投影设备。可以通过转动投影设备将指针图案移动到所述投影第一图像上的定点或者位置来指示所述点。
通过这里在下文给出的描述和例子以及也通过所附权利要求，本发明的实施例及其益处对于本领域技术人员将变得更明显。
在如下例子中，将参照附图更具体地描述本发明的实施例，在附图中图1a示意性地示出了根据本发明的投影设备、在屏幕上投影的第一图像和在屏幕上投影的指针图案，图1b示意性地示出了根据本发明的投影设备、在屏幕上投影的第一图像和在屏幕上投影的指针图案，所述指针图案指示了与图1a中不同的第一图像的位置，图1c示意性地示出了用以限定投影设备关于外部基准的角位置的方式，图2示意性地示出了本发明的如下实施例，在该实施例中应用了光学移动传感器和图像位置的电子调节，图3在三维图中示意性地示出了如下实施例，在该实施例中应用了图像位置的光学移动传感器和电子调节，图4a-4c示意性地示出了如在检测器阵列上接收的屏幕的图像，图5a示意性地示出了与投影设备关于屏幕的预定倾斜、偏转和滚动相对应的如在检测器阵列上接收的屏幕的图像，图5b示意性地示出了在显示元件上显示的主图像，图5c示意性地示出了在投影的第一图像稳定之后如在检测器阵列上接收的投影第一图像的图像，图6a示意性地示出了在显示元件上显示的主图像和主指针，图6b示意性地示出了与图6a相对应的投影第一图像和指针图案，图6c示意性地示出了在显示元件上显示的主图像和主指针，该投影设备与图6a相比有所转动，图6d示意性地示出了与图6c相对应的投影第一图像和指针图案，图7a示意性地示出了用来在选项之间进行选择的指针图案，图7b示意性地示出了用来绘图的指针图案，图8示意性地示出了以投影第一图像的机械定位为基础的本发明的实施例，
图9a示意性地示出了用于对投影第一图像进行机械定位的镜布置，图9b示意性地示出了用于对投影第一图像进行机械定位的可变形棱镜，图9c示意性地示出了通过移动微型显示器对投影第一图像的机械定位，图9d示意性地示出了通过移动投影光学器件的透镜对投影第一图像的机械定位，图9e示意性地示出了具有用于投影第一图像的机械定位的可调对准的图像投影单元，图10示意性地示出了包括发射式指针单元的投影设备，图11示意性地示出了包括投影设备和数据链接舱的系统，以及图12示意性地示出了包括惯性传感器的稳定式投影设备。
具体实施例方式
参照图1a，根据本发明的投影设备500适于在外部表面上光学投影在这里称为第一图像720的图像。外部表面可以例如是特殊屏幕600或者例如是平坦的墙壁。第一图像720可以例如是摩托车的图像，如图1a中所示。
投影设备500是可以转动和/或移动的手持设备。投影设备500可以例如关于轴AX2转动。
投影设备500和第一图像720具有可以关于外部基准来确定的位置。当投影设备500被转动和/或移动时，它的取向关于外部基准而改变，即它表现出关于所述外部基准的角移动。外部基准可以例如是环境的视觉特征。例如，屏幕600的拐角601可以充当外部基准。
投影设备500包括用以提供与投影设备500关于外部基准的角移动有关的位置信息的装置。另外，投影设备500包括用以根据所述位置信息来调节第一图像720的位置以抑制第一图像720的移动的装置。当投影设备500被转动和/或移动时，第一图像720的位置比将与投影设备500的角移动相对应的移动实质上更少地移动。有利地，第一图像720的位置适于关于外部基准保持静止。
投影设备500也包括用以在所述外部表面上除第一图像720之外还投影指针图案730的装置。指针图案730可以具有任何适当形状，例如它可以是箭头、十字线图案、圆点或者指向式手指图案。在图1a中，指针图案730是十字图案。
当投影设备500被转动和/或移动时，第一图像720的位置移动第一距离或者保持静止，而指针图案730的位置移动第二距离。根据本发明，第一距离实质上短于第二距离。换而言之，第一图像720的位置被调节为使得所述第一图像720关于所述外部基准的相对移动实质上小于所述指针图案730关于所述外部基准的相对移动。这提供了用以通过转动和/或移动投影图案500来关于第一图像720移动指针图案730的方式。
指针图案730可以用来指示第一图像720上的位置。在图1a中，指针图案730指示了摩托车图像720的前轮。
