CN105279518B - 物体检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于电子装置的物体检测方法及装置，该方法包含有依序开启一第一光源、一第二光源及一第三光源，以分别发送一第一光波信号、一第二光波信号及一第三光波信号；依序接收由一物体反射的该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号，以分别判断该物体反射的该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号的强度；以及根据该第一光波信号及该第二光波信号的强度变化，判断该物体于一第一方向的一第一位移，并根据该第一光波信号及该第三光波信号的强度变化，判断该物体于一第二方向的一第二位移，其中，该第一方向与该第二方向垂直或接近垂直。本发明可以利用手势实现非接触式的操控。

Description

物体检测方法及装置
技术领域
本发明指一种物体检测方法及装置，尤指一种可用来检测使用者手势的物体检测方法及装置。
背景技术
随着科技的进步，遥控技术已成为人们生活中不可或缺的部分。现有的遥控技术普遍用于家电用品(如电视、录像机、冷气机等)的遥控器，其主要是使用红外线(Infrared，IR)作为通信媒介，使用者可操作遥控器上的按键，遥控器即可传送相对应的红外线信号至家电用品，以控制家电用品执行相对应的操作。举例来说，通过电视机的遥控器，使用者可执行开关机、选台、音量控制及选单控制等操作。
然而，在某些情况下，使用者可能因双手脏污或其它原因而不方便碰触遥控器上的按键。此外，许多设置于公共场所的互动式显示器，不便提供遥控器及实体按键等接触式控制功能。在此情况下，使用者只能选择通过手势来进行非接触式的操控。有鉴于此，实有必要提出一种物体检测方法及装置，以实现非接触式的操控。
发明内容
因此，本发明的主要目的即在于提供一种物体检测方法及装置，其可通过检测使用者的手势来进行电子装置的操作，以实现非接触式的操控。
本发明揭露一种物体检测方法，用于一电子装置，该物体检测方法包含有依序开启一第一光源、一第二光源及一第三光源，以分别发送一第一光波信号、一第二光波信号及一第三光波信号；依序接收由一物体反射的该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号，以分别判断该物体反射的该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号的强度；以及根据该物体反射的该第一光波信号及该第二光波信号的强度变化，判断该物体于一第一方向的一第一位移，并根据该物体反射的该第一光波信号及该第三光波信号的强度变化，判断该物体于一第二方向的一第二位移，其中，该第一方向与该第二方向垂直或接近垂直。
本发明还揭露一种物体检测方法，用于一电子装置，该物体检测方法包含有依序开启一第一光源、一第二光源及一第三光源，以分别发送一第一光波信号、一第二光波信号及一第三光波信号；通过一接收元件依序接收由一物体反射的该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号，以分别判断该物体反射的该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号的强度；根据该物体反射的该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号的强度，分别取得相对应的一第一距离、一第二距离及一第三距离；根据该接收元件的位置与该第一光源的位置，取得一第一球心的位置，根据该接收元件的位置与该第二光源的位置，取得一第二球心的位置，并根据接收元件的位置与该第三光源的位置，取得一第三球心的位置；以该第一球心为球心，该第一距离为半径，设定一第一半球面，以该第二球心为球心，该第二距离为半径，设定一第二半球面，并以该第三球心为球心，该第三距离为半径，设定一第三半球面；以及判断该物体的所在位置为该第一半球面、该第二半球面及该第三半球面的交点。
