TWI436249B - 觸控投影系統 - Google Patents

Description

觸控投影系統

本發明係關於一種觸控投影系統，特別關於一種觸控板可拼接的觸控投影系統。

按，互動式觸控投影系統就是結合投影技術及觸控技術，使使用者接觸投影於觸控裝置之投影影像時可對應改變其投影影像，進而與使用者產生互動的效果。例如圖1所示，其為習知投影技術及觸控技術之結合，並應用於餐廳點餐的實際例子。

如圖1所示，觸控投影系統1(即互動式電子點餐系統)包括一餐桌裝置11、一點餐電腦主機12及一投影機13。點餐電腦主機12分別與餐桌裝置11及投影機13電性連接。其中，餐桌裝置11的桌面上設置一觸控面板111，另外，點餐電腦主機12可將餐廳的餐點資訊傳送至投影機13，投影機13可將餐點資訊投射到餐桌裝置11之觸控面板111上，而顧客可利用觸控面板111上顯現的投影資訊進行點餐、詢問、加喚服務人員或結賬等動作，提供顧客有效的互動點餐功能。

然而，上述之觸控投影系統1的投影機13只可將點餐資訊投射於一個餐桌裝置11之觸控面板111上，使得使用者可觸控及互動的面積相當有限。當使用者要將觸控面進行延伸應用時，例如將觸控面延伸至一大面積桌面上、一大面積的地板上或一大面積的牆壁上，並使更多使用者可於整面地板、或整面牆壁或整面桌面上進行互動式觸控時，觸控投影系統1並無法達成其需求。

因此，如何提供一種觸控投影系統，可將觸控板拼接成一平面，並可使使用者與平面上的投影影像進行觸控互動，已成為重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種可將觸控板拼接成一平面，並可使使用者與平面上的投影影像進行觸控互動之觸控投影系統。

為達上述目的，依據本發明之一種觸控投影系統包括一觸控裝置、一投影裝置以及一控制模組。觸控裝置具有複數觸控板，該等觸控板係可拼接而形成一平面。投影裝置具有複數投影單元，該等投影單元分別投影至平面上，並於平面上形成一投影影像。控制模組係分別與該等觸控板與該等投影單元電性連接，並依據一使用者接觸平面上之投影影像時控制投影裝置，以對應改變投影影像。

在一實施例中，該等觸控板包含電容式、電阻式、超音波式、光學式或電磁感應式觸控板。

在一實施例中，該等觸控板可於一地面、一牆面或一桌面上拼接而形成平面。

在一實施例中，控制模組將一影像分割成複數子影像，該等投影單元係分別投影該等子影像於平面上，以於平面上分別形成一投影區域，且於該等投影區域內分別形成一子投影影像。

在一實施例中，兩相鄰之該等子投影影像具有部分重疊影像，該等投影區域具有部分重疊區域。

在一實施例中，控制模組係將重疊區域的影像進行融合。

在一實施例中，控制模組控制該等投影單元的其中之一開啟，並於投影單元對應之投影區域內投影一定位記號，以使子投影影像與該等觸控板進行定位校正。

在一實施例中，當於定位記號上放置一校正元件時，控制模組接收位於校正元件之觸控板傳回之一位置訊號，以相對於子投影影像的顯示位置進行定位校正。

在一實施例中，於定位記號上放置校正元件時，校正元件係接地。

在一實施例中，當使用者接觸平面之投影影像時，使用者對應接觸之觸控板產生一碰觸訊號，控制模組接收碰觸訊號，並依據碰觸訊號控制投影裝置投影對應之另一投影影像。

承上所述，因依據本發明之觸控投影系統之觸控裝置具有複數觸控板，該等觸控板可拼接而形成一平面，而投影裝置具有複數投影單元，該等投影單元分別投影至平面上，並於平面上形成一投影影像。另外，控制模組分別與該等觸控板與該等投影單元電性連接，並依據一使用者接觸平面上之投影影像時控制投影裝置，以對應改變投影影像。藉此，當使用者接觸該等觸控板上之投影影像時，控制模組可接收觸控板傳回的碰觸訊號，並依據碰觸訊號控制投影裝置投影對應之另一投影影像至平面上，以與使用者產生互動的效果。因此，本發明之觸控投影系統可將觸控板拼接成一平面，並可使使用者與平面上的投影影像進行觸控互動。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種觸控投影系統，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