有利地，第一图像720的位置实质上与投影设备500的移动无联系，而指针图案730的位置与投影设备500的移动有联系。
根据本发明的一个方面，投影设备500可以是适于投影第一图像720的移动设备。
参照图1b，投影设备500可以例如关于轴AX2转动以将指针图案730移动到新的位置，同时保持第一图像720的位置关于屏幕600的拐角601固定。在图1b中，投影设备500已经被转动以利用指针图案730来指示摩托车图像720的后轮。
参照图1c，轴AX1、AX2和AX3相互正交且关于投影设备500的外部固定。线V2平行于屏幕600的垂直边。投影设备500关于外部屏幕600的右上角601的角位置可以通过两个角度α1和β1来限定。投影设备500关于轴AX2的转动与偏角α1的变化相关联。投影设备500关于轴AX1的转动与斜角β1相关联。投影设备500关于轴AX3的转动与滚角γ1相关联，该滚角是线V2与轴AX2之间的角度。另外，投影设备500在垂直于V2的方向上的线性移动可以造成偏角α1的变化，而投影设备500在平行于V2的方向上的线性移动可以造成斜角β1的变化。
偏角α1、斜角β1和滚角γ1分别限定投影设备500关于屏幕600的右上角601和各边的角取向。
参照图2，投影设备500可以包括用以提供与投影设备500关于外部基准的角取向有关的位置信息的光学传感器单元230。在图2所示实施例中，光学传感器单元230包括用以监视充当外部基准的一个或者多个外部特征的角位置的图像获取单元200。在图2中，屏幕600的边用作外部基准。图2中所示偏角α1是指定角位置的参数之一。图像获取单元200可以使用检测器阵列210和成像光学器件220来实施。成像光学器件220形成外部基准在检测器阵列210的检测表面上的图像。
检测器阵列210可以基于例如电荷耦合器件(CCD)技术。图像分析单元140适于分析图像获取单元200所获取的图像，所述图像作为信号201传送到图像分析单元140。图像分析单元140提供位置信号141。位置信号141可以包括与如下角中的至少一个或者多个角有关的信息偏角α1、斜角β1和滚角γ1。f1表示检测器阵列210与成像光学器件220之间的焦距。
图像投影单元300适于在外部屏幕600上投影第一图像720。图像投影单元300可以使用微型显示器310和投影光学器件320来实施。微型显示器310可以例如是发光二极管阵列，或者它可以基于任何发射式、透射式或者反射式显示器技术。术语“微型”在这里是指比投影设备500的尺寸更小的尺寸。第一图像720的位置可以通过改变微型显示器310所显示的主图像420的位置来电子地改变。
位置信号141耦合到控制单元100。控制单元100适于移动在微型显示器310上的主图像420，使得第一图像720的位置根据外部基准的角位置来调节。有利地，当投影设备500关于屏幕600被移动和/或转动时，第一图像720的位置关于屏幕600保持固定。
用户可以将命令经由控制接口120提供给投影设备500，该控制接口又发送控制信号121。控制接口120可以例如包括一个或者多个按钮。
除外部基准的图像之外，在检测器阵列210上还可以接收第一图像720的一部分，这可能干扰对外部基准的位置的分析。因此，控制单元100可以将信号102发送到图像分析单元130，该信号102可以携带定时信息、图像数据和/或命令。第一图像720可以被调制或者关闭一段短到足以保持不被检测到的时间。在分析位置时可以忽略接收第一图像720的图像的检测器210的区域。可以从所获图像减去图像的干扰部分。
参照图3，在检测器阵列210上接收的图像包括外部屏幕600的图像的一部分。在检测器阵列210上也接收第一图像730的图像的一部分。接收的图像由图像分析单元140加以分析，并且向控制单元100提供位置信息。
当投影设备500被移动和/或转动时，在微型显示器310上显示的主图像420的位置被电子地移位以抑制移动或者使第一图像720的位置关于屏幕600保持静止。
由于投影光学器件320，在显示元件310上显示的主图像420通常关于第一图像720是颠倒的。出于同一原因，在检测器阵列210上接收的图像通常是颠倒的。
