CN106201118A - 触控及手势控制系统与触控及手势控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种触控及手势控制系统，包含一光幕产生模块、一不可见光发光模块、一影像撷取模块以及一控制单元。光幕产生模块设置于一显示面的一侧边，以形成一触控区域。不可见光发光模块用以形成一手势控制区域。触控区域与手势控制区域至少部分重叠。控制单元与光幕产生模块、影像撷取模块与不可见光发光模块电连接。控制单元在执行一触控模式时，开启光幕产生模块并控制影像撷取模块撷取一第一组影像，在执行一手势控制模式时，开启不可见光发光模块并控制影像撷取模块撷取一第二组影像。此外，一种触控及手势控制方法也被提出。本发明可用以执行触控模式以及执行手势控制模式，使触控及手势控制系统具有触控与手势控制的功能。

Description

触控及手势控制系统与触控及手势控制方法
技术领域
本发明关于一种控制系统与控制方法，且特别是关于一种触控及手势控制系统与触控及手势控制方法。
背景技术
近年来，随着资讯及电子发展，使得触控式显示面板的应用越来越普遍，并带动了许多消费电子产品的应用及发展。因触控面板具有坚固耐用、反应速度快、节省空间及易于交流等优点，目前在全球已自成一项产业。
目前能够支援大尺寸显示装置的触控面板技术按工作原理，可分为投射电容式、矩阵电阻式、光学影像式、红外线矩阵式及表面声波式等技术。其中，投射电容式以及矩阵电阻式的触控面板技术是在显示面板的偏光片上贴合触控膜或玻璃，进行触控感应操作，然而当荧幕尺寸逐渐放大时，则会伴随产品合格率低、制造成本偏高的问题。红外线矩阵式的触控面板技术则会因为体积所限，而无法做到高解析度的需求，此外，其中所需的大量红外线发光二极管模块的成本也不低。
因此，考量成本和品质，光学影像式触控技术价格低廉，又可接受各种材质的触碰感应，包括手指或金属等任何可遮断光的物质，应用相当广泛，因而具有发展潜力。然而，现行的光学影像式触控技术多只有触控功能，而无法同时具有手势控制的功能。若需适应手势控制的功能需求时，则需增加成本高昂的手势控制模块，不利生产。
本“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”中所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域的技术人员所知道的公知技术。此外，在“背景技术”中所揭露的内容并不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被所属技术领域的技术人员所知晓或认知。
发明内容
本发明提供一种触控及手势控制系统，其兼具触控及手势控制的功能。
本发明提供一种触控及手势控制方法，其能提供触控模式及手势控制模式的功能。
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。
为达上述之一或部分或全部目的或是其它目的，本发明的一实施例提出一种触控及手势控制系统。触控及手势控制系统包含一光幕产生模块、一不可见光发光模块、一影像撷取模块以及一控制单元。光幕产生模块设置于一显示面的一侧边，用以产生一平行显示面的光幕，以形成一触控区域。不可见光发光模块用以提供一不可见光，其中不可见光朝显示面投射，以形成一手势控制区域，且触控区域与手势控制区域至少部分重叠。影像撷取模块用以形成一感测区域，感测区域至少涵盖触控区域及手势控制区域。控制单元分别与光幕产生模块、影像撷取模块与不可见光发光模块电连接，用以执行一触控模式以及执行一手势控制模式。控制单元在执行触控模式时，开启光幕产生模块并控制影像撷取模块撷取一第一组影像，控制单元在执行手势控制模式时，开启不可见光发光模块并控制影像撷取模块撷取一第二组影像。
为达上述之一或部分或全部目的或是其它目的，本发明的一实施例提出一种触控及手势控制方法，其包括下列步骤。执行一触控模式，触控模式的执行方法包括下列步骤。开启一光幕产生模块，使光幕产生模块产生一光幕，以形成一触控区域，其中光幕产生模块配置于一显示面的一侧边，且光幕平行于显示面。令一影像撷取模块侦测一感测区域，并撷取一第一组影像。根据第一组影像判断是否具有一触控讯号，若是，则输出一触控指令，若否，则执行一手势控制模式。手势控制模式的执行方法包括下列步骤。开启一不可见光发光模块，使不可见光模块朝显示面投射一不可见光，以形成一手势控制区域。令一影像撷取模块侦测感测区域，并撷取一第二组影像。根据第二组影像判断是否具有一手势讯号，若否，则重复执行触控模式的步骤，若是，则辨识手势讯号，并据此输出一手势指令，其中感测区域至少涵盖触控区域及手势控制区域，触控区域与手势控制区域至少部分重叠。
