CN101976151A - 免触碰控制装置及其免触碰控制方法 - Google Patents

Abstract

一种免触碰控制装置及其免触碰控制方法。所述的免触碰控制装置用以感测物体。此免触碰控制装置包括有图形使用者界面、距离感测器与处理电路。所述的距离感测器具有一感测范围，且当有物体位于此感测范围内时，距离感测器便会依据其与此物体的距离远近而产生感测信号。而所述的处理电路电性连接距离感测器以接收感测信号，并依据感测信号的变化来控制图形使用者界面的操作。

Description

免触碰控制装置及其免触碰控制方法

技术领域

本发明乃是有关于触控技术的领域，且特别是有关于一种免触碰控制装置及其免触碰控制方法。

背景技术

就目前而言，在绝大部分的公共场合中，只要有设置触控式电子设备，几乎都是采用电阻式或电容式的触碰感测技术。因此，在使用这类的触控式电子设备时，使用者都是必须直接接触这些电子设备的图形使用者界面，才能通过图形使用者界面来操控这些电子设备。然而，由于设置在公共场合的触控式电子设备的使用者众多，因此使用者往往会有接触到传染病而危害健康的疑虑。

发明内容

本发明提供一种免触碰控制装置，其成本低廉，且功率消耗小。

本发明还提供一种免触碰控制方法，其适用于前述的免触碰控制装置。

本发明提出一种免触碰控制装置，其用以感测物体。此免触碰控制装置包括有图形使用者界面、距离感测器与处理电路。所述的距离感测器具有一感测范围，且当有物体位于此感测范围内时，距离感测器便会依据其与此物体的距离远近而产生感测信号。而所述的处理电路电性连接距离感测器以接收感测信号，并依据感测信号的变化来控制图形使用者界面的操作。

本发明还提出一种免触碰控制方法，其适用于一免触碰控制装置。所述的免触碰控制装置用以感测一物体，而此免触碰控制装置包括有图形使用者界面与距离感测器。所述的距离感测器具有一感测范围，且当有物体位于此感测范围内时，距离感测器便会依据其与此物体的距离而产生感测信号。此免触碰控制方法包括有下列步骤：取得感测信号；以及依据此感测信号的变化来判断此距离感测器与此物体之间的距离变化，并依据此距离感测器与此物体之间的距离变化来控制此图形使用者界面的操作，且当判断此物体逐渐远离此第一距离感测器时，便控制此图形使用者界面执行一第一操作，而当判断此物体逐渐靠近此距离感测器时，便控制此图形使用者界面执行一第二操作。

本发明解决前述问题的方式，乃是利用图形使用者界面、距离感测器与处理电路来建构一免触碰控制装置。而所述的距离感测器具有一感测范围，且当有物体位于此感测范围内时，距离感测器便会依据其与此物体的距离远近而产生感测信号。因此，处理电路便可依据感测信号的变化来控制图形使用者界面的操作。如此一来，这种免触碰控制装置便不需要进行图像比对即可进行操控，因此其硬件与软件皆不需具备较高的运算能力，使得成本低廉。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1绘示有依照本发明一较佳实施例的免触碰控制装置的示意图。

图2为本发明的免触碰控制装置的一操作说明图。

图3为依照本发明一较佳实施例的免触碰控制方法的流程图。

[主要元件标号说明]

102：图形使用者界面            104、106：距离感测器

108：处理电路                  112：物体

202～210：位置                 A、B：感测范围

C：重迭范围                    S1、S2：感测信号

S302、S304：步骤

具体实施方式

图1绘示有依照本发明一较佳实施例的免触碰控制装置的示意图。请参照图1，此免触碰控制装置包括有图形使用者界面(graphical user interface，简称GUI)102、距离感测器104、距离感测器106与处理电路108，并用以感测物体112。图形使用者界面102例如是一显示器。距离感测器104具有感测范围A，且当物体112位于感测范围A内时，距离感测器104便会依据其与物体112的距离远近而产生感测信号S1。类似地，距离感测器106具有感测范围B，且当物体112位于感测范围B内时，距离感测器106便会依据其与物体112的距离远近而产生感测信号S2。而如图1所示，距离感测器104与106通过适当地配置而使得感测范围A与感测范围B能有部分重迭而形成重迭范围C。在此例中，距离感测器104与106可以采用例如是红外线感测器或是超音波感测器来实现。

