專利名稱：光學(xué)系統(tǒng)及其點擊偵測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)系統(tǒng)，特別涉及一種用以判定點擊事件的光學(xué)系統(tǒng)及其點擊偵測方法。
背景技術(shù)：
目前，鼠標已成為個人電腦系統(tǒng)中不可或缺的周邊設(shè)備，使用者可利用鼠標進行光標控制、單擊或雙擊一圖標(icon)以執(zhí)行一特定功能。然而，對于移動式電子裝置，例如筆記本電腦或個人數(shù)字助理(PDA)而言，外接式鼠標卻有使用上不方便的問題。因此，業(yè)界提出一種光學(xué)式鼠標直接被設(shè)置于移動式電子裝置上，如此使用者可不需另外攜帶外接式鼠標，藉以增加移動式電子裝置的使用便利性。例如美國專利第7，313，255號即提出一種點擊事件偵測系統(tǒng)，其依序偵測一提起動作(lift-up motion)及一放下動作(put-down motion)，同時判定一提起時間及一放下時間介于一預(yù)設(shè)時間限制內(nèi)，則完成一點擊事件(click event)的偵測。請參照圖IA所示，其顯示現(xiàn)有偵測系統(tǒng)偵測一點擊動作的流程圖；其中，所述點擊動作可為一提起動作或一放下動作。請參照圖IB所示，其顯示現(xiàn)有偵測系統(tǒng)偵測一點擊事件的流程圖；其中，當一提起動作被偵測時，一提起時間將被記錄；接著，系統(tǒng)將持續(xù)偵測另一點擊動作直到偵測到一放下動作為止，并紀錄一放下時間；當所述提起時間及所述放下時間之差介于一預(yù)設(shè)時間限制內(nèi)，則可判定為一點擊事件。然而，所述現(xiàn)有偵測方法至少具有下列問題(1)分別偵測提起與放下，再進行點擊判斷的機制，與人類直覺行為并不一致；( 提起動作發(fā)生后，可能經(jīng)過相當長一段時間才發(fā)生放下動作，而這段時間中系統(tǒng)仍將持續(xù)判定放下動作，浪費系統(tǒng)資源。有鑒于此，本發(fā)明另提出一種可判定單擊(single click)、雙擊(double clicks) 甚至多擊(multiple clicks)事件的光學(xué)系統(tǒng)及其點擊偵測方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明之一目的在于提供一種光學(xué)系統(tǒng)及其點擊判定方法，其于系統(tǒng)狀態(tài)改變時才進行點擊事件判定，以增進系統(tǒng)運作的即時性。本發(fā)明另一目的在于提供一種光學(xué)系統(tǒng)及其點擊判定方法，其于轉(zhuǎn)換至接觸態(tài)之后于一預(yù)設(shè)計數(shù)范圍內(nèi)若無進一步狀態(tài)轉(zhuǎn)換，則停止點擊事件的判定，因此系統(tǒng)無須等待點擊動作的發(fā)生。本發(fā)明提出一種光學(xué)系統(tǒng)的點擊偵測方法，該方法包括下列步驟控制光學(xué)系統(tǒng)操作于初始態(tài)；周期性地擷取影像幀并計算該影像幀的品質(zhì)參數(shù)；比較所述品質(zhì)參數(shù)與第一門檻值，據(jù)以控制所述光學(xué)系統(tǒng)進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換；當所述光學(xué)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換至第一接觸態(tài)時，周期性地擷取影像幀并計算所述影像幀的所述品質(zhì)參數(shù)并計數(shù)一計數(shù)值；比較所述品質(zhì)參數(shù)與第二門檻值，據(jù)以控制所述光學(xué)系統(tǒng)進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換；以及當所述品質(zhì)參數(shù)與所述第二門檻值的比較結(jié)果顯示所述光學(xué)系統(tǒng)進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第一預(yù)設(shè)范圍，判定為一單擊且轉(zhuǎn)換所述光學(xué)系統(tǒng)至所述初始態(tài)；其中，相較于所述第二門檻值，所述第一門檻值表示所述影像幀具有較佳品質(zhì)。根據(jù)另一實施形式，本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的點擊偵測方法中，比較所述品質(zhì)參數(shù)與第二門檻值據(jù)以控制所述光學(xué)系統(tǒng)進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換步驟之后還包括下列步驟當所述品質(zhì)參數(shù)與所述第二門檻值的所述比較結(jié)果顯示所述光學(xué)系統(tǒng)進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換時判斷所述計數(shù)值， 若所述計數(shù)值介于第二預(yù)設(shè)范圍，轉(zhuǎn)換所述光學(xué)系統(tǒng)至非接觸態(tài)并周期性地擷取影像幀并計算該影像幀的所述品質(zhì)參數(shù)，并重新計數(shù)；比較所述品質(zhì)參數(shù)與所述第一門檻值，據(jù)以控制所述光學(xué)系統(tǒng)進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換；當所述光學(xué)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換至第二接觸態(tài)時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第三預(yù)設(shè)范圍，周期性地擷取影像幀并計算該影像幀的所述品質(zhì)參數(shù)，并重新計數(shù)；比較所述品質(zhì)參數(shù)與所述第二門檻值，據(jù)以控制所述光學(xué)系統(tǒng)進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換； 以及當所述光學(xué)系統(tǒng)再度轉(zhuǎn)換至所述初始態(tài)時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第四預(yù)設(shè)范圍，判定為一雙擊。