在本发明的一实施例中，当控制单元执行触控模式时，控制影像撷取模块侦测感测区域以撷取第一组影像，并根据第一组影像判断是否具有一触控讯号，若是，则输出一触控指令，若否，则执行手势控制模式。当控制单元执行手势控制模式时，控制影像撷取模块侦测感测区域以撷取第二组影像，根据第二组影像判断是否具有一手势讯号，若否，则重复执行触控模式，若是，则判断输出前次触控指令的时间是否超过一预设值，若否，则重复执行触控模式，若是，则辨识手势讯号，并据此输出一手势指令。
在本发明的一实施例中，上述的触控指令包括依据触控讯号计算触控区域上的触控位置。
在本发明的一实施例中，上述的控制单元定义多个奇数帧时间与多个偶数帧时间，这些奇数帧时间与这些偶数帧时间交错进行，控制单元用以控制这些奇数帧时间与光幕产生模块产生光幕的时间同步，且用以控制影像撷取模块在这些奇数帧时间内侦测感测区域以撷取第一组影像，控制单元用以控制这些偶数帧时间与不可见光发光模块提供不可见光的时间同步，且用以控制影像撷取模块在这些偶数帧时间内侦测感测区域以撷取第二组影像。
在本发明的一实施例中，上述的显示面为一白色平面或一白色反射层。
在本发明的一实施例中，上述的触控及手势控制系统还包括一投影装置。投影装置面向显示面，用以投射出一影像光束至显示面上，光幕位于显示面与投影装置之间，不可见光发光模块与影像撷取模块分别各为一独立元件，且设置于投影装置上。
在本发明的一实施例中，上述的不可见光发光模块包括一不可见光光源以及一投影光学模块。不可见光光源提供不可见光。投影光学模块用以使不可见光光源所发出的不可见光朝显示面投射。
在本发明的一实施例中，上述的触控及手势控制系统还包括一投影装置。投影装置面向显示面，用以投射出一影像光束至显示面上，光幕位于显示面与投影装置之间，影像撷取模块设置于投影装置上，且不可见光发光模块整合设置于投影装置内。
在本发明的一实施例中，上述的不可见光发光模块包含一不可见光滤光片。
在本发明的一实施例中，上述的投影装置还包括一色轮，且不可见光滤光片配置于色轮上。
在本发明的一实施例中，上述的投影装置还包括一光源模块、一合光元件以及一光阀。光源模块用以提供一照明光束及不可见光。合光元件用以使不可见光与照明光束合并。光阀位于不可见光与照明光束的传递路径上，其中照明光束经由光阀转换为影像光束后，与不可见光同时被投射出投影装置。
在本发明的一实施例中，上述的触控及手势控制方法还包括下列步骤。在执行辨识手势讯号的步骤前，判断输出前次触控指令的时间是否超出一预设值，若否，则重复执行触控模式，若是，则执行辨识手势讯号。
在本发明的一实施例中，上述的触控及手势控制方法还包括下列步骤。定义多个奇数帧时间与多个偶数帧时间，其中这些奇数帧时间与这些偶数帧时间交错进行。令这些奇数帧时间与光幕产生模块产生光幕的时间同步。令影像撷取模块在这些奇数帧时间内侦测感测区域以撷取第一组影像。令这些偶数帧时间与不可见光发光模块提供不可见光的时间同步。令影像撷取模块在这些偶数帧时间内侦测感测区域以撷取第二组影像。
基于上述，本发明的实施例可达到下列优点或功效的至少其中之一。本发明的实施例的触控及手势控制系统与触控及手势控制方法能通过影像撷取模块、光幕产生模块以及不可见光发光模块的配置，并通过控制影像撷取模块撷取第一组影像的时间与光幕产生模块产生光幕的时间同步，且控制影像撷取模块撷取第二组影像的时间与不可见光发光模块提供不可见光的时间同步，而能用以执行触控模式以及执行手势控制模式，并使得触控及手势控制系统具有触控与手势控制的功能。另一方面，本发明的实施例的触控及手势控制系统与触控及手势控制方法也能通过辨识手势讯号，而输出对应的手势指令，进而执行手势控制的相关操作功能。此外，本发明的实施例的触控及手势控制系统与触控及手势控制方法也可通过设定在输出触控指令后需超出一预设值的时间长度后，才能执行辨识手势讯号的步骤，以避免将使用者的触控动作误判为手势控制动作。
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，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明一实施例的一种触控及手势控制系统的架构示意图。
图2是图1的一种不可见光发光模块的架构示意图。
图3是本发明一实施例的一种触控及手势控制方法的流程图。
图4A至图4C是图1的光幕产生模块、不可见光发光模块以及影像撷取模块接收多个同步讯号以及驱动讯号的示意图。
图5A是图1的控制单元进行影像讯号处理分析的手势讯号示意图。
图5B与图5C是本发明一实施例的一种手势经影像讯号处理分析后的手势讯号特征示意图。
图5D与图5E是本发明一实施例的另一种手势经影像讯号处理分析后的手势讯号特征示意图。
图6A至图6E分别示出图1的控制单元所能辨识的五种手势。
图7A至图7B分别示出图1的不同手势控制区域的示意图。
图8A是本发明另一实施例的投影装置的架构示意图。
