专利名称：虚拟触控装置与相关方法
技术领域：
本发明涉及一种虚拟触控装置与相关方珐，其以虚拟方式令使用者得以远距离进行“触控”，且该虚拟触控装置中，自处理器以后的电路与应用和现有触控装置完全兼容。
背景技术：
触控装置已为现今常见的电子元件，可见于例如笔记本电脑的触控板 (touchpad)、或如自动柜员机、个人数字助理机、电子辞典等的触控式屏幕(touch screen or touch panel)等等。触控装置的基本结构大致如图1所示，由触控介面10接收外部触控输入，并由处理器20来计算坐标；如在不同时间取得不同的坐标，便可计算位移与速度。目前各种触控装置是以电阻式或电容式的方式来感测触控的位置。电阻式的驱动原理是利用电压降的方式来定位坐标，当电阻式触控屏幕被碰触的时候，由于回路被导通产生电压降， 且在面板的水平和垂直方向上，随位置的不同，电压降也不同，因此控制器可根据电压降来计算出坐标。电容式的架构则是以ITOandium Tin Oxide)玻璃为主体，其驱动原理是在 ITO玻璃的四角放电，使表面形成一个均勻的电场，当可以导电的物体，例如手指，使微量的电流导通流失，控制器便计算出电流流失的比例，并进而算出X轴和Y轴坐标。以上现有技术的触控装置所适用的范围有其限制；如果应用的场合不适合直接在屏幕上操作，触控屏幕的功能就都无法使用了。例如电视的屏幕过大，制作触控面板的成本太高，另外使用者也不会离电视太近，因此也碰不到电视屏幕。又例如投影机，也同样无法制作触控屏幕。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种崭新的虚拟触控装置， 其应用场合可不受既有触控装置的限制，当使用者不能便利地接触触控装置时，仍可操作使用触控装置，且此虚拟触控装置中，自处理器以后的电路与应用和现有触控装置完全兼容。以下将本发明称为“虚拟触控装置”，将现有需要实际接触的触控装置称为“实体触控
； ε 且。本发明的第二目的在于，提出一种虚拟触控方法。为达上述目的，本发明提供了一种虚拟触控装置，包含一虚拟触控介面，此虚拟触控介面上产生一画面；一遥控装置，可供使用者移动以与虚拟触控介面互动，其中遥控装置与虚拟触控介面的互动结果产生坐标或动作指令；一资料格式转换装置，将所产生的坐标或动作指令转换为符合实体触控装置格式的资料；以及一处理器，对转换后的资料进行处理。此外，根据本发明的另一观点，也提供一种虚拟触控方法，包含提供一虚拟触控介面，并在该虚拟触控介面上产生一画面；提供一遥控装置；根据该遥控装置与虚拟触控介面的互动，产生坐标或动作指令；将所产生的坐标或动作指令转换为符合实体触控装置格式的资料；以及对转换后的资料进行处理。
4
上述虚拟触控装置与方法中，若该遥控装置与虚拟触控介面互动所产生的坐标为相对坐标，则宜将该相对坐标转换为绝对坐标；此外，宜根据遥控装置的坐标输出范围和虚拟触控介面的画面显示范围的比例，进行坐标转换。在其中一种实施型态中，遥控装置设有一按键，其按下与放开表示对虚拟触控介面的触碰与离开；此外，当该按键按下的时间较长时，表示按下的压力较大，当该按键按下的时间较短时，表示按下的压力较小。在另一种实施型态中，当移动遥控装置的加速度大于一临界值时，视为表示触碰的动作指令，而当加速度小于该临界值时，视为移动遥控装置。此外，当移动遥控装置的加速度大于该临界值时，加速度越大，表示按下的压力较大。在另一种实施型态中，当该遥控装置指向固定位置且停留时间低于一临界值时， 视为不触碰；高于该临界值时，则视为触碰。此外，当停留时间高于该临界值时，根据其停留时间的长短，转换为虚拟的压力值。在另一种实施型态中，该遥控装置与虚拟触控介面以光学方式互动，且于其中一方起始侦测到另一方发出的光学信号时，视为触碰，其后如坐标改变则(1)视为移动而无触碰，或( 视为保持触碰但也输出移动讯号。下面通过具体实施例详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
图1标出现有技术的实体触控装置；
图2标出本发明的虚拟触控装置的第一-个实施例；
图3标出本发明的虚拟触控装置的第二.个实施例；
图4标出可在屏幕图像上安排“触控区”与“非触控区
图中符号说明
