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互動投影裝置及其觸控位置判斷方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410092244.7

申請日:

2014.03.13

公開號:

CN104915066A

公開日:

2015.09.16

當前法律狀態:

實審

有效性:

審中

法律詳情: 實質審查的生效IPC(主分類):G06F 3/042申請日:20140313|||公開
IPC分類號: G06F3/042 主分類號: G06F3/042
申請人: 中強光電股份有限公司
發明人: 李振升; 鄭連福; 曾志能
地址: 中國臺灣新竹科學工業園區
優先權:
專利代理機構: 永新專利商標代理有限公司72002 代理人: 陳松濤; 韓宏
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410092244.7

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2015.10.14|||2015.09.16

法律狀態類型:

實質審查的生效|||公開

摘要

一種互動投影裝置及其觸控位置判斷方法。依據定位圖案的坐標信息定義出有效觸控區域,并判斷光點是否位于有效觸控區域內,若光點位于有效觸控區域內,才將光點的位置作為輸入工具的觸控位置。

權利要求書

權利要求書
1.  一種互動投影裝置,包括:一投影單元、一感光單元及一控制單元,所述投影單元投射一定位光束于一表面上,并于所述表面形成一定位圖,所述感光單元具有一感測區域,所述感光單元于所述感測區域內感測所述定位圖案,以及所述控制單元耦接所述投影單元與所述感光單元,計算所述定位圖案的一坐標信息,并依據所述定位圖案的所述坐標信息定義一有效觸控區域,其中,當所述感光單元于所述感測區域中感測到光點,所述控制單元判斷所述光點是否位于所述有效觸控區域內,若所述光點位于所述有效觸控區域內,將所述光點的位置作為輸入工具的觸控位置,若所述光點未位于所述有效觸控區域內,則忽略所述光點。

2.  如權利要求1所述的互動投影裝置,其中所述感光單元包括一可見光模式及一不可見光模式,且當所述感光單元為所述不可見光模式時,在所述感測區域感測所述光點。

3.  如權利要求2所述的互動投影裝置,其中當所述感光單元于所述可見光模式時,所述控制單元還依據一調整指令控制所述投影單元調整其投射的所述定位圖案并計算所述定位圖案的坐標信息,以改變所述定位圖案的坐標信息所定義的所述有效觸控區域。

4.  如權利要求2所述的互動投影裝置,其中所述感光單元還感測所述定位圖案所指示的多個位置標示上的多個定位光點,所述控制單元依據所述多個定位光點計算所述定位圖案的坐標信息并定義所述有效觸控區域,其中所述感光單元處于所述不可見光模式,所述多個定位光點為不可見光。

5.  如權利要求1所述的互動投影裝置,其中所述定位圖案包括四個圓點,所述四個圓點定義出矩形的所述有效觸控區域。

6.  如權利要求1所述的互動投影裝置,其中所述定位圖案包括多個線 段,所述多個線段定義出矩形的所述有效觸控區域。

7.  如權利要求1所述的互動投影裝置,其中所述表面為一投影屏幕或一電子白板。

8.  一種互動投影裝置的觸控位置判斷方法,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圖案;
于一感測區域內感測所述定位圖案;
計算所述定位圖案的坐標信息;
依據所述定位圖案的坐標信息定義一有效觸控區域;
感測所述感測區域內的光點;
判斷所述光點是否位于所述有效觸控區域內;
若所述光點位于所述有效觸控區域內,將所述光點的位置作為一輸入工具的觸控位置;以及
若所述光點未位于所述有效觸控區域內,則忽略所述光點。

9.  如權利要求8所述的互動投影裝置的觸控位置判斷方法,還包括:
切換至一可見光模式;
判斷是否接收到一調整指令;以及
若接收到所述調整指令,依據所述調整指令調整投射的所述定位圖案并計算所述定位圖案的坐標信息,以改變所述定位圖案的坐標信息所定義的所述有效觸控區域。

10.  如權利要求8所述的互動投影裝置的觸控位置判斷方法,其中依據所述定位圖案的坐標信息定義所述有效觸控區域的步驟還包括:
切換至一不可見光模式;
感測所述定位圖案所指示的多個位置標示上的多個定位光點;以及
依據所述多個定位光點計算所述定位圖案的坐標信息并定義所述有效觸控區域,其中所述多個定位光點為不可見光。

