CN102650919A - 光学扫描式触控装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一种光学扫描式触控装置及其操作方法，包括触控区域、光源扫描模块、取像模块与计算模块。光源扫描模块配置于触控区域的一角落，用以发出扫描光线，并使扫描光线于触控区域上进行扫描。取像模块配置于触控区域的相邻于光源扫描模块的另一角落，用以取得第一夹角，其中第一夹角为散射光线传递至取像模块时，散射光线与触控区域的一边缘的一夹角。所述边缘位于光源扫描模块与取像模块之间。计算模块接收并依据第一夹角与第二夹角以及光源扫描模块与取像模块之间的距离，计算物体于该触控区域上的位置。所述第二夹角为扫描光线传递至物体时，所述扫描光线与所述边缘的夹角。

Description

光学扫描式触控装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种光学扫描式触控装置及其操作方法。

背景技术

触控技术简化人机界面的沟通，使用者可简单通过手指触摸来操控装置，如iPhone、iPad或是Windows 7等，来进行相应的操作。就目前技术成本上来说，应用于大尺寸显示器的触控技术仍以光学扫描式为主，且在大尺寸显示器普及的趋势下，光学扫描式触控技术具有发展的动力。就目前光学扫描式触控技术来说，以双取像装置、红外光源照明及光反射片为主流，而此类型的光学扫描式触控装置都需要一固定框架，无法随显示器画面大小即时调整，进而降低使用的便利性。

美国专利公告号第US6,480,187号的专利提供一种触摸装置。此专利是在屏幕一边配置两组投光器与光接收器，其余三边装置光反射片。当屏幕显示区域中无任何触摸物时，投射的光线将被屏幕三边光反射片反射回光接收器中。另一方面，当触摸物进入屏幕显示区域时，则会形成反射光明暗度降低的现象。接着，利用三角量测法计算遮光区域的中心坐标位置，以视为触摸点位置。

美国专利公告号第US6,816,537号的专利提供一种触控装置。此专利通过光线的开关频率调制来解码触摸位置的深度，再辅以激光的射出角度，便能由极坐标计算出触摸点的位置。

美国专利公告号第US7,538,759号的专利提供一种触控装置。此专利在屏幕底边置入一排红外光源，底边的左右两个角落放置各种光感应器，其余三边则为反光条，并于屏幕面板上放置散光板，且将红外光源射入屏幕面板的散光板中。此时，如果散光板上方若无触摸物体进入，则射入的红外光将反射回底边左右两个光感应器中。反之，如果有触摸物体进入散光板上方时，触摸物体将阻挡反光条反射的光线进入底边左右两个光感应器中，而形成遮蔽区域。接着，通过遮蔽区域位置的计算，以取得触摸点进入散光板的位置。

美国专利公告号第US6,803,906的专利提供一种触控装置。此专利主要是在屏幕矩形边框的角落配置两支以上的摄影机，并利用所拍摄屏幕画面的前后画格差异位置，以进行触摸位置的判断。

美国专利公开号第US2007/0089915A1号提供一种触控装置。此专利在屏幕四边框中，顶边为两支内含红外光源投射功能的二维红外光图像摄影机，其余三边为反射区域。并且，基于触摸区域会有遮光效应，以明亮度较暗的条件做为判断触摸位置的依据。

美国专利公开号第US2010/0045634A1号提供一种触控装置。此专利在屏幕底边的两侧角落配置激光线，而其余三边装置光感应器。当没有触摸物体出现在屏幕上时，射出的激光将被光感应器接收到。然而，当有触摸物体进入屏幕上时，则会阻断激光进入光感应器中，于是触摸点的位置便可以利用没有接收到激光光信号的光感应器求得。

发明内容

本发明提供一种光学扫描式触控装置，藉以有效取得物体触摸于触控区域上的位置。

本发明的示范实施例提出一种光学扫描式触控装置，包括触控区域、光源扫描模块、取像模块与计算模块。光源扫描模块配置于触控区域的一角落，用以发出扫描光线，并使扫描光线于触控区域上进行扫描。取像模块配置于触控区域的相邻于光源扫描模块的另一角落，用以接收该扫描光线传递至物体而产生的散射光线，以取得第一夹角。计算模块耦接光源扫描模块与取像模块，依据并计算第一夹角、第二夹角及光源扫描模块与取像模块之间的距离(此三项为三角法计算的元素)，计算物体于该触控区域上的位置。

