CN217060959U - 互动式投影系统 - Google Patents

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Abstract

一种互动式投影系统，包括投影机以及触控互动光源装置。投影机包括投影光机以及相机模块。投影光机用于朝投影面发出投影光束，以在投影面上形成投影范围。触控互动光源装置包括至少一个红外光光源模块以及无线信号传输模块。红外光光源模块用以产生平行于投影面的红外光光幕，并与无线信号传输模块电性连接。投影机借由无线信号传输模块与触控互动光源装置进行连线，使触控互动光源装置置于建议安装位置并使互动式投影系统处于互动模式。而本实用新型的互动式投影系统中的投影机与触控互动光源装置互为独立装置，因此成本较低且投影尺寸可增加。

Description

互动式投影系统
技术领域
本实用新型是有关于一种投影系统，且特别是有关于一种互动式投影系统。
背景技术
目前市场上具有触控功能的投影机系统除了投影机之外还包含一个红外光发光模块及一个红外光相机模块。投影机用于投射影像至投影面。红外光发光模块用于发出呈现平面的红外光并平行于投影平面、桌面或墙面等投影目标。当使用者的手或笔碰触投影平面时，红外光打在使用者的手或笔上造成红外光的散射，经由红外光相机模块接收这些散射的红外光。再经计算比对后可以得到对应于投影画面的位置坐标，以达到互动触控的功能。
然而，现有具有触控功能的投影系统将投影机、红外光发光模块和红外光相机模块整合在一个装置，存在以下问题。考量机台的高度不要太高并希望投影的尺寸能大一点，所以投影镜头需要使用超短焦镜头。然而，超短焦镜头价格昂贵。因投影系统内各模块整合成一体造成投影的尺寸被固定住无法放大。此外，因投影系统整合成一体导致触控功能被局限于应用在特定环境(例如桌面)。若要应用于其他环境(例如投影于墙面)，则投影系统将无法提供触控功能。
“背景技术”段落只是用来帮助了解本实用新型内容，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的习知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，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本领域技术人员所知晓或认知。
实用新型内容
本实用新型提供一种互动式投影系统，其能提供较大的投影尺寸、成本较低且投影面的限制较少。
本实用新型的一实施例提供一种互动式投影系统，其包括投影机以及触控互动光源装置。投影机包括投影光机以及相机模块。投影光机用于朝投影面发出投影光束，以在投影面上形成投影范围。触控互动光源装置包括至少一个红外光光源模块以及无线信号传输模块。红外光光源模块用以产生平行于投影面的红外光光幕，并与无线信号传输模块电性连接。投影机借由无线信号传输模块与触控互动光源装置进行连线，使触控互动光源装置置于建议安装位置并使互动式投影系统处于互动模式。当物体接近投影面且接触红外光光幕时，相机模块用以接收被物体反射的红外光光束。投影机根据红外光光束识别物体的位置或物体对应投影范围的触控位置。
在本实用新型的一实施例中，上述的触控互动光源装置还包括可见光光源模块，用以发出可见光光幕，并与无线信号传输模电性连接。在触控互动光源装置置于建议安装位置时，可见光光幕涵盖投影范围且平行于投影面，可见光光幕平行红外光光幕。在互动式投影系统置于互动模式时，可见光光源模块被关闭。
在本实用新型的一实施例中，上述的触控互动光源装置还包括调整机构，用以调整红外光光源模块及可见光光源模块的位置或/及角度。
在本实用新型的一实施例中，上述的触控互动光源装置还包括电池以及充电回路。电池用以提供触控互动光源装置电力。充电回路用于借由外部电源对电池进行充电。
在本实用新型的一实施例中，上述的触控互动光源装置还包括重力感测器，与无线信号传输模块电性连接。在处于建议安装位置的触控互动光源装置被移动后，重力感测器发出提醒信号。提醒信号借由无线信号传输模块传送至投影机，以提醒使用者对触控互动光源装置的位置重新校正。
为让本实用新型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是根据本实用新型的一实施例的互动式投影系统的示意图。
图2是根据本实用新型的一实施例的互动式投影系统的触控互动光源装置的示意图。
图3是根据本实用新型的一实施例的互动式投影系统的操作方法的流程图。
图4、图5及图6是根据本实用新型的一实施例的互动式投影系统的操作方法在投影面上产生指示画面的不同步骤示意图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、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，将可清楚的呈现。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实用新型。