根據(jù)另一實施形式，本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的點擊偵測方法中，比較所述品質(zhì)參數(shù)與第二門檻值據(jù)以控制所述光學(xué)系統(tǒng)進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換步驟之后還包括下列步驟當所述品質(zhì)參數(shù)與所述第二門檻值的所述比較結(jié)果顯示所述光學(xué)系統(tǒng)進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換時判斷所述計數(shù)值， 若所述計數(shù)值介于第二預(yù)設(shè)范圍，轉(zhuǎn)換所述光學(xué)系統(tǒng)至非接觸態(tài)并周期性地擷取影像幀并計算該影像幀的所述品質(zhì)參數(shù)，并重新計數(shù)；比較所述品質(zhì)參數(shù)與所述第一門檻值，據(jù)以控制所述光學(xué)系統(tǒng)進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換；以及當所述光學(xué)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換至第二接觸態(tài)時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第三預(yù)設(shè)范圍，判定為一雙擊。本發(fā)明另提出一種光學(xué)系統(tǒng)的點擊偵測方法，該方法包括下列步驟擷取一影像幀并計算該影像幀的品質(zhì)參數(shù)；于初始態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于或等于第一門檻值時維持所述初始態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)大于所述第一門檻值時轉(zhuǎn)換至第一接觸態(tài)并計數(shù)一計數(shù)值； 以及于所述第一接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)大于或等于第二門檻值時維持所述第一接觸態(tài)， 當所述品質(zhì)參數(shù)小于所述第二門檻值時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第一預(yù)設(shè)范圍，判定為一單擊并轉(zhuǎn)換至所述初始態(tài)。根據(jù)另一實施形式，本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的點擊偵測方法還包括下列步驟于所述第一接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于所述第二門檻值時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第二預(yù)設(shè)范圍，轉(zhuǎn)換至非接觸態(tài)并重新計數(shù)；于所述非接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于或等于所述第一門檻值時維持所述非接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)大于所述第一門檻值時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第三預(yù)設(shè)范圍，轉(zhuǎn)換至第二接觸態(tài)并重新計數(shù)；以及于所述第二接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)大于或等于所述第二門檻值時維持所述第二接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于所述第二門檻值時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第四預(yù)設(shè)范圍，判定為一雙擊并轉(zhuǎn)換至所述初始態(tài)。根據(jù)另一實施形式，本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的點擊偵測方法還包括下列步驟于所述第一接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于所述第二門檻值時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第二預(yù)設(shè)范圍，轉(zhuǎn)換至非接觸態(tài)并重新計數(shù)；于所述非接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于或等于所述第一門檻值時維持所述非接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)大于所述第一門檻值時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第三預(yù)設(shè)范圍，判定為一雙擊并轉(zhuǎn)換至第二接觸態(tài)；以及于所述第二接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)大于或等于所述第二門檻值時維持所述第二接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于所述第二門檻值時，轉(zhuǎn)換至所述初始態(tài)。為達上述目的，本發(fā)明提出一種光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括偵測界面、光源、計數(shù)器以及影像感測器。所述偵測界面具有一上表面供手指點擊及移動。所述光源照明所述偵測界面。