至于处理电路108，其电性连接距离感测器104、距离感测器106与图形使用者界面102，以分别接收距离感测器104与106所产生的感测信号S1与S2，并依据感测信号S1的变化以及感测信号S2的变化来控制图形使用者界面102的操作。而在此例中，理电路108可以采用内嵌控制器(embedded controller)来实现。当然，所采用的内嵌控制器需具有模拟-数字转换器(analog-digital converter)，以便利用此模拟-数字转换器来将感测信号S1与S2由模拟信号转换为数字信号，然后再进一步进行后续处理。

由以上可知，处理电路108就是要能够依据感测信号S1的变化来判断距离感测器104与物体112之间的距离变化，并能够依据距离感测器104与物体112之间的距离变化来控制图形使用者界面102的操作。同样地，处理电路108也是要能够依据感测信号S2的变化来判断距离感测器106与物体112之间的距离变化，并能够依据距离感测器106与物体112之间的距离变化来控制图形使用者界面102的操作。

由于物体112可能会位于感测范围A、感测范围B或重迭范围C，因此当处理电路108判断物体112逐渐远离距离感测器104与106至少其中之一时，处理电路108便可控制图形使用者界面102执行第一操作，例如使用者设定当物体112逐渐远离距离感测器104与106至少其中之一时，于图形使用者界面102中执行放大画面(zoom in)的功能。反之，当处理电路108判断物体112逐渐靠近距离感测器104与106至少其中之一时，那么处理电路108便可控制图形使用者界面102执行第二操作，例如使用者设定当物体112逐渐靠近距离感测器104与106至少其中之一时，于图形使用者界面102中执行缩小画面(zoom out)的功能。

当然，处理电路108可以是以感测信号S1的电压变化或是电流变化来判断距离感测器104与物体112之间的距离变化。例如：当距离感测信号104的电压逐渐变小时，处理电路108判断物体112逐渐远离距离感测器104，而当距离感测信号104的电压逐渐变大时，处理电路108判断物体112逐渐靠近距离感测器104。类似地，处理电路108也可以是以感测信号S2的电压变化或是电流变化来判断距离感测器106与物体112之间的距离变化。此外，处理电路108也可以是进一步依据感测信号S1的变化是否达到预设变化量的判断结果来判断距离感测器104与物体112之间是否有发生距离上的变化，以及进一步依据感测信号S2的变化是否达到上述预设变化量的判断结果来判断距离感测器106与物体112之间是否有发生距离上的变化。如此一来，便可避免产生误判的问题。

另外，由于距离感测器104与106都是在感测到物体112后才会产生感测信号，因此处理电路108还可依据是否有接收到感测信号S1的判断结果来判断物体112是否位于感测范围A内，并可依据是否有接收到感测信号S2的判断结果来判断物体112是否位于感测范围B内。如此一来，处理电路108便可依据上述这二种判断结果来判断物体112在感测范围A、重迭范围C与感测范围B之间的移位变化，并据以控制图形使用者界面102的操作。此将以图2来进一步说明。

图2为本发明的免触碰控制装置的一操作说明图。如图2所示，当物体(在此例为手掌)位于距离感测器104与106这二者的感测范围之外，例如是位于标示202或210所指示的位置时，由于距离感测器104与106都不会产生感测信号，因此处理电路108便不会有任何操作。然而，当物体位于感测范围A内时，例如是位于标示204所指示的位置时，由于只有距离感测器104会产生感测信号S1，因此处理电路108可判断出只有接收到感测信号S1。当物体位于感测范围B内时，例如是位于标示206或208所指示的位置时，由于只有距离感测器106会产生感测信号S2，因此处理电路108可判断出只有接收到感测信号S2。而当物体位于重迭范围C内时，由于距离感测器104与106会分别产生感测信号S1与S2，因此处理电路108可判断出接收到感测信号S1与S2。也就是说，处理电路108可将是否有接收到感测信号S1的判断结果当作第一判断结果，并将是否有接收到感测信号S2的判断结果当作第二判断结果，然后再根据这二种判断结果来判别物体在感测范围A、重迭范围C与感测范围B之间的移位变化。