图8B是图8A的投影装置内的色轮的正视示意图。
图9是本发明又一实施例的投影装置的架构示意图。
图10是本发明另一实施例的一种触控及手势控制系统的架构示意图。
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，在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。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是本发明一实施例的一种触控及手势控制系统的架构示意图。图2是图1的一种不可见光发光模块的架构示意图。请参照图1，本实施例的触控及手势控制系统100包括一光幕产生模块120、一不可见光发光模块130、一影像撷取模块140以及一控制单元150。举例而言，本实施例的触控及手势控制系统100能用以支援大尺寸显示装置，并能通过触控及手势动作来进行操作。具体而言，在本实施例中，影像撷取模块140用以形成一感测区域SA且感测区域SA至少涵盖一显示面110。显示面110为一白色平面或一白色反射层。举例而言，显示面110可为一般投影银幕(projection screen)且其上具有白色均匀反射面材质的表面、电子白板或白色墙面，但本发明不限于此。
具体而言，如图1所示，在本实施例中，光幕产生模块120设置于显示面110的一侧边S，用以产生一平行显示面110的光幕60且可涵盖整个显示面110，并形成一触控区域TA。在本实施例中，光幕产生模块120可配置于显示面110上方边缘的中间位置，且光幕产生模块120的发光装置(未示出)可产生光束，并利用合适的光学元件(未示出)将所述光束发散为可涵盖整个显示面110的光幕60。更详细而言，光幕产生模块120的发光装置为红外光激光光源装置，例如红外光激光二极管，用以产生一红外光激光光幕。当触控物O例如手指或触控笔等物体接近显示面110(光幕60)时，会形成反射光而被影像撷取模块140侦测，影像撷取模块140撷取感测区域SA中的影像且控制单元150通过所撷取的影像来判断触控物O于触控区域TA中的触控位置，并藉此在显示装置上执行触控功能。
另一方面，如图1所示，在本实施例中，触控及手势控制系统100还包括一投影装置160。投影装置160例如为投影仪(projector)。投影装置160面向显示面110，用以投射出一影像光束80至显示面110上，光幕60则位于显示面110与投影装置160之间。于本实施例中，不可见光发光模块130与影像撷取模块140分别为一独立元件，且设置于投影装置160上或邻近投影装置160设置。如图2所示，在本实施例中，不可见光发光模块130包括一不可见光光源131以及一投影光学模块132。不可见光光源131提供不可见光70。投影光学模块132位于不可见光70的传递路径上，用以使不可见光光源131所发出的不可见光70朝显示面110投射。举例而言，在本实施例中，不可见光光源131为红外光激光二极管光源或红外光发光二极管光源，且不可见光70为红外光，而投影光学模块132可为透镜组、绕射光学元件(Diffractive Optical Elements，DOE)或可将不可见光70投射至显示面110的其它光学元件，但本发明都不限于此。
在本实施例中，不可见光发光模块130能用以提供不可见光70，其中不可见光70朝显示面110投射，以形成一手势控制区域GA。当使用者于显示面110前方且在手势控制区域GA中做出手势时，会在显示面110上形成对应的影子，进而可使影像撷取模块140撷取感测区域SA中的影像并利用控制单元150依据所撷取的影像来判断于手势控制区域GA中的不同手势动作，藉以输出不同的手势指令，并藉此来操作显示装置。
请再次参照图1，在本实施例中，影像撷取模块140可为感测红外光影像的模块。举例而言，在本实施例中，影像撷取模块140例如为互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)或电荷耦合元件(charge-coupled device，CCD)，但本发明不限于此。如图1所示，在本实施例中，感测区域SA至少涵盖触控区域TA及手势控制区域GA，且触控区域TA与手势控制区域GA至少部分重叠，进而使影像撷取模块140撷取触控区域TA以及手势控制区域GA的影像。
另一方面，如图1所示，在本实施例中，控制单元150分别与光幕产生模块120、影像撷取模块140与不可见光发光模块130电连接，用以执行一触控模式及执行一手势控制模式。举例而言，在本实施例中，控制单元150可为硬件及/或软件所实现的功能模块，其中硬件可包括中央处理器、晶片组、微处理器、记忆体(memory；或称“存储器”)等具有影像运算处理和数据储存功能的硬件设备或上述硬件设备的组合，而软件则可以是作业系统、驱动程序等。并且，在本实施例中，控制单元150与投影装置160虽以个别的独立元件为例示，但本发明不限于此。在其它的实施例中，控制单元150也可被整合设置于投影装置160中，而仍能分别与光幕产生模块120、影像撷取模块140与不可见光发光模块130电连接，并执行相关控制功能，在此就不予赘述。
