CN103853339A

CN103853339A - 输入装置以及电子装置

Info

Publication number: CN103853339A
Application number: CN201210563014.5A
Authority: CN
Inventors: 柳昀呈; 林建宏
Original assignee: Quanta Computer Inc
Current assignee: Quanta Computer Inc
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2014-06-11
Also published as: TWI581127B; US20140152569A1; TW201423477A

Abstract

一种输入装置以及电子装置。该输入装置，适用于电子装置，包括：键盘，键盘上方具有选取操作区域、手势操作区域以及键盘输入区域；图像检测模块，内嵌于键盘，用以检测手部的位置；以及处理装置，根据图像检测模块检测手部的结果通知电子装置操作于选自选取操作模式、手势操作模式以及键盘输入模式中的一个。

Description

输入装置以及电子装置

技术领域

本发明涉及电子输入装置以及方法，特别系有关于手势以及触控的输入装置以及方法。

背景技术

随着科技的日新月异，电子装置的输入方式也日趋多元，从一开始的键盘输入，到了触控技术的出现，使得电子装置的输入方式变的更为直觉。

随着使用者的使用经验不断增加，使用者发现，键盘输入与触控输入各有其优缺点。触控输入在点选使用者接口时较为直觉，而键盘输入在文字输入上具有迅速以及普遍使用的便利性，因此，需要有效的整合键盘输入与触控输入的技术以满足使用者在操作电子产品不同使用功能上的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明一实施例提出一种输入装置，适用于一电子装置，包括：一键盘，其中上述键盘上方具有一选取操作区域、一手势操作区域以及一键盘输入区域；一图像检测模块，内嵌于上述键盘，用以检测一手部的位置；以及一处理装置，根据上述图像检测模块检测上述手部的结果通知上述电子装置操作于选自一选取操作模式、一手势操作模式以及一键盘输入模式中的一个。

本发明一实施例更提出一种电子装置，包括：一显示器；一键盘，其中上述键盘上方与上述显示器之间具有一选取操作区域、一手势操作区域以及一键盘输入区域；一图像检测模块，内嵌于上述键盘上并介于上述键盘与上述显示器之间，用以检测一手部的位置；以及一处理装置，根据上述图像检测模块检测上述手部的结果而操作于选自一选取操作模式、一手势操作模式以及一键盘输入模式中的一个。

本发明一实施例提出一种输入方法，适用于一电子装置，包括：检测一手部的位置；以及根据上述手部的位置结果通知上述电子装置操作于选自一选取操作模式、一手势操作模式以及一键盘输入模式中的一个，其中上述电子装置上方具有一选取操作区域、一手势操作区域以及一键盘输入区域，其中：当上述手部的位置位于上述选取操作区域，上述电子装置操作于上述选取操作模式；当上述手部的位置位于上述手势操作区域，上述电子装置操作于上述手势操作模式；以及当上述手部的位置位于上述键盘输入区域，上述电子装置操作于上述键盘输入模式；其中上述电子装置具有一操作面，且上述电子装置上方以及前缘具有一虚拟平面，大体垂直于上述操作面，其中上述虚拟平面与上述操作面之间依序具有上述手势操作区域以及上述键盘输入区域，且上述选取操作区域与上述手势操作区域的交界为上述虚拟平面。

