CN102750042A - 光学式触控装置及其对象辨识方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学式触控装置及其对象辨识方法，包括：第一影像传感器感测一对象于触控区域上的一第一影像；由第二影像传感器感测对象于触控区域上的一第二影像；依据第一影像与第二影像而计算对象于触控区域上一感应区域的面积；以及依据感应区域的面积辨识对象。可自动辨识对象，使使用者的可更轻松地操作光学式触控装置，同时并提高光学式触控装置的应用性。

Description

光学式触控装置及其对象辨识方法

技术领域

本发明涉及一种光学式触控装置，具体涉及一种光学式触控装置及其对象辨识方法。

背景技术

近年来，触控面板已经逐渐广泛应用于一般的消费性电子商品上，例如行动通讯装置、数字相机、数字音乐播放器(MP3)、个人数字助理器(PDA)、卫星导航器(GPS)等，且上述的触控面板皆结合显示屏幕而成为触控屏幕。一般常见的触控面板分为电阻式、电容式、音波式及光学式。

其中，传统采用光学式的触控输入方式的触控面板，是利用光线来侦测触控面板表面接受手指触摸的位置，因此不会影响面板的透明性能，可较上述采用电阻或电容式的触控输入方式的面板拥有更佳的视觉效果。然而此种方式在触控屏幕上出现不明的对象时，由于触控的面积过大，触控装置将会出现无法判定触控点位置或错误判断触控点位置的情况。如此一来，使用者便必须时时注意是否有其它对象触碰到触控面板，以免发生误操作的情形，如此将严重地影响到使用者的使用观感。因此，如何提供可自动辨识对象的触控面板以减少误操作的发生实为一亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种光学式触控装置及其对象辨识方法，可自动辨识对象，使使用者的可更轻松地操作光学式触控装置，同时并提高光学式触控装置的应用性。

本发明提出一种光学式触控装置的对象辨识方法。其中光学式触控装置包括配置于一基板的一触控区域周围的一第一影像传感器与一第二影像传感器。所述对象辨识方法包括：由第一影像传感器感测一对象于触控区域上的一第一影像；由第二影像传感器感测对象于触控区域上的一第二影像；依据第一影像与第二影像而计算对象于触控区域上一感应区域的面积；以及依据感应区域的面积辨识对象。

本发明亦提出一种光学式触控装置，包括一第一影像传感器、一第二影像传感器以及一控制单元。其中第一影像传感器设置于一基板的一触控区域的周围，以感测一对象于触控区域的一第一影像。第二影像传感器设置于触控区域的周围，以感测对象于触控区域的一第二影像。控制单元耦接第一影像传感器与第二影像传感器，其依据第一影像与第二影像计算对象于触控区域的一感应区域的面积，并依据感应区域的面积辨识对象。

在本发明的一实施例中，上述的第一影像传感器与第二影像传感器分别设置于触控区域的相邻二个端角。

在本发明的一实施例中，上述的第一影像为一第一线段影像，而第二影像为一第二线段影像，控制单元还依据第一线段影像上的一第一感应区段与第二线段影像上的一第二感应区段计算对象于触控区域的位置以及感应区域的面积，并依据感应区域的面积判断对象的属性。

在本发明的一实施例中，上述的光学式触控装置，还包括一线光源，其设置于触控区域的周围。其中第一感应区段与第二感应区段分别为对象遮蔽部份线光源所发出的光线而在第一线段影像与第二线段影像上所造成的影像区段。

在本发明的一实施例中，上述的控制单元还依据对象的属性执行一触控反应动作。

在本发明的一实施例中，上述的第一感应区段的两端在第一线段影像上的位置分别对应基板的侧缘上的一第一位置与一第二位置，第二感应区段的两端在第二线段影像上的位置分别对应基板的侧缘上的一第三位置与一第四位置，第一影像传感器与第一位置、第二位置间分别形成一第一联机与一第二联机，第二影像传感器与第三位置、第四位置间分别形成一第三联机与一第四联机，控制单元依据第一联机、第二联机与第三联机、第四联机的交点定义出感应区域。

在本发明的一实施例中，上述的光学式触控装置，还包括一数据库，其耦接控制单元，用以储存一对象判断数据，其中对象判断数据指示不同大小的感应区域的面积所对应的对象，上述的控制单元还依据对象判断数据判断对象的属性。