本发明的示范实施例提出一种光学扫描式触控装置的操作方法，其中光学扫描式触控装置包括光源扫描模块、取像模块与计算模块。上述的操作方法包括下列步骤。首先，在触控区域上，通过光源扫描模块发射扫描光线。接着，通过取像模块接收扫描光线传递至一物体而产生的散射光线，以取得散射光线传递至取像模块时，散射光线与触控区域的边缘的第一夹角，其中边缘位于光源扫描模块与取像模块之间。之后，通过该计算模块，依据第一夹角、一第二夹角以及一距离，以计算物体于触控区域上的位置，其中第二夹角为扫描光线传递至物体时与触控区域的边缘的夹角，上述距离位于光源扫描模块与取像模块之间

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1A绘示为一示范实施例的光学扫描式触控装置的示意图。

图1B绘示为图1A的光源扫描模块的示意图。

图2绘示为图1A的光学扫描式触控装置进行多点触控的示意图。

图3A绘示为另一示范实施例的光学扫描式触控装置的示意图。

图3B绘示为一示范实施例的感测信号出现时间与驱动电压的时间变化的对应关系图。

图4A绘示为另一示范实施例的光学扫描式触控装置的示意图。

图4B绘示为一示范实施例的感测信号出现时间与驱动电压的时间变化的对应关系图。

图5A绘示为另一实施例的光学扫描式触控装置的示意图。

图5B绘示为一示范实施例的取像模块的画面记录时序与光源开关时序图。

图5C绘示为另一示范实施例的取像模块的画面记录时序与光源开关时序图。

图6绘示为一示范实施例的光学扫描式触控装置的操作方法各步骤。

【主要元件符号说明】

100、300、400、500、600：光学扫描式触控装置

110、310、410、510、610：触控区域

111、311、411、511、611：触控区域的边缘

120、320、420、520：光源扫描模块

121：光源产生器

122：扫描振镜

130、330、430、530、640：取像模块

140、340、440、540、650：计算模块

150、230、231、232、360、460、550、660：物体

350、450：光感测器

α：第一夹角

β：第二夹角

Frame 1～Frame n：画面

S11、S12、S21、S22：曲线

D：光源扫描模块与取像模块之间的距离

S610～S630：本示范实施例的光学扫描式触控装置的操作方法各步骤

具体实施方式

本公开的示范实施例通过光源扫描模块产生扫描光线并于触控区域上进行扫描，以判断触控区域上是否有物体触摸。当物体触摸于触控区域时，通过取像模块所取得的第一夹角与光源扫描模块获得的第二夹角传送至计算模块，以依据第一夹角、第二夹角及光源扫描模块与取像模块之间的距离，计算出物体触摸于触控区域上的位置。如此一来，本示范实施例可有效得到物体触摸于触控区域的确实位置。另外，由于本示范实施例仅使用一个光源扫描模块与一个取像模块，因此减少电路元件的使用成本，并且可即时调整光源扫描模块与取像模块之间的距离，以使光学扫描式触控装置可适用于任何尺寸。

图1A绘示为一示范实施例的光学扫描式触控装置的示意图。图1B绘示为图1A的光源扫描模块的示意图。请合并参照图1A及图1B，光学扫描式触控装置100包括触控区域110、光源扫描模块120与取像模块130以及计算模块140。此触控区域110可适用于电视屏幕、计算机屏幕、投影机所投影的图像区域上等，以进行触控操作。

光源扫描模块120配置于触控区域110的一角落，用以发出扫描光线，并使扫描光线于触控区域110上进行扫描。因此，当物体150触摸于触控区域110且扫描光线传递至物体150时，会产生散射光线。

取像模块130配置于触控区域110的相邻光源扫描模块120的另一角落，用以接收扫描光线传递至物体150而产生的散射光线，且可计算散射光线传递至取像模块130时与触控区域110的边缘111的第一夹角α(例如物体150及取像模块130的连线与触控区域110的边缘111夹角)。计算模块140耦接光源扫描模块120与取像模块130，并依据第一夹角α、第二夹角β以及光源扫描模块120与取像模块130之间的距离D，计算物体150于触控区域110上的位置。其中，第二夹角β为扫描光线传递至物体150时与触控区域110的边缘111的夹角(例如物体150及光源扫描模块120的连线与触控区域110的边缘111的夹角)。

