发明内容
因此,本发明的目的的一在于提供一种触控面板模块及决定触控面板上压触点位置的方法,使得该触控面板模块可以仅使用一组光学感测单元来进行压触点侦测,并能准确计算出触控面板上某些特定区域内压触点的位置,以解决上述的问题。
依据本发明的一实施例,其揭露一种触控面板模块。该触控面板模块包含一表面面板、一映射镜面、一影像撷取单元以及一控制单元。该表面面板的一第一侧以及一第二侧设置有具有图案(pattern)的边缘,且该第二侧系相邻于该第一侧;该映射镜面系设置于该表面面板的一第三侧,其中该第三侧系为该第一侧的对向侧;该影像撷取单元系用来撷取该表面面板的该第二侧的实体影像与该第一侧、该第二侧的影像映像至该映射镜面内的映像影像;以及该控制单元系用来依据该影像撷取单元所撷取的该表面面板的该第一侧以及该第二侧的影像来进行压触点侦测。
依据本发明的另一实施例,其揭露一种触控面板模块。该触控面板模块包含一表面面板、一波段分光镜、一光学单元以及一控制单元。该表面面板的一第一侧、一第二侧以及一第三侧上分别设置有一第一复归反射单元、一第二复归反射单元与一第三复归反射单元,该第二侧系相邻于该第一侧,以及该第三侧系相邻于该第二侧,且该波段分光镜系设置于该第三复归反射单元上,其中具有一第一波段的光束照射至该第一波段分光镜时会产生全反射,而具有一第二波段的光束照射至该波段分光镜时会穿透该第一波段分光镜;该光学单元系用来产生具有该第一波段的一第一波段光,且用来接收该第一波段光经由该第一、第二复归反射单元中一复归反射单元所反射的光以产生一第一信号;以及该控制单元依据至少该第一信号来进行压触点侦测。
依据本发明的另一实施例,其揭露一种决定一触控面板上压触点位置的方法。该方法包含有:于一表面面板的一第一侧以及一第二侧设置有具有图案的边缘,其中该第二侧系相邻于该第一侧;于该表面面板的第三侧设置一映射镜面,其中第三侧系为第一侧的对向侧;撷取该表面面板的该第二侧的实体影像与该第一侧、该第二侧的影像映像至该映射镜面内的映像影像;以及依据所撷取的该表面面板的该第一侧以及该第二侧的影像来进行压触点侦测。
依据本发明的另一实施例,其揭露一种决定一触控面板上压触点位置的方法。该方法包含有:于一表面面板的一第一侧、一第二侧以及一第三侧上分别设置一第一复归反射单元、一第二复归反射单元与一第三复归反射单元,该第二侧系相邻于该第一侧,以及该第三侧系相邻于该第二侧;于该第三复归反射单元上设置一波段分光镜,其中具有一第一波段的光束照射至该波段分光镜时会产生全反射,而具有一第二波段的光束照射至该波段分光镜时会穿透该波段分光镜;产生具有该第一波段的一第一波段光;接收该第一波段光经由该第一、第二复归反射单元中一复归反射单元所反射的光以产生一第一信号;以及依据至少该第一信号来进行压触点侦测。
具体实施方式
请参考图1,图1为本发明触控面板模块的一第一实施例的示意图。如图1所示,触控面板模块100包含有一表面面板110、一映射镜面120、一影像撷取单元130、一控制单元140、一环境光侦测单元150以及一光源160,其中表面面板110的一第一侧以及一第二侧分别设置有具有图案(pattern)的边缘112以及114,以及该第二侧系相邻于该第一侧,映射镜面120则是设置于表面面板110的一第三侧,且该第三侧系为该第一侧的对向侧。
请同时参考图1以及图2,图2为图1所示的触控面板模块100的操作流程图。请注意,若是可获得实质上相同的结果,则触控面板模块100的操作步骤并不以图2所示的步骤与执行次序为限。参考图2所示的流程图,触控面板模块100的操作描述如下:
在步骤200中,启动触控面板模块100的触控功能;在步骤202中,进行触控面板模块100的初始化;在步骤204中,执行调校测定程序以进行背景基准影像实时更新作业,在调校测定程序中,会将影像撷取单元130所撷取的影像与一背景基准影像相比较(该背景基准影像即是当表面面板110表面没有压触点时,影像撷取单元130所撷取的影像),以侦测表面面板110表面是否具有灰尘、污渍或是不明物体,当表面面板110表面具有上述会影响压触点判断的状况时,可以发出讯息以警示使用者排除障碍或是直接更新该背景基准影像,以使得接下来的压触点侦测作业能够正确的进行;调校测定程序执行完毕之后,在步骤206中,控制单元140依据影像撷取单元130所撷取的影像来判断表面面板110表面是否具有压触物体,当有压触事件发生时,进入步骤208,反之,则进入步骤210;在步骤208中,依据影像撷取单元130所撷取的影像来决定表面面板110表面压触点的坐标,而在决定表面面板110表面压触点的坐标的流程中,首先影像撷取单元130撷取表面面板110的该第二侧的实体影像与该第一侧、该第二侧的具有图案的边缘112映像至映射镜面120内的映像影像,之后再藉由影像辨识(image recognizing)技术来侦测判读出压触物体在所撷取的实体影像与映像影像的相对位置,并分别换算(或是对照)得出该相对位置与一基准线(如图1所示的x轴)所形成的两夹角的角度值α、β,并依据以下公式计算出压触点在表面面板上的坐标:
其中在本实施例中系以影像撷取单元130为坐标轴的原点O,
Px为压触点在x轴方向的投影值;
Py为压触点在y轴方向的投影值;
Rx为影像撷取单元130至映射镜面120在x方向的水平距离;
α为影像撷取单元130至压触物体的延伸线和基准线所形成的夹角的角度值;
β为影像撷取单元130至压触物体映像影像的延伸线和基准线所形成的夹角的角度值。
在步骤210中,环境光侦测单元150侦测特定区域内环境光是否改变,若是特定区域内环境光没有改变,则进入步骤214,反之,则进入步骤212以进行环境光补偿程序,亦即依据环境光侦测结果来控制光源160的亮度,使得当环境光亮度不足以辨识影像撷取单元130所撷取的影像时,增加光源160的亮度以提高辨识率,以及当环境光亮度足够或过量时,降低光源160的亮度或关闭光源160以节省电力;在步骤214中,判断是否需要强制调校设定,若需要,则进入步骤216,反之,则进入步骤218,步骤214以及步骤216的作业流程系与步骤204相同,故在此不再赘述;在步骤218中,判断是否终止触控面板模块100的触控功能,若不要终止,则回到步骤206并继续进行压触点侦测,若要终止,则进入步骤220结束触控面板模块100的触控功能。
需注意的是,上述步骤210以及步骤212所述的环境光侦测以及环境光补偿作业系为非必需(optional)的步骤,亦即于本发明的其它实施例中,可以省略该些步骤而不影响触控面板模块100的操作,同理,图1所示的环境光侦测单元150以及光源160亦可省略。此外,上述依据两夹角的角度值α、β以计算出压触点坐标的方式仅为一范例说明,只要压触点系经由影像撷取单元130所撷取的表面面板110的该第一侧以及该第二侧的影像来决定,且表面面板110的该第一侧的影像系为该第一侧的具有图案的边缘映像至该映射镜面内的影像,熟悉此技艺者可以利用影像辨识技术加上其它计算方式来计算出压触点的位置,而这些设计上的变化均应属于本发明的范畴。
请参考图3,图3为本发明触控面板模块的一第二实施例的示意图。如图3所示,触控面板模块300包含有一表面面板310、一第一复归反射单元(retro-reflector)312、一第二复归反射单元314、一第三复归反射单元316、一波段分光镜(band splitter)320、一光学单元330以及一控制单元340,其中第一、第二、第三复归反射单元312、314、316系分别设置于表面面板310的一第一侧、一第二侧以及一第三侧;此外,波段分光镜320系设置于第三复归反射单元316上,其中具有一第一波段的光束照射至波段分光镜320时会产生全反射,而具有一第二波段的光束照射至波段分光镜320时会穿透波段分光镜320。
请参考图4,图4为图3所示的光学单元330的一第一实施例的示意图。如图4所示,光学单元330包含有一第一光源410、一第二光源420、一波段分光镜430、一光束分光镜(beam splitter)440、一多边镜(polygon mirror)450、一光学传感器460以及一透镜470,其中光学传感器460包含有一第一传感器462以及一第二传感器464。第一光源410系用来产生具有该第一波段的第一波段光,第二光源420系用来产生具有该第二波段的第二波段光,其中该第一波段光入射至波段分光镜430时会产生全反射且该第二波段光照射至波段分光镜430时会穿透波段分光镜430;此外,多边镜450系连接至一马达(未绘示),使得多边镜450可以旋转以将第一光源或是第二光源所产生的光束反射至表面面板310的上方,在本实施例中,分光镜430系为一四面镜且其扫描范围为90度,亦即扫描范围为图3中的x轴顺时针旋转至y轴,此外,在以下的叙述中,由光学单元330所产生的光束从x轴顺时针扫描至y轴的时间称为一扫描时段。