指针图案720可以使用用于显示主图像420的同一微型显示器310来生成。可以在微型显示器310上电子地显示主指针430。因而，在第一图像730上投影指针图案730。有利地，当投影设备500被移动和/或转动时，主指针430的位置关于微型显示器310保持实质上固定。因此，在投影设备500被转动和/或移动时指针图案730在第一图像720之上移动。
在操作之前有利地初始化基于光学传感器单元230的投影设备500。应当选择和确认投影表面的中心和外部基准。图像分析单元140可以自动分析所获图像并且例如选择检测到的发白矩形区(如果有)作为外部投影表面。另外，图像分析单元140可以分析所获图像并且自动选择在所述外部表面附近的不动特征作为外部基准。图像分析单元140可以自动选择直边的锐角拐角作为外部基准。
可选地，可以由用户通过以指针图案730进行指示并且经由控制接口120确认选择来手动地选择投影表面的中心和外部基准特征。图4a至4c示出了这样的过程的例子。图4a示出了如在检测器阵列210上接收的屏幕600的图像810。圆点型指针图案730的图像830出现在中心。首先，投影设备500被转动为使得指针图案的图像830与屏幕600的拐角601的图像811重合。随后经由控制接口120来确认该选择。其次参照图4b，投影设备500被转动为使得指针图案的图像830与在屏幕图像810的边上的点812重合。确认该选择。第三步参照图4c，投影设备500被转动为使得指针图案的图像830与屏幕图像710的中心重合。确认该选择。
图5a示出了如在检测器阵列210上接收的屏幕600的图像810的位置。当仅考虑点811和812时极大地简化了图像分析。
假设轴AX3(图1c)平行于图像获取单元200的光轴，可以根据如下等式基于点811的第一坐标A1和点811的第二坐标B1来表达拐角601的角位置，即投影设备500关于拐角601的角取向α1=arctan15A1f1,]]>和 (1)β1=arctanB1f1---(2)]]>α1是偏角，β1是斜角(图1c)，而f1是焦距(图2)。滚角γ1可以通过轴AX2以及与贯穿点811和812的线来限定。
图5b示出了主图像420在微型显示器310上的位置。基于位置信号141(图3)由控制单元100(图3)电子地调节主图像420的水平位置A2、垂直位置B2和角取向γ2，使得第一图像720关于屏幕600居中并对准。
图5c示出了与图6a和6b相对应的在检测器阵列210上接收的图像。屏幕600的图像810关于检测器阵列210被倾斜和移位，但是第一图像720的图像820也被倾斜和移位使得图像810和820彼此对准。
参照图6a至6d，在屏幕600上投影可移动指针图案730。
参照图6a，由微型显示器310显示主图像420。另外，在微型显示器310的中心显示主指针430。在图6a中，主指针430是十字图案。参照图6b，当在屏幕600上投影根据图6a的主图像420和主指针430时，投影指针图案730出现在第一图像720的中心。
参照图6c，当转动投影设备500时，电子地移位主图像420以将第一图像720保持于屏幕600的中心。主指针430的位置有利地被固定于显示元件310上，因而在投影设备500被转动时指针图案730在屏幕600之上移动。投影设备500可以被转动使得控制单元100(图3)将主图像420移位到显示元件310的侧部。在显示元件310的中心的主指针430的位置现在处于显示的摩托车图像420的后轮之上。
参照图6d，与根据图6c和图1b的情形相对应，投影指针图案730出现在投影摩托车图像720的后轮上。当比较图6d和6b时，指针图案730关于第一图像720有所移位。
参照图7a，指针图案730可以用来在动作选项之间、即在用户可选功能之间选择并且确定所选选项。第一图像720可以包括一个或者多个分区Q1、Q2、Q3、Q4。分区Q1、Q2、Q3、Q4可以与不同选项相关联。指针图案730可以移动到分区之一，而且随后经由控制接口120(图3)接受或者拒绝对分区和相应选项的选择。因此，本发明有助于通过使用指针图案730作为选择指示符来使用菜单选择。