在本示范实施例中，光源扫描模块120包括光源产生器121与扫描振镜122，如图1B所示。光源产生器121用以产生一光线，其中光源产生器121例如可为激光二极管、发光二极管或其他等光源产生器。扫描振镜122配置于光源产生器121的一侧，用以反射所述光线至触控区域110上，且扫描振镜122可来回转动，用以产生扫描光线于触控区域110上，以进行扫描。

接下来，将说明本示范实施例的光学扫描式触控装置100的操作方式。举例来说，首先，在光源扫描模块120中，光源产生器121会产生一光线，例如激光光线，且扫描振镜依据驱动电压而来回转动，以产生扫描光线，用以在触控区域110上进行扫描。此时，当物体(例如使用者的手指或触控笔)150触摸于触控区域110上且扫描光线传递至物体150时会产生散射光线。

接着，散射光线会成像于取像模块130内部，以通过取像模块130来取得物体150及取像模块130的连线与触控区域110的边缘所夹的第一夹角α，并将第一夹角α传送到计算模块140。

另一方面，本实施例的光源扫描模块120会输出扫描光线扫描至物体150的角度给计算模块140，而计算模块140可得到扫描光线传递至物体150时与触控区域110的边缘111的第二夹角β(亦即物体150及光源扫描模块120的连线与触控区域110的边缘111的夹角)。接着，计算模块140便可将第一夹角α、第二夹角β以及光源扫描模块120与取像模块130之间的距离D代入式(1)与式(2)中，以计算出物体150触摸于触控区域110上的正确位置。式(1)与式(2)如下所示：

$X=\frac{\sin \mathrm{\α}\×\sin \mathrm{\β}}{\sin (\mathrm{\α}+\mathrm{\β})}\×D---\left(1\right)$

$Y=\frac{\cos \mathrm{\α}\×\sin \mathrm{\β}}{\sin (\mathrm{\α}+\mathrm{\β})}\×D---\left(2\right)$

其中，D为光源扫描模块120与取像模块130之间的距离，(X，Y)为物体150触摸于触控区域110上的坐标值，α为第一夹角，β第二夹角。

如此一来，本示范实施例便可利用光源扫描模块120与取像模块130的配合下，得到物体150触摸于触控区域110上的位置(X，Y)，以实现触控操作的功能。另外，使用者可即时调整光源扫描模块120至取像模块130之间的距离，如图1所示的距离D，也就是说本实施例的光学扫描式触控装置100可适用于任何尺寸，故本示范实施例的光学扫描式触控装置100具有很大的实用性与便利性。

上述实施例仅说明了物体150触摸时的操作方式，但本示范实施例不限于此。以下，将举例说明多个物体依序或同时触摸时的操作方式。

图2绘示为图1A的光学扫描式触控装置100进行多点触控的示意图。请参照图2，当物体230、231及232同时或依序触摸到触控区域110时，扫描光线会依序传递至物体230、231及232，依序在不同位置上产生散射光线。此时，取像装置130会依序接收扫描光线传递至物体230、231及232所产生的散射光线，以分别取得第一夹角α1、α2及α3，并将第一夹角α1、α2及α3传送至计算模块140。

另一方面，计算模块140会分别得到扫描光线依序传递至物体230、231及232时与触控区域110的边缘111的第二夹角β1、β2及β3。如此一来，计算模块140便可依据第一夹角α1、α2及α3、第二夹角β1、β2及β3以及光源扫描模块120与取像模块130之间的距离D，计算出物体230、231及232触摸于触控区域110上的位置，也就是物体230、231及232的坐标值(X1，Y1)、(X2，Y2)及(X3，Y3)。在本实施例中，由于计算模块140依序得到物体230、231及232触摸于触控区域110的位置，因此可以避免误判的情形发生。