具体而言，如图1所示，在本实施例中，触控及手势控制系统100在执行触控模式时，控制单元150开启光幕产生模块120以产生光幕60，并控制影像撷取模块140撷取一第一组影像，而在执行手势控制模式时，控制单元150开启不可见光发光模块130，并控制影像撷取模块140撷取一第二组影像。
以下将搭配图3到图7B，详细解释本实施例中的触控及手势控制系统执行触控功能和显示功能的方法。
图3是本发明一实施例的一种触控及手势控制方法的流程图。请参照图3，本实施例中的触控及手势控制方法可由图1的触控及手势控制系统100执行，但本发明不限于此。请参照图1及图3，触控显示方法包括以下步骤。首先，当触控及手势控制系统100开始操作时，在步骤S100中，执行一触控模式，触控模式的执行方法包括下列步骤。
首先，执行步骤S110，开启光幕产生模块120，并使光幕产生模块120产生平行显示面110的光幕60，以形成触控区域TA。接着，执行步骤S120，令影像撷取模块140侦测感测区域SA，并撷取第一组影像。然后，执行步骤S130，根据第一组影像判断触控区域TA中是否具有一触控讯号。在此，触控讯号指的是当触控物O例如手指或触控笔等物体接近光幕60时所形成的反射光。若是，则执行步骤S140，输出一触控指令。举例而言，触控指令包括依据触控讯号，利用例如是三角定位方式，计算触物控O于触控区域TA上的触控位置，并于显示面110上产生对应的触控影像或输入动作等，藉此可达到在显示装置上执行触控功能。若否，则执行步骤S200，即执行一手势控制模式。举例来说，在本实施例中，步骤S110、步骤S120以及步骤S130可由图1的控制单元150控制光幕产生模块120以及影像撷取模块140来执行，并进行相关计算，但本发明不限于此。
如图3所示，在本实施例中，手势控制模式的执行方法包括下列步骤。首先，执行步骤S210，开启不可见光发光模块130，使不可见光模块朝显示面110投射不可见光70，以形成手势控制区域GA。接着，执行步骤S220，令影像撷取模块140侦测感测区域SA，并撷取第二组影像。然后，执行步骤S230，根据第二组影像判断手势控制区域GA中是否具有一手势讯号。若否，则返回执行步骤S100，即重复执行触控模式的步骤。若是，则执行步骤S250，辨识手势讯号，并据此输出手势指令。举例而言，手势指令包括依据手势讯号分析使用者于手势控制区域GA所做出的手势，而产生对应的输入动作，藉此可达到在显示装置上执行手势控制功能。在本实施例中，步骤S210、步骤S220、步骤S230以及步骤S250也可由图1的控制单元150控制不可见光发光模块130以及影像撷取模块140来执行，并进行相关计算，但本发明不限于此。
以下将搭配图4A至图4C，详细解释图1的控制单元150如何在触控模式以及手势控制模式下，控制光幕产生模块120、不可见光发光模块130以及影像撷取模块140的同步。
图4A至图4C是图1的光幕产生模块、不可见光发光模块以及影像撷取模块接收多个同步讯号以及驱动讯号的示意图。请参照图4A至图4C，在本实施例中，控制单元150定义多个奇数帧时间FR1与多个偶数帧时间FR2。更详细而言，如图4A所示，在本实施例中，控制单元150定义奇数帧时间FR1与偶数帧时间FR2的方法是根据影像撷取模块140撷取影像的帧时间来进行。举例而言，在本实施例中，影像撷取模块140撷取影像的频率为60Hz，因此各奇数帧时间FR1与各偶数帧时间FR2的时间长度分别为16.6毫秒(ms)，且这些奇数帧时间FR1与这些偶数帧时间FR2交错进行(如图4A所示)。应注意的是，此处的数值范围都仅是作为例示说明之用，其并非用以限定本发明。
如图4A及图4B所示，在本实施例中，控制单元150控制这些奇数帧时间FR1与光幕产生模块120产生光幕60的时间同步，也就是说在奇数帧时间FR1内，控制单元150驱动这些奇数帧时间FR1内的每一第一同步讯号SYC1的脉冲恰与控制单元150驱动光幕产生模块120产生光幕60的第一驱动讯号DS1的脉冲同步，且控制单元150控制光幕产生模块120于偶数帧时间FR2内不产生光幕60。另一方面，如图4A及图4C所示，控制单元150也控制这些偶数帧时间FR2与不可见光发光模块130提供不可见光70的时间同步，也就是说在偶数帧时间FR2内，控制单元150驱动这些偶数帧时间FR2内的每一第二同步讯号SYC2的脉冲，恰与控制单元150驱动不可见光发光模块130提供不可见光70的第二驱动讯号DS2的脉冲同步，且控制单元150控制不可见光发光模块130于奇数帧时间FR1内不产生不可见光70。如此，控制单元150将可控制影像撷取模块140在这些奇数帧时间FR1内侦测感测区域SA以撷取第一组影像，进而可执行步骤S120(如图3所示)，控制单元150也可控制影像撷取模块140在这些偶数帧时间FR2内侦测感测区域SA以撷取第二组影像，进而可执行步骤S220(如图3所示)。
