專利名稱：光學(xué)觸控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)觸控系統(tǒng)，且特別是涉及一種手勢偵測方法及運用該手勢偵 測方法的光學(xué)觸控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在光學(xué)式觸控系統(tǒng)中，影像感測器獲取目標的影像，觸控系統(tǒng)接著分析影像中目 標影像的位置，然后根據(jù)目標影像的位置和光學(xué)式觸控系統(tǒng)的部分幾何尺寸計算目標座 標。
美國專利公告號第4，782，328號揭示一種光學(xué)式觸控?zé)赡幌到y(tǒng)，其包含兩感測器 和處理器，其中處理器耦接兩感測器。兩感測器用于獲取在觸控?zé)赡粎^(qū)域上的目標的影 像。處理器通過分析兩感測器所產(chǎn)生的影像，決定出分別連接目標與兩感測器的感測線 (sensing path)。處理器再根據(jù)感測路線計算出目標的位置座標。
美國專利第7689381B2號揭不一種光學(xué)式觸控突幕系統(tǒng)，其包括一反射鏡、一影 像感測器與一處理器。反射鏡設(shè)置在觸控區(qū)域周邊，反射鏡用于產(chǎn)生目標的一鏡像。影像 感測器用于產(chǎn)生目標的影像與鏡像的影像。處理器分析通過目標的影像的感測路線與通過 鏡像的影像的感測路線，以及根據(jù)所述多個感測路線計算出目標的座標。
多點觸控技術(shù)可辨識出在觸控表面上同時存在的兩個或以上的目標，而多點感知 (multipoint awareness)被運用在高階的操作功能上,例如雙指縮放(pinch to zoom)或 啟動予頁定程序(activating predefined programs)。
現(xiàn)有支援多點觸控的光學(xué)觸控系統(tǒng)在各預(yù)定時間點上計算出多目標的座標，然后 輸出不同時間點上多目標的座標于多點觸控應(yīng)用程序。在多點觸控應(yīng)用程序，會預(yù)先定 義多點觸控的手勢(gestures)，一般手勢可定義為用于單指或多指卷頁的撥動(pan)、畫 面旋轉(zhuǎn)(rotation)，以及兩指縮放(zoom)。此外，單指觸控手勢大致包括常見觸壓、單擊 (flick)、選取及拖拉。另外,還有雙指觸擊(double-tap)等可供特定軟件客制化設(shè)定之 用，例如游戲啟動等。
多點觸控應(yīng)用程序的設(shè)計基本概念也采用事件驅(qū)動的處理模式。計算系統(tǒng)捕捉到 觸控的事件后，會呼叫已經(jīng)注冊好的事件處理程序，產(chǎn)生對應(yīng)該事件處理程序所設(shè)計出的 的效果。
在進行多點觸控操作時，現(xiàn)有支援多點觸控的光學(xué)觸控系統(tǒng)必須在不同時間點上 計算出多目標的座標，然后輸出多目標的座標于多點觸控應(yīng)用程序。計算和輸出多目標的 座標需耗費大量時間與資源，也會造成光學(xué)觸控系統(tǒng)反應(yīng)慢。發(fā)明內(nèi)容
為解決上述的問題，本發(fā)明提供了一種光學(xué)觸控系統(tǒng)。
本發(fā)明一實施例提供一種光學(xué)觸控系統(tǒng)，其包含一影像感測器和一處理器。影像 感測器偵測至少一目標。處理器耦接影像感測器。處理器分析影像感測器產(chǎn)生的一影像中由該至少一目標產(chǎn)生的像素叢集數(shù)量，并于像素叢集數(shù)量大于一預(yù)定像素叢集數(shù)量時，產(chǎn) 生一手勢信息。
本發(fā)明另一實施例提供一種光學(xué)觸控系統(tǒng)，其包含一影像感測器和一處理器。影 像感測器偵測至少一目標。處理器耦接影像感測器。處理器分析一影像中由至少一目標產(chǎn) 生的像素叢集數(shù)量，和比較該像素叢集數(shù)量與一預(yù)定像素叢集數(shù)量，以決定輸出一座標或 一手勢信息。
本發(fā)明另一實施例提供一種光學(xué)觸控系統(tǒng)，其包含一影像感測器和一處理器。影 像感測器用于偵測至少一目標并產(chǎn)生多個影像。處理器接收所述多個影像、辨識各影像中 多個像素叢集并根據(jù)所述多個影像中最遠兩像素叢集間距離變化產(chǎn)生一控制信息。
本發(fā)明另一實施例提供一種光學(xué)觸控系統(tǒng)，其包含一影像感測器和一處理器。影 像感測器用于偵測至少一目標并產(chǎn)生多影像。處理器接收所述多個影像、辨識各影像中至 少一像素叢集。處理器在所述多個影像的一者偵測到一第一像素叢集且該第一像素叢集保 持在一預(yù)定范圍情形下，偵測到一第二像素叢集時，則產(chǎn)生一控制信息。
本發(fā)明另一實施例提供一種光學(xué)觸控系統(tǒng)，其包含一影像感測器及一處理器。影 像感測器用于偵測至少一目標。處理器辨識該影像感測器依序產(chǎn)生的一第一影像中的多個 像素叢集與一第二影像中的多個像素叢集，該第二影像的像素叢集至少部分對應(yīng)該第一影 像的像素叢集，其中當(dāng)該第二影像中的像素叢集的數(shù)量大于或等于該第一影像中的像素叢 集的數(shù)量，且該第一影像中的各像素叢集和該第二影像中的相應(yīng)的像素叢集的大小差異及 /或位置差異小于一門限值時，則產(chǎn)生一手勢信息。
