CN104915066A - 互动投影装置及其触控位置判断方法 - Google Patents

Abstract

一种互动投影装置及其触控位置判断方法。依据定位图案的坐标信息定义出有效触控区域，并判断光点是否位于有效触控区域内，若光点位于有效触控区域内，才将光点的位置作为输入工具的触控位置。

Description

互动投影装置及其触控位置判断方法

技术领域

本发明涉及一种显示装置，且特别涉及一种互动投影装置及其触控位置判断方法。

背景技术

在现有的触控投影装置中，可藉由红外激光光幕(IR laser curtain)平行覆盖于屏幕上。当手指或触控笔的笔尖触碰屏幕时，会将红外激光光幕的光束反射至传感器。藉由传感器所感测到的红外光影像，即可判断出手指或触控笔的笔尖相对于屏幕的位置。然而，由于传感器所感测到的红外光影像亦可能来自于环境中其它光源所造成的杂散光线，如此将使得触控位置的判断受到干扰，进而影响使用者与触控式投影装置间的互动。

与触控投影装置相关的专利有中国专利第103369211号、第102799317号、第103096007号以及中国台湾发明专利第I408570号。

发明内容

本发明提供一种互动投影装置及其触控位置判断方法，可避免互动投影装置的触控位置判断受到环境光的干扰。

本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部份或全部目的或是其它目的，本发明的实施例提供一种互动投影装置，包括投影单元、感光单元以及控制单元。投影单元投射定位光束于表面上并于表面上形成定位图案。感光单元具有感测区域，感光单元于感测区域内感测定位图案。控制单元耦接投影单元与感光单元，计算定位图案的坐标信息，并依据定位图案的坐标信息定义有效触控区域，其中，当感光单元于感测区域感测到光点，控制单元判断光点是否位于有效触控区域内，若光点位于有效触控区域内，将光点的位置作为输入工具的触控位置，若光点未位于有效触控区域内，则忽略光点。

在本发明的一实施例中，上述感光单元包括可见光模式及不可见光模式，且当感光单元为不可见光模式时，可于感测区域感测光点。

在本发明的一实施例中，上述感光单元于可见光模式时，控制单元还依据调整指令控制投影单元调整其投射的定位图案并计算定位图案的坐标信息，以改变定位图案的坐标信息所定义的有效触控区域。

在本发明的一实施例中，上述感光单元还感测定位图案所指示的多个位置标示上的多个定位光点，控制单元依据多个定位光点计算定位图案的坐标信息并定义有效触控区域，其中感光单元处于不可见光模式，定位光点为不可见光。

在本发明的一实施例中，上述定位图案包括四个圆点，四个圆点定义出矩形的有效触控区域。

在本发明的一实施例中，上述定位图案包括多个线段，多个线段定义出矩形的有效触控区域。

在本发明的一实施例中，上述表面可为投影屏幕或电子白板。

本发明的一实施例还提供一种互动投影装置的触控位置判断方法，包括下列步骤:投射定位光束于表面上并于所述表面形成定位图案。于感测区域内感测定位图案。计算定位图案的坐标信息。依据定位图案的坐标信息定义有效触控区域。感测感测区域内的光点。判断光点是否位于有效触控区域内。若光点位于有效触控区域内，将光点的位置作为输入工具的触控位置。若光点未位于有效触控区域内，则忽略光点。

在本发明的一实施例中，上述互动投影装置的触控位置判断方法，还包括下列步骤:切换至可见光模式。判断是否接收到调整指令。若接收到调整指令，依据调整指令调整投射的定位图案并计算定位图案的坐标信息，以改变定位图案的坐标信息所定义的有效触控区域。

在本发明的一实施例中，上述依据定位图案的坐标信息定义有效触控区域的步骤还包括下列步骤:切换至不可见光模式。感测定位图案所指示的多个位置标示上的多个定位光点。依据多个定位光点计算定位图案的坐标信息并定义有效触控区域，其中定位光点为不可见光。

在本发明的一实施例中，上述定位图案包括四个圆点，四个圆点定义出矩形的有效触控区域。

在本发明的一实施例中，上述定位图案包括由多个线段，多个线段定义出矩形的有效触控区域。

在本发明的一实施例中，上述表面可为投影屏幕或电子白板。

基于上述，本发明的实施例依据定位图案的坐标信息定义出有效触控区域，并判断光点是否位于有效触控区域内，若光点位于有效触控区域内，才将光点的位置作为输入工具的触控位置，避免互动投影装置的触控位置判断受到环境光的干扰，而影响使用者与互动投影装置的互动。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1绘示本发明一实施例的互动投影装置的示意图。

