適於接觸控制及懸浮控制的觸控系統及其操作方法
2023-06-16 03:30:16
適於接觸控制及懸浮控制的觸控系統及其操作方法
【專利摘要】一種適於接觸控制及懸浮控制的觸控系統，包含接觸檢測裝置、懸浮檢測裝置以及處理單元。所述接觸檢測裝置用以檢測接觸控制信息。所述懸浮檢測裝置用以檢測懸浮控制信息。所述處理單元耦接所述接觸檢測裝置和所述懸浮檢測裝置，所述處理單元用以當所述接觸控制信息表示預設多指手勢時開啟所述懸浮檢測裝置。
【專利說明】適於接觸控制及懸浮控制的觸控系統及其操作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種觸控系統，特別涉及一種適於接觸控制及懸浮控制的觸控系統及其操作方法。
【背景技術】
[0002]觸控操作中，使用者可通過碰觸觸控面並於所述觸控面上移動手指來相對控制顯示裝置所執行的應用程式。然而在某些情形下，如果所述使用者必須觸碰所述觸控面方能執行操作，則會造成不便。例如在搭配具有大尺寸屏幕的顯示裝置時，較佳能夠在距離所述顯示裝置一段距離下仍能夠對其進行操控。
[0003]例如圖1顯示了美國專利公開第2008/0100572號披露的一種用於移動裝置的非接觸式使用者介面(touchless user interface for a mobile device),其中為了能夠適用於不同的可攜式裝置，所述使用者介面提供傳感裝置200作為配件。所述傳感裝置200包含至少一支架210用以設置傳感器220以及連接器230用以與可攜式裝置100進行通訊。所述傳感裝置200的傳感器220可在所述可攜式裝置100上方形成傳感空間101。
[0004]然而，由於所述傳感裝置200是為了適用於可攜式裝置100的小尺寸屏幕而設計，因此採用表面聲波(surface acoustic wave)或超音波(ultrasonic)技術來進行手指傳感，其特點為可適用於檢測單指近距離操作但不適合用在30寸以上大尺寸屏幕的多點觸控，而且不適用於較長距離(例如15公分以上)的懸浮操作，故其使用功能上具有很大的限制。
[0005]有鑑於此，本發明還提出一種適於接觸控制和懸浮控制的觸控系統及其操作方法，其可通過識別接觸檢測裝置檢測的多點手勢以切換至懸浮控制。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在提供一種適於接觸控制和懸浮控制的觸控系統及其操作方法，其可適用於多點接觸控制以及懸浮控制。
[0007]本發明另一目的在提供一種適於接觸控制及懸浮控制的觸控系統及其操作方法，其可配合具有大尺寸屏幕的圖像顯示裝置進行遠距懸浮控制。
[0008]本發明提供一種適於接觸控制及懸浮控制的觸控系統，包含接觸檢測裝置、懸浮檢測裝置以及處理單元。所述接觸檢測裝置用以檢測接觸控制信息。所述懸浮檢測裝置用以檢測懸浮控制信息。所述處理單元耦接所述接觸檢測裝置和所述懸浮檢測裝置，所述處理單元當所述接觸控制信息表示預設多指手勢時，開啟所述懸浮檢測裝置。
[0009]本發明還提供一種觸控系統的操作方法，該操作方法包含下列步驟:接觸檢測裝置檢測第一碰觸事件時，進入接觸控制模式；以及所述接觸控制模式下，當所述接觸檢測裝置檢測預設多指手勢時，進入懸浮控制模式。
[0010]本發明還提供一種適於接觸控制及懸浮控制的觸控系統，該觸控系統包含觸控面板、至少一圖像傳感器以及處理單元。所述觸控面板用以檢測至少一手指位置。所述至少一圖像傳感器用以獲取物體圖像。所述處理單元用以接收所述手指位置相關的接觸控制信息和所述物體圖像相關的懸浮控制信息；其中，所述處理單元當所述觸控面板檢測碰觸事件時，以所述接觸控制信息作為主控制信息；所述處理單元當所述接觸控制信息表示預設多指手勢時，以所述懸浮控制信息作為所述主控制信息。
[0011]一實施例中，所述預設多指手勢為至少三隻手指逐漸靠近接著離開觸控面。
[0012]一實施例中，所述處理單元同一時間僅開啟所述接觸檢測裝置和所述懸浮檢測裝置的其中一者；或者所述處理單元當開啟所述懸浮檢測裝置並以所述懸浮控制信息作為主控制信息時，降低所述接觸檢測裝置的檢測頻率。