控制单元100调节第一图像720的位置和指针图案730的位置。由此，控制单元100包括与指针图案730关于第一图像720的相对位置有关的精确信息。
控制接口120可以是单个按钮或者多个按钮和旋钮。控制接口120也可以基于语音识别。
控制单元100还可以包括用以将某些类型的移动解释为命令的信号处理装置。例如，将指针图案730移动到预定的相对小的区域以及将投影设备500保持静止数秒这一组合可以被解释为确认选择。
另外，预定或者教导的移动组合(例如斜角β1的快速上下变化，类似于人的点头)可以用来确认选择。另外，预定或者教导的移动模式(例如偏角α1的快速左右变化，类似于人的手势表达“不”)可以用来拒绝或者取消选择。给定命令有利地与指针图案730的较早稳定位置相关联。
参照图7b，投影设备500也可以用来在屏幕600上绘出图形或者图案720，例如星图案。指针图案730所行经的路径可以由控制单元100存储，而所述路径的颜色可以按照经由命令接口120接收的命令来选择。
参照图8，也可以机械地调节第一图像720在屏幕600上的位置。
图像获取单元200和图像分析单元140适于将位置信号141发送到控制单元100。机械图像定位单元350可以包括机械地耦合到致动器361的转动镜360。控制单元100可以适于将信号351发送到图像定位单元350以在投影设备500被转动时使第一图像720的位置关于屏幕600保持固定。
当电子地移动主图像420时，微型显示器310应当相当多地大于主图像420以允许用于移位的净空。机械图像定位的优点在于主图像420的尺寸可以实质上等于显示元件430的尺寸。
当使用机械图像定位并且使用用于显示主图像420的同一微型显示器310来投影指针图案730时，主指针430的位置应当在微型显示器310上被电子地移位以关于第一图像720移动指针图案730。
图9a示出了用于在机械图像定位单元350中使用的旋转镜360、362的布置。轴AX1、AX2和AX3如图1c中所示。轴AX4和AX6平行于轴AX1而轴AX5平行于AX3。讨论光束B1在镜表面上的反射。首先，光束B1实质上平行于轴AX1。其次，光束B1从第一镜362朝着第二镜360反射。第三，光束B1还从第二镜360反射，而光束B2朝着实质上平行于轴AX3的方向射出。光束B2的水平取向可以通过关于轴AX5旋转镜362来调节，而垂直取向可以通过关于轴AX4旋转镜360来调节。当投影光被镜360、362反射时可以分别调节第一图像720的水平位置和垂直位置。镜362关于轴AX5的旋转造成了第一图像720的组合式旋转和移位。镜360、362可以使用一个或者多个致动器361(图8)来旋转。
参照图9b，第一图像720的位置可以使用机械可变形的棱镜377来调节。该棱镜包括通过两个窗374、375和波纹管(bellow)376来限定的空腔。该空腔被填充以透明流体。窗374、375之间的棱镜角δ2可以使用一个或者多个致动器371来改变。根据棱镜角δ2，棱镜377修改投影光的光学路径长度并且实现水平方向和垂直方向上的折射。
参照图9c，可以通过关于投影光学器件320移动微型显示器310来调节第一图像720的位置。可以通过致动器371、372、373在平行于轴AX1和AX2的方向上移动微型显示器310。致动器371和372的差分移动可以用来实现旋转移动R3。
参照图9d，可以通过关于微型显示器310移动投影光学器件320来调节第一图像720的位置。可以通过致动器371、373在方向SX和SY上移动微型显示器310。
参照图9e，可以通过关于旋转点302转动图像投影单元300来调节第一图像720的位置。可以使用致动器371、372、373来转动图像投影单元300。可以使用球接合来实施旋转点302。分别与关于轴AX1、AX2、AX3的旋转移动相对应，可以实现三种旋转移动R1、R2和R3。图像投影单元也可以装配于万向节底座上。
图9b和9d中所示机械装置不允许第一图像关于轴AX3(图1c)的旋转。换而言之，不能使用根据图9b和9d的机械装置来补偿滚角γ1的变化。在需要时，图像的电子旋转可以与图像位置的机械调节相组合。
称为道威棱镜的光学部件也可以用于图像关于轴AX3的旋转。该道威棱镜可以通过致动器来旋转。
