电子装置与电子装置的控制方法
【专利摘要】一种电子装置与电子装置的控制方法。该电子装置包括主机本体、屏幕、取像装置以及量角装置。主机本体包括处理单元。屏幕枢接于主机本体。取像装置耦接至主机本体，用以取得多个三维影像，并且进一步分析三维影像内所包含的至少一既定物体于三维空间内的座标。量角装置耦接至主机本体与屏幕，用以测量主机本体与屏幕的夹角。处理单元根据夹角计算屏幕的显示区域于三维空间内的所在范围，并且根据显示区域的所在范围与既定物体的座标判断既定物体是否碰触到屏幕的显示区域，以及当既定物体被判断碰触到屏幕的显示区域时，进一步判断既定物体于显示区域内的一操作行为。
【专利说明】 电子装置与电子装置的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电子装置；特别是涉及一种利用深度摄影机实施屏幕触控功能的电子装置。
【背景技术】
[0002]随着电子技术的发展，各种消费性电子产品(例如，笔记型计算机、电子辞典、个人数字助理、手机等)都朝向小型化发展，以方便使用者携带，并且随时随地可以使用。通常为了避免电子产品的显示面板刮伤，电子产品多会利用折迭的结构，将显示面板盖合在主机部分上。
[0003]以笔记型计算机为例，笔记型计算机主要可分为主机本体以及通过枢接机构与主机本体连结的屏幕两部分。因此，在收纳及携带笔记型计算机时，可将屏幕盖合在主机本体上，以避免屏幕表面遭异物刮伤、或灰尘侵入键盘缝隙、或是因不慎碰撞，造成枢接机构的损坏。而使用者欲使用笔记型计算机时，只要将笔记型计算机的屏幕掀开即可。
[0004]一般而言，笔记型计算机所配置的屏幕并非触控屏幕。然而，以触碰或其他控制方式取代使用滑鼠或键盘控制电子装置的操作模式已渐渐成为市场主流。因此，需要一种全新的电子装置设计，其可利用深度摄影机实施屏幕触控功能。
【发明内容】
[0005]根据本发明的一实施例，一种电子装置包括主机本体、屏幕、取像装置以及量角装置。主机本体包括处理单元。屏幕枢接于主机本体。取像装置耦接至主机本体，用以取得多个三维影像，并且进一步分析三维影像内所包含的至少一既定物体于三维空间内的座标。量角装置耦接至主机本体与屏幕，用以测量主机本体与屏幕的夹角。处理单元根据夹角计算屏幕的显示区域于三维空间内的所在范围，并且根据显示区域的所在范围与既定物体的座标判断既定物体是否碰触到屏幕的显示区域，以及当既定物体被判断碰触到屏幕的显示区域时，进一步判断既定物体于显示区域内的一操作行为。
[0006]根据本发明的另一实施例，一种电子装置的控制方法，包括:通过取像装置取得多个三维影像；分析三维影像内所包含的至少一既定物体于三维空间内的座标；通过量角装置测量电子装置的主机本体与屏幕的夹角，其中屏幕枢接于主机本体；根据夹角计算屏幕的显示区域于三维空间内的所在范围；根据显示区域的所在范围与既定物体的座标判断既定物体是否碰触到屏幕的显示区域；以及当既定物体被判断碰触到屏幕的显示区域时，判断既定物体于显示区域内的操作行为，并且根据操作行为控制电子装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1显示根据本发明的一实施例所述的电子装置方块图。
[0008]图2显示根据本发明的一实施例所述的电子装置上视图。
[0009]图3显示根据本发明的一实施例所述的电子装置侧视图。
[0010]图4显示根据本发明的一实施例所述的电子装置的控制方法流程图。
[0011]图5A显示根据本发明的一实施例所述的取像装置于触控模式下的侧视图。
[0012]图5B显示根据本发明的一实施例所述的取像装置于手势模式下的侧视图。
[0013]图6A显示根据本发明的一实施例所述的电子装置于触控模式下的侧视图。
[0014]图6B显示根据本发明的一实施例所述的电子装置于手势模式下的侧视图。
[0015]附图符号说明
[0016]100电子装置
[0017]110、210 主机本体
[0018]120、220 屏幕
[0019]130、230 取像装置
[0020]140、240 量角装置
[0021]150处理单元
[0022]160、560 检测装置
[0023]570旋转装置
[0024]580触发开关
【具体实施方式】
[0025]为使本发明的制造、操作方法、目标和优点能更明显易懂，下文特举几个较佳实施例，并结合附图详细说明如下。
