影像式虚拟互动装置及其实施方法
【技术领域】
[0001]一种影像式虚拟互动装置及其实施方法，尤指一种通过光学感测与影像追踪的方式，供使用者与一电子装置进行非触控式的人机互动的影像式虚拟互动装置及其实施方法。
【背景技术】
[0002]随着技术的发展，许多科技产品皆走向微小化的趋势，如智慧型手机、平板电脑与笔记型电脑等，然而，产品体积缩小，虽便于使用者携带，却使得电子装置的机械式操控方式，如键盘等，空间越来越受限，造成使用者操作上的不便利，因此，有了触控技术(Touchtechnology)的发展,如触控式屏幕即提供了一种极为直接的人机互动(Human-computerinteract1n)方式，使用者通过接触触控屏幕上的图形按钮，屏幕上的触觉反馈系统，即根据预先编程的程式驱动各种连接装置，另，有人发展了一种触控式的虚拟键盘，来取代传统的机械式按钮面板，如中国台湾专利公告第1275979号开放式虚拟输入与显示的装置及其方法，其揭露了一种开放式的虚拟输入装置，其是可投射出可设定周边设备的基本选单影像于实体平面上，然后接收使用者所选取的周边设备选项，并与周边设备进行配对连线，最后切换投射该周边设备的输入介面影像，如虚拟键盘，供使用者作输入动作，虽其也可将电子装置屏幕上的文字、图像或影像投射至显示区块上，然而，仍须同时投射虚拟键盘于感应区块上，才能对电子装置进行操作，另有其他先前技术以供参考，如下:
[0003]中国台湾专利公告第1410860号《具有虚拟键盘的触控装置及其形成虚拟键盘的方法》；
[0004]中国台湾专利公告第1266222号《虚拟键盘》；
[0005]但是，由上述诸多前案所揭技术可知，现有技术的输入介面影像仍是一种触控式(Touch)的人机互动方式，且仅能以虚拟键盘进行文字输入的操作，实无法直接对电子装置上的屏幕影像与内部的应用程式等进行操控。
[0006]再者，如中国台湾专利公开号第201342135号《行动装置的全三维互动》，其揭露一种将行动装置的屏幕投射于其后方，并形成三维影像，使用者可直接于三维影像上与行动装置作互动，然，使用者需持续性的手持着行动装置，才能实现此一技术，长时间使用下会造成使用者手臂的疲劳，是以，提供使用者一种操作舒适且多元的人机互动方式，乃待需解决的问题。
【发明内容】
[0007]有鉴于上述的问题，本发明人是依据多年来从事相关行业及产品设计的经验，针对现有的虚拟互动装置进行研究及分析，期能设计出较佳的实体产品；缘此，本发明的主要目的在于提供一种供使用者利用肢体动作与一电子装置，进行非触控式(Touch-less)的人机互动的影像式虚拟互动装置及其实施方法。
[0008]为达上述的目的，本发明的影像式虚拟互动装置及其实施方法，是预先将影像式虚拟互动装置与一电子装置通过有线或无线连接方式形成配对后，利用一投影模块将电子装置上的屏幕影像投射于一实体平面上方，形成影像式的一互动介面，当使用者的一肢体于互动介面进行操作时，一光感测模块的一光发射单元所发出的一感测信号会受肢体的阻挡而反射，并由一光接收单元接收，再者，一追踪模块，可追踪肢体的一移动轨迹，最后，通过一辨识模块进行计算，并判断是否形成操作指令，将操作指令传送至电子装置，驱动相对应的应用程式执行动作。
[0009]本发明提供了一种影像式虚拟互动装置，供使用者与一个以上的电子装置进行人机互动，其包括:中央控制模块；连接模块，与该中央控制模块呈资讯连接，用以与该电子装置形成配对；传输模块，用以与配对后的该电子装置进行数字信号的传输；投影模块，用以将该数字信号投射至实体平面上，形成影像式的互动介面；光感测模块，具有光发射单元与光接收单元，该光发射单元发射出感测信号至该实体平面上方，该光接收单元接收经该使用者反射后的该感测信号；追踪模块，具有至少一个摄像单元，该摄像单元用以追踪该使用者的移动轨迹；以及辨识模块，用以计算及判断该感测信号的发送与接收的时间差及该移动轨迹，是否形成操作指令。
[0010]其中:
[0011]该互动介面为虚拟屏幕与虚拟键盘其中之一或两者的组合。
[0012]该中央控制模块资讯连接有切换模块，用以切换该虚拟屏幕或该虚拟键盘其中之一或两者的组合。
[0013]该连接模块与该电子装置以有线或无线连接方式形成配对。
[0014]该感测信号为红外线或激光其中之一。
[0015]该光接收单元为电荷稱合元件或CMOS感光元件其中之一。
[0016]本发明还提供了一种影像式虚拟互动装置的实施方法，其包括:
[0017]执行该影像式虚拟互动装置，并通过有线或无线连接方式与电子装置形成配对；配对后，该影像式虚拟互动装置投射出互动介面至实体平面上方；发射感测信号至该实体平面上方，当一个手势于该互动介面内，可使该感测信号反射，由一个光接收单元接收；摄像单元即时地追踪该互动介面内的该手势的移动轨迹；计算与判断该感测信号发射与接收的时间差，及该移动轨迹是否形成操作指令；以及将该操作指令传送至该电子装置，并执行相对应的动作。
[0018]其中:
[0019]该该影像式虚拟互动装置与该电子装置形成配对后，可进行切换动作，将该互动介面切换不同模式。
[0020]该互动介面为虚拟屏幕或虚拟键盘其中之一或两者的组合。
[0021]为清楚了解本发明的目的、技术特征及其实施后的功效，兹以下列说明搭配图示进行说明，敬请参阅。
【附图说明】
[0022]图1，为本发明的硬体模块组成图。
[0023]图2，为本发明的实施示意图(一)。
[0024]图3，为本发明的实施示意图(二)。
[0025]图4，为本发明的实施示意图(三)。
[0026]图5，为本发明的实施示意图(四)。
[0027]图6，为本发明的实施示意图(五)。
[0028]图7，为本发明的实施流程图。
[0029]图8，为本发明的另一硬体模块组成图。
[0030]图9，为本发明的另一实施示意图(一)。
[0031]图10，为本发明的另一实施示意图(二)。
[0032]1、I’影像式虚拟互动装置
[0033]10中央控制模块 11连接模块
[0034]12传输模块13投影模块
[0035]14光感测模块 15追踪模块
[0036]141光发射单元 151摄像单元
[0037]142光接收单元 16辨识模块
[0038]切换模块
[0039]2电子装置3实体平面
[0040]Al互动介面A2光感测区
[0041]All虚拟影像A3追踪区
[0042]Al 2虚拟键盘
[0043]d移动轨迹H手势
[0044]R感测信号Z有效辨识区
[0045]步骤SlOO与电子装置形成配对
[0046]步骤SllO投射出一互动介面
[0047]步骤S120发射感测信号及接收经反射的感测信号
[0048]步骤S130追踪手势的移动轨迹
[0049]步骤S140计算与判断是否形成操作指令
[0050]步骤S150不进行传送
[0051]步骤S160传送操作指令至电子装置。
【具体实施方式】
[0052]请参阅图1，图中所示为本发明的硬体模块组成图，并请搭配参阅图2，图中所示为本发明的实施示意图(一)，如图，本发明所述的影像式虚拟互动装置1，其是包括一中央控制模块10，用以控制影像式虚拟互动装置I的各模块间的资讯传递；一连接模块11，与中央控制模块10呈资讯连接，用以与至少一个电子装置2进行配对，其中，所述的配对方式可通过有线连接方式，如USB传输线，或通过无线连接方式，如ZigBee、蓝牙(Bluetooth)或WiFi的其中一种，但不以此为限，特先陈明；一传输模块12，用以与电子装置2进行数字信号(Digital signal)的接收与传送；一投影模块13，可将来自电子装置2的数字信号投射至一实体平面3上方，并形成影像式的一互动介面Al，又，互动介面Al的投影色彩、投影范围的大小与投影解析度的高低，可借助中央控制模块10进行控制；一光感测模块14，具有一光发射单元141与一光接收单元142，光发射单元141用以发射复数个感测信号，又，光接收单元142用以接收经反射后的感测信号；一追踪模块15，其是具有至少一个摄像单元151，用以捕捉肢体移动与手势动作；以及一辨识模块16，用以计算与判断光感测模块14与追踪模块15所检测的信号，是否构成操作指令的形成。
[0053]请再参阅图2，并请再搭配参阅图1，如图，连接模块11用以与至少一个电子装置2通过有线或无线连接方式进行配对，在本实施例中，是通过一无线连接方式进行配对，当一空间内如房间、教室与会议室等，存在有复数个电子装置2，如智慧型手机、笔记型电脑与平板电脑等，使用者可自行选择上述电子装置2其中之一进行配对，当配对完成后，投影模块13即将电子装置2的屏幕内容投射至实体平面3上方，形成影像式的互动介面Al，即为虚拟屏幕，又，光感测模块14中的光发射单元141会发射复数个感测信号至实体平面3上方，形成一光感测区A2，其中，感测信号可为红外线或激光等不可见光，但不以此为限，特先陈明，再者，追踪模块15是通过摄像单元151于实体平面3上方形成有