附图说明

图1是显示根据本发明一实施例所述的输入装置100的装置方块图。

图2是显示根据本发明一实施例所述的输入装置200的侧视图。

图3是显示根据本发明一实施例所述的输入装置300的俯视图。

图4是显示根据本发明一实施例所述的电子装置400的装置方块图。

图5是显示根据本发明一实施例所述的电子装置500的侧视图。

图6是显示根据本发明另一实施例所述的电子装置600的俯视图。

图7是根据本发明的一实施例所述的电子装置700的俯视图。

图8是显示根据左边图像检测单元602所检测的电子装置800的图像。

图9是显示根据左边图像检测单元602所检测的手部向左挥动的电子装置900的图像。

图10是显示根据左边图像检测单元602所检测的手部进入选取操作区域的示意图。

图11A、图11B是显示根据本发明的一实施例所述用以校正于选取操作模式时，选取位置的判断的示意图。

图12是根据本发明的一实施例显示图像检测模块定位手部的位置的示意图。

图13是根据本发明的一实施例显示电子装置操作的流程图。

【主要元件符号说明】

100、200、300～输入装置

101、201、301、401、501、601、701、1001～键盘

102、202、402、502～图像检测模块

103、403～处理装置

104、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200～电子装置

203、503～选取操作区域

204、504～手势操作区域

205、505～键盘输入区域

206、506、806、906、1006～手部

207、507～操作面

208、508、808、908、1008、1108～虚拟平面

302、602、702、1102、1202～左边图像检测单元

312、612、712、1112、1212～右边图像检测单元

409、509、609、709、809、909、1009、1109、1209～显示器

1030、1230～手指位置

1031～显示像素

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特例举一优选实施例，并配合附图，来作详细说明如下：

以下将介绍根据本发明所述的优选实施例。必须要说明的是，本发明提供了许多可应用的发明概念，在此所公开的特定实施例，仅是用于说明达成与运用本发明的特定方式，而不可用以局限本发明的范围。

图1是显示根据本发明一实施例所述的输入装置100的装置方块图。根据本发明一实施例所述的输入装置100可以是用于一电子装置104，如个人计算机、笔记型计算机等。

输入装置100包括一键盘101、一图像检测模块102以及一处理装置103，其中输入装置100耦接至电子装置104。在一些实施例中，电子装置104包括一显示器以及一系统主机，输入装置100将输入的数据，经由电子装置104的系统主机显示于电子装置104的显示器上。

图2是显示根据本发明一实施例所述的输入装置200的侧视图。根据本发明一实施例所述的输入装置200包括一键盘201、一图像检测模块202以及一处理装置（图中未显示）。键盘上方具有选取操作区域203、手势操作区域204以及键盘输入区域205。图像检测模块202，内嵌于键盘201的操作面，用以检测一手部206的位置。处理装置（图中未显示），根据图像检测模块202检测上述手部206的结果通知输入装置200操作于选取操作模式、手势操作模式以及键盘输入模式中的一个。

键盘201具有一操作面207，且操作面207前缘具有一虚拟平面208，大体垂直于上述操作面207，其中虚拟平面208与操作面207之间依序为手势操作区域204以及键盘输入区域206，选取操作区域203与手势操作区域204的交界为虚拟平面208。

根据本发明的一实施例，图像检测模块202内嵌于键盘201上并倾斜一角度，当手部位于操作面207时，图像检测模块202检测不到手部的位置，并通知输入装置200操作于键盘输入模式。根据本发明的另一实施例，图像检测模块202不需倾斜一角度，而是当检测到手部位于某些部分视角时，则通知输入装置200操作于键盘输入模式。举例来说，当图像检测模块202视角够大且涵盖到键盘输入区域205时，处理装置（图中未显示）将定义靠近键盘一既定范围内的区域（例如相对于图像检测模块202与操作面207夹角小于既定角度的区域）为键盘输入区域205，当检测到手部206位于此区域时，则通知输入装置200操作于键盘输入模式。

图3是显示根据本发明一实施例所述的输入装置300的俯视图。根据本发明的一实施例，图像检测模块102具有左边图像检测单元302以及右边图像检测单元312，分别内嵌于键盘301远离使用者的两侧。

根据本发明的一实施例，左边图像检测单元302以及右边图像检测单元312可包括一图像感测器以及一主动发光源。主动发光源可为可见光发光源或不可见光发光源，用以发出一光束。根据本发明的一优选实施例，该主动发光源为一红外线发光源，发出的红外线光束由手部反射且由图像感测器接收，而测得手部的位置。根据本发明的另一实施例，主动发光源非必要，可利用环境光源代替主动发光源。根据本发明的一些实施例，图像感测器可由互补金属氧化物半导体图像感测器（CMOS sensor）或电荷耦合装置（CCD）所组成。

必须注意的是，以上所述只是一个实施例，仅供参考而非用以限定本发明的范围，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此上述实施例并非用以限定本发明的范围。

图4是显示根据本发明一实施例所述的电子装置400的装置方块图。电子装置400包括一键盘401、一图像检测模块402、一处理装置403以及一显示器409。在一些实施例中，处理装置403根据图像检测模块402所检测到的手部位置，根据键盘401的输入信息或图像检测模块402检测到的手势，而将信息显示于显示器409。

