TWI534684B - 空中觸摸裝置及空中觸摸方法 - Google Patents

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Description

空中觸摸裝置及空中觸摸方法
本發明涉及一種空中觸摸裝置及空中觸摸方法，特別涉及一種紅外線空中觸摸裝置和空中觸摸方法。
目前，觸摸裝置已經被廣大用戶所認知。但是傳統的觸摸裝置是只有用戶用手指或借助其他工具直接觸碰該觸摸裝置的觸摸屏，該觸摸裝置才能執行相應的操作。這樣，容易弄髒該觸摸裝置的觸摸屏，另外，長時間的直接觸碰容易刮傷或損壞該觸摸裝置的觸摸屏。再者，由於需要用戶接觸該觸摸屏非常近進行觸摸操作，長時間的近距離操作容易造成視力疲勞，嚴重的容易造成近視。因此有必要提供一種能使用戶遠離該觸摸屏、無需直接觸碰該觸摸屏的觸摸裝置。
有鑒於此，有必要提供一種空中觸摸裝置及空中觸摸方法，可使得用戶遠離該觸摸屏、無需直接觸碰該觸摸屏。
一種空中觸摸裝置，包括一顯示單元、一橫軸紅外發射器組及一縱軸紅外發射器組，該橫軸紅外發射器組設置於該顯示單元的第一邊框上，該縱軸紅外發射器組設置於與該橫軸紅外發射器組設置的第一邊框相鄰的一第二邊框上，該橫軸紅外發射器組和該縱軸紅外發射器組均包括若干個紅外發射器，該裝置還包括一橫軸 紅外接收器組、一縱軸紅外接收器組、若干個馬達及一處理單元；該橫軸紅外接收器組對應設置於該橫軸紅外發射器組設置的第一邊框上，且位置一一對應，該橫軸紅外接收器組包括若干個紅外接收器，該第一邊框的紅外接收器用於接收該第一邊框的紅外發射器發射的紅外線，並轉換成對應的電信號，其中，該每一橫軸紅外接收器分別對應於一直角坐標系中的一橫坐標；該縱軸紅外接收器組對應設置於該縱軸紅外發射器組設置的第二邊框上，且位置一一對應，該縱軸紅外接收器組包括若干個紅外接收器，該第二邊框的紅外接收器用於接收該第二邊框的紅外發射器發射的紅外線，並轉換成對應的電信號，其中，該每一縱軸紅外接收器分別對應於一直角坐標系中的一縱坐標；該若干個馬達分別與一紅外發射器及對應的紅外接收器電連接，用於驅動該紅外發射單元和紅外接收單元轉動；該處理單元與該若干個馬達和每個紅外接收器電連接，用於控制該若干個馬達分別驅動該紅外發射器組的紅外發射器和紅外接收器組的紅外接收器轉動，並在同時接收到第一邊框的紅外接收器傳送的電信號和該第二邊框的紅外接收器傳送的電信號時，根據傳送該電信號的該第一邊框的紅外接收器以及第二邊框紅外接收器確定對應的橫坐標和縱坐標，從而確定該觸摸位置，並確定該顯示單元對應觸摸位置的圖示。
一種空中觸摸方法，該方法應用於一種空中觸摸裝置上，該方法包括：控制該若干個馬達驅動該紅外發射器組的紅外發射器和該紅外接收器組的紅外接收器轉動；當同時接收該第一邊框的紅外接收器及該第二邊框的紅外接收器傳送的電信號時，根據傳送該電信號的第一邊框的紅外接收器和第二邊框的紅外接收器來確定對應的橫坐標和縱坐標，從而確定觸摸位置，並確定該顯示單元 對應於觸摸位置的圖示。
該處理單元控制該若干個馬達驅動紅外發射單元和紅外接收單元轉動，並在同時接收到位於第一邊框的紅外接收器及位於第二邊框的紅外接收器傳送的電信號時，確定橫坐標和縱坐標，從而確定觸摸位置。從而實現空中觸摸，可使用戶遠離該觸摸屏、無需直接觸碰該觸摸屏。
1‧‧‧空中觸摸裝置
10‧‧‧顯示單元
20‧‧‧紅外發射單元
30‧‧‧紅外接收單元
40‧‧‧馬達
50‧‧‧處理單元
21‧‧‧橫軸紅外發射器組
22‧‧‧縱軸紅外發射器組
201‧‧‧紅外發射器
31‧‧‧橫軸紅外接收器組
32‧‧‧縱軸紅外接收器組
301‧‧‧紅外接收器
圖1為本發明一實施方式中空中觸摸裝置觸摸之示意圖。
圖2為本發明如圖1所示的空中觸摸裝置之方框示意圖。
圖3為本發明如圖1所示的空中觸摸裝置的紅外發射單元和紅外接收單元之位置示意圖。
圖4為本發明如圖1所示的空中觸摸裝置確定觸摸位置之原理示意圖。
圖5為本發明一實施方式中空中觸摸方法之流程圖。