上文已經(jīng)概略地敘述本發(fā)明的技術(shù)特征及優(yōu)點，以使下文的本發(fā)明詳細描述得以 獲得較佳了解。構(gòu)成本發(fā)明的申請專利范圍標的的其它技術(shù)特征及優(yōu)點將描述于下文。本 發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者應(yīng)可了解，下文揭示的概念與特定實施例可作為基礎(chǔ) 而相當(dāng)輕易地予以修改或設(shè)計其它結(jié)構(gòu)或工藝而實現(xiàn)與本發(fā)明相同的目的。本發(fā)明所屬技 術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者也應(yīng)可了解，這類等效的建構(gòu)并無法脫離后附的申請專利范圍所 提出的本發(fā)明的精神和范圍。


圖1顯不本發(fā)明一實施例的一光學(xué)觸控系統(tǒng)的不意圖2A顯示本發(fā)明一實施例的影像感測器產(chǎn)生的一影像的示意圖2B顯示本發(fā)明一實施例的亮度波形圖2C顯示本發(fā)明一實施例的一影像中被選擇的一列像素的示意圖2D顯示本發(fā)明一實施例的一影像中被選擇的像素分布示意圖3系根據(jù)本發(fā)明一實施例顯示兩目標在光學(xué)觸控系統(tǒng)上的示意圖4顯示圖3的兩目標在一影像中產(chǎn)生的像素叢集的示意圖5為根據(jù)本發(fā)明一實施例顯示一目標在光學(xué)觸控系統(tǒng)上的示意圖6為根據(jù)本發(fā)明一實施例顯示兩目標在光學(xué)觸控系統(tǒng)上移動的示意圖7為圖6的兩目標在一影像中產(chǎn)生的像素叢集的示意圖8為根據(jù)本發(fā)明一實施例顯示兩目標在光學(xué)觸控系統(tǒng)上移動的示意圖9為圖8的兩目標在一影像中產(chǎn)生的像素叢集的示意 閱圖10為根據(jù)本發(fā)明一實施例顯示兩目標在光學(xué)觸控系統(tǒng)上做出旋轉(zhuǎn)手勢的示意圖;
圖11至圖13為圖10的做出旋轉(zhuǎn)手勢的兩目標在影像中產(chǎn)生的像素叢集的位置變化示意圖14為本發(fā)明另一實施例的光學(xué)觸控系統(tǒng)的示意圖15為圖14的兩目標在一影像中產(chǎn)生的像素叢集的示意圖16為在圖14的光學(xué)觸控系統(tǒng)上的兩目標做放大手勢后的像素叢集的示意圖17為在圖14的光學(xué)觸控系統(tǒng)上的兩目標做旋轉(zhuǎn)手勢后的像素叢集的示意圖18為本發(fā)明再一實施例的光學(xué)觸控系統(tǒng)的示意圖19為本發(fā)明一實施例的手勢偵測方法的流程圖20和圖21分別圖示一影像，其中兩影像是依序獲取且包含多個像素叢集。
其中，附圖標記說明如下
1:光學(xué)觸控系統(tǒng)
2 :觸控區(qū)域
3、4 :目標
3'、4':鏡像
5、6 :光學(xué)觸控系統(tǒng)
11 :影像感測器
12 :處理器
13 :鏡兀件
14 :影像
15、16 :投光元件
17、18、19、20a、20b :影像
51、52:影像感測器
53 :處理器
54、55、56 :影像
141、142、171、172、173、174 :像素叢集
141' ,142/ :亮度較低的部分
143 :像素
181、182 :鏡元件
220 :第一影像
230 :第二影像
221、222、221' ,222'、223、541、542 :像素叢集
1711,1741 :外側(cè)邊緣
1712、1742 :內(nèi)側(cè)邊緣
dl、d2 :位置差異
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8 :距離
W1、W2、W1'、W2':尺寸
S201 S212 :流程步驟具體實施方式
本發(fā)明的一實施例的光學(xué)觸控系統(tǒng)通過比較影像中目標產(chǎn)生的像素叢集數(shù)量與一預(yù)定像素叢集數(shù)量，以判斷是否在進行多觸控操作(multi touch operation)。若是單一目標進行操作時，像素叢集數(shù)量會與預(yù)定像素叢集數(shù)量相同，此時光學(xué)觸控系統(tǒng)根據(jù)獲取影像計算目標座標；若是多目標進行操作時，像素叢集數(shù)量將會大于預(yù)定像素叢集數(shù)量，此時光學(xué)觸控系統(tǒng)會根據(jù)所獲取的多個影像所產(chǎn)生像素叢集的位置變化或數(shù)目變化，相對應(yīng)地輸出手勢信息。
