CN101493738B - 侦测使用者的按压动作的方法以及光学操作单元 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种侦测使用者的按压动作的方法以及光学操作单元。该侦测使用者的按压动作的方法，适用于一电子装置。该电子装置具有至少一光学操作单元，供使用者操作电子装置。该侦测使用者的按压动作的方法包括：侦测光学操作单元上一施力物的形变，及根据施力物形变量来判定使用者是否执行按压动作。该光学操作单元，包括：一透光件，设于电子装置壳体开口处；一光源，设于壳体内，提供一光束至透光件，且施力物将光束反射回壳体内；以及一影像感测元件，位于被施力物反射的该光束传递路径上，将侦测到光束转换成影像资料，并根据影像资料来判定透光件上施力物的形变，藉由施力物形变量来判定使用者是否执行按压动作。本发明可让应用此方法的光学操作单元具有按键的功能。

Description

侦测使用者的按压动作的方法以及光学操作单元 

技术领域

本发明涉及一种侦测使用者的按压动作的方法以及光学操作单元，特别是涉及一种藉由光学方式来侦测使用者的按压动作的方法以及使用此方法的光学操作单元。 

背景技术

随着平面显示技术的进步，愈来愈多的电子产品皆搭载有一荧幕(screen)，其中有许多电子产品的操作方式是藉由移动荧幕中的游标(pointer)来进行操作。用来移动游标的操作介面有许多种，而兼具移动游标及按键功能的触控板(touch pad)即为其中一种。常见的触控板有电阻式触控板及电容式触控板两种，其中，电阻式触控板存在有灵敏度不高的缺点，所以容易因为使用者施力过大而损坏。电容式触控板则存在有价格昂贵、容易因为静电或湿度等因素而造成误动作的缺点。 

另外，由于触控板并不适用于小尺寸的可携式电子装置(如手机)，因此美国7,058,432号专利提出了一种指向装置(pointing device)，其适用于小尺寸的可携式电子装置。此指向装置主要是利用光学的方式来侦测手指的移动，进而使荧幕上的游标产生相对应的移动。 

然而，由于上述的指向装置仅能移动荧幕上的游标，并不能进行点选的动作，所以需要另外设置一按键以供使用者进行点选的动作。如此，不仅占据较多的空间，导致电子产品的尺寸无法进一步缩小，而且还会增加生产成本。 

由此可见，上述现有的电子产品的操作方法及结构在操作方法、产品结构及使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用设计被发展完成，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的侦测使用者的按压动作的方法以及光学操作单元，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。 

有鉴于上述现有的电子产品的操作方法及结构存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的侦测使用者的按压动作的方法以及光学操作单元，能够改进现有的电子产品的操作方法及结构，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。 

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的电子产品的操作方法存在的缺陷，而提供一种新的侦测使用者的按压动作的方法，所要解决的技术问题是使其以利用光学的方式来达到按键的功能，非常适于实用。 

本发明的另一目的在于，克服现有的电子产品的操作结构所存在的缺陷，而提供一种新型结构的光学操作单元，所要解决的技术问题是使其利用光学的方式来达到按键的功能，从而更加适于实用。 

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种侦测使用者的按压动作的方法，适用于一电子装置，该电子装置具有至少一光学操作单元，以供使用者操作该电子装置，该侦测使用者的按压动作的方法包括以下步骤：侦测该光学操作单元上的一施力物于接触该光学操作单元上的形变；以及根据该施力物的形变量来判定使用者是否执行按压动作。 

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 

前述的侦测使用者的按压动作的方法，其中所述的侦测该施力物的形变的方法包括利用该光学操作单元的一影像感测元件来侦测该施力物的形变。 

前述的侦测使用者的按压动作的方法，其中所述的施力物具有一纹路结构，而侦测该施力物的形变的方法包括侦测该纹路结构的线条间的间距变化量，当线条间的间距变化量超过一预设值时，则判定使用者执行按压动作。 

前述的侦测使用者的按压动作的方法，其中所述的施力物具有一纹路结构，而侦测该施力物的形变的方法包括侦测该纹路结构的线条宽度的变化量，当线条宽度的变化量超过一预设值时，则判定使用者执行按压动作。 

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种光学操作单元，适用于一电子装置中，该光学操作单元包括：一透光件，设置于该电子装置的一壳体的一开口处，该透光件是用以承受使用者所施加的一施力物；一光源，设置于该壳体内，用以提供一光束至该透光件，且该施力物会将该光束反射回该壳体内；以及一影像感测元件，设置于该壳体内，且位于被该施力物反射的该光束的传递路径上，该影像感测元件是用于将侦测到的该光束转换成一影像资料，并根据该影像资料来判定该透光件上的该施力物于接触该透光件上的形变，以藉由该施力物的形变量来判定使用者是否执行按压动作。 