以下，将举另一些实施例来说明光学扫描式触控装置在物体触摸于触控区域时的操作。

图3A绘示为另一示范实施例的光学扫描式触控装置的示意图。请参照图3A，光学扫描式触控装置300包括触控区域310、光源扫描模块320、取像模块330、计算模块340与光感测器350。其中，触控区域310、光源扫描模块320、取像模块330与计算模块340的实施方式与其内部结构大致与图1A的触控区域110、光源扫描模块120、取像模块130与计算模块140，故在此不再赘述。

与图1A的差别在于本示范实施例的光学扫描式触控装置300包括了光感测器350，例如光电二极管(photo-diode或photo-sensor)。光感测器350配置于光源扫描模块320的一侧，用以接收扫描光线传递至物体360而产生的散射光线。当光感测器350接收到散射光线时，会即时产生感测信号，并将感测信号传送至计算模块340。其中，计算模块340可依据感测信号出现时间与光源扫描模块320内扫描振镜的驱动电压的时间变化的对应关系，以取得第二夹角β。如此一来，计算模块340便可依据取像模块330取得的第一夹角α、上述所取得的第二夹角β以及光源扫描模块320与取像模块330之间的距离D，以计算出物体360触摸于触控区域310上的位置。在本示范实施例中，光感测器350不限于上述的配置位置，也可放置于光源扫描模块320与取像模块330之间的任一位置，或是配置于取像模块330的一侧。

图3B绘示为一示范实施例的感测信号出现时间与驱动电压的时间变化的对应关系图。请参照图3B，曲线S11为扫描振镜的驱动电压，且驱动电压的周期以T表示，曲线S12为光感测器350的感测信号，电压+V与-V为扫描振镜(例如图1B所绘示的扫描振镜122)于最大转动角时所需的驱动电压值，当驱动电压值为零时则表示扫描振镜的转动角度为零。

因此，本实施例的光感测器350的感应时间与驱动电压的周期同步，也就是说，当光感测器350在驱动电压的周期T内接收到散射光线时，会即时产生感测信号S12(例如图3B中的脉冲波形)至计算模块340，计算模块340便依据感测信号产生时间与驱动电压S11的对应关系，以计算出扫描光线传递至物体360时，扫描光线与触控区域310的边缘311间的角度，即第二夹角β。接着，计算模块340可将第一夹角α、第二夹角β以及光源扫描模块320与取像模块330之间的距离D代入式(1)及式(2)中，以计算出物体360触摸于触控区域310上的坐标值(X，Y)。另外，本示范实施例也可进行多点触控的方式，而相关的说明可参照图2的示范实施例，故在此不再赘述。

另外，在本示范实施例中，光感测器350不限于仅配置一个，也可在光源扫描模块320与取像模块330之间配置多个光感测器，以分别接收扫描光线传递至物体360而产生的散射光线。

图4A绘示为另一示范实施例的光学扫描式触控装置的示意图。请参照图4A，光学扫描式触控装置400包括触控区域410、光源扫描模块420、取像模块430、计算模块440与多个光感测器450。其中，触控区域410、光源扫描模块420、取像模块430计算模块440的实施方式与其内部结构大致与图1A的触控区域110、光源扫描模块120、取像模块130计算模块140，故在此不再赘述。另外，与图1A的差别在于本示范实施例的光学扫描式触控装置400包括了多个光感测器450，以增加接收散射光线的面积，进而增加计算模块440取得第二夹角β的准确性。

在本示范实施例中，多个光感测器450配置于光源扫描模块420的两侧，用以接收扫描光线传递至物体460而产生的散射光线，以产生感测信号，并将感测信号传送至计算模块440。其中，计算模块440便依据感测信号出现时间与光源扫描模块420内扫描振镜(例如图1B所绘示的扫描振镜122)的驱动电压的时间变化的对应关系，以取得第二夹角β。如此一来，计算模块440便可依据取像模块430取得的第一夹角α、上述所取得的第二夹角β以及光源扫描模块420与取像模块430之间的距离D，以获得物体460触摸于触控区域410上的位置。

图4B绘示为一示范实施例的感测信号与驱动电压的时间变化的对应关系图。请参照图4B，曲线S21为驱动电压，且驱动电压的周期为T，曲线S22为光感测器的感测信号，其中电压+V与-V为扫描振镜于最大转动角时所需的驱动电压值，当驱动电压值为零时则表示扫描振镜的转动角度为零。