参照图10，投影设备500还可以包括用以在屏幕600上投影指针图案730的发射式指针单元390。指针单元390可以例如是附着到投影设备500的激光指针。有利地，指针单元390的取向关于投影设备500的外部是固定的。发射式指针单元390也可以使用发光二极管和透镜系统来实施。
参照图11，多媒体演示系统可以包括投影设备500和数据链接舱900(data link pod)。投影设备500的图像获取单元200有利地适于监视舱900关于投影设备500的位置。由此，舱900可以充当外部基准。为了便于定位，舱900可以适于发射可见光、红外光或者紫外光。舱900可以发射对于人眼不可见的短光脉冲。
舱900可以包括用以与投影设备500通信的数据发射和/或接收装置。数据可以通过调制光信号、通过射频信号如所谓蓝牙信号或者经由无线局域网(WLAN)来传送。投影设备500也可以包括麦克风，而舱900可以包括用以放大进行演示的个人的声音的放大器和扬声器。
投影设备500可以是基于因特网或者基于移动网络的通信系统的一部分。投影设备500可以连接到因特网以接收在屏幕600上实时投影的信息。舱900可以充当投影设备500与因特网之间的数据链接。舱900可以充当投影设备500与电视网络之间的数据链接。
往回参照图2和图3，图像获取单元200可以是数字相机。检测器阵列210可以使用电荷耦合器件(CCD)技术或者互补金属氧化物半导体技术(CMOS)来实施。检测器阵列210也可以使用硅光电二极管来实施。有利地，检测器阵列210包括用以获取二维图像的二维检测元件。检测器阵列210也可以包括用以获取一维图像的一维检测元件。也可以有一个或者多个检测器阵列210。
图像分析单元140和控制单元100可以通过微处理器技术来实施。
微型显示器310可以是反射式、发射式或者透射式二维光调制阵列。显示元件可以是发光二极管(LED，有机发光二极管)阵列、微机械镜(也称为DMD显示器、数字微镜器件或者MEMS显示器)阵列或者液晶单元阵列。
有利地，投影光学器件320和成像光学器件220包括用以最大化第一图像720、屏幕600和/或外部基准的位置可以关于投影设备500的角范围的广角透镜。
外部表面不是投影设备的一部分。外部表面是无源屏幕，即它不包括任何有源部件如阴极射线管、液晶单元或者发光二极管。
第一图像720的图像至少部分地被图像获取单元200接收。因此，图像投影单元300的焦距的调节可以基于优化所接收的图像的锐度。可以利用基于熵的自动聚焦算法。投影设备500还可以包括用以测量投影设备500与屏幕600之间的距离以便聚焦第一图像720和图像获取单元200的装置。
当关于投影表面以倾斜角投影图像时，投影图像通常变形。可以监视屏幕600的拐角和/或边的位置，并且通过以相反方式使主图像420变形来校正投影第一图像720的形式。
投影设备500可以适于为用户显示反馈和/或操作指令。
有利地，当使用光学位置传感器230时，外部投影屏幕600的视觉特征有利地用作外部基准。然而，房间的桌、椅、门、窗、角落或者壁纸图案可以用作外部基准。
非人类的无运动特征可以用作外部基准。为求特殊效果，光学传感器单元230可以适于监视人或者移动的人手的位置。投影第一图像720的位置可以跟随人或者手部的移动。另外，所述人的白衬衫或者所述手部可以用作可移动投影表面。
有利地，指针图案730的形状可以根据情形通过软件装置来容易地改变。
当人处理常规木制、塑料或者激光指针时，指针图案730的角取向有利地关于投影设备500的外部而固定。由此，需要最少量的适应或者实践。然而，指针图案730的角位置也可以适于关于投影设备500的外部而改变。例如，指针图案的角位置可以适于在设备被转动10度时仅改变5度。这减少了指针图案730由于手部的颤抖而摇动并且提高了定位精确度。
为了实施特殊效果，第一图像720和指针图案730的角色可以互换指针图案730的位置可以关于屏幕600保持实质上恒定，而第一图像720在指针图案730之上被移动。