图5是显示根据本发明一实施例所述的电子装置500的侧视图。根据本发明一实施例所述的电子装置500包括一键盘501、一图像检测模块502、一处理装置（图中未显示）以及一显示器509，其中键盘501之前端与显示器509相互连接。显示器509至键盘501上方之间依序为选取操作区域503、手势操作区域504以及键盘输入区域505，其中手势操作区域504以及键盘输入区域505的交界为一虚拟平面508。图像检测模块502内嵌于键盘501前端上并介于键盘501与显示器509之间，用以检测手部506的位置。处理装置（图中未显示），根据图像检测模块502检测手部506的结果而操作于选取操作模式、手势操作模式以及键盘输入模式中的一个。

键盘501具有一操作面507，操作面507与显示器509之间分为三区域，依序为选取操作区域503、手势操作区域504以及键盘输入区域505，选取操作区域503以及手势操作区域504的交界为一虚拟平面508。

根据本发明的一实施例，图像检测模块502内嵌于键盘501上并倾斜一角度，使得手部506放置于操作面507时，图像检测模块502检测不到手部506的位置，并通知输入装置200操作于键盘输入模式。当手部506放置于键盘501的操作面507上时，垂直举起手部506，图像检测模块502即可检测到该手部506，处理装置（图中未显示）随即进入手势操作模式。根据本发明的另一实施例，图像检测模块502不需倾斜一角度，当检测到手部位于某些部分视角时，则通知输入装置200操作于键盘输入模式。

当手部506放置于键盘501的操作面507上时，垂直举起手部506，图像检测模块502即可检测到该手部506，处理装置（图中未显示）随即进入手势操作模式。提醒的是，以上的描述并不限定于图5的实施例，同样亦适用于图2的实施例中。

根据图5的实施例，当图像检测模块502检测到手部506位于手势操作区域504时，处理装置（图中未显示）操作于手势操作模式，根据手部506的手势而操控显示于显示器509的画面；当图像检测模块502检测到手部506位于选取操作区域503时，处理装置（图中未显示）操作于选取操作模式，根据图像检测模块502检测到手部506的位置，选取显示于显示器509的画面相对于手部506的位置的一物件或移动显示于显示器509的画面相对于手部506的位置的一光标；当手部506位于键盘输入区域505时，图像检测模块502未检测到手部506，处理装置（图中未显示）操作于键盘输入模式，显示器509显示键盘501的输入信息。

图6是显示根据本发明另一实施例所述的电子装置600的俯视图。图像检测模块502具有左边图像检测单元602以及右边图像检测单元612，分别置于键盘601上且靠近键盘601与显示器609的交界处，左边图像检测单元602以及右边图像检测单元612的视野相互互补重叠。

图7是根据本发明的一实施例所述的电子装置700的俯视图。图像检测模块502具有左边图像检测单元702以及右边图像检测单元712，分别置于显示器709上且靠近键盘701以及显示器709的交界处，可随显示器709转动而跟着移动。根据本发明的另一实施例，电子装置700的左边图像检测单元702以及右边图像检测单元712可放置于键盘701以及显示器709交界处的转轴上，随着显示器709转动而跟着移动。除此之外，左边图像检测单元702以及右边图像检测单元712的视野相互互补重叠。

以下依据图5以及图6的实施例描述手势操作区域、选取操作区域以及键盘输入区域，但并不限定于此，图2的实施例也可适用。

手势操作区域

图8是显示根据左边图像检测单元602所检测的电子装置800的图像。当左边图像检测单元602检测到手部806出现在画面中但未超过虚拟平面808，且手部806以一特定手势启动手势操作模式，如四指指向显示器809（在此仅用以举例说明而非用以限定本发明的范围），电子装置800的系统状态随即初始化，并利用手部806的挥动控制显示器809上画面的换页或浏览的动作。

图9是显示根据左边图像检测单元602所检测的手部向左挥动的电子装置900的图像。举例来说，手部906向左挥动时，左边图像检测单元602所检测的手指长度会变短、手指宽度会变宽。比较图8以及图9，左边图像检测单元602只要检测到手部906的X轴方向长度变短、Y轴方向长度变长，电子装置900即执行向左换页或向左浏览的动作。同样的，左边图像检测单元602所检测到的手部906向右挥动时，即手部906的X轴方向长度变短、Y轴方向长度变短。除了使用左边图像检测单元602辨识手部906挥动的方向，加入右边图像检测单元612有再次确认辨识结果是否正确的效果。此外，使用单一图像检测单元使用区域会受到图像检测单元的视野的限制，而使用二图像检测单元具有较无检测死角的优点，且图像检测单元的视野的选择也较有弹性。