图1是根据本实用新型的一实施例的互动式投影系统的示意图。图2是根据本实用新型的一实施例的互动式投影系统的触控互动光源装置的示意图。请先参考图1与图2，本实用新型的一实施例提供一种互动式投影系统10及其操作方法。互动式投影系统10包括投影机100以及触控互动光源装置200。投影机100包括投影光机120、相机模块160以及控制模块140。
在本实施例中，投影光机120用于朝投影面PS发出投影光束PB，以在投影面PS上形成投影范围PR。其中，投影光束PB可为可见光光束。投影面PS可为桌面、墙面或投影布幕，但本实用新型不以此为限。相机模块160可为薄膜电晶体(thin film transistor,TFT)、互补金氧半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)或电荷耦合元件(chargecoupled device,CCD)等光感测模块。
在本实施例中，触控互动光源装置200包括至少一个红外光光源模块210以及无线信号传输模块220。其中，红外光光源模块210例如由红外光发光二极管(light-emittingdiode,LED)或红外光激光二极管(laser diode,LD)等发光元件所组成。无线信号传输模块220例如是蓝牙(Bluetooth)信号传输模块、ZigBee信号传输模块、ANT+信号传输模块或Wi-Fi信号传输模块，但本实用新型不以此为限。
在本实施例中，红外光光源模块210用以产生平行于投影面PS的红外光光幕IR，并与无线信号传输模块220电性连接。相机模块160适于朝投影面PS进行感测，并在感测范围SR内接收红外光，其中感测范围SR优选是大于等于投影范围PR。控制模块140电性连接至投影光机120及相机模块160，触控互动光源装置200借由无线信号传输模块220与投影机100连线，并由投影机100控制触控互动光源装置200，使触控互动光源装置200配置于投影机100所提供的建议安装位置并使互动式投影系统10处于互动模式。当物体H(例如手指或笔)接近或触碰投影面PS时，物体H接触红外光光幕IR且红外光光束IRB被物体H反射，控制模块140借由相机模块160接收被物体H反射的红外光光束IRB，并根据红外光光束IRB识别物体H的位置或物体H对应在投影范围PR的触控位置。进一步说明，红外光光源模块210例如包括至少一个发光元件及扩光元件，发光元件所发出之红外光借由通过扩光元件后可产生一平面状的光幕(Light Curtain)，但本实用新型不以此为限。
在本实施例中，触控互动光源装置200还包括可见光光源模块230。可见光光源模块230例如由发光二极管或激光二极管(laser diode,LD)组成。可见光光源模块230用以发出可见光光幕(如图5的可见光光幕V)，并与无线信号传输模220电性连接。其中，可见光光幕可为红光、绿光、蓝光或其他色光所形成的光幕。触控互动光源装置200的红外光光源模块210所发出红外光光幕IR以及可见光光源模块230所发出的可见光光幕V例如需要相互平行或彼此重叠。
在本实施例中，投影机100的控制模块140控制投影光机120在投影面PS上投射具有多个点取位置(如图6中以圆圈示意的点取位置SP)的影像，并控制触控互动光源装置200的可见光光源模块230开启。在可见光光源模块230所产生的可见光光幕涵盖投影范围PR且平行红外光光幕IR，以及确认物体H依序点取该些点取位置SP后，控制模块140确认触控互动光源装置200已置于建议安装位置以及确认触控互动光源装置200的触控范围。控制模块140再关闭可见光光源模块230并维持开启红外光光源模块210，以使互动式投影系统10处于互动模式。
在本实施例中，触控互动光源装置200还包括调整机构240，用以调整红外光光源模块210及可见光光源模块230的位置或角度，以使红外光光源模块210所发出的红外光光幕IR及可见光光源模块230所发出的可见光光幕调整至平行于投影面PS。
在本实施例中，触控互动光源装置200还包括电池250以及充电回路260，电池250电性连接于充电回路260、红外光光源模块210、可见光光源模块230以及无线信号传输模块220。电池250用以提供触控互动光源装置200运作时的电力。充电回路260用于借由外部电源P对电池250进行充电。
在本实施例中，触控互动光源装置200还包括重力感测器270，与无线信号传输模块220及电池250电性连接。在处于建议安装位置的触控互动光源装置200被移动后，重力感测器270发出提醒信号RS。提醒信号RS借由无线信号传输模块220传送至投影机100的控制模块140。控制模块140再控制投影光机120提醒使用者对触控互动光源装置200的位置重新校正。控制模块140例如控制投影光机120以投射具有提醒文字的影像的方式来提醒使用者重新调整触控互动光源装置200的位置。
