专利名称：三维空间触控操作的方法及其手势的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种触控操作的方法及其手势，尤其是指在三维空间下的触控操作方 法和手势操作。
背景技术：
近年来，随着触控技术的飞速发展，越来越多的产品开始利用触控系统来完成对 目标对象的直接操作，从而代替了传统的鼠标、操作球等输入设备，这样不但节省了空间， 而且携带更加方便。目前市场上比较常见的有个人数码助理，即所谓的掌上电脑，其就很好 的利用触控系统来完成了很多功能，如对目标对象的单击、双击、缩放、拖拽等，再者掌上电 脑与其它电脑相比，其体积更加轻便、小巧，所以更适宜随身携带；还有目前较为流行的触 控式点菜机，其也是利用触控系统来完成整个点菜操作，用户只需要通过点击菜单上的选 项就可直接将所选择的食品通过主机发送到终端，从而完成整个点菜命令；更为先进的是 目前还出现了一种无需手指直接触碰就可操作目标物件的触控系统，用户只需在触控面板 的上方作相应的操作手势就可控制其执行相应的命令。以上所述无论何种实例，用户虽然都可以通过触控对象如手指直接触碰操作，但 也只能是在二维空间下实现对目标物件的一个触碰操作，如何在三维空间中实现像触碰真 实物件一样操作目标对象还没有一个具体的操作方法，例如，如何在触控面板上实现对立体 的目标物件的触碰操作方法，以使得整个触碰操作更加具体、形象，目前还没有明确论述过。因此我们希望能够为广大用户提供一种更加便捷的方法来解决以上问题。
发明内容
本发明实际所要解决的技术问题是如何提供可针对三维空间对象进行触控操作 的方法及其手势。为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种三维空间触控操作的方法，该三 维空间中设有触控系统，所述触控系统在三维空间内投射出虚拟三维空间目标物件，通过 触控系统中的触控面板扫描侦测其由电场变化而引起的电容变化趋势，从而确定触控对象 的外部形态、相对位置以及触控动作，并计算出相关参数，最终执行相应的操作手势。本发明所述的三维空间触控操作方法及其手势，不但操作方法和相关手势简单， 而且实现了将触控屏上显示的二维目标物件转换成了三维空间下的立体物件，因此，用户 在触碰操作时更加具体、形象。
图1是本发明三维空间触控 系统下操作方法的一个流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
本发明所述的对三维空间对象进行触控操作的方法，为了便于说明，我们以全息 图为例具体说明。所谓全息图，是以激光为光源，用全景照相机将被摄目标物件记录在高分 辨率的全息胶片上构成的图。它是以干涉条纹形式存在，因为用同种激光照射，所以胶片前 后出现了原目标物件的虚实两个立体影像，视角不同，所见影像也不同。全息图是一种三维 图像，它与传统的照片有很大的区别，传统的照片呈现的是真实的物理图像，而全息图则包 含了被记录物体的尺寸、形状、亮度和对比度等信息，这些信息被存储在一个很微小但却很 复杂的干涉模式中，而这个干涉模式就是由激光产生的。若用光照射全息图时，储存在干涉 模式中的信息就会借助入射光再现由物体反射出来的原始光波波阵，从而眼睛和大脑就会 觉得原来的物体好像又出现在面前了。本发明是在三维投射空间下，首先建立一个三维空间触控系统，其包括触控面板、 主机和三维空间投射成像设备。其中触控面板可以是触控屏或者是触控板；而主机包括中 央处理器，如此以来，我们就可以完成利用全息图实现对目标物件的触控。首先通过显示端 的全息投影仪在三维空间中投射固定高度的虚拟目标物件，由于此时空间存在电场，所以 我们利用触控面板上的电容式触控芯片扫描检测出由该固定三维空间各点的电场改变而 产生的电容变化，再通过主机内的中央处理器送出各个改变点的三维坐标，根据各点的运 动变化从而最终确定触控对象的部位，这时对虚拟目标物件的触碰操作就实现了像触碰真 实物件一样的立体操作，达到了在三维空间下触碰立体目标物件的操作。下面再详细介绍下本发明三维空间触控操作方法的一个流程图，请参考图1所示，首先确定在三维空间内投射出了虚拟的目标物件，然后扫描检测其所在三维空间内由 电场变化而引起电容变化的趋势，从而确定出该触控对象的外部形态以及相对三维空间的 触控位置和触控动作，通过对触控点不同时刻的坐标关系从而计算出其运动方向以及运动 速度等参数，最后执行相应的操作。由于是利用全息图的原理，经过本发明所述的投射空间 触控系统处理后，再通过扫描检测三维空间中虚拟触控对象电场的变化趋势，所以可以确 定出触控对象如手的外部形态和数目，以及与虚拟目标物件相接触点的三维坐标。由此用 户在触碰操作立体的目标物件时，不但更加形象、具体，而且更加方便。在确定出了所述参数后，我们就可以在三维空间中实现对虚拟目标物件的具体操 作动作，如对虚拟目标物件的握抓、推拉、缩放等手势。首先以握抓的动作手势为例，此时若 所述触控对象的坐标位于虚拟目标物件的相对前、后或上、下的位置，或环绕于该虚拟目标 物件，则判定该触控动作为握抓的手势。