[0013]一實施例中，所述處理單元還根據所述接觸檢測裝置檢測的接觸控制信息或所述懸浮檢測裝置檢測的懸浮控制信息相對控制圖像顯示裝置。
[0014]一實施例中，所述接觸檢測裝置包含電容式觸控面板、電阻式觸控面板或光學式觸控面板用以檢測至少一手指位置；所述懸浮檢測裝置包含至少一圖像傳感器用以獲取物體圖像。
[0015]本發明實施例的適於接觸控制及懸浮控制的觸控系統及其操作方法中，處理單元是根據預設多指手勢將系統的操作從接觸控制模式切換至懸浮控制模式；在所述懸浮控制模式下，所述處理單元還可根據物體距離或碰觸事件將系統的操作從所述懸浮控制模式切換回所述接觸控制模式。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1顯示已知非接觸使用者介面的示意圖；
[0017]圖2顯示本發明實施例的適於接觸控制及懸浮控制的觸控系統的方塊示意圖；
[0018]圖3A顯示本發明實施例的適於接觸控制及懸浮控制的觸控系統的示意圖；
[0019]圖3B顯示本發明實施例的適於接觸控制及懸浮控制的觸控系統的另一示意圖；
[0020]圖4A-4C顯示本發明實施例的觸控系統的預設多指手勢的示意圖；
[0021]圖5A顯示本發明實施例的適於接觸控制及懸浮控制的觸控系統的操作方法的流程圖；
[0022]圖5B顯示本發明實施例的適於接觸控制及懸浮控制的觸控系統的操作方法的另
一流程圖。
[0023]附圖標記說明
[0024]I觸控系統11接觸檢測裝置
[0025]111觸控面板Illa觸控面
[0026]1112、1112' 圖像傳感器 12懸浮檢測裝置
[0027]121、121' 圖像傳感器 13處理單元
[0028]2圖像顯示裝置S31-S35步驟
[0029]100可攜式裝置101傳感空間
[0030]200傳感裝置210支架
[0031]220傳感器230連接器
[0032]St接觸控制信息Sh懸浮控制信息。【具體實施方式】
[0033]為了讓本發明的上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細說明如下。在本發明的說明中，相同的構件是以相同的符號表示，在此提前說明。
[0034]請參照圖2所示，其顯示本發明實施例的適於接觸控制和懸浮控制的觸控系統的方塊示意圖。本發明實施例的觸控系統I包含接觸檢測裝置11、懸浮檢測裝置12以及處理單元13 ;其中，所述處理單元13接收所述接觸檢測裝置11檢測的接觸控制信息St和所述懸浮檢測裝置12檢測的懸浮控制信息Sh，並判斷使用所述接觸檢測裝置11的所述接觸控制信息St作為主控制信息或使用所述懸浮檢測裝置12的所述懸浮控制信息Sh作為主控制信息，用來相對控制圖像顯示裝置2。所述圖像顯示裝置2例如可為液晶顯示器、電漿顯示器或投影裝置等，並無特定限制；其中，根據觸控信息或懸浮手勢控制圖像顯示裝置所執行的功能已為已知。本發明的精神在於所述處理單元13在所述接觸檢測裝置11和所述懸浮檢測裝置12間的操作切換。
[0035]請參照圖2和圖3A-3B所示，圖3A和圖3B顯示本發明實施例的適於接觸控制和懸浮控制的觸控系統I的示意圖。
[0036]所述接觸檢測裝置11可包含觸控面板111，例如電容式觸控面板、電阻式觸控面板或光學式觸控面板，用以進行平面觸控檢測。所述接觸檢測裝置11通過所述觸控面板111檢測接觸控制信息St並傳送至所述處理單元13進行後處理；其中，所述接觸檢測裝置11所包含的所述觸控面板111隻要是能夠檢測多點觸控者即可，並無特定限制。例如圖3A中，所述觸控面板111例如為電容式或電阻式觸控面板，因而所述接觸檢測裝置11並不另外包含圖像傳感器；圖3B中，所述觸控面板111例如為光學式觸控面板，因此所述接觸檢測裝置11可還包含至少一圖像傳感器(例如此處顯示兩圖像傳感器1112和1112')用以獲取橫跨所述觸控面板111的觸控面Illa的圖像幀；其中，所述接觸檢測裝置11所包含的圖像傳感器的數目是根據所述處理單元13處理所述接觸控制信息St所使用的演算法而定，並無特定限制。光學式觸控面板可還包含多個條狀光源設置於所述觸控面Illa的邊緣。所述接觸控制信息St例如可包括碰觸事件(touch event)、至少一手指位置以及所述至少一手指位置的變化等。
