TWI448918B - 光學觸控系統 - Google Patents

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TWI448918B
TWI448918B TW100132560A TW100132560A TWI448918B TW I448918 B TWI448918 B TW I448918B TW 100132560 A TW100132560 A TW 100132560A TW 100132560 A TW100132560 A TW 100132560A TW I448918 B TWI448918 B TW I448918B
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Tzung Min Su
Yi Hsien Ko
Yu Chia Lin
Chih Hsin Lin
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Description

光學觸控系統
本發明係關於一種光學觸控系統，特別是關於一種手勢偵測方法及運用該手勢偵測方法之光學觸控系統。
在光學式觸控系統中，影像感測器擷取物件之影像，觸控系統接著分析影像中物件影像之位置，然後根據物件影像之位置和光學式觸控系統之部分幾何尺寸計算物件座標。
美國專利公告號第4,782,328號揭示一種光學式觸控螢幕系統，其包含兩感測器和處理器，其中處理器耦接兩感測器。兩感測器用於擷取在觸控螢幕區域上之物件之影像。處理器藉由分析兩感測器所產生之影像，決定出分別連接物件與兩感測器之感測線(sensing path)。處理器再根據感測路線計算出物件之位置座標。
美國專利第7689381 B2號揭示一種光學式觸控螢幕系統，其包括一反射鏡、一影像感測器與一處理器。反射鏡設置在觸控區域周邊，反射鏡用於產生物件之一鏡像。影像感測器用於產生物件之影像與鏡像之影像。處理器分析通過物件之影像之感測路線與通過鏡像之影像之感測路線，以及根據該些感測路線計算出物件之座標。
多點觸控技術可辨識出在觸控表面上同時存在之兩個或以上之物件，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 預定程式(activating predefined programs)。
現有支援多點觸控之光學觸控系統係在各預定時間點上計算出多物件之座標，然後輸出不同時間點上多物件之座標於多點觸控應用程式。在多點觸控應用程式，會預先定義多點觸控的手勢(gestures)，一般手勢可定義為用於單指或多指捲頁的撥動(pan)、畫面旋轉(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)等可供特定軟體客製化設定之用，例如遊戲啟動等。
多點觸控應用程式的設計基本概念也採用事件驅動的處理模式。計算系統捕捉到觸控的事件後，會呼叫已經註冊好的事件處理程式，產生對應該事件處理程式所設計出之的效果。
在進行多點觸控操作時，現有支援多點觸控之光學觸控系統必須在不同時間點上計算出多物件之座標，然後輸出多物件之座標於多點觸控應用程式。計算和輸出多物件之座標需耗費大量時間與資源，亦會造成光學觸控系統反應慢。
本發明一實施例提供一種光學觸控系統，其包含一影像感測器和一處理器。影像感測器偵測至少一物件。處理器耦接影像感測器。處理器分析影像感測器產生之一第一影像中由該至少一物件產生之像素叢集數量，並於像素叢集數量大於一預定像素叢集數量時，分析影像感測器所產 生的一第二影像之像素叢集數量相對於第一影像中像素叢集數量之變化，以產生一手勢資訊。
本發明另一實施例提供一種光學觸控系統，其包含一影像感測器和一處理器。影像感測器偵測至少一物件。處理器耦接影像感測器。處理器分析一影像中由至少一物件產生之像素叢集數量，並於該像素叢集數量大於一預定像素叢集數量時，分別計算由該影像感測所產生的該第一影像與一第二影像中相距最遠兩像素叢集間之兩距離和比較該兩距離間之變化，並且比較該第二影像中相對於該第一影像中對應像素叢集之變化，以決定一手勢資訊。