基于上述，本发明利用位于基板触控区域周围的影像传感器感测拍摄对象影像，并依据影像上对象的位置计算在基板触控区域上对象的感应区域面积，以依据感应区域面积辨识对象的属性，进而排除对象的触控效应或提高触控装置的应用性。

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1为本发明一实施例的光学式触控装置的示意图。

图2A为本发明一实施例的第一线段影像的示意图。

图2B为本发明一实施例的第二线段影像的示意图。

图3为本发明一实施例的光学式触控装置的对象辨识方法的流程图。

图4为本发明另一实施例的光学式触控装置的示意图。

主要组件符号说明

100、400：光学式触控装置

102：基板

104、106、302：影像传感器

108：控制单元

110：数据库

112：线光源

114：触控区域

202A、202B：线段影像

204A、204B：感应区段

P1～P4：端角

A、B、C、D：侧缘

T1：对象

L1～L6：第一联机～第六联机

N1～N4、M1～M6：交点

Z1、Z2：感应区域

a1、b1、b2、c1：端点

A1、B1、B2、C1、C2、D1：位置

p1、p2、p3、p4：端点

S302～S308：步骤

具体实施方式

图1为本发明一实施例的光学式触控装置的示意图。请同时参照图1，光学式触控装置100包括一基板102、一第一影像传感器104、一第二影像传感器106、一控制单元108及一数据库110。其中光学式触控装置100可例如是平板计算机、智能型手机或是其它具有光学式触控面板的电子装置。基板102可以是任何刚性或软性材质的平面基板，例如塑料基板、金属基板等。另外，基板102可以是透明或不透明基板。若将本实施例应用于触控显示装置，则上述基板102可以是显示面板或显示组件。例如，若将光学式触控装置100应用于显示组件，则可以使显示组件具有触控功能。其中，显示组件具有一显示区域，基板102的触控区域114可以是显示面板的显示区域。于本实施例中，基板102可以是桌面。

控制单元108耦接第一影像传感器104、第二影像传感器106以及数据库110。第一影像传感器104与第二影像传感器106设置于触控区域114的周围(在本实施例中为位于触控区域的端角P1与触控区域的端角P4上，然不以此为限)，以分别从不同角度感测/拍摄一对象T1于触控区域114的一第一影像以及一第二影像。第一影像传感器104与第二影像传感器106可以是任何类型的光学成像装置，例如摄影机、数字相机、线影像传感器等。控制单元108则依据第一影像与第二影像计算对象T1于触控区域114上一感应区域Z1的面积，并依据感应区域Z1的面积辨识对象T1。

于本实施例中，基板102的触控区域114是矩形。在其它实施例中，触控区域114可以是其它几何形状。详细来说，触控区域114的周围包括侧缘A、侧缘B、侧缘C与侧缘D。在本实施例中侧缘A、侧缘B与侧缘C上具有线光源112，线光源112可例如为由沿侧缘A、侧缘B与侧缘C排列的多个点光源所构成，点光源所发出的光可例如为可见光或是红外光。其中线光源112的实施方式并不以此为限，举例来说，亦可利用导光板与背光源来实现上述的线光源112。

在本实施例中第一影像传感器104感测/拍摄侧缘B与侧缘C上的线光源112而得到一第一线段影像(亦即上述的第一影像)，例如图2A所示的第一线段影像202A的示意图。第二影像传感器106则感测侧缘A与侧缘B上的线光源112而得到一第二线段影像(亦即上述的第二影像)，例如图2B所示的第二线段影像202B的示意图。当图1中的对象T1触碰基板102时，对象T1将阻挡部分线光源112的光线，而分别在第一线段影像202A与第二线段影像202B上造成一第一感应区段204A与一第二感应区段204B。

数据库110储存一对象判断数据，其中对象判断数据指示不同大小的感应区域Z1所对应的对象。控制单元108则依据第一线段影像202A上的第一感应区段204A与第二线段影像202B上的第二感应区段204B判断对象T1在基板102上的触控位置以及感应区域Z1面积，并依据对象T1的感应区域Z1面积以及数据库110所储存的对象判断数据判断对象T1的属性。