本发明还揭露一种物体检测装置，其包含有一第一光源、一第二光源及一第三光源，分别用来发送一第一光波信号、一第二光波信号及一第三光波信号；一接收元件，用来接收由一物体反射的该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号；一处理装置；以及一存储单元。该存储单元用来存储一程序代码，以指示该处理装置执行以下步骤：依序开启该第一光源、该第二光源及该第三光源，以依序发送该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号；根据由该接收元件所接收到的该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号，判断该物体反射的该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号的强度；以及根据该物体反射的该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号的强度，判断该物体的位移。
本发明提供一种物体检测方法及装置，用来检测物体的位置及移动方向，并借此检测使用者的手势，进而根据手势判断使用者所执行的操作。在此情况下，使用者可在不需要接触遥控器或电子装置的情况下，实现非接触式的操控。
附图说明
图1为本发明实施例一物体检测装置的示意图。
图2为本发明实施例设置有物体检测装置的一电子装置的示意图。
图3为本发明实施例一流程的示意图。
图4为本发明实施例用来开启光源的控制信号的示意图。
图5为本发明实施例一物体反射光波信号的示意图。
图6为本发明实施例物体检测装置检测物体通过时反射的光波信号强度的波形图。
图7为本发明实施例物体检测装置检测物体通过时反射的光波信号强度的波形图。
图8为本发明实施例物体检测装置检测物体通过时反射的光波信号强度的波形图。
图9为本发明实施例物体检测装置检测物体通过时反射的光波信号强度的波形图。
图10为本发明实施例物体检测装置检测物体通过时反射的光波信号强度的波形图。
图11为本发明实施例一流程的示意图。
图12为本发明实施例判断物体与物体检测装置之间的距离的示意图。
图13为本发明实施例处理装置判断物体所在位置的示意图。
图14为本发明实施例处理装置根据物体的坐标判断手势的示意图。
符号说明：
10 物体检测装置
102 接收元件
104 处理装置
106 存储单元
108 程序代码
LS1～LS3 光源
S1～S3 光波信号
20 电子装置
30 流程
300～308 步骤
TH 临界值
TM_1～TM_3 中间时间
dt_x、dt_y 位移量
110 流程
1100～1114 步骤
X 物体
O1～O3 球心
a1、b1 路径长度
r1～r3 距离
HS1～HS3 半球面
具体实施方式
请参考图1，图1为本发明实施例一物体检测装置10的示意图。如图1所示，物体检测装置10包含有光源LS1～LS3、一接收元件102、一处理装置104及一存储单元106。物体检测装置10可设置于一电子装置，用来进行物体检测。电子装置可为一移动电话、一笔记型电脑、一平板电脑、一电子书或一家电用品(如电视、显示器、录影机、冷气机等)。光源LS1～LS3可分别用来发送光波信号S1～S3，接收元件102则用来接收一物体反射的光波信号S1～S3。光波信号S1～S3可为红外线(Infrared，IR)信号，此时光源LS1～LS3可分别为一红外线发射器，如红外线发光二极管(Infrared Light Emitting Diode，IR LED)，而接收元件102可为一红外线接收器。在其它实施例中，光波信号S1～S3也可为其它波长或类型的信号，只要该信号可通过外界物体反射来检测该物体的位置，其信号类型不应为本发明的限制。光源LS1～LS3及接收元件102的设计也可根据不同类型的信号进行调整，而不限于此。存储单元106可存储一程序代码108，程序代码108用来指示处理装置104执行一物体检测方法。处理装置104包含但不限于中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、微处理器(microprocessor)及微控制器(Micro Control Unit，MCU)等。存储单元106包含但不限于只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、快闪存储器(Flash Memory)、随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)、光碟只读存储器(CD-ROM/DVD-ROM)、磁带(MagneticTape)、硬碟(Hard Disk)及光学资料存储装置(Optical Data Storage Device)等。
