CN102331884A - 具有可触控投影画面的投影系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有可触控投影画面的投影系统，包含：图像投影装置，投射一投影画面于实体平面上；不可见光发射器，产生与实体平面平行的不可见光平面，其中该不可见光平面与实体平面的投影画面所对应的区域形成触控区域；以及不可见光感测器，与图像投影装置相通连，且接收该触控区域受一指标物体触碰的一触点所反射的不可见反射光，并借此取得代表该触点的空间坐标位置的感测信号。其中，不可见光感测器提供感测信号至图像投影装置，该图像投影装置依据感测信号判断与计算该触点的空间坐标位置，并依据判断与计算的结果进行适应的控制动作。本发明可提升使用者操作的直觉性、便利性以及提供友善的操作界面。

Description

具有可触控投影画面的投影系统

技术领域

本发明涉及一种投影系统，尤其涉及一种具有可触控投影画面的投影系统。

背景技术

随着信息时代的不断进步，具有高机动性且操控容易等优点的投影系统已被广泛的运用在会议中心、办公室、学校及家庭等处，尤其针对需要经常参加公司会议或是外出工作的专业人士而言，更是需要经常依赖投影系统来进行重要销售宣传或产品发表会的简报说明。

公知投影系统通常会与提供图像信号来源的电子装置，例如便携式电脑或便携式通信装置，相搭配而进行投影操作，然而投影系统在投影过程中，若是使用者欲操控投影屏幕上的投影画面，则仅能通过控制电子装置上的鼠标、键盘或触碰该电子装置的触控屏幕才能达到操控的目的，因此当使用者于投影屏幕旁进行简报时，为了操控投影屏幕上的画面，就必须重复地移动到电子装置旁来按压鼠标、键盘或操作电子装置的触控屏幕，如此将造成使用者操作上的不便。

为解决前述问题，目前已经发展出新的投影系统而让使用者可直接于投影屏幕前操控投影画面，以达到互动操控的目的，例如使用者可通过手持激光光笔或是于手指套上反光片并配合一光源等方式作为光源产生装置，而于投影屏幕前直接对投影画面进行操控，使得投影系统可通过检测投影屏幕上的光源变化，计算出光源产生装置实际指向投影屏幕的空间坐标位置，进而操控投影屏幕上的投影画面作相对应的变化，然而由于使用者需额外握持一辅助装置(例如光源产生装置)才能使投影系统感应而操控投影屏幕上的图像画面，因此在操作上仍甚为不便。

此外，上述投影系统在计算光源产生装置实际指向投影屏幕的空间坐标位置时，除了须考虑光源产生装置于投影屏幕所造成的光源变化外，还需考虑到投射至投影屏幕上的投影画面的亮度和/或颜色以及投影屏幕背景颜色所造成的影响，因此计算的方式极为复杂且不精确，导致使用者在投影屏幕前对投影画面进行互动控制时会有反应较慢且不精确的情况产生。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有可触控投影画面的投影系统，可便于使用者直接以手指对投影画面进行互动操控，以提升使用者操作的直觉性、便利性以及提供友善的操作界面，借此以解决公知投影系统须在使用者持有一辅助装置时才能感应而操控投影画面的不便。

本发明的另一目的在于提供一种具有可触控投影画面的投影系统，其架构简单且可简化计算的复杂度，并提升计算精确度以及互动的反应速度。

为达上述目的，本发明的一较广义实施方式为提供一种具有可触控投影画面的投影系统，包含：图像投影装置，架构成投射一投影画面于一实体平面上；不可见光发射器，架构成产生与该实体平面平行的一不可见光平面，其中该不可见光平面与该实体平面的该投影画面所对应的区域形成一触控区域；以及不可见光感测器，与该图像投影装置相通连，且架构成接收该触控区域受一指标物体触碰的一触点所反射的不可见反射光，并通过该不可见反射光取得代表该触点的空间坐标位置的感测信号。其中，该不可见光感测器提供该感测信号至该图像投影装置，该图像投影装置依据该感测信号判断与计算该触点的空间坐标位置，并依据判断与计算的结果进行一适应的控制动作。

为达上述目的，本发明的另一较广义实施方式为提供一种具有可触控投影画面的投影系统，包含：图像投影装置，架构成投射一投影画面于一实体平面上；不可见光发射器，邻设于该实体平面，且架构成产生与该实体平面平行的一不可见光平面；以及不可见光感测器，架构成接收一指标物体触碰该不可见光平面的一触点所反射的不可见反射光，并通过该不可见反射光取得代表该触点的空间坐标位置的感测信号，以及提供该感测信号至该图像投影装置。其中，该图像投影装置依据该感测信号判断与计算该触点的空间坐标位置，并依据判断与计算的结果进行一适应的控制动作。

