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    一種定位校正方法應用於一觸控投影系統的定位與校正，觸控投影系統包括一觸控裝置與一投影裝置，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，投影裝置具有複數投影單元，該等投影單元投影至平面時分別具有一投影區域，並於平面上形成一投影影像。定位校正方法包括以下步驟：藉由投影裝置於平面上投影複數定位記號；於各定位記號或其周圍設置一校正元件；以及依據觸控裝置傳送之校正元件的一位置訊號定位及校正對應之投影單元。本發明可使具有複數觸控板與複數投影單元的觸控投影系統具有良好的定位功能。
    公开号:TW201305865A
    申请号:TW100126400
    申请日:2011-07-26
    公开日:2013-02-01
    发明作者:Jar-Ferr Yang；Chi-Kun Lin；Cheng-Mao Li
    申请人:Univ Nat Cheng Kung；
    IPC主号:G06F3-00
    专利说明:
    定位校正方法
    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，觸控投影裝置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。
    上述之觸控投影裝置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。當更多使用者想要於較大面積的地方進行互動式觸控時，則必須使用複數個觸控面板111來拼接，可能也必須同時對應使用更多台的投影機13來投影出複數組投影影像，以組合成一大面積的完整投影影像。
    然而，習知技術中並無法直接用複數組觸控投影裝置1來組合成一觸控投影系統，以達成大面積的觸控互動需求，其一個主要原因是點餐電腦主機12只可控制單一觸控面板111與單一投影機13，而複數個觸控面板111的拼接與複數台投影機13之間彼此並沒有連繫，且點餐電腦主機12並無法整合所有的觸控面板111與投影機13。另外一種重要的原因是複數觸控面板111相對於所有的投影機13所投影的投影影像之間的對應關係並沒有建立，也就是複數個投影機13所投影組成的大面積投影影像與複數觸控面板111之間沒有對應定位，進而無法達到大面積的互動功能。
    因此，如何提供一種定位校正方法，可使具有複數觸控板與複數投影單元之觸控投影系統具有良好的定位功能，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使具有複數觸控板與複數投影單元之觸控投影系統具有良好的定位功能之定位校正方法。
    為達上述目的，依據本發明之一種定位校正方法應用於一觸控投影系統的定位與校正，觸控投影系統包括一觸控裝置與一投影裝置，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，投影裝置具有複數投影單元，該等投影單元投影至平面時分別具有一投影區域，並於平面上形成一投影影像。定位校正方法包括以下步驟：藉由投影裝置於平面上投影複數定位記號；於各定位記號或其周圍設置一校正元件；以及依據觸控裝置傳送之校正元件的一位置訊號，定位及校正對應之投影單元。
    在一實施例中，於投影複數定位記號的步驟中，係輪流使該等投影單元的其中之一投影該等定位記號。
    在一實施例中，於投影複數定位記號的步驟中，係同時使該等投影單元投影該等定位記號。
    在一實施例中，該等定位記號分別位於投影區域的角落。
    在一實施例中，至少一定位記號位於投影區域之中間位置。
    在一實施例中，該等定位記號分別位於該等投影區域之中間位置。
    在一實施例中，該等定位記號分別位於該等投影區域內。
    在一實施例中，定位校正方法更包括將校正元件接地。
    在一實施例中，校正元件為金屬導體。
    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。
    承上所述，因依據本發明之定位校正方法包括以下步驟：藉由投影裝置於平面上投影複數定位記號；於各定位記號或其周圍設置一校正元件；以及依據觸控裝置傳送之校正元件的一位置訊號定位及校正對應之投影單元。藉此，可根據位置訊號對應於投影影像的顯示位置進行位置的定位，使觸控板於投影區域上的實際位置與投影影像的顯示位置兩者配合起來，以完成定位校正的工作。因此，本發明之定位校正方法可使具有複數觸控板與複數投影單元之一觸控投影系統具有良好的定位功能。
    以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種定位校正方法，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
    請同時參照圖2所示，其為本發明較佳實施例之一種定位校正方法的流程示意圖。本發明之定位校正方法係應用於一觸控投影系統的定位與校正的工作。其中，觸控投影系統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。
    如圖2所示，本發明之定位校正方法包括步驟S01～S03：藉由投影裝置於平面上投影複數定位記號(S01)、於各定位記號或其周圍設置一校正元件(S02)以及依據觸控裝置傳送之校正元件的一位置訊號定位及校正對應之投影單元(S03)等。
    以下，請參照圖3A所示，以先說明應用圖2之定位校正方法的觸控投影系統2。
    如圖3A所示，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。在圖3A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。
    其中，觸控板211以電容式觸控面板為例。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。觸控投影系統2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3A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所拼接而形成的平面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3A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3B所示，其為四台投影單元221(圖3B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)。
    值得一提的是，圖3A之觸控投影系統2的一個觸控板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。上述之觸控投影系統2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4A及圖4B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各投影區域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4B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。
    以下將搭配相關圖示，以詳細解釋本發明之定位校正的過程。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。
    請同時參照圖2及圖5A所示，以說明本發明之定位校正方法。其中，圖5A為投影單元221投影定位記號於投影區域A1的示意圖。
    首先，步驟S01為：藉由投影裝置22於平面P上投影複數定位記號M。在本實施例中，控制模組23(圖5A未顯示)輪流使該等投影單元221的其中之一投影該等定位記號M。換言之，控制模組23先控制第一台投影單元221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與投影區域A1內之該等觸控板211之間進行定位校正。於此，定位記號M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5A所示，係於投影區域A1之對角角落上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，以避免干擾定位校正的工作。