以下将搭配图5A至图5E，进一步解释控制单元150如何对第二组影像进行影像讯号处理分析，并藉此进行手势辨识的方法。
图5A是图1的控制单元进行影像讯号处理分析的手势讯号示意图。图5B与图5C是本发明一实施例的一种手势经影像讯号处理分析后的手势讯号特征示意图。图5D与图5E是本发明另一实施例的一种手势经影像讯号处理分析后的手势讯号特征示意图。请参照图5A至图5E，通过触控及手势控制系统100来进行触控及手势控制的操作时，使用者多半会位于显示面110附近，并且由于本实施例的显示面110为白色平面或白色反射层，因此，将可通过使用者的手势在显示面110上所产生的阴影来辨识是否具有手势讯号。
举例而言，如图5A所示，在本实施例中，可将第二组影像的影像讯号进行简单的影像两极化处理，而将第二组影像中的影像灰阶值高于一预设门槛值TD的部分设定为白色，而将影像灰阶值低于预设门槛值TD的部分设定为黑色。如此，如图5A所示，即可利用上述影像两极化处理，将第二组影像的输入影像讯号IP转换为输出影像讯号OP，而分离出使用者的手指的特征，进而可辨识出是否具有特定的手势讯号。
详细而言，如图5B与图5C所示，当使用者五指张开时，经由此上述的影像两极化处理，控制单元150可辨识出第二组影像中具有五根手指的影像特征，而可判断此为一特定的手势讯号。另一方面，如图5D与图5E所示，当使用者伸出食指与中指时，经由此上述的影像两极化处理，控制单元150则可辨识出第二组影像中具有两根手指的影像特征，而可判断此为另一特定的手势讯号。如此一来，控制单元150即可通过辨识手势讯号，而输出对应的手势指令，进而进行手势控制的相关操作功能。手势与手势指令之间的对应关系，可以利用查核表(lookup table)方式，预设储存于控制单元150内的记忆体。
图6A至图6E分别示出图1的控制单元所能辨识的五种手势。举例而言，请参照图6A至图6E，图6A的手势为伸出食指与中指所对应的手势指令，其往左摇动可对应至跳至上一页的功能，往右摇动则可对应至跳至下一页的功能。图6B的手势为伸出三指所对应的手势指令，其往左摇动可对应至跳至第一页的功能，往右摇动则可对应至跳至最后一页的功能。图6C的手势为伸出四指摇晃所对应的手势指令，其可对应至切换程序的功能。图6D的手势为伸出五指摇晃所对应的手势指令，其可对应至结束程序的功能。图6E的手势为伸出五指前后移动所对应的手势指令，其往前移动可对应至影像放大显示(Zoom-in)的功能，往后移动则可对应至影像缩小显示(Zoom out)的功能。但本发明都不以上述手势及对应的手势指令与功能为限，也就是说手势不以上述四种为限，在其它实施例中，也可以采用其它种手势。手势、手势指令与操作功能的对应关系也不以上述对应关系为限，在其它实施例中，也可采用其它对应关系。
另一方面，请再次参照图3，在本实施例中，当判断有触控讯号并输出触控指令后，即会重新开始侦测，而重复执行触控模式，以避免将使用者的触控动作误判为手势控制动作。此外，同样如图3所示，为避免在执行触控操作的过程中，因动作的变换(如进行书写时笔顺的变换)而误判为手势控制，也可在执行判断是否具有手势讯号的步骤S230后，执行步骤S240，判断输出前次触控指令的时间是否超出一预设值。举例而言，此预设值可为0.1秒，或其它适当的时间值，但本发明都不限于此。若否，即没有超出预设值，则返回执行步骤S100，重复执行触控模式。若是，即超出预设值，则执行步骤S250，执行辨识手势讯号，并据此输出手势指令。
图7A至图7B分别示出图1的不同手势控制区域的示意图。具体而言，如图7A与图7B所示，在本实施例中，触控及手势控制系统100也可通过控制单元150调整或指定手势控制区域GA的范围，如此，即可依使用者的实际操作习惯及身高来决定最适合的使用方式。如图7A所示，整个手势控制区域GA重叠于触控区域TA。并且，如图7B所示，使用者也可通过手势控制区域GA的范围设定，来控制触控区域TA与手势控制区域GA部分重叠与不重叠，而可适应使用者操作的各种需求。举例而言，使用者可在触控区域TA与手势控制区域GA重叠的部分进行操作，而便于同时利用触控与手势控制功能。另一方面，使用者也可在操作动作较繁杂而易混淆时，在未彼此重叠的触控区域TA与手势控制区域GA中分别进行触控与手势控制功能的操作，而可避免触控动作与手势控制动作的误判。
需说明的是，上述的不可见光发光模块130虽以不可见光发光模块130为一独立元件、且设置于投影装置160上为例示，但本发明不限于此。在其它的实施例中，不可见光发光模块130也可被整合设置于投影装置160中。以下将搭配图8A至图9进行进一步的说明。