较佳地，若电子装置为一显示器时，光源LS1～LS3及接收元件102可设置于显示器的一角落。举例来说，请参考图2，图2为本发明实施例设置有物体检测装置10的一电子装置20的示意图。如图2所示，物体检测装置10中的光源LS1～LS3及接收元件102设置于电子装置20的右下角，并配置成“L”形，其中，光源LS1位于电子装置20的右下角的顶点，光源LS2位于光源LS1上方，光源LS3位于光源LS1左侧，接收元件102则紧邻于光源LS1。在其它实施例中，光源LS1～LS3及接收元件102也可依照类似的方式，配置于其它角落。除此之外，若电子装置为其它类型的装置时，光源LS1～LS3及接收元件102也可根据电子装置的结构，以适合的方式进行配置，而不限于此。
请参考图3，图3为本发明实施例一流程30的示意图。流程30可用于物体检测装置10，用来进行物体检测。流程30可被编译成程序代码108，其包含以下步骤：
步骤300：开始。
步骤302：依序开启光源LS1～LS3，以分别发送光波信号S1～S3。
步骤304：通过接收元件102依序接收由一物体反射的光波信号S1～S3，以分别判断该物体反射的光波信号S1～S3的强度。
步骤306：根据该物体反射的光波信号S1及光波信号S2的强度变化，判断该物体于一第一方向的一第一位移，并根据该物体反射的光波信号S1及光波信号S3的强度变化，判断该物体于一第二方向的一第二位移，其中，该第一方向与该第二方向垂直或接近垂直。
步骤308：结束。
根据流程30，处理装置104可依序开启光源LS1～LS3，以分别发送光波信号S1～S3。接着，接收元件102依序接收由一物体反射的光波信号S1～S3，以分别判断该物体反射的光波信号S1～S3的强度。较佳地，处理装置104可在相异时域分别开启光源LS1～LS3，以分时发送光波信号S1～S3，其控制信号如图4所示。在此情况下，由于光波信号S1～S3是分时发送，接收元件102在同一时间内只会接收到其中一个光源所发送的光波信号。当接收元件102接收到一光波信号时，处理装置104即可根据接收到的时段来判断所接收到的是光波信号S1～S3中哪一光波信号的反射结果。
请参考图5，图5为本发明实施例一物体反射光波信号S1～S3的示意图。如图5所示，该物体可为使用者的手掌，也即，使用者可通过手势取代遥控器来控制电子装置(如电视机)的操作。物体检测装置10可检测使用者的手势，以执行如电视机的开关机、选台、音量控制及选单控制等操作。在此情况下，若物体检测装置10与遥控器皆使用红外线作为其传送的光波信号时，接收元件102除了可接收物体(即手掌)反射的红外线之外，也可接收遥控器所传送的红外线信号。换句话说，物体检测装置10可整合手势遥控及遥控器的输入，使得后端电路可通过相同方式进行信号处理，以提升使用上的方便性。
根据流程30，当接收元件102接收到由物体反射的光波信号S1～S3之后，处理装置104可判断物体反射的光波信号S1～S3的强度。接着，处理装置104可根据物体反射的光波信号S1及光波信号S2的强度变化，判断物体于第一方向的第一位移，并根据物体反射的光波信号S1及光波信号S3的强度变化，判断物体于第二方向的第二位移，其中，第一方向与第二方向垂直或接近垂直。如图5所示，光源LS2位于光源LS1上方，因此处理装置104可根据物体反射的光波信号S1及光波信号S2的强度变化，判断物体在y方向的位移(即向上或向下的位移)；光源LS3位于光源LS1左方，因此处理装置104可根据物体反射的光波信号S1及光波信号S3的强度变化，判断物体在x方向的位移(即向左或向右的位移)。更明确来说，当物体接近物体检测装置10前方时，接收元件102会接收到强度较强的反射光波信号S1～S3，因此，处理装置104可设定对应于接收到的光波信号S1～S3的一临界值TH，以判断物体是否接近物体检测装置10前方。当任一反射的光波信号S1～S3超过临界值TH时，表示有物体接近物体检测装置10前方，此时处理装置104可根据光波信号S1～S3的强度变化以及其时间先后关系，来判断物体移动的方向，并据以执行相对应的操作(如电视机的开关机、选台、音量控制及选单控制等)。