其中，第一影像传感器104所感测到的第一线段影像202A的两个端点p2与p4分别对应到基板102的端角P2与端角P4。由于第一影像传感器104与端角P1、P2与P3的相对位置为固定不变，因此第一线段影像202A的两个端点p2与p4间的距离为固定距离，且在端点p2与p4间可定位出一对应于端角P3的端点p3，其中端点p3、端点p2与p4间的距离亦为固定距离。如此一来，藉由控制单元108计算第一线段影像202A与感应区段204A的长度比，即可求出感应区段204A的端点b2、c1在触控区域114的侧缘上所对应的位置。

举例来说，在图2A中第一感应区段204A的端点b2介于端点p2与p3之间。由于端点p2与p3之间为固定，因此藉由控制单元108计算端点b2与端点p3间的距离与端点p2与p3间的距离的比值，即可求出端点b2在触控区域114的侧缘B上所对应的位置(亦即图1中位置B2)。类似地，控制单元108藉由计算端点c1与端点p3间的距离与端点p2与p3间的距离的比值，亦可求出端点c1在触控区域114的侧缘C上所对应的位置(亦即图1中位置C1)。同理可推，图2B中第二感应区段204B的两个端点a1与b1分别在触控区域114的侧缘A与侧缘B上所对应的位置(亦即图1中位置A1与B1)亦可以相同的方式求出。

而在得到第一感应区段204A与第二感应区段204B在触控区域114的侧缘上所对应的位置A1、B1、B2与C1后，控制单元108便可进一步依据各个位置B2与C1至影像传感器104所在的端角P1位置而得到多条联机，以及依据各个位置A1与B1至影像传感器106所在的端角P4位置而得到多条联机，并依据此些联机的交点得到感应区域Z1。

举例来说，如图1所示端角P1与位置B2、C1间可分别形成一第一联机L1与一第二联机L2，另外端角P4与位置A1、B1间可分别形成一第三联机L3与一第四联机L4。其中第一联机L1分别与第三联机L3、第四联机L4形成交点N1、N2，第二联机L2则分别与第三联机L3、第四联机L4形成交点N3、N4。控制单元108可将交点N1～N4所形成的封闭区域视为对象T1的感应区域Z1。由于一般物品的体积大小皆与使用者用以进行正常触控操作的手指的大小有相当的落差，因此可藉由此感应区域Z1的面积大小而判断出对象T1是属于正常触控操作的手指，还是不属于正常触控操作的对象。例如，控制单元108可将此感应区域Z1的面积大小与数据库110所储存的对象判断数据进行比对，以判断出对象T1的属性。其中对象T1的属性可例如为手持式电子装置(例如手机或随身碟)或其它杂物(例如水杯、笔记本等等)。

其中，上述求取交点N1～N4的位置的方式可例如将基板102的触控区域114定义为一坐标系统(例如正交坐标系统或极坐标系统)，并利用控制单元108依据端角P1、P4以及位置A1、B1、B2、C1在正交坐标系统中的坐标值求出第一联机L1～第四联机L4的方程式，进而计算出交点N1～N4的位置。

另外，在判断出对象T1属性的同时，控制单元108依据对象T1的属性控制光学式触控装置100执行相对应的触控反应动作。例如当控制单元108判断出对象T1为手机时，控制单元108可控制光学式触控装置100与手机进行通讯，以执行传送档案或进行网络共享等触控反应动作。又或者是当控制单元108判断出对象T1为水杯时，由于其不具通讯能力，此时控制单元108便选择不执行触控反应动作，以避免水杯造成光学式触控装置100的误操作。

图3为本发明一实施例的光学式触控装置的对象辨识方法的流程图。请参照图3，归纳上述光学式触控装置100的对象辨识方法可包括下列步骤：首先，由第一影像传感器104感测一对象T1于触控区域114的一第一影像(步骤S302)。接着，由第二影像传感器106感测对象T1于触控区域114的一第二影像(步骤S304)，其中第一影像与第二影像可例如为线段影像，然不以此为限。然后，依据第一影像与第二影像计算对象T1于触控区域114上一感应区域Z1的面积(步骤S306)。例如，可依据第一线段影像202A(第一影像)上的第一感应区段204A与第二线段影像202B(第二影像)上的一第二感应区段204B计算对象T1于触控区域114的位置以及感应区域Z1的面积，其中第一感应区段204A与第二感应区段204B分别为对象T1遮蔽部份线光源所发出的光线而在第一线段影像202A与第二线段影像202B上所造成的影像区段。最后，依据感应区域Z1的面积辨识对象T1(步骤S308)。其中若对象T1具通讯能力，则执行与对象T1进行通讯或数据传输的触控反应动作。反之，若对象T1不具通讯能力，则不执行触控反应动作。