光學(xué)觸控系統(tǒng)可包含至少一影像感測器，影像感測器用于偵測至少一目標。光學(xué)觸控系統(tǒng)還可包含一處理器，處理器可耦接影像感測器，處理器用于分析影像感測器產(chǎn)生的影像，計算影像中像素叢集數(shù)量，比較像素叢集數(shù)量與預(yù)定像素叢集數(shù)量，且當(dāng)像素叢集數(shù)量大于預(yù)定像素叢集數(shù)量時，則輸出手勢信息。
預(yù)定像素叢集數(shù)量隨著光學(xué)觸控系統(tǒng)設(shè)計不同而不同。在一實施例中，預(yù)定像素叢集數(shù)量可為單一目標在各影像感測器所獲取的一影像上產(chǎn)生的像素叢集數(shù)量。
以下例示本發(fā)明的概念運用在不同的光學(xué)觸控系統(tǒng)。
圖1顯示本發(fā)明一實施例的一光學(xué)觸控系統(tǒng)I的示意圖。圖2顯示本發(fā)明一實施例的影像感測器產(chǎn)生的一影像14的示意圖。參照圖1和圖2A所示，光學(xué)觸控系統(tǒng)I可包含一影像感測器11、一處理器12和一鏡元件13。鏡元件13設(shè)置于觸控區(qū)域2旁，以產(chǎn)生目標3的鏡像3'。影像感測器11可設(shè)置于一觸控區(qū)域2旁，其入光面面向觸控區(qū)域2，拍攝在觸控區(qū)域2上的目標3和鏡元件13所產(chǎn)生的鏡像3'，產(chǎn)生一影像14，其中影像14上包含目標3和鏡像3'所產(chǎn)生的像素叢集(pixel cluster) 141和142。處理器12耦接影像感測器11。處理器12可分析影像14中由目標3和鏡像3'所產(chǎn)生的像素叢集141和142 的數(shù)量，以及比較像素叢集141或142的數(shù)量與一預(yù)定像素叢集數(shù)量，以此決定計算目標3 的座標或輸出一手勢信息(gesture information)。
在本實施例中，光學(xué)觸控系統(tǒng)I的預(yù)定像素叢集數(shù)量為2，因此光學(xué)觸控系統(tǒng)I獲得的影像中，其像素叢集為2時，光學(xué)觸控系統(tǒng)I可根據(jù)獲得的影像14計算目標的座標。 關(guān)于目標的座標的計算方法可參考美國專利第7689381B2號，但本發(fā)明不以美國專利第 7689381B2號的方法為限。在一實施例中，單一目標3在影像14中產(chǎn)生的像素叢集數(shù)量為 2，因此預(yù)定像素叢集數(shù)量設(shè)定為2。
像素叢集141或142在亮度上彼此相近，但不同于背景亮度的多個像素集合。像素叢集141或142可為任意形狀，不受限于圖2A所示。
參照圖2A至圖2D所示，處理器12可利用影像14中至少部分像素的亮度信息，產(chǎn)生一亮度波形圖(圖2B)，接著再從該亮度波形圖中辨識出像素叢集141或142。
若影像14中的像素叢集141或142為目標3遮蔽光所產(chǎn)生，則亮度波形圖上會產(chǎn)生對應(yīng)的亮度較低的部分14?；?42'。相反地，若影像14中的像素叢集141或142為目標3反光而產(chǎn)生，則亮度波形圖上會產(chǎn)生對應(yīng)的亮度較高的部分。
在一實施例中，處理器12可以一預(yù)設(shè)門限值或亮度變化門限值比較亮度波形圖， 由此比較出亮度較低或較高的部分。如此，像素叢集141或142可容易地被辨識出。
產(chǎn)生亮度波形圖的方法很多，以下僅列出幾種常見方法，但本發(fā)明不以這些方法為限。
在一實施例中，計算影像14中每一行的像素亮度值的總和或平均，以獲得一亮度 波形圖。
在一實施例中，如圖2C所示，亮度波形圖可為選擇的至少一列的像素的亮度值所 構(gòu)成，或者多列的像素的平均亮度值或總和亮度值所構(gòu)成。
在一實施例中，亮度波形圖可為不同列的像素143的亮度值所構(gòu)成，如圖2D所示。
在一實施例中，亮度波形圖可為在影像14中獲取部分列的像素(例如最暗的N 列或最売的N列)或者在每一行獲取最暗N個或最売N個像素的売度值。
在一實施例中，目標3包含手指。
再參圖1所示，在一實施例中，光學(xué)觸控系統(tǒng)I還可包含兩投光元件(light projecting members) 15和16,投光元件15和16向觸控區(qū)域2投光，以利目標3的偵測。 投光元件15和16可設(shè)置于觸控區(qū)域2旁。
參照圖3和圖4所示，當(dāng)兩目標(3和4)碰觸觸控區(qū)域2時，鏡元件13會產(chǎn)生兩鏡 像(3'和4')，影像感測器11所獲取的影像17會包含目標(3和4)與鏡像(3'和4') 所產(chǎn)生的像素叢集(171、172、173和174)。處理器12分析影像17，可計算出影像17中包 含4個像素叢集(171、172、173和174)，而在比較像素叢集(171、172、173和174)的數(shù)量與 預(yù)定像素叢集數(shù)量(在本實施例中為2)后，處理器12會分析影像17與下一張影像間的差 異，對應(yīng)輸出一手勢信息。
在一實施例中，下一張影像是在取得影像17后，一預(yù)定的取樣時間上取得。