請參閱圖1-圖2，為本發明一實施方式的空中觸摸裝置1的示意圖。該空中觸摸裝置1包括一顯示單元10、一紅外發射單元20、一紅外接收單元30、若干個馬達40及一處理單元50。
該紅外發射單元20、紅外接收單元30及該若干個馬達40設置於顯示單元10上。其中，該紅外發射單元20包括一橫軸紅外發射器組21和一縱軸紅外發射器組22，該橫軸紅外發射器組21和該縱軸紅外發射器組22分別包括若干個紅外發射器201。該紅外接收單元30包括一橫軸紅外接收器組31和一縱軸紅外接收器組32，該橫軸 紅外接收器組31和該縱軸紅外接收器組32包括若干個紅外接收器301。該橫軸紅外發射器組21包括的紅外發射器201的數量和該橫軸紅外接收器組31包括的紅外接收器301的數量相同，且一一對應。該縱軸紅外發射器組22包括的紅外發射器201的數量與該縱軸紅外接收器組32包括的紅外接收器301的數量相同，且一一對應。該紅外接收器301用於接收該對應的紅外發射器201發射的紅外線，並轉換成對應的電信號。其中，在本實施方式中，該紅外發射器201只能發射其特定頻率的紅外線，且每個紅外發射器201發射的紅外線的頻率不同，該紅外接收器301只能接收其對應紅外發射器201發射的特定頻率的紅外線，從而防止一紅外發射器201發射的紅外線被另一紅外發射器201對應的紅外接收器301接收。
該橫軸紅外發射器組21的多個紅外發射器201和該橫軸紅外接收器組31的多個紅外接收器301一一對應地設置於該顯示單元10的第一邊框11上，且均可相對該第一邊框11轉動，該縱軸紅外發射器組22的紅外發射器201和該縱軸紅外接收器組32的紅外接收器301一一對應地設置於該顯示單元10的與該第一邊框11相鄰的第二邊框12上，且同樣可相對該第二邊框12轉動。在本實施方式中，該第一邊框11為該顯示單元10的上邊框，該第二邊框12為該顯示單元10的左邊框。在本實施方式中，設置於第一邊框11的紅外發射器201與紅外接收器301的位置一一對應，設置於第二邊框12上的紅外發射器201與紅外接收器301的位置一一對應，該橫軸紅外發射器組21的多個紅外發射器201之間的間距與設置在第二邊框12上的該縱軸紅外發射器組22的多個紅外發射器201之間的間距分別相等。顯然，設置於第一邊框11上的該橫軸紅外接收器組 31的多個紅外接收器301之間的間距與設置於第二邊框12上的該縱軸紅外接收器組32的多個紅外接收器301之間的間距也分別相等。
在本實施方式中，該位於第一邊框11上的橫軸紅外接收器組31的多個紅外接收器301分別對應於一直角坐標系中的橫坐標，該位於第二邊框12上的該縱軸紅外接收器組32的多個紅外接收器301分別對應一直角坐標系中的縱坐標(如圖3所示)。在其他實施方式中，該第一邊框11的紅外接收器301對應於一直角坐標系中的縱坐標，該第二邊框12的紅外接收器301對應於一直角坐標系中的橫坐標。
該若干個馬達40中的每個馬達分別與一紅外發射器201及對應的紅外接收器301連接，用於控制該每一紅外發射器201及對應的紅外接收器301轉動。
該處理單元50與該若干個馬達40以及該每一紅外發射器201以及紅外接收器301電連接。
該若干個馬達40用於在處理單元50的控制下驅動該紅外發射單元20和紅外接收單元30在與該顯示單元10的夾角為0度到與該顯示單元10的夾角為90度之間轉動，從而形成與該顯示單元10夾角不同的掃描線。在本實施方式中，該紅外發射器201與該顯示單元10的夾角和對應的該紅外接收器301與該顯示單元10的夾角一直保持相同。