值得注意的是，上述实施例的第一影像与第二影像并不限定于所述的线段影像，其亦可例如是带状影像或是具有其它长宽比的影像。另外，线段影像上感应区段在上述实施例中虽定义为被对象遮蔽部份线光源所发出的光线而在所造成的影像区段，然实际上并不以此为限。在不同类型的光学式触控装置中，感应区段亦可能以其它形式造成，例如在藉由光反射来判断触控位置的光学式触控装置中，感应区段将被定义为线段影像中接收反射光的区域。另外，上述实施例的影像传感器虽皆设置在触控区域114的端角上，在实际应用上亦不以此为限，影像传感器亦可设置于触控区域114的侧缘上。

再者，上述的实施例虽仅利用两个影像传感器102、104进行线光源112的感测，但并不以此为限，在其它实施例中亦可应用更多个影像传感器进行线光源112的感测，且使用的影像传感器越多时，将使控制单元108计算得到的感应区域Z1大小越接近对象T1的实际大小，进而使得对象的辨识更加准确。

举例来说，图4为本发明另一实施例的光学式触控装置的示意图。请参照图4，本实施例的光学式触控装置400与光学式触控装置100的不同之处在于，光学式触控装置400还包括一第三影像传感器302，其耦接控制单元108，并位于触控区域114的端角P2上，另外在触控区域114的侧缘D上亦具有线光源112。

类似地，第三影像传感器302亦可感测触控区域114的侧缘C以及侧缘D上的线光源112，而得到一第三线段影像。并利用第三线段影像上的第三感应区段与非感应区段的长度比分别求出感应区段的端点在侧缘C以及侧缘D上所对应的位置C2与D1。其中端角P2与位置C2、D1间分别形成一第五联机L5与第六联机L6，如此第五联机L5、第六联机L6与第一联机L1～第四联机L4的交点(亦即交点M1～M6)便可形成新的封闭区域(即感应区域Z2)。其中图4所示感应区域Z2小于图所示感应区域Z1，因此感应区域Z2将比感应区域Z1更接近对象T1的实际大小。由于感应区段的端点在侧缘上所对应的位置、各联机以及交点的求法已于上述实施例中描述，因而在此不再详述。

综上所述，上述诸实施例利用位于触控区域114的端角上的传感器感测触控区域114上的对象T1，以得到多个影像，并依据各个影像计算对象T1在触控区域114上的触控位置与感应区域Z1或Z2的面积，以依据感应区域Z1或Z2的大小辨识对象T1的属性。因此，上述诸实施例可以依据对象T1的属性而进行正常触控操作及/或触控反应动作(例如与对象T1进行通讯或档案传输)。若对象T1不属于正常触控操作的对象，对象T1也不具备通讯能力，则控制单元108对于对象T1不执行正常触控操作与触控反应动作，以避免误操作的情形发生。因此，使用者可更轻松地操作触控装置100，同时并提高触控装置100的应用性。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的普通技术人员，当可作些许的更动与润饰，而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种光学式触控装置的对象辨识方法，该光学式触控装置包括配置于一基板的一触控区域周围的一第一影像传感器与一第二影像传感器，所述对象辨识方法包括：

由该第一影像传感器感测一对象于该触控区域的一第一影像；

由该第二影像传感器感测该对象于该触控区域的一第二影像；

依据该第一影像与该第二影像而计算该对象于该触控区域上一感应区域的面积；以及

依据该感应区域的面积辨识该对象。

2.根据权利要求1所述的方法，其中该第一影像为一第一线段影像以及该第二影像为一第二线段影像，该对象辨识方法还包括：

依据该第一线段影像上的一第一感应区段与该第二线段影像上的一第二感应区段计算该对象于该触控区域的位置以及该感应区域的面积，并依据该感应区域的面积判断该对象的属性。

3.根据权利要求2所述的方法，其中该光学式触控装置具有设置于该触控区域的周围的一线光源，该第一感应区段与该第二感应区段分别为该对象遮蔽部份该线光源所发出的光线而在该第一线段影像与该第二线段影像上所造成的影像区段。