举例来说，请参考图6，图6为本发明实施例物体检测装置10检测物体通过时反射的光波信号S1～S3强度的波形图。如图6所示，当物体(即手掌)接近于物体检测装置10前方时，其反射的光波信号S1～S3皆出现大于临界值TH的强度，因此，若物体由物体检测装置10前方经过，其反射的光波信号S1～S3会出现先上升后下降的波形。光波信号S1与光波信号S2大约在同一时间出现较大的强度，而光波信号S3较晚出现较大的强度。根据其时间先后关系，处理装置104即可判断物体向左移动。
详细来说，处理装置104可于检测到物体反射的光波信号S1的强度上升至大于临界值TH时，记录物体进入物体检测装置10前方的一进入时间TE_1，并于物体反射的光波信号S1的强度下降至小于临界值TH时，记录物体离开物体检测装置10前方的一离开时间TX_1。接着，处理装置104再根据进入时间TE_1及离开时间TX_1，计算相对应于光波信号S1的一中间时间TM_1。中间时间TM_1可通过以下方式计算而得：
同样地，处理装置104可于检测到物体反射的光波信号S2的强度上升至大于临界值TH时，记录物体进入物体检测装置10前方的一进入时间TE_2，并于物体反射的光波信号S2的强度下降至小于临界值TH时，记录物体离开物体检测装置10前方的一离开时间TX_2。接着，处理装置104再根据进入时间TE_2及离开时间TX_2，计算相对应于光波信号S2的一中间时间TM_2。中间时间TM_2可通过以下方式计算而得：
同样地，处理装置104可于检测到物体反射的光波信号S3的强度上升至大于临界值TH时，记录物体进入物体检测装置10前方的一进入时间TE_3，并于物体反射的光波信号S3的强度下降至小于临界值TH时，记录物体离开物体检测装置10前方的一离开时间TX_3。接着，处理装置104再根据进入时间TE_3及离开时间TX_3，计算相对应于光波信号S3的一中间时间TM_3。中间时间TM_3可通过以下方式计算而得：
接着，处理装置104即可根据中间时间TM_1～TM_3，判断物体的位移。详细来说，由于光源LS2位于光源LS1上方，处理装置104可根据中间时间TM_1及中间时间TM_2，判断物体在垂直方向(即流程30所述的第一方向)的位移；由于光源LS3位于光源LS1左方，处理装置104可根据中间时间TM_1及中间时间TM_3，判断物体在水平方向(即流程30所述的第二方向)的位移。更明确来说，处理装置104可根据中间时间TM_1与中间时间TM_2的差的绝对值，计算物体经过物体检测装置10前方时，在垂直方向的位移量dt_y；并根据中间时间TM_1与中间时间TM_3的差的绝对值，计算物体经过物体检测装置10前方时，在水平方向的位移量dt_x。其详细计算方式如下所示：
dt_x＝|TM_1-TM_3|
dt_y＝|TM_1-TM_2|
根据以上计算结果可知，当物体在垂直方向的位移量dt_y大于物体在水平方向的位移量dt_x时，处理装置104即可判断物体是于垂直方向移动；当物体在垂直方向的位移量dt_y小于物体在水平方向的位移量dt_x时，处理装置104即可判断物体是于水平方向移动。
如图6所示，根据接收元件102所接收到的物体反射的光波信号S1～S3强度，处理装置104可先取得分别对应于反射的光波信号S1～S3的进入时间TE_1～TE_3及离开时间TX_1～TX_3，并通过上述方式计算出分别对应于反射的光波信号S1～S3的中间时间TM_1～TM_3。接着，处理装置104即可计算出物体经过物体检测装置10前方时，垂直方向的位移量dt_y及水平方向的位移量dt_x。由图6的波形可知，水平方向的位移量dt_x明显大于垂直方向的位移量dt_y，且中间时间TM_3晚于中间时间TM_1及中间时间TM_2，因此，处理装置104可判断出物体向左移动，进而判断使用者是执行一向左手势。
请参考图7，图7为本发明实施例物体检测装置10检测物体通过时反射的光波信号S1～S3强度的波形图。如图7所示，光波信号S1与光波信号S2大约在同一时间出现较大的强度，而光波信号S3较早出现较大的强度。根据其时间先后关系，处理装置104即可判断物体向右移动。更明确来说，处理装置104可根据接收元件102所接收到的物体反射的光波信号S1～S3强度，先取得分别对应于反射的光波信号S1～S3的进入时间TE_1～TE_3及离开时间TX_1～TX_3，并通过上述方式计算出分别对应于反射的光波信号S1～S3的中间时间TM_1～TM_3。接着，处理装置104即可计算出物体经过物体检测装置10前方时，垂直方向的位移量dt_y及水平方向的位移量dt_x。由图7的波形可知，水平方向的位移量dt_x明显大于垂直方向的位移量dt_y，且中间时间TM_3早于中间时间TM_1及中间时间TM_2，因此，处理装置104可判断出物体向右移动，进而判断使用者是执行一向右手势。