[0037]所述懸浮檢測裝置12包含至少一圖像傳感器用以獲取物體圖像，例如圖3A顯示圖像傳感器12 I而圖3B顯示兩圖像傳感器121、121';其中，所述懸浮檢測裝置12所包含的圖像傳感器的數目是根據所述處理單元13進行懸浮控制所使用的演算法而定，並無特定限制。所述懸浮檢測裝置12用以通過所述至少一圖像傳感器121 (121')獲取的所述物體圖像檢測懸浮控制信息Sh並傳送至所述處理單元13進行後處理；其中，所述懸浮控制信息Sh例如可包括物體距離H (圖3A)及懸浮手勢(hovering gesture);其可為單指手勢或多指手勢。
[0038]所述處理單元13例如可為數位處理器(DSP)，其耦接所述接觸檢測裝置11和所述觸控面板111以及所述懸浮檢測裝置12和所述至少一圖像傳感器121 (121')以分別接收所述接觸控制信息St和所述懸浮控制信息Sh。例如所述處理單元13可接收至少一手指位置相關的接觸控制信息St和物體圖像相關的懸浮控制信息Sh。當所述接觸檢測裝置11的觸控面板111檢測碰觸事件時，所述處理單元13以所述接觸控制信息St作為主控制信息；當所述接觸控制信息St表示預設多指手勢時，所述處理單元13開啟所述懸浮檢測裝置12和所述至少一圖像傳感器121 (121')並以所述懸浮控制信息Sh作為所述主控制信
肩、O
[0039]一實施例中，所述預設多指手勢例如可為至少三隻手指逐漸靠近接著離開所述接觸檢測裝置11的觸控面板111的觸控面111a。例如參照圖4A-4C所示，其顯示本發明實施例的觸控系統的一種預設多指手勢的示意圖；其中，圖4A顯示使用者先以五指展開並碰觸所述觸控面板111的觸控面Illa ;接著圖4B中所述五隻手指逐漸靠近；最後圖4C中所述五隻手指離開所述觸控面111a，如此完成一個完整的多指手勢。可以了解的是，本發明中所述預設多指手勢並不以此為限，其可根據不同應用而設計並將相關信息預先儲存於存儲單元中，例如可利用3隻手指、4隻手指或5隻手指執行其他多指手勢。所述處理單元13則將所述懸浮控制信息Sh與所述存儲單元中的資料相比對以判斷預設多指手勢是否發生。
[0040]一實施例中，當所述接觸檢測裝置11檢測到碰觸事件時，所述處理單元13則進入接觸控制模式。所述接觸控制模式中，所述處理單元13可僅開啟所述接觸控制裝置11以處理所述接觸檢測裝置11檢測的所述接觸控制信息St，並將所述接觸控制信息St作為主控制信息以相對控制所述圖像顯示裝置2。此時，所述懸浮檢測裝置12可被關閉以避免消耗不必要的電能。
[0041]另一實施例中，當所述接觸檢測裝置11未檢測到碰觸事件時，所述處理單元13可直接進入懸浮控制模式。所述懸浮控制模式中，所述處理單元13則將所述懸浮控制信息Sh作為主控制信息以相對控制所述圖像顯示裝置2，而所述接觸檢測裝置11可被關閉或持續開啟(改變其操作參數)。例如，當進入所述懸浮控制模式時，所述處理單元13開啟所述至少一圖像傳感器121 (121')並降低所述接觸檢測裝置11的觸控面板111的檢測頻率，以利用較低的檢測頻率檢測碰觸事件。或者，當進入所述懸浮控制模式時，所述處理單元13關閉所述接觸檢測裝置11，並根據所述懸浮檢測裝置11所檢測的物體圖像計算物體距離H以判斷是否開啟所述接觸檢測裝置11。例如，當所述物體距離H小於等於距離閾值時，則再度進入所述接觸控制模式以開啟所述接觸檢測裝置11。一種實施例中，當所述物體距離H小於等於距離閾值時，所述接觸檢測裝置11被開啟以檢測碰觸事件，當所述接觸檢測裝置11檢測到碰觸事件時，所述處理單元13則進入所述接觸控制模式並關閉所述懸浮檢測裝置12。可以了解的是，本發明說明中，當所述接觸檢測裝置11被開啟或關閉時，可表示所述觸控面板111相對地被開啟或關閉；當所述懸浮檢測裝置11被開啟或關閉時，可表示所述至少一圖像傳感器121 (121')相對地被開啟或關閉。