參照圖3至圖5所示，在兩目標(3和4)碰觸觸控區(qū)域2后，接著目標4移離開觸 控區(qū)域2。在目標4移離開觸控區(qū)域2后，影像感測器11可獲取出的包含2個像素叢集的 影像，如圖2A所示。在比較圖4的影像17和下一張包含2個像素叢集的影像后，處理器12 分析出兩影像的像素叢集數(shù)量減少，而會輸出按與點擊(press and tap)信息。在一實施 例中，按與點擊(press and tap)信息對應(yīng)滑鼠右鍵所對應(yīng)的指令。
在一實施例中，處理器12接收多個影像，辨識各影像中至少一像素叢集。在一影 像中偵測到一第一像素叢且第一像素叢集保持在一預(yù)定范圍情形下，處理器12偵測到一 第二像素叢集時，則產(chǎn)生一控制信息。在一實施例中，當(dāng)該第二像素叢集保持在一預(yù)定范圍 后消失，則輸出按與點擊信息。
參照圖3、圖4、圖6和圖7所示，在獲得影像17的后，處理器12可獲得下一張影 像18(圖7)。在觸控區(qū)域2上的兩目標(3和4)可彼此相互遠離移動，如圖6所示；而影 像18可在兩目標(3和4)分開時，由影像感測器11所獲取而得。處理器12在獲取影像18 后，比較影像18的像素叢集(171、172、173和174)的數(shù)量與預(yù)定像素叢集數(shù)量(在本實施 例中為2)。由于影像18的像素叢集(171、172、173和174)的數(shù)量大于預(yù)定像素叢集數(shù)量， 處理器12會計算在影像17和影像18內(nèi)像素叢集(171、172、173和174)中相距最遠的兩 像素叢集(171和174)間的距離LI和L2，比較兩距離LI和L2間的變化。在本實施例中， 由于兩目標(3和4)是分開，因此兩距離LI和L2間的變化是增加，即距離L2大于距離LI。 處理器12會根據(jù)距離LI和L2增加的分析結(jié)果,輸出放大信息(zoom-1n information)。 在一實施例中，放大信息可對應(yīng)鍵盤控制鍵(Ctrl)與滑鼠滾輪向上等組合所對應(yīng)的指令。
距離LI或L2可為相距最遠的兩像素叢集(171和174)的代表點或邊緣間的距離。在一實施例中，距離LI或L2可為相距最遠的兩像素叢集(171和174)的外側(cè)邊緣(1711 和1741)間的距離。在一實施例中，距離LI或L2可為相距最遠的兩像素叢集(171和174) 的內(nèi)側(cè)邊緣(1712和1742)間的距離。在一實施例中，距離LI或L2可為相距最遠的兩像 素叢集(171和174)的外側(cè)邊緣(1711和1741)上一預(yù)定點的距離，其中預(yù)定點包含外側(cè) 邊緣(1711和1741)的邊緣點或中點。在一實施例中，距離LI或L2可為相距最遠的兩像 素叢集(171和174)的內(nèi)側(cè)邊緣(1712和1742)上一預(yù)定點的距離，其中預(yù)定點包含內(nèi)側(cè) 邊緣(1712和1742)的邊緣點或中點。在一實施例中，距離LI或L2可為相距最遠的兩像 素叢集(171和174)的中心點的距離。在一實施例中，距離LI或L2可為相距最遠的兩像 素叢集(171和174)的重心點的距離。
參照圖3、圖4、圖8和圖9所示，在獲得影像17之后，處理器12可獲得下一張影像 19(圖9)。在觸控區(qū)域2上的兩目標(3和4)可彼此靠近移動，如圖8所示；而影像19可 在兩目標(3和4)相靠近時，由影像感測器11所獲取而得。處理器12在獲取影像19后， 比較影像19的像素叢集(171、172、173和174)的數(shù)量與預(yù)定像素叢集數(shù)量(在本實施例 中為2)。由于影像19的像素叢集(171、172、173和174)的數(shù)量大于預(yù)定像素叢集數(shù)量，處 理器12會計算在影像17和影像19內(nèi)像素叢集(171、172、173和174)中相距最遠的兩像 素叢集(171和174)間的距離LI和L3，比較兩距離LI和L3間的變化。在本實施例中，由 于兩目標(3和4)是相靠近，因此兩距離LI和L3間的變化是減少，即距離L3小于距離LI。 處理器12會根據(jù)距離LI和L3減少的分析結(jié)果，輸出縮小信息(zoom-out information)。 在一實施例中，縮小信息可對應(yīng)鍵盤控制鍵(Ctrl)與滑鼠滾輪向下等組合所對應(yīng)的指令。
參照圖10至圖13所示，在觸控區(qū)域2上的兩目標(3和4)可能做出旋轉(zhuǎn)手勢 (rotation gesture)。例如，目標4以目標3為中心作順時鐘或逆時鐘旋轉(zhuǎn),如圖10所示。 在本實施例中，兩目標(3和4)在圖10的位置上分別在影像17上產(chǎn)生對應(yīng)的像素叢集173 和174 ;鏡像(3'和4')分別在影像17上產(chǎn)生對應(yīng)的像素叢集171和172。由于目標4 的位置不斷變化及目標3的位置不變，因此在連續(xù)的影像中，像素叢集171和173的位置不 會產(chǎn)生變化，而像素叢集172和174則會不斷改變。