除此之外，上述的控制模块140例如是包括微控制器单元(MicrocontrollerUnit，MCU)、中央处理单元(central processing unit，CPU)、微处理器(microprocessor)、数字讯号处理器(digital signal processor，DSP)、可编程控制器、可编程逻辑装置(programmable logic device，PLD)或其他类似装置或这些装置的组合，本发明并不加以限制。此外，在一实施例中，控制模块140的各功能可被实作为多个程序码(例如图1中的触控应用程序142)。这些程序码会被储存在一个存储器中，由控制模块140来执行这些程序码。或者，在一实施例中，控制模块140的各功能可被实作为一或多个电路。本发明并不限制用软件或硬件的方式来实作控制模块140的各功能。
图3是根据本实用新型的一实施例的互动式投影系统的操作方法的流程图。图4、图5及图6是根据本实用新型的一实施例的互动式投影系统的操作方法在投影面上产生指示画面的不同步骤示意图。请同时参考图1至图6，在本实施例中，互动式投影系统10的操作方法包括以下步骤。在步骤S100，使投影机100的投影光机120朝投影面PS发出投影光束PB，以在投影面PS上形成投影范围PR。更进一步说明，投影机100的投影光机120可调整投射影像的尺寸，投射影像的尺寸可定义出投影范围PR，并开始执行控制模块140的触控应用程序142。在步骤S120，使投影光机120接收来自投影机100的控制模块140发出的指示信号CS，以在投影面上产生指示画面CS1、CS2、CS3，其中指示画面CS1、CS2、CS3包括多个建议安装位置、启动指示、调整指示、触控校正(如图5、6所示)以及警示信号。在步骤S140，于投影面上呈现指示画面CS1中的建议安装位置及启动指示，如图4所示。控制模块140的触控应用程序142使投影光机120于投影面上产生指示画面CS1，其中指示画面CS1是触控互动光源装置200的建议安装位置(例如方向及距离)以及请使用者开启触控互动光源装置200的电源的指示内容。在触控互动光源装置200置于多个建议安装位置的其中之一处并启动触控互动光源装置200的电源后，再借由触控互动光源装置200的无线信号传输模块220与投影机100的控制模块140进行连线。
在本实施例的步骤S160，使控制模块140借由无线信号传输模块220控制触控互动光源装置200，以使互动式投影系统10处于互动模式。其中，使互动式投影系统10处于互动模式包括以下步骤。控制模块140的触控应用程序142借由触控互动光源装置200的无线信号传输模块220启动红外光光源模块210以及可见光光源模块230，并控制红外光光源模块210以及可见光光源模块230发出平行于投影面PS的红外光光幕IR以及可见光光幕V。控制模块140的触控应用程序142使投影光机120于投影面产生指示画面CS2，其中指示画面CS2是请使用者调整可见光光幕V涵盖整个投影范围PR以及请使用者调整可见光光幕V平行于投影面的调整指示。接着，控制模块140的触控应用程序142使投影光机120于投影面产生指示画面CS3，其中指示画面CS3是请使用者依据画面图示或文字确认触控互动光源装置200的触控范围的触控校正，如图5、6所示。接着，使控制模块140的触控应用程序142借由触控互动光源装置200的无线信号传输模块220控制关闭可见光光源模块230并维持开启红外光光源模块210，以使互动式投影系统10处于互动模式。
在本实施例中，上述触控校正所使用的指示画面CS3包括多个点取位置SP，其中点取位置SP在图6中以圆圈示意，但本实用新型不以此为限。上述的使触控互动光源装置200置于建议安装位置包括以下步骤。使可见光光幕V涵盖整个影范围PR且平行于红外光光幕IR，如图5所示。利用物体H依序点取点取位置SP，以确认触控互动光源装置200的触控范围，如图6所示。在控制模块140确认正确后，则达成触控互动光源装置200可进行触控互动的状态。
在本实施例中，上述的使可见光光幕V涵盖投影范围PR且平行于红外光光幕IR包括以下步骤。若可见光光幕V被投射成不平行投影面PS，利用触控互动光源装置200的调整机构240，将可见光光幕V调整至平行于投影面PS，其中调整机构240例如包括螺丝、螺杆或/及齿轮等机构件，且调整机构240连接至红外光光源模块210以及可见光光源模块230，当使用者借由调整机构240移动红外光光源模块210以及可见光光源模块230时，可对应调整红外光光幕IR及可见光光幕V相对于投影面的位置及角度。
在本实施例中，互动式投影系统10的操作方法还包括以下步骤。在处于建议安装位置的触控互动光源装置200被移动时，触控互动光源装置200的重力感测器270发出提醒信号RS。提醒信号RS借由无线信号传输模块220传送至投影机100的控制模块140，控制模块140的触控应用程序142再控制投影光机120于投影面上产生指示画面，以重新执行调整指示及触控校正(例如图5或6的画面)。
