CN104298405A - 触控模块、投影系统及其触控方法 - Google Patents

Abstract

一种触控模块、投影系统及其触控方法。触控模块包括激光扫描装置、光电二极管、影像撷取装置及处理单元。激光扫描装置在第一期间依序提供多个角度的激光至触控区域。光电二极管用以接收位于触控区域的触碰点的反射光。影像撷取装置在第二期间撷取具有触碰点的另一反射光的影像。处理单元依据光电二极管所接收到的触碰点的反射光判断触碰点对应的第一角度，影像撷取装置撷取的另一反射光对应第二角度，并且依据第一角度与对应的第二角度，计算上述触碰点的位置信息。

Description

触控模块、投影系统及其触控方法

技术领域

本发明涉及一种投影系统、触控模块及其触控方法，且特别涉及一种使用激光的投影系统、触控模块及其触控方法。

背景技术

近年来，随着信息技术、无线行动通讯和信息家电等各项应用的快速发展，为了达到更便利、体积更轻巧化，以及更人性化的目的，许多信息产品的输入装置已由传统的键盘或鼠标等转变为触控模块。触控模块设计大致可区分为电阻式、电容式、光学式、声波式以及电磁式等，并且光学式触控模块的触控机制适合应用在大尺寸的显示面板。在显示面板的尺寸渐逐变大的情况下，光学触控模块的使用也随之普及。

一般而言，光学触控模块会通过配置在触控区域的不同角落的两个影像传感器感测触碰点的位置，因此单一点触控可正常运行，但多点（即两点以上）同时触碰时，会因为鬼点而造成无法运行或是误判。若要消除上述鬼点或是达到多点触控的功能，通常会增加影像传感器的数量。然而，增加影像传感器的数量会增加硬件成本和触碰点的运算复杂度，并且触控模块的体积和机构也会限制影像传感器数量的上限。因此，如何在触控模块的体积和机构的限制下达到多点触控的功能则成为设计光学触控模块的一个重点。

美国公告专利编号5525764揭露一种具有手写输入功能的影像处理系统及其形成方法，其手写数据会传送至影像处理系统的微处理器，接着微处理器依据手写的坐标及宽度以特定色彩标示手写部分及重叠在影像上，以形成新的混合影像。

美国公开专利编号20100207876揭露一种激光扫描输入装置，包括水平扫描激光装置、影像撷取装置及微处理器，其使用激光水平地扫描目标，以及使用影像撷取装置撷取目标所反射的反射影像。此外，激光扫描输入装置更通过微处理器计算及取得目标的坐标，并且以此作为对应的输入信息。

中国公开专利编号102184060揭露一种光学式触控装置，本案是在触摸件底板的三个边缘处装有回归反射式反光条(retro-reflector)，在另一边缘的两顶角侧分别装有红外激光头和亮度传感器，旋转机械装置上装有扫射整个显示区域的反射镜，当显示区域有触摸物体而使激光光束被遮断并将光束反射回亮度传感器所接收的亮度信息以及旋转装置返回的亮度信息可判定是否有物体在显示区域上。

发明内容

本发明提出一种触控模块、其投影系统及其触控方法，可实现多点触控功能且不增加触控模块的硬件成本，并且消除多点触控时鬼点的产生。

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，本发明的一实施例提供一种触控模块，包括激光扫描装置、光电二极管、影像撷取装置及处理单元。激光扫描装置在第一期间依序提供多个角度的激光至触控区域。光电二极管用以接收位于触控区域的触碰点的反射光。影像撷取装置在第二期间撷取具有触碰点的另一反射光的影像。处理单元电连接激光扫描装置、光电二极管及影像撷取装置，依据光电二极管所接收到的触碰点的反射光判断触碰点对应的第一角度，影像撷取装置撷取的另一反射光对应第二角度，并且依据第一角度与对应的第二角度，计算触碰点的位置信息。

为达上述之一或部份或全部目的或是其它目的，本发明一实施例的触控模块，其中激光扫描装置在第二期间提供对应第一角度的激光至触控区域。

本发明一实施例的触控模块，其中当多个触碰点触碰触控区域时，激光扫描装置在第二期间的多个子期间内分别提供对应这些第一角度的其中之一的激光至触控区域，处理单元将根据这些子期间对应的这些第一角度与影像撷取装置在这些子期间对应的这些第二角度，计算这些触碰点的位置信息。

本发明另一实施例的触控模块，其中当多个触碰点触碰触控区域时，激光扫描装置在第二期间的多个子期间内分别提供对应部分的这些第一角度的激光至触控区域，处理单元依据这些子期间对应的部分的这些第一角度与影像撷取装置在这些子期间所得到的这些第二角度判断这些第一角度所对应的这些第二角度，以计算这些触碰点的位置信息，其中这些子期间分别对应的部分的这些第一角度为部分重复。其中这些子期间的影像的数量为N，与所述触碰点的关系为2^N-1，其中N为正整数且N大于等于2。

本发明一实施例的触控模块，其中当多个触碰点触碰触控区域时，激光扫描装置在第二期间的第一子期间及依序提供对应这些第一角度且对应相同照射亮度的激光至触控区域，并且在第二期间的第二子期间及依序提供对应这些第一角度且对应不同照射亮度的激光至触控区域，处理单元依据这些第一角度在第一子期间及第二子期间对应的照射亮度变化与影像撷取装置在第一子期间及第二子期间所得到的这些第二角度对应的亮度变化判断这些第一角度所对应的这些第二角度，以计算这些触碰点的位置信息。其中在这些第一角度在第一子期间中对应相同的激光的照射次数，这些第一角度在第二子期间对应不同的激光的照射次数。以及在这些第一角度在第一子期间中对应相同的激光的照射功率，这些第一角度在第二子期间对应不同的激光的照射功率。