本發明另一實施例提供一種光學觸控系統，其包含一影像感測器和一處理器。影像感測器用於偵測至少一物件並產生多影像。處理器接收該些影像、辨識各影像中多個像素叢集並根據該些影像中最遠兩像素叢集間距離變化以及該些影像中對應像素叢集之變化以產生一控制資訊。
本發明另一實施例提供一種光學觸控系統，其包含一影像感測器和一處理器。影像感測器用於偵測至少一物件並產生多影像。處理器接收該些影像、辨識各影像中至少一像素叢集。處理器在該些影像之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定範圍情形下，偵測到一第二像素叢集時，則偵測該第二像素叢集之變化，以產生一控制資訊。
本發明另一實施例提供一種光學觸控系統，其包含一影像感測器及一處理器。影像感測器用於偵測至少一物件 。處理器辨識該影像感測器依序產生之一第一影像中之複數個像素叢集與一第二影像中之複數個像素叢集，該第二影像之像素叢集至少部分對應該第一影像之像素叢集，其中當該第二影像中之像素叢集之數量大於或等於該第一影像中之像素叢集之數量，且該第一影像中之各像素叢集和該第二影像中之相應之像素叢集之大小差異小於一門檻值時，則產生一手勢資訊。
上文已經概略地敍述本揭露之技術特徵及優點，俾使下文之本揭露詳細描述得以獲得較佳瞭解。構成本揭露之申請專利範圍標的之其它技術特徵及優點將描述於下文。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應可瞭解，下文揭示之概念與特定實施例可作為基礎而相當輕易地予以修改或設計其它結構或製程而實現與本揭露相同之目的。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者亦應可瞭解，這類等效的建構並無法脫離後附之申請專利範圍所提出之本揭露的精神和範圍。
本發明之一實施例之光學觸控系統藉由比較影像中物件產生之像素叢集數量與一預定像素叢集數量，以判斷是否在進行多觸控操作(multi touch operation)。若是單一物件進行操作時，像素叢集數量會與預定像素叢集數量相同，此時光學觸控系統根據擷取影像計算物件座標；若是多物件進行操作時，像素叢集數量將會大於預定像素叢集數量，此時光學觸控系統會根據所擷取之複數個影像所產生像 素叢集之位置變化或數目變化，相對應地輸出手勢資訊。
光學觸控系統可包含至少一影像感測器，影像感測器用於偵測至少一物件。光學觸控系統另可包含一處理器，處理器可耦接影像感測器，處理器用於分析影像感測器產生之影像，計算影像中像素叢集數量，比較像素叢集數量會與預定像素叢集數量，且當像素叢集數量大於預定像素叢集數量時，則輸出手勢資訊。
預定像素叢集數量隨著光學觸控系統設計不同而不同。在一實施例中，預定像素叢集數量可為單一物件在各影像感測器所擷取之一影像上產生之像素叢集數量。
以下例示本發明之概念運用在不同的光學觸控系統。
圖1顯示本發明一實施例之一光學觸控系統1之示意圖。圖2顯示本發明一實施例之影像感測器產生之一影像14之示意圖。參照圖1和圖2A所示，光學觸控系統1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設置於觸控區域2旁，以產生物件3之鏡像3'。影像感測器11可設置於一觸控區域2旁，其入光面面向觸控區域2，拍攝在觸控區域2上之物件3和鏡元件13所產生之鏡像3'，產生一影像14，其中影像14上包含物件3和鏡像3'所產生之像素叢集(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中由物件3和鏡像3'所產生之像素叢集141和142之數量，以及比較像素叢集141或142之數量與一預定像素叢集數量，藉此決定計算物件3之座標或輸出一手勢資訊(gesture information)。
在本實施例中，光學觸控系統1之預定像素叢集數量為2，因此光學觸控系統1獲得的影像中，其像素叢集為2時，光學觸控系統1可根據獲得的影像14計算物件之座標。關於物件之座標之計算方法可參考美國專利第7689381 B2號，但本發明不以美國專利第7689381 B2號之方法為限。在一實施例中，單一物件3在影像14中產生之像素叢集數量為2，因此預定像素叢集數量設定為2。