所述計數(shù)器用以計數(shù)一計數(shù)值。所述處理單元根據(jù)所述影像幀計算品質(zhì)參數(shù)并根據(jù)下列步驟進行單擊判斷于初始態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于或等于第一門檻值時維持所述初始態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)大于所述第一門檻值時轉(zhuǎn)換至第一接觸態(tài)并控制所述計數(shù)器進行計數(shù)；以及于所述第一接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)大于或等于第二門檻值時維持所述第一接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于所述第二門檻值時判斷所述計數(shù)值，若計數(shù)值介于第一預(yù)設(shè)范圍， 判定為一單擊。根據(jù)另一實施形式，本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的所述處理單元還根據(jù)下列步驟進行雙擊判斷于所述第一接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于所述第二門檻值時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第二預(yù)設(shè)范圍，轉(zhuǎn)換至非接觸態(tài)并控制所述計數(shù)器重新計數(shù)；于所述非接觸態(tài)， 當所述品質(zhì)參數(shù)小于或等于所述第一門檻值時維持所述非接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)大于所述第一門檻值時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第三預(yù)設(shè)范圍，轉(zhuǎn)換至第二接觸態(tài)并控制所述計數(shù)器重新計數(shù)；以及于所述第二接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)大于或等于所述第二門檻值時維持所述第二接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于所述第二門檻值時判斷所述計數(shù)值， 若所述計數(shù)值介于第四預(yù)設(shè)范圍，判定為一雙擊。根據(jù)另一實施形式，本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的所述處理單元還根據(jù)下列步驟進行雙擊判斷于所述第一接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于所述第二門檻值時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第二預(yù)設(shè)范圍，轉(zhuǎn)換至非接觸態(tài)并控制所述計數(shù)器重新計數(shù)；以及于所述非接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于或等于所述第一門檻值時維持所述非接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)大于所述第一門檻值時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第三預(yù)設(shè)范圍，判定為一雙擊。本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)及其點擊偵測方法中，當所述計數(shù)值超出預(yù)設(shè)范圍時則停止計數(shù)，此時即使發(fā)生狀態(tài)改變亦不進行點擊事件判定，以避免系統(tǒng)持續(xù)等待點擊事件的發(fā)生。本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)及其點擊偵測方法中，第一門檻值對應(yīng)較高影像品質(zhì)，如此可避免因外界干擾產(chǎn)生的光影變化所造成的錯誤判斷；第二門檻值對應(yīng)較低影像品質(zhì)，如此可得到較高的偵測可靠度。


圖IA為現(xiàn)有點擊事件偵測方法中，偵測一點擊動作的流程圖。圖IB為現(xiàn)有點擊事件偵測方法中，偵測一點擊事件的流程圖。圖2為本發(fā)明實施例的光學(xué)系統(tǒng)的方塊圖。圖3為本發(fā)明實施例的光學(xué)系統(tǒng)的點擊偵測方法中，偵測一單擊事件的操作示意圖。圖4為本發(fā)明實施例的光學(xué)系統(tǒng)的點擊偵測方法中，偵測一單擊事件或一雙擊事件的操作示意圖。圖5為本發(fā)明實施例的光學(xué)系統(tǒng)的點擊偵測方法中，計數(shù)值的各預(yù)設(shè)范圍的示意圖。主要元件符號說明
1光學(xué)系統(tǒng)12 光源14處理單元16傳輸接口單元20電子裝置N1 N2第一預(yù)設(shè)范圍N1 “ N2 “第三預(yù)設(shè)范圍tQ、nQ計數(shù)初始值
11偵測界面 13影像感測器 15計數(shù)器 17導(dǎo)光單元 9手指
N1' N2' 第二預(yù)設(shè)范圍 N1'“ N2'“第四預(yù)設(shè)范圍 S0 &光學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)