请参考图8，图8为本发明实施例物体检测装置10检测物体通过时反射的光波信号S1～S3强度的波形图。如图8所示，光波信号S1与光波信号S3大约在同一时间出现较大的强度，而光波信号S2较晚出现较大的强度。根据其时间先后关系，处理装置104即可判断物体向上移动。更明确来说，处理装置104可根据接收元件102所接收到的物体反射的光波信号S1～S3强度，先取得分别对应于反射的光波信号S1～S3的进入时间TE_1～TE_3及离开时间TX_1～TX_3，并通过上述方式计算出分别对应于反射的光波信号S1～S3的中间时间TM_1～TM_3。接着，处理装置104即可计算出物体经过物体检测装置10前方时，垂直方向的位移量dt_y及水平方向的位移量dt_x。由图8的波形可知，垂直方向的位移量dt_y明显大于水平方向的位移量dt_x，且中间时间TM_2晚于中间时间TM_1及中间时间TM_3，因此，处理装置104可判断出物体向上移动，进而判断使用者是执行一向上手势。
请参考图9，图9为本发明实施例物体检测装置10检测物体通过时反射的光波信号S1～S3强度的波形图。如图9所示，光波信号S1与光波信号S3大约在同一时间出现较大的强度，而光波信号S2较早出现较大的强度。根据其时间先后关系，处理装置104即可判断物体向下移动。更明确来说，处理装置104可根据接收元件102所接收到的物体反射的光波信号S1～S3强度，先取得分别对应于反射的光波信号S1～S3的进入时间TE_1～TE_3及离开时间TX_1～TX_3，并通过上述方式计算出分别对应于反射的光波信号S1～S3的中间时间TM_1～TM_3。接着，处理装置104即可计算出物体经过物体检测装置10前方时，垂直方向的位移量dt_y及水平方向的位移量dt_x。由图9的波形可知，垂直方向的位移量dt_y明显大于水平方向的位移量dt_x，且中间时间TM_2早于中间时间TM_1及中间时间TM_3，因此，处理装置104可判断出物体向下移动，进而判断使用者是执行一向下手势。
请参考图10，图10为本发明实施例物体检测装置10检测物体通过时反射的光波信号S1～S3强度的波形图。如图10所示，光波信号S1、光波信号S2与光波信号S3大约在同一时间出现较大的强度。处理装置104可根据接收元件102所接收到的物体反射的光波信号S1～S3强度，先取得分别对应于反射的光波信号S1～S3的进入时间TE_1～TE_3及离开时间TX_1～TX_3，并通过上述方式计算出分别对应于反射的光波信号S1～S3的中间时间TM_1～TM_3。接着，处理装置104即可计算出物体经过物体检测装置10前方时，垂直方向的位移量dt_y及水平方向的位移量dt_x。由图10的波形可知，垂直方向的位移量dt_y与水平方向的位移量dt_x均极小，且中间时间TM_1～TM_3皆彼此接近，因此物体可能是由物体检测装置10正前方向物体检测装置10靠近，再由正前方远离物体检测装置10。在此情况下，若物体检测装置10是用来检测使用者的手势时，由于无法判别出手势的方向，处理装置104可判断此手势为一确认手势，此确认手势可能代表音量调整或选台的确认或其它选单功能的输入确认。
在一实施例中，可针对上述确认手势，定义更明确的判断方式。举例来说，可设定对应于垂直方向位移量dt_y及水平方向位移量dt_x的一临界值TH_d，当垂直方向的位移量dt_y与水平方向的位移量dt_x皆小于临界值TH_d时，即可判断使用者执行确认手势。临界值TH_d可根据一般情况下使用者挥动手掌进行操控的速度而定，也可根据物体检测装置10发送光波信号S1～S3进行检测的周期而调整。例如若物体检测装置10的检测周期为10毫秒(millisecond)时，可设定临界值TH_d为检测周期的1.5倍，即15毫秒。换句话说，当垂直方向的位移量dt_y与水平方向的位移量dt_x皆小于15毫秒时，处理装置104可判断出使用者执行一确认手势。
通过上述方式，物体检测装置10可取得使用者的手势方向或确认手势，进而判断使用者的操作(如开关机、选台、音量控制及选单控制等)。
值得注意的是，本发明的物体检测方法及物体检测装置可通过检测使用者的手势来进行电子装置的操作，本领域具通常知识者当可据以进行修饰或变化，而不限于此。举例来说，上述判断物体移动方向的方式是通过预设的临界值TH来决定对应于物体反射的光波信号S1～S3的进入时间TE_1～TE_3及离开时间TX_1～TX_3，再取得中间时间TM_1～TM_3以进行手势的判断。在其它实施例中，也可通过物体反射的光波信号S1～S3的波形的最大值来估计中间时间TM_1～TM_3，或通过其它方式判断物体移动的方向，而不限于此。