像素叢集141或142係在亮度上彼此相近，但不同於背景亮度之複數個像素集合。像素叢集141或142可為任意形狀，不受限於圖2A所繪示。
參照圖2A至圖2D所示，處理器12可利用影像14中至少部分像素之亮度資訊，產生一亮度波形圖(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中之像素叢集141或142為物件3遮蔽光所產生，則亮度波形圖上會產生對應之亮度較低的部分141'或142'。相反地，若影像14中之像素叢集141或142為物件3反光而產生，則亮度波形圖上會產生對應之亮度較高的部分。
在一實施例中，處理器12可以一預設門檻值或亮度變化門檻值比較亮度波形圖，藉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，但本發明不以該些方法為限。
在一實施例中，計算影像14中每一行之像素亮度值之 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之至少一列之像素之亮度值所構成，或者多列之像素之平均亮度值或總和亮度值所構成。
在一實施例中，亮度波形圖可為不同列之像素143之亮度值所構成，如圖2D所示。
在一實施例中，亮度波形圖可為在影像14中擷取部分列的像素(例如：最暗的N列或最亮的N列)或者在每一行擷取最暗N個或最亮N個像素的亮度值。
在一實施例中，物件3包含手指。
復參圖1所示，在一實施例中，光學觸控系統1可更包含兩投光元件(light projecting members)15和16，投光元件15和16向觸控區域2投光，以利物件3之偵測。投光元件15和16可設置於觸控區域2旁。
參照圖3和圖4所示，當兩物件(3和4)碰觸觸控區域2時，鏡元件13會產生兩鏡像(3'和4')，影像感測器11所擷取的影像17會包含物件(3和4)與鏡像(3'和4')所產生之像素叢集(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)之數量與預定像素叢集數量(在本實施例中為2)後，處理器12會分析影像17與下一張影像間之差異，對應輸出一手勢資訊。
在一實施例中，下一張影像是在取得影像17後，一預定的取樣時間上取得。
參照圖3至圖5所示，在兩物件(3和4)碰觸觸控區域2後，接著物件4移離開觸控區域2。在物件4移離開觸控區域2後，影像感測器11可擷取出的包含2個像素叢集之影像，如圖2A所示。在比較圖4之影像17和下一張包含2個像素叢集之影像後，處理器12分析出兩影像之像素叢集數量減少，而會輸出按與點擊(press and tap)資訊。在一實施例中，按與點擊(press and tap)資訊對應滑鼠右鍵所對應之指令。
在一實施例中，處理器12接收複數個影像，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定範圍情形下，處理器12偵測到一第二像素叢集時，則產生一控制資訊。在一實施例中，當該第二像素叢集保持在一預定範圍後消失，則輸出按與點擊資訊。
參照圖3、圖4、圖6和圖7所示，在獲得影像17之後，處理器12可獲得下一張影像18(圖7)。在觸控區域2上之兩物件(3和4)可彼此相互遠離移動，如圖6所示；而影像18可在兩物件(3和4)分開時，由影像感測器11所擷取而得。處理器12在獲取影像18後，比較影像18之像素叢集(171、172、173和174)之數量與預定像素叢集數量(在本實施例中為2)。由於影像18之像素叢集(171、172、173和174)之數量大於預定像素叢集數量，處理器12會計算在影像17和影像18內像素叢集(171、172、173和174)中相距最遠之兩像素叢集(171和174)間之距離L1和L2，比較兩距離L1和L2間之變化。在本實施例中，由於兩物件(3和4)是分開，因此兩距離L1和L2 間之變化是增加，即距離L2大於距離L1。處理器12會根據距離L1和L2增加之分析結果，輸出放大資訊(zoom-in information)。在一實施例中，放大資訊可對應鍵盤控制鍵(Ctrl)與滑鼠滾輪向上等組合所對應之指令。