举例来说，当处理电路108依据第一判断结果与第二判断结果而判断出物体先前仅位于感测范围A内，而后处理电路108又依据第一判断结果与第二判断结果而判断出物体目前既位于感测范围A内又位于感测范围B内时，那么处理电路108便可判定此物体是由感测范围A移位至重迭范围C，并控制图形使用者界面102执行第三操作，例如使用者设定当物体112(在此例为手掌)由感测范围A向右移位至重迭范围C时，于图形使用者界面102中执行以下一个图像来取代目前显示图像(即下一页)的操作。类似地，当处理电路108依据第一判断结果与第二判断结果而判断出此物体先前既位于感测范围A内又位于感测范围B内，而后处理电路108又依据第一判断结果与第二判断结果而判断出此物体目前仅位于感测区域B内时，那么处理电路108便可判定此物体是由重迭范围C移位(在此例为向右移位)至感测范围B，并控制图形使用者界面102执行上述的第三操作。

当处理电路108依据第一判断结果与第二判断结果而判断出此物体先前仅位于感测范围B内，而后处理电路108又依据第一判断结果与第二判断结果而判断出此物体目前既位于感测范围A内又位于感测范围B内时，那么处理电路108便可判定此物体是由感测范围B移位至重迭范围C，并控制图形使用者界面102执行第四操作，例如使用者设定当物体112(在此例为手掌)由感测范围B向左移位至重迭范围C时，于图形使用者界面102中执行以上一个图像来取代目前显示图像(即上一页)的操作。类似地，当处理电路108依据第一判断结果与第二判断结果而判断出此物体先前既位于感测范围A内又位于感测范围B内，而后处理电路108又依据第一判断结果与第二判断结果而判断出此物体目前仅位于感测区域A内时，那么处理电路108便可判定此物体由重迭范围C移位(在此例为向左移位)至感测范围A，并控制图形使用者界面102执行上述的第四操作。

值得一提的是，仅管目前已有业者开发出采用光学式触碰感测技术的触控式电子设备，并企图以这种非接触式控制型态的触控式电子设备来取代设置在公共场合中的传统触控式电子设备。然而，由于这种新型态的触控式电子设备虽为非接触式控制，但在识别所检测的物体时需进行图像比对，因此其硬件与软件皆需具备较高的运算能力，导致成本居高不下。此外，由于这种新型态的触控式电子设备采用相机(camera)来撷取图像，因此也有功率消耗大的缺点。然而，通过上述说明可知，本发明的免触碰控制装置不需要进行图像比对即可进行操控，因此其硬件与软件皆不需具备较高的运算能力，使得成本低廉。此外，由于这种免触碰控制装置采用距离感测器来检测物体，因此相较于采用相机的传统光学式触控电子设备也有功率消耗较小的优点。因此，本发明的免触碰控制装置很适合应用在各式的公共场合中，例如是应用在公共场合的数字广告牌或电子地图上。

值得一提的是，仅管在图1中，是将距离感测器104与106二者的感测范围设计成涵盖到整个图形使用者界面102，然而这种设计方式并非用以限制本发明。举例来说，设计者亦可将距离感测器104与106这二者的感测范围设计成涵盖一虚拟平面，而使用者则在此虚拟平面上对设置在远程的图形使用者界面102进行操控。此外，仅管在上述说明中，处理电路108只能依据对象112的四种移位方式来控制图形使用者界面102执行四种不同的操作，然而设计者当可将处理电路108设计成能依据对象112的各种移位方式的组合，来控制图形使用者界面102执行更多种不同的操作。举例来说，当处理电路108判断对象112是先从重迭范围C移位至感测范围B，然后又逐渐远离距离感测器106时，便可控制图形使用者界面102执行第五操作。换言之，使用者可以设定不同手掌的移位来控制图形使用者界面102以执行不同的操作。

而通过上述说明的教示，本领域技术人员应当知道前述免触碰控制装置所采用的距离感测器的数目可以依照实际的设计需要而作变化。举例来说，本发明的免触碰控制装置亦可仅采用一个距离感测器，或者是采用二个以上的距离感测器。然而，需注意的是，仅采用一个距离感测器的免触碰控制装置，其仅能依据距离感测器与物体之间的距离变化来对图形使用者界面进行操控。

从以上的说明中，可以归纳出本发明的免触碰控制装置的一些基本操作步骤，一如图3所示。图3为依照本发明一较佳实施例的免触碰控制方法的流程图。此免触碰控制方法适用于一免触碰控制装置，而所述的免触碰控制装置用以感测一物体。此免触碰控制装置包括有图形使用者界面与距离感测器。所述的距离感测器具有一感测范围，且当有物体位于此感测范围内时，距离感测器便依据其与上述物体的距离而产生感测信号。此免触碰控制方法包括有下列步骤：取得感测信号(如步骤S302所示)；以及依据感测信号的变化来控制图形使用者界面的操作(如步骤S304所示)。在步骤S304中所涉及的感测信号的变化以及图形使用者界面的操作的各种实施方式已详述于上，于此不再赘述。

