TW201421281A - 虛擬觸控方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種虛擬觸控方法，應用於具有攝影鏡頭的電腦，以提供操作者進行虛擬的觸控操作，包括：在該電腦的螢幕前的空間中定義出一虛擬的觸控面；以該攝影鏡頭拍攝手指觸及該觸控面時的基準指尖影像，並儲存該基準指尖影像；以該攝影鏡頭拍攝該手指進行觸控操作時的操作指尖影像；以及比較該基準指尖影像與該操作指尖影像的大小，判斷該手指是否觸及或穿越該虛擬觸控面。

Description

虛擬觸控方法
本發明係有關於一種虛擬觸控方法，且特別有關於在電腦螢幕前形成虛擬的觸控面的虛擬觸控方法。
由於微軟(Microsoft)將推出的新的作業系統，將全面導入觸控的功能，讓使用者更便利地操作。然而，將應用於將傳統的觸控面板應用於桌上型電腦或筆記型電腦的螢幕中雖非困難，但會使得成本提高，目前也僅有少數機種支援觸控面板的功能，明顯不夠普及。
本發明係著眼於上述的問題點，提出了一種能夠應用於大多數現有桌上型或筆記型電腦的虛擬觸控方法，利用設置於電腦螢幕上的攝影鏡頭，在螢幕前方的空間提供虛擬的觸控面，使大多數使用者能在現有的產品上享受觸控的功能。
本發明係提供一種虛擬觸控方法，應用於具有攝影鏡頭的電腦，包括：在該電腦的螢幕前的空間中定義出一虛擬的觸控面；以該攝影鏡頭拍攝手指觸及該觸控面時的基準指尖影像，並儲存該基準指尖影像；以該攝影鏡頭拍攝該手指進行觸控操作時的操作指尖影像；以及比較該基準指尖影像與該操作指尖影像的大小，判斷該手指是否觸及或穿越該觸控面。
根據本發明的一個實施例，上述虛擬觸控方法中該觸控面係預設在該電腦的鍵盤的特定按鍵列的正上方。
根據本發明的一個實施例，上述虛擬觸控方法中該電腦的螢幕係顯示一游標，該游標的顏色係隨著該手指相對於該觸控面的距離不同而變化。
根據本發明的一個實施例，上述虛擬觸控方法更包括：將該觸控面往遠離該電腦的螢幕方向移動一既定距離內的空間定義為盤旋空間；以及將該觸控面往該電腦的螢幕方向移動另一既定距離內的空間定義為觸控空間，其中該電腦的螢幕係顯示一游標，該手指在該盤旋空間內的移動係能控制該游標的移動，且該手指在該觸控空間內的移動係能控制該游標拖曳物件。
根據本發明的一個實施例，上述虛擬觸控方法中該手指由該盤旋空間往該電腦的螢幕方向觸及或穿越該觸控面後再返回該盤旋空間的動作會視為點擊動作。
根據本發明的一個實施例，上述虛擬觸控方法中該手指於該盤旋空間內、該觸控空間內、以及該盤旋空間與該觸控空間外時，該游標係分別顯示不同的顏色，且該手指在該盤旋空間內及該觸控空間內時，該游標顯示的顏色係會對應該手指與該觸控面的距離而做深淺的變化。
根據本發明的一個實施例，上述虛擬觸控方法更包括：定義出該觸控面的觸控範圍，使得該觸控範圍對應至該電腦的螢幕的顯示範圍，其中在該攝影鏡頭的視野內，該觸控範圍的四個邊係可自由設定或調整。
根據本發明的一個實施例，上述虛擬觸控方法中該虛 擬觸控方法係為一應用程式，且該應用程式可以透過滑鼠點擊該應用程式的圖示、鍵盤的熱鍵、或語音指令的輸入來啟動。
根據上述的各實施例，本發明在電腦螢幕前方的空間提供虛擬的觸控面並利用攝影鏡頭捕捉指尖影像，使使用者能在現有的大多數產品上享受觸控的功能，而不需要更換設備。
第1圖係在螢幕上方具有攝影鏡頭的傳統的筆記型電腦的立體圖。如第1圖所示，傳統的筆記型電腦1的基本構造為上模組具有螢幕10、攝影鏡頭20，下模組具有鍵盤30、滑鼠板40。本發明的虛擬觸控方法將應用於如第1圖所示的具有攝影鏡頭20的傳統的筆記型電腦1當中。