請參照圖2A所示，其為本發明較佳實施例之一種觸控投影系統2的示意圖。本發明之觸控投影系統2是一個可將複數觸控板拼接(combinable)的觸控投影系統，並可應用於一大面積的地面、牆面或桌面上，使得使用者接觸投影於大面積的地面、牆面或桌面上之投影影像時可以與投影影像進行互動。其中，觸控投影系統2包括一觸控裝置21、一投影裝置22以及一控制模組23。

觸控裝置21具有複數觸控板211，該等觸控板211可拼接而形成一平面P。其中，該等觸控板211可彼此電性連接，並可於大面積的地面、牆面或桌面上拼接而形成一整個平面P。在本實施例中，係以複數觸控板211於一地面上拼接而形成一整個平面P為例，當然並不以此為限。使用者也可依其需求在牆面上、或桌面上或其它地方拼接觸控板211，以形成大面積並具觸控功能的平面P。

本實施例之觸控板211係以電容式觸控面板為例。其中，電容式觸控面板具有防塵、防火、防刮、強固耐用及高解析度等優點。由於人體是導體，因此當人體接觸電容式觸控板時，人體內微弱的漏電流將改變觸控面板電容的電位。而電容式觸控面板便可根據其變化推算出其被接觸的座標位置。本發明並不限定只可使用電容式觸控面板，在其它的實施態樣中，使用者也可依其設計需求，使用其它不同型式的觸控板211，例如可使用電阻式、超音波式、光學式或電磁感應式觸控面板，其中，光學式可為紅外線。於此，並不加以限制觸控板211的觸控型式。另外，該等觸控板211更可分別具有一保護層(圖2A未顯示)，保護層例如可為玻璃、樹脂或其它不導電的材質，並設置於觸控板211之上，以保護觸控板211免於被異物干擾或破壞。

投影裝置22具有複數投影單元221，該等投影單元221分別投影至觸控板211所拼接形成的平面P上，並可於平面P上(該等觸控板211上)形成一完整的投影影像(圖2A未顯示)。其中，投影單元221可分別為一投影機，且投影影像可為一靜態影像，也可為一動態影像。另外，所謂完整的投影影像係指各投影單元221雖分別投影一較小的子投影影像到該等觸控板211上，但該等子投影影像可組合成一大面積且為整體的影像。例如圖2B所示，其為四台投影單元221(圖2B未顯示)分別投影一輛汽車的一部分(四台投影單元221分別投影子投影影像PI1～PI4)，而這四個子投影影像PI1～PI4可組成一個完整的投影影像PI(一輛完整的汽車)。

再提醒的是，由於投影單元221因製造時的品質差異可能會使投影出來之投影區域的形狀變形，例如正常情況下，投影單元221投影出來的投影區域為方形(例如長方形或正方形)，而變形的形狀例如為梯形。因此，需先將投影區域的形狀變形之投影單元221進行投影形狀的校正工作，以使各投影單元221的投影形狀均為方形。

值得一提的是，本實施例之一個觸控板211的尺寸可為任意尺寸面積之平面，然為施工及拼接便利，觸控板211的尺寸係採取長寬皆為50公分，而一台投影裝置22的投影影像約可涵蓋48塊觸控板211，當然並不以此為限。本發明並不限制使用多少個特定面積的觸控板211或多少個投影裝置22，其數量需視地面、牆面或桌面的面積而定。

控制模組23係分別與該等觸控板211與該等投影單元221電性連接。控制模組23可依據一使用者接觸平面P上(該等觸控板211)之投影影像PI時控制投影裝置22，以對應改變投影影像PI。換言之，當使用者碰觸觸控板211上之投影影像PI時，被碰觸的觸控板211可將被碰觸位置所產生的碰觸訊號傳送至控制模組23，而控制模組23可依據其碰觸訊號控制碰觸位置對應的投影單元221(可能是一台投影單元221，也可能是二台或二台以上的投影單元221)改變其投影影像PI，讓使用者覺得，投影影像PI與其互動。

以下，將以控制模組23同時控制四台投影單元221，使四台投影單元221分別投影一子投影影像PI1～PI4，以組成完整的投影影像PI為例來說明。當然，設計者也可依其需求，依照以下的說明應用於更多的觸控板211與更多的投影單元221。

請參照圖3A及圖3B所示，控制模組23先將欲投影之一影像I分割成複數子影像I1～I4，該等投影單元221可分別投影該等子影像I1～I4於平面P上，以於平面P上分別形成一投影區域A1～A4，投影區域A1～A4內分別形成一子投影影像PI1～PI4。其中，投影區域A1～A4可分別涵蓋複數觸控板211。另外，兩相鄰之子投影影像具有部分的重疊影像，亦即該等投影區域A1～A4具有部分重疊區域。此外，本實施例之兩相鄰投影區域之重疊部分是分別佔投影區域A1～A4的7%至8%之間。