参照图12，投影设备500可以包括用以提供移动信息的惯性传感器单元250。传感器单元250可以包括用以感测角速度和/或角加速度的一个或者多个传感器251、252、253。传感器可以是激光陀螺仪、压电式陀螺仪(基于科里奥利力效应)或者具有高旋转速度(陀螺仪的稳定性)的机械体。监视浮动质量体例如液体中的球的相对位置可以提供角速度和/或角加速度传感器。另外，成对相减式耦合的微机械加速度传感器可以用来感测角加速度。倘若已知或者估计了初始角速度，角加速度可以通过积分转换成角速度。倘若已知或者估计了初始角位置，角速度可以通过积分转换成角位置。惯性传感器单元250将移动信息信号141提供给控制单元100。根据移动信息信号141来调节第一图像720的位置。
惯性传感器可以表现出飘移，这可能造成干扰第一图像720到屏幕600的侧部的移位。因此，控制单元100可以适于在没有检测到角速度和/或加速度时缓慢地将第一图像720移位到预定位置如中心位置。第一图像720的位置也可以经由控制接口120来调节。
当使用惯性传感器时，关于地球而静止的任何点都可以被解释为外部基准，即用于确定移动量值的基础。然而，地球的旋转对应于每小时15度，这可能在使用高度精确的惯性传感器时在长时间的演示过程中造成第一图像720的飘移和/或旋转。控制单元可以耦合到时钟以补偿该效应。
地球的磁场可以用来提供角位置信息。投影设备500可以包括用以提供移动信息的罗盘。
在又一实施例中，传感器单元可以适于提供绝对位置信息，即三个空间坐标和三个角坐标，这些坐标明确地确定投影设备500关于它的环境的绝对位置。可以例如通过使用向投影设备500发射精确定时的光学、声学或者射频定位信号的四个或者更多静止外部信标来实施传感器单元。投影设备的传感器单元可以包括用以感测信号的方向和定时的方向性灵敏的检测器。接收的信号可以通过信号处理装置转换成绝对位置信息。
投影设备500可以作为手持设备用于在受众面前的演示中的图像投影用途。投影设备有利地是轻质的并且小尺寸，使得它可以容易地以单手来操作。投影设备500可以用来投影例如文本页、数字表、图形曲线、照片或者视频序列。各种表面可以用作外部表面，比如墙壁、桌表面或者雪堆的表面。
投影设备500也可以用作数字相机或者数字视频摄影机。投影设备500可以包括用以接收语音或者声音的麦克风。
移动设备可以适于根据本发明投影第一图像720和指针图案730。投影设备500可以是移动设备或者它可以并入移动设备中。移动设备可以例如是移动电话、个人数字助理(PDA)设备、具有无线通信能力的计算机或者通信器。
可以借助计算机程序来实施根据本发明的方法，该计算机程序至少包括用于控制在外部表面上投影第一图像720的计算机程序代码段。计算机程序可以例如安装于便携计算机中，该便携计算机控制图像投影仪和数字相机的固定组合。
计算机程序产品可以包括所述计算机程序。计算机程序产品可以例如是包括所述程序的CD-ROM盘或者存储卡。
对于本领域技术人员而言将清楚的是，根据本发明的设备、系统和方法的改型和变形是可认知的。上文参照附图描述的特定实施例仅仅说明所附权利要求限定的本发明范围而不旨在于限制该范围。
权利要求
1.一种适于在外部表面上光学投影至少第一图像和指针图案的移动设备，所述移动设备至少包括-传感器，用以提供与所述移动设备关于外部基准的角移动有关的移动信息，以及-控制单元，用以根据所述移动信息来移动所述第一图像关于所述指针图案的位置，使得所述第一图像关于所述外部基准的相对移动实质上小于所述指针图案关于所述外部基准的相对移动。
2.根据权利要求1所述的移动设备，其中所述传感器还适于提供所述移动设备的绝对位置信息。
3.根据权利要求1所述的移动设备，其中所述移动设备还包括-用以将所述指针图案的位置与动作选项相关联的装置，所述位置关于所述第一图像来确定，-用以接收用户所给命令的装置，以及-用以根据所述用户命令来接受或者拒绝所述动作选项的装置。
4.根据权利要求1所述的移动设备，其中所述指针图案的角位置关于所述移动设备的外部实质上固定。
5.根据权利要求1所述的移动设备，其中所述控制单元适于使所述第一图像的位置关于所述外部基准保持实质上固定。
6.根据权利要求1所述的移动设备，其中所述指针图案适于通过发射式指针单元来投影。
7.根据权利要求1所述的移动设备，其中所述指针图案适于被投影为图像。