10处理器
20触控介面
41-44 区块
100 遥控装置
110 虚拟触控介面
120 处理器
130 资料格式转换装置
具体实施例方式本发明中的图式均属示意，主要意在表示元件间的结构与功能关系，而非限定元件的形状或其间的比例关系。本发明的虚拟触控装置可(但不限于)应用于远距离的控制、而不绝对需要实际的碰触，但因本发明目的之一在于对现有实体触控装置提供另一种解决方案，因此仍沿用 “触控装置”的用语。请参阅图2与图3，本发明的虚拟触控装置基本上包括遥控装置100、虚拟触控介面110、处理器120、以及资料格式转换装置130。虚拟触控介面110上产生一画面；使用者通过遥控装置100和虚拟触控介面110互动，经由互动产生坐标或其它有意义的动作指令(例如，按下某一位置)。使用者使用遥控装置100的方式例如可包括移动遥控装置100 或按下遥控装置100上的按键等；当然，当使用者移动遥控装置100时，虚拟触控介面110 上宜显示出对应的位置，以便利使用者识别。经由互动所产生的坐标或动作指令可以在遥控装置100端将其转换成电子讯号(图幻，或在虚拟触控介面110端将其转换成电子讯号 (图3)，再通过资料格式转换装置130转换为符合现有实体触控装置格式的资料，传送给处理器120加以处理。由于资料经过转换成为适当的格式，因此处理器120中的软件可以沿用现有实体触控装置的软件，不需要另行重新开发，亦即就处理器120以及其后端的电路与应用而言，与现有实体触控装置完全兼容。遥控装置100和虚拟触控介面110可视应用的需求而体现为各种类型的实体设备，例如遥控装置100可为电视或影音设备的遥控器、电子游乐器的控制器或指向装置(如玩具枪枝)、或可投射光线(例如但不限于为准直光)的物体(如激光笔或其它特制的专用光源)、或可接收光线的物体等等，而虚拟触控介面110可为电视屏幕、或投影设备加上投
影屏幕等等。遥控装置100和虚拟触控介面110可以使用有线或无线方式沟通，仅需能够根据遥控装置100的移动产生不同的坐标即可。举例而言，假设遥控装置100为影音设备的遥控器，而虚拟触控介面110为投影设备加上投影屏幕，则可在投影设备或投影屏幕上设置光源，并在遥控装置100上设置影像传感器；两者间以光学方式互动，当遥控装置100移动时，影像传感器将感测到不同的影像，便可计算出坐标与位移。(当然，亦可将光源与影像传感器的位置对换，在遥控装置100上设置光源，而在投影设备或投影屏幕上设置影像传感器；或是将光源与影像传感器安置在同一侧，而在另一侧设置反射材料等。)或是，遥控装置100上可设置重力感测计(gyro-sensor)或加速度计等，并给定一个初始坐标，如此即可根据初始坐标与感测到的重力变化或加速度变化，来推算位移与目前的坐标。以上所述均为目前已有的技术，其细节不详予赘述。资料格式转换装置130可以为一个独立的电路，或亦可整合在遥控装置100内、或是整合在虚拟触控介面Iio内、或是整合在处理器120之内。资料格式转换装置130接收自遥控装置100(图2、或虚拟触控介面110(图幻而来的坐标或动作指令，将其转换为符合现有实体触控装置格式的资料，传送给处理器120。详言之，现有实体触控装置所定义的资料格式包括“1. 二维坐标、2.是否触碰(tip switch),3.深度范围(in-range),4.压力” 四个项目；根据本发明，可依以下方式处理，将资料格式转换装置130所接收的坐标或动作指令，转换为与现有实体触控装置兼容1. 二维坐标现有实体触控装置是根据绝对坐标来进行运算(亦即，触控介面上的每一位置都有一绝对坐标值)。若资料格式转换装置130所接收的坐标为相对坐标(目前位置相对于前一位置的差距量)，则资料格式转换装置130宜先将该相对坐标转换为绝对坐标。例如， 可在启动遥控装置100时经由对准步骤赋予遥控装置100 —个初始坐标，则后续遥控装置 100的任何移动都可转换为绝对坐标。此外，资料格式转换装置130宜将所接收的坐标，经过放大缩小的转换(scaling)后再输出给处理器120，其中转换的方式可依照遥控装置100的坐标输出范围跟虚拟触控介面Iio显示范围的比例来转换，使处理器120所处理的坐标对应于虚拟触控介面110的坐标。2.