11.  如權利要求8所述的互動投影裝置的觸控位置判斷方法,其中所述定位圖案包括四個圓點,所述四個圓點定義出矩形的所述有效觸控區域。

12.  如權利要求8所述的互動投影裝置的觸控位置判斷方法,其中所述定位圖案包括由多個線段,所述多個線段定義出矩形的所述有效觸控區域。

13.  如權利要求8所述的互動投影裝置,其中所述表面為一投影屏幕或一電子白板。

說明書

說明書互動投影裝置及其觸控位置判斷方法
技術領域
本發明涉及一種顯示裝置,且特別涉及一種互動投影裝置及其觸控位置判斷方法。
背景技術
在現有的觸控投影裝置中,可藉由紅外激光光幕(IR laser curtain)平行覆蓋于屏幕上。當手指或觸控筆的筆尖觸碰屏幕時,會將紅外激光光幕的光束反射至傳感器。藉由傳感器所感測到的紅外光影像,即可判斷出手指或觸控筆的筆尖相對于屏幕的位置。然而,由于傳感器所感測到的紅外光影像亦可能來自于環境中其它光源所造成的雜散光線,如此將使得觸控位置的判斷受到干擾,進而影響使用者與觸控式投影裝置間的互動。
與觸控投影裝置相關的專利有中國專利第103369211號、第102799317號、第103096007號以及中國臺灣發明專利第I408570號。
發明內容
本發明提供一種互動投影裝置及其觸控位置判斷方法,可避免互動投影裝置的觸控位置判斷受到環境光的干擾。
本發明的其它目的和優點可以從本發明所揭露的技術特征中得到進一步的了解。
為達上述之一或部份或全部目的或是其它目的,本發明的實施例提供一種互動投影裝置,包括投影單元、感光單元以及控制單元。投影單元投射定位光束于表面上并于表面上形成定位圖案。感光單元具有感測區域,感光單元于感測區域內感測定位圖案。控制單元耦接投影單元與感光單元,計算定位圖案的坐標信息,并依據定位圖案的坐標信息定義有效觸控區域,其中,當感光單元于感測區域感測到光點,控制單元判斷光點是否位于有效觸控區域內,若光點位于有效觸控區域內,將光點的位置作為輸入工具 的觸控位置,若光點未位于有效觸控區域內,則忽略光點。
在本發明的一實施例中,上述感光單元包括可見光模式及不可見光模式,且當感光單元為不可見光模式時,可于感測區域感測光點。
在本發明的一實施例中,上述感光單元于可見光模式時,控制單元還依據調整指令控制投影單元調整其投射的定位圖案并計算定位圖案的坐標信息,以改變定位圖案的坐標信息所定義的有效觸控區域。
在本發明的一實施例中,上述感光單元還感測定位圖案所指示的多個位置標示上的多個定位光點,控制單元依據多個定位光點計算定位圖案的坐標信息并定義有效觸控區域,其中感光單元處于不可見光模式,定位光點為不可見光。
在本發明的一實施例中,上述定位圖案包括四個圓點,四個圓點定義出矩形的有效觸控區域。
在本發明的一實施例中,上述定位圖案包括多個線段,多個線段定義出矩形的有效觸控區域。
在本發明的一實施例中,上述表面可為投影屏幕或電子白板。
本發明的一實施例還提供一種互動投影裝置的觸控位置判斷方法,包括下列步驟:投射定位光束于表面上并于所述表面形成定位圖案。于感測區域內感測定位圖案。計算定位圖案的坐標信息。依據定位圖案的坐標信息定義有效觸控區域。感測感測區域內的光點。判斷光點是否位于有效觸控區域內。若光點位于有效觸控區域內,將光點的位置作為輸入工具的觸控位置。若光點未位于有效觸控區域內,則忽略光點。
在本發明的一實施例中,上述互動投影裝置的觸控位置判斷方法,還包括下列步驟:切換至可見光模式。判斷是否接收到調整指令。若接收到調整指令,依據調整指令調整投射的定位圖案并計算定位圖案的坐標信息,以改變定位圖案的坐標信息所定義的有效觸控區域。
在本發明的一實施例中,上述依據定位圖案的坐標信息定義有效觸控區域的步驟還包括下列步驟:切換至不可見光模式。感測定位圖案所指示的多個位置標示上的多個定位光點。依據多個定位光點計算定位圖案的坐標信息并定義有效觸控區域,其中定位光點為不可見光。