[0026]实施例:
[0027]图1显示根据本发明的一实施例所述的电子装置方块图。根据本发明的一实施例，电子装置100可以是一笔记型计算机，并且至少可包括主机本体110、屏幕120、取像装置130与量角装置140。主机本体110可至少包括处理单元150与检测装置160。屏幕120通过枢接机构(图未示)枢接于主机本体110。取像装置130耦接至主机本体110，用以藉由拍摄或摄影操作取得多个三维影像，并且进一步分析三维影像内所包含的至少一既定物体于一三维空间内的一座标。根据本发明的一实施例，取像装置130可包括一摄影机(例如，一深度摄影机)以及一控制芯片。控制芯片用以控制摄影机的拍摄或摄影操作，以及分析三维影像。量角装置140耦接至主机本体110与屏幕120，用以测量主机本体110与屏幕120的一夹角。
[0028]图2显示根据本发明的一实施例所述的电子装置上视图。如图所示，本发明所使用的三维座标系统为(X，Y,Z)，藉由电子装置的上视图显示各元件于三维空间内的座标。假设屏幕220与包含主机本体210的长度为h，宽度为W，并且量角装置240位于原点，其座标为(0，0，O)，而于此实施例中，取像装置230的座标为(a，0，h)，其中O写a兰W。
[0029]图3显示根据本发明的一实施例所述的电子装置侧视图。假设屏幕220的一侧边的顶点座标为(0，i，j)，且主机本体210与屏幕220之间所形成的夹角为Θ，其中O。含θ ^ 180。，因此，根据二维座标转换法，可推得屏幕220的侧边顶点座标为(0，h.sin Θ，h.cos Θ )。如图所示，由于屏幕的侧边与量角装置可视为于三维空间内的Y-Z平面上形成一连线，因此，处理单元150可进一步根据量角装置的座标(0，O, O)与屏幕220的侧边顶点座标(0，h.sin Θ，h.cos θ )计算出此Y-Z平面上的连线的一直线方程序为:
[0030]z.sin Θ -y.cos θ =0 式(I)
[0031]在得到直线方程序后，处理单元150可进一步根据直线方程序与屏幕的一尺寸定义出屏幕的显示区域于三维空间内的所在范围，其中只要三维空间内的任一点的座标(X，Y, Ζ)满足式(I)，并且符合以下条件:
[0032]X e [O, w], y e [0，h]，ze [-h，h] 条件(I)
[0033]则该点所在位置系归属于屏幕的显示区域所在范围。值得注意的是，于此是假设屏幕的尺寸几乎等于显示区域的尺寸。然而，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可做些许的更动与润饰，例如，进一步根据显示区域的尺寸更精确地定义出显示区域于三维空间内的所在范围，而本发明并不限于任一种实施方式。
[0034]根据本发明的一实施例，在处理单元150根据屏幕与主机本体的夹角计算出屏幕的显示区域于三维空间内的一所在范围后，可进一步自取像装置(例如，取像装置130/230)取得三维影像内所包含的至少一既定物体于一三维空间内的一座标，其中此既定物体可藉由对应的软件或应用程序设定，使得取像装置(例如，取像装置130/230)的控制芯片可藉由影像分析识别出既定物体是否存在于影像画面中，并且进一步计算出既定物体的座标。举例而言，使用者可预先藉由对应的软件或应用程序设定由手指或笔执行触控操作。因此，控制芯片可藉由影像分析识别出摄取到的影像画面中是否出现手指或笔的影像，并且在识别出手指或笔的影像后，进一步计算出手指或笔的座标。
[0035]根据本发明的一实施例，由于取像装置(例如，取像装置130/230)所取得的既定物体座标是以取像装置(例如，取像装置130/230)的中心为原点的座标系统，因此，假设取像装置的座标为(a，0，d)，其中Ofd = h，而由取像装置所输出的既定物体座标为(Cx, Cy, Cz)，则结合式(I)与条件(I)，只要Cx，Cy, Cz满足式(2)与条件(2):
[0036](Cz+d).sin Θ -Cy.cos θ =0 式(2)
[0037]Cx e [-a, w~a], Cy e [0, h], Cz e [- (h+d), h_d] 条件(2)
[0038]则处理单元150可判断既定物体碰触到屏幕的显示区域。
