光学触控装置及其手势检测方法
【专利摘要】一种光学触控装置及其手势检测方法。该手势检测方法，适用于一光学触控装置，该光学触控装置包含一指示平面以及二影像感测单元，该二影像感测单元设置于该指示平面一侧的二角落，该手势检测方法包含藉由该二影像感测单元感测关于一手势的二影像，其中该手势于该指示平面上进行操作；判断该二影像的其中之一中是否存在至少二触控点；若该二影像的其中之一中存在至少二触控点，根据每一该影像中最左边的边界与最右边的边界产生一四边形；计算对应该四边形的一参考圆的一参考半径；以及根据该参考半径的大小变化判断该手势是否为一抓取手势。
【专利说明】光学触控装置及其手势检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光学触控装置及其手势检测方法，特别是涉及一种可快速且准确 地判断出抓取手势的光学触控装置及其手势检测方法。
【背景技术】
[0002] 由于目前的消费性电子产品皆以轻、薄、短、小为设计的方向，因此，产品上已无空 间容纳如鼠标、键盘等传统输入的工具。随着光学触控装置技术的进步，在各种消费性电 子产品中，例如显示器、一体机（AllinOne)、行动电话、个人数字助理（PersonalDigital Assistant，PDA)等产品已广泛地使用光学触控装置作为其数据输入的工具。目前，光学触 控装置相较其他触控技术，如电阻式、电容式、超音波式或投影影像式等，特别是在大尺寸 的触控显示领域，具有更低成本与更易实现的优势。
[0003] 现有的光学触控装置利用相对设置的二影像感测单元以感测一触控物件(例如： 手指或触控笔）于指示平面上所指示的触控点。当影像感测单元于指示平面上感测到触控 物件，光学触控装置的处理单元即可计算出触控物件所指示的触控点。当现有的光学触控 装置使用在单手指的单点触控时，可以较简单地利用三角定位方式计算出该手指的触控点 位置，但一旦遇到二指或多指的多点触控时(尤其是抓取手势的触控操作)，在辨视与计算 触控点位置上就较为复杂，且易产生误判或干扰的状况而需加以解决。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种可快速且准确地判断出抓取手势的光学触控装置及其手势检测 方法，以解决上述的问题。
[0005] 本发明揭示一种手势检测方法，适用于一光学触控装置，该光学触控装置包含一 指示平面以及二影像感测单元，该二影像感测单元设置于该指示平面一侧的二角落，该手 势检测方法包含藉由该二影像感测单元感测关于一手势的二影像，其中该手势于该指示平 面上进行操作；判断该二影像的其中之一中是否存在至少二触控点；若该二影像的其中之 一中存在至少二触控点，根据每一该影像中最左边的边界与最右边的边界产生一四边形； 计算对应该四边形的一参考圆的一参考半径；以及根据该参考半径的大小变化判断该手势 是否为一抓取手势。
[0006] 本发明还揭示该参考半径经由下列公式计算得到：r=2A/S，r表示该参考半径，A 表示该四边形的面积，S表示该四边形的周长。
[0007] 本发明还揭示该手势检测方法还包含计算该参考圆的一参考圆心；以及根据该参 考圆心的位置变化计算该手势的一移动路径。
[0008] 本发明还揭示该手势检测方法还包含计算介于每一该影像中最左边的边界与最 右边的边界之间的角平分线，以得到二角平分线；以及以该二角平分线的交点作为该参考 圆心。
[0009] 本发明还揭示当该参考半径由大变小时，判断该手势为一抓取手势。
[0010] 本发明还揭示当该参考半径由小变大时，判断该手势为一张开手势。
[0011] 本发明还揭示该手势检测方法还包含提供一对照表，其中该对照表记录每一该影 像感测单元的一感测范围以及对应该感测范围的一角度范围；以及根据每一该影像中最左 边的边界与最右边的边界查询该对照表，且根据该感测范围与该角度范围计算出四直线， 其中该四直线彼此相交而产生该四边形。
[0012] 本发明还揭示一种光学触控装置，其包含一指示平面，一手势于该指示平面上进 行操作；二影像感测单元，设置于该指示平面一侧的二角落，该二影像感测单元用以感测关 于该手势的二影像；以及一处理单元，电性连接于该二影像感测单元，用以判断该二影像的 其中之一中是否存在至少二触控点，若该二影像的其中之一中存在至少二触控点，该处理 单元根据每一该影像中最左边的边界与最右边的边界产生一四边形，计算对应该四边形的 一参考圆的一参考半径，且根据该参考半径的大小变化判断该手势是否为一抓取手势。