选取操作区域

图10是显示根据左边图像检测单元602所检测的手部进入选取操作区域的示意图。以左边图像检测单元602所检测的手部1006的图像为例，当左边图像检测单元602检测到手部1006在键盘1001之上且穿越虚拟平面1008时，即进入选取操作区域，电子装置1000则进入选取操作模式。此时，左边图像检测单元602以及右边图像检测单元612利用三角运算或斜率运算，定位出手部1006的手指位置1030，即代表点选显示于显示器1009之一显示像素1031，当点选动作完成且手部1006离开虚拟平面1008后，电子装置1000随即离开选取操作模式而进入手势操控模式。然而，虚拟平面1008不限定为垂直面，也可以是任意预先定义的空间斜面，该斜面在图像检测模块上会有为一对应的像素位置。

图11A、图11B是显示根据本发明的一实施例所述用以校正于选取操作模式时，选取位置的判断的示意图。如图11A所示，在电子装置1100出厂前于虚拟平面1108（如图11B侧视图所示，以及在图11B所示的显示器1109上相对位置）上摆放数个已知角度的校正点，并记录每个校正点在左边图像检测单元1102以及右边图像检测单元1112上对应的像素位置，如此即可完成于虚拟平面1108所选取的位置与实际对应显示器1109像素位置的信息数据库。

图12是根据本发明的一实施例显示图像检测模块定位手部的位置的示意图。当手指位置1230位于选取操作区域时，左边图像检测单元1202以及右边图像检测单元1212根据上述图像检测像素对应实际夹角的信息数据库，决定手指位置1230相对于左边图像检测单元1202以及右边图像检测单元1212的实际夹角各是多少，已知手指位置1230与左边图像检测单元1202以及右边图像检测单元1212的夹角，左边图像检测单元1202与右边图像检测单元1212的距离也已知（电子装置出厂时，即可知左边图像检测单元1202与右边图像检测单元1212间的距离），可利用简单数学计算（仅供举例说明但非限定本发明的范围，三角运算或斜率运算）求得手指的实际坐标，并针对相对于显示器1209的显示像素执行点选动作或移动光标。

根据本发明的另一实施例，选取操作模式除了执行点选动作外，也可执行移动光标的动作。当执行移动光标的动作时，手指位置1230（如图12所示）需持续位于选取操作区域中，左边图像检测单元1202以及右边图像检测单元1212根据建立的图像检测像素对应实际夹角的信息数据库，并利用简单的数学运算即时计算手指位置1130描绘出手指位置1230移动的轨迹，并随着手指位置1130移动的轨迹而移动电子装置1200显示于显示器1209的光标。

键盘输入区域

如图5所示，由于图像检测模块502内嵌于键盘501前端的操作面507并倾斜一角度，使得手部506放置于键盘501的操作面507上时，手部506的位置不在图像检测模块502的视野范围内，此时电子装置500则进入键盘输入模式，显示器509根据键盘501输入的信息而显示一画面，手部506也可利用键盘501控制显示器509显示的内容。

图13是根据本发明的一实施例显示电子装置操作的流程图。当电子装置待机时，图像检测模块执行间歇检测，此时电子装置操作于键盘输入模式（步骤S 10）；当图像检测模块检测到一手部（步骤S20）时，判断手指位置是否越过虚拟平面（步骤S30）。如果判断手指位置越过虚拟平面，则启动选取操作模式（步骤S41）；此时图像检测模块进入全时检测（步骤S42）；左右二图像检测单元利用三角定位法，定位手指位置的坐标（步骤S43）；于手指位置相对应的显示像素，选取物件或移动光标（步骤S44）。如果判断手指位置并未越过虚拟平面，则启动手势操作模式（步骤S51）；以特定手势，如四指，初始化系统状态（步骤S52）；随即，图像检测模块进入全时检测（步骤S53）；电子系统随手势挥动而执行页面或图面换页或浏览（步骤S54）。