图2A～图2C绘示本发明实施例的定位图案的示意图。

图3绘示本发明一实施例的感光单元的示意图。

图4绘示本发明一实施例的互动投影装置的触控位置判断方法的流程示意图。

图5绘示本发明另一实施例的互动投影装置的触控位置判断方法的流程示意图。

图6绘示本发明另一实施例的互动投影装置的触控位置判断方法的流程示意图。

【符号说明】

102：投影单元

104：控制单元

106：感光单元

F1：表面

C1～C5：圆点

Z1：有效触控区域

A1：感测区域

302：感光元件

S：快门

SA：可见光区域

SB：不可见光区域

V1：可见光

V2：不可见光

T1～T4：位置标示

L1～L6：线段

S402～S416、S502～S506、S602～S604：触控位置判断方法步骤

具体实施方式

有关本发明前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的优选实施例的详细说明中，将可清楚呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

图1绘示本发明一实施例的互动投影装置的示意图。请参照图1，互动投影装置包括投影单元102、控制单元104以及感光单元106，控制单元104耦接投影单元102与感光单元106。投影单元102投射定位光束于表面F1上，且在表面F1形成定位图案，其中表面F1可例如为投影屏幕或电子白板，然不以此为限，其可例如为墙面或其它适于投影的表面。互动投影装置于进行触控操作前，控制单元104控制投影单元102投射定位图案，用以指示输入工具进行有效触控区域的定义步骤，如图2A所绘示的本发明一实施例的定位图案所示，定位图案可包括圆点C1～C5，其中圆点C1～C4分别位于矩形的四个角落，通过控制单元104计算圆点C1～C4的坐标信息，可定义出矩形的有效触控区域Z1。另外，圆点C5则用以指示投影单元102所投射的画面的方向，例如可让使用者依据圆点C5的位置来判断投影单元102所投影的画面是否朝上，以避免有投影画面上下颠倒或有效触控区域Z1的定义不正确，且导致触控位置计算错误的情形发生。其中，在部分实施例中，定位图案亦可仅包括圆点C1～C4，而不包含圆点C5。此外，输入工具可例如为使用者的手指或触控笔，然而不以此为限。互动投影装置亦可包括不可见光模块(未绘示)，用以产生平行于表面F1的不可见光光幕，且光幕涵盖整个有效触控区域。感光单元106具有感测区域A1(如图1的虚线范围内)，且感测区域A1大于或等于投影单元102于表面F1上的投射范围，感光单元106可于感测区域A1内进行光学感测，如在本实施例中感光单元106可感测投影单元102所投射的定位图案。

控制单元104可依据感光单元106的感测结果计算定位图案的坐标信息，以依据定位图案的坐标信息定义出有效触控区域Z1的范围。其中，有效触控区域Z1的大小可依实际情形进行调整，例如依据投影屏幕或电子白板的大小进行调整，或依据环境光于感测区域A1内所产生的杂散光线进行调整，使用者可通过触控投影装置的输入接口(例如实体按键)发出调整指令给控制单元104，控制单元104则依据所接收到的调整指令调整投影单元102所投影的定位图案的尺寸与位置，并计算定位图案的坐标信息，以改变定位图案的坐标信息所定义的有效触控区域Z1。

一般来说，由于感光单元106的感测区域A1大于有效触控区域Z1，因此感光单元106所感测到的光点来源可能不仅仅包括输入工具进行触控操作时不可见光的触控扫描光束扫描到输入工具所造成的反射光，感光单元106所感测到的光点来源亦可能来自杂散的环境光。在定义出有效触控区域Z1后，控制单元104可判断感光单元106所感测到的光点是否位于有效触控区域Z1内，若感光单元106所感测到的光点位于有效触控区域Z1内，才将光点的位置作为输入工具的触控位置。相反地，若感光单元106所感测到的光点非位于有效触控区域Z1内，则控制单元104忽略感光单元106所感测到的光点，藉以排除环境光的干扰，而达到避免互动投影装置的触控位置判断受到环境光的干扰，而影响使用者与互动投影装置的互动。

详细来说，上述感光单元106可包括可见光模式及不可见光模式。图3绘示本发明一实施例的感光单元106的示意图。请参照图3，感光单元106可包括感光元件302及可相对于感光元件302移动的快门S，其中，快门S例如为光波长滤光片，具有允许可见光V1通过且阻挡不可见光V2的可见光区域SA以及允许不可见光V2通过且阻挡可见光V1的不可见光区域SB，感光元件302可例如为互补式金氧半导体感光元件（CMOS sensor）。当感光单元106切换至可见光模式时，感光单元106将快门S的可见光区域SA移动至感光元件302前方的位置，以使可见光V1穿透可见光区域SA而被感光元件302接收。而当感光单元106切换至不可见光模式时，感光单元106将快门S的不可见光区域SB移动至感光元件302前方的位置，以使不可见光V2穿透不可见光区域SB而被感光元件302接收，其中不可见光V2可例如为红外线光。