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 

前述的光学操作单元，其中所述的施力物具有一纹路结构，该施力物的形变为该纹路结构的线条间的间距变化量。 

前述的光学操作单元，其中所述的施力物具有一纹路结构，该施力物的形变为该纹路结构的线条宽度的变化量。 

前述的光学操作单元，其中所述的影像感测元件更包括根据该影像资料来判定该透光件上的该施力物的位移，以使该电子装置的一荧幕上的游标产生相对应的位移。 

前述的光学操作单元，其更包括一聚光元件，配置于该壳体内，且位于该透光件与影像感测元件之间，以汇聚该光束。 

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明侦测使用者的按压动作的方法以及光学操作单元至少具有下列优点及有益效果： 

1、本发明是利用光学的方式来侦测使用者的按压动作，所以不会因静电或湿度等因素造成误动作。 

2、有别于现有技术，在本发明中由于形变的是施力物，光学操作单元不会因使用者施力过大而损坏。因此，本发明的光学操作单元的可靠度较佳。 

3、本发明的光学操作单元可兼具有按键与指向装置的功能，所以不仅有助于缩小电子装置的尺寸，而且还可以降低生产成本。 

综上所述，由于本发明的侦测使用者的按压动作的方法，是根据光学操作单元上的施力物的形变量来判定使用者是否执行按压动作，所以可让应用此方法的光学操作单元具有按键的功能。本发明的光学操作单元，可以利用光学的方式来达到按键的功能，非常适于实用。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在方法、产品结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的电子产品的操作方法以及结构具有增进的突出多项功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。 

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。 

附图说明

图1是应用本发明一较佳实施例的光学操作单元的电子装置的示意图。 

图2是图1的光学操作单元的示意图。 

图3是本发明一较佳实施例的侦测使用者的按压动作的方法的流程图。 

图4是施力物轻压与重压透光件时，影像感测元件所侦测到的纹路结构 的局部影像的示意图。 

50： 施力物     100：光学操作单元 

110：透光板     120：光源 

122：光束       130：影像感测元件 

140：聚光元件   200：电子装置 

210：壳体       212：开口 

220：荧幕       W1、W2：宽度 

G1、G2：间距 

S110：侦测光学操作单元上的施力物的形变 

S120：根据施力物的形变量来判定使用者是否执行按压动作 

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的侦测使用者的按压动作的方法以及光学操作单元其具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如后。 

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。 

请参阅图1与图2所示，图1是应用本发明一较佳实施例的光学操作单元的电子装置的示意图，图2是图1的光学操作单元的示意图。本发明较佳实施例的光学操作单元100适用于一电子装置200中。该光学操作单元100，包括一透光件110、一光源120以及一影像感测元件130。 

该透光件110，设置于电子装置200的一壳体210的一开口212处。透光件110是用以承受使用者所施加的一施力物50，如手指。 

该光源120，设置于壳体210内，用以提供一光束122至透光件110，且施力物50会将光束122反射回壳体210内。 

该影像感测元件130，是设置于壳体210内，且位于被施力物50反射的光束122的传递路径上。 

此外，该光学操作单元100可更包括一聚光元件140，其配置于壳体210内，且位于透光件110与影像感测元件130之间。该聚光元件140可为一个或多个透镜所组成，亦可由其他具有聚光面的光学元件所组成。聚光元件140是用以汇聚光束122。 

该影像感测元件130，可为互补式金属氧化物半导体(CMOS)影像感测元 件或电荷耦合元件(charge coupled device，CCD)，其用以将感测到的光束122转换成影像资料。 

本实施例的光学操作单元100可以作为电子装置200的一按键。换言之，此光学操作单元100可侦测使用者的一按压动作。以下将针对如何侦测使用者的按压动作的方法进行详细说明。 

请参阅图3所示，是本发明一较佳实施例的侦测使用者的按压动作的方法的流程图。本发明较佳实施例的侦测使用者的按压动作的方法，包括下列步骤： 

首先，如步骤S110所示，侦测光学操作单元100上的施力物50的形变。 

接着，如步骤S120所示，根据施力物50的形变量来判定使用者是否执行按压动作。换言之，随着施力物50施加于透光件110的压力不同，施力物50的形变量会跟着改变，本实施例即利用此特点来判定使用者是否执行按压动作。 

请结合参阅图4所示，是施力物轻压与重压透光件时，影像感测元件所侦测到的纹路结构的局部影像的示意图。更详细地说，施力物50具有一纹路结构(如指纹)，且当施力物50轻压透光件110与重压透光件120时，此纹路结构的特征会改变。举例来说，当使用者轻压透光件110时，影像感测元件130所侦测到的纹路结构的局部影像如图4的阴影区所示。当使用者重压透光件110时，纹路结构的各线条的宽度会变宽，如图4中虚线所示。 