举例来说，请参考图11，图11为本发明实施例一流程110的示意图。流程110可用于物体检测装置10，用来进行物体检测。流程110可被编译成程序代码108，其包含以下步骤：
步骤1100：开始。
步骤1102：依序开启光源LS1～LS3，以分别发送光波信号S1～S3。
步骤1104：通过接收元件102依序接收由一物体反射的光波信号S1～S3，以分别判断该物体反射的光波信号S1～S3的强度。
步骤1106：根据该物体反射的光波信号S1～S3的强度，分别取得相对应的距离r1～r3。
步骤1108：根据接收元件102的位置与光源LS1的位置，取得一球心O1的位置，根据接收元件102的位置与光源LS2的位置，取得一球心O2的位置，并根据接收元件102的位置与光源LS3的位置，取得一球心O3的位置。
步骤1110：以球心O1为球心，距离r1为半径，设定一半球面HS1，以球心O2为球心，距离r2为半径，设定一半球面HS2，并以球心O3为球心，距离r3为半径，设定一半球面HS3。
步骤1112：判断该物体的所在位置为半球面HS1、半球面HS2及半球面HS3的交点。
步骤1114：结束。
根据流程110，处理装置104可依序开启光源LS1～LS3，以分别发送光波信号S1～S3。接着，接收元件102依序接收由一物体反射的光波信号S1～S3，以分别判断该物体反射的光波信号S1～S3的强度。较佳地，处理装置104可在相异时域分别开启光源LS1～LS3，以分时发送光波信号S1～S3，其控制信号如图4所示。在此情况下，由于光波信号S1～S3是分时发送，接收元件102在同一时间内只会接收到其中一个光源所发送的光波信号。当接收元件102接收到一光波信号时，处理装置104即可根据接收到的时段来判断所接收到的是光波信号S1～S3中哪一光波信号。
接着，处理装置104可根据物体反射的光波信号S1～S3的强度，分别取得相对应的距离r1～r3。详细来说，每一光波信号的强度都会对应于物体检测装置10与前方物体的距离，也即，当物体距离物体检测装置10愈近时，光波信号会愈强；而当物体距离物体检测装置10愈远时，光波信号会愈弱。
根据流程110，物体与物体检测装置10之间的距离可依照以下方式判断。以光源LS1及光波信号S1的检测为例，请参考图12，图12为本发明实施例判断物体X与物体检测装置10之间的距离的示意图。如图12所示，光波信号S1由光源LS1发送，经由物体X的反射之后，由接收元件102接收。在此情况下，光波信号S1经过的路径长度为a1+b1。一般来说，接收元件102所接收到的光波信号S1强度与光波信号S1经过的路径长度呈反向关系。当接收到的光波信号S1强度愈强时，代表光波信号S1经过的路径长度a1+b1愈短；当接收到的光波信号S1强度愈弱时，代表光波信号S1经过的路径长度a1+b1愈长。因此，处理装置104可判断光波信号S1的强度与路径长度a1+b1之间的一对应关系。
接着，处理装置104可根据接收元件102的位置与光源LS1的位置，取得一球心O1的位置，使得物体X与物体检测装置10之间的距离可定义为物体X与球心O1的距离r1。较佳地，球心O1可位于接收元件102与光源LS1的直线距离的中点，使得物体X与球心O1的距离r1约略等于光波信号S1经过的路径长度a1+b1的一半。在此情况下，处理装置104可取得光波信号S1的强度与距离r1之间的一对应关系。因此，处理装置104即可根据接收到的光波信号S1的强度，取得相对应的距离r1。同样地，通过上述方式，处理装置104也可根据接收到的光波信号S2的强度，取得相对应的距离r2；并根据接收到的光波信号S3的强度，取得相对应的距离r3。除此之外，处理装置104也可将接收元件102与光源LS2的直线距离的中点设定为球心O2的位置；并将接收元件102与光源LS3的直线距离的中点设定为球心O3的位置。
由于物体X与球心O1的距离为r1，处理装置104可以球心O1为球心，距离r1为半径，设定一半球面HS1，代表物体X位于半球面HS1上。由于光波信号LS1仅能传送至位于物体检测装置10前方的物体，因此只需考虑物***于物体检测装置10前方的半球面的情况。同样地，通过相同的方式，处理装置104可以球心O2为球心，距离r2为半径，设定一半球面HS2；并以球心O3为球心，距离r3为半径，设定一半球面HS3。半球面HS1～HS3可取得一交点，处理装置104即可判断物体X的所在位置为该交点，如图13所示。