[0039]根据本发明的一实施例，只要既定物体被判断碰触到屏幕的显示区域时，处理单元150可进一步根据既定物体的座标变化判断既定物体于显示区域上的一操作行为，并且根据此操作行为控制电子装置100的运作。如此一来，即便电子装置100的屏幕(例如，屏幕120/220)并非触控屏幕，也可藉由以上方式实现触控的功能。
[0040]图4显示根据本发明的一实施例所述的电子装置的控制方法流程图。首先，通过取像装置取得多个三维影像，并且分析三维影像内所包含的一既定物体于一三维空间内的一座标(步骤S402)。接着，通过量角装置测量电子装置的一主机本体与一屏幕的夹角(步骤S404)，其中屏幕可通过枢接机构枢接于电子装置的主机本体。接着，电子装置的处理装置可根据夹角计算屏幕的一显示区域于三维空间内的一所在范围(步骤S406)。接着，处理装置可根据显示区域的所在范围与既定物体的座标判断既定物体是否碰触到屏幕的显示区域(步骤S408)。最后，当既定物体被判断碰触到屏幕的显示区域时，处理装置可进一步判断物体于显示区域内的一操作行为，并且根据此操作行为控制电子装置(步骤S410)。
[0041]参考回图1，根据本发明的另一实施例，电子装置100可还包括检测装置160，用以检测取像装置的拍摄范围是否包含屏幕的显示区域，以致使电子装置100可进一步切换于触控模式与手势模式之间，增加电子装置100的操作弹性。
[0042]图5A显示根据本发明的一实施例所述的取像装置于触控模式下的侧视图。图5B显示根据本发明的一实施例所述的取像装置于手势模式下的侧视图。图6A显示根据本发明的一实施例所述的电子装置于触控模式下的侧视图。图6B显示根据本发明的一实施例所述的电子装置于手势模式下的侧视图。结合图5A、5B、6A与6B，以下段落将针对电子装置的触控模式与手势模式做更进一步地介绍。
[0043]根据本发明的一实施例，取像装置230可包括一触发开关580。此外，取像装置230可架设于主机本体210上，并且藉由一旋转装置570改变取像装置230的拍摄角度，因此可改变取像装置230的拍摄范围。如图5A所示，于触控模式下，触发开关580与检测装置560电性连接，因此，当检测装置560可检测到触发开关580时，可传送第一指示信号至处理单元(图未示)。如此一来，处理单元可判断出取像装置230目前如图6A所示立于主机本体210之上。此时，由于取像装置230的拍摄范围可涵盖屏幕的显示区域，处理单元可启动一触控模式。于触控模式下，处理单元可如上述自取像装置230取得既定物体于屏幕的显示区域内的座标变化，并且根据此座标变化分析既定物体于显示区域内的操作行为，并根据既定物体的操作行为控制电子装置。
[0044]另一方面，当取像装置230如图5B所示被旋转后，触发开关580将无法与检测装置560电性连接，此时，检测装置560可传送第二指示信号至处理单元，或者，于其他实施例中，检测装置560可不传送任何指示信号至处理单元。当处理单元接收到第二指示信号，或者未接收到任何指示信号时，可判断出取像装置230目前并未如图6A所示立于主机本体210之上，因此推断取像装置230的拍摄范围可能已无法涵盖屏幕的显示区域。此时，处理单元可启动一手势模式。于手势模式下，处理单元可自取像装置230取得既定物体于三维空间内的座标变化，并且根据此座标变化分析既定物体于三维空间内的动作，并且根据此动作控制电子装置100。
[0045]举例而言，使用者可预先藉由对应的软件或应用程序设定由双手执行手势操作，并且可设定各手势所对应的操作指令。因此，取像装置的控制芯片可藉由影像分析识别出摄取到的影像画面中是否出现手的影像，并且在识别出手的影像后，进一步计算出手的座标，并且持续追踪手的座标变化。取像装置可将手的座标变化输出至处理单元，因此处理单元可根据此变化识别出使用者所输入的手势为何，并且在识别出手势后，根据该手势所对应的操作指令控制电子装置100。
[0046]藉由检测装置160/560的检测以及处理单元的控制，电子装置100可有弹性地切换于触控模式与手势模式之间，使得电子装置100可兼具触碰控制及手势控制的功能。
[0047]本发明的上述实施例能够以多种方式执行，例如使用硬件、软件或其结合来执行。本领域技术人员应了解执行上述功能的任何组件或组件的集合可被视为一个或多个控制上述功能的处理器。此一个或多个处理器可以多种方式执行，例如藉由指定硬件，或使用微码或软件来编程的通用硬件来执行上述功能。