在目標3繞著目標4旋轉(zhuǎn)時，影像感測器11可依序獲取出影像17和20a。由于 影像17和20a的像素叢集(171、172、173和174)的數(shù)量大于預(yù)定像素叢集數(shù)量(在本實 施例中為2)后，處理器12會計算影像17和20a內(nèi)像素叢集(171、172、173和174)中相距 最遠的兩像素叢集(171和174)間的距離LI和L4。當(dāng)距離LI和距離L4不同且像素叢集 (171、172、173和174)中至少一像素叢集171或173的位置不變或保持在一預(yù)定范圍內(nèi)時， 處理器12會輸出旋轉(zhuǎn)信息。
在另一實施例中，影像17、20a和20b依序產(chǎn)生，各影像17、20a或20b中相距最遠 的兩像素叢集(171和174)間的距離L1、L4和L5被分別計算。處理器12比較距離LI和 距離L4可分析出兩像素叢集(171和174)間的距離增加；而比較距離L4和距離L5可分析 出兩像素叢集(171和174)間的距離又減少。當(dāng)處理器12分析出兩像素叢集(171和174) 間的距離先是增加、后是減少，或者先是減少、后是增加，則輸出旋轉(zhuǎn)信息。
在又一實施例中，多個影像依序產(chǎn)生，各影像中相距最遠的兩像素叢集間的距離 分別被計算。當(dāng)處理器12分析出兩像素叢集間的距離是呈現(xiàn)周期性增減時，則輸出旋轉(zhuǎn)信 肩、O
圖14顯示本發(fā)明另一實施例的光學(xué)觸控系統(tǒng)5的示意圖。參照圖14所示，光學(xué) 觸控系統(tǒng)5包含兩影像感測器51和52及一處理器53，其中兩影像感測器51和52耦接處 理器53。兩影像感測器51和52位于觸控區(qū)域2分開設(shè)置，較佳地分別設(shè)置于觸控區(qū)域2 的兩角落上。兩影像感測器51和52拍攝在觸控區(qū)域2上的至少一目標3或4。處理器53 根據(jù)兩影像感測器51和52所產(chǎn)生的影像計算目標3或4的座標，或者當(dāng)分析出影像中像 素叢集數(shù)量將會大于預(yù)定像素叢集數(shù)量時，輸出手勢信息。
在一實施例中，光學(xué)觸控系統(tǒng)5的預(yù)定像素叢集數(shù)量可預(yù)設(shè)為I。
在一實施例中,在光學(xué)觸控系統(tǒng)5中，一目標3或4的座標是根據(jù)影像感測器51產(chǎn) 生的一影像中的一像素叢集和影像感測器52產(chǎn)生的另一影像中的一像素叢集計算而得， 因此為計算一目標3或4的座標，各影像感測器51或52產(chǎn)生的影像中所需最少的像素叢 集數(shù)量為I。因此，預(yù)定像素叢集數(shù)量可為I。
參照圖14至圖16所示，當(dāng)兩目標3和4在觸控區(qū)域2上時，各影像感測器51或 52所獲取出的影像54可包含兩像素叢集541和542。由于影像54中像素叢集的數(shù)量大于 預(yù)定像素叢集數(shù)量，處理器53會比較影像54與下一張獲得的影像間的變化，對應(yīng)產(chǎn)生手勢 信息。在一實施例中，若下一張影像僅出現(xiàn)一像素叢集，處理器53比較影像54與下一張影 像，可分析出兩目標3和4中一者已尚開觸控區(qū)域2,因而輸出按與點擊(press and tap) 信息。
參照圖15與圖16所示，當(dāng)下一張影像55中像素叢集的數(shù)量大于預(yù)定像素叢 集數(shù)量時，處理器53可計算影像54和55中兩像素叢集(541和542)間的距離L6和 L7，比較兩距離L6和L7間的變化。當(dāng)距離L6小于距離L7時，處理器53輸出放大信息 (zoom-1n information);而當(dāng)距離L6大于距離L7時,處理器53輸出放大信息(zoom-out information)。
參照圖15與圖17所示，當(dāng)下張影像55中像素叢集的數(shù)量大于預(yù)定像素叢集數(shù)量 時，處理器53可計算影像54和55中兩像素叢集(541和542)間的距離L6和L8，比較兩距 離L6和L8間的變化。處理器53另可比較影像中54和55中對應(yīng)像素叢集(541和542) 的位置變化，當(dāng)距離L6和距離L8不同時且一像素叢集(541或542)在影像中54和55的 位置不變時，處理器53輸出一旋轉(zhuǎn)信息。
類似地，當(dāng)處理器53分析多影像中像素叢集間的距離呈現(xiàn)變大后變小或變小后 變大，則輸出一旋轉(zhuǎn)信息。
像素叢集間的距離可如前述為像素叢集上代表點或邊緣間的距離。
圖18顯示本發(fā)明又一實施例的光學(xué)觸控系統(tǒng)6的示意圖。參照圖18所示，光學(xué)觸 控系統(tǒng)6包含一影像感測器11、一處理器12和兩鏡元件181和182。兩鏡元件181和182 設(shè)置于觸控區(qū)域2旁，可分別設(shè)置于觸控區(qū)域2相鄰兩邊。當(dāng)目標3在觸控區(qū)域2上時，兩 鏡元件181和182可產(chǎn)生3個目標3的鏡像3'，因此影像感測器11所獲取出的影像中，可 包含4像素叢集。在光學(xué)觸控系統(tǒng)6中，預(yù)定像素叢集數(shù)量可預(yù)設(shè)為4。