本发明可便于使用者直接以手指对投影画面进行互动操控，以提升使用者操作的直觉性、便利性以及提供友善的操作界面，借此以解决公知投影系统须在使用者持有一辅助装置时才能感应而操控投影画面的不便。此外，本发明的投影系统不只架构简单，且可利用红外光发射器以及红外光感测器的组合来判断触控区域上的红色触点的空间坐标位置，因此无需考虑投影画面可见光成分的影响以及实体平面的背景颜色的影响，可简化计算的复杂度、提升计算精确度以及提升互动的反应速度等优点。更甚者，本发明的投影系统于触点产生时即代表使用者确认执行该指令或控制动作，因此仅需判断与计算X、Y坐标位置，无需判断与计算Z坐标位置，因此可进一步简化计算的复杂度、提升计算精确度以及提升互动的反应速度。

附图说明

图1A及图1B：其显示本发明较佳实施例的具有可触控投影画面的投影系统于不同视角的使用状态示意图。

图2A及图2B：其显示本发明另一较佳实施例的具有可触控投影画面的投影系统于不同视角的使用状态示意图。

图3：为图1A及图1B所示的投影系统的电路方框示意图。

图4：为图1A及图1B所示的不可见光感测器的结构示意图。

图5：为图1A及图1B所示的不可见光发射器的结构示意图。

图6：其为图2A及图2B所示投影系统的电路方框图。

图7：其为本发明另一较佳实施例的具有可触控投影画面的投影系统的电路方框图。

上述附图中的附图标记说明如下：

1：具有可触控投影画面的投影系统(或简称投影系统)

2：投影画面                3：实体平面

4：指标物体                5：传输线

6：图像信号源              10：图像投影装置

11：不可见光发射器         12：不可见光感测器

13：壳体                   101：投影单元

102：控制单元              103：图像处理单元

104：第一无线通信单元      110：不可见光平面

111：触控区域              112：触点

113：不可见反射光          114：发光元件

115：透镜                  116：开关元件

121：可见光滤镜            122：不可见光感测元件

123：第二无线通信单元

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的方式上具有各种的变化，其都不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。

请参阅图1A及图1B，其显示本发明较佳实施例的具有可触控投影画面的投影系统于不同视角的使用状态示意图。如图1A及图1B所示，本发明具有可触控投影画面的投影系统1(以下简称投影系统)主要包含图像投影装置10、不可见光发射器11及不可见光感测器12。其中，图像投影装置10可投射一投影画面2于一实体平面3上，其中该投影画面2由可见光构成且包含一输入区域或一输入标示(未图示)。不可见光发射器11邻设于实体平面3，且用于产生实质上与实体平面3平行的不可见光平面110，例如红外光平面。其中，该不可见光平面110延伸覆盖至少部分的实体平面3，以在投影画面2所对应的区域形成一触控区域111，也即触控区域111形成于实体平面3的投影画面2的上方。不可见光感测器12与该图像投影装置10相通连，且架构成接收与感测该触控区域111经由一个或多个指标物体4，例如手指，接触的触点112所反射的不可见反射光113，并通过该不可见反射光113取得代表该触点112的空间坐标位置的感测信号，借此该图像投影装置10可依据不可见光感测器12所提供的感测信号以辨识及计算该触点112所代表的空间坐标位置，并依据处理与计算的结果进行适应的控制动作，进而操控实体平面3上的投影画面2作相对应的变化，例如但不限于：缩放投影画面的内容、输入数据或指令、移动投影画面的内容、旋转投影画面的内容或更换投影画面的内容。

于本实施例中，图像投影装置10、不可见光发射器11及不可见光感测器12通过一壳体13将其组合在一起，以形成一整合且便携式的投影系统1。于一些实施例中，如图2A及图2B所示，图像投影装置10、不可见光发射器11及不可见光感测器12也可彼此为独立部件且相分离设置。其中，图像投影装置10与不可见光感测器12之间可利用传输线5以有线通信协议的方式进行信号或数据传输。当然，图像投影装置10与不可见光感测器12之间也可利用无线通信模块(未图示)，例如蓝牙，以无线通信协议的方式来进行信号或数据传输。于其他实施例中，图像投影装置10、不可见光发射器11及不可见光感测器12的任二者也可整合于一壳体，另一者则为独立部件(未图示)。于本实施例中，实体平面3为可实体投影的平面结构，例如墙面、投影屏幕、桌面或电子白板等，但不以此为限。