8.根据权利要求1所述的移动设备，其中所述第一图像的所述位置适于通过电子地移动在微型显示器上显示的主图像的位置来调节。
9.根据权利要求1所述的移动设备，其中所述移动设备还包括用以机械地调节所述第一图像的位置的装置。
10.根据权利要求9所述的移动设备，其中用以机械地调节所述第一图像的位置的所述装置适于机械地移动所述移动设备的光学投影器件。
11.根据权利要求1所述的移动设备，其中所述移动设备还包括无线通信能力。
12.一种用于在外部表面上投影图像的方法，所述方法至少包括-使用手持投影设备在所述外部表面上光学投影至少第一图像和指针图案，-提供与所述投影设备关于外部基准的角移动有关的移动信息，以及-根据所述移动信息来调节所述第一图像关于所述指针图案的位置，使得所述第一图像关于所述外部基准的相对移动实质上小于所述指针图案关于所述外部基准的相对移动。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括提供与所述手持投影设备的绝对位置信息有关的信息。
14.根据权利要求12所述的方法，还包括-将所述指针图案移动到关于所述第一图像而确定的位置，-将所述位置与动作选项相关联，-接收用户所给命令，以及-根据所述用户命令来接受或者拒绝所述动作选项。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述指针图案的角位置关于所述投影设备的外部保持实质上固定。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一图像的位置关于所述外部基准保持实质上固定。
17.根据权利要求12所述的方法，其中所述指针图案通过发射式指针单元来投影。
18.根据权利要求12所述的方法，其中所述指针图案通过使用投影光学器件和微型显示器的组合来投影。
19.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一图像的所述位置通过电子地移动在微型显示器上显示的主图像的位置来调节。
20.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一图像的位置通过机械手段来调节。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述第一图像的位置通过机械地移动所述设备的所述投影光学器件来调节。
22.根据权利要求12所述的方法，其中所述投影设备与外部装置通信。
23.一种系统，至少包括-手持投影设备，以及-适于与所述投影设备通信的又一装置，所述手持投影设备适于在外部表面上光学投影至少第一图像和指针图案，所述投影设备至少包括-传感器，用以提供与所述投影设备关于外部基准的角移动有关的移动信息，以及-控制单元，用以根据所述移动信息来移动所述第一图像关于所述指针图案的位置，使得所述第一图像关于所述外部基准的相对移动实质上小于所述指针图案关于所述外部基准的相对移动。
24.一种用于投影设备的计算机程序产品，所述投影设备适于在外部表面上投影第一图像和指针图案，所述计算机程序产品至少包括存储于可读介质上的计算机程序代码段，所述计算机程序代码段在由处理器执行时用于-控制至少所述第一图像在所述外部表面上的投影，-提供与所述投影设备关于外部基准的角移动有关的移动信息，以及-根据所述移动信息来调节所述第一图像关于所述指针图案的位置，使得所述第一图像关于所述外部基准的相对移动实质上小于所述指针图案关于所述外部基准的相对移动。
全文摘要
一种手持投影设备，适于在外部表面上投影图像和指针图案。投影设备包括用以检测投影设备的移动的传感器和用以基于所检测的投影设备的移动来抑制投影图像的移动的装置。当转动手持投影设备时，投影图像的位置保持实质上静止，而指针图案在投影图像上移动以指示投影图像的一点。在一个实施例中，指针图案可以用来在图形显示的选项之间进行选择。
文档编号G03B21/12GK101095080SQ200580045911
公开日2007年12月26日 申请日期2005年12月30日 优先权日2005年1月5日
发明者M·布赫曼 申请人:诺基亚公司