藉由控制位於第一邊框11上的紅外發射器201與位於第二邊框12上的紅外發射器201的發射角度，使得該第一邊框11上的紅外發 射器201與位於第二邊框12上的紅外發射器201發射的紅外線相交於一點時，形成對應於顯示單元10上圖示的可觸摸點。其中，在本實施方式中，該若干個馬達40控制該紅外發射器201和紅外接收器301與顯示單元10的夾角以遞增或遞減的方式週期性地轉動，顯然，紅外發射器201發射的紅外線為向顯示單元10表面向外發射，且與顯示單元10外表面的夾角在0至90度之間變化。在本實施方式中，該若干個馬達40控制該紅外發射器201和紅外接收器301轉動的速度較快，即轉動週期較短，且該若干個馬達40控制的每對紅外發射器201和紅外接收器301轉動的速度不同，即每對紅外發射器201和紅外接收器301的轉動週期不同。因此，使得在一個轉動週期內，該顯示單元10上的任何一點均至少會發生一次該第一邊框11上的紅外發射器201發射的紅外線與位於第二邊框12上的紅外發射器201發射的紅外線相交的情況，即，該顯示單元10上任何一點均為可觸摸點，且用戶手指停留在位於該點上的一定範圍內的某處均可觸發該觸摸操作，從而實現空中觸摸。
當用戶手指觸摸該可觸摸點時，該位於第一邊框11的紅外發射器201發射的特定頻率紅外線被手指阻擋，從而反射回來被該位於第一邊框11的對應的紅外接收器301接收，該接收紅外線的紅外接收器301產生對應的電信號(如圖4所示)。同時，該位於第二邊框12的紅外發射器201發射的特定頻率紅外線被手指阻擋，從而反射回來被該位於第一邊框11的對應的紅外接收器301接收，該接收紅外線的紅外接收器301產生對應的電信號。其中，當該紅外發射器201及該紅外接收器301與顯示單元10外表面的夾角為0度不在考慮範圍內。該處理單元50接收該位於第一邊框11和第二邊框12的紅外發射器201產生的電信號分別確定一縱坐標以及 一橫坐標，而最終確定該觸摸位置，並確定該顯示單元10對應觸摸位置所顯示的圖示，並執行該圖示對應的功能。在本發明中，該名詞“觸摸”並不限於接觸該顯示單元10的動作，當用戶手指位於該可觸摸點上方一定距離，也稱為觸摸。
如圖3及圖4所示，下面舉個例子來詳細說明本發明的實施方式：設該橫軸第3個紅外接收器301對應的橫坐標為6，該縱軸第5個紅外接收器301對應的縱坐標為10，當處理單元50接收到該橫軸第3個紅外接收器301和該縱軸第5個紅外接收器301發送的電信號時，分別確定該橫坐標和縱坐標分別為6和10，從而確定觸摸位置為(6,10)，並確定該顯示單元對應觸摸位置上所顯示的圖示，從而執行該圖示對應的功能。
請參閱圖5，為本發明空中觸摸方法的流程圖。該空中觸摸方法應用於如圖1所示的空中觸摸裝置1。
在步驟S501中，該處理單元50控制該若干個馬達40分別驅動該紅外發射單元20中的紅外發射器201和該紅外接收單元30中的紅外接收器301以遞增或遞減的方式在與該顯示單元10的夾角為0度到與該顯示單元10的夾角為90度之間週期性地轉動。
在步驟S502中，該處理單元50判斷該是否同時接收到第一邊框11的紅外接收器301和第二邊框12的紅外接收器301傳送的電信號。 當同時接收到傳送的電信號時，執行步驟S503。當沒有同時接收到傳送的電信號時，執行步驟S502。
在步驟S503中，該處理單元50根據該傳送電信號的第一邊框11的紅外接收器301和第二邊框12的紅外接收器301分別確定橫坐標和 縱坐標，從而確定該觸摸位置，並確定該顯示單元10對應觸摸位置所顯示的圖示，並執行該圖示對應的功能。
本技術領域的普通技術人員應當認識到，以上的實施方式僅是用來說明本發明，而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍之內，對以上實施例所作的適當改變和變化都落在本發明要求保護的範圍之內。
1‧‧‧空中觸摸裝置
10‧‧‧顯示單元
20‧‧‧紅外發射單元
30‧‧‧紅外接收單元
40‧‧‧馬達
50‧‧‧處理單元

Claims (10)