图3为图1A及图1B所示的投影系统的电路方框示意图。如图1A、图1B及图3所示，于本实施例中，图像投影装置10、不可见光发射器11及不可见光感测器12通过一壳体13将其组合在一起，以形成一整合且便携式的投影系统1。图像投影装置10包括投影单元101、控制单元102及图像处理单元103。投影单元101将一图像信号源6所提供的图像信号所对应的投影画面投射于实体平面3。其中，该图像信号源6为可插拔于图像投影装置10的便携式储存装置或外接的便携式电脑或台式电脑，且不以此为限。不可见光发射器11连接于控制单元102，以适应控制单元102的控制而提供或停止提供该不可见光平面110。于一些实施例中，不可见光发射器11也可连接于一开关元件(未图示)，但不连接于控制单元102，因此使用者可通过该开关元件的控制而使不可见光发射器11提供或停止提供该不可见光平面110。不可见光感测器12连接于控制单元102以及图像处理单元103，用以适应控制单元102的控制而将感测信号传输至图像处理单元103。图像处理单元103连接于控制单元102、不可见光感测器12以及图像信号源6，且架构成辨识与处理该不可见光感测器12所提供的感测信号，以辨识与计算该触点112的空间位置坐标。控制单元102连接于不可见光发射器11、不可见光感测器12、投影单元101以及图像处理单元103，用以控制各装置或单元的运作，以及依据图像处理单元103辨识与处理的结果进行适应的控制动作，进而操控实体平面3上的投影画面2作相对应的变化，例如但不限于：缩放投影画面的内容、输入数据或指令、移动投影画面的内容、旋转投影画面的内容或更换投影画面的内容。

于本实施例中，如图4所示，不可见光感测器12包含可见光滤镜121以及不可见光感测元件122，其中可见光滤镜121架构成滤除一入射光束的可见光成分并使特定波长范围的不可见光通过。不可见光感测元件122架构成感测通过该可见光滤镜121的不可见光成分，且产生代表该触点112的空间坐标位置的感测信号。于本实施例中，不可见光发射器11以红外光发射器为较佳，但不以此为限。此外，该不可见光感测器12以红外光感测器或红外光摄影装置为较佳，但不以此为限。

于一些实施例中，如图5所示，不可见光发射器11包含一个或多个发光元件114以及一个或多个透镜115，其中发光元件114为产生不可见光的发光二极管。透镜115与发光元件114相对应设置，用以将发光元件114所发射的不可见光整形并产生该不可见光平面110，使其平行且贴近实体平面3。于本实施例中，透镜114以柱面形透镜为较佳。

于一些实施例中，本发明的投影系统1于开机并启动投影画面的触控功能时，图像投影装置10可先执行一图像及感测信号的校正步骤，借此以提升图像投影装置10辨识与计算的精确度。

根据本发明的构想，当使用者欲直接操控投射于实体平面3上的投影画面2时，例如执行换页、缩放或移动投影画面的内容，使用者可依据投影画面2所显示的输入区域或输入标示位置，直接以手指在该输入区域或输入标示所对应于不可见光平面110的触控区域111的位置进行触碰而形成一触点112(也即该触点112的该空间坐标位置对应于该投影画面的输入区域或输入标示的位置)。此时，不可见光感测器12将提取到该触点112的不可见反射光113，例如红色光点，并转换产生代表该触点112空间坐标位置的感测信号，且进一步地通过控制单元102的控制而提供至图像投影装置10的图像处理单元103进行辨识与处理，以取得该触点112的空间坐标位置。之后，控制单元102将依据图像处理单元103辨识与处理的结果进行适应的控制动作，进而操控实体平面3上的投影画面2作相对应的变化，例如执行换页、缩放或移动投影画面的内容。于本实施例中，由于触点112形成时即代表使用者已确认执行该指令，因此仅需再判断与计算触点112的X、Y轴坐标位置，无需再判断Z轴坐标位置，如此可简化计算的复杂度、提升计算精确度以及提升互动的反应速度。

请参阅图6，其为图2A及图2B所示投影系统的电路方框图。如图2A及图2B以及图6所示，投影系统1的图像投影装置10、不可见光发射器11及不可见光感测器12为独立部件，且彼此分离设置。不可见光发射器11可包括一开关元件116，以供使用者控制该不可见光发射器11提供或暂停提供该不可见光平面110。不可见光感测器12与图像投影装置10利用传输线5相互连接。于本实施例中，图像投影装置10、不可见光发射器11及不可见光感测器12等各装置及单元的功能与架构与图3所示的投影系统的功能与架构相仿，且相同符号的元件代表结构与功能相似，故元件特征、动作方式于此不再赘述。