本示范实施例的多个光感测器450的感应时间与驱动电压的周期同步，也就是说，当多个光感测器450在驱动电压的周期T内接收到散射光线时，会即时产生感测信号至计算模块440。计算模块440便依据感测信号产生时间与驱动电压的对应关系，即通过查表的方式，来计算出扫描光线传递至物体460时，扫描光线与触控区域410的边缘411间的角度，即第二夹角β。接着，计算模块440可将第一夹角α、第二夹角β以及光源扫描模块420与取像模块430之间的距离D代入式(1)及式(2)中，以计算出物体460触摸于触控区域410上的坐标值(X，Y)。另外，本示范实施例也可进行多点触控的方式，而相关的说明可参照图2的示范实施例，故在此不再赘述。

以下，将再举一些实施例来说明光学扫描式触控装置在物体触摸于触控区域时的操作。

图5A绘示为另一实施例的光学扫描式触控装置的示意图。请参照图5A，光学扫描式触控装置500包括触控区域510、光源扫描模块520、取像模块530与计算模块540。光源扫描模块520配置于触控区域510的一角落，用以产生扫描光线，并使扫描光线于触控区域510上进行扫描。其中，光源扫描模块520会依据取像模块530的记录画面时序，依序调制扫描光线开关时间。亦即，当光源扫描模块520中的扫描振镜(例如可参照图1B所绘示的扫描振镜122)于特定角度范围内旋转时，光源扫描模块520会开启扫描光线，而当光源扫描模块520中的扫描振镜于其余角度范围旋转，则光源扫描模块520会关闭扫描光线。举例来说，当扫描振镜由0度旋转至3度时，光源扫描模块520会开启扫描光线，而当扫描振镜由3度旋转至90度时，光源扫描模块520会关闭扫描光线，将使得光源扫描模块520所产生的扫描光线会于触控区域上进行0～3度的扫描。

因此，在物体550触摸于触控区域510且取像模块530撷取自物体550反射的散射光线时，计算模块550可根据取像模块530所记录画面的时序，取得第二夹角β。

在本示范实施例中，以每次增加一预设角度来调制每次扫描光线的扫描角度来进行说明，并搭配如图5B所示的取像模块530的画面记录时序与光源开启时序图来说明。假设扫描光线于触控区域上的扫描角度最大为90度(即光源扫描模块520相邻触控区域510的两侧的夹角)。请合并参照图5A与图5B，当取像模块530记录第一张画面为Frame 1时，光源扫描模块520所发出的扫描光线于触控区域510上进行0～3度的扫描，亦即光源扫描模块520于扫描角度0～3度间开启扫描光线，3～90度间则关闭扫描光线；相同的，当取像模块530记录第二张画面为Frame 2时，光源扫描模块520所发出的扫描光线于触控区域510上进行0～6度的扫描，亦即光源扫描模块520于扫描角度0～6度间开启扫描光线，6～90度间则关闭扫描光线，其余记录画面为Frame 3～Frame n则类推，其中Frame n表示光源扫描模块520完成整体触控区域510扫描时所纪录的画面。

取像模块530配置于触控区域510的相邻光源扫描模块的另一角落，用以接收扫描光线传递至物体550而产生的散射光线，以取得散射光线传递至取像模块530时与触控区域510的边缘511的第一夹角α。计算模块540耦接光源扫描模块520与取像模块530，并经由取像模块530于第几张画面所撷取到散射光线来得知第二夹角β。因此，计算模块540可依据第一夹角α、第二夹角β以及光源扫描模块520与取像模块530之间的距离D，计算物体550于触控区域510上的位置。

在本示范实施例中，预设角度的大小值可依据取像模块530的取像速度而改变。举例来说，假设取像模块530的取像速度为30画面/秒(frame/s)，且扫描光线的扫描角度最大为90度。也就是说，预设角度的大小值为90/30＝3度/画面，也就是说，在每次于触控区域510上进行扫描时会增加3度的扫描角度开启扫描光线。