距離L1或L2可為相距最遠之兩像素叢集(171和174)之代表點或邊緣間之距離。在一實施例中，距離L1或L2可為相距最遠之兩像素叢集(171和174)之外側邊緣(1711和1741)間之距離。在一實施例中，距離L1或L2可為相距最遠之兩像素叢集(171和174)之內側邊緣(1712和1742)間之距離。在一實施例中，距離L1或L2可為相距最遠之兩像素叢集(171和174)之外側邊緣(1711和1741)上一預定點之距離，其中預定點包含外側邊緣(1711和1741)之邊緣點或中點。在一實施例中，距離L1或L2可為相距最遠之兩像素叢集(171和174)之內側邊緣(1712和1742)上一預定點之距離，其中預定點包含內側邊緣(1712和1742)之邊緣點或中點。在一實施例中，距離L1或L2可為相距最遠之兩像素叢集(171和174)之中心點之距離。在一實施例中，距離L1或L2可為相距最遠之兩像素叢集(171和174)之重心點之距離。
參照圖3、圖4、圖8和圖9所示，在獲得影像17之後，處理器12可獲得下一張影像19(圖9)。在觸控區域2上之兩物件(3和4)可彼此靠近移動，如圖8所示；而影像19可在兩物件(3和4)相靠近時，由影像感測器11所擷取而得。處理器12在獲取影像19後，比較影像19之像素叢集(171、172、173和174)之數量與預定像素叢集數量(在本實施例中為2)。由 於影像19之像素叢集(171、172、173和174)之數量大於預定像素叢集數量，處理器12會計算在影像17和影像19內像素叢集(171、172、173和174)中相距最遠之兩像素叢集(171和174)間之距離L1和L3，比較兩距離L1和L3間之變化。在本實施例中，由於兩物件(3和4)是相靠近，因此兩距離L1和L3間之變化是減少，即距離L3小於距離L1。處理器12會根據距離L1和L3減少之分析結果，輸出縮小資訊(zoom-out information)。在一實施例中，縮小資訊可對應鍵盤控制鍵(Ctrl)與滑鼠滾輪向下等組合所對應之指令。
參照圖10至圖13所示，在觸控區域2上之兩物件(3和4)可能做出旋轉手勢(rotation gesture)。例如，物件4以物件3為中心作順時鐘或逆時鐘旋轉，如圖10所示。在本實施例中，兩物件(3和4)在圖10的位置上分別在影像17上產生對應之像素叢集173和174；鏡像(3'和4')分別在影像17上產生對應之像素叢集171和172。由於物件4之位置不斷變化及物件3之位置不變，因此在連續的影像中，像素叢集171和173的位置不會產生變化，而像素叢集172和174則會不斷改變。
在物件3繞著物件4旋轉時，影像感測器11可依序擷取出影像17和20a。由於影像17和20a之像素叢集(171、172、173和174)之數量大於預定像素叢集數量(在本實施例中為2)後，處理器12會計算影像17和20a內像素叢集(171、172、173和174)中相距最遠之兩像素叢集(171和174)間之距離L1和L4。當距離L1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之位置不變或保持在一預定範圍內時，處理器12會輸出旋轉資訊。
在另一實施例中，影像17、20a和20b依序產生，各影像17、20a或20b中相距最遠之兩像素叢集(171和174)間之距離L1、L4和L5被分別計算。處理器12比較距離L1和距離L4可分析出兩像素叢集(171和174)間之距離增加；而比較距離L4和距離L5可分析出兩像素叢集(171和174)間之距離又減少。當處理器12分析出兩像素叢集(171和174)間之距離先是增加、後是減少，或者先是減少、後是增加，則輸出旋轉資訊。
在又一實施例中，複數個影像依序產生，各影像中相距最遠之兩像素叢集間之距離分別被計算。當處理器12分析出兩像素叢集間之距離是呈現週期性增減時，則輸出旋轉資訊。
圖14顯示本發明另一實施例之光學觸控系統5之示意圖。參照圖14所示，光學觸控系統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位於觸控區域2分開設置，較佳地分別設置於觸控區域2之兩角落上。兩影像感測器51和52拍攝在觸控區域2上之至少一物件3或4。處理器53根據兩影像感測器51和52所產生之影像計算物件3或4之座標，或者當分析出影像中像素叢集數量將會大於預定像素叢集數量時，輸出手勢資訊。