本发明另一实施例的触控模块，其中处理单元将这些第一角度的照射亮度的变化程度与影像撷取装置所得到的这些第二角度中亮度变化程度相同者判断为相互对应。

为达上述之一或部份或全部目的或是其它目的，本发明的一实施例提供一种投影系统，包括投影幕、投影装置及如上述的触控模块。投影装置用以投射影像至投影幕。触控模块配置于投影幕。触控模块包括：激光扫描装置，在第一期间依序提供多个角度的激光至投影幕的投影区域；光电二极管，用以接收位于投影区域内的触碰点的第一反射光，第一反射光由激光照射到触碰点反射而产生；影像撷取装置，在第二期间撷取具有触碰点的第二反射光的影像，第二反射光由激光照射到触碰点反射而产生；以及处理单元，电连接激光扫描装置、光电二极管及影像撷取装置，依据光电二极管所接收到的触碰点的第一反射光，判断触碰点对应的第一角度，并且依据影像撷取装置撷取的具有第二反射光的影像，判断第二反射光对应的第二角度，依据第一角度与对应的第二角度，计算触碰点的位置信息

本发明一实施例的投影系统，其中激光扫描装置在第二期间依序提供对应第一角度的激光至投影区域。当多个触碰点触碰触控区域时，激光扫描装置在第二期间的多个子期间内分别提供对应这些第一角度的其中之一的激光至投影区域，处理单元将这些子期间对应的这些第一角度与影像撷取装置在这些子期间所得到的这些第二角度计算这些触碰点的位置信息。

本发明另一实施例的投影系统，当多个触碰点触碰触控区域时，激光扫描装置在第二期间的多个子期间内分别提供对应部分的这些第一角度的激光至投影区域，处理单元依据这些子期间对应的部分的这些第一角度与影像撷取装置在这些子期间所得到的这些第二角度判断这些第一角度所对应的这些第二角度，以计算这些触碰点的位置信息，其中这些子期间分别对应的部分的这些第一角度为部分重复。其中这些子期间的撷取影像的数量为N，与触碰点的关系为2^N-1，其中N为正整数且N大于等于2。

本发明一实施例的投影系统，当多个触碰点触碰触控区域时，激光扫描装置在第二期间的第一子期间及依序提供对应这些第一角度且对应相同照射亮度的激光至投影区域，并且在第二期间的第二子期间及依序提供对应这些第一角度且对应不同照射亮度的激光至投影区域，处理单元依据这些第一角度在第一子期间及第二子期间的照射亮度变化与影像撷取装置在第一子期间及第二子期间的所得到的这些第二角度的亮度变化判断这些第一角度所对应的这些第二角度，以计算这些触碰点的位置信息。其中这些第一角度在第一子期间中对应相同的激光的照射次数，这些第一角度在第二子期间对应不同的激光的照射次数。

本发明另一实施例的投影系统，这些第一角度在第一子期间中对应相同的激光的照射功率，这些第一角度在在第二子期间对应不同的激光的照射功率。

本发明又一实施例的投影系统，处理单元将这些第一角度的照射亮度的变化程度与影像撷取装置撷取到的这些第二角度中亮度变化程度相同者判断为相互对应。

为达上述之一或部份或全部目的或是其它目的，本发明的一实施例提供一种触控模块的触控方法，包括下列步骤。通过激光扫描装置在第一期间依序提供多个角度的激光至触控区域。通过光电二极管接收位于触控区域内的触碰点的第一反射光，第一反射光由激光照射到触碰点反射而产生。

通过影像撷取装置在第二期间撷取具有触碰点的第二反射光的影像，第二反射光由激光照射到触碰点反射而产生。

通过处理单元，依据光电二极管所接收到的触碰点的第一反射光，判断触碰点对应的第一角度，并且依据影像撷取装置撷取的具有第二反射光的影像，判断第二反射光对应的第二角度，并依据第一角度与对应的第二角度，计算触碰点的位置信息。

本发明一实施例的触控模块的触控方法，还包括通过激光扫描装置在第二期间依序提供对应第一角度的激光至触控区域。

本发明另一实施例的触控模块的触控方法，还包括当多个触碰点触碰触控区域时，通过激光扫描装置在第二期间的多个子期间内分别提供对应这些第一角度的其中之一的激光至触控区域；以及将这些子期间对应的这些第一角度与通过影像撷取装置在这些子期间所得到的这些第二角度，计算这些触碰点的位置信息。

本发明又一实施例的触控模块的触控方法，还包括：当多个触碰点触碰触控区域时，激光扫描装置在第二期间的多个子期间内分别提供对应部分的这些第一角度的激光至触控区域；以及依据这些子期间对应的部分的这些第一角度与影像撷取装置于这些子期间所得到的这些第二角度判断这些第一角度所对应的这些第二角度，以计算这些触碰点的位置信息，其中子期间分别对应的部分的这些第一角度为部分重复。其中子期间的撷取影像的数量为N，与触碰点的关系为2^N-1，其中N为正整数且N大于等于2。

本发明又一实施例的触控模块的触控方法，还包括：当多个触碰点触碰触控区域时，通过激光扫描装置在第二期间的第一子期间及依序提供对应这些第一角度且对应相同照射亮度的激光至触控区域；通过激光扫描装置在第二期间的第二子期间及依序提供对应这些第一角度且对应不同照射亮度的激光至触控区域；以及依据这些第一角度在第一子期间及第二子期间的照射亮度变化与影像撷取装置在第一子期间及第二子期间的所得到的这些第二角度的亮度变化判断这些第一角度所对应的这些第二角度，以计算这些触碰点的位置信息。其中这些第一角度在第一子期间中对应相同的激光的照射次数，这些第一角度在第二子期间对应不同的激光的照射次数。

本发明一实施例的触控模块的触控方法，这些第一角度在第一子期间中对应相同的激光的照射功率，这些第一角度在第二子期间对应不同的激光的照射功率。

本发明又一实施例的触控模块的触控方法，其中判断这些第一角度所对应的这些第二角度的步骤包括：将这些第一角度的照射亮度的变化程度与影像撷取装置所得到的这些第二角度中亮度变化程度相同者判断为相互对应。