在上述说明中，开启扫描光线时的扫描角度于取像模块530的记录画面时序中为累加方式，亦即于第一张画面(Frame 1)中，即在0～3度扫描角度间光源扫描模块520开启扫描光线，之后第二张画面(Frame 2)中，即在0～6度扫描角度间光源扫描模块530开启扫描光线。更进一步来说，开启扫描光线时的扫描角度于取像模块530的记录画面时序中也可为固定方式。举例来说，在第一张画面(Frame 1)中，即在0～3度扫描角度间光源扫描模块520开启扫描光线，接着于第二张画面(Frame 2)中，即在3～6度扫描角度间光源扫描模块520开启扫描光线，以此类推完成整体触控区域扫描。

另外，本示范实施例的取像模块530的取像速度不限制于如上所述的30frame/s。也可视使用者的需求自行调整。举例来说，当取像模块530的取像速度为60frame/s时，则扫描光线的扫描角度可分割成90/60＝1.5度/frame，亦即预设角度为1.5度。也就是说，扫描光线会在每张画面中累加1.5度的扫描角度于触控区域510上进行扫描，或每张画面固定以1.5度进行扫描。当取像模块530的取像速度为90frame/s时，则扫描光线的扫描角度分割成90/90＝1度/frame，亦即预设角度为1度。因此，取像模块530的取像速度越快，则扫描光线的扫描角度可切割的更细，进而使得物体550触摸于触控区域510上的位置更为准确。

另外，上述示范实施例以增加预设角度(例如图5B所绘示的θ)来累加或固定改变扫描光线开启时扫描角度，但本示范实施例不限于此。以下再举另一例来说明。

在另一示范实施例中，以二分法的方式来缩小每次扫描光线的扫描角度，并搭配图5C所示的取像模块530的画面记录时序与光源开关时序图来说明。请合并参照图5A与图5C，当取像装置530记录第一张画面为Frame1时，光源扫描模块520于触控区域510上0～90度的扫描角度间开启扫描光线。当取像装置530记录第二张画面为Frame 2时，光源扫描模块520于触控区域510上0～45度的扫描角度间开启扫描光线，而在45～90度的扫描角度间关闭扫描光线。当取像装置530记录第三张画面为Frame 3时，光源扫描模块520于触控区域510上0～22.5度及45～67.5度的扫描角度间开启扫描光线，而在22.5～45及67.5～90度的扫描角度间关闭扫描光线。

以此类推，当取像装置530记录画面例如为第八张画面Frame 8时，光源扫描模块520发出的扫描光线在扫描角度即以约0.7度间开关，亦即，扫描光线会依序以0～0.7度、1.4～2.1度、...、88.6～89.3度扫描角度间开启扫描光线，而在0.7～1.4度、2.1～2.8度、89.3～90度扫描角度间关闭扫描光线。如此一来，光源扫描模块520会随取像装置530记录画面时序逐步缩小扫描角度范围，计算模块540便可得知物体530触摸于触控区域510时的扫描光线与触控区域510的边缘的角度，亦即第二夹角β。

举例来说，当物体550触摸于触控区域510时，光源扫描模块520所发出的扫描光线进行0～90度的扫描，而扫描光线会传递至物体550而产生散射光线，取像模块620会接收到散射光线，以表示有物体触摸于触控区域510上。接着，依照上述以二分法的方式缩小扫描光线的扫描角度范围，以缩小物体550触摸于触控区域510上的角度范围，直到取像模块530记录画面例如为第八张画面Frame 8时，其扫描角度范围已缩小至0.7度之间，得到扫描光线传递至物体650时与触控区域510的边缘511的第二夹角β。接着，计算模块540即可依据取得的第一夹角α、第二夹角β以及光源扫描模块520与取像模块530之间的距离D来计算物体550触摸于触控区域510上的确实位置。

另外，如果以取像装置的取像速度，例如120画面/秒(frame/s)及扫描光线的扫描角度范围要求小于1度的解析度计算，计算模块540可在1秒内完成120/8＝15次计算。因此，本示范实施例所提供的光学扫描式触控装置500可有效缩小系统计算时间，并提升计算物体530触摸于触控区域510的坐标位置的准确度。