詳而言之，控制模組23先將影像I分割成複數子影像I1～I4後，再將複數子影像I1～I4之影像訊號分別傳送至對應的四台投影單元221，四台投影單元221可分別將子影像I1～I4投影至投影區域A1～A4上，並於投影區域A1～A4內分別形成子投影影像PI1～PI4，以將子投影影像PI1～PI4組合成投影影像PI。

不過，特別一提的是，為了使平面P上之投影影像PI連續且平順，複數子投影影像PI1～PI4彼此重疊的區域(即投影區域A1～A4彼此重疊的區域、圖3B之具剖面線的十字形區域)需使用影像融合的技術，讓重疊區域的影像、顏色及亮度可平順，使複數子投影影像PI1～PI4組合成之投影影像PI仍是一張平順且完整的投影影像PI。因此，控制模組23可先將子投影影像PI1～PI4間彼此重疊的部分先進行融合，讓投影影像PI看起來是一張平順的完整影像。

另外，由於是由複數觸控板211拼接成大面積的平面P，因此，需將投影影像PI與複數觸控板211之間進行定位與校正位置的工作，使被使用者碰觸之觸控板211的位置可由正確的投影單元221進行對應的互動。因此，請參照圖4A所示，以說明一子投影影像與投影區域之該等觸控板211進行定位與校正的過程，其中，圖4A為一個投影單元221投影一子投影影像PI1的示意圖。

首先，控制模組23分別控制該等投影單元221的其中之一開啟，並於投影單元221對應之投影區域A1內投影一定位記號M，以使子投影影像PI1與該等觸控板211之間進行定位校正。於此，定位記號M係為十字記號，當然，也可為其它形式的記號。換言之，控制單元先關閉其它的投影單元211，只讓投影區域A1對應之投影單元221開啟，以於投影區域A1內投影定位記號M。於此，如圖4A所示，係於投影區域A1之對角角落分別投影一個定位記號M。其中，關閉其它投影單元211的目的是不讓其它投影單元211投影，並造成投影區域A1具有影像重疊的區域而干擾定位校正的工作。

接著，於每一定位記號M上放置一校正元件C，由於校正元件C接觸觸控板211時會改變觸控板211電容的電位而產生一位置訊號PS，而控制模組23可接收觸控板211傳回之位置訊號PS，以相對於子投影影像PI1的顯示位置進行定位校正。

換言之，由於觸控板211可傳回二個校正元件C的位置訊號PS至控制模組23，因此，控制模組23可根據位置訊號PS，對應於子投影影像PI1的顯示位置進行位置的定位工作，使觸控板211上的實際位置與子投影影像PI1的顯示位置兩者配合起來，使得投影區域A1與子投影影像PI1之間的對應關係可相對建立起來，如此，控制模組23即可將投影單元211的子投影影像PI1與觸控板211上之實際位置定位，以完成投影區域A1之觸控板211與投影單元221之子投影影像PI1的定位校正工作。

以此類推，當其它的投影區域A2～A4也以上述之方式分別進行觸控板211的實際位置與子投影影像PI2～PI4的顯示位置定位校正後，即可使投影影像PI與全部觸控板211完成定位校正的工作。

特別提醒的是，上述之校正元件C係為一導體，而校正元件C為導體的目的是因為本發明之觸控板211的感測原理是以偵測待測物相對於觸控板211間的電性變化為主，而生物為不規則形狀大小體積的接地導體，且不同使用者的電性不一，因此本發明使用相同尺寸大小的接地金屬為校正元件C，以確保參考電性為恆定。另外，定位記號M上放置校正元件C時，校正元件C需接地。接地的目的是為了讓校正元件C上的電荷可以流通以產生電位差。此外，投影單元221投影的定位記號M的數量可不限於二個，也可如圖4B所示，於投影區域A1的四個角落(或三個角落上)分別投影一定位記號M，並於4個(或3個)定位記號M上各放置一個校正元件C，如此，越多個校正元件C進行校正時可使定位校正的精度更高。

再說明的是，上述之定位校正的方法只是舉例，使用者也可使用其它方式進行定位校正。舉例而言，也可同時開啟全部的投影單元221，並將定位記號M分別投影於投影區域A1～A4的中間位置(圖未顯示)，並於定位記號M的周圍放置二個或二個以上的校正元件C，一樣可進行定位校正的工作。當然，定位校正的方法不限上述，也可以其它的定位方式進行定位。

