点击检测装置制造方法及图纸

一种点击检测装置，包含光源、光源控制单元、图像传感器及处理单元。所述光源控制单元控制所述光源以照明手指。所述图像传感器接收来自所述手指的反射光以输出多个亮图像帧及暗图像帧。所述处理单元计算所述亮图像帧及暗图像帧的差分图像特征，根据所述差分图像特征决定多个操作状态、计数每一所述操作状态的停留时间并根据所述操作状态及所述停留时间判断点击事件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种人机接口装置，特别涉及一种可排除环境光影响的点击检测装置。
技术介绍
便携式电子装置因其极佳的操作便利性而广受使用者的青睐，大多数便携式电子装置具有显示屏供使用者观看其使用状态，并包含外围装置，例如光学式手指鼠标(optical finger mouse)供使用者进行光标操控或点选所欲执行的应用程序。请参照图1所示，其显示一种公知光学式手指鼠标8的示意图，包含操控面81、光源82、图像传感器83及处理单元84。所述操控面81供使用者的手指9于其上操作以相对控制与所述光学式手指鼠标8相耦接的电子装置7。所述光源82提供光至所述操控面81，当所述手指9接触所述操控面81时，可反射来自所述光源82的光。所述图像传感器83接收来自所述手指的反射光以输出多个图像帧(image frame)。所述处理单元84则根据所述图像帧计算所述手指9的接触状态以控制所述电子装置7。然而，由于所述操控面81以可通过预设光谱的材质所制作而成以使所述光源82所发出的光能够穿透，所述光学式手指鼠标8外部的环境光于所述预设光谱内也能够穿透所述操控面81而被所述图像传感器83接收，并对于图像帧造成干扰而降低图像质量，进而影响所述处理单元84的计算精确度。有鉴于此，本专利技术提出一种点击检测装置，其可排除环境光的影响，以有效提升判断精确度。
技术实现思路
本专利技术的目的在提供一种可排除环境光影响的点击检测装置，其用以检测手指点击事件。为达上述目的，本专利技术提供一种点击检测装置，包含光源、光源控制单元、图像传感器及处理单元。所述光源用以照明所述手指。所述光源控制单元用以控制所述光源以第一亮度及第二亮度照明。所述图像传感器以取样频率接收来自所述手指的反射光，相对所述第一亮度输出亮图像帧且相对所述第二亮度输出暗图像帧。所述处理单元根据所述亮图像帧与所述暗图像帧计算多个差分图像特征，根据所述差分图像特征决定多个操作状态并计数每一所述操作状态的停留时间，根据所述操作状态及所述停留时间判断所述点击事件。一种实施方式中，所述处理单元还根据所述亮图像帧计算位移量，并根据所述操作状态、所述停留时间及所述位移量判断所述点击事件。根据本专利技术的另一特点，本专利技术还提供一种点击检测装置，包含光源、光源控制单元、图像传感器及处理单元。所述光源用以照明所述手指。所述光源控制单元用以控制所述光源以第一亮度及第二亮度照明。所述图像传感器以取样频率接收来自所述手指的反射光，相对所述第一亮度输出亮图像帧且相对所述第二亮度输出暗图像帧。所述处理单元根据所述亮图像帧与所述暗图像帧计算多个差分图像特征，其中于第一时间区间内当所述差分图像特征的第一变化量大于第一变化阈值后，并于第二时间区间内所述差分图像特征的第二变化量小于等于第二变化阈值，所述处理单元判断为单击事件。根据本专利技术的另一特点，本专利技术还提供一种点击检测装置，包含光源、光源控制单元、图像传感器及处理单元。所述光源用以照明所述手指。所述光源控制单元用以控制所述光源以第一亮度及第二亮度照明。所述图像传感器以取样频率接收来自所述手指的反射光，相对所述第一亮度输出亮图像帧且相对所述第二亮度输出暗图像帧。