第2圖係虛擬的觸控面形成於第1圖的傳統筆記型電腦的立體圖。第3圖係虛擬的觸控面形成於第1圖的傳統筆記型電腦的側視圖。
由於使用者一般操作電腦時，手臂通常平放於桌面，而手指則置於鍵盤的按鍵上。因此，如第2圖所示，本發明係在鍵盤30上方的空間形成一虛擬的觸控面S。觸控面S是垂直於桌面的平面，使用者可藉由觸控此觸控面S來操作螢幕10顯示的游標，達成觸控的功能。
由於筆記型電腦1的螢幕10上方通常會具有用來拍攝使用者頭像以提供視訊通話用的攝影鏡頭20。本發明即利用此一攝影鏡頭20來拍攝手指的指尖影像，根據指尖影像 的成像位置來計算手指的位置，並根據指尖影像的成像大小來計算手指與攝影鏡頭20的距離。因此，本發明的虛擬觸控方法係在螢幕10前方的空間形成一虛擬的觸控面S，將手指位於觸控面S中心時的指尖影像儲存為基準值，接著再比較操作時的指尖影像與基準值的大小，當指尖影像大於或等於基準值的大小時則判斷手指觸及或穿越觸控面S。如此一來，不需要新增任何零件或變更電腦的設計，就可以簡單地使用觸控操作的功能。
以下將說明虛擬的觸控面S的設定方法。根據本發明的一個實施例，觸控面S可以預先設定在鍵盤特定位置的上方，例如操作鍵盤時，左手手指通常置於「F」、「D」、「S」、「A」四個按鍵上，右手手指則通常置於「J」、「K」、「L」、「；」，此操作位置稱為起始位置，當電腦1啟動虛擬觸控方法時，觸控面S可預設於此起始位置的正上方。另外，觸控面S也可根據使用者的使用習慣而自由地前後調整。例如，螢幕10會顯示資訊指示使用者將指尖放置於要設定的觸控面S的中心位置，藉此決定出新的觸控面S的位置。
接著，說明觸控範圍的設定方法。所謂觸控範圍是指平行於觸控面S的方向的有效感應範圍，具有上下左右四個邊，觸控範圍內會對應到螢幕10的顯示範圍，使得在觸控範圍內移動的手勢會對應地控制在螢幕10的顯示範圍內移動的游標，而超出這四個邊的手勢則不被視為觸控操作。根據本發明的一個實施例，觸控範圍可以為一個預設值，此觸控範圍的大小最好與螢幕10的顯示範圍大小接 近，如此一來手勢的移動與游標的移動可更接近1：1的移動。但觸控範圍也可根據使用者的使用習慣而自由地調整，例如，螢幕10會顯示資訊指示使用者將指尖放置於要設定邊界上，藉此決定出新的觸控範圍。
接著以第3圖說明本發明的虛擬觸控方法的可操作空間與非操作空間。如第3圖所示，將由觸控面S往使用者方向移動一既定距離(例如，10公分)內的空間定義為盤旋空間I(平行於觸控面S方向的範圍仍以觸控範圍規範)；將觸控面S往螢幕10方向移動另一既定距離(例如5公分)內的空間定義為觸控空間II(平行於觸控面S方向的範圍仍以觸控範圍規範)；將盤旋空間I及觸控空間II以外的空間定義為非操作空間III。以上的盤旋空間I、觸控空間II的厚度可使用預設值，也可由使用者自行設定。
當手指進入盤旋空間I時，攝影鏡頭20會開始捕捉手指的位置，並將螢幕10顯示的游標移動到相對應的位置，因此可藉由手指在盤旋空間I內的移動來控制游標的移動；當手指穿過觸控面S進入觸控空間II後並在觸控空間II內移動時，會判定游標選取該位置的物件並將物件沿著手指的移動方向拖曳；當手指由盤旋空間I觸及或穿過觸控面S再返回盤旋空間時，這個動作會視為游標的點擊動作；當手指位於非操作空間III內則無法進行任何觸控操作。
然而在實際操作時，使用者不易瞭解觸控面S的實際位置，因此，本發明利用游標的顏色隨著手指相對於觸控面的距離不同而變化的互動機制來讓使用者得知觸控面 的確切位置，以方便操作。