更进一步地，处理装置104可通过上述方式，在一段时间内持续检测物体X的所在位置。通过每一次检测到的位置，处理装置104可判断物体X行进的轨迹。若物体X为使用者的手掌时，处理装置104即可根据手掌移动的方向来判断使用者所执行的操作。
举例来说，在一实施例中，处理装置104可根据物体X经过物体检测装置10前方的起点与终点的坐标来进行手势判断。请参考图14，图14为本发明实施例处理装置104根据物体X的坐标判断手势的示意图。如图14所示，处理装置104可在物体X进入物体检测装置10前方时，记录物体X的一起点坐标(x1，y1，z1)，并在物体X离开物体检测装置10前方时，记录物体X的一终点坐标(x2，y2，z2)。关于物体在何处进入物体检测装置10前方的判断可根据上述临界值TH而决定，而物体在何处离开物体检测装置10前的判断，可根据物体进入检测装置10的一限定时间内(例如100毫秒以内)，物体的最后位置，或是一限定时间内符合上述临界值TH而决定。
根据物体X的起点坐标(x1，y1，z1)及终点坐标(x2，y2，z2)，处理装置104可分别取得物体X的位移在x方向、y方向及z方向的分量Δx、Δy及Δz，其计算方式如下：
Δx＝x2-x1
Δy＝y2-y1
Δz＝z2-z1
在取得位移分量Δx、Δy及Δz之后，处理装置104可进而判断使用者的手势。举例来说，在光源LS1～LS3及接收元件102以图2所示的方式设置于电子装置20右下角，同时在图14的坐标定义之下，当|Δx|＞|Δy|，|Δx|＞|Δz|，且Δx＞0时，处理装置104可判断使用者是执行一向右手势；当|Δx|＞|Δy|，|Δx|＞|Δz|，且Δx＜0时，处理装置104可判断使用者是执行一向左手势；当|Δy|＞|Δx|，|Δy|＞|Δz|，且Δy＞0时，处理装置104可判断使用者是执行一向上手势；当|Δy|＞|Δx|，|Δy|＞|Δz|，且Δy＜0时，处理装置104可判断使用者是执行一向下手势；当|Δz|＞|Δx|，|Δz|＞|Δy|，且Δz＜0时，处理装置104可判断使用者是执行一确认手势。
通过上述方式，物体检测装置10可取得使用者的手势方向或确认手势，进而判断使用者的操作(如开关机、选台、音量控制及选单控制等)。
综上所述，本发明提供了一种物体检测方法及装置，用来检测物体的位置及移动方向，并借此检测使用者的手势，进而根据手势判断使用者所执行的操作。在此情况下，使用者可在不需要接触遥控器或电子装置的情况下，实现非接触式的操控。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种物体检测方法，用于一电子装置，其特征在于，该物体检测方法包含有：
依序开启一第一光源、一第二光源及一第三光源，以分别发送一第一光波信号、一第二光波信号及一第三光波信号；
利用一接收元件依序接收由一物体反射的该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号，以分别判断该物体反射的该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号的强度；
根据该物体反射的该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号的强度，分别取得相对应的一第一距离、一第二距离及一第三距离；
根据该接收元件的位置与该第一光源的位置，取得一第一球心的位置，根据该接收元件的位置与该第二光源的位置，取得一第二球心的位置，并根据该接收元件的位置与该第三光源的位置，取得一第三球心的位置；
以该第一球心为球心，该第一距离为半径，设定一第一半球面，以该第二球心为球心，该第二距离为半径，设定一第二半球面，并以该第三球心为球心，该第三距离为半径，设定一第三半球面；以及
判断该物体的所在位置为该第一半球面、该第二半球面及该第三半球面的交点。
2.如权利要求1所述的物体检测方法，其特征在于，依序开启该第一光源、该第二光源及该第三光源，以分别发送该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号的步骤包含有：