類似地，當(dāng)處理器12比較出一影像上的像素叢集數(shù)量大于一預(yù)定像素叢集數(shù)量 時，會根據(jù)下一張影像輸出對應(yīng)的手勢信息。在一實施例中，當(dāng)下一張影像的像素叢集數(shù)量 變少，則輸出按與點擊(press and tap)信息；當(dāng)兩影像中的相距最遠的兩像素叢集的距離 增加時，貝1J輸出放大信息(zoom-1n information);當(dāng)兩影像中的相距最遠的兩像素叢集的距離減少時，處理器53輸出放大信息(zoom-1n information);當(dāng)兩影像中的相距最遠的兩像素叢集的距離不同且兩影像中至少一像素叢集的位置不變時，則輸出一旋轉(zhuǎn)信息。類似地，當(dāng)處理器12分析多影像中像素叢集間的距離呈現(xiàn)變大后變小或變小后變大，則輸出一旋轉(zhuǎn)信息。
圖19顯示本發(fā)明一實施例的手勢偵測方法的流程圖。參照圖19所示，在步驟S201 中，一感測器獲取第一影像。在步驟S202中，計算第一影像中像素叢集數(shù)量及確定像素叢集的邊界位置。在S203中，判斷第一影像中像素叢集數(shù)量是否大于一預(yù)定像素叢集數(shù)量。 在步驟S204中，當(dāng)像素叢集數(shù)量大于預(yù)定像素叢集數(shù)量時，計算目標座標。在步驟S205中， 計算第一影像中相距最遠的兩像素叢集間的一第一距離。在步驟S206中，獲取一第二影像并計算第二影像中相距最遠的兩像素叢集間的一第二距離。在步驟S207中，判斷第一距離和第二距離是否有變化。在步驟S208中，判斷第二影像中像素叢集數(shù)量是否等于預(yù)定像素叢集數(shù)量。在步驟S209中，當(dāng)?shù)诙跋裰邢袼貐布瘮?shù)量等于預(yù)定像素叢集數(shù)量時，輸出按與點擊(press and tap)信息。在步驟S210中，判斷第二距離是否大于第一距離。在步驟 S211中，當(dāng)?shù)诙嚯x大于第一距離時,輸出放大信息(zoom-1n information)。在步驟S212 中，當(dāng)?shù)诙嚯x小于第一距離時，輸出縮小信息(zoom-out information)。
本發(fā)明一實施例另揭示以依序獲取影像內(nèi)的像素叢集的特征，判斷是否輸出手勢信息。參照圖20與圖21所示，一實施例中，光學(xué)觸控系統(tǒng)的影像感測器可依序產(chǎn)生一第一影像220 (圖20)和一第二影像230 (圖21)。第一影像220可包含多個像素叢集221和222。第二影像230可包含多個像素叢集22P,222/和223。像素叢集221具有一代表尺寸或大小Wl。像素叢集222具有一代表尺寸或大小W2。像素叢集221'具有一代表尺寸或大小Wr。像素叢集222'具有一代表尺寸或大小W2'。光學(xué)觸控系統(tǒng)的處理器可辨識第一影像220的多個像素叢集221和222和第二影像230的多個像素叢集22Γ ,222/和223。第一影像220的像素叢集221可對應(yīng)第二影像230的像素叢集221'。第一影像220 的像素叢集222可對應(yīng)第二影像230的像素叢集T22'。換言之，第影像220的像素叢集 221和第二影像230的像素叢集22?？捎赏荒繕水a(chǎn)生。第一影像220的像素叢集222 和第二影像230的像素叢集222'可由同一目標產(chǎn)生。當(dāng)處理器分析出第二影像230的像素叢集數(shù)量大于或等于第一影像220的像素叢集數(shù)量(或第二影像230有像素叢集223在第一影像220找不到)，且第一影像220的各像素叢集221或222和第二影像230的相應(yīng)像素叢集221'或222'的大小(Wl或W2和Wl'或W2')的差異及/或位置差異(dl和d2) 小于一門限值時，則產(chǎn)生一手勢信息。特別地，位置差異可為對應(yīng)的像素叢集(221和221' 或222和222')間的邊緣位置、重心位置、中心位置或其他可代表像素叢集的點位置的差巳
本發(fā)明揭示一種手勢偵測方法與運用該手勢偵測方法的光學(xué)觸控系統(tǒng)。本發(fā)明揭示的手勢偵測方法可直接根據(jù)影像中像素叢集的數(shù)目與位置變化，輸出手勢信息，無需先計算目標座標，然后再根據(jù)座標變化進行手勢分析，故可大幅降低計算時間與資源，加快系統(tǒng)反應(yīng)速度。