图8A是本发明另一实施例的投影装置的架构示意图。图8B是图8A的投影装置内的色轮的正视示意图。请参见图8A与图8B，在本实施例中，图8A的投影装置860与图1的投影装置160类似，而差异如下所述。如图8A所示，投影装置860面向显示面110，用以投射出影像光束80至显示面110上，并且其中还包括一光源863、一色轮861及一光阀(light valve)862。举例而言，在本实施例中，投影装置860为一使用传统高压汞灯的数位光源处理技术(Digital Light Processing，DLP)投影机，但本发明不限于此。更详细而言，如图8B所示，在本实施例中，不可见光发光模块830包含一不可见光滤光片833，且不可见光滤光片833配置于色轮861上，用以允许不可见光通过并阻挡可见光。换言之，在本实施例中，不可见光发光模块830整合设置于投影装置860内。
如此，当投影装置860的光源863发光时，即可通过不可见光滤光片833而产生不可见光70，并在通过投影装置860中的光阀862调变后，即可让投影装置860在投影出影像光束80于显示面110的同时，也可投出不可见光70。并且，同样地，在本实施例中，投影装置860中的不可见光发光模块830(不可见光滤光片833)提供不可见光70的时间也可被控制为与影像撷取模块140撷取第二组影像的时间同步。如此一来，不可见光发光模块830与投影装置860也可被应用于图1的触控及手势控制系统100中，且能用以执行图3所示的触控及手势控制方法，而能使触控及手势控制系统100达到前述所提及的优点，在此不再赘述。
图9是本发明又一实施例的投影装置的架构示意图。请参见图9，在本实施例中，图9的投影装置960与图8A的投影装置860类似，而差异如下所述。如图9所示，投影装置960还包括一光源模块963、一合光元件964以及一光阀962。举例而言，在本实施例中，投影装置960为一使用固态光源的数位光源处理技术投影机，其中，固态光源可包括发光二极管(Light emitting diode)或激光二极管(Laser diode)等发光装置，但本发明不限于此。更详细而言，在本实施例中，光源模块963包括多个可见光光源963a、963b、963c以及一不可见光光源931，而可用以分别提供一照明光束90及不可见光70。本实施例中，可见光光源963a、963b、963c例如分别为可发出红光、绿光及蓝光的光源，不可见光光源931例如为可发出红外光的光源，但本发明不限于此。换言之，在本实施例中，不可见光发光模块930包含了不可见光光源931。合光元件964则位于不可见光70与照明光束90的传递路径上，而能用以使不可见光70与照明光束90合并。光阀962位于不可见光70与照明光束90的传递路径上，其中照明光束90经由光阀962转换为影像光束80后，与不可见光70同时被投射出投影装置960。
并且，同样地，在本实施例中，投影装置960中的不可见光发光模块930(不可见光光源931)提供不可见光70的时间也可被控制为与影像撷取模块140撷取第二组影像的时间同步。如此一来，不可见光发光模块930与投影装置960也可被应用于图1的触控及手势控制系统100中，且能用以执行图3所示的触控及手势控制方法，而能使触控及手势控制系统100达到前述所提及的优点，在此不再赘述。
图10是本发明另一实施例的一种触控及手势控制系统的架构示意图。请参见图10，在本实施例中，图10的触控及手势控制系统200与图1的触控及手势控制系统100类似，而差异如下所述。如图10所示，在本实施例中，投影装置260可为一微型投影机，而不可见光发光模块130以及影像撷取模块140可与投影装置260组合成一能发出不可见光70及影像光束80的可携式投影机。
并且，由于本实施例的触控及手势控制系统200能通过影像撷取模块140、光幕产生模块120以及不可见光发光模块130的配置，并控制影像撷取模块140撷取第一组影像的时间与光幕产生模块120产生光幕60的时间同步，且控制影像撷取模块140撷取第二组影像的时间与不可见光发光模块130提供不可见光70的时间同步，而能用以执行图3所示的触控及手势控制方法，并使得触控及手势控制系统200具有触控与手势控制的功能。因此，触控及手势控制系统200同样具有触控及手势控制系统100所提及的优点，在此不再赘述。