所述处理单元根据所述亮图像帧与所述暗图像帧计算多个差分图像特征，其中于第一时间区间内当所述差分图像特征的第一数值大于第一阈值后，并于第二时间区间内所述差分图像特征的第二数值小于等于第二阈值，所述处理单元判断为单击事件。本专利技术的点击检测装置中，所述差分图像特征为一张亮图像帧与一张暗图像帧的平均亮度差值、图像质量差值、归一化平均亮度差值或归一化图像质量差值，其中所述归一化平均亮度差值为所述平均亮度差值以取样参数进行归一化所得者，所述归一化图像质量差值为所述图像质量差值以所述取样参数进行归一化所得者。所述取样参数为曝光时间及图像增益至少其中之一。附图说明图1显示公知光学式手指鼠标的示意图。图2为本专利技术实施例的点击检测装置的示意图。图3显示本专利技术实施例的点击检测装置中，取样频率与光源点灭的示意图。图4显示本专利技术实施例的点击检测装置中，差分图像特征随时间变化的示意图。图5A-5C显示本专利技术实施例的点击检测装置中，判断手指操作状态的示意图。图6显示本专利技术实施例的点击检测装置中，判断单击事件的流程图。图7显示本专利技术实施例的点击检测装置中，判断双击事件的流程图。附图标记说明I点击检测装置10触控面11光源12光源控制单元 13 图像传感器14处理单元 15 输出单元16储存单元17 计数单元TH、TH1-TH2阈值Δ1、Δ2差分图像特征变化量S11-S20步骤DIC差分图像特征Dl、D2位移量7电子装置8光学式手指鼠标 81 操控面82光源 83 图像传感器84处理单元 9手指具体实施例方式为了让本专利技术的上述和其它目的、特征、和优点能更明显，下文将配合所附图示，作详细说明如下。于本专利技术的说明中，相同的构件以相同的符号表示，于此合先叙明。请参照图2所示，其显示本专利技术实施例的点击检测装置I的示意图。所述点击检测装置I包含触控面10、光源11、光源控制单元12、图像传感器13、处理单元14、输出单元15、储存单元16及计数单元17。 所述触控面10用以供手指9于其上进行点击(单击或双击)操作或移动。所述光源11例如可为发出适当光谱(例如不可见光、红外光等)的一个或多个发光二极管、雷射二极管或其它主动光源，用以提供光至所述触控面10。当所述手指10靠近或接触所述触控面10时可反射来自所述光源11的光，因此所述触控面10优选相对所述光源11所发出的光为透明。所述光源控制单元12用以控制所述光源11于特定时间以不同亮度发光。所述图像传感器13例如可为CCD图像传感器、CMOS图像传感器或其它用以获取图像的传感器，以取样频率及取样参数获取来自所述触控面10 (所述手指9)的反射光以持续输出图像帧；其中，所述取样频率例如可根据所述手指9的移动速度而被调整，所述取样参数例如包括曝光时间及图像增益(gain)等参数。请参照图3所示，其显示本专利技术实施例的点击检测装置I中，所述图像传感器13的取样频率与所述光源11点灭的示意图，其中所述图像传感器13以取样频率取样，而所述光源控制单元12控制所述光源11于时间&及〖/时照明(以实线箭号表示)而于时间t2&t2'时熄灭(以虚线箭号表示)。由此，所述图像传感器13则相对所述时间^及七/时获取并输出亮图像帧，相对所述时间t2及t2'时获取并输出暗图像帧；其中所获取的暗图像帧用以消除环境光的影响。例如，当所述手指9靠近所述触控面10时，所述图像传感器13所获取的亮图像帧包含了(手指反射光+杂散光+环境光)信息，而所获取的暗图像帧仅包含了(环境光)信息；当所述手指9未靠近所述触控面10时，所述图像传感器13所获取的亮图像帧包含了(杂散光+环境光)信息，而所获取的暗图像帧仅包含了(环境光)信息。因此，计算亮图像帧及暗图像帧的差分图像，即可消除环境光的影响。