在上述实施例中，当感光单元106进行定位图案的感测时，感光单元106可切换至可见光模式，而当感光单元106进行输入工具的触控操作时，感光单元106为切换至不可见光模式，以感测输入工具反射不可见光的触控扫瞄光束所造成的光点。值得注意的是，在部分实施例中，当感光单元106进行定位图案的感测时，感光单元106亦可切换至不可见光模式，此时投影单元102所投射于表面F1上而形成定位图案可例如为图2B所示，定位图案包括四个位置标示T1～T4，且位置标示T1～T4分别位于矩形的四个角落，使用者可利用输入工具依序(如图2B箭头符号的顺序)在位置标示T1～T4上进行点击的触控操作，并依点击的顺序来反射不可见光的触控扫描光束，感光单元106则可感测到对应的定位光点，亦或是利用可发出不可见光的激光笔依序点击在定位图案的位置标示T1～T4，并依点击的顺序反射激光笔的光，则感光单元106可感测到对应的定位光点，以使处于不可见光模式的感测单元106可感测到用于定义有效触控区域Z1的定位光点。控制单元104则依据感测单元106感测到的定位光点来计算定位图案的位置标示T1～T4的坐标信息并定义出有效触控区域Z1。

此外，在其它实施例中，定位图案并不限定为如图2A的圆点C1～C4或图2B的位置标示T1～T4，如图2C所绘示的本发明另一实施例的定位图案的示意图所示，定位图案亦可例如以多个线段L1～L6组成，其中线段L1～L4定义出类似于图2A与图2B的矩形有效触控区域Z1，而线段L5～L6则为线段L1～L4所形成的矩形区域的对角线。类似地，控制单元104亦可依据光点所出现的位置来判断是否将光点的位置作为输入工具的触控位置，亦或是忽略感光单元106所感测到的光点，以排除环境光的干扰，而达到避免互动投影装置的触控位置判断受到环境光的干扰。由于图2C的触控位置的判断方式与上述实施例十分类似，差异仅在定位图案的不同，因此在此不再赘述。

图4绘示本发明一实施例的互动投影装置的触控位置判断方法流程的示意图。请参照图4，归纳上述互动投影装置的触控位置判断方法可包括下列步骤。首先，投射定位光束于表面上并在表面上形成定位图案(步骤S402)，其中表面可例如为投影屏幕或电子白板。接着，于感测单元的感测区域内感测定位图案(步骤S404)，然后再计算定位图案的坐标信息(步骤S406)，而依据定位图案的坐标信息定义出有效触控区域(步骤S408)。其中，定位图案例如包括四个圆点，此四个圆点分别位于矩形的四个角落，藉由计算圆点的坐标信息，可定义出矩形的有效触控区域，在部分实施例中，定位图案亦可例如包括多个线段，这些线段定义出矩形的有效触控区域。在定义出有效触控区域后，接着感测感测区域内的光点(步骤S410)，然后再判断光点是否位于有效触控区域内(步骤S412)，若光点位于有效触控区域内，将光点的位置作为输入工具的触控位置(步骤S414)，而若光点未位于有效触控区域内，则忽略光点(步骤S416)。

图5绘示本发明另一实施例的互动投影装置的触控位置判断方法流程的示意图。请参照图5，本实施例与图4实施例的不同之处在于，本实施例还包括步骤S502～S506，亦即在步骤S402后，将感测单元切换至可见光模式(步骤S502)，然后判断是否接收到定位图案的调整指令(步骤S504)。若接收到调整指令，依据调整指令调整投射的定位图案(步骤S506)，然后再进入步骤S404，接着进行后续计算定位图案的坐标信息，改变定位图案的坐标信息所定义的所述有效触控区域等步骤，相反地若未接收到调整指令，则直接进入步骤S404，由于步骤S404以后步骤的相关说明已于图4实施例中说明，因此在此不再赘述。