综上所述，本发明解决前述问题的方式，乃是利用图形使用者界面、距离感测器与处理电路来建构一免触碰控制装置。而所述的距离感测器具有一感测范围，且当有物体位于此感测范围内时，距离感测器便会依据其与此物体的距离远近而产生感测信号。因此，处理电路便可依据感测信号的变化来控制图形使用者界面的操作。如此一来，这种免触碰控制装置便不需要进行图像比对即可进行操控，因此其硬件与软件皆不需具备较高的运算能力，使得成本低廉。此外，由于这种免触碰控制装置采用距离感测器来检测物体，因此相较于采用相机的传统光学式触控电子设备也有功率消耗较小的优点。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。

Claims (15)

1.一种免触碰控制装置，用以感测一物体，包括：

一图形使用者界面；

一第一距离感测器，具有一第一感测范围，且当该物体位于该第一感测范围内时，该第一距离感测器依据其与该物体的距离远近而产生一第一感测信号；以及

一处理电路，电性连接该第一距离感测器以接收该第一感测信号，并依据该第一感测信号的变化来控制该图形使用者界面的操作。

2.根据权利要求1所述的免触碰控制装置，其中该处理电路依据该第一感测信号的变化来判断该第一距离感测器与该物体之间的距离变化，并依据该第一距离感测器与该物体之间的距离变化来控制该图形使用者界面的操作，且当该处理电路判断该物体逐渐远离该第一距离感测器时，该处理电路便控制该图形使用者界面执行一第一操作，而当该处理电路判断该物体逐渐靠近该第一距离感测器时，该处理电路便控制该图形使用者界面执行一第二操作。

3.根据权利要求1所述的免触碰控制装置，其中该处理电路包括是依据该第一感测信号的变化是否达到一预设变化量的一判断结果来判断该第一距离感测器与该物体之间是否有发生距离上的变化。

4.根据权利要求1所述的免触碰控制装置，其还包括：

一第二距离感测器，电性连接该处理电路，并具有一第二感测范围，且该第二距离感测器通过适当地配置而使得该第二感测范围与该第一感测范围能有部分重迭而形成一重迭范围，而当该物体位于该第二感测范围内时，该第二距离感测器依据其与该物体的距离而产生一第二感测信号，

其中，该处理电路还可依据该第二感测信号的变化来控制该图形使用者界面的操作。

5.根据权利要求4所述的免触碰控制装置，其中该处理电路依据该第一感测信号的变化来判断该第一距离感测器与该物体之间的距离变化，并依据该第一距离感测器与该物体之间的距离变化来控制该图形使用者界面的操作，且该处理电路依据该第二感测信号的变化来判断该第二距离感测器与该物体之间的距离变化，并依据该第二距离感测器与该物体之间的距离变化来控制该图形使用者界面的操作，当该处理电路判断该物体逐渐远离该第一距离感测器与该第二距离感测器至少其中之一时，该处理电路便控制该图形使用者界面执行一第一操作，而当该处理电路判断该物体逐渐靠近该第一距离感测器与该第二距离感测器至少其中之一时，该处理电路便控制该图形使用者界面执行一第二操作。

6.根据权利要求4所述的免触碰控制装置，其中该处理电路还可依据是否有接收到该第一感测信号的一第一判断结果来判断该物体是否位于该第一感测范围内，并可依据是否有接收到该第二感测信号的一第二判断结果来判断该物体是否位于该第二感测范围内，且该处理电路还依据该第一判断结果与该第二判断结果来判断该物体在该第一感测范围、该重迭范围与该第二感测范围之间的移位变化，并据以控制该图形使用者界面的操作。

7.根据权利要求6所述的免触碰控制装置，其中当该处理电路依据该第一判断结果与该第二判断结果而判断出该物体先前仅位于该第一感测范围内，而后该处理电路又依据该第一判断结果与该第二判断结果而判断出该物体目前既位于该第一感测范围内又位于该第二感测范围内时，该处理电路便判定该物体由该第一感测范围移位至该重迭范围，并控制该图形使用者界面执行一第三操作。

8.根据权利要求6所述的免触碰控制装置，其中当该处理电路依据该第一判断结果与该第二判断结果而判断出该物体先前既位于该第一感测范围内又位于该第二感测范围内，而后该处理电路又依据该第一判断结果与该第二判断结果而判断出该物体目前仅位于该第二感测区域内时，该处理电路便判定该物体由该重迭范围移位至该第二感测范围，并控制该图形使用者界面执行一第三操作。