本发明一实施例的触控模块的触控方法，还包括：当触碰点触碰触控区域时，通过激光扫描装置在第二期间内提供对应第一角度的激光至触控区域；以及依据第一角度与通过影像撷取装置在第二期间所得到的第二角度计算触碰点的位置信息。

基于上述，在本发明的上述实施例的触控模块、其投影系统及其触控方法，其通过光电二极管在第一期间检测各个触碰点对应的第一角度，并且激光扫描装置在第二期间对应各个触碰点的照射状态不同，因此可实现多点触控功能且不增加触控模块的硬件成本。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举多个实施例，并配合所附视图，作详细说明如下。

附图说明

图1为依据本发明一实施例的触控模块的系统示意图。

图2为依据本发明一实施例的图1的触控模块为多点触控时的第一期间的扫描示意图。

图3A至3C为依据本发明一实施例的图1的触控模块为多点触控时的第二期间的扫描示意图。

图4A及4B为依据本发明另一实施例的图1的触控模块为多点触控时的第二期间的扫描示意图。

图5A及5B为依据本发明再一实施例的图1的触控模块为多点触控时的第二期间的扫描示意图。

图6A为依据本发明另一实施例的触控模块的系统示意图。

图6B为依据本发明再一实施例的触控模块的系统示意图。

图7为依据本发明一实施例的投影系统的系统示意图。

图8为依据本发明一实施例的触控模块的触控方法的流程图。

【符号说明】

100、610、620：触控模块

110、110a、110b、110c：激光扫描装置

120、120a：光电二极管

130、130a：影像撷取装置

140、140a：处理单元

700：投影系统

710：投影幕

720：投影装置

730：触控模块

740：处理器

AT：触控区域

B11、B12、B21、B22、B31、B32：亮度值

C1、C2：角落

Ipos：位置信息

L、L1～L3：激光

P1、P2：子期间

R1、R2、R11、R12、R21、R22、R31、R32：反射光

S1、S2：侧边

TP、TP1～TP3：触碰点

θ1、θ1a、θ11、θ21、θ31：第一角度

θ2、θ2a、θ12、θ22、θ32：第二角度

S810、S820、S830、S840、S850、S860：步骤

具体实施方式

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下结合参考附图的多个实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本发明。

图1为依据本发明一实施例的触控模块的系统示意图。请参照图1，在本实施例中，触控模块100包括激光扫描装置110、光电二极管120、影像撷取装置130及处理单元140。激光扫描装置110配置在触控区域AT的角落C1，在本实施例中，角落C1为图1中触控区域AT的右下角。光电二极管120配置在触控区域AT的侧边S1，在本实施例中，侧边S1为图1中触控区域AT的下侧。影像撷取装置130配置在触控区域AT的角落C2，在本实施例中，角落C2为图1中触控区域AT的左下角。处理单元140耦接激光扫描装置110、光电二极管120及影像撷取装置130。其中，上述激光扫描装置110、光电二极管120及影像撷取装置130的配置位置仅用以说明，本发明实施例不以此为限，也即激光扫描装置110及影像撷取装置130可分别配置在触控区域AT的任意两个角落，光电二极管120可配置在触控区域AT的其中一侧。

激光扫描装置110受控于处理单元140，且在第一期间依序提供多个角度的激光L扫描整个触控区域AT。假设平行于侧边S1的角度定义为0度，平行于侧边S2的角度定义为90度，则激光扫描装置110可依序提供由0度至90度的激光L，并且从角落C1进入触控区域AT。光电二极管120用以接收位于触控区域AT的触碰点（如TP）反射激光L所产生的反射光R1，也即当物体触碰触控区域AT时，光电二极管120会接收到来自触碰点（如TP）的反射光R1，此时光电二极管120将已接收到反射光R1的信号传递至处理单元140，处理单元140会记录激光扫描装置110发射激光L的角度（如θ1），即为触碰点（如TP）对应的第一角度。接着，影像撷取装置130受控于处理单元140，且在第二期间自角落C2撷取触控区域AT的对应影像，在本实施例中，对应影像为具有触碰点（如TP）反射光束R2的影像，处理单元140根据影像撷取装置130所撷取的反射光束R2，计算出位于触控区域AT的触碰点（如TP）对应的第二角度（如θ2）。在本实施例中，上述的第一期间为激光L依序由0度扫描至90度的时间，上述的第二期间则为激光L依序由90度扫描至0度的时间，值得注意的是，在第二期间，激光扫描装置110在到达第一角度时才会提供激光L，并同时开启影像撷取装置130撷取影像，而在其余时间内，激光扫描装置110则处于关闭状态，可节省不必要的效能浪费。

依据上述，处理单元140可依据光电二极管120所接收到的触碰点（如TP）的反射光R1的时序判断触碰点（如TP）对应的第一角度（如θ1），并且依据影像撷取装置130撷取到反射光束R2所对应的第二角度（如θ2），接着根据第一角度（如θ1）以及对应的第二角度（如θ2），计算触碰点（如TP）的位置信息Ipos。

在本实施例中，触控区域AT假设为单点触碰（即单一触碰点TP）。在第一期间中，处理单元140会控制激光扫描装置110依序提供由0度至90度的激光L，即扫描触控区域AT至少一次，例如为由触控区域AT的一端S1扫描至触控区域AT的另一端S2，或者控制激光扫描装置110依序提供由0度至90度的激光L及依序提供由90度至0度的激光L，也即扫描触控区域AT至少来回一次，例如为由触控区域AT的一端S1扫描至触控区域AT的另一端S2接着再由触控区域AT的一端S2扫描至触控区域AT的一端S1。当激光扫描装置110提供的激光L的角度为θ1时，光电二极管120会接收到触碰点TP的反射光R1，此时处理单元140会将角度θ1视为触碰点（如TP）对应的第一角度。