4.根据权利要求2所述的方法，其中该第一感应区段的两端在该第一线段影像上的位置分别对应该基板的侧缘上的一第一位置与一第二位置，该第二感应区段的两端在该第二线段影像上的位置分别对应该基板的侧缘上的一第三位置与一第四位置，该第一影像传感器与该第一位置、该第二位置间分别形成一第一联机与一第二联机，该第二影像传感器与该第三位置、该第四位置间分别形成一第三联机与一第四联机，该控制单元依据该第一联机、该第二联机、该第三联机与该第四联机的交点定义出该感应区域。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

依据该对象的属性执行一触控反应动作，其中该触控反应动作包括与该对象进行通讯或数据传输。

6.一种光学式触控装置，包括：

一第一影像传感器，设置于一基板的一触控区域的周围，以感测一对象于该触控区域的一第一影像；

一第二影像传感器，设置于该触控区域的周围，以感测该对象于该触控区域的一第二影像；以及

一控制单元，耦接该第一影像传感器与该第二影像传感器，依据该第一影像与该第二影像而计算该对象于该触控区域的一感应区域的面积，并依据该感应区域的面积辨识该对象；

其中该第一影像传感器与该第二影像传感器分别设置于该触控区域的相邻二个端角。

7.根据权利要求6所述的光学式触控装置，其中该第一影像为一第一线段影像以及该第二影像为一第二线段影像，该控制单元还依据该第一线段影像上的一第一感应区段与该第二线段影像上的一第二感应区段计算该对象于该触控区域的位置以及该感应区域的面积，并依据该感应区域的面积判断该对象的属性。

8.根据权利要求7所述的光学式触控装置，还包括：

一线光源，设置于该触控区域的周围；

其中该第一感应区段与该第二感应区段分别为该对象遮蔽部份该线光源所发出的光线而在该第一线段影像与该第二线段影像上所造成的影像区段。

9.根据权利要求7所述的光学式触控装置，其中该第一感应区段的两端在该第一线段影像上的位置分别对应该触控区域的侧缘上的一第一位置与一第二位置，该第二感应区段的两端在该第二线段影像上的位置分别对应该触控区域的侧缘上的一第三位置与一第四位置，该第一影像传感器与该第一位置、该第二位置间分别形成一第一联机与一第二联机，该第二影像传感器与该第三位置、该第四位置间分别形成一第三联机与一第四联机，该控制单元依据该第一联机、该第二联机、该第三联机与该第四联机的交点定义出该感应区域。

10.根据权利要求9所述的光学式触控装置，还包括：

一数据库，耦接该控制单元，储存一对象判断数据，该对象判断数据指示不同大小的该感应区域的面积所对应的对象属性；

其中该控制单元还依据该对象判断数据判断该对象的属性。

11.根据权利要求6所述的光学式触控装置，其中该控制单元还依据该对象的属性执行一触控反应动作，其中该触控反应动作包括与该对象进行通讯或数据传输。

12.根据权利要求6所述的光学式触控装置，还包括：

一第三影像传感器，耦接该控制单元，该第三影像传感器设置于该触控区域的周围，以感测该对象于该触控区域的一第三影像；

其中该控制单元依据该第一影像、该第二影像以及该第三影像而计算该对象于该触控区域上的该感应区域的面积。

13.根据权利要求12所述的光学式触控装置，其中该第一影像为一第一线段影像，该第二影像为一第二线段影像，该第三影像为一第三线段影像，该第一线段影像的一第一感应区段的两端分别对应该触控区域的侧缘上的一第一位置与一第二位置，该第一影像传感器与该第一位置、该第二位置间分别形成一第一联机与一第二联机，该第二线段影像的一第二感应区段的两端分别对应该触控区域的侧缘上的一第三位置与一第四位置，该第二影像传感器与该第三位置、该第四位置间分别形成一第三联机与一第四联机，该第三线段影像的一第三感应区段的两端位置分别对应该触控区域的侧缘上的一第五位置与一第六位置，该第三影像传感器与该第五位置、该第六位置间分别形成一第五联机与一第六联机，该控制单元依据该第一联机至该第六联机的交点定义出该感应区域。

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