本发明虽以各种实施例公开如上，然而其仅为范例参考而非用以限定本发明的范围，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰。因此上述实施例并非用以限定本发明的范围，本发明的保护范围当视所附权利要求书界定范围为准。

Claims

1.一种输入装置，适用于一电子装置，包括：

一键盘，其中上述键盘上方具有一选取操作区域、一手势操作区域以及一键盘输入区域；

一图像检测模块，内嵌于上述键盘，用以检测一手部的位置；以及

一处理装置，根据上述图像检测模块检测上述手部的结果通知上述电子装置操作于选自一选取操作模式、一手势操作模式以及一键盘输入模式中的一个。

2.如权利要求1所述的输入装置，其中：

当上述图像检测模块检测到上述手部位于上述手势操作区域时，上述处理装置通知上述电子装置操作于上述手势操作模式，使得上述电子装置根据上述手部的一手势而操作；

当上述图像检测模块检测到上述手部由上述手势操作区域进入上述选取操作区域时，上述处理装置通知上述电子装置操作于上述选取操作模式，使得上述电子装置根据上述手势而操作；以及

当上述图像检测模块未检测到上述手部时，上述处理装置通知上述电子装置操作于上述键盘输入模式，使得上述电子装置根据上述键盘的输入而操作。

3.如权利要求1所述的输入装置，其中上述键盘具有一操作面，且上述键盘上方以及前缘具有一虚拟平面，大体垂直于上述操作面，其中上述虚拟平面与上述操作面之间依序具有上述手势操作区域以及上述键盘输入区域，且上述选取操作区域与上述手势操作区域的交界为上述虚拟平面。

4.如权利要求3所述的输入装置，其中当上述手部位于上述键盘输入区域时，上述处理装置通知上述电子装置操作于上述键盘输入模式。

5.如权利要求3所述的输入装置，其中上述图像检测模块内嵌于上述键盘前端的上述操作面并倾斜一角度，使得上述手部放置于上述键盘的上述操作面时，上述图像检测模块检测不到上述手部的位置。

6.如权利要求1所述的输入装置，其中上述图像检测模块具有两个图像检测单元，分别置于上述键盘上方前端的两侧。

7.一种电子装置，包括：

一显示器；

一键盘，其中上述键盘上方与上述显示器之间具有一选取操作区域、一手势操作区域以及一键盘输入区域；

一图像检测模块，设置于上述键盘与上述显示器之间，用以检测一手部的位置；以及

一处理装置，根据上述图像检测模块检测上述手部的结果而操作于选自一选取操作模式、一手势操作模式以及一键盘输入模式中的一个。

8.如权利要求7所述的电子装置，其中：

当上述图像检测模块检测到上述手部位于上述手势操作区域时，上述处理装置操作于上述手势操作模式，根据上述手部的一手势而操控显示于上述显示器的一画面；

当上述图像检测模块检测到上述手部位于上述选取操作区域时，上述处理装置操作于上述选取操作模式，根据上述图像检测模块检测到上述手部之一手部位置，选取上述画面相对于上述手部位置的一物件或移动上述画面相对于上述手部位置的一光标；以及

当上述图像检测模块未检测到上述手部时，上述处理装置操作于上述键盘输入模式，上述显示器显示上述键盘的输入信息。

9.如权利要求7所述的电子装置，其中上述键盘具有一操作面，上述操作面与上述显示器之间分为三区域，依序为上述选取操作区域、上述手势操作区域以及上述键盘输入区域，上述选取操作区域以及上述手势操作区域的交界为一虚拟平面。

10.如权利要求7所述的电子装置，其中当上述手部位于上述键盘输入区域时，上述处理装置操作于上述键盘输入模式。

11.如权利要求7所述的电子装置，其中上述图像检测模块内嵌于上述键盘前端之一操作面并倾斜一角度，使得上述手部放置于上述键盘的上述操作面时，上述图像检测模块检测不到上述手部的位置。

12.如权利要求7所述的电子装置，其中上述图像检测模块具有两个图像检测单元，分别置于上述键盘上方前端的两侧。

13.如权利要求7所述的电子装置，其中上述图像检测模块内嵌于上述键盘上且位于上述键盘与上述显示器的交界处附近。

14.如权利要求7所述的电子装置，其中上述图像检测模块内嵌于上述显示器上且位于上述键盘与上述显示器的交界处附近。