[0042]總而言之，本發明實施例中，所述處理單元13同一時間可僅開啟所述接觸檢測裝置11和所述懸浮檢測裝置12其中的一者；或者，同一時間僅開啟所述觸控面板111和所述至少一圖像傳感器121 (121')其中的一者。
[0043]請參照圖5A所示，其顯示本發明實施例的適於接觸控制和懸浮控制的觸控系統的操作方法的流程圖，包含下列步驟:檢測碰觸事件(步驟S31);進入接觸控制模式(步驟S32);檢測預設多指手勢(步驟S33);以及進入懸浮控制模式(步驟S34);其中，圖5A的實施例是針對進入所述懸浮控制模式時所述接觸檢測裝置11不被關閉的實施方式。
[0044]步驟S31:例如當系統開始操作時，所述接觸檢測裝置11則通過其觸控面板111檢測碰觸事件。當所述接觸檢測裝置11檢測第一碰觸事件時，則進入接觸控制模式(即步驟S32)並關閉所述懸浮檢測裝置12 ;當所述接觸檢測裝置11未檢測所述第一碰觸事件時，直接進入懸浮控制模式(即步驟s34)。換句話說，當本發明實施例的觸控系統I開啟時，所述接觸檢測裝置11先行操作，以判定碰觸事件是否發生；若是，則進入所述接觸控制模式；若否，則進入所述懸浮控制模式。
[0045]步驟S32:進入所述接觸控制模式時，所述處理單元13可關閉所述懸浮檢測裝置12以降低消耗電能，如前所述所述處理單元13則將所述接觸控制裝置11檢測的接觸控制信息St作為主控制信息以相對控制圖像顯示裝置12並同時檢測預設多指手勢。
[0046]步驟S33:所述接觸控制模式下，當所述接觸檢測裝置11檢測預設多指手勢時，則進入所述懸浮控制模式(步驟S34)。當所述接觸檢測裝置11未檢測所述預設多指手勢時，則持續維持於所述接觸控制模式(步驟S32 )。
[0047]步驟S34:所述懸浮控制模式下，可降低所述接觸檢測裝置11的檢測頻率。所述處理單元13將所述懸浮控制信息Sh作為主控制信息以相對控制所述圖像顯示裝置2並根據所述接觸控制信息St判斷另一碰觸事件(即回到步驟S31)。當判斷所述接觸檢測裝置11檢測第二碰觸事件時，則再度回到所述接觸控制模式並關閉所述懸浮檢測裝置12 (步驟S32);當未檢測所述第二碰觸事件時，則維持所述懸浮控制模式(步驟S34)。
[0048]請參照圖5B所示，其顯示本發明實施例的適於接觸控制和懸浮控制的觸控系統的操作方法的另一流程圖，包含下列步驟:檢測碰觸事件(步驟S31);進入接觸控制模式(步驟S32);檢測預設多指手勢(步驟S33);進入懸浮控制模式(步驟S34);以及判斷物體距離是否小於距離閾值(步驟S35);其中，本實施例與圖5A的差異在於進入所述懸浮控制模式時所述接觸檢測裝置11被關閉。
[0049]當本實施例的觸控系統I進入懸浮控制模式時(步驟S34),由於所述接觸檢測裝置11被關閉，因此所述處理單元13無法根據所述接觸控制信息St判斷碰觸事件。因此，所述處理單元13還可根據物體圖像計算物體距離H (如圖3A)，且當所述物體距離H小於距離閾值時，回到所述接觸控制模式(即步驟S32);或者當所述物體距離H小於等於所述距離閾值時，所述接觸檢測裝置11 被 開啟以檢測碰觸事件，當碰觸事件被檢測時，回到所述接觸控制模式。如前所述，進入所述接觸控制模式時，所述懸浮檢測裝置12可被關閉。然而，當所述物體距離H大於所述距離閾值時，觸控系統I仍維持所述懸浮控制模式並持續關閉所述接觸檢測裝置11。必須說明的是，所述距離閾值可根據不同應用而所有不同，並無特定限制，例如可根據屏幕尺寸或操作空間而決定。
[0050]本發明各實施例的圖像傳感器(例如121、12、1112和1112')可為CXD圖像傳感器、CMOS圖像傳感器或其他可用以檢測圖像資料的傳感裝置。
[0051]綜上所述，已知非接觸式使用者介面並不適用於具有大尺寸屏幕的顯示裝置且僅適用於單指近距離操控，因而大幅限制了其適用範圍。本發明還提出一種適於接觸控制和懸浮控制的觸控系統(圖2、3A和3B)及其操作方法(圖5A和5B)，其可操作於接觸控制模式或懸浮控制模式。本發明的觸控系統及其操作方法可適用於具有大尺寸屏幕的顯示裝置的應用並可進行遠距手勢操控。