是否触碰(tip switch)在本发明的虚拟触控装置中，“是否触碰”这个动作指令有多种方式可以达成，例如可定义遥控装置100上的一个按键，其按下与放开对应于对虚拟触控介面110的触碰与离开。或是，可定义遥控装置100的某些特殊动作(如小范围快速画圆或上下抖动等)表示单次触碰。表示触碰的动作指令和移动遥控装置100两者间可根据加速度来区隔，当加速度大于某一临界值时，可视为表示触碰的动作指令，而当加速度小于某一临界值时，则可视为使用者欲移动遥控装置100。再举一例，如遥控装置100为可投射光线的物体(此情况下遥控装置100包含光源)而虚拟触控介面110中设置有影像传感器，则遥控装置100上光源的发亮与否(或其它形式的光学信号发出与否)，也可以定义为触碰，当光源发亮而令影像传感器侦测到光时， 表示触碰；当光源关闭或影像传感器侦测不到光时，表示离开。此例中由于当影像传感器侦测到光时即表示触碰，因此可以区分“触碰”与“移动而不触碰”，其区分方式例如可为(1) 可在屏幕图像上安排“触控区”与“非触控区”。参见图4，在屏幕图像中，区块41-44具有触碰功能，但在区块与区块之间则不具有触碰功能，如光线在区块之间移动便不会启动触碰功能；或O)当影像传感器初侦测到光时表示触碰；接着所投射光线在投影屏幕上移动时， 则视为不触碰；或(3)当光线在投影屏幕上某一位置停留超过一临界时间时，视为触碰，低于该临界时间时，视为单纯移动；或当影像传感器初侦测到光时表示触碰；接着所投射光线在投影屏幕上移动时，则视为保持触碰但也输出移动讯号。注“同时”这个词须小心被狭义解释如使用上述方法，则光线的投射或影像传感器是否致能(光源的开/关与影像传感器的使能/禁止可视为等效，此外如前所述，光源与影像传感器的位置可以互换)，可以用按键控制，也可以用压力控制，例如假设遥控装置100为笔状物，则将笔压在投影屏幕上，就点亮光源，亦属一种实施型态。3.深度范围(in-range)某些实体触控装置可支持第三维度的侦测，判断物体是否靠近触控介面，以启动触控功能。某些实体触控装置并不支持此功能，则仅有当物体实际接触触控介面时才启动触控功能。本发明由于可进行远距离的虚拟触控，因此本就已具备此功能。本发明中，如有必要，亦可使用专用按钮来启动或关闭第三维度的侦测，使远距离的虚拟触控仅在某一范围内实施。4.压力根据本发明，亦有多种方式可以侦测“压力”，例如可定义遥控装置100上的一个按键，其按下与放开对应于虚拟触控介面110的触碰与离开，而其按下的时间长短则对应于压力的大小，时间越长表示压力越大，时间越短表示压力越小。或是，当移动遥控装置100 的加速度大于某一临界值时，视为表示触碰的动作指令，在超过该临界值的情况下，加速度值越大，表示压力越大。再举一例，如遥控装置100为可投射光线的物体，则光线在某一位置停留的时间，也可以转换成虚拟的压力值，停留时间越长，压力越大，停留时间越短则压力越小；例如，当停留时间低于某临界值时，视为不触碰；高于该临界值时，则视为触碰，并根据停留时间转换为虚拟的压力值。
以上说明资料格式转换装置130可将所接收的坐标或动作指令，转换为与现有实体触控装置兼容，因此处理器120及其以后的电路与相关软件，都可沿用现有实体触控装置的既有元件与软件，使本发明易于实施且可降低成本，达到经济效益。资料格式转换装置 130本身可以使用硬件、软件或韧件来达成。以上已针对较佳实施例来说明本发明，只是以上所述，仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范围。在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以思及各种等效变化，均应包含在本发明的范围之内。
权利要求
1.一种虚拟触控装置，其特征在于，包含一虚拟触控介面，此虚拟触控介面上产生一画面；一遥控装置，可供使用者移动以与虚拟触控介面互动，其中遥控装置与虚拟触控介面的互动结果产生坐标或动作指令；一资料格式转换装置，将所产生的坐标或动作指令转换为符合实体触控装置格式的资料；以及一处理器，对转换后的资料进行处理。
2.如权利要求1所述的虚拟触控装置，其中，该资料格式转换装置将所接收的相对坐标转换为绝对坐标。