在一實施例中，光學觸控系統5之預定像素叢集數量可 預設為1。
在一實施例中，在光學觸控系統5中，一物件3或4之座標係根據影像感測器51產生之一影像中之一像素叢集和影像感測器52產生之另一影像中之一像素叢集計算而得，因此為計算一物件3或4之座標，各影像感測器51或52產生之影像中所需最少的像素叢集數量為1。因此，預定像素叢集數量可為1。
參照圖14至圖16所示，當兩物件3和4在觸控區域2上時，各影像感測器51或52所擷取出的影像54可包含兩像素叢集541和542。由於影像54中像素叢集之數量大於預定像素叢集數量，處理器53會比較影像54與下一張獲得之影像間之變化，對應產生手勢資訊。在一實施例中，若下一張影像僅出現一像素叢集，處理器53比較影像54與下一張影像，可分析出兩物件3和4中一者已離開觸控區域2，因而輸出按與點擊(press and tap)資訊。
參照圖15與圖16所示，當下一張影像55中像素叢集之數量大於預定像素叢集數量時，處理器53可計算影像54和55中兩像素叢集(541和542)間之距離L6和L7，比較兩距離L6和L7間之變化。當距離L6小於距離L7時，處理器53輸出放大資訊(zoom-in information)；而當距離L6大於距離L7時，處理器53輸出放大資訊(zoom-out information)。
參照圖15與圖17所示，當下張影像55中像素叢集之數量大於預定像素叢集數量時，處理器53可計算影像54和55中兩像素叢集(541和542)間之距離L6和L8，比較兩距離L6 和L8間之變化。處理器53另可比較影像中54和55中對應像素叢集(541和542)之位置變化，當距離L6和距離L8不同時且一像素叢集(541或542)在影像中54和55之位置不變時，處理器53輸出一旋轉資訊。
類似地，當處理器53分析複數影像中像素叢集間之距離呈現變大後變小或變小後變大，則輸出一旋轉資訊。
像素叢集間之距離可如前述為像素叢集上代表點或邊緣間之距離。
圖18顯示本發明又一實施例之光學觸控系統6之示意圖。參照圖18所示，光學觸控系統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設置於觸控區域2旁，可分別設置於觸控區域2相鄰兩邊。當物件3在觸控區域2上時，兩鏡元件181和182可產生3個物件3之鏡像3'，因此影像感測器11所擷取出之影像中，可包含4像素叢集。在光學觸控系統6中，預定像素叢集數量可預設為4。
類似地，當處理器12比較出一影像上之像素叢集數量大於一預定像素叢集數量時，會根據下一張影像輸出對應之手勢資訊。在一實施例中，當下一張影像之像素叢集數量變少，則輸出按與點擊(press and tap)資訊；當兩影像中之相距最遠之兩像素叢集之距離增加時，則輸出放大資訊(zoom-in information)；當兩影像中之相距最遠之兩像素叢集之距離減少時，處理器53輸出放大資訊(zoom-in information)；當兩影像中之相距最遠之兩像素叢集之距離 不同且兩影像中至少一像素叢集之位置不變時，則輸出一旋轉資訊。類似地，當處理器12分析複數影像中像素叢集間之距離呈現變大後變小或變小後變大，則輸出一旋轉資訊。
圖19顯示本發明一實施例之手勢偵測方法之流程圖。參照圖19所示，在步驟S201中，一感測器擷取第一影像。在步驟S202中，計算第一影像中像素叢集數量及確定像素叢集之邊界位置。在S203中，判斷第一影像中像素叢集數量是否大於一預定像素叢集數量。在步驟S204中，當像素叢集數量大於預定像素叢集數量時，計算物件座標。在步驟S205中，計算第一影像中相距最遠之兩像素叢集間之一第一距離。在步驟S206中，擷取一第二影像並計算第二影像中相距最遠之兩像素叢集間之一第二距離。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量是否等於預定像素叢集數量。在步驟S209中，當第二影像中像素叢集數量等於預定像素叢集數量時，輸出按與點擊(press and tap)資訊。在步驟S210中，判斷第二距離是否大於第一距離。在步驟S211中，當第二距離大於第一距離時，輸出放大資訊(zoom-in information)。在步驟S212中，當第二距離小於第一距離時，輸出縮小資訊(zoom-out information)。