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點已揭示如上，然而熟悉本項技術(shù)的人士仍可能基于本發(fā)明的教示及揭示而作種種不背離本發(fā)明精神的替換及修飾。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)不限于實施例所揭示者，而應(yīng)包括各種不背離本發(fā)明的替換及修飾，并為以下的申請專利范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，包含一影像感測器，用于偵測至少一目標；以及一處理器，耦接該影像感測器，該處理器分析該影像感測器產(chǎn)生的一影像中由該至少一目標產(chǎn)生的像素叢集數(shù)量，并于該像素叢集數(shù)量大于一預(yù)定像素叢集數(shù)量時，產(chǎn)生一手勢信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其包含兩影像感測器，且該預(yù)定像素叢集數(shù)量為I。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，還包含一鏡元件，其中該鏡元件產(chǎn)生該至少一目標的一鏡像，且該預(yù)定像素叢集數(shù)量為2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，還包含兩鏡元件，該兩鏡元件分別產(chǎn)生該至少一目標的一鏡像，且該預(yù)定像素叢集數(shù)量為4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，該預(yù)定像素叢集數(shù)量為單一目標在該影像感測器所獲取的一影像上產(chǎn)生的像素叢集數(shù)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，該影像包含多個像素叢集，該處理器計算所述多個像素叢集中相距最遠的兩像素叢集間的一距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，該影像感測器分別取得兩影像，該處理器分別計算該兩影像中像素叢集中相距最遠的兩像素叢集間的兩距離和比較該兩距離間的變化。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)該兩距離間的變化是增加時，該處理器輸出放大信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)該兩距離間的變化是減少時，該處理器輸出縮小信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)該處理器分析出該兩距離不同，且在該兩影像的所述多個像素叢集之間至少一該像素叢集的位置相同時，則輸出旋轉(zhuǎn)信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，該影像感測器取得兩影像，而該處理器分析該兩影像的像素叢集數(shù)量的變化是減少時，該處理器輸出按與點擊信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，該處理器利用該影像中至少部分像素的亮度信息，產(chǎn)生一亮度波形圖，再由該亮度波形圖辨識由該至少一目標產(chǎn)生的像素叢集。
13.一種光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，包含一影像感測器，用于偵測至少一目標；以及一處理器，耦接該影像感測器，該處理器分析一影像中由該至少一目標產(chǎn)生的像素叢集數(shù)量和比較該像素叢集數(shù)量與一預(yù)定像素叢集數(shù)量，以決定輸出一座標或一手勢信息。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，包含兩影像感測器，且該預(yù)定像素叢集數(shù)量為I。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，還包含一鏡元件，該鏡元件產(chǎn)生該至少一目標的一鏡像，且該預(yù)定像素叢集數(shù)量為2。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，還包含兩鏡元件，該兩鏡元件分別產(chǎn)生該至少一目標的一鏡像，且該預(yù)定像素叢集數(shù)量為4。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，該預(yù)定像素叢集數(shù)量為單一目標在該影像感測器所獲取的一影像上產(chǎn)生的像素叢集數(shù)量。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，該影像包含多個像素叢集，且該處理器計算所述多個像素叢集中相距最遠的兩像素叢集間的一距離。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，該影像感測器分別取得兩影像，且該處理器分別計算該兩影像中像素叢集中相距最遠的兩像素叢集間的兩距離和比較該兩距離間的變化。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)該兩距離間的變化是增加時，該處理器輸出放大信息。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)該兩距離間的變化是減少時，該處理器輸出縮小信息。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)該處理器分析出該兩距離不同，且在該兩影像的所述多個像素叢集的間至少一該像素叢集的位置相同時，則輸出旋轉(zhuǎn)信息。