根據本發明的一個實施例，由於使用者在虛擬觸控操作中會注視螢幕10的游標，故可藉由游標特徵的改變來讓使用者注意到手指相對於觸控面S的相對位置。例如，當手指進入盤旋空間I，游標顯示淡紅色，隨著越接近觸控面S顏色漸漸變深，當手指觸及觸控面S，游標顯示黃色，當手指進入觸控空間II，游標顯示綠色，並隨著遠離觸控面S而逐漸變淺。另外，當手指位於非操作空間III時，游標可顯示灰色，表示目前游標並沒有被觸控控制。如此一來，使用者可以輕易地掌握手指位於哪一個空間而減少錯誤的操作。
接著，將說明本發明的虛擬觸控方法的操作步驟。第4圖係根據本發明實施例的虛擬觸控方法操作流程圖。
首先，在步驟S101，啟動虛擬觸控面板。本發明的虛擬觸控方法係透過一種儲存於電腦的應用程式來實行，可以透過滑鼠點擊該應用程式的圖示、按下鍵盤的熱鍵、或語音指令的指示來啟動。在步驟S102，螢幕顯示用以詢問使用者是否使用預設的虛擬觸控面的畫面。當使用者選擇是，則進行至步驟S106，直接開始觸控操作；當使用者選擇否，則進行至步驟S103。
在步驟S103中，使用者進行觸控面的位置設定。此時，螢幕會顯示一指定的位置(例如，畫面的中心點)，並請使用者將指尖放置於要設定的觸控面上的對應位置。此時，攝影鏡頭拍攝手指的指尖影像，將其做為基準指尖影像。其中，基準指尖影像位於影像感測器中的畫素陣列上 的位置會因此對應至畫面的指定位置。而基準指尖的大小即影像感測器中影像所佔畫素的數目，當手指越接近攝影鏡頭則指尖影像越大，影像所佔的畫素數目就會越多。因此基準指尖影像會用來當作手指與觸控面距離的依據，當操作時的指尖影像大於或等於此基準指尖影像的大小，則判斷手指觸及或穿過觸控面；反之當操作時的指尖影像小於或等於此基準指尖影像的大小，則判斷手指尚未到達觸控面。設定完成後進入步驟S104。
在步驟S104中，使用者進行觸控範圍的設定。此時，螢幕會顯示一指定的位置(例如，畫面的一個角落或畫面的一個邊)，並請使用者將指尖放置於要設定的觸控面上的對應位置。此時，攝影鏡頭再次拍攝手指的指尖影像，而該虛擬觸控面板的應用程式則根據這個指尖影像與步驟S103的基準指尖影像決定出觸控範圍以及觸控範圍內各點位置對應畫面顯示範圍各點位置的關係。而當觸控面位置決定後，觸控範圍的大小會對應到影像感測器中所使用的有效畫素陣列的大小，因此，在不超出影像感測器的畫素陣列的範圍內，也就是不超出攝影鏡頭的視野內，觸控範圍可以自由地設定。當使用的有效畫素陣列較少時有減少運算量提高運算速度的效果。設定完成後進入步驟S105。
在步驟S105中，使用者進行盤旋空間及觸控空間的設定。使用者可以按照螢幕顯示的指示將手指指尖置於盤旋空間及觸控空間的邊界平面來訂定盤旋空間及觸控空間的厚度，或是以鍵盤直接鍵入要設定的盤旋空間及觸控空間的厚度。設定完成後進入步驟S106。
在步驟S106中，使用者可以開始進行觸控操作，進行移動游標、點擊、拖曳、縮放等各種一般觸控面板可實行的觸控手勢。當要離開虛擬觸控面板的應用程式時，使用者可同樣點擊特定的圖示、按下鍵盤的熱鍵、或語音指令的指示來關閉應用程式。
另外，觸控操作S106時也可隨時呼叫出步驟S103~S105的設定步驟來更改設定。需注意的是當使用者非應用程式已登錄有設定檔的使用者時，使用者最好執行步驟S103~S105的設定步驟，進行校正，並在資料庫中新建設定檔，以避免手指特徵不同而造成感應的不準確。
根據上述的各實施例，本發明在電腦螢幕前方的空間提供虛擬的觸控面並利用攝影鏡頭捕捉指尖影像，使使用者能在現有的大多數產品上享受觸控的功能，而不需要更換設備。
雖本發明以上述實施例來說明，但並不限於此。更進一步地說，在熟習該領域技藝人士不脫離本發明的概念與同等範疇之下，申請專利範圍必須廣泛地解釋以包括本發明實施例及其他變形。