3.如权利要求1所述的虚拟触控装置，其中，该资料格式转换装置根据遥控装置的坐标输出范围和虚拟触控介面的画面显示范围的比例，进行坐标转换。
4.如权利要求1所述的虚拟触控装置，其中，该遥控装置设有一按键，其按下与放开表示对虚拟触控介面的触碰与离开。
5.如权利要求4所述的虚拟触控装置，其中，当该按键按下的时间较长时，表示按下的压力较大；当该按键按下的时间较短时，表示按下的压力较小。
6.如权利要求1所述的虚拟触控装置，其中，当移动遥控装置的加速度大于一临界值时，视为表示触碰的动作指令，而当加速度小于该临界值时，视为移动遥控装置。
7.如权利要求6所述的虚拟触控装置，其中，当移动遥控装置的加速度大于该临界值时，加速度越大，表示按下的压力较大。
8.如权利要求1所述的虚拟触控装置，其中，当该遥控装置指向固定位置且停留时间低于一临界值时，视为不触碰；高于该临界值时，则视为触碰。
9.如权利要求8所述的虚拟触控装置，其中，当停留时间高于该临界值时，根据其停留时间的长短，转换为虚拟的压力值。
10.如权利要求1所述的虚拟触控装置，其中，该遥控装置与虚拟触控介面以光学方式互动，且于其中一方起始侦测到另一方发出的光学信号时，视为触碰，其后如坐标改变则视为移动而无触碰。
11.如权利要求1所述的虚拟触控装置，其中，该遥控装置与虚拟触控介面以光学方式互动，且于其中一方起始侦测到另一方发出的光学信号时，视为触碰，其后如坐标改变则视为保持触碰但也输出移动讯号。
12.如权利要求1所述的虚拟触控装置，其中，该遥控装置为电视或影音设备的遥控器、电子游乐器的控制器或指向装置、可投射光线的物体、或可接收光线的物体。
13.—种虚拟触控方法，其特征在于，包含提供一虚拟触控介面，并在该虚拟触控介面上产生一画面；提供一遥控装置；根据该遥控装置与虚拟触控介面的互动，产生坐标或动作指令；将所产生的坐标或动作指令转换为符合实体触控装置格式的资料；以及对转换后的资料进行处理。
14.如权利要求13所述的虚拟触控方法，其中，该遥控装置与虚拟触控介面互动所产生的坐标为相对坐标，且方法还包含将该相对坐标转换为绝对坐标。
15.如权利要求13所述的虚拟触控方法，其中，还包含根据遥控装置的坐标输出范围和虚拟触控介面的画面显示范围的比例，进行坐标转换。
16.如权利要求13所述的虚拟触控方法，其中，该遥控装置设有一按键，其按下与放开表示对虚拟触控介面的触碰与离开。
17.如权利要求16所述的虚拟触控方法，其中，当该按键按下的时间较长时，表示按下的压力较大；当该按键按下的时间较短时，表示按下的压力较小。
18.如权利要求13所述的虚拟触控方法，其中，当移动遥控装置的加速度大于一临界值时，视为表示触碰的动作指令，而当加速度小于该临界值时，视为移动遥控装置。
19.如权利要求18所述的虚拟触控方法，其中，当移动遥控装置的加速度大于该临界值时，加速度越大，表示按下的压力较大。
20.如权利要求13所述的虚拟触控方法，其中，当该遥控装置指向固定位置且停留时间低于一临界值时，视为不触碰；高于该临界值时，则视为触碰。
21.如权利要求20所述的虚拟触控方法，其中，当停留时间高于该临界值时，根据其停留时间的长短，转换为虚拟的压力值。
22.如权利要求13所述的虚拟触控方法，其中，该遥控装置与虚拟触控介面以光学方式互动，且于其中一方起始侦测到另一方发出的光学信号时，视为触碰，其后如坐标改变则视为移动而无触碰。
23.如权利要求13所述的虚拟触控方法，其中，该遥控装置与虚拟触控介面以光学方式互动，且于其中一方起始侦测到另一方发出的光学信号时，视为触碰，其后如坐标改变则视为保持触碰但也输出移动讯号。
全文摘要
本发明提出一种虚拟触控装置与相关方法，该虚拟触控装置包含虚拟触控介面，此虚拟触控介面上产生一画面；遥控装置，可供使用者移动以与虚拟触控介面互动，其中遥控装置与虚拟触控介面的互动结果产生坐标或动作指令；资料格式转换装置，将所产生的坐标或动作指令转换为符合实体触控装置格式的资料；以及处理器，对转换后的资料进行处理。
文档编号G06F3/042GK102411466SQ20101029052
公开日2012年4月11日 申请日期2010年9月20日 优先权日2010年9月20日
发明者林俊煌 申请人:奇高电子股份有限公司