具體實施例方式為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細說明如下。此外，本發(fā)明各圖示中僅顯示了部份構(gòu)件并省略了與本發(fā)明說明不直接相關(guān)的構(gòu)件。請參照圖2所示，其顯示本發(fā)明實施例的光學(xué)系統(tǒng)的示意圖。光學(xué)系統(tǒng)1用以偵測一手指9與所述光學(xué)系統(tǒng)1的一接觸狀態(tài)和/或一相對位移，并進而根據(jù)所述接觸狀態(tài)的變化判定一點擊事件，包括單擊、雙擊或多擊事件；或根據(jù)所述相對位移計算一位移量。 可以理解的是，所述手指9可為人體的其他部分，并不限于手指。所述手指9與所述光學(xué)系統(tǒng)1的接觸狀態(tài)根據(jù)所述光學(xué)系統(tǒng)1所擷取的影像幀的品質(zhì)參數(shù)與一品質(zhì)門檻值(quality threshold)的比較結(jié)果來決定；所述位移量根據(jù)所述光學(xué)系統(tǒng)1所擷取多個影像幀間的關(guān)系，例如相關(guān)性(correlation)或其他現(xiàn)有方式求得。當品質(zhì)參數(shù)愈高，表示被擷取影像幀的品質(zhì)愈佳，所述光學(xué)系統(tǒng)1可據(jù)以更精確地計算位移量或判定點擊事件。關(guān)于品質(zhì)參數(shù)的幾種實施方式例如可參照由本案申請人所共同擁有的美國專利第7，142，695號、7，444，006號以及第7，116，801號；另可參照公開的論文，如
Y. S.Chen and F.C. Meng, “Image quality measurement based on statistics of activity regions，，，Journal of the Chinese Institute of Engineers，Vol. 24， No. 3, pp. 379-388(2001)或 M. T. Postek N. Zhang, A. E. Vladar and B. Larrabee,"A kurtosis—based statistical measure for two-dimensional processes and its application to image sharpness, “Proceedings of Section of Physical and Engineering Sciences of American Statistical Society，pp.4730-4736，2003。所述光學(xué)系統(tǒng)1可耦接一電子裝置20，以根據(jù)所偵測的點擊事件或所計算的位移量相對控制所述電子裝置20執(zhí)行特定功能，例如根據(jù)點擊動作選取一特定圖標(icon)或執(zhí)行一特定程序、根據(jù)位移量進行光標控制或其他現(xiàn)有鼠標所能執(zhí)行的功能，其中所述光學(xué)系統(tǒng)1可獨立于所述電子裝置20外或內(nèi)建于所述電子裝置20內(nèi)。所述電子裝置20例如，但不限于，為筆記本電腦、手機或個人數(shù)字助理等。所述光學(xué)系統(tǒng)1包括偵測界面11、光源12、影像感測器13、處理單元14、計數(shù)器15 以及傳輸接口單元16。所述偵測界面11具有一上表面供手指9點擊或于其上移動，其材質(zhì)優(yōu)選相對于所述光源12所發(fā)出的光為透明。所述光源12可為任何適當光源，例如一個發(fā)光二極體(LED) 或由數(shù)個發(fā)光二極體排列所組成，其可為紅外光源或紫外光源，但不限于此；當使用特定頻帶的光源時，可避免其他頻帶的光影響所述光學(xué)系統(tǒng)1的偵測。所述影像感測器13用以接收來自所述偵測界面11上手指9的反射光以產(chǎn)生影像幀，所述影像幀包括所述手指9表面的微特征(micro texture features)且被傳輸至所述處理單元14進行處理；所述影像感測器13例如可為CCD影像感測器、CMOS影像感測器或其他適當影像感測器。所述處理單元14可為任何用以計算影像幀數(shù)據(jù)的處理器，例如微處理器 (microprocessor)或微控制器(microcontroller)等，其根據(jù)影像幀的內(nèi)容計算品質(zhì)參數(shù)和/或根據(jù)影像幀間的關(guān)系計算位移量、比較所述品質(zhì)參數(shù)與品質(zhì)門檻值以決定所述光學(xué)系統(tǒng)1的狀態(tài)、根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)的改變判斷點擊事件(click event)。所述處理單元14耦接所述計數(shù)器15，并控制所述計數(shù)器15于所述光學(xué)系統(tǒng)1每次狀態(tài)改變時重新計數(shù)，其實施方式將詳述于后。所述傳輸接口單元16接收來自所述處理單元14的點擊事件信號及位移量并將其傳輸至所述電子裝置20以進行相對應(yīng)控制，其中所述傳輸接口單元16可以無線或電性方式與所述電子裝置20進行通信。此外，所述光學(xué)系統(tǒng)1可另包括導(dǎo)光單元17將來自所述偵測界面11的反射光引導(dǎo)至所述影像感測器17以增加其感光效率。此外，所述光學(xué)系統(tǒng) 1各元件的相對空間關(guān)系及尺寸并不限于圖2所示，其僅為例示性而并非用以限定本發(fā)明。請參照圖3所示，其顯示本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的點擊偵測方法中，偵測一單擊事件的操作示意圖，其中所述光學(xué)系統(tǒng)1包括一初始態(tài)/非接觸態(tài)&及一第一接觸態(tài)Sp例如當所述光學(xué)系統(tǒng)1開機時、結(jié)束休眠狀態(tài)時或經(jīng)過一段時間后重新開始運作時，將自動進入所述初始態(tài)/非接觸態(tài)&，亦即此時所述手指9并未碰觸所述偵測界面11。此時，所述影像感測器13以一取樣頻率周期性地擷取影像視窗，所述處理單元14則計算每一影像視窗的品質(zhì)參數(shù)并比較每一個品質(zhì)參數(shù)與第一門檻值，據(jù)以控制所述光學(xué)系統(tǒng)1進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。當所述品質(zhì)參數(shù)小于或等于所述第一門檻值時，所述光學(xué)系統(tǒng)1維持于所述初始態(tài)& ； 當所述品質(zhì)參數(shù)大于所述第一門檻值時，所述處理單元14控制所述光學(xué)系統(tǒng)1轉(zhuǎn)換至所述第一接觸態(tài)S1，并控制所述計數(shù)器15開始計數(shù)。