虚拟触控方法
【专利摘要】本发明提供一种虚拟触控方法，应用于具有摄影镜头的计算机，以提供操作者进行虚拟的触控操作，包括：在该计算机的屏幕前的空间中定义出一虚拟的触控面；以该摄影镜头拍摄手指触及该触控面时的基准指尖影像，并储存该基准指尖影像；以该摄影镜头拍摄该手指进行触控操作时的操作指尖影像；以及比较该基准指尖影像与该操作指尖影像的大小，判断该手指是否触及或穿越该虚拟触控面。
【专利说明】虚拟触控方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种虚拟触控方法，且特别有关于在计算机屏幕前形成虚拟的触控面的虚拟触控方法。
【背景技术】
[0002]由于微软(Microsoft)将推出的新的操作系统，将全面导入触控的功能，让使用者更便利地操作。然而，将应用于将传统的触控面板应用于桌上型计算机或笔记本型计算机的屏幕中虽非困难，但会使得成本提高，目前也仅有少数机种支持触控面板的功能，明显不够普及。
[0003]本发明是着眼于上述的问题点，提出了一种能够应用于大多数现有桌上型或笔记本型计算机的虚拟触控方法，利用设置于计算机屏幕上的摄影镜头，在屏幕前方的空间提供虚拟的触控面，使大多数使用者能在现有的产品上享受触控的功能。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种虚拟触控方法，应用于具有摄影镜头的计算机，包括:在该计算机的屏幕前的空间中定义出一虚拟的触控面；以该摄影镜头拍摄手指触及该触控面时的基准指尖影像，并储存该基准指尖影像；以该摄影镜头拍摄该手指进行触控操作时的操作指尖影像；以及比较该基准指尖影像与该操作指尖影像的大小，判断该手指是否触及或穿越该触控面。
[0005]根据本发明的一个实施例，上述虚拟触控方法中该触控面是预设在该计算机的键盘的特定按键列的正上方。
[0006]根据本发明的一个实施例，上述虚拟触控方法中该计算机的屏幕是显示一光标，该光标的颜色是随着该手指相对于该触控面的距离不同而变化。
[0007]根据本发明的一个实施例，上述虚拟触控方法还包括:将该触控面往远离该计算机的屏幕方向移动一既定距离内的空间定义为盘旋空间；以及将该触控面往该计算机的屏幕方向移动另一既定距离内的空间定义为触控空间，其中该计算机的屏幕显示一光标，该手指在该盘旋空间内的移动能控制该光标的移动，且该手指在该触控空间内的移动能控制该光标拖曳对象。
[0008]根据本发明的一个实施例，上述虚拟触控方法中该手指由该盘旋空间往该计算机的屏幕方向触及或穿越该触控面后再返回该盘旋空间的动作会视为点击动作。
[0009]根据本发明的一个实施例，上述虚拟触控方法中该手指于该盘旋空间内、该触控空间内、以及该盘旋空间与该触控空间外时，该光标是分别显示不同的颜色，且该手指在该盘旋空间内及该触控空间内时，该光标显示的颜色是会对应该手指与该触控面的距离而做深浅的变化。
[0010]根据本发明的一个实施例，上述虚拟触控方法还包括:定义出该触控面的触控范围，使得该触控范围对应至该计算机的屏幕的显示范围，其中在该摄影镜头的视野内，该触控范围的四个边是可自由设定或调整。
[0011]根据本发明的一个实施例，上述虚拟触控方法中该虚拟触控方法为一应用程序，且该应用程序可以通过鼠标点击该应用程序的图标、键盘的热键、或语音指令的输入来启动。
[0012]根据上述的各实施例，本发明在计算机屏幕前方的空间提供虚拟的触控面并利用摄影镜头捕捉指尖影像，使使用者能在现有的大多数产品上享受触控的功能，而不需要更换设备。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是在屏幕上方具有摄影镜头的传统的笔记本型计算机的立体图。