通过上述的示范实施例，可以归纳出一种光学扫描式触控装置的操作方法。图6绘示为一示范实施例的光学扫描式触控装置的操作方法流程图。其中，光学扫描式触控装置包括光学扫描模块与取像模块。请参照图6，在步骤S610中，在一触控区域上，通过该光源扫描模块发射一扫描光线。接着，在步骤S620中，通过该取像模块接收该扫描光线传递至一物体而产生的一散射光线，以取得该散射光线传递至该取像模块时与该触控区域的一边缘的一第一夹角，其中该边缘位于该光源扫描模块与该取像模块之间。之后，在步骤S630中，依据该第一夹角、一第二夹角以及一距离，以计算该物体于触控区域上的位置，其中该第二夹角为扫描光线传递至物体时与该触控区域的边缘的夹角，该距离位于该光源扫描模块与该取像模块之间。

另外，在上述示范实施例中，第二夹角的取得方式可通过至少一光感测器接收散射光线，以产生感测信号的方式来取得。之后，通过计算模块根据感测信号，来取得第二夹角。其中，计算模块会依据感测信号产生时间与光源扫描模块内的扫描振镜的驱动电压的时间变化的对应关系，以取得第二夹角。

此外，在上述示范实施例中，第二夹角的另一种取得方式可通过光源扫描模块，依据取像模块的画面记录时序，依序调制扫描光线开关时间。接着，在取像模块撷取扫描光线传递至物体而产生散射光线时，通过计算模块依据画面记录时序来取得第二夹角。其中，调制扫描光线开启时间使扫描角度以每次累加一预设角度的方式进行，并且上述预设角度的大小值依据取像模块的取像速度而改变。另外，调制扫描光线开启时间使扫描角度以固定一预设角度的方式逐步进行。而在另一示范实施例中，调整扫描光线开启时的扫描角度以一二分法的方式逐渐缩小每次该扫描角度范围。

综上所述，本公开通过光源扫描模块产生扫描光线并于触控区域上进行扫描，当物体触摸于触控区域且扫描光线传递至物体时，会产生散射光线，且由取像模块接收散射光线，以取得散射光线传递至取像模块时与触控区域的边缘的第一夹角，并传送至计算模块。另外，光源扫描模块会将扫描光线的扫描角度，即扫描光线传递至物体时与触控区域的边缘的第二夹角，亦会传送至计算模块。接着，计算模块便依据第一夹角、第二夹角及光源扫描模块与取像模块之间的距离以计算出物体触摸于触控区域上的位置。如此一来，本实施例可有效得到物体触摸于触控区域的确实位置。

另外，由于本示范实施例仅使用一个光源扫描模块与一个取像模块，因此减少电路元件的使用成本，并且可即时调整光源扫描模块与取像模块之间的距离，以使光学扫描式触控装置可适用于任何尺寸。另外，本示范实施例还可通过增加光感测器或随取像装置画面纪录时序调制扫描光线开关的扫描方式，来增加取得第二夹角的准确性。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

Claims (24)

1.一种光学扫描式触控装置，包括：

一触控区域；

一光源扫描模块，配置于该触控区域的一角落，用以发出一扫描光线，并使该扫描光线于该触控区域上进行扫描；

一取像模块，配置于该触控区域的相邻该光源扫描模块的另一角落，用以接收该扫描光线传递至一物体而产生的一散射光线，以取得一第一夹角，该第一夹角为该散射光线传递至该取像模块时，该散射光线与该触控区域的一边缘的一夹角；以及

一计算模块，耦接该光源扫描模块与该取像模块，依据该第一夹角、一第二夹角及该光源扫描模块与该取像模块之间的一距离，计算该物体于该触控区域上的位置。

2.如权利要求1所述的光学扫描式触控装置，其中该光源扫描模块包括：

一光源产生器，用以产生一光线；以及

一扫描振镜，配置于该光源产生器的一侧，用以反射该光线，以产生扫描光线并于该触控区域上进行扫描。

3.如权利要求2所述的光学扫描式触控装置，其中该光源产生器为激光二极管、发光二极管。

4.如权利要求1所述的光学扫描式触控装置，还包括：

一光感测器，用以接收该散射光源，以产生一感测信号，并传送至该计算模块，其中该计算模块根据该感测信号来取得该第二夹角。

5.如权利要求4所述的光学扫描式触控装置，其中该光感测器放置于该光源扫描模块的一侧。

6.如权利要求4所述的光学扫描式触控装置，其中该光感测器放置于该取像模块的一侧。

7.如权利要求4所述的光学扫描式触控装置，其中该光感测器放置于该取像模块与该光源扫描模块之间。

8.如权利要求4所述的光学扫描式触控装置，其中该计算模块依据该感测信号产生时间与该光源扫描模块的驱动电压的时间变化的对应关系，以取得该第二夹角。

9.如权利要求2所述的光学扫描式触控装置，还包括：

多个光感测器，配置于该触控区域的相邻该光源扫描模块的至少一侧，用以接收该散射光线以产生一感测信号，并传送至该计算模块，其中该计算模块根据该感测信号，以取得该第二夹角。