在第二期间中，处理单元140会控制影像撷取装置130自角落C2撷取触控区域AT的对应影像，以通过所撷取到的影像中反射光束R2来判断位于触控区域AT的触碰点TP对应的第二角度θ2。其中，当环境光的亮度够亮时，影像撷取装置130所撷取到的影像可清楚判断触碰点TP的第二角度θ2，也即可使激光扫描装置110为关闭状态。当处理单元140取得触碰点TP对应的第一角度θ1及第二角度θ2时，处理单元140可依据第一角度θ1及第二角度θ2且通过三角形定位法计算出触碰点TP的坐标，并且对应触碰点TP提供位置信息Ipos。

此外，激光扫描装置110可在第二期间依序提供对应各第一角度（如θ1）的激光L至触控区域AT，以提高影像中对应触碰点TP的亮度，进而使处理单元140可清楚判断触碰点TP的位置。

图2为依据本发明一实施例的图1的触控模块为多点触控时的第一期间的扫描示意图。请参照图1及图2，在本实施例中，触控区域AT假设为多点触碰（以三个触碰点TP1～TP3为例），其中相同或相似的元件使用相同或相似的标号。

在第一期间中，处理单元140会控制激光扫描装置110依序提供由0度至90度的激光L，即扫描触控区域AT至少一次，或者控制激光扫描装置110依序提供由0度至90度的激光L及依序提供由90度至0度的激光L，也即扫描触控区域AT至少来回一次。以本实施例来说，当激光扫描装置110依序提供的激光L1、L2及L3的角度分别为θ11、θ21及θ31时，光电二极管120会分别接收到对应触碰点TP1、TP2及TP3的反射光R11、R21及R31，此时处理单元140会将角度θ11、θ21及θ31视为触碰点TP1、TP2及TP3分别对应的第一角度。

图3A至3C为依据本发明一实施例的图1的触控模块为多点触控时第二期间的扫描示意图。请参照图1、图2及图3A至3C，由于本实施例为多个触碰点产生时，例如三点触碰，也即代表第一角度（如θ11、θ21及θ31）的数量为3个，因此也可将第二期间分为多个子期间，其中子期间的数量相同于触碰点的数量，也即本实施例的子期间的数量为3，但不限于此数量。

在第二期间的第一个子期间中，如图3A所示，处理单元140会控制激光扫描装置110提供给第一触碰点TP1于第一角度θ11的激光L1至触控区域AT，以照亮位于触碰点TP1的物体，而产生反射。并且，处理单元140会控制影像撷取装置130撷取触控区域AT中具有触碰点TP1反射光R12的对应影像。由于位于触碰点TP1的物体的亮度会变高，因此处理单元140可通过影像撷取装置130所撷取影像中的反射光R12，判断触碰点TP1对应至第二角度θ12，也即第一角度θ11对应至第二角度θ12。此时，处理单元140可依据第一角度θ11及第二角度θ12且通过三角形定位法计算出触碰点TP1的坐标，并且提供对应触碰点TP1的位置信息Ipos。

相同地，在第二期间的第二个子期间中，如图3B所示，处理单元140会控制激光扫描装置110提供给第二触碰点TP2于第一角度θ21的激光L2至触控区域AT，以照亮位于触碰点TP2的物体，而产生反射。并且，处理单元140可通过影像撷取装置130所撷取的影像中的反射光R22，判断触碰点TP2对应至第二角度θ22，也即第一角度θ21对应至第二角度θ22。此时，处理单元140可依据第一角度θ21及第二角度θ22且通过三角形定位法计算出触碰点TP2的坐标，并且提供对应触碰点TP2的位置信息Ipos。

在第二期间的第三个子期间中，如图3C所示，处理单元140会控制激光扫描装置110提供给第三触碰点TP3于第一角度θ31的激光L3至触控区域AT，以照亮位于触碰点TP3的物体，而产生反射。并且，处理单元140可通过影像撷取装置130所撷取的影像中的反射光R32，判断触碰点TP3对应至第二角度θ32，也即第一角度θ31对应至第二角度θ32。此时，处理单元140可依据第一角度θ31及第二角度θ32且通过三角形定位法计算出触碰点TP3的坐标，并且提供对应触碰点TP3的位置信息Ipos。依据上述的方式，当影像撷取装置撷取N个影像时，可达到N个点触控，其中N为正整数且N大于等于2。

在本实施例中，第二期间的子期间的顺序可依据本领域技术人员自行排列，也即激光扫描装置110提供的激光L1、L2及L3所分别对应的第一角度可依序为θ11、θ21、θ31，或者依序为θ31、θ21、θ11，本发明实施例不以此为限。

图4A及4B为依据本发明另一实施例的图1的触控模块为多点触控时的第二期间的扫描示意图。请参照图1、图2、图3A至3C、图4A及4B，触控区域AT仍假设为多点触碰，在本实施例中以三个触碰点TP1、TP2及TP3为例，其中触控模块100于第一期间的动作可参照图2实施例所示，在此则不再赘述，并且相同或相似的元件使用相同或相似的标号。

由于本实施例同样为多点触碰，也即触碰点TP1、TP2及TP3的第一角度分别为θ11、θ21及θ31，因此可将第二期间分为多个子期间。但本实施例通过类似二进制的编码方式，使这些触碰点在第二期间的这些子期间的照亮时间彼此不同，其中子期间的撷取影像的数量为N，则本方式可达到2^N-1个触碰点，其中N为正整数且N大于等于2。换言之，本方式撷取影像数量为2，故可以得知可达到控制的触碰点数量为3。

在第二期间的第一个子期间中，如图4A所示，处理单元140会控制激光扫描装置110提供对应部分的第一角度的激光至触控区域AT，在此实施例中，提供第一角度θ11及θ21的激光分别为L1及L2，以照亮位于触碰点TP1、TP2的物体。并且，处理单元140可通过影像撷取装置130所撷取的反射激光R12及R22，判断分别对应第一角度θ11及θ21的第二角度θ12及θ22。