23.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，該影像感測器取得兩影像，該處理器分析該兩影像的像素叢集數(shù)量的變化是減少時，該處理器輸出按與點擊信息。
24.根據(jù)請求項13所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，該處理器利用該影像中至少部分像素的亮度信息，產(chǎn)生一亮度波形圖，再由該亮度波形圖辨識由該至少一目標產(chǎn)生的像素叢集。
25.一種光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，包含一影像感測器，用于偵測至少一目標并產(chǎn)生多影像；以及一處理器，接收所述多個影像、辨識各影像中多個像素叢集并根據(jù)所述多個影像中最遠兩像素叢集間距離變化產(chǎn)生一控制信息。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，各影像為一二維影像，而該處理器計算各影像中至少一列像素的一亮度波形圖并根據(jù)該亮度波形圖辨識該多個像素叢集。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，各影像為一二維影像，而該處理器計算各影像中由部分像素所構(gòu)成的一亮度波形圖并根據(jù)該亮度波形圖辨識該多個像素叢集。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)該距離拉近時，該控制信息為放大信息；當(dāng)該距離拉遠時，該控制信息為縮小信息。
29.一種光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，包含一影像感測器，用于偵測至少一目標并產(chǎn)生多影像；以及一處理器，接收所述多個影像、辨識各影像中至少一像素叢集；該處理器在所述多個影像的一者偵測到一第一像素叢集且該第一像素叢集保持在一預(yù)定范圍情形下，偵測到一第二像素叢集時，則產(chǎn)生一控制信息。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)該第二像素叢集保持在一預(yù)定范圍后消失，則輸出按與點擊信息。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)該第二像素叢集逐漸靠近該第一像素叢集，則產(chǎn)生放大信息；當(dāng)該第二像素叢集逐漸靠近該第一像素叢集，則產(chǎn)生縮小信息。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，各影像為一二維影像，而該處理器計算各影像中至少一列像素的一亮度波形圖并根據(jù)該亮度波形圖辨識該多個像素叢集。
33.根據(jù)權(quán)利要求29所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，各影像為一二維影像，而該處理器計算各影像中由部分像素所構(gòu)成的一亮度波形圖并根據(jù)該亮度波形圖辨識該多個像素叢集。
34.一種光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，包含一影像感測器，用于偵測至少一目標；以及一處理器，辨識該影像感測器依序產(chǎn)生的一第一影像中的多個像素叢集與一第二影像中的多個像素叢集，該第二影像的像素叢集至少部分對應(yīng)該第一影像的像素叢集，其中當(dāng)該第二影像中的像素叢集的數(shù)量大于或等于該第一影像中的像素叢集的數(shù)量，且該第一影像中的各像素叢集和該第二影像中的相應(yīng)的像素叢集的大小差異及/或位置差異小于一門限值時，則產(chǎn)生一手勢信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光學(xué)觸控系統(tǒng)，包含一影像感測器和一處理器。影像感測器偵測至少一目標。處理器耦接影像感測器。處理器分析影像感測器產(chǎn)生的一影像中由該至少一目標產(chǎn)生的像素叢集數(shù)量，并于像素叢集數(shù)量大于一預(yù)定像素叢集數(shù)量時，產(chǎn)生一手勢信息。
文檔編號G06F3/042GK103019457SQ20111028433
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者蘇宗敏, 柯怡賢, 林育佳, 林志新 申請人:原相科技股份有限公司