1‧‧‧筆記型電腦
10‧‧‧螢幕
20‧‧‧攝影鏡頭
30‧‧‧鍵盤
40‧‧‧滑鼠板
S‧‧‧觸控面
I‧‧‧盤旋空間
II‧‧‧觸控空間
III‧‧‧非操作空間
第1圖係在螢幕上方具有攝影鏡頭的傳統的筆記型電腦的立體圖。
第2圖係虛擬的觸控面形成於第1圖的傳統筆記型電腦的立體圖。
第3圖係虛擬的觸控面形成於第1圖的傳統筆記型電腦的側視圖。
第4圖係根據本發明實施例的虛擬觸控方法操作流程圖。
10‧‧‧螢幕
20‧‧‧攝影鏡頭
30‧‧‧鍵盤
40‧‧‧滑鼠板
S‧‧‧觸控面

Claims (8)

  1. 一種虛擬觸控方法，應用於具有攝影鏡頭的電腦，包括：在該電腦的螢幕前的空間中定義出一虛擬的觸控面；以該攝影鏡頭拍攝手指觸及該觸控面時的基準指尖影像，並儲存該基準指尖影像；以該攝影鏡頭拍攝該手指進行觸控操作時的操作指尖影像；以及比較該基準指尖影像與該操作指尖影像的大小，判斷該手指是否觸及或穿越該觸控面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之虛擬觸控方法，其中該觸控面係預設在該電腦的鍵盤的特定按鍵列的正上方。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之虛擬觸控方法，其中該電腦的螢幕係顯示一游標，該游標的顏色係隨著該手指相對於該觸控面的距離不同而變化。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之虛擬觸控方法，更包括：將該觸控面往遠離該電腦的螢幕方向移動一既定距離內的空間定義為盤旋空間；以及將該觸控面往該電腦的螢幕方向移動另一既定距離內的空間定義為觸控空間，其中該電腦的螢幕係顯示一游標，該手指在該盤旋空間內的移動係能控制該游標的移動，且該手指在該觸控空間內的移動係能控制該游標拖曳物件。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之虛擬觸控方法，其中該 手指由該盤旋空間往該電腦的螢幕方向觸及或穿越該觸控面後再返回該盤旋空間的動作會視為點擊動作。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之虛擬觸控方法，其中該手指於該盤旋空間內、該觸控空間內、以及該盤旋空間與該觸控空間外時，該游標係分別顯示不同的顏色，且該手指在該盤旋空間內及該觸控空間內時，該游標顯示的顏色係會對應該手指與該觸控面的距離而做深淺的變化。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之虛擬觸控方法，更包括：定義出該觸控面的觸控範圍，使得該觸控範圍對應至該電腦的螢幕的顯示範圍，其中在該攝影鏡頭的視野內，該觸控範圍的四個邊係可自由設定或調整。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之虛擬觸控方法，其中該虛擬觸控方法係為一應用程式，且該應用程式可以透過滑鼠點擊該應用程式的圖示、鍵盤的熱鍵、或語音指令的輸入來啟動。
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TWI745992B (zh) * 2020-06-04 2021-11-11 宏芯科技股份有限公司 用於虛擬觸控之投影裝置及其方法

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