[0014]图2是虚拟的触控面形成于图1的传统笔记本型计算机的立体图。
[0015]图3是虚拟的触控面形成于图1的传统笔记本型计算机的侧视图。
[0016]图4是根据本发明实施例的虚拟触控方法操作流程图。
[0017][主要元件标号说明]
[0018]I~笔记本型计算机；10~屏幕；
[0019]20~摄影镜头；30~键盘；
[0020]40~鼠标板；S~触控面；
[0021]I~盘旋空间； II~触控空间；
[0022]III~非操作空间。
【具体实施方式】
[0023]图1是在屏幕上方具有摄影镜头的传统的笔记本型计算机的立体图。如图1所示，传统的笔记本型计算机I的基本构造为上模块具有屏幕10、摄影镜头20，下模块具有键盘30、鼠标板40。本发明的虚拟触控方法将应用于如图1所示的具有摄影镜头20的传统的笔记本型计算机I当中。
[0024]图2是虚拟的触控面形成于图1的传统笔记本型计算机的立体图。图3是虚拟的触控面形成于图1的传统笔记本型计算机的侧视图。
[0025]由于使用者一般操作计算机时，手臂通常平放于桌面，而手指则置于键盘的按键上。因此，如图2所示，本发明是在键盘30上方的空间形成一虚拟的触控面S。触控面S是垂直于桌面的平面，使用者可通过触控此触控面S来操作屏幕10显示的光标，达成触控的功能。
[0026]由于笔记本型计算机I的屏幕10上方通常会具有用来拍摄使用者头像以提供视频通话用的摄影镜头20。本发明即利用此摄影镜头20来拍摄手指的指尖影像，根据指尖影像的成像位置来计算手指的位置，并根据指尖影像的成像大小来计算手指与摄影镜头20的距离。因此，本发明的虚拟触控方法是在屏幕10前方的空间形成一虚拟的触控面S，将手指位于触控面S中心时的指尖影像储存为基准值，接着再比较操作时的指尖影像与基准值的大小，当指尖影像大于或等于基准值的大小时则判断手指触及或穿越触控面S。如此一来，不需要新增任何零件或变更计算机的设计，就可以简单地使用触控操作的功能。
[0027]以下将说明虚拟的触控面S的设定方法。根据本发明的一个实施例，触控面S可以预先设定在键盘特定位置的上方，例如操作键盘时，左手手指通常置于「F」、「D」、「S」、「A」四个按键上，右手手指则通常置于「J」、「K」、「L」、「；」，此操作位置称为起始位置，当计算机I启动虚拟触控方法时，触控面S可预设于此起始位置的正上方。另外，触控面S也可根据使用者的使用习惯而自由地前后调整。例如，屏幕10会显示信息指示使用者将指尖放置于要设定的触控面S的中心位置，藉此决定出新的触控面S的位置。
[0028]接着，说明触控范围的设定方法。所谓触控范围是指平行于触控面S的方向的有效感应范围，具有上下左右四个边，触控范围内会对应到屏幕10的显示范围，使得在触控范围内移动的手势会对应地控制在屏幕10的显示范围内移动的光标，而超出这四个边的手势则不被视为触控操作。根据本发明的一个实施例，触控范围可以为一个预设值，此触控范围的大小最好与屏幕10的显示范围大小接近，如此一来手势的移动与光标的移动可更接近1:1的移动。但触控范围也可根据使用者的使用习惯而自由地调整，例如，屏幕10会显示信息指示使用者将指尖放置于要设定边界上，藉此决定出新的触控范围。