图6绘示本发明另一实施例的互动投影装置的触控位置判断方法流程的示意图。请参照图6，本实施例与图4实施例的不同之处在于，本实施例将图4的步骤S404～S408以步骤S602～S606代替，亦即在步骤S402后，先将感测单元切换至不可见光模式(步骤S602)，然后再感测定位图案所指示的多个位置标示上所对应产生的多个定位光点(步骤S604)，其中定位光点为不可见光。之后再依据定位光点计算定位图案的位置标示的坐标信息，并定义有效触控区域(步骤S606)，然后再进入与图4实施例中相同的步骤S410～S416等后续的互动投影装置的触控位置判断方法，由于步骤S410～S416已于图4实施例中说明，因此在此不再赘述。

综上所述，本发明依据定位图案的坐标信息定义出有效触控区域，并判断光点是否位于有效触控区域内，若光点位于有效触控区域内，才将光点的位置作为输入工具的触控位置，以避免互动投影装置的触控位置判断受到环境光的干扰，而影响使用者与互动投影装置的互动。

以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求及发明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。再者，说明书中提及的第一、第二…等，仅用以表示元件的名称，并非用来限制元件数量上的上限或下限。

Claims (13)

1.一种互动投影装置，包括：一投影单元、一感光单元及一控制单元，所述投影单元投射一定位光束于一表面上，并于所述表面形成一定位图，所述感光单元具有一感测区域，所述感光单元于所述感测区域内感测所述定位图案，以及所述控制单元耦接所述投影单元与所述感光单元，计算所述定位图案的一坐标信息，并依据所述定位图案的所述坐标信息定义一有效触控区域，其中，当所述感光单元于所述感测区域中感测到光点，所述控制单元判断所述光点是否位于所述有效触控区域内，若所述光点位于所述有效触控区域内，将所述光点的位置作为输入工具的触控位置，若所述光点未位于所述有效触控区域内，则忽略所述光点。

2.如权利要求1所述的互动投影装置，其中所述感光单元包括一可见光模式及一不可见光模式，且当所述感光单元为所述不可见光模式时，在所述感测区域感测所述光点。

3.如权利要求2所述的互动投影装置，其中当所述感光单元于所述可见光模式时，所述控制单元还依据一调整指令控制所述投影单元调整其投射的所述定位图案并计算所述定位图案的坐标信息，以改变所述定位图案的坐标信息所定义的所述有效触控区域。

4.如权利要求2所述的互动投影装置，其中所述感光单元还感测所述定位图案所指示的多个位置标示上的多个定位光点，所述控制单元依据所述多个定位光点计算所述定位图案的坐标信息并定义所述有效触控区域，其中所述感光单元处于所述不可见光模式，所述多个定位光点为不可见光。

5.如权利要求1所述的互动投影装置，其中所述定位图案包括四个圆点，所述四个圆点定义出矩形的所述有效触控区域。

6.如权利要求1所述的互动投影装置，其中所述定位图案包括多个线段，所述多个线段定义出矩形的所述有效触控区域。

7.如权利要求1所述的互动投影装置，其中所述表面为一投影屏幕或一电子白板。

8.一种互动投影装置的触控位置判断方法，包括：

投射一定位光束于一表面上并于所述表面形成一定位图案；

于一感测区域内感测所述定位图案；

计算所述定位图案的坐标信息；

依据所述定位图案的坐标信息定义一有效触控区域；

感测所述感测区域内的光点;

判断所述光点是否位于所述有效触控区域内；

若所述光点位于所述有效触控区域内，将所述光点的位置作为一输入工具的触控位置；以及

若所述光点未位于所述有效触控区域内，则忽略所述光点。

9.如权利要求8所述的互动投影装置的触控位置判断方法，还包括：

切换至一可见光模式；

判断是否接收到一调整指令；以及

若接收到所述调整指令，依据所述调整指令调整投射的所述定位图案并计算所述定位图案的坐标信息，以改变所述定位图案的坐标信息所定义的所述有效触控区域。

10.如权利要求8所述的互动投影装置的触控位置判断方法，其中依据所述定位图案的坐标信息定义所述有效触控区域的步骤还包括：

切换至一不可见光模式；

感测所述定位图案所指示的多个位置标示上的多个定位光点；以及

依据所述多个定位光点计算所述定位图案的坐标信息并定义所述有效触控区域，其中所述多个定位光点为不可见光。

11.如权利要求8所述的互动投影装置的触控位置判断方法，其中所述定位图案包括四个圆点，所述四个圆点定义出矩形的所述有效触控区域。

12.如权利要求8所述的互动投影装置的触控位置判断方法，其中所述定位图案包括由多个线段，所述多个线段定义出矩形的所述有效触控区域。

13.如权利要求8所述的互动投影装置，其中所述表面为一投影屏幕或一电子白板。