由图4中可看出，当施力物50重压透光件110时，纹路结构的线条间的间距会变小，因此在本实施例中，侦测施力物50的形变的方法可为侦测纹路结构的线条间的间距变化量。当线条间的间距变化量超过一预设值(如10％)时，则判定使用者执行按压动作。举例来说，若施力物50轻压透光件110时，纹路结构的其中两线条间的间距为G1，施力物50重压透光件110时，此两线条间的间距变成G2。当(G1-G2)/G1＞10％时，则判定使用者执行按压动作。 

此外，由图4中可看出，当施力物50重压透光件110时，纹路结构的线条宽度会变宽，因此在本实施例中，侦测施力物50的形变的方法亦可为侦测纹路结构的线条宽度的变化量。当线条宽度的变化量超过一预设值(如10％)时，则判定使用者执行按压动作。举例来说，若施力物50轻压透光件110时，纹路结构的其中一线条的宽度为W1，施力物50重压透光件110时，此线条的宽度变成W2。当(W2-W1)/W1＞10％时，则判定使用者执行按压动作。 

由于本实施例的光学操作单元100是利用光学的方式来侦测使用者的按压动作，所以不会因静电或湿度等因素造成误动作。此外，现有技术的按键受到按压时，皆为受力物(即按键本身)产生形变，所以现有技术的按键 较容易因使用者施力过大而损坏。然而，在本实施例中，当光学操作单元100受到按压时，产生形变的是施力物50，所以光学操作单元100不会因使用者施力过大而损坏，如此可以提高光学操作单元100的可靠度。 

需要注意的是，上文中所举的预设值，仅为举例说明，并非用以限定本发明。此外，虽然上文是以单一间距变化量及单一线条宽度变化量为例进行说明，但本发明亦可根据多个线条间的间距变化量或多个线条的宽度变化量来作为判定使用者是否执行按压动作的依据。 

值得一提的是，在本实施例中，影像感测元件130更可根据影像资料来判定透光件110上的施力物50的位移，以使电子装置200的一荧幕220上的游标(图中未绘示)产生相对应的位移。换言之，本实施例的光学操作单元100可兼具按键与指向装置的功能，所以不仅有助于缩小电子装置200的尺寸，而且还可以降低生产成本。 

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。 

Claims (9)

1.一种侦测使用者的按压动作的方法，适用于一电子装置，该电子装置具有至少一光学操作单元，以供使用者操作该电子装置，其特征在于该侦测使用者的按压动作的方法包括以下步骤：

侦测该光学操作单元上的一施力物于接触该光学操作单元上的形变；以及

根据该施力物的形变量来判定使用者是否执行按压动作。

2.根据权利要求1所述的侦测使用者的按压动作的方法，其特征在于其中所述的侦测该施力物的形变的方法包括利用该光学操作单元的一影像感测元件来侦测该施力物的形变。

3.根据权利要求1所述的侦测使用者的按压动作的方法，其特征在于其中所述的施力物具有一纹路结构，而侦测该施力物的形变的方法包括侦测该纹路结构的线条间的间距变化量，当线条间的间距变化量超过一预设值时，则判定使用者执行按压动作。

4.根据权利要求1所述的侦测使用者的按压动作的方法，其特征在于其中所述的施力物具有一纹路结构，而侦测该施力物的形变的方法包括侦测该纹路结构的线条宽度的变化量，当线条宽度的变化量超过一预设值时，则判定使用者执行按压动作。

5.一种光学操作单元，适用于一电子装置中，其特征在于该光学操作单元包括：

一透光件，设置于该电子装置的一壳体的一开口处，该透光件是用以承受使用者所施加的一施力物；

一光源，设置于该壳体内，用以提供一光束至该透光件，且该施力物会将该光束反射回该壳体内；以及

一影像感测元件，设置于该壳体内，且位于被该施力物反射的该光束的传递路径上，该影像感测元件是用于将侦测到的该光束转换成一影像资料，并根据该影像资料来判定该透光件上的该施力物于接触该透光件上的形变，以藉由该施力物的形变量来判定使用者是否执行按压动作。

6.根据权利要求5所述的光学操作单元，其特征在于其中所述的施力物具有一纹路结构，该施力物的形变为该纹路结构的线条间的间距变化量。

7.根据权利要求5所述的光学操作单元，其特征在于其中所述的施力物具有一纹路结构，该施力物的形变为该纹路结构的线条宽度的变化量。

8.根据权利要求5所述的光学操作单元，其特征在于其中所述的影像感测元件更包括根据该影像资料来判定该透光件上的该施力物的位移，以使该电子装置的一荧幕上的游标产生相对应的位移。

9.根据权利要求5所述的光学操作单元，其特征在于其更包括一聚光元件，配置于该壳体内，且位于该透光件与影像感测元件之间，以汇聚该光束。

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