于所述第一接觸態(tài)S1,所述影像感測器13以所述取樣頻率周期性地擷取影像視窗，所述處理單元14計算每一影像視窗的品質(zhì)參數(shù)并比較每一個品質(zhì)參數(shù)與第二門檻值， 據(jù)以控制所述光學(xué)系統(tǒng)1進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。此時，所述計數(shù)器15可配合所述取樣頻率進行計數(shù)或以大于/小于所述取樣頻率的頻率計數(shù)一計數(shù)值。當影像幀的品質(zhì)參數(shù)大于或等于所述第二門檻值，所述光學(xué)系統(tǒng)1維持于所述第一接觸態(tài)Sp當所述影像幀的品質(zhì)參數(shù)小于所述第二門檻值，所述光學(xué)系統(tǒng)1進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，此時所述處理單元14判斷所述計數(shù)器15 的計數(shù)值是否介于第一預(yù)設(shè)范圍N1 N2，其例如為一時間范圍或一計數(shù)數(shù)值范圍；若所述計數(shù)值介于所述第一預(yù)設(shè)范圍N1 隊內(nèi)，所述處理單元14判定為一單擊事件并控制所述光學(xué)系統(tǒng)1轉(zhuǎn)換至所述初始態(tài)&。此外，于所述第一接觸態(tài)Sl時，當所述處理單元14判斷所述計數(shù)值超過所述第一預(yù)設(shè)范圍N1 隊，則控制所述計數(shù)器15停止計數(shù)且終止點擊偵測，亦即此時所述光學(xué)系統(tǒng)1即使出現(xiàn)狀態(tài)改變，所述處理單元14仍不進行單擊事件判定。于本實施例中，所述第一門檻值高于所述第二門檻值，將第一門檻值設(shè)定較高可避免因外界干擾產(chǎn)生的光影變化所造成的錯誤判斷；將第二門檻值設(shè)定較低可得到較高的偵測可靠度。此外，于所述第一接觸態(tài)S1,所述光學(xué)系統(tǒng)1還可進行其他功能操作，例如根據(jù)所述手指9與所述偵測界面11的相對變化計算一位移量，以相對控制所述電子裝置20的顯示器(未繪示)上光標的動作，其中位移量的計算方式例如可利用影像幀間的相關(guān)性 (correlation)求得。其他實施例中，所述第一門檻值可不高于所述第二門檻值，例如經(jīng)過數(shù)值運算所述第一門檻值可能低于所述第二門檻值；本發(fā)明的精神在于，相較于所述第二門檻值，所述第一門檻值表示影像幀具有較佳品質(zhì)。換句話說，圖3中，于所述初始態(tài)Stl，當所述品質(zhì)參數(shù)與所述第一門檻值的比較結(jié)果顯示所述光學(xué)系統(tǒng)1進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(所述品質(zhì)參數(shù)可能大于或小于所述第一門檻值)， 所述處理單元14控制所述光學(xué)系統(tǒng)1轉(zhuǎn)換至所述第一接觸態(tài)S1并控制所述計數(shù)器15開始計數(shù)。于所述第一接觸態(tài)S1,當所述品質(zhì)參數(shù)與所述第二門檻值的比較結(jié)果顯示所述光學(xué)系統(tǒng)1進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(所述品質(zhì)參數(shù)可能小于或大于所述第二門檻值)，所述處理單元14判斷所述計數(shù)器15的計數(shù)是否介于所述第一預(yù)設(shè)范圍N1 N2 ；若所述計數(shù)值介于所述第一預(yù)設(shè)范圍N1 N2內(nèi)，則判定為一單擊事件并控制所述光學(xué)系統(tǒng)1轉(zhuǎn)換至所述初始態(tài)
S0O請參照圖4所示，其顯示本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的點擊偵測方法中，偵測一單擊事件或一雙擊事件的操作示意圖，其中所述光學(xué)系統(tǒng)1包括初始態(tài)/非接觸態(tài)&、第一接觸態(tài) S1、非接觸態(tài)&以及第二接觸態(tài)&，其中所述初始態(tài)/非接觸態(tài)&及所述非接觸態(tài)&均表示所述手指9未接觸所述偵測界面11，而于實際運作時可分為兩個狀態(tài)；同理，所述第一接觸態(tài)S1及所述第二接觸態(tài)&均表示所述手指9接觸所述偵測界面11，而于實際運作時可分為兩個狀態(tài)。當所述光學(xué)系統(tǒng)1開機時、結(jié)束休眠狀態(tài)時或經(jīng)過一段時間后重新開始動作時， 將自動進入所述初始態(tài)/非接觸態(tài)&，亦即所述手指9并未碰觸所述偵測界面11，此時的運作方式與圖3的初始態(tài)/非接觸態(tài)&相同，故于此不再贅述。于所述第一接觸態(tài)S1,所述影像感測器13以所述取樣頻率周期性地擷取影像視窗，所述處理單元14計算每一影像視窗的品質(zhì)參數(shù)并比較每一個品質(zhì)參數(shù)與第二門檻值， 據(jù)以控制所述光學(xué)系統(tǒng)1進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。當影像幀的品質(zhì)參數(shù)大于或等于所述第二門檻值時，所述光學(xué)系統(tǒng)1維持于所述第一接觸態(tài)S1 ；當所述影像幀的品質(zhì)參數(shù)小于所述第二門檻值時，所述光學(xué)系統(tǒng)1進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，此時所述處理單元14判斷所述計數(shù)器15的計數(shù)值介于第一預(yù)設(shè)范圍N1 N2或第二預(yù)設(shè)范圍N1' N2'，其中第二預(yù)設(shè)范圍N1' N2'例如為一時間范圍或一計數(shù)數(shù)值范圍；若所述計數(shù)值介于所述第一預(yù)設(shè)范圍N1 N2內(nèi)，所述處理單元14判定為一單擊事件并控制所述光學(xué)系統(tǒng)1轉(zhuǎn)換至所述初始態(tài)&。