在相异时域分别开启该第一光源、该第二光源及该第三光源，以分时发送该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号。
3.如权利要求1所述的物体检测方法，其特征在于，该物体检测方法还包含有：
于一段时间内持续检测该物体的所在位置，以判断该物体行进的轨迹。
4.如权利要求1所述的物体检测方法，其中该第一球心的位置为该接收元件与该第一光源的直线距离的中点，该第二球心的位置为该接收元件与该第二光源的直线距离的中点，且该第三球心的位置为该接收元件与该第三光源的直线距离的中点。
5.如权利要求1所述的物体检测方法，其特征在于，该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号为红外线，该第一光源、该第二光源及该第三光源分别为一红外线发射器，且该接收元件为一红外线接收器。
6.一种物体检测装置，其特征在于，该物体检测装置包含有：
一第一光源、一第二光源及一第三光源，分别用来发送一第一光波信号、一第二光波信号及一第三光波信号；
一接收元件，用来接收由一物体反射的该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号；
一处理装置；以及
一存储单元，用来存储一程序代码，以指示该处理装置执行以下步骤：
依序开启该第一光源、该第二光源及该第三光源，以依序发送该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号；
根据由该接收元件所接收到的该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号，判断该物体反射的该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号的强度；以及
根据该物体反射的该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号的强度，判断该物体的位移；
根据该物体反射的该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号的强度，判断该物体的位移的步骤包含有：
根据该物体反射的该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号的强度，分别取得相对应的一第一距离、一第二距离及一第三距离；
根据该接收元件的位置与该第一光源的位置，取得一第一球心的位置，根据该接收元件的位置与该第二光源的位置，取得一第二球心的位置，以及根据接收元件的位置与该第三光源的位置，取得一第三球心的位置；
以该第一球心为球心，该第一距离为半径，设定一第一半球面，以该第二球心为球心，该第二距离为半径，设定一第二半球面，并以该第三球心为球心，该第三距离为半径，设定一第三半球面；以及
判断该物体的所在位置为该第一半球面、该第二半球面及该第三半球面的交点。
7.如权利要求6所述的物体检测装置，其特征在于，根据该物体反射的该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号的强度，判断该物体的位移的步骤包含有：
根据该物体反射的该第一光波信号及该第二光波信号的强度变化，判断该物体于一第一方向的一第一位移，并根据该物体反射的该第一光波信号及该第三光波信号的强度变化，判断该物体于一第二方向的一第二位移，其中，该第一方向与该第二方向垂直或接近垂直。
8.如权利要求6所述的物体检测装置，其特征在于，根据该物体反射的该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号的强度，判断该物体的位移的步骤还包含有：
于一段时间内持续取得该物体的所在位置，以判断该物体行进的轨迹。
9.如权利要求6所述的物体检测装置，其特征在于，该第一光源、该第二光源及该第三光源于相异时域分别开启，以分时发送该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号。
10.如权利要求6所述的物体检测装置，其特征在于，该第一光波信号、该第二光波信号及该第三光波信号为红外线，该第一光源、该第二光源及该第三光源分别为一红外线发射器，且该接收元件为一红外线接收器。
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