[0029]接着以图3说明本发明的虚拟触控方法的可操作空间与非操作空间。如图3所示，将由触控面S往使用者方向移动一既定距离(例如，10公分)内的空间定义为盘旋空间I(平行于触控面S方向的范围仍以触控范围规范)；将触控面S往屏幕10方向移动另一既定距离(例如5公分)内的空间定义为触控空间11(平行于触控面S方向的范围仍以触控范围规范)；将盘旋空间I及触控空间II以外的空间定义为非操作空间III。以上的盘旋空间1、触控空间II的厚度可使用预设值，也可由使用者自行设定。
[0030]当手指进入盘旋空间I时，摄影镜头20会开始捕捉手指的位置，并将屏幕10显示的光标移动到相对应的位置，因此可通过手指在盘旋空间I内的移动来控制光标的移动；当手指穿过触控面S进入触控空间II后并在触控空间II内移动时，会判定光标选取该位置的对象并将对象沿着手指的移动方向拖曳；当手指由盘旋空间I触及或穿过触控面S再返回盘旋空间时，这个动作会视为光标的点击动作；当手指位于非操作空间III内则无法进行任何触控操作。
[0031]然而在实际操作时，使用者不易了解触控面S的实际位置，因此，本发明利用光标的颜色随着手指相对于触控面的距离不同而变化的互动机制来让使用者得知触控面S的确切位置，以方便操作。
[0032]根据本发明的一个实施例，由于使用者在虚拟触控操作中会注视屏幕10的光标，故可通过光标特征的改变来让使用者注意到手指相对于触控面S的相对位置。例如，当手指进入盘旋空间I，光标显示淡红色，随着越接近触控面S颜色渐渐变深，当手指触及触控面S，光标显示黄色，当手指进入触控空间II，光标显示绿色，并随着远离触控面S而逐渐变浅。另外，当手指位于非操作空间III时，光标可显示灰色，表示目前光标并没有被触控控制。如此一来，使用者可以轻易地掌握手指位于哪一个空间而减少错误的操作。
[0033]接着，将说明本发明的虚拟触控方法的操作步骤。图4是根据本发明实施例的虚拟触控方法操作流程图。
[0034]首先，在步骤S101，启动虚拟触控面板。本发明的虚拟触控方法是通过一种储存于计算机的应用程序来实行，可以通过鼠标点击该应用程序的图标、按下键盘的热键、或语音指令的指示来启动。在步骤S102，屏幕显示用以询问使用者是否使用预设的虚拟触控面的画面。当使用者选择是，则进行至步骤S106，直接开始触控操作；当使用者选择否，则进行至步骤S103。
[0035]在步骤S103中，使用者进行触控面的位置设定。此时，屏幕会显示一指定的位置(例如，画面的中心点)，并请使用者将指尖放置于要设定的触控面上的对应位置。此时，摄影镜头拍摄手指的指尖影像，将其作为基准指尖影像。其中，基准指尖影像位于影像感测器中的像素阵列上的位置会因此对应至画面的指定位置。而基准指尖的大小即影像感测器中影像所占像素的数目，当手指越接近摄影镜头则指尖影像越大，影像所占的像素数目就会越多。因此基准指尖影像会用来当作手指与触控面距离的依据，当操作时的指尖影像大于或等于此基准指尖影像的大小，则判断手指触及或穿过触控面；反之当操作时的指尖影像小于或等于此基准指尖影像的大小，则判断手指尚未到达触控面。设定完成后进入步骤S104。
[0036]在步骤S104中，使用者进行触控范围的设定。此时，屏幕会显示一指定的位置(例如，画面的一个角落或画面的一个边)，并请使用者将指尖放置于要设定的触控面上的对应位置。此时，摄影镜头再次拍摄手指的指尖影像，而该虚拟触控面板的应用程序则根据这个指尖影像与步骤S103的基准指尖影像决定出触控范围以及触控范围内各点位置对应画面显示范围各点位置的关系。而当触控面位置决定后，触控范围的大小会对应到影像感测器中所使用的有效像素阵列的大小，因此，在不超出影像感测器的像素阵列的范围内，也就是不超出摄影镜头的视野内，触控范围可以自由地设定。当使用的有效像素阵列较少时有减少运算量提高运算速度的效果。设定完成后进入步骤S105。