[0052]雖然本發明通過以前述實施例披露，但是其並非用以限定本發明，任何本發明所屬【技術領域】中具有通常知識技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與修改。因此本發明的保護範圍當視後附的權利要求範圍所界定的範圍為準。
【權利要求】
1.一種適於接觸控制及懸浮控制的觸控系統，該觸控系統包含: 接觸檢測裝置，用以檢測接觸控制信息； 懸浮檢測裝置，用以檢測懸浮控制信息；以及 處理單元，耦接所述接觸檢測裝置和所述懸浮檢測裝置，該處理單元用於當所述接觸控制信息表示預設多指手勢時，開啟所述懸浮檢測裝置。
2.根據權利要求1所述的觸控系統，其中所述接觸檢測裝置包含電容式觸控面板、電阻式觸控面板或光學式觸控面板。
3.根據權利要求1所述的觸控系統，其中所述預設多指手勢為至少三隻手指逐漸靠近接著離開所述接觸檢測裝置的觸控面。
4.根據權利要求1所述的觸控系統，其中所述懸浮檢測裝置包含至少一圖像傳感器以用於檢測所述懸浮控制信息。
5.根據權利要求1所述的觸控系統，其中當所述接觸檢測裝置檢測到碰觸事件時，所述懸浮檢測裝置被關閉。
6.根據權利要求1所述的觸控系統，其中所述處理單元同一時間僅開啟所述接觸檢測裝置和所述懸浮檢測裝置的其中一者。
7.根據權利要求1或6所述的觸控系統，其中所述懸浮控制信息包含物體距離，當所述物體距離小於等於距離閾值時，所述接觸檢測裝置被開啟。
8.—種觸控系統的操作方法，所述觸控系統包含接觸檢測裝置和懸浮檢測裝置，所述操作方法包含: 當所述接觸檢測裝置檢測到第一碰觸事件時，進入接觸控制模式；以及 在所述接觸控制模式下，當所述接觸檢測裝置檢測到預設多指手勢時，進入懸浮控制模式。
9.根據權利要求8所述的操作方法，其中所述預設多指手勢為至少三隻手指逐漸靠近接著離開所述接觸檢測裝置的觸控面。
10.根據權利要求8所述的操作方法，其中當進入所述接觸控制模式時，關閉所述懸浮檢測裝置；當進入所述懸浮控制模式時，降低所述接觸檢測裝置的檢測頻率。
11.根據權利要求8或10所述的操作方法，其中所述懸浮控制模式還包含:當所述接觸檢測裝置檢測到第二碰觸事件時，回到所述接觸控制模式。
12.根據權利要求8所述的操作方法，其中所述懸浮控制模式還包含:當所述懸浮檢測裝置檢測到物體距離小於距離閾值時，回到所述接觸控制模式。
13.根據權利要求8所述的操作方法，該操作方法還包含:當所述接觸檢測裝置未檢測到所述第一碰觸事件時，進入所述懸浮控制模式。
14.一種適於接觸控制及懸浮控制的觸控系統，該觸控系統包含: 觸控面板，用以檢測至少一手指位置； 至少一圖像傳感器，用以獲取物體圖像；以及 處理單元，用以接收所述手指位置相關的接觸控制信息和所述物體圖像相關的懸浮控制信息，該處理單元當所述觸控面板檢測到碰觸事件時，以所述接觸控制信息作為主控制信息，該處理單元當所述接觸控制信息表示預設多指手勢時，以所述懸浮控制信息作為所述主控制信息。
15.根據權利要求14所述的觸控系統，其中所述觸控面板為電容式觸控面板、電阻式觸控面板或光學式觸控面板。
16.根據權利要求14所述的觸控系統，其中所述預設多指手勢為至少三隻手指逐漸靠近接著離開所述觸控面板。
17.根據權利要求14所述的觸控系統，其中所述處理單元同一時間僅開啟所述觸控面板和所述至少一圖像傳感器的其中一者。
18.根據權利要求14或17所述的觸控系統，其中所述懸浮控制信息包含物體距離，所述處理單元當所述物體距離小於等於距離閾值時，以所述接觸控制信息作為所述主控制信息。
19.根據權利要求14所述的觸控系統，其中所述處理單元當以所述懸浮控制信息作為所述主控制信息時，降低所述觸控面板的檢測頻率。
20.根據權利要求14所述的觸控系統，其中所述主控制信息用以控制圖像顯示裝置。
【文檔編號】G06F3/041GK103809787SQ201210441653
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月7日 優先權日:2012年11月7日
【發明者】邱亮齊, 高銘璨 申請人:原相科技股份有限公司