在本發明的一實施例中,上述定位圖案包括四個圓點,四個圓點定義 出矩形的有效觸控區域。
在本發明的一實施例中,上述定位圖案包括由多個線段,多個線段定義出矩形的有效觸控區域。
在本發明的一實施例中,上述表面可為投影屏幕或電子白板。
基于上述,本發明的實施例依據定位圖案的坐標信息定義出有效觸控區域,并判斷光點是否位于有效觸控區域內,若光點位于有效觸控區域內,才將光點的位置作為輸入工具的觸控位置,避免互動投影裝置的觸控位置判斷受到環境光的干擾,而影響使用者與互動投影裝置的互動。
為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,并配合附圖作詳細說明如下。
附圖說明
圖1繪示本發明一實施例的互動投影裝置的示意圖。
圖2A~圖2C繪示本發明實施例的定位圖案的示意圖。
圖3繪示本發明一實施例的感光單元的示意圖。
圖4繪示本發明一實施例的互動投影裝置的觸控位置判斷方法的流程示意圖。
圖5繪示本發明另一實施例的互動投影裝置的觸控位置判斷方法的流程示意圖。
圖6繪示本發明另一實施例的互動投影裝置的觸控位置判斷方法的流程示意圖。
【符號說明】
102:投影單元
104:控制單元
106:感光單元
F1:表面
C1~C5:圓點
Z1:有效觸控區域
A1:感測區域
302:感光元件
S:快門
SA:可見光區域
SB:不可見光區域
V1:可見光
V2:不可見光
T1~T4:位置標示
L1~L6:線段
S402~S416、S502~S506、S602~S604:觸控位置判斷方法步驟
具體實施方式
有關本發明前述及其它技術內容、特點與功效,在以下配合參考圖式的優選實施例的詳細說明中,將可清楚呈現。以下實施例中所提到的方向用語,例如:上、下、左、右、前或后等,僅是參考附圖的方向。因此,使用的方向用語是用來說明并非用來限制本發明。
圖1繪示本發明一實施例的互動投影裝置的示意圖。請參照圖1,互動投影裝置包括投影單元102、控制單元104以及感光單元106,控制單元104耦接投影單元102與感光單元106。投影單元102投射定位光束于表面F1上,且在表面F1形成定位圖案,其中表面F1可例如為投影屏幕或電子白板,然不以此為限,其可例如為墻面或其它適于投影的表面。互動投影裝置于進行觸控操作前,控制單元104控制投影單元102投射定位圖案,用以指示輸入工具進行有效觸控區域的定義步驟,如圖2A所繪示的本發明一實施例的定位圖案所示,定位圖案可包括圓點C1~C5,其中圓點C1~C4分別位于矩形的四個角落,通過控制單元104計算圓點C1~C4的坐標信息,可定義出矩形的有效觸控區域Z1。另外,圓點C5則用以指示投影單元102所投射的畫面的方向,例如可讓使用者依據圓點C5的位置來判斷投影單元102所投影的畫面是否朝上,以避免有投影畫面上下顛倒或有效觸控區域Z1的定義不正確,且導致觸控位置計算錯誤的情形發生。其中,在部分實施例中,定位圖案亦可僅包括圓點C1~C4,而不包含圓點C5。此外,輸入工具可例如為使用者的手指或觸控筆,然而不以此為限。互動投影裝置亦可包括不可見光模塊(未繪示),用以產生平行于表面F1的不可見光光幕, 且光幕涵蓋整個有效觸控區域。感光單元106具有感測區域A1(如圖1的虛線范圍內),且感測區域A1大于或等于投影單元102于表面F1上的投射范圍,感光單元106可于感測區域A1內進行光學感測,如在本實施例中感光單元106可感測投影單元102所投射的定位圖案。