此外，若所述計數(shù)值介于所述第二預(yù)設(shè)范圍N1' 隊‘內(nèi)，所述處理單元14控制所述光學(xué)系統(tǒng)1轉(zhuǎn)換至所述非接觸態(tài)&并控制所述計數(shù)器15重新計數(shù)。此外，于所述第一接觸態(tài)S1時，當所述處理單元14判斷所述計數(shù)值超過所述第一預(yù)設(shè)范圍N1 隊或所述第二預(yù)設(shè)范圍m ‘ N2' 時(例如選擇具有較大計數(shù)值范圍的范圍)，則控制所述計數(shù)器15停止計數(shù)且終止點擊偵測，亦即此時所述光學(xué)系統(tǒng)1即使出現(xiàn)狀態(tài)改變，所述處理單元14仍不進行點擊事件判定。 同理，此實施例中，于所述第一接觸態(tài)Si，所述光學(xué)系統(tǒng)1還可進行其他功能操作，例如根據(jù)所述手指9與所述偵測界面11的相對變化計算位移量。于所述非接觸態(tài)&，所述影像感測器13以所述取樣頻率周期性地擷取影像視窗， 所述處理單元14計算每一影像視窗的品質(zhì)參數(shù)并比較每一個品質(zhì)參數(shù)與所述第一門檻值，據(jù)以控制所述光學(xué)系統(tǒng)1進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。當影像幀的品質(zhì)參數(shù)小于或等于所述第一門檻值，所述光學(xué)系統(tǒng)1維持于所述非接觸態(tài)& ；當所述影像幀的品質(zhì)參數(shù)大于所述第一門檻值，所述光學(xué)系統(tǒng)1進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，此時所述處理單元14判斷所述計數(shù)器15的計數(shù)值是否介于第三預(yù)設(shè)范圍N1" N2"，其例如為一時間范圍或一計數(shù)數(shù)值范圍；若所述計數(shù)值介于所述第三預(yù)設(shè)范圍N1" N2"內(nèi)，所述處理單元14控制所述光學(xué)系統(tǒng)1轉(zhuǎn)換至所述第二接觸態(tài)&并控制所述計數(shù)器15重新計數(shù)。此外，于所述非接觸態(tài)&，當所述計數(shù)值超過所述第三預(yù)設(shè)范圍N1" 隊“時，所述處理單元14控制所述計數(shù)器15停止計數(shù)且控制所述光學(xué)系統(tǒng)1終止點擊偵測并回到所述初始態(tài)&，如此可避免光學(xué)系統(tǒng)1等待狀態(tài)的改變以增進系統(tǒng)運作的即時性并節(jié)省系統(tǒng)資源。于非接觸態(tài)&且所述計數(shù)值未超出所述第三預(yù)設(shè)范圍N1" N2"，本實施例的光學(xué)系統(tǒng)1可進行兩種運作方式。第一種方式為，當所述處理單元14判定所述影像幀的品質(zhì)參數(shù)大于所述第一門檻值時則控制所述光學(xué)系統(tǒng)1轉(zhuǎn)換至所述第二接觸態(tài)&，若所述計數(shù)值介于所述第三預(yù)設(shè)范圍N1" N2"內(nèi)，則判定為一雙擊事件。接著，于所述第二接觸態(tài)&，所述影像感測器13 以所述取樣頻率周期性地擷取影像視窗，所述處理單元14計算每一影像視窗的品質(zhì)參數(shù)并比較每一個品質(zhì)參數(shù)與所述第二門檻值，據(jù)以控制所述光學(xué)系統(tǒng)1進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，當所述品質(zhì)參數(shù)大于或等于所述第二門檻值則維持于所述第二接觸態(tài)S2，當所述品質(zhì)參數(shù)小于所述第二門檻值則控制所述光學(xué)系統(tǒng)1轉(zhuǎn)換至所述初始態(tài)&。第二種方式為，當所述處理單元14判定所述影像幀的品質(zhì)參數(shù)大于所述第一門檻值時則控制所述光學(xué)系統(tǒng)進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換至所述第二接觸態(tài)&并控制所述計數(shù)器15重新計數(shù)。于所述第二接觸態(tài)&，所述影像感測器13以所述取樣頻率周期性地擷取影像視窗，所述處理單元14計算每一影像視窗的品質(zhì)參數(shù)并比較每一個品質(zhì)參數(shù)與所述第二門檻值， 據(jù)以控制所述光學(xué)系統(tǒng)1進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。當影像幀的品質(zhì)參數(shù)大于或等于所述第二門檻值時，所述光學(xué)系統(tǒng)1維持于所述第二接觸態(tài)& ；當所述影像幀的品質(zhì)參數(shù)小于所述第二門檻值時，所述光學(xué)系統(tǒng)1進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，此時所述處理單元14判斷所述計數(shù)器15的計數(shù)值是否介于第四預(yù)設(shè)范圍N/ " N2'"，其例如為一時間范圍或一計數(shù)數(shù)值范圍；若所述計數(shù)值介于所述第四預(yù)設(shè)范圍N/ " N2'"內(nèi)，所述處理單元14判定為一雙擊事件并控制所述光學(xué)系統(tǒng)1轉(zhuǎn)換至所述初始態(tài)&。此外，于所述第二接觸態(tài)S3，當所述計數(shù)值超過所述第四預(yù)設(shè)范圍N/ " N2'“，則停止計數(shù)且終止點擊偵測，亦即所述光學(xué)系統(tǒng)1即使出現(xiàn)狀態(tài)改變，所述處理單元14仍不進行雙擊事件判定。所述第二接觸態(tài)&中，所述光學(xué)系統(tǒng)1還可進行其他功能操作，例如根據(jù)所述手指9與所述偵測界面的相對變化計算位移量。同理，如同圖3的說明所述，根據(jù)不同的定義及使用不同的品質(zhì)參數(shù)，所述第一門檻值可能低于所述第二門檻值，本發(fā)明的精神在于相較于所述第二門檻值，所述第一門檻值表示影像幀具有較佳品質(zhì)。請參照圖5所示，其顯示所述第一預(yù)設(shè)范圍N1 N2與所述第二預(yù)設(shè)范圍至第四預(yù)設(shè)范圍N1' N2'至N/ “ N2'“的關(guān)系，其中橫軸表示為時間或計數(shù)值。一種實施例中，若所述計數(shù)器15于計數(shù)初始值、或Iitl時開始計數(shù)，所述第一預(yù)設(shè)范圍N1 N2的時間或計數(shù)值高于所述第二預(yù)設(shè)范圍至第四預(yù)設(shè)范圍N/ N2'至N1'“ N2'“且所述第二預(yù)設(shè)范圍至第四預(yù)設(shè)范圍N1' N2'至N/ 〃 N2' 〃具有相同范圍，但本發(fā)明并不限于