[0013] 本发明还揭示该参考半径经由下列公式计算得到：r=2A/S，r表示该参考半径，A 表示该四边形的面积，S表示该四边形的周长。
[0014] 本发明还揭示该处理单元计算该参考圆的一参考圆心且根据该参考圆心的位置 变化计算该手势的一移动路径。
[0015] 本发明还揭示该处理单元计算介于每一该影像中最左边的边界与最右边的边界 之间的角平分线，以得到二角平分线，且以该二角平分线的交点作为该参考圆心。
[0016] 本发明还揭示当该参考半径由大变小时，该处理单元判断该手势为一抓取手势。
[0017] 本发明还揭示当该参考半径由小变大时，该处理单元判断该手势为一张开手势。
[0018] 本发明还揭示该光学触控装置还包含一储存单元，电性连接于该处理单元，用以 储存一对照表，其中该对照表记录每一该影像感测单元的一感测范围以及对应该感测范 围的一角度范围，该处理单元根据每一该影像中最左边的边界与最右边的边界查询该对照 表，且根据该感测范围与该角度范围计算出四直线，该四直线彼此相交而产生该四边形。
[0019] 综上所述，本发明是将于指示平面上进行操作的手势的多个触控点视为一个圆 形(亦即上述的参考圆），再利用此参考圆的参考半径的大小变化判断此手势是否为抓取手 势。藉此，无论此手势于指示平面上的何处进行操作，本发明皆可快速且准确地判断出此手 势是否为抓取手势。此外，本发明还可利用参考圆的参考圆心的位置变化计算手势的移动 路径，再根据手势的移动路径判断手势的移动方向与轨迹形状，进而提供多样化的手势定 义及其应用。
[0020] 关于本发明的优点与精神可以藉由以下结合附图对发明的详述而得到进一步的 了解。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 图1为本发明一实施例的光学触控装置的示意图。
[0022] 图2为五个触控点于指示平面上进行抓取手势的触控操作的示意图
[0023] 图3为本发明一实施例的手势检测方法的流程图。
[0024] 附图符号说明
[0025] 1光学触控装置
[0026] 10指示平面
[0027] 10a、10b、IOc侧边
[0028] 12a、12b影像感测单元
[0029] 14处理单元
[0030] 16储存单元
[0031] 160对照表
[0032] 18四边形
[0033] 20参考圆
[0034]II、12 影像
[0035]B1-B4 边界
[0036]L1-L4 直线
[0037]L5-L6角平分线
[0038]T1-T5 触控点
[0039] 0参考圆心
[0040]r参考半径
[0041]Ptl-Pn感测范围 [0042]Qtl-Qn角度范围
[0043]S10-S24 步骤
【具体实施方式】
[0044] 请参阅图1以及图2,图1为本发明一实施例的光学触控装置1的示意图，图2为 五个触控点T1-T5于指示平面10上进行抓取手势的触控操作的示意图。
[0045] 如图1所示，光学触控装置1包含一指示平面10、二影像感测单元12a、12b、一处 理单元14以及一储存单元16。二影像感测单元12a、12b分别设置于指示平面10 -侧的二 角落。处理单元14电性连接于二影像感测单元12a、12b与储存单元16。于实际应用中，指 示平面10可为显示面板(例如，液晶显示面板)、白板、黑板、投影屏幕或其它平面，供使用者 进行触控操作；影像感测单元12a、12b可为电荷稱合元件（Charge-coupledDevice,CO)) 感测器或互补式金属氧化半导体（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor,CMOS)感 测器，但不以此为限；处理单元14可为具有数据运算/处理功能的处理器或控制器；储存 单元16可为硬盘、存储器或其它具有数据储存功能的储存装置。于实际应用中，可在二影 像感测单元12a、12b旁设置发光单元(例如，发光二极管)，或在指示平面10周围设置光条 (lightbar)，以提供一般触控操作所需的光线。当在二影像感测单元14旁设置发光单元 时，可在指示平面10周围设置反光边框或吸光边框，视实际应用而定。