请参阅图7，其为本发明另一较佳实施例的具有可触控投影画面的投影系统的电路方框图。如图7所示，投影系统1的图像投影装置10、不可见光发射器11及不可见光感测器12为独立部件，且彼此分离设置。于本实施例中，不可见光感测器12与图像投影装置10利用无线通信协议的方式取代传输线而相互通连。图像投影装置10更包含一第一无线通信单元104，以及不可见光感测器更包含一第二无线通信单元123，其中该第一无线通信单元104与控制单元102相连接，该第二无线通信单元123与第一无线通信单元104相通连，借此不可见光感测器12与图像投影装置10便可利用第一无线通信单元104以及第二无线通信单元123进行信号或数据传输。于本实施例中，图像投影装置10、不可见光发射器11及不可见光感测器12等各装置及单元的功能与架构与图6所示的投影系统的功能与架构相仿，且相同符号的元件代表结构与功能相似，故元件特征、动作方式于此不再赘述。

综上所述，本发明提供一种具有可触控投影画面的投影系统，可便于使用者直接以手指对投影画面进行互动操控，以提升使用者操作的直觉性、便利性以及提供友善的操作界面，借此以解决公知投影系统须在使用者持有一辅助装置时才能感应而操控投影画面的不便。此外，本发明的投影系统不只架构简单，且可利用红外光发射器以及红外光感测器的组合来判断触控区域上的红色触点的空间坐标位置，因此无需考虑投影画面可见光成分的影响以及实体平面的背景颜色的影响，可简化计算的复杂度、提升计算精确度以及提升互动的反应速度等优点。更甚者，本发明的投影系统于触点产生时即代表使用者确认执行该指令或控制动作，因此仅需判断与计算X、Y坐标位置，无需判断与计算Z坐标位置，因此可进一步简化计算的复杂度、提升计算精确度以及提升互动的反应速度。

本发明得由本领域普通技术人员任施匠思而为诸般修饰，都不脱如附权利要求所欲保护的范围。

Claims (10)

1.一种具有可触控投影画面的投影系统，包含：

一图像投影装置，架构成投射一投影画面于一实体平面上；

一不可见光发射器，架构成产生与该实体平面平行的一不可见光平面，其中该不可见光平面与该实体平面的该投影画面所对应的区域形成一触控区域；以及

一不可见光感测器，与该图像投影装置相通连，且架构成接收该触控区域受一指标物体触碰的一触点所反射的一不可见反射光，并通过该不可见反射光取得代表该触点的一空间坐标位置的一感测信号，

其中，该不可见光感测器提供该感测信号至该图像投影装置，该图像投影装置依据该感测信号判断与计算该触点的该空间坐标位置，并依据判断与计算的结果进行一适应的控制动作。

2.如权利要求1所述的具有可触控投影画面的投影系统，其中该不可见光发射器为红外光发射器，以及该不可见光感测器为红外光感测器或红外光摄影装置。

3.如权利要求1所述的具有可触控投影画面的投影系统，其中该不可见光发射器包含一个或多个发光元件及一个或多个透镜，该不可见光感测器包含一可见光滤镜及一不可见光感测元件。

4.如权利要求1所述的具有可触控投影画面的投影系统，其中该图像投影装置包括：

一投影单元，其架构成将一图像信号源所提供的一图像信号所对应的该投影画面投射于该实体平面；

一图像处理单元，其架构成辨识与处理该不可见光感测器所提供的该感测信号，以辨识与计算该触点的该空间位置坐标；以及

一控制单元，连接于该投影单元及该图像处理单元，用以控制该投影单元及该图像处理单元的运作，以及依据该图像处理单元辨识与处理的结果进行该适应的控制动作。

5.如权利要求4所述的具有可触控投影画面的投影系统，其中该不可见光感测器连接于该控制单元以及该图像处理单元，用以适应该控制单元的控制而将该感测信号传输至该图像处理单元。

6.如权利要求1所述的具有可触控投影画面的投影系统，其中该触点的该空间坐标位置对应于该投影画面的一输入区域或一输入标示。

7.如权利要求1所述的具有可触控投影画面的投影系统，还包括一壳体，用于整合该图像投影装置、该不可见光发射器及该不可见光感测器的至少任二者。

8.如权利要求1所述的具有可触控投影画面的投影系统，其中该图像投影装置、该不可见光发射器及该不可见光感测器分别为独立部件且彼此相分离。

9.如权利要求1所述的具有可触控投影画面的投影系统，其中该控制动作包括缩放该投影画面的内容、输入数据或指令、移动该投影画面的内容、旋转该投影画面的内容或更换该投影画面的内容。

10.一种具有可触控投影画面的投影系统，包含：

一图像投影装置，架构成投射一投影画面于一实体平面上；

一不可见光发射器，邻设于该实体平面，且架构成产生与该实体平面平行的一不可见光平面；以及

一不可见光感测器，架构成接收一指标物体触碰该不可见光平面的一触点所反射的不可见反射光，并通过该不可见反射光取得代表该触点的一空间坐标位置的一感测信号，以及提供该感测信号至该图像投影装置，

其中，该图像投影装置依据该感测信号判断与计算该触点的该空间坐标位置，并依据判断与计算的结果进行一适应的控制动作。

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