此时的触控对象可以是一只手、两只手，亦或是二 指和多指。而对于推的动作手势，若所述触控对象的坐标位于且只位于虚拟目标物件的相 对前或后或上或下的位置，并沿虚拟目标物件的方向运动，且在运动过程中保持触控或者 是该触控对象在运动一定的时间后离开了该虚拟目标物件，那么就判定该触控动作为推。 当然在上述推的动作手势中，若在所述一定时间内离开了所述虚拟目标物件的表面，则虚 拟目标物件将沿触控对象离开时的最后速度，以预先设定的一个负加速度运动直到速度为 零时停止运动。此时的触控对象可以是一只手、两只手或者是一指、多指。同理，对于拉的动作手势，若所述触控对象的坐标位于该虚拟目标物件的相对前 后或上下位置，或环绕于虚拟目标对象，并沿同一方向运动且触控点坐标相对位置没有改 变，并保持触控，则判定该触控动作为拉。而对于放大的动作手势，若所述触控对象的坐标 位于该虚拟目标物件表面的相对前后或上下位置，或是环绕于该虚拟目标物件，并沿相反方向运动，且保持触控，则判定该触控动作为放大。此时的触控对象可以是两只手或者每只 手的至少两根手指。而对于缩小的动作手势，若所述触控对象为两只手时且其坐标位于该 虚拟目标物件表面的相对前或后或上或下位置，或环绕于该虚拟目标物件，并沿相对方向 运动且保持触控，则判定该触控动作为缩小。而若所述触控对象位于该虚拟目标物件的相 对前后或上下位置，或环绕于虚拟目标物件并沿相对方向运动，并保持触控，则判定该触控 动作也为缩小。此时该触控对象可以 是一只手或者至少两根手指。
总之，本发明所述的三维空间触控操作的方法，利用三维空间的触控系统，借助全 息图，再利用触控面板上电容式触控芯片不断扫描侦测出其所在三维空间由电场变化而引 起的电容变化趋势，最终确定出触控对象的操作手势。
权利要求
一种三维空间触控操作方法，其特征在于该三维空间中设有触控系统，所述触控系统在三维空间内投射出虚拟三维空间目标物件，通过触控系统中的触控面板扫描侦测其由电场变化而引起的电容变化趋势，从而确定触控对象的外部形态、相对位置以及触控动作，并计算出相关参数，最终执行相应的操作手势。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述计算相关参数是通过触控点不同时刻 的坐标关系计算而来的。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述相关参数是指运动方向、运动速度 等参数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述触控系统还包括主机和三维空间投射 成像设备。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述三维投射空间触控系统可以利用全息 图来完成触控操作。
6.如权利要求1所述方法形成的操作手势，即对虚拟三维空间目标物件的操作，其特 征在于判定所述触控对象在所述虚拟三维空间目标物件的相对位置，及其运动和变化，根 据该位置从而判断出对应的手势动作。
7.如权利要求6所述方法形成的操作手势，其特征在于若所述触控对象的坐标在所 述虚拟三维空间目标物件的相对前后或上下位置，或环绕于所述该虚拟三维空间目标物 件，则判定该触控动作为握抓。
8.如权利要求6所述方法形成的操作手势，其特征在于若所述触控对象的坐标在所 述虚拟三维空间目标物件的相对前或后或上或下位置，并沿虚拟三维空间目标物件的方向 运动，且在运动过程中保持触控或者是该触控对象在运动一定的时间后离开了该虚拟三维 空间目标物件，那么就判定该触控动作为推。
9.如权利要求6所述方法形成的操作手势，其特征在于若所述触控对象的坐标位于 所述虚拟三维空间目标物件的相对前后或上下位置，或环绕于虚拟目标对象，并沿同一方 向运动且触控点坐标相对位置没有改变，并保持触控，则判定该触控动作为拉。
10.如权利要求6所述方法形成的操作手势，其特征在于若所述触控对象的坐标位于 虚拟三维空间目标物件的相对前后或上下位置，或环绕于虚拟三维空间目标物件，并沿相 反或相对方向运动，且保持触控，则判定该触控动作为缩放。
全文摘要
本发明涉及一种三维空间触控操作的方法，该三维空间中设有触控系统，所述触控系统在三维空间内投射出虚拟三维空间目标物件，通过触控系统中的触控面板扫描侦测其由电场变化而引起的电容变化趋势，从而确定触控对象的外部形态、相对位置以及触控动作，并计算出相关参数，最终执行相应的操作手势。本发明所述的三维空间触控操作方法及其手势，不但操作方法和相关手势简单，而且实现了将触控屏上显示的二维目标物件转换成了三维空间下的立体物件，因此，用户在触碰操作时更加具体、形象。
文档编号G06F3/041GK101866243SQ20101022359
公开日2010年10月20日 申请日期2010年7月9日 优先权日2010年7月9日
发明者刘代强 申请人:苏州瀚瑞微电子有限公司