必须说明的是，所述光源控制单元12并非仅用以控制所述光源11的点亮及熄灭，也可控制所述光源11于所述时间^及^时以第一亮度照明而于所述时间t2&t2'时以第二亮度照明，其中当所述第一亮度大于所述第二亮度时，所述图像传感器13相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种点击检测装置，用以检测手指的点击事件，所述点击检测装置包含：光源，用以照明所述手指；光源控制单元，用以控制所述光源以第一亮度及第二亮度照明；图像传感器，以取样频率接收来自所述手指的反射光，相对所述第一亮度输出亮图像帧且相对所述第二亮度输出暗图像帧；以及处理单元，根据所述亮图像帧和所述暗图像帧计算多个差分图像特征，根据所述差分图像特征决定多个操作状态并计数每一所述操作状态的停留时间，根据所述操作状态及所述停留时间判断所述点击事件。

【技术特征摘要】
1.一种点击检测装置，用以检测手指的点击事件，所述点击检测装置包含: 光源，用以照明所述手指； 光源控制单元，用以控制所述光源以第一亮度及第二亮度照明； 图像传感器，以取样频率接收来自所述手指的反射光，相对所述第一亮度输出亮图像帧且相对所述第二亮度输出暗图像帧；以及 处理单元，根据所述亮图像帧和所述暗图像帧计算多个差分图像特征，根据所述差分图像特征决定多个操作状态并计数每一所述操作状态的停留时间，根据所述操作状态及所述停留时间判断所述点击事件。2.根据权利要求1所述的点击检测装置，其中所述差分图像特征为一张亮图像帧与一张暗图像帧的平均亮度差值、图像质量差值、归一化平均亮度差值或归一化图像质量差值，其中所述归一化平均亮度差值为所述平均亮度差值以取样参数进行归一化所得，所述归一化图像质量差值为所述 图像质量差值以所述取样参数进行归一化所得。3.根据权利要求1所述的点击检测装置，其中所述处理单元根据所述差分图像特征的变化量与至少一个变化量阈值决定所述操作状态。4.根据权利要求1所述的点击检测装置，其中所述处理单元根据所述差分图像特征的数值与至少一个阈值决定所述操作状态。5.根据权利要求1所述的点击检测装置，其中所述处理单元还根据所述亮图像帧计算位移量，并根据所述操作状态、所述停留时间及所述位移量判断所述点击事件。6.根据权利要求1所述的点击检测装置，其中所述第一亮度大于所述第二亮度，且所述第二亮度具有零亮度或非零亮度。7.一种点击检测装置，用以检测手指的点击事件，所述点击检测装置包含: 光源，用以照明所述手指； 光源控制单元，用以控制所述光源以第一亮度及第二亮度照明； 图像传感器，以取样频率接收来自所述手指的反射光，相对所述第一亮度输出亮图像帧且相对所述第二亮度输出暗图像帧；以及 处理单元，根据所述亮图像帧和所述暗图像帧计算多个差分图像特征，其中在第一时间区间内当所述差分图像特征的第一变化量大于第一变化阈值后，并在第二时间区间内所述差分图像特征的第二变化量小于等于第二变化阈值，所述处理单元判断为单击事件。8.根据权利要求7所述的点击检测装置，其中所述第一变化阈值等于或不等于所述第二变化阈值。9.根据权利要求7所述的点击检测装置，其中所述差分图像特征为一张亮图像帧与一张暗图像帧的平均亮度差值、图像质量差值、归一化平均亮度差值或归一化图像质量差值，其中所述归一化平均亮度差值为所述平均亮度差值以取样参数进行归一化所得，所述归一化图像质量差值为所述图像质量差值以所述取样参数进行归一化所得。10.根据权利要求9所述的点击检测装置，其中所述取样参数为曝光时间及图像增益中的至少一者。11.根据权利要求7所述的点击检测装置，其中所述处理单元在所述第二时间区间内还根据所述亮图像帧...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈信嘉，黄昱豪，古人豪，李宜方，高铭璨，
申请(专利权)人：原相科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：