控制單元104可依據感光單元106的感測結果計算定位圖案的坐標信息,以依據定位圖案的坐標信息定義出有效觸控區域Z1的范圍。其中,有效觸控區域Z1的大小可依實際情形進行調整,例如依據投影屏幕或電子白板的大小進行調整,或依據環境光于感測區域A1內所產生的雜散光線進行調整,使用者可通過觸控投影裝置的輸入接口(例如實體按鍵)發出調整指令給控制單元104,控制單元104則依據所接收到的調整指令調整投影單元102所投影的定位圖案的尺寸與位置,并計算定位圖案的坐標信息,以改變定位圖案的坐標信息所定義的有效觸控區域Z1。
一般來說,由于感光單元106的感測區域A1大于有效觸控區域Z1,因此感光單元106所感測到的光點來源可能不僅僅包括輸入工具進行觸控操作時不可見光的觸控掃描光束掃描到輸入工具所造成的反射光,感光單元106所感測到的光點來源亦可能來自雜散的環境光。在定義出有效觸控區域Z1后,控制單元104可判斷感光單元106所感測到的光點是否位于有效觸控區域Z1內,若感光單元106所感測到的光點位于有效觸控區域Z1內,才將光點的位置作為輸入工具的觸控位置。相反地,若感光單元106所感測到的光點非位于有效觸控區域Z1內,則控制單元104忽略感光單元106所感測到的光點,藉以排除環境光的干擾,而達到避免互動投影裝置的觸控位置判斷受到環境光的干擾,而影響使用者與互動投影裝置的互動。
詳細來說,上述感光單元106可包括可見光模式及不可見光模式。圖3繪示本發明一實施例的感光單元106的示意圖。請參照圖3,感光單元106可包括感光元件302及可相對于感光元件302移動的快門S,其中,快門S例如為光波長濾光片,具有允許可見光V1通過且阻擋不可見光V2的可見光區域SA以及允許不可見光V2通過且阻擋可見光V1的不可見光區域SB,感光元件302可例如為互補式金氧半導體感光元件(CMOS sensor)。當感光單元106切換至可見光模式時,感光單元106將快門S的可見光區域SA移動至感光元件302前方的位置,以使可見光V1穿透可見光區域SA而被 感光元件302接收。而當感光單元106切換至不可見光模式時,感光單元106將快門S的不可見光區域SB移動至感光元件302前方的位置,以使不可見光V2穿透不可見光區域SB而被感光元件302接收,其中不可見光V2可例如為紅外線光。
在上述實施例中,當感光單元106進行定位圖案的感測時,感光單元106可切換至可見光模式,而當感光單元106進行輸入工具的觸控操作時,感光單元106為切換至不可見光模式,以感測輸入工具反射不可見光的觸控掃瞄光束所造成的光點。值得注意的是,在部分實施例中,當感光單元106進行定位圖案的感測時,感光單元106亦可切換至不可見光模式,此時投影單元102所投射于表面F1上而形成定位圖案可例如為圖2B所示,定位圖案包括四個位置標示T1~T4,且位置標示T1~T4分別位于矩形的四個角落,使用者可利用輸入工具依序(如圖2B箭頭符號的順序)在位置標示T1~T4上進行點擊的觸控操作,并依點擊的順序來反射不可見光的觸控掃描光束,感光單元106則可感測到對應的定位光點,亦或是利用可發出不可見光的激光筆依序點擊在定位圖案的位置標示T1~T4,并依點擊的順序反射激光筆的光,則感光單元106可感測到對應的定位光點,以使處于不可見光模式的感測單元106可感測到用于定義有效觸控區域Z1的定位光點。控制單元104則依據感測單元106感測到的定位光點來計算定位圖案的位置標示T1~T4的坐標信息并定義出有效觸控區域Z1。
此外,在其它實施例中,定位圖案并不限定為如圖2A的圓點C1~C4或圖2B的位置標示T1~T4,如圖2C所繪示的本發明另一實施例的定位圖案的示意圖所示,定位圖案亦可例如以多個線段L1~L6組成,其中線段L1~L4定義出類似于圖2A與圖2B的矩形有效觸控區域Z1,而線段L5~L6則為線段L1~L4所形成的矩形區域的對角線。類似地,控制單元104亦可依據光點所出現的位置來判斷是否將光點的位置作為輸入工具的觸控位置,亦或是忽略感光單元106所感測到的光點,以排除環境光的干擾,而達到避免互動投影裝置的觸控位置判斷受到環境光的干擾。由于圖2C的觸控位置的判斷方式與上述實施例十分類似,差異僅在定位圖案的不同,因此在此不再贅述。