本發明一實施例另揭示以依序擷取影像內之像素叢集之特徵，判斷是否輸出手勢資訊。參照圖20與圖21所示，一實施例中，光學觸控系統之影像感測器可依序產生一第 一影像220(圖20)和一第二影像230(圖21)。第一影像220可包含複數個像素叢集221和222。第二影像230可包含複數個像素叢集221'、222'和223。像素叢集221具有一代表尺寸或大小W1。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W1'。像素叢集222'具有一代表尺寸或大小W2'。光學觸控系統之處理器可辨識第一影像220之複數個像素叢集221和222和第二影像230之複數個像素叢集221'、222'和223。第一影像220之像素叢集221可對應第二影像230之像素叢集221'。第一影像220之像素叢集222可對應第二影像230之像素叢集222'。換言之，第一影像220之像素叢集221和第二影像230之像素叢集221'可由同一物件產生。第一影像220之像素叢集222和第二影像230之像素叢集222'可由同一物件產生。當處理器分析出第二影像230之像素叢集數量大於或等於第一影像220之像素叢集數量(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之各像素叢集221或222和第二影像230之相應像素叢集221'或222'之大小(W1或W2和W1'或W2')之差異及/或位置差異(d1和d2)小於一門檻值時，則產生一手勢資訊。特別地，位置差異可為對應之像素叢集(221和221'或222和222')間之邊緣位置、重心位置、中心位置或其他可代表像素叢集之點位置之差異。
本發明揭示一種手勢偵測方法與運用該手勢偵測方法之光學觸控系統。本發明揭示之手勢偵測方法可直接根據影像中像素叢集之數目與位置變化，輸出手勢資訊，無需 先計算物件座標，然後再根據座標變化進行手勢分析，故可大幅降低計算時間與資源，加快系統反應速度。
本揭露之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本揭露之教示及揭示而作種種不背離本揭露精神之替換及修飾。因此，本揭露之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本揭露之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。
1‧‧‧光學觸控系統
2‧‧‧觸控區域
3‧‧‧物件
3'‧‧‧鏡像
4‧‧‧物件
4'‧‧‧鏡像
5‧‧‧光學觸控系統
6‧‧‧光學觸控系統
11‧‧‧影像感測器
12‧‧‧處理器
13‧‧‧鏡元件
14‧‧‧影像
15‧‧‧投光元件
16‧‧‧投光元件
17‧‧‧影像
18‧‧‧影像
19‧‧‧影像
20a‧‧‧影像
20b‧‧‧影像
51‧‧‧影像感測器
52‧‧‧影像感測器
53‧‧‧處理器
54‧‧‧影像
55‧‧‧影像
56‧‧‧影像
141‧‧‧像素叢集
142‧‧‧像素叢集
141'‧‧‧亮度較低的部分
142'‧‧‧亮度較低的部分
143‧‧‧像素
171、172、173、174‧‧‧像素叢集
181‧‧‧鏡元件
182‧‧‧鏡元件
220‧‧‧第一影像
230‧‧‧第二影像
221‧‧‧像素叢集
222‧‧‧像素叢集
221'‧‧‧像素叢集
222'‧‧‧像素叢集
223‧‧‧像素叢集
541‧‧‧像素叢集
542‧‧‧像素叢集
1711、1741‧‧‧外側邊緣
1712、1742‧‧‧內側邊緣
d1、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