请同时参考3图、4图以及图5,图5为为图3所示的触控面板模块300的操作流程图。请注意,若是可获得实质上相同的结果,触控面板模块300的操作步骤并不以图5所示的步骤与执行次序为限。参考图5所示的流程图,触控面板模块300的操作描述如下:
在触控面板模块300启动以及进行初始化与必要作业之后,触控面板模块300进行以下步骤以进行压触点侦测。在步骤502中,光学单元330中的第一光源410产生具有该第一波段的第一波段光,并经由波段分光镜430、光束分光镜440以及多边镜450扫描表面面板310的上方;在步骤504中,光学单元330中的第一传感器462系接收该第一波段光经由第二复归反射单元314所反射的光以及第一复归反射单元312与波段分光镜320所反射的光以产生一第一信号,在本实施例中,该第一信号系为第一传感器462所接收到的复归反射后的第一波段光的强度值;图6为依据第一信号的波形来决定图3所示夹角α、β的示意图;在步骤506中,依据该第一信号来判断压触事件是否发生,若是该第一信号在一扫描时段内不具有脉冲(亦即在图6所示在相对扫描时间t1以及t2),则判断没有压触事件发生并进入步骤502,然而,若是第一信号在一扫描时段内具有脉冲,则判断有压触事件发生,并进入步骤508,此时脉冲代表的意思为光束(第一波段光)被压触物体挡住而无法经由复归反射单元反射至第一传感器462;在步骤508中,判断该第一信号在一扫描时段内是否具有两个脉冲,若是,则代表表面面板310上仅具有一个压触点且可以计算出坐标,因此进入步骤510来计算压触点坐标,反之,则进入步骤512。
在步骤510中,参考图6,该第一信号的两个脉冲发生在相对扫描时间t1以及t2时,藉由这两个时间点换算出与一基准线(图3中的y轴)的两个夹角的夹角值α、β,并利用此两个夹角值α、β计算出压触点在表面面板上的坐标,其计算方式与触控面板模块100的方式类似,因此在此不再赘述。在步骤512中,判断该第一信号在一扫描时段内是否仅具有一个脉冲(如图7所示),若不是,则表示可能是多点压触或是其它状况,因此进入步骤514进行特殊处理,另外,若仅具有一个脉冲,则进入步骤516;在步骤516中,由于一般会发生第一信号在一扫描时段内仅具有一个脉冲的现象主要是因为压触物体过大且压触位置位于某些特定位置,例如图3所示的表面面板310的左下角,此时无法正确判断压触物体的中心坐标位置以及压触物体的宽度,因此在本发明中,便会致能光学单元330中的第二光源420以产生具有该第二波段的一第二波段光,并经由波段分光镜430、光束分光镜440以及多边镜450将该第二波段光扫描过表面面板310的上方;在步骤518中,第二传感器464接收该第二波段光经由该第二、第三复归反射单元314、316中一复归反射单元所反射的光以产生一第二信号(如图8所示);在步骤520中,控制单元340依据该第一信号以及该第二信号来进行压触点侦测,并计算压触物体的宽度或是压触物体的中心位置;在结束步骤510、514或是520之后,进入步骤522以决定是否终止触控功能,若是,则进入步骤524关闭触控面板模块300的触控功能,反之,则回到步骤502继续进行压触点侦测。