在本实施例中，互动式投影系统10的操作方法还包括以下步骤。使触控互动光源装置200利用无线信号传输模块220周期性地传送触控互动光源装置200的电池250的电力资讯BS至投影机100。在电池250的电力过低时，控制模块140控制投影光机120投射呈现警示信号的影像，以提醒使用者对触控互动光源装置200进行充电。
综上所述，在本实用新型的一实施例，互动式投影系统及其操作方法借由触控互动光源装置的无线信号传输模块与投影机的控制模块进行连线。再使控制模块借由无线信号传输模块控制触控互动光源装置，而达成使互动式投影系统处于互动模式。因此，投影机与触控互动光源装置互为独立的模块。由于投影机为独立装置而可被设置的灵活度提高，使投影机可使用成本较低的一般焦距镜头。而投影机可被设置的灵活度提高使投影机与投影面之间的可允许距离的范围增加，因此投射影像的尺寸的范围也增加。再者，触控互动光源装置为独立装置，使投影面不再局限于桌面。例如，投影面为桌面时，互动式投影系统可作为桌面触控互动；若投影面为墙面或白板时，互动式投影系统可作为墙面或白板触控互动。同时，触控互动光源装置为独立装置可经设计为可携带或方便收纳的尺寸。
以上所述，仅为本实用新型的优选实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即大凡依本实用新型权利要求书及说明书所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本实用新型专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本实用新型所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和实用新型名称仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本实用新型的权利范围。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(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。
附图标记说明
10:互动式投影系统
100:投影机
120:投影光机
140:控制模块
142:触控应用程序
160:相机模块
200:触控互动光源装置
210:红外光光源模块
220:无线信号传输模块
230:可见光光源模块
240:调整机构
250:电池
260:充电回路
270:重力感测器
BS:电力资讯
CS:指示信号
CS1、CS2、CS3:指示画面
H:物体
IR:红外光光幕
IRB:红外光光束
P:外部电源
PB:投影光束
PR:投影范围
PS:投影面
RS:提醒信号
S100、S120、S140、S160:步骤
SP:点取位置
SR:感测范围
V:可见光光幕。

Claims (5)

1.一种互动式投影系统，其特征在于，包括投影机以及触控互动光源装置，其中：
所述投影机包括投影光机以及相机模块，所述投影光机用于朝投影面发出投影光束，以在所述投影面上形成投影范围；
所述触控互动光源装置包括至少一个红外光光源模块以及无线信号传输模块，其中所述至少一个红外光光源模块用以产生平行于所述投影面的红外光光幕，并与所述无线信号传输模块电性连接；以及
所述投影机借由所述无线信号传输模块与所述触控互动光源装置进行连线，使所述触控互动光源装置置于建议安装位置并使所述互动式投影系统处于互动模式，
其中当物体接近所述投影面且接触所述红外光光幕时，所述相机模块用以接收被所述物体反射的红外光光束，所述投影机根据所述红外光光束识别所述物体的位置或所述物体对应所述投影范围的触控位置。
2.根据权利要求1所述的互动式投影系统，其特征在于，所述触控互动光源装置还包括可见光光源模块，用以发出可见光光幕，并与所述无线信号传输模电性连接，
其中在所述触控互动光源装置置于所述建议安装位置时，所述可见光光幕涵盖所述投影范围且平行于所述投影面，所述可见光光幕平行所述红外光光幕，
其中在所述互动式投影系统置于所述互动模式时，所述可见光光源模块被关闭。
3.根据权利要求2所述的互动式投影系统，其特征在于，所述触控互动光源装置还包括调整机构，用以调整所述至少一个红外光光源模块及所述可见光光源模块的位置或/及角度。
4.根据权利要求1所述的互动式投影系统，其特征在于，所述触控互动光源装置还包括电池以及充电回路，所述电池用以提供所述触控互动光源装置电力，所述充电回路用于借由外部电源对所述电池进行充电。
5.根据权利要求1所述的互动式投影系统，其特征在于，所述触控互动光源装置还包括重力感测器，与所述无线信号传输模块电性连接，其中在处于所述建议安装位置的所述触控互动光源装置被移动后，所述重力感测器发出提醒信号，所述提醒信号借由所述无线信号传输模块传送至所述投影机，以提醒使用者对所述触控互动光源装置的位置重新校正。
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