在第二期间的第二个子期间中，如图4B所示，处理单元140控制激光扫描装置110提供第一角度θ21及θ31的激光分别为L2及L3，以照亮位于触碰点TP2、TP3的物体。并且，处理单元140可通过影像撷取装置130撷取反射激光R22及R32，判断分别对应第一角度θ21及θ31的第二角度θ22及θ32。

接着，处理单元140可依据上述两个子期间中第一角度θ11～θ31与第二角度θ12～θ32的对应状态判断每一第一角度（如θ11～θ31）对应的第二角度（如θ12～θ32）。依据上述两个子期间中第一角度θ11～θ31与第二角度θ12～θ32的对应状态，可判断第一角度θ11对应至第二角度θ12、第一角度θ21对应至第二角度θ22、以及第一角度θ31对应至第二角度θ32。接着，处理单元140可依据第一角度θ11及第二角度θ12计算及提供对应触碰点TP1的位置信息Ipos，可依据第一角度θ21及第二角度θ22计算及提供对应触碰点TP2的位置信息Ipos，以及可依据第一角度θ31及第二角度θ32计算及提供对应触碰点TP3的位置信息Ipos。

由于在第一子期间时(参考图4A)影像撷取装置130仅可得知第一角度θ11及θ21对应的第二角度为θ12及θ22，并无法得知第一角度θ11及对应的第二角度θ12的触控点为TP1，相同的也无法得知第一角度θ12及对应的第二角度θ22的触控点为TP2，第二子期间也相同无法判定第一角度θ21及对应的第二角度θ22与第一角度θ31及对应的第二角度θ23分别对应的触控点TP2及TP3。

因此依据上述，处理单元140可依据每一子期间对应的部分的第一角度（如θ11～θ31）与影像撷取装置130在每一子期间撷取到的第二角度（如θ12～θ32）判断每一第一角度（如θ11～θ31）所对应的第二角度（如θ12～θ32），以计算每一触碰点（如TP1～TP3）的位置信息Ipos，其中在第一子期间及第二子期间分别对应的第二角度θ22为重复，故可以判定在第一子期间时触碰点TP2对应第二角度θ22，所以触碰点TP1对应第二角度θ21、在第二子期间时因触碰点TP2对应第二角度θ22所以触碰点TP3对应第二角度θ32。

图5A及5B为依据本发明再一实施例的图1的触控模块为多点触控时的第二期间的扫描示意图。请参照图1、图2、图3A至3C、图5A及5B，在本实施例中，触控区域AT仍以三个触碰点TP1、TP2及TP3为例，其中触控模块100在第一期间的动作可参照图2实施例所示，在此则不再赘述，并且相同或相似的元件使用相同或相似的标号。

由于本实施例同样为多点触碰，也即第一角度（如θ11、θ21及θ31）的数量大于等于2，因此可将第二期间分为多个子期间（如P1、P2）。但本实施例主要为使这些触碰点（如TP1～TP3）在第二期间的这些子期间的照射亮度的变化程度彼此不同，因此本实施例的子期间的数量为2。

在第二期间的第一个子期间P1中，处理单元140控制激光扫描装置110依序提供对应至第一角度θ11、θ21及θ31且对应相同照射亮度的激光L至触控区域AT，以依序照亮位于触碰点TP1、TP2及TP3的物体。并且，处理单元140可通过影像撷取装置130所撷取具有反射激光的影像，判断第二角度θ12、θ22、θ32分别对应的亮度值为B11、B21及B31，其中所述反射激光会有亮度值的差异在于使用者皮肤的粗糙程度、反射部分为指甲与皮肤的差异、皮肤的颜色等的影响。

在第二期间的第二个子期间P2中，处理单元140控制激光扫描装置110依序提供对应至第一角度θ11、θ21及θ31时分别提供不同照射亮度的激光L1、L2及L3，以依序照亮位于触碰点TP1、TP2及TP3的物体。并且，处理单元140可通过影像撷取装置130撷取由触碰点TP1、TP2及TP3分别反射激光L1、L2及L3的反射光R1、R2及R3的影像，并根据所撷取的影像判断第二角度θ12、θ22、θ32分别对应的亮度值为B12、B22及B32。

接着，处理单元140可依据第一角度θ11、θ21及θ31在第一个子期间P1及第二个子期间P2的照射亮度变化与影像撷取装置130在第一个子期间P1及第二个子期间P2的撷取到的第二角度θ12、θ22、θ32对应的亮度变化判断每一第一角度（如θ11、θ21及θ31）所对应的第二角度（如θ12、θ22、θ32）。例如，对应第一角度θ11的激光L1的照射亮度由第一个子期间P1至第二个子期间P2的变化为1至0.4，对应第一角度θ21的激光L2的照射亮度由第一个子期间P1至第二个子期间P2的变化为1至0.8，对应第一角度θ31的激光L3的照射亮度由第一个子期间P1至第二个子期间P2维持为1。并且，若第二个子期间的亮度B12除以第一个子期间的亮度B11约为0.4、第二个子期间的亮度B22除以第一个子期间的亮度B21约为0.8、以及第二个子期间的亮度B32除以第一个子期间的亮度B31约为1，则第二角度θ12对应至第一角度θ11，第二角度θ22对应至第一角度θ21，以及第二角度θ32对应至第一角度θ31。换言之，处理单元140根据在第一个子期间亮度的变化程度与在第二个子期间亮度变化程度相同者判断为相互对应。

接着，处理单元140可依据第一角度θ11及第二角度θ12计算及提供对应触碰点TP1的位置信息Ipos，可依据第一角度θ21及第二角度θ22计算及提供对应触碰点TP2的位置信息Ipos，以及可依据第一角度θ31计算及第二角度θ32提供对应触碰点TP3的位置信息Ipos。在本实施例中，可仅撷取2个影像画面即可实现N大于或等于2个点触控。