综上所述，本发明的实施例的触控及手势控制系统与触控及手势控制方法能通过一影像撷取模块、光幕产生模块以及不可见光发光模块的配置，并控制影像撷取模块撷取第一组影像的时间与光幕产生模块产生光幕的时间同步，且控制影像撷取模块撷取第二组影像的时间与不可见光发光模块提供不可见光的时间同步，而能用以执行触控模式以及执行手势控制模式，并使得触控及手势控制系统具有触控与手势控制的功能。另一方面，本发明的实施例的触控及手势控制系统与触控及手势控制方法也能通过辨识手势讯号，而输出对应的手势指令，进而执行手势控制的相关操作功能。此外，本发明的实施例的触控及手势控制系统与触控及手势控制方法也可通过设定在输出触控指令后需超出一预设值的时间长度后，才能执行辨识手势讯号的步骤，以避免将使用者的触控动作误判为手势控制动作，藉此可使触控及手势控制系统能准确地进行触控与手势控制的操作。
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，即所有依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单等效变化与修改，都仍属于本发明专利覆盖的范围。另外本发明的任一实施例或权利要求不需实现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检索之用，并非用来限制本发明的权利范围。另外，本说明书或权利要求中提及的“第一”及“第二”等用语仅用以命名元件(element)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。
【符号说明】
60：光幕
70：不可见光
80：影像光束
90：照明光束
100、200：触控及手势控制系统
110：显示面
120：光幕产生模块
130、830、930：不可见光发光模块
131、931：不可见光光源
132：投影光学模块
833：不可见光滤光片
140：影像撷取模块
150：控制单元
160、260、860、960：投影装置
861：色轮
862、962：光阀
863：光源
963：光源模块
963a、963b、963c：可见光光源
964：合光元件
TA：触控区域
GA：手势控制区域
SA：感测区域
O：触控物
S：侧边
FR1：奇数帧时间
SYC1：第一同步讯号
DS1：第一驱动讯号
FR2：偶数帧时间
SYC2：第二同步讯号
DS2：第二驱动讯号
TD：预设门槛值
IP：输入影像讯号
OP：输出影像讯号
S100、S110、S120、S130、S140、S200、S210、S220、S230、S240、S250：步骤

Claims (20)

1.一种触控及手势控制系统，包含一光幕产生模块、一不可见光发光模块、一影像撷取模块以及一控制单元，
所述光幕产生模块设置于一显示面的一侧边，用以产生一平行所述显示面的光幕，并形成一触控区域；
所述不可见光发光模块用以提供一不可见光，其中所述不可见光朝所述显示面投射，以形成一手势控制区域，且所述触控区域与所述手势控制区域至少部分重叠；
所述影像撷取模块用以形成一感测区域，所述感测区域至少涵盖所述触控区域及所述手势控制区域；以及
所述控制单元分别与所述光幕产生模块、所述影像撷取模块与所述不可见光发光模块电连接，用以执行一触控模式以及执行一手势控制模式，且所述控制单元在执行所述触控模式时，开启所述光幕产生模块并控制所述影像撷取模块撷取一第一组影像，所述控制单元在执行所述手势控制模式时，开启所述不可见光发光模块并控制所述影像撷取模块撷取一第二组影像。
2.如权利要求1所述的触控及手势控制系统，其特征在于，当所述控制单元执行所述触控模式时，所述影像撷取模块侦测所述感测区域以撷取所述第一组影像，并根据所述第一组影像判断是否具有一触控讯号，若是，则输出一触控指令，若否，则执行所述手势控制模式，且当所述控制单元执行所述手势控制模式时，所述影像撷取模块侦测所述感测区域以撷取所述第二组影像，根据所述第二组影像判断是否具有一手势讯号，若否，则重复执行所述触控模式，若是，则判断输出前次所述触控指令的时间是否超过一预设值，若否，则重复执行所述触控模式，若是，则辨识所述手势讯号，并据此输出一手势指令。
3.如权利要求2所述的触控及手势控制系统，其特征在于，所述触控指令包括依据所述触控讯号计算所述触控区域上的一触控位置。
4.如权利要求1所述的触控及手势控制系统，其特征在于，所述控制单元定义多个奇数帧时间与多个偶数帧时间，所述多个奇数帧时间与所述多个偶数帧时间交错进行，所述控制单元用以控制所述多个奇数帧时间与所述光幕产生模块产生所述光幕的时间同步，且用以控制所述影像撷取模块在所述多个奇数帧时间内侦测所述感测区域以撷取所述第一组影像，所述控制单元用以控制所述多个偶数帧时间与所述不可见光发光模块提供所述不可见光的时间同步，且用以控制所述影像撷取模块在所述多个偶数帧时间内侦测所述感测区域以撷取所述第二组影像。
5.如权利要求1所述的触控及手势控制系统，其特征在于，所述显示面为一白色平面或一白色反射层。
6.如权利要求1所述的触控及手势控制系统，其特征在于，还包括：