10此，所述預(yù)設(shè)范圍間的關(guān)系可根據(jù)不同應(yīng)用而設(shè)計。此外，類似圖4的實施方式，本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的點擊偵測方法亦可適用于判定多擊事件。綜上所述，由于現(xiàn)有點擊事件偵測方法仍具有必須等待點擊動作的問題。本發(fā)明另提出一種光學(xué)系統(tǒng)(圖2)及其點擊偵測方法(圖3及圖4)，其較符合人類操作直覺且于系統(tǒng)狀態(tài)改變時才進行點擊事件判定，具有較高的偵測即時性。雖然本發(fā)明已被前述實施例所公開，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，應(yīng)當可作各種的更動與修改。因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以所附權(quán)利要求書所界定的范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)系統(tǒng)的點擊偵測方法，該方法包括下列步驟 擷取一影像幀并計算該影像幀的品質(zhì)參數(shù)；于初始態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于或等于第一門檻值時維持所述初始態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)大于所述第一門檻值時轉(zhuǎn)換至第一接觸態(tài)并計數(shù)一計數(shù)值；以及于所述第一接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)大于或等于第二門檻值時維持所述第一接觸態(tài)， 當所述品質(zhì)參數(shù)小于所述第二門檻值時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第一預(yù)設(shè)范圍，判定為一單擊并轉(zhuǎn)換至所述初始態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點擊偵測方法，其中，所述第二門檻值低于所述第一門檻值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點擊偵測方法，其中，于所述第一接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)大于或等于所述第二門檻值時還包括下列步驟根據(jù)多個影像幀計算位移量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點擊偵測方法，該方法還包括下列步驟當所述計數(shù)值超出所述第一預(yù)設(shè)范圍時，終止點擊偵測。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點擊偵測方法，該方法還包括下列步驟于所述第一接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于所述第二門檻值時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第二預(yù)設(shè)范圍，轉(zhuǎn)換至非接觸態(tài)并重新計數(shù)；于所述非接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于或等于所述第一門檻值時維持所述非接觸態(tài)， 當所述品質(zhì)參數(shù)大于所述第一門檻值時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第三預(yù)設(shè)范圍，轉(zhuǎn)換至第二接觸態(tài)并重新計數(shù)；以及于所述第二接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)大于或等于所述第二門檻值時維持所述第二接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于所述第二門檻值時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第四預(yù)設(shè)范圍，判定為一雙擊并轉(zhuǎn)換至所述初始態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的點擊偵測方法，該方法還包括下列步驟于所述非接觸態(tài)，當所述計數(shù)值超出所述第三預(yù)設(shè)范圍時，轉(zhuǎn)換至所述初始態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的點擊偵測方法，該方法還包括下列步驟于所述第二接觸態(tài)， 當所述計數(shù)值超出所述第四預(yù)設(shè)范圍時，終止點擊偵測。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點擊偵測方法，該方法還包括下列步驟于所述第一接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于所述第二門檻值時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第二預(yù)設(shè)范圍，轉(zhuǎn)換至非接觸態(tài)并重新計數(shù)；于所述非接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于或等于所述第一門檻值時維持所述非接觸態(tài)， 當所述品質(zhì)參數(shù)大于所述第一門檻值時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第三預(yù)設(shè)范圍，判定為一雙擊并轉(zhuǎn)換至第二接觸態(tài)；以及于所述第二接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)大于或等于所述第二門檻值時維持所述第二接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于所述第二門檻值時，轉(zhuǎn)換至所述初始態(tài)。