在本发明一实施例中，分别对应第一角度θ11、θ21及θ31的激光L1、L2及L3的照射亮度可通过照射次数来调整，也即该第一角度（如θ11、θ21及θ31）在第一子期间P1对应相同的激光L的照射次数，该第一角度（如θ11、θ21及θ31）在第二子期间P2对应不同的激光L的照射次数。或者，对应第一角度θ11、θ21及θ31的激光L的照射亮度可通过照射功率来调整，也即该第一角度（如θ11、θ21及θ31）在第一子期间P1对应相同的激光L的照射功率，该第一角度（如θ11、θ21及θ31）在第二子期间P2对应不同的激光L的照射功率。

图6A为依据本发明另一实施例的触控模块的系统示意图。请参照图1及图6A，触控模块610大致相同于触控模块100，其不同之处在于激光扫描装置110a、光电二极管120a、影像撷取装置130a配置在触控区域AT的侧边S1，并且激光扫描装置110a位于光电二极管120a、影像撷取装置130a之间，其中相同或相似元件使用相同或相似标号，并且激光扫描装置110a例如可提供180度的激光L。

在本实施例中，触控模块610的运行方式大致相同于触控模块100。换言之，激光扫描装置110a在第一期间依序提供多个角度的激光L至触控区域AT。接着，通过光电二极管120a用以接收位于触控区域AT的触碰点（如TP）反射激光L所产生的第一反射光R1，以判断触碰点（如TP）所对应的第一角度（如θ1a）。接着，影像撷取装置130a在第二期间撷取触控区域AT中具有第二反射光R2对应影像，以撷取位于触控区域AT的触碰点（如TP）对应的第二角度（如θ2a）。而处理单元140a依据触碰点（如TP）所对应的第一角度（如θ1a）及对应的第二角度（如θ2a）计算触碰点（如TP）的位置信息Ipos。

在本实施例中，上述激光扫描装置110a、光电二极管120a及影像撷取装置130a配置于同一侧，但本发明实施例不以此为限，也即激光扫描装置110a及影像撷取装置130a可分别配置在触控区域AT的不同侧，激光扫描装置110a及光电二极管120可配置在触控区域AT的不同侧。

图6B为依据本发明再一实施例的触控模块的系统示意图。请参照图6A及图6B，触控模块620大致相同于触控模块610，其不同之处在于激光扫描装置110a分为两个激光扫描装置110b及110c，其中相同或相似元件使用相同或相似标号，并且激光扫描装置110b及110c例如可提供90度的激光L。

在本实施例中，激光扫描装置110b在第一期间依序提供多个角度的激光L至触控区域AT的右半侧区域（参考图6B中虚线的右半边），激光扫描装置110c在第一期间依序提供多个角度的激光L至触控区域AT的左半侧区域（参考图6B中虚线的左半边）。并且，激光扫描装置110b及110c为交替地提供激光，例如激光扫描装置110b及110c为逐次交替发射激光，或者激光扫描装置110b及110c的其中之一提供完多个角度的激光L后激光扫描装置110b及110c的其中另一再提供多个角度的激光L。

图7为依据本发明一实施例的投影系统的系统示意图。请参照图7，在本实施例中，投影系统700包括投影幕710、投影装置720、以及触控模块730，其中投影幕710可为白色墙壁、具有反射材质的布幕或涂布反射材料的透光材质等，并不以此为限。投影装置720用以投射影像至投影布幕710，触控模块730配置于投影幕710上用以投射影像的表面，其中触控模块730可参照图1所示触控模块100、图6A所示触控模块610或图6B所示触控模块620，其中于图1所示的触控模块100所产生的触碰点（如TP）的位置信息Ipos，传递至处理器740，经处理器740的信号处理后，可提供给投影装置720，投射对应的影像，或处理器740与投影装置720结合为一体，位置信息Ipos直接提供给投影装置720进行信号处理，投射对应的影像。

图8为依据本发明一实施例的触控模块的触控方法的流程图。请参照图8，在本实施例中，触控方法包括下列步骤：通过激光扫描装置在第一期间依序提供多个角度的激光至触控区域（步骤S810），并且通过光电二极管接收位于触控区域的触碰点的第一反射光（步骤S820）。接着，通过影像撷取装置在第二期间撷取具有触碰点的第二反射光的影像（步骤S830）。通过处理单元，依据所述光电二极管所接收到的所述触碰点的所述第一反射光，判断所述触碰点对应的第一角度（步骤S840），并且依据所述影像撷取装置撷取的具有所述第二反射光的所述影像，判断所述第二反射光对应的第二角度（步骤S850），并依据所述第一角度与对应的所述第二角度，计算所述触碰点的位置信息。（步骤S860）。

在步骤中，当上述第一角度的数量等于1时，通过激光扫描装置在第二期间内提供对应第一角度的激光至触控区域，此时影像撷取装置在第二期间撷取到具有反射激光的影像，根据第二角度与对应的第一角度，计算触碰点的位置信息。

另一方面，当上述第一角度的数量大于等于2时，可通过激光扫描装置在第二期间的多个子期间内分别提供对应这些第一角度的其中之一的激光至触控区域，而通过影像撷取装置在每一子期间撷取具有反射激光的影像所对应的第二角度与每一子期间对应的第一角度相互对应。接着，可将每一子期间对应的第一角度与通过影像撷取装置在每一子期间撷取具有反射激光的影像所对应的第二角度计算每一触碰点的位置信息。

或者，当上述第一角度的数量大于等于2时，可通过激光扫描装置在第二期间的多个子期间内分别提供对应部分的第一角度的激光至触控区域，并且依据每一子期间对应的部分的第一角度与影像撷取装置在每一子期间撷取具有反射激光的影像所对应的第二角度以判断每一第一角度所对应的第二角度。接着，依据每一第一角度及其对应第一角度的第二角度计算每一触碰点的位置信息，其中这些子期间分别对应的部分的第一角度为部分重复。