[0046] 储存单元16用以储存一对照表160,其中对照表160记录每一个影像感测单元 12a、12b的一感测范围以及对应感测范围的一角度范围，如下表1所示。于实际应用中， 影像感测单元12a的感测范围Pci-Pn涵盖指示平面10的侧边IOaUOc的范围，且对应的角 度范围0CT9n为侧边10a、IOc的夹角0° -90° ;影像感测单元12b的感测范围Ptl-P1^g 盖指示平面10的侧边IObUOc的范围，且对应的角度范围StTen为侧边IObUOc的夹角 0。 -90。。
[0047]表1
[0048]
【权利要求】
1. 一种手势检测方法，适用于一光学触控装置，该光学触控装置包含一指示平面以及 二影像感测单元，该二影像感测单元设置于该指示平面一侧的二角落，该手势检测方法包 含： 藉由该二影像感测单元感测关于一手势的二影像，其中该手势于该指示平面上进行操 作； 判断该二影像的其中之一中是否存在至少二触控点； 若该二影像的其中之一中存在至少二触控点，根据每一该影像中最左边的边界与最右 边的边界产生一四边形； 计算对应该四边形的一参考圆的一参考半径；以及 根据该参考半径的大小变化判断该手势是否为一抓取手势。
2. 如权利要求1所述的手势检测方法，其中该参考半径经由下列公式计算得到：r=2A/ S，其中1表示该参考半径，A表示该四边形的面积，S表示该四边形的周长。
3. 如权利要求1所述的手势检测方法，还包含： 计算该参考圆的一参考圆心；以及 根据该参考圆心的位置变化计算该手势的一移动路径。
4. 如权利要求3所述的手势检测方法，还包含： 计算介于每一该影像中最左边的边界与最右边的边界之间的角平分线，以得到二角平 分线；以及 以该二角平分线的交点作为该参考圆心。
5. 如权利要求1所述的手势检测方法，其中当该参考半径由大变小时，判断该手势为 一抓取手势。
6. 如权利要求1所述的手势检测方法，其中当该参考半径由小变大时，判断该手势为 一张开手势。
7. 如权利要求1所述的手势检测方法，还包含： 提供一对照表，其中该对照表记录每一该影像感测单元的一感测范围以及对应该感测 范围的一角度范围；以及 根据每一该影像中最左边的边界与最右边的边界查询该对照表，且根据该感测范围与 该角度范围计算出四直线，其中该四直线彼此相交而产生该四边形。
8. -种光学触控装置，包含： 一指示平面，一手势于该指示平面上进行操作； 二影像感测单元，设置于该指示平面一侧的二角落，该二影像感测单元用以感测关于 该手势的二影像；以及 一处理单元，电性连接于该二影像感测单元，用以判断该二影像的其中之一中是否存 在至少二触控点，若该二影像的其中之一中存在至少二触控点，该处理单元根据每一该影 像中最左边的边界与最右边的边界产生一四边形，计算对应该四边形的一参考圆的一参考 半径，且根据该参考半径的大小变化判断该手势是否为一抓取手势。
9. 如权利要求8所述的光学触控装置，其中该参考半径经由下列公式计算得到：r=2A/ S，其中1表示该参考半径，A表示该四边形的面积，S表示该四边形的周长。
10. 如权利要求8所述的光学触控装置，其中该处理单元计算该参考圆的一参考圆心 且根据该参考圆心的位置变化计算该手势的一移动路径。
11. 如权利要求10所述的光学触控装置，其中该处理单元计算介于每一该影像中最左 边的边界与最右边的边界之间的角平分线，以得到二角平分线，且以该二角平分线的交点 作为该参考圆心。
12. 如权利要求8所述的光学触控装置，其中当该参考半径由大变小时，该处理单元判 断该手势为一抓取手势。
13. 如权利要求8所述的光学触控装置，其中当该参考半径由小变大时，该处理单元判 断该手势为一张开手势。
14. 如权利要求8所述的光学触控装置，还包含一储存单元，电性连接于该处理单元， 用以储存一对照表，其中该对照表记录每一该影像感测单元的一感测范围以及对应该感测 范围的一角度范围，该处理单元根据每一该影像中最左边的边界与最右边的边界查询该对 照表，且根据该感测范围与该角度范围计算出四直线，该四直线彼此相交而产生该四边形。
【文档编号】G06F3/042GK104516594SQ201310493502
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年10月21日 优先权日:2013年10月7日
【发明者】魏守德, 苏上钦, 谢升宪 申请人:纬创资通股份有限公司