圖1顯示本發明一實施例之一光學觸控系統之示意圖；圖2A顯示本發明一實施例之影像感測器產生之一影像之示意圖；圖2B顯示本發明一實施例之亮度波形圖；圖2C顯示本發明一實施例之一影像中被選擇之一列像素之示意圖；圖2D顯示本發明一實施例之一影像中被選擇之像素分佈示意圖；圖3係根據本發明一實施例顯示兩物件在光學觸控系統上之示意圖；圖4顯示圖3之兩物件在一影像中產生之像素叢集之示意圖；圖5係根據本發明一實施例顯示一物件在光學觸控系統上之示意圖；圖6係根據本發明一實施例顯示兩物件在光學觸控系統上移動之示意圖； 圖7例示圖6之兩物件在一影像中產生之像素叢集之示意圖；圖8係根據本發明一實施例顯示兩物件在光學觸控系統上移動之示意圖；圖9例示圖8之兩物件在一影像中產生之像素叢集之示意圖；圖10係根據本發明一實施例顯示兩物件在光學觸控系統上做出旋轉手勢之示意圖；圖11至圖13例示圖10之做出旋轉手勢之兩物件在影像中產生之像素叢集之位置變化示意圖；圖14顯示本發明另一實施例之光學觸控系統之示意圖；圖15顯示圖14之兩物件在一影像中產生之像素叢集之示意圖；圖16顯示在圖14之光學觸控系統上之兩物件做放大手勢後之像素叢集之示意圖；圖17顯示在圖14之光學觸控系統上之兩物件做旋轉手勢後之像素叢集之示意圖；圖18顯示本發明再一實施例之光學觸控系統之示意圖；圖19顯示本發明一實施例之手勢偵測方法之流程圖；以及圖20和圖21分別例示一影像，其中兩影像係依序擷取且包含複數個像素叢集。
1‧‧‧光學觸控系統
2‧‧‧觸控區域
3‧‧‧物件
3'‧‧‧鏡像
4‧‧‧物件
4'‧‧‧鏡像
11‧‧‧影像感測器
12‧‧‧處理器
13‧‧‧鏡元件
15‧‧‧投光元件
16‧‧‧投光元件

Claims (32)

  1. 一種光學觸控系統，包含：一影像感測器，用於偵測至少一物件；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生之一第一影像中由該至少一物件產生之像素叢集數量，並於該像素叢集數量大於一預定像素叢集數量時，分析該影像感測器所產生的一第二影像之像素叢集數量相對於該第一影像中該像素叢集數量之變化，以產生一手勢資訊。
  2. 根據請求項1所述之光學觸控系統，其包含兩影像感測器，且該預定像素叢集數量為1。
  3. 根據請求項1所述之光學觸控系統，其更包含一鏡元件，其中該鏡元件產生該至少一物件之一鏡像，且該預定像素叢集數量為2。
  4. 根據請求項1所述之光學觸控系統，其更包含兩鏡元件，其中該兩鏡元件分別產生該至少一物件之一鏡像，且該預定像素叢集數量為4。
  5. 根據請求項1所述之光學觸控系統，其中該預定像素叢集數量係單一物件在該影像感測器所擷取之一影像上產生之像素叢集數量。
  6. 根據請求項1所述之光學觸控系統，其中該第一影像包含複數個像素叢集，該處理器更計算該第一影像之該些像素叢集中相距最遠之兩像素叢集間之一距離。
  7. 根據請求項6所述之光學觸控系統，其中該處理器更分別 計算該第一影像與該第二影像中像素叢集中相距最遠之兩像素叢集間之兩距離和比較該兩距離間之變化。
  8. 根據請求項7所述之光學觸控系統，其中當該兩距離間之變化是增加時，該處理器輸出放大資訊。
  9. 根據請求項7所述之光學觸控系統，其中當該兩距離間之變化是減少時，該處理器輸出縮小資訊。
  10. 根據請求項7所述之光學觸控系統，其中當該處理器分析出該兩距離不同，且在該第一影像與該第二影像之該些像素叢集之間至少一該像素叢集之位置相同時，則輸出旋轉資訊。
  11. 根據請求項1所述之光學觸控系統，其中該處理器分析該第一影像與該第二影像之像素叢集數量之變化是減少時，該處理器輸出按與點擊(press and tap)資訊。
  12. 根據請求項1所述之光學觸控系統，其中該處理器利用該第一影像或該第二影像中至少部分像素之亮度資訊，產生一亮度波形圖，再由該亮度波形圖辨識由該至少一物件產生之像素叢集。
  13. 一種光學觸控系統，包含：一影像感測器，用於偵測至少一物件；以及一處理器，耦接該影像感測器，該處理器分析一第一影像中由該至少一物件產生之像素叢集數量，並於該像素叢集數量大於一預定像素叢集數量時，分別計算由該影像感測器所產生的該第一影像與一第二影像中相距最遠兩像素叢集間之兩距離和比較該兩距離間之變化，並且比較 該第二影像中相對於該第一影像中對應像素叢集之變化，以決定一手勢資訊。