再者，当上述第一角度的数量大于等于2时，可通过激光扫描装置在第二期间的第一子期间及依序提供对应这些第一角度且对应相同照射亮度的激光至触控区域，并且通过激光扫描装置在第二期间的第二子期间及依序提供对应这些第一角度且对应不同照射亮度的激光至触控区域。接着，依据影像撷取装置在第一子期间及第二子期间的撷取到的第二角度的亮度变化判断每一第一角度所对应的第二角度。最后，以每一第一角度以及对应第一角度的第二角度计算每一触碰点的位置信息。

其中，上述步骤的顺序为用于说明，本发明实施例不以此为限。并且，上述步骤的细节可参照图1、图2、图3A、图3B、图3C、图4A、图4B、图5A及图5B、图6A及图6B的实施例所示，在此则不再赘述。

综上所述，本发明实施例的触控模块、其投影系统及其触控方法，其通过光电二极管在第一期间检测各个触碰点的反射激光对应的第一角度，并且激光扫描装置在第二期间对应各个触碰点的照射状态不同，因此可实现多点触控功能且不增加触控模块的硬件成本。并且，当激光扫描装置在第二期间对应各个触碰点的照射亮度不同时，可加速多点触控的感测速度。

上述内容仅为本发明的较佳实施例，并不能以此限定本发明所实施的范围，即所有依本发明的权利要求及说明内容所作的简单的等效变形与修改，均属于本发明专利所涵盖的范围内。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，摘要部分和标题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。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。

Claims (28)

1.一种触控模块，包括：

激光扫描装置，在第一期间依序提供多个角度的激光至触控区域；

光电二极管，用以接收位于所述触控区域内的触碰点的第一反射光，所述第一反射光由所述激光照射到所述触碰点反射而产生；

影像撷取装置，在第二期间撷取具有所述触碰点的第二反射光的影像，所述第二反射光由所述激光照射到所述触碰点反射而产生；以及

处理单元，电连接所述激光扫描装置、所述光电二极管及所述影像撷取装置，依据所述光电二极管所接收到的所述触碰点的所述第一反射光，判断所述触碰点对应的第一角度，并且依据所述影像撷取装置撷取的具有所述第二反射光的所述影像，判断所述第二反射光对应第二角度，根据所述第一角度与对应的所述第二角度，计算所述触碰点的位置信息。

2.如权利要求1所述的触控模块，其中所述激光扫描装置在所述第二期间提供对应所述第一角度的所述激光至所述触控区域。

3.如权利要求2所述的触控模块，其中当多个触碰点触碰所述触控区域时，所述激光扫描装置在所述第二期间的多个子期间内分别提供对应这些第一角度的其中之一的所述激光至所述触控区域，所述处理单元将根据这些子期间对应的这些第一角度与所述影像撷取装置在这些子期间对应的这些第二角度，计算这些触碰点的位置信息。

4.如权利要求2所述的触控模块，其中当多个触碰点触碰所述触控区域时，所述激光扫描装置在所述第二期间的多个子期间内分别提供对应部分的这些第一角度的所述激光至所述触控区域，所述处理单元依据这些子期间对应的部分的这些第一角度与所述影像撷取装置在这些子期间所得到的这些第二角度判断这些第一角度所对应的这些第二角度，以计算这些触碰点的位置信息，其中这些子期间分别对应的部分的这些第一角度为部分重复。

5.如权利要求4所述的触控模块，其中这些子期间的所述影像的数量为N，与所述触碰点的关系为2^N-1，其中N为正整数且N大于等于2。

6.如权利要求2所述的触控模块，其中当多个触碰点触碰所述触控区域时，所述激光扫描装置在所述第二期间的第一子期间及依序提供对应这些第一角度且对应相同照射亮度的所述激光至所述触控区域，并且在所述第二期间的第二子期间及依序提供对应这些第一角度且对应不同照射亮度的所述激光至所述触控区域，所述处理单元依据这些第一角度在所述第一子期间及所述第二子期间对应的照射亮度变化与所述影像撷取装置在所述第一子期间及所述第二子期间所得到的这些第二角度对应的亮度变化判断这些第一角度所对应的这些第二角度，以计算这些触碰点的位置信息。

7.如权利要求6所述的触控模块，其中在这些第一角度在所述第一子期间中对应相同的所述激光的照射次数，这些第一角度在所述第二子期间对应不同的所述激光的照射次数。

8.如权利要求第6项所述的触控模块，其中在这些第一角度在所述第一子期间中对应相同的所述激光的照射功率，这些第一角度在所述第二子期间对应不同的所述激光的照射功率。

9.如权利要求6所述的触控模块，其中所述处理单元将这些第一角度的照射亮度的变化程度与所述影像撷取装置所得到的这些第二角度中亮度变化程度相同者判断为相互对应。

10.一种投影系统，包括：

投影幕；

投影装置，用以投射影像至所述投影幕；以及

触控模块，配置于所述投影幕上，所述触控模块包括：

激光扫描装置，在第一期间依序提供多个角度的激光至所述投影幕的投影区域；

光电二极管，用以接收位于所述投影区域内的触碰点的第一反射光，所述第一反射光由所述激光照射到所述触碰点反射而产生；

影像撷取装置，在第二期间撷取具有所述触碰点的第二反射光的影像，所述第二反射光由所述激光照射到所述触碰点反射而产生；以及

处理单元，电连接所述激光扫描装置、所述光电二极管及所述影像撷取装置，依据所述光电二极管所接收到的所述触碰点的所述第一反射光，判断所述触碰点对应的第一角度，并且依据所述影像撷取装置撷取的具有所述第二反射光的所述影像，判断所述第二反射光对应的第二角度，依据所述第一角度与对应的所述第二角度，计算所述触碰点的位置信息。

11.如权利要求10所述的投影系统，其中所述激光扫描装置在所述第二期间依序提供对应所述第一角度的所述激光至所述投影区域。

12.如权利要求11所述的投影系统，其中当多个触碰点触碰所述触控区域时，所述激光扫描装置在所述第二期间的多个子期间内分别提供对应这些第一角度的其中之一的所述激光至所述投影区域，所述处理单元将这些子期间对应的这些第一角度与所述影像撷取装置在这些子期间所得到的这些第二角度计算这些触碰点的位置信息。