此外,图4所示的光学单元330仅为本发明的一实施例,在实作上,光学单元330可以不使用马达以及多边镜450而利用其它的方式将光源入射至表面面板310的上方。请参考图9,图9为图3所示的光学单元330的第二实施例的示意图。如图9所示,光学单元330包含有一第一光源910、一第二光源920、一波段分光镜930、一光束分光镜940、一透镜组950、一光学传感器960以及一透镜970,其中光学传感器960包含有一第一传感器962以及一第二传感器964,在本实施例中,第一传感器962与第二传感器964系为感光耦合组件(Charge Coupled Device,CCD)或是互补性氧化金属半导体(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor,CMOS)。第一光源910系用来产生具有该第一波段的第一波段光,第二光源920系用来产生具有该第二波段的第二波段光,其中该第一波段光入射至波段分光镜930时会产生全反射且该第二波段光照射至波段分光镜930时会穿透波段分光镜930;此外,透镜组950可以将第一光源或是第二光源所产生的光束发散至表面面板310的上方,其发散的角度系大于90度。
此外,当表面面板上具有两个压触点时,习知触控面板(参阅美国已公开专利US 20030020008A1)以及本发明的前述触控面板模块300在计算两个压触点的位置时,会出现两组解答,因此并无法得知实际上两个压触点的位置,因此本发明提供了以下实施例以解决此一问题。
请参考图10,图10为本发明触控面板模块的一第三实施例的示意图。如图10所示,触控面板模块1000包含有一表面面板1010、一第一复归反射单元1012、一第二复归反射单元1014、一第三复归反射单元1016、一波段分光镜1020、一第一光学单元1030、一第二光学单元1032以及一控制单元1040,其中第一、第二、第三复归反射单元1012、1014、1016系分别设置于表面面板1010的一第一侧、一第二侧以及一第三侧,此外,波段分光镜1020系设置于第三复归反射单元1016上,其中具有一第一波段的光束照射至波段分光镜1020时会产生全反射,而具有一第二波段的光束照射至波段分光镜1020时会穿透波段分光镜1020;此外,第二光学单元1032系设置于靠近表面面板1010的第三侧。
本发明的触控面板模块1000与触控面板模块300在装置上的差异仅在于触控面板模块1000多了一个第二光学单元1032。在一般操作下,第二光学单元系未致能(disabled),且触控面板模块1000的操作系与触控面板模块300的操作相同,因此,在以下的叙述中,相同组件的运作以及信号产生的方式(第一信号以及第二信号所代表的意义)系与图3所示的触控面板模块300相同,因此触控面板模块1000的操作中与触控面板模块300相同的流程便不再赘述。当第一光学单元1030产生的第一信号如图11所示在一扫描时段内具有四个脉冲时,则表示表面面板1010上具有两个压触物体,此时控制单元1040便会致能第一光学单元1030中的第二光源以及第二光学单元1032,第一光单元1030接收经由第二、第三复归反射单元1014、1016中一复归反射单元所反射的第二波段光以产生一第二信号,而第二光学单元1032此时产生一第二光束,并接收该第二光束经由第一、第二复归反射单元1012、1014中一复归反射单元所反射的光以产生一第三信号,其中控制单元1040依据第一光学单元1030所产生的第一信号、第二信号以及第二光学单元1032所产生的第三信号来同时侦测表面面板1010上的两个压触点,并可以计算出两个压触点的位置。触控面板模块1000的操作流程只比图5所示的触控面板模块300的操作流程多了利用第二光学单元1032所产生的该第三信号来同时侦测表面面板1010上的两个压触点这个步骤,熟悉此技艺者应可在研读过上述触控面板模块300的操作流程后,轻易地将同时侦测表面面板1010上两个压触点的步骤加入图5所示的流程中(例如将这些步骤加入图5所示的步骤514),因此详细流程在此不再赘述。
此外,在本实施例中,第二光学单元1032系位于表面面板1010的左下角,并可接收经由第一、第二复归反射单元1012、1014中一复归反射单元所反射的第二光束以产生该第三信号,然而,在本发明的其它实施例中,可以藉由变动第二光学单元1032相对于表面面板1010的位置,使得第二光学单元1032可接收经由第一、第二、第三复归反射单元1012、1014、1046中一复归反射单元所反射的第二光束以产生该第三信号,这些设计上的变化均应属于本发明的范畴。
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。