9.根据权利要求6所述的免触碰控制装置，其中当该处理电路依据该第一判断结果与该第二判断结果而判断出该物体先前仅位于该第二感测范围内，而后该处理电路又依据该第一判断结果与该第二判断结果而判断出该物体目前既位于该第一感测范围内又位于该第二感测范围内时，该处理电路便判定该物体由该第二感测范围移位至该重迭范围，并控制该图形使用者界面执行一第四操作。

10.根据权利要求6所述的免触碰控制装置，其中当该处理电路依据该第一判断结果与该第二判断结果而判断出该物体先前既位于该第一感测范围内又位于该第二感测范围内，而后该处理电路又依据该第一判断结果与该第二判断结果而判断出该物体目前仅位于该第一感测区域内时，该处理电路便判定该物体由该重迭范围移位至该第一感测范围，并控制该图形使用者界面执行该第四操作。

11.一种免触碰控制方法，适用于一免触碰控制装置，该免触碰控制装置用以感测一物体，且该免触碰控制装置包括有一图形使用者界面与一第一距离感测器，该第一距离感测器具有一第一感测范围，且当该物体位于该第一感测范围内时，该第一距离感测器依据其与该物体的距离而产生一第一感测信号，该免触碰控制方法包括：

取得该第一感测信号；以及

依据该第一感测信号的变化来判断该第一距离感测器与该物体之间的距离变化，并依据该第一距离感测器与该物体之间的距离变化来控制该图形使用者界面的操作，且当判断该物体逐渐远离该第一距离感测器时，便控制该图形使用者界面执行一第一操作，而当判断该物体逐渐靠近该第一距离感测器时，便控制该图形使用者界面执行一第二操作。

12.根据权利要求11所述的免触碰控制方法，其包括是依据该第一感测信号的变化是否达到一预设变化量的一判断结果来判断该第一距离感测器与该物体之间是否有发生距离上的变化。

13.根据权利要求11所述的免触碰控制方法，其中该免触碰控制装置还包括有一第二距离感测器，该第二距离感测器电性连接该处理电路并具有一第二感测范围，且该第二距离感测器通过适当地配置而使得该第二感测范围与该第一感测范围能有部分重迭而形成一重迭范围，而当该物体位于该第二感测范围内时，该第二距离感测器依据其与该物体的距离而产生一第二感测信号，该免触碰控制方法还包括：

依据该第二感测信号的变化来控制该图形使用者界面的操作。

14.根据权利要求13所述的免触碰控制方法，其还包括：

依据是否有接收到该第一感测信号的一第一判断结果来判断该物体是否位于该第一感测范围内；

依据是否有接收到该第二感测信号的一第二判断结果来判断该物体是否位于该第二感测范围内；以及

依据该第一判断结果与该第二判断结果来判断该物体在该第一感测范围、该重迭范围与该第二感测范围之间的移位变化，并据以控制该图形使用者界面的操作。

15.根据权利要求14所述的免触碰控制方法，其中，

当依据该第一判断结果与该第二判断结果而判断出该物体先前仅位于该第一感测范围内，而后又依据该第一判断结果与该第二判断结果而判断出该物体目前既位于该第一感测范围内又位于该第二感测范围内时，便判定该物体由该第一感测范围移位至该重迭范围，并控制该图形使用者界面执行一第三操作；

当依据该第一判断结果与该第二判断结果而判断出该物体先前既位于该第一感测范围内又位于该第二感测范围内，而后又依据该第一判断结果与该第二判断结果而判断出该物体目前仅位于该第二感测区域内时，便判定该物体由该重迭范围移位至该第二感测范围，并控制该图形使用者界面执行该第三操作；

当依据该第一判断结果与该第二判断结果而判断出该物体先前仅位于该第二感测范围内，而后又依据该第一判断结果与该第二判断结果而判断出该物体目前既位于该第一感测范围内又位于该第二感测范围内时，便判定该物体由该第二感测范围移位至该重迭范围，并控制该图形使用者界面执行一第四操作；

当依据该第一判断结果与该第二判断结果而判断出该物体先前既位于该第一感测范围内又位于该第二感测范围内，而后又依据该第一判断结果与该第二判断结果而判断出该物体目前仅位于该第一感测区域内时，便判定该物体由该重迭范围移位至该第一感测范围，并控制该图形使用者界面执行该第四操作。

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