13.如权利要求11所述的投影系统，其中当多个触碰点触碰所述触控区域时，所述激光扫描装置在所述第二期间的多个子期间内分别提供对应部分的这些第一角度的所述激光至所述投影区域，所述处理单元依据这些子期间对应的部分的这些第一角度与所述影像撷取装置在这些子期间所得到的这些第二角度判断这些第一角度所对应的这些第二角度，以计算这些触碰点的位置信息，其中这些子期间分别对应的部分的这些第一角度为部分重复。

14.如权利要求13所述的投影系统，其中这些子期间的所述撷取影像的数量为N，与所述触碰点的关系为2^N-1，其中N为正整数且N大于等于2。

15.如权利要求11所述的投影系统，其中当多个触碰点触碰所述触控区域时，所述激光扫描装置在所述第二期间的第一子期间及依序提供对应这些第一角度且对应相同照射亮度的所述激光至所述投影区域，并且在所述第二期间的第二子期间及依序提供对应这些第一角度且对应不同照射亮度的所述激光至所述投影区域，所述处理单元依据这些第一角度在所述第一子期间及所述第二子期间的照射亮度变化与所述影像撷取装置在所述第一子期间及所述第二子期间的所得到的这些第二角度的亮度变化判断这些第一角度所对应的这些第二角度，以计算这些触碰点的位置信息。

16.如权利要求15所述的投影系统，其中这些第一角度在所述第一子期间中对应相同的所述激光的照射次数，这些第一角度在所述第二子期间对应不同的所述激光的照射次数。

17.如权利要求15所述的投影系统，其中这些第一角度在所述第一子期间中对应相同的所述激光的照射功率，这些第一角度在所述在第二子期间对应不同的所述激光的照射功率。

18.如权利要求15所述的投影系统，其中所述处理单元将这些第一角度的照射亮度的变化程度与所述影像撷取装置撷取到的这些第二角度中亮度变化程度相同者判断为相互对应。

19.一种触控模块的触控方法，包括：

通过激光扫描装置在第一期间依序提供多个角度的激光至触控区域；

通过光电二极管接收位于所述触控区域内的触碰点的第一反射光，所述第一反射光由所述激光照射到所述触碰点反射而产生；

通过影像撷取装置在第二期间撷取具有所述触碰点的第二反射光的影像，所述第二反射光由所述激光照射到所述触碰点反射而产生，

通过处理单元，依据所述光电二极管所接收到的所述触碰点的所述第一反射光，判断所述触碰点对应的第一角度，并且依据所述影像撷取装置撷取的具有所述第二反射光的所述影像，判断所述第二反射光对应的第二角度，并依据所述第一角度与对应的所述第二角度，计算所述触碰点的位置信息。

20.如权利要求19所述的触控模块的触控方法，还包括：

通过所述激光扫描装置在所述第二期间依序提供对应所述第一角度的所述激光至所述触控区域。

21.如权利要求20所述的触控模块的触控方法，还包括：

当多个触碰点触碰所述触控区域时，通过所述激光扫描装置在所述第二期间的多个子期间内分别提供对应这些第一角度的其中之一的所述激光至所述触控区域；以及

将这些子期间对应的这些第一角度与通过所述影像撷取装置在这些子期间所得到的这些第二角度，计算这些触碰点的位置信息。

22.如权利要求20所述的触控模块的触控方法，还包括：

当多个触碰点触碰所述触控区域时，所述激光扫描装置在所述第二期间的多个子期间内分别提供对应部分的这些第一角度的所述激光至所述触控区域；以及

依据这些子期间对应的部分的这些第一角度与所述影像撷取装置于这些子期间所得到的这些第二角度判断这些第一角度所对应的这些第二角度，以计算这些触碰点的位置信息，其中所述子期间分别对应的部分的这些第一角度为部分重复。

23.如权利要求22所述的触控模块的触控方法，其中所述子期间的撷取影像的数量为N，与触碰点的关系为2^N-1，其中N为正整数且N大于等于2。

24.如权利要求20所述的触控模块的触控方法，还包括：

当多个触碰点触碰所述触控区域时，通过所述激光扫描装置在所述第二期间的第一子期间及依序提供对应这些第一角度且对应相同照射亮度的所述激光至所述触控区域；

通过所述激光扫描装置在所述第二期间的第二子期间及依序提供对应这些第一角度且对应不同照射亮度的所述激光至所述触控区域；以及

依据这些第一角度在所述第一子期间及所述第二子期间的照射亮度变化与所述影像撷取装置在所述第一子期间及所述第二子期间的所得到的这些第二角度的亮度变化判断这些第一角度所对应的这些第二角度，以计算这些触碰点的位置信息。

25.如权利要求24所述的触控模块的触控方法，其中这些第一角度在所述第一子期间中对应相同的所述激光的照射次数，这些第一角度在所述第二子期间对应不同的所述激光的照射次数。

26.如权利要求24所述的触控模块的触控方法，其中这些第一角度在所述第一子期间中对应相同的所述激光的照射功率，这些第一角度在所述第二子期间对应不同的所述激光的照射功率。

27.如权利要求24所述的触控模块的触控方法，其中判断这些第一角度所对应的这些第二角度的步骤包括：

将这些第一角度的照射亮度的变化程度与所述影像撷取装置所得到的这些第二角度中亮度变化程度相同者判断为相互对应。

28.如权利要求20所述的触控模块的触控方法，还包括：

当所述触碰点触碰所述触控区域时，通过所述激光扫描装置在所述第二期间内提供对应所述第一角度的所述激光至所述触控区域；以及

依据所述第一角度与通过所述影像撷取装置在所述第二期间所得到的所述第二角度计算所述触碰点的位置信息。