[0037]在步骤S105中，使用者进行盘旋空间及触控空间的设定。使用者可以按照屏幕显示的指示将手指指尖置于盘旋空间及触控空间的边界平面来订定盘旋空间及触控空间的厚度，或是以键盘直接键入要设定的盘旋空间及触控空间的厚度。设定完成后进入步骤S106。
[0038]在步骤S106中，使用者可以开始进行触控操作，进行移动光标、点击、拖曳、缩放等各种一般触控面板可实行的触控手势。当要离开虚拟触控面板的应用程序时，使用者可同样点击特定的图标、按下键盘的热键、或语音指令的指示来关闭应用程序。
[0039]另外，触控操作S106时也可随时呼叫出步骤S103?S105的设定步骤来更改设定。需注意的是当使用者非应用程序已登录有设定文件的使用者时，使用者最好执行步骤S103?S105的设定步骤，进行校正，并在数据库中新建设定文件，以避免手指特征不同而造成感应的不准确。
[0040]根据上述的各实施例，本发明在计算机屏幕前方的空间提供虚拟的触控面并利用摄影镜头捕捉指尖影像，使使用者能在现有的大多数产品上享受触控的功能，而不需要更换设备。
[0041]虽本发明以上述实施例来说明，但并不限于此。更进一步地说，在本领域技术人员不脱离本发明的概念与同等范畴之下，权利要求范围必须广泛地解释以包括本发明实施例及其它变形。
【权利要求】
1.一种虚拟触控方法，用于具有摄影镜头的计算机，包括: 在该计算机的屏幕前的空间中定义出一虚拟的触控面； 以该摄影镜头拍摄手指触及该触控面时的基准指尖影像，并储存该基准指尖影像； 以该摄影镜头拍摄该手指进行触控操作时的操作指尖影像；以及 比较该基准指尖影像与该操作指尖影像的大小，判断该手指是否触及或穿越该触控面。
2.根据权利要求1所述的虚拟触控方法，其中该触控面是预设在该计算机的键盘的特定按键列的正上方。
3.根据权利要求1所述的虚拟触控方法，其中该计算机的屏幕是显示一光标，该光标的颜色是随着该手指相对于该触控面的距离不同而变化。
4.根据权利要求1所述的虚拟触控方法，还包括: 将该触控面往远离该计算机的屏幕方向移动一既定距离内的空间定义为盘旋空间；以及 将该触控面往该计算机的屏幕方向移动另一既定距离内的空间定义为触控空间，其中该计算机的屏幕显示一光标，该手指在该盘旋空间内的移动能控制该光标的移动，且该手指在该触控空间内的移动能控制该光标拖曳对象。
5.根据权利要求4所述的虚拟触控方法，其中该手指由该盘旋空间往该计算机的屏幕方向触及或穿越该触控面后再返回该盘旋空间的动作会视为点击动作。
6.根据权利要求4所述的虚拟触控方法，其中该手指于该盘旋空间内、该触控空间内、以及该盘旋空间与该触控空间外时，该光标是分别显示不同的颜色，且该手指在该盘旋空间内及该触控空间内时，该光标显示的颜色是会对应该手指与该触控面的距离而做深浅的变化。
7.根据权利要求1所述的虚拟触控方法，还包括: 定义出该触控面的触控范围，使得该触控范围对应至该计算机的屏幕的显示范围， 其中在该摄影镜头的视野内，该触控范围的四个边是可自由设定或调整。
8.根据权利要求1所述的虚拟触控方法，其中该虚拟触控方法为一应用程序，且该应用程序可以通过鼠标点击该应用程序的图标、键盘的热键、或语音指令的输入来启动。
【文档编号】G06F3/01GK103823550SQ201210523801
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年12月7日 优先权日:2012年11月16日
【发明者】梁次震 申请人:广达电脑股份有限公司