10.如权利要求9所述的光学扫描式触控装置，其中该计算模块依据该感测信号产生时间与该光源扫描模块内的驱动电压的时间变化的对应关系，以取得该第二夹角。

11.如权利要求1所述的光学扫描式触控装置，其中该光源扫描模块更依据该取像模块的一画面记录时序依序调制该扫描光线开关时间，使该取像模块在撷取该扫描光线传递至该物体而产生该散射光线时，该计算模块依据该画面记录时序来取得该第二夹角。

12.如权利要求11所述的光学扫描式触控装置，其中调制该扫描光线开启时间使扫描角度以每次累加一预设角度的方式进行。

13.如权利要求12所述的光学扫描式触控装置，其中该预设角度的大小值依据该取像模块的取像速度而改变。

14.如权利要求11所述的光学扫描式触控装置，其中调制该扫描光线开启时间使扫描角度以固定一预设角度的方式逐步进行。

15.如权利要求11所述的光学扫描式触控装置，其中调整该扫描光线开启时的扫描角度以一二分法的方式逐渐缩小每次该扫描角度范围。

16.如权利要求1所述的光学扫描式触控装置，其中该第一夹角为该散射光线传递至该取像模块时与该触控区域的边缘的夹角，该第二夹角为扫描光线传递至物体时与上述触控区域的边缘的夹角，该边缘位于该光源扫描模块与该取像模块之间。

17.一种光学扫描式触控装置的操作方法，该光学扫描式触控装置包括一光源扫描模块、一取像模块与一计算模块，该操作方法包括：

在一触控区域上，通过该光源扫描模块发射一扫描光线；

通过该取像模块接收该扫描光线传递至一物体而产生的一散射光线，以取得该散射光线传递至该取像模块时，该散射光线与该触控区域的一边缘的一第一夹角，其中该边缘位于该光源扫描模块与该取像模块之间；以及

通过一计算模块，依据该第一夹角、一第二夹角以及一距离，以计算该物体于触控区域上的位置，其中该第二夹角为该扫描光线传递至物体时，该扫描光线与该边缘的夹角，该距离位于该光源扫描模块与该取像模块之间。

18.如权利要求17所述的光学扫描式触控装置的操作方法，还包括：

通过至少一光感测器接收该散射光线，以产生一感测信号；以及

通过该计算模块，根据该感测信号，以取得该第二夹角。

19.如权利要求18所述的光学扫描式触控装置的操作方法，其中根据该感测信号，以取得该第二夹角的步骤包括通过该计算模块依据该感测信号产生时间与该光源扫描模块内的一扫描振镜的驱动电压的时间变化的对应关系，以取得该第二夹角。

20.如权利要求17所述的光学扫描式触控装置的操作方法，还包括：

通过该光源扫描模块，依据该取像模块的一画面记录时序，依序调制该扫描光线开关时间；以及

在该取像模块撷取该扫描光线传递至该物体而产生该散射光线时，通过该计算模块依据该画面记录时序来取得该第二夹角。

21.如权利要求20所述的光学扫描式触控装置的操作方法，其中调制该扫描光线开启时间使扫描角度以每次累加一预设角度的方式进行。

22.如权利要求21所述的光学扫描式触控装置的操作方法，其中该预设角度的大小值依据该取像模块的取像速度而改变。

23.如权利要求20所述的光学扫描式触控装置的操作方法，其中调制该扫描光线开启时间使扫描角度以固定一预设角度的方式逐步进行。

24.如权利要求20所述的光学扫描式触控装置的操作方法，其中调整该扫描光线开启时的扫描角度以一二分法的方式逐渐缩小每次该扫描角度范围。

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