  14. 根據請求項13所述之光學觸控系統，其包含兩影像感測器，且該預定像素叢集數量為1。
  15. 根據請求項13所述之光學觸控系統，其更包含一鏡元件，其中該鏡元件產生該至少一物件之一鏡像，且該預定像素叢集數量為2。
  16. 根據請求項13所述之光學觸控系統，其更包含兩鏡元件，其中該兩鏡元件分別產生該至少一物件之一鏡像，且該預定像素叢集數量為4。
  17. 根據請求項13所述之光學觸控系統，其中該預定像素叢集數量係單一物件在該影像感測器所擷取之一影像上產生之像素叢集數量。
  18. 根據請求項13所述之光學觸控系統，其中當該兩距離間之變化是增加時，該處理器輸出放大資訊。
  19. 根據請求項13所述之光學觸控系統，其中當該兩距離間之變化是減少時，該處理器輸出縮小資訊。
  20. 根據請求項13所述之光學觸控系統，其中當該處理器分析出該兩距離不同，且在該第一影像與該第二影像之該些對應像素叢集之間至少一組像素叢集之位置相同時，則輸出旋轉資訊。
  21. 根據請求項13所述之光學觸控系統，其中該處理器更分析該第一影像與該第二影像之像素叢集數量之變化是減少時，該處理器輸出按與點擊資訊。
  22. 根據請求項13所述之光學觸控系統，其中該處理器利用該影像中至少部分像素之亮度資訊，產生一亮度波形圖，再由該亮度波形圖辨識由該至少一物件產生之像素叢集。
  23. 一種光學觸控系統，包含：一影像感測器，用於偵測至少一物件並產生多影像；以及一處理器，接收該些影像、辨識各影像中多個像素叢集並根據該些影像中最遠兩像素叢集間距離變化以及該些影像中對應像素叢集之變化以產生一控制資訊。
  24. 根據請求項23所述之光學觸控系統，其中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之一亮度波形圖並根據該亮度波形圖辨識該多個像素叢集。
  25. 根據請求項23所述之光學觸控系統，其中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成之一亮度波形圖並根據該亮度波形圖辨識該多個像素叢集。
  26. 根據請求項23所述之光學觸控系統，其中當該距離拉近時，該控制資訊為放大資訊；當該距離拉遠時，該控制資訊為縮小資訊；當該距離變為不同，且該等對應像素叢集中至少一組對應像素叢集之位置相同時，則輸出旋轉資訊。
  27. 一種光學觸控系統，包含：一影像感測器，用於偵測至少一物件並產生多影像；以及一處理器，接收該些影像、辨識各影像中至少一像素 叢集；其中該處理器在該些影像之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定範圍情形下，偵測到一第二像素叢集時，則偵測該第二像素叢集之變化，以產生一控制資訊。
  28. 根據請求項27所述之光學觸控系統，其中當該第二像素叢集保持在一預定範圍後消失，則輸出按與點擊資訊。
  29. 根據請求項27所述之光學觸控系統，其中當該第二像素叢集逐漸靠近該第一像素叢集，則產生放大資訊；當該第二像素叢集逐漸靠近該第一像素叢集，則產生縮小資訊。
  30. 根據請求項27所述之光學觸控系統，其中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之一亮度波形圖並根據該亮度波形圖辨識該多個像素叢集。
  31. 根據請求項27所述之光學觸控系統，其中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成之一亮度波形圖並根據該亮度波形圖辨識該多個像素叢集。
  32. 一種光學觸控系統，包含：一影像感測器，用於偵測至少一物件；以及一處理器，辨識該影像感測器依序產生之一第一影像中之複數個像素叢集與一第二影像中之複數個像素叢集，該第二影像之像素叢集至少部分對應該第一影像之像素叢集，其中當該第二影像中之像素叢集之數量大於或等於該第一影像中之像素叢集之數量，且該第一影像中之各像素叢集和該第二影像中之相應之像素叢集之大小差異 小於一門檻值時，則產生一手勢資訊。
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