圖4繪示本發明一實施例的互動投影裝置的觸控位置判斷方法流程的 示意圖。請參照圖4,歸納上述互動投影裝置的觸控位置判斷方法可包括下列步驟。首先,投射定位光束于表面上并在表面上形成定位圖案(步驟S402),其中表面可例如為投影屏幕或電子白板。接著,于感測單元的感測區域內感測定位圖案(步驟S404),然后再計算定位圖案的坐標信息(步驟S406),而依據定位圖案的坐標信息定義出有效觸控區域(步驟S408)。其中,定位圖案例如包括四個圓點,此四個圓點分別位于矩形的四個角落,藉由計算圓點的坐標信息,可定義出矩形的有效觸控區域,在部分實施例中,定位圖案亦可例如包括多個線段,這些線段定義出矩形的有效觸控區域。在定義出有效觸控區域后,接著感測感測區域內的光點(步驟S410),然后再判斷光點是否位于有效觸控區域內(步驟S412),若光點位于有效觸控區域內,將光點的位置作為輸入工具的觸控位置(步驟S414),而若光點未位于有效觸控區域內,則忽略光點(步驟S416)。
圖5繪示本發明另一實施例的互動投影裝置的觸控位置判斷方法流程的示意圖。請參照圖5,本實施例與圖4實施例的不同之處在于,本實施例還包括步驟S502~S506,亦即在步驟S402后,將感測單元切換至可見光模式(步驟S502),然后判斷是否接收到定位圖案的調整指令(步驟S504)。若接收到調整指令,依據調整指令調整投射的定位圖案(步驟S506),然后再進入步驟S404,接著進行后續計算定位圖案的坐標信息,改變定位圖案的坐標信息所定義的所述有效觸控區域等步驟,相反地若未接收到調整指令,則直接進入步驟S404,由于步驟S404以后步驟的相關說明已于圖4實施例中說明,因此在此不再贅述。
圖6繪示本發明另一實施例的互動投影裝置的觸控位置判斷方法流程的示意圖。請參照圖6,本實施例與圖4實施例的不同之處在于,本實施例將圖4的步驟S404~S408以步驟S602~S606代替,亦即在步驟S402后,先將感測單元切換至不可見光模式(步驟S602),然后再感測定位圖案所指示的多個位置標示上所對應產生的多個定位光點(步驟S604),其中定位光點為不可見光。之后再依據定位光點計算定位圖案的位置標示的坐標信息,并定義有效觸控區域(步驟S606),然后再進入與圖4實施例中相同的步驟S410~S416等后續的互動投影裝置的觸控位置判斷方法,由于步驟S410~S416已于圖4實施例中說明,因此在此不再贅述。
綜上所述,本發明依據定位圖案的坐標信息定義出有效觸控區域,并判斷光點是否位于有效觸控區域內,若光點位于有效觸控區域內,才將光點的位置作為輸入工具的觸控位置,以避免互動投影裝置的觸控位置判斷受到環境光的干擾,而影響使用者與互動投影裝置的互動。
以上所述,僅為本發明的優選實施例而已,當不能以此限定本發明實施的范圍,即大凡依本發明權利要求及發明內容所作的簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋的范圍內。另外本發明的任一實施例或權利要求不須達成本發明所揭露的全部目的或優點或特點。此外,摘要和發明名稱僅是用來輔助專利文件搜尋之用,并非用來限制本發明的權利范圍。再者,說明書中提及的第一、第二…等,僅用以表示元件的名稱,并非用來限制元件數量上的上限或下限。

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互動 投影 裝置 及其 位置 判斷 方法
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