[0048]本发明虽以较佳实施例揭示如上，然其并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的前提下，可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围是以本发明的权利要求为准。
【权利要求】
1.一种电子装置，包括: 一主机本体，包括一处理单元； 一屏幕，枢接于该主机本体； 一取像装置，耦接至该主机本体，用以取得多个三维影像，并且进一步分析这些三维影像内所包含的至少一既定物体于一三维空间内的一座标；以及 一量角装置，耦接至该主机本体与该屏幕，用以测量该主机本体与该屏幕的一夹角； 其中该处理单元根据该夹角计算该屏幕的一显示区域于该三维空间内的一所在范围，并且根据该显示区域的该所在范围与该既定物体的该座标判断该既定物体是否碰触到该屏幕的该显示区域，以及当该既定物体被判断碰触到该屏幕的该显示区域时，进一步判断该既定物体于该显示区域内的一操作行为。
2.如权利要求1所述的电子装置，其中该处理单元根据该量角装置于该三维空间内的一座标与该夹角计算出该屏幕的一侧边与该量角装置于该三维空间内所形成的一连线的一直线方程序，并且根据该直线方程序与该屏幕的一尺寸计算出该屏幕的该显示区域于该三维空间内的该所在范围。
3.如权利要求1所述的电子装置，其中该处理单元进一步根据该取像装置于该三维空间内的一座标、该显示区域的该所在范围与该既定物体的该座标判断该既定物体是否碰触到该屏幕的该显示区域。
4.如权利要求1所述的电子装置，还包括一检测装置，耦接至该主机本体，用以检测该取像装置的一拍摄范围是否包含该显示区域，其中当该拍摄范围包含该显示区域时，该处理单元启动一触控模式，于该触控模式下,该处理单元判断该既定物体是否碰触到该显示区域，以及当该既定物体被判断碰触到该显示区域时，进一步判断该既定物体于该显示区域上的该操作行为。
5.如权利要求4所述的电子装置，其中当该拍摄范围不包含该显示区域时，该处理单元启动一手势模式，于该手势模式下，该处理单元进一步根据这些三维影像分析该既定物体于该三维空间内的一动作。
6.一种方法，用以控制一电子装置，包括: 通过一取像装置取得多个三维影像； 分析这些三维影像内所包含的至少一既定物体于一三维空间内的一座标； 通过一量角装置测量该电子装置的一主机本体与一屏幕的一夹角，其中该屏幕枢接于该主机本体； 根据该夹角计算该屏幕的一显示区域于该三维空间内的一所在范围； 根据该显示区域的该所在范围与该既定物体的该座标判断该既定物体是否碰触到该屏幕的该显示区域；以及 当该既定物体被判断碰触到该屏幕的该显示区域时，判断该既定物体于该显示区域内的一操作行为，并且根据该操作行为控制该电子装置。
7.如权利要求6所述的方法，其中根据该夹角计算该屏幕的该显示区域于该三维空间内的该所在范围的该步骤还包括: 决定该量角装置于该三维空间内的一座标； 根据该量角装置的该座标与该夹角计算出该屏幕的一侧边与该量角装置于该三维空间内所形成的一连线的一直线方程序；以及 根据该直线方程序与该屏幕的一尺寸计算出该屏幕的该显示区域于该三维空间内的该所在范围。
8.如权利要求6所述的方法，其中根据该显示区域的该所在范围与该既定物体的该座标判断该既定物体是否碰触到该屏幕的该显示区域的该步骤还包括: 决定该取像装置于该三维空间内的一座标；以及 根据该取像装置的该座标、该显示区域的该所在范围与该既定物体的该座标判断该既定物体是否碰触到该屏幕的该显示区域。
9.如权利要求6所述的方法，还包括: 检测该取像装置的一拍摄范围是否包含该显示区域；以及 当该拍摄范围包含该显示区域时，启动一触控模式，并且于该触控模式下，执行根据该显示区域的该所在范围与该既定物体的该座标判断该既定物体是否碰触到该屏幕的该显示区域以及当该既定物体被判断碰触到该屏幕的该显示区域时，判断该既定物体于该显示区域内的该操作行为，并且根据该操作行为控制该电子装置等步骤。
10.如权利要求9所述的方法，其中当该拍摄范围不包含该显示区域时，还包括: 启动一手势模式；以及 根据这些三维影像分析该既定物体于该三维空间内的一动作，并且根据该动作控制该电子装置。
【文档编号】G06F3/01GK104375629SQ201310386380
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月14日
【发明者】李崇玮, 魏守德, 苏上钦, 萧希群 申请人:纬创资通股份有限公司