一投影装置，面向所述显示面，用以投射出一影像光束至所述显示面上，所述光幕位于所述显示面与所述投影装置之间，所述不可见光发光模块与所述影像撷取模块分别各为一独立元件，且设置于所述投影装置上。
7.如权利要求6所述的触控及手势控制系统，其特征在于，所述不可见光发光模块包括一不可见光光源以及一投影光学模块，
所述不可见光光源提供所述不可见光；
所述投影光学模块用以使所述不可见光光源所发出的所述不可见光朝所述显示面投射。
8.如权利要求1所述的触控及手势控制系统，其特征在于，还包括：
一投影装置，面向所述显示面，用以投射出一影像光束至所述显示面上，所述光幕位于所述显示面与所述投影装置之间，所述影像撷取模块设置于所述投影装置上，且所述不可见光发光模块整合设置于所述投影装置内。
9.如权利要求8所述的触控及手势控制系统，其特征在于，所述不可见光发光模块包含一不可见光滤光片。
10.如权利要求9所述的触控及手势控制系统，其特征在于，所述投影装置还包括一色轮，且所述不可见光滤光片配置于所述色轮上。
11.如权利要求8所述的触控及手势控制系统，其特征在于，所述投影装置还包括一光源模块、一合光元件以及一光阀，
所述光源模块用以提供一照明光束及所述不可见光；
所述合光元件用以使所述不可见光与所述照明光束合并；
所述光阀位于所述不可见光与所述照明光束的传递路径上，其中所述照明光束经由所述光阀转换为所述影像光束后，与所述不可见光被投射出所述投影装置。
12.一种触控及手势控制方法，包括：
执行一触控模式，所述触控模式的步骤包括：
开启一光幕产生模块，使所述光幕产生模块产生一光幕，以形成一触控区域，其中所述光幕产生模块配置于一显示面的一侧边，且所述光幕平行于所述显示面；
令一影像撷取模块侦测一感测区域，并撷取一第一组影像；以及
根据所述第一组影像判断是否具有一触控讯号，若是，则输出一触控指令，若否，则执行一手势控制模式，其中所述手势控制模式的步骤包括：
开启一不可见光发光模块，使所述不可见光模块朝所述显示面投射一不可见光，以形成一手势控制区域；
令一影像撷取模块侦测所述感测区域，并撷取一第二组影像；以及
根据所述第二组影像判断是否具有一手势讯号，若否，则重复执行所述触控模式的步骤，若是，则辨识所述手势讯号，并据此输出一手势指令，其中所述感测区域至少涵盖所述触控区域及所述手势控制区域，所述触控区域与所述手势控制区域至少部分重叠。
13.如权利要求12所述的触控及手势控制方法，其特征在于，还包括：
在执行辨识所述手势讯号的步骤前，判断输出前次所述触控指令的时间是否超出一预设值，若否，则重复执行所述触控模式，若是，则执行辨识所述手势讯号的步骤。
14.如权利要求12所述的触控及手势控制方法，其特征在于，所述触控指令包括依据所述触控讯号计算于所述触控区域上的一触控位置。
15.如权利要求12所述的触控及手势控制方法，其特征在于，还包括：
定义多个奇数帧时间与多个偶数帧时间，其中所述多个奇数帧时间与所述多个偶数帧时间交错进行；
令所述多个奇数帧时间与所述光幕产生模块产生所述光幕的时间同步；
令所述影像撷取模块在所述多个奇数帧时间内侦测所述感测区域以撷取所述第一组影像；
令所述多个偶数帧时间与所述不可见光发光模块提供所述不可见光的时间同步；以及
令所述影像撷取模块在所述多个偶数帧时间内侦测所述感测区域以撷取所述第二组影像。
16.如权利要求12所述的触控及手势控制方法，其特征在于，所述显示面为一白色平面或一白色反射层。
17.如权利要求12所述的触控及手势控制方法，其特征在于，所述不可见光发光模块与所述影像撷取模块分别各为一独立元件，设置于一面向所述显示面的投影装置上，所述光幕位于所述显示面与所述投影装置之间，且所述不可见光发光模块包括一不可见光光源以及一投影光学模块，
所述不可见光光源提供所述不可见光；
所述投影光学模块用以使所述不可见光光源所发出的所述不可见光朝所述显示面投射。
18.如权利要求12所述的触控及手势控制方法，其特征在于，所述不可见光发光模块整合于一投影装置内，所述投影装置面向所述显示面，所述光幕位于所述显示面与所述投影装置之间，所述不可见光发光模块包括一不可见光滤光片。
19.如权利要求18所述的触控及手势控制方法，其特征在于，所述投影装置还包括一色轮，且所述不可见光滤光片配置于所述色轮上。
20.如权利要求12所述的触控及手势控制方法，其特征在于，所述不可见光发光模块整合于一投影装置内，所述投影装置面向所述显示面，所述光幕位于所述显示面与所述投影装置之间，且所述投影装置还包括一光源模块、一合光元件以及一光阀，
所述光源模块用以提供一照明光束及所述不可见光；
所述合光元件用以使所述不可见光与所述照明光束合并；
所述光阀位于所述不可见光与所述照明光束的传递路径上，其中所述照明光束经由所述光阀转换为一影像光束后，与所述不可见光被投射出所述投影装置。
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