因此，經上述之定位校正後，當使用者接觸觸控板211之投影影像PI時，使用者接觸之觸控板211可產生一碰觸訊號，而控制模組23接收碰觸訊號後可依據碰觸訊號控制投影裝置22對應之投影單元221投影對應之另一投影影像於該投影區域內。在此，仍以圖2B之汽車為例。例如，當使用者碰觸該汽車的一車門把H時，車門把H位置之觸控板211(圖2B未顯示)產生的碰觸訊號可傳送至控制模組23(圖2B未顯示)，而控制模組23可依據該碰觸訊號控制該位置對應的投影單元221(圖2B未顯示)投影另一投影影像。例如碰觸車門把H打開，讓使用者看見汽車內的配備或設備，或者是其它互動內容(例如同時播放音樂)。如此，投影影像即可與使用者產生互動。

綜上所述，因依據本發明之觸控投影系統之觸控裝置具有複數觸控板，該等觸控板可拼接而形成一平面，而投影裝置具有複數投影單元，該等投影單元分別投影至平面上，並於平面上形成一投影影像。另外，控制模組分別與該等觸控板與該等投影單元電性連接，並依據一使用者接觸平面上之投影影像時控制投影裝置，以對應改變投影影像。藉此，當使用者接觸該等觸控板上之投影影像時，控制模組可接收觸控板傳回的碰觸訊號，並依據碰觸訊號控制投影裝置投影對應之另一投影影像至平面上，以與使用者產生互動的效果。因此，本發明之觸控投影系統可將觸控板拼接成一平面，並可使使用者與平面上的投影影像進行觸控互動。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1、2．．．觸控投影系統

11．．．餐桌裝置

111．．．觸控面板

12．．．點餐電腦主機

13．．．投影機

21．．．觸控裝置

211．．．觸控板

22．．．投影裝置

221．．．投影單元

23．．．控制模組

A1～A4．．．投影區域

B．．．區域

C．．．校正元件

H．．．車門把

I．．．影像

I1～I4．．．子影像

M．．．定位記號

P．．．平面

PI．．．投影影像

PI1～PI4．．．子投影影像

PS．．．位置訊號

圖1為習知一種觸控投影系統的示意圖；

圖2A為本發明較佳實施例之一種觸控投影系統的示意圖；

圖2B為四個子投影影像組成一完整投影影像的示意圖；

圖3A為一影像分割成複數子影像的示意圖；

圖3B為本發明之觸控投影系統之投影區域與該等觸控板對應的示意圖；以及

圖4A及圖4B分別為本發明之觸控投影系統的定位校正示意圖。

2．．．觸控投影系統

21．．．觸控裝置

211．．．觸控板

22．．．投影裝置

221．．．投影單元

23．．．控制模組

P．．．平面

Claims (8)

1. 一種觸控投影系統，包括：一觸控裝置，具有複數觸控板，該等觸控板係可拼接而形成一平面；一投影裝置，具有複數投影單元，該等投影單元分別投影至該平面上，並於該平面上形成一投影影像；以及一控制模組，係分別與該等觸控板與該等投影單元電性連接，並依據一使用者接觸該平面上之該投影影像時控制該投影裝置，以對應改變該投影影像，其中，該控制模組將一影像分割成複數子影像，該等投影單元係分別投影該等子影像於該平面上，以於該平面上分別形成一投影區域，且於該等投影區域內分別形成一子投影影像，且當於一投影區域內之一定位記號上放置一校正元件時，該控制模組接收位於該校正元件之該觸控板傳回之一位置訊號，以相對於該子投影影像的顯示位置進行定位校正。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控投影系統，其中該等觸控板包含電容式、電阻式、超音波式、光學式或電磁感應式觸控板。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控投影系統，其中該等觸控板可於一地面、一牆面或一桌面上拼接而形成該平面。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控投影系統，其中兩 相鄰之該等子投影影像具有部分重疊影像，該等投影區域具有部分重疊區域。
5. 如申請專利範圍第4項所述之觸控投影系統，其中該控制模組係將該重疊區域的影像進行融合。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控投影系統，其中該控制模組控制該等投影單元的其中之一開啟，並於該投影單元對應之該投影區域內投影該定位記號，以使該子投影影像與該等觸控板進行定位校正。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控投影系統，其中於該定位記號上放置該校正元件時，該校正元件係接地。
8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控投影系統，其中當該使用者接觸該平面之該投影影像時，該使用者對應接觸之該觸控板產生一碰觸訊號，該控制模組接收該碰觸訊號，並依據該碰觸訊號控制該投影裝置投影對應之另一投影影像。