三维人机介面系统及其方法

摘要

一种三维人机介面系统及其方法，其系利用一镜头并搭配数位讯号处理(DSP)功能，用以侦测并计算一特征物体在一X-Y轴二维平面上之相对位置或动作的资料，供可在一显示幕上同步产生相对应之X、Y轴二维座标及动作；又同时利用一近接感应器(proximity sensor)并搭配一红外线(IR light)光源及数位讯号处理(DSP)功能，用以侦测并计算该特征物体在相对于该X-Y二维平面之另一维Z轴上之相对深度值或动作的资料，供可在该显示幕同步产生相对应之Z轴一维座标及动作；以及再利用系统软体之数位元讯号处理(DSP)功能，以使该X、Y二维座标或动作的资料进一步与该Z轴一维座标或动作的资料相耦合，用以计算并输出该特征物体在该X、Y、Z轴三维空间之相对位置及动作的资料，进而能在该显示幕上同步产生相对应之X、Y、Z座标及动作，达成一三维人机介面系统的使用效果，并可避免相关先前技术大都利用至少二镜头撷取至少一参考面之光斑图案(speckle pattern)以先建立一三维地图(3D mapping)供作为比对用资料库的麻烦，具有结构简化及节省成本的优点。

主权项

一种三维人机介面之方法，包含：利用一镜头并藉由数位讯号处理功能，用以侦测并计算一特征物体在一X、Y轴二维平面上之相对位置或动作的资料，即形成X、Y轴二维座标或动作的资料，其中该X、Y轴二维座标或动作的资料包含该特征物体之X、Y二维座标资料或该特征物体往上、往下、往左、往右、旋转、缩放动作资料，供可在该显示幕上同步产生相对应之X、Y座标及动作；利用一近接感应器(proximity sensor)以配合一红外线光源使用，并藉由数位讯号处理功能，用以侦测并计算该特征物体在相对于该X、Y轴二维平面之另一维Z轴之相对深度值或动作的资料，即形成Z轴一维座标或动作的资料；其中该红外线光源系向着该特征物体，包含该特征物体之位置或涵盖该特征物体之一范围区域，投射一定强度之红外线，该近接感应器用以感应该红外线之反射光之光强度的变化，当该特征物体产生Z轴方向之相对移动时，若该近接感应器所感应到红光线反射光之光强度的变化为相对增强时，即判断该特征物体在Z轴方向之移动为相对向前靠近该红外线光源，若该近接感应器所感应到红光线反射光之光强度的变化为相对减弱时，即判断该特征物体在Z轴方向之移动为相对向后离开该红外线光源，即形成Z轴一维座标或动作的资料；利用一系统软体之数位元讯号处理功能，以使该X、Y轴二维座标或动作的资料进一步与该Z轴一维座标或动作的资料相耦合，用以计算该特征物体在该X、Y、Z轴三维空间之相对位置及动作的资料，即形成X、Y、Z轴三维座标或动作的资料，并输出该特征物体之X、Y、Z轴三维座标或动作的资料至一显示器之显示幕；及控制该显示幕之应用以同步对应于该X、Y、Z座标及动作。