  1. 一種空中觸摸裝置，包括一顯示單元、一橫軸紅外發射器組及一縱軸紅外發射器組，該橫軸紅外發射器組設置於該顯示單元的第一邊框上，該縱軸紅外發射器組設置於與該橫軸紅外發射器組設置的第一邊框相鄰的一第二邊框上，該橫軸紅外發射器組和該縱軸紅外發射器組均包括若干個紅外發射器，其改良在於，該裝置還包括一橫軸紅外接收器組、一縱軸紅外接收器組、若干個馬達及一處理單元；該橫軸紅外接收器組對應設置於該橫軸紅外發射器組設置的第一邊框上，且位置一一對應，該橫軸紅外接收器組包括若干個紅外接收器，該第一邊框的紅外接收器用於接收該第一邊框的紅外發射器發射的紅外線，並轉換成對應的電信號，其中，該每一橫軸紅外接收器分別對應於一直角坐標系中的一橫坐標；該縱軸紅外接收器組對應設置於該縱軸紅外發射器組設置的第二邊框上，且位置一一對應，該縱軸紅外接收器組包括若干個紅外接收器，該第二邊框的紅外接收器用於接收該第二邊框的紅外發射器發射的紅外線，並轉換成對應的電信號，其中，該每一縱軸紅外接收器分別對應於一直角坐標系中的一縱坐標；每一馬達分別與一紅外發射器及對應的紅外接收器電連接，用於驅動該連接的紅外發射器及對應的紅外接收器轉動；該處理單元與該若干個馬達和該若干個紅外接收器電連接，用於控制該若干個馬達分別驅動該紅外發射器組的紅外發射器和紅外接收器組的紅外接收器轉動，並在同時接收到第一邊框的紅外接收器傳送的電信號和 該第二邊框的紅外接收器傳送的電信號時，根據傳送該電信號的該第一邊框的紅外接收器以及第二邊框紅外接收器確定對應的橫坐標和縱坐標，從而確定一觸摸位置，並確定該顯示單元對應觸摸位置的圖示。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之空中觸摸裝置，其中，該若干個馬達控制該紅外發射器和紅外接收器以遞增或遞減的方式在與該顯示單元的夾角為0度到與該顯示單元的夾角為90度之間週期性迴圈轉動。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之空中觸摸裝置，其中，每一馬達驅動每對紅外發射器和紅外接收器轉動的速度不同。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之空中觸摸裝置，其中，每個紅外發射器分別發射不同頻率的紅外線，每個紅外接收器分別只能接收不同頻率的紅外線。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之空中觸摸裝置，其中，該第一邊框的橫軸紅外發射器組的多個紅外發射器之間的間距與第二邊框的縱軸紅外發射器組的多個紅外發射器之間的間距分別相等，該第一邊框的橫軸紅外接收器組的多個紅外接收器之間的間距與第二邊框的縱軸紅外接收器組的多個紅外接收器之間的間距分別相同。
  6. 一種空中觸摸方法，該方法應用於如申請專利範圍第1項所述的空中觸摸裝置上，其改良在於，該方法包括：控制該若干個馬達驅動該紅外發射器組的紅外發射器和該紅外接收器組的紅外接收器轉動；當同時接收該第一邊框的紅外接收器及該第二邊框的紅外接收器傳送的電信號時，根據傳送該電信號的第一邊框的紅外接收器和第二邊框的紅外接收器來確定對應的橫坐標和縱坐標，從而確定觸摸位置，並確定該顯示單元對應於觸摸位置的圖示。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之空中觸摸方法，其中，該方法還包括： 控制該若干個馬達驅動該紅外發射器和紅外接收器以遞增或遞減的方式在與該顯示單元的夾角為0度到與該顯示單元的夾角為90度之間週期性迴圈轉動。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之空中觸摸方法，其中，每個紅外發射器分別發射不同頻率的紅外線，每個紅外接收器分別只能接收不同頻率的紅外線。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之空中觸摸方法，其中，每一馬達控制每對紅外發射器和紅外接收器轉動的速度不同。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之空中觸摸方法，其中，該橫軸紅外發射器組的多個紅外發射器之間的間距和該縱軸紅外發射器組的多個紅外發射器之間的間距分別相同，該橫軸紅外接收器組的多個紅外接收器之間的間距和該縱軸紅外接收器組的多個紅外接收器之間的間距分別相同。
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