9.一種光學(xué)系統(tǒng)，用以偵測一手指的點擊事件，所述光學(xué)系統(tǒng)包括 偵測界面，具有上表面供所述手指點擊及移動；光源，照明所述偵測界面； 計數(shù)器，用以計數(shù)一計數(shù)值；影像感測器，接收來自所述偵測界面上所述手指的反射光以產(chǎn)生一影像幀；以及處理單元，根據(jù)所述影像幀計算品質(zhì)參數(shù)并根據(jù)下列步驟進行單擊判斷于初始態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于或等于第一門檻值時維持所述初始態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)大于所述第一門檻值時轉(zhuǎn)換至第一接觸態(tài)并控制所述計數(shù)器進行計數(shù)；以及于所述第一接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)大于或等于第二門檻值時維持所述第一接觸態(tài)， 當所述品質(zhì)參數(shù)小于所述第二門檻值時判斷所述計數(shù)值，若計數(shù)值介于第一預(yù)設(shè)范圍，判定為一單擊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述第一門檻值大于所述第二門檻值。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述處理單元還根據(jù)下列步驟進行雙擊判斷于所述第一接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于所述第二門檻值時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第二預(yù)設(shè)范圍，轉(zhuǎn)換至非接觸態(tài)并控制所述計數(shù)器重新計數(shù)；于所述非接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于或等于所述第一門檻值時維持所述非接觸態(tài)， 當所述品質(zhì)參數(shù)大于所述第一門檻值時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第三預(yù)設(shè)范圍，轉(zhuǎn)換至第二接觸態(tài)并控制所述計數(shù)器重新計數(shù)；以及于所述第二接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)大于或等于所述第二門檻值時維持所述第二接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于所述第二門檻值時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第四預(yù)設(shè)范圍，判定為一雙擊。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，于所述第一接觸態(tài)及所述第二接觸態(tài)時， 所述處理單元還根據(jù)多個影像幀計算位移量。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述處理單元還根據(jù)下列步驟進行雙擊判斷于所述第一接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于所述第二門檻值時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第二預(yù)設(shè)范圍，轉(zhuǎn)換至非接觸態(tài)并控制所述計數(shù)器重新計數(shù)；以及于所述非接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于或等于所述第一門檻值時維持所述非接觸態(tài)， 當所述品質(zhì)參數(shù)大于所述第一門檻值時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第三預(yù)設(shè)范圍，判定為一雙擊。
全文摘要
本發(fā)明提出一種光學(xué)系統(tǒng)的點擊偵測方法，該方法包括下列步驟擷取一影像幀并計算所述影像幀的品質(zhì)參數(shù)；于初始態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于或等于第一門檻值時維持所述初始態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)大于所述第一門檻值時轉(zhuǎn)換至第一接觸態(tài)并計數(shù)一計數(shù)值；以及于所述第一接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)大于或等于第二門檻值時維持所述第一接觸態(tài)，當所述品質(zhì)參數(shù)小于所述第二門檻值時判斷所述計數(shù)值，若所述計數(shù)值介于第一預(yù)設(shè)范圍，判定為一單擊并轉(zhuǎn)換至所述初始態(tài)。本發(fā)明另提出一種光學(xué)系統(tǒng)。
文檔編號G06F3/033GK102339145SQ20101023575
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者張彥閔, 陳俊丞, 陳信嘉 申請人:原相科技股份有限公司