    接著，步驟S02：於各定位記號M或其周圍設置一校正元件C。於此，係於每一定位記號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產生之位置訊號PS。
    步驟S03：依據觸控裝置21傳送之校正元件C的位置訊號PS，定位及校正對應之投影單元221(S03)。在圖5A中，二個校正元件C分別得到一位置訊號PS，而控制模組23可根據各位置訊號PS，對應於子投影影像PI1的顯示位置進行位置的定位，使觸控板211於投影區域A1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，定位校正方法更可包括將校正元件C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5B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進行校正可使投影影像PI1與觸控板211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。
    例如，請參照圖6A所示，投影單元221投影之定位記號M的位置可不必位於角落，也可將定位記號M投影於投影區域A1的中間位置，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。於此，於同一時開同時開啟投影單元221，並同時使該等投影單元221投影該等定位記號M於各別之投影區域A1至A4的中間位置，並於各定位記號M之周圍同時放置二個或二個以上的校正元件C(圖6A未顯示)，以同時完成投影區域A1～A4內之該等觸控板211與該等投影單元221之投影影像PI之間的定位校正工作。如此，當投影單元221數量相當多時(表示地面或牆面的面積相當大時)，可縮短定位校正的時間。
    或者，請參照圖6B所示，也可同時使該等投影單元221分別投影該等定位記號M於該等投影區域A1～A4內，其中，定位記號M並不一要要位於各投影區域A1～A4的中間位置或角落。換言之，各投影單元221分別投射之定位記號M只要於該等投影區域A1～A4內即可，且於各定位記號M之周圍同時放置二個或二個以上的校正元件C(圖6B未顯示)，以同時完成投影區域A1～A4內之該等觸控板211與該等投影單元221之投影影像PI之間的定位校正工作。如此，當投影單元221數量相當多時，可縮短定位校正的時間。再提醒的是，定位記號M的投影數量可不限為圖6B之4個，數量越多，其定位校正的精度越高。
    因此，觸控投影系統2經上述之定位校正後，當使用者接觸觸控板211上之投影影像PI時，使用者接觸位置之觸控板211可產生碰觸訊號，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3B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3B未顯示)產生的碰觸訊號可傳送至控制模組23(圖3B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3B未顯示)投影另一投影影像。例如碰觸後，車門把H打開，讓使用者看見汽車內的設備，或者是其它互動內容(例如車門打開看見汽車內的設備，並同時播放音樂)。如此，投影影像即可與使用者產生互動。
    綜上所述，因依據本發明之定位校正方法包括以下步驟：藉由投影裝置於平面上投影複數定位記號；於各定位記號或其周圍設置一校正元件；以及依據觸控裝置傳送之校正元件的一位置訊號定位及校正對應之投影單元。藉此，可根據位置訊號對應於投影影像的顯示位置進行位置的定位，使觸控板於投影區域上的實際位置與投影影像的顯示位置兩者配合起來，以完成定位校正的工作。因此，本發明之定位校正方法可使具有複數觸控板與複數投影單元之一觸控投影系統具有良好的定位功能。
    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．．．觸控投影裝置
    11．．．餐桌裝置
    111．．．觸控面板
    12．．．點餐電腦主機
    13．．．投影機
    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
    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
    S01～S03．．．步驟
    圖1為習知一種觸控投影系統的示意圖；
    圖2為本發明較佳實施例之一種定位校正方法的流程示意圖；
    圖3A應用圖2之定位校正方法的一種觸控投影系統的示意圖；
    圖3B為四個子投影影像組成一完整投影影像的示意圖；
    圖4A為一影像分割成複數子影像的示意圖；
    圖4B為圖3A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5A至圖6B分別為投影單元投影定位記號於投影區域的示意圖。
    S01～S03．．．步驟
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] 一種定位校正方法，係應用於一觸控投影系統的定位與校正，該觸控投影系統包括一觸控裝置與一投影裝置，該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，該投影裝置具有複數投影單元，該等投影單元投影至該平面時分別具有一投影區域，並於該平面上形成一投影影像，該定位校正方法包括以下步驟：藉由該投影裝置於該平面上投影複數定位記號；於各該定位記號或其周圍設置一校正元件；以及依據該觸控裝置傳送之該校正元件的一位置訊號定位及校正對應之該投影單元。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之定位校正方法，其中於投影複數定位記號的步驟中，係輪流使該等投影單元的其中之一投影該等定位記號。
    [3] 如申請專利範圍第1項所述之定位校正方法，其中於投影複數定位記號的步驟中，係同時使該等投影單元投影該等定位記號。
    [4] 如申請專利範圍第1項所述之定位校正方法，其中該等定位記號分別位於該投影區域的角落。
    [5] 如申請專利範圍第1項所述之定位校正方法，其中至少一定位記號位於該投影區域之中間位置。
    [6] 如申請專利範圍第1項所述之定位校正方法，其中該等定位記號分別位於該等投影區域之中間位置。
    [7] 如申請專利範圍第1項所述之定位校正方法，其中該等定位記號分別位於該等投影區域內。
    [8] 如申請專利範圍第1項所述之定位校正方法，更包括：將該校正元件接地。
    [9] 如申請專利範圍第1項所述之定位校正方法，其中該校正元件為金屬導體。
    [10] 如申請專利範圍第1項所述之定位校正方法，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。
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    法律状态:
    2019-02-11| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    TW100126400A|TWI437475B|2011-07-26|2011-07-26|定位校正方法|TW100126400A| TWI437475B|2011-07-26|2011-07-26|定位校正方法|
    US13/557,865| US20130027360A1|2011-07-26|2012-07-25|Positioning and calibration method|
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