CN103092434A - 光学触控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光学触控装置，其包含有一显示面板，其上形成有一座标侦测区、至少一光束收发器，其设置于该显示面板外侧的角落，该至少一光束收发器用来收发沿着该座标侦测区的边缘行进的多条光束，以形成一光束虚拟边框、至少一取像模块，其安装于该显示面板外侧的角落，该至少一取像模块用来撷取一物体的周遭影像数据，以及一控制模块，其耦合于该至少一取像模块，该控制模块用来依据该至少一取像模块所撷取到该物体的周遭影像数据判断该物体是否遮蔽该光束虚拟边框，且依据该判断结果决定是否计算该物体的一座标值。

Description

光学触控装置

技术领域

本发明涉及一种光学触控装置，尤其是涉及一种无需使用实体反射式或非反射式边条的光学触控装置。

背景技术

在现今各式消费性电子产品市场中，个人数字助理、移动电话，以及手机等可携式电子产品皆已广泛使用具有触控装置作为其数据沟通的界面工具。由于目前电子产品的设计皆以轻、薄、短、小为方向，因此在产品上无足够空间容纳如键盘、鼠标等传统输入装置，尤其在讲求人性化设计的平板电脑需求的带动下，搭配触控装置的显示器已逐渐成为各式电子产品的关键零组件之一。然而现今所发展出的触控技术众多，例如电阻式、电容式、超音波式、红外线感测式、光学影像式等触控技术，且由于技术层面与成本有所差异，因此这诸多种类的触控技术便运用在各种不同领域。举例来说，光学触控技术的作用原理为透过位于显示器两个角落的摄影机，侦测触控物体所形成的阴影，经由三角定位找出触控的位置，故与传统电阻式或电容式触控技术比较起来，其具有准确、穿透率高、可靠度佳、损坏率低、成本低以及支援多点触控手势等优点，在中大尺寸显示器方面很容易切入市场。然而现有的遮断式与影像式光学触控装置需要实体反射式与非反射式边条以提供物体于座标侦测区时的拍摄背景，用于隔离座标侦测区以外的干扰源，而若座标侦测区上有触控物则会阻挡边条而使得感测器侦测到黑影，进而利用黑影位置来推得触控位置。换言之，实体边条提供了阻挡外界干扰源与作为触控物与背景差异的功能。然而由于边条结构需与感测器共平面，而造成了组装上的困难，且也增加了制造成本；但没有边条结构的光学触控装置则会因为座标侦测区以外的干扰源造成触控点受外界干扰而判断不易，故如何设计出一种可有效降低组装困难度与成本且可同时提升触控点的判断准确度的光学触控装置，便为现今触控技术所需努力的重要课题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无须使用实体反射式或非反射式边条的光学触控装置，以解决上述的问题。

为达上述目的，本发明揭露一种光学触控装置，其包含有一显示面板，其上形成有一座标侦测区、至少一光束收发器，其设置于该显示面板外侧的角落，该至少一光束收发器用来收发沿着该座标侦测区的边缘行进的多条光束，以形成一光束虚拟边框、至少一取像模块，其安装于该显示面板外侧的角落，该至少一取像模块用来撷取一物体的周遭影像数据，以及一控制模块，其耦合于该至少一取像模块，该控制模块用来依据该至少一取像模块所撷取到该物体的周遭影像数据判断该物体是否遮蔽该光束虚拟边框，且依据该判断结果决定是否计算该物体的一座标值。

本发明另揭露该至少一光束收发器为一激光收发器或一红外线收发器，其用来收发准直光束。

本发明另揭露该光学触控装置另包含有至少一滤光单元，其设置于相对应该至少一取像模块的位置且用来过滤进入该至少一取像模块的光线，以使该至少一取像模块撷取相同于该至少一光束收发器所发射光束的波长的光线。

本发明另揭露该控制模块于判断该物体未遮蔽该光束虚拟边框时不计算该物体的该座标值。

本发明另揭露该控制模块于判断该物体遮蔽该光束虚拟边框时计算该物体的该座标值。

本发明另揭露该光学触控装置另包含至少一光学反射单元，其设置于该光束虚拟边框的光路径上，该至少一光学反射单元用来反射该至少一光束收发器所发射的光束回到该至少一光束收发器。

本发明另揭露该光学触控装置包含两个光束收发器，其设置于该显示面板外侧的一角落且分别收发行进方向相反且互相平行的多条光束，且该光学触控装置包含三个光学反射单元，其设置于该显示面板外侧的其他三个角落且用来反射行进方向相反且互相平行的多条光束。

本发明另揭露该光学触控装置包含多个光束收发器，其分别收发行进方向相反且互相平行的多条光束。

本发明另揭露该光学触控装置包含两个取像模块，其分别安装于该显示面板同侧的两个角落。

本发明另揭露该取像模块为一影像感测器。

本发明所提供的光学触控装置由于利用光束虚拟边框作为物体于座标侦测区时的拍摄背景，故可无须使用实体的反射式或非反射式边条，且可达到过滤筛选掉非座落于座标侦测区的物体的目的，故可克服组装上的困难且降低制造成本，并同时兼具触控物的影像处理的判断精准性。

附图说明

图1为本发明实施例光学触控装置的功能方块示意图；

图2为本发明实施例光学触控装置的正视示意图；

图3至图5分别为本发明实施例光学触控装置于不同部位的侧视示意图；

图6与图7分别为本发明实施例物体位于座标侦测区之内与之外的示意图。

主要元件符号说明

50             光学触控装置        52          显示面板

521            座标侦测区          54a、54b    光束收发器

56a、56b、56c  光学反射单元        58a、58b    取像模块

60a、60b       滤光单元            62          控制模块

64             光束虚拟边框        66a、66b    光束

68             物体

具体实施方式

请参阅图1至图5，图1为本发明实施例一光学触控装置50的功能方块示意图，图2为本发明实施例光学触控装置50的正视示意图，图3至图5分别为本发明实施例光学触控装置50于不同部位的侧视示意图，光学触控装置50包含有一显示面板52、两个光束收发器54a、54b、三个光学反射单元56a、56b、56c、两个取像模块58a、58b、两个滤光单元60a、60b，以及一控制模块62。显示面板52可为一触控面板，且其上形成有一座标侦测区521；两个光束收发器54a、54b设置于显示面板52外侧的一角落且分别收发行进方向相反且互相平行的多条光束，以形成一光束虚拟边框64，而行进方向相反的多条光束可确保于多点触控时不会因为其中一手指遮断光束而使得光束无法行进(如手指位于光束虚拟边框64上时)，另一手指缺乏光束作为边框背景的情况发生。举例来说光束收发器54a、54b可分别发射行进方向相反且互相平行的两个光束66a、66b，而围设出光束虚拟边框64，其中光束收发器54a、54b可分别为一激光收发器或一红外线收发器，其用来发射准直光束。

再者，三个光学反射单元56a、56b、56c设置于显示面板52外侧的其他三个角落且设置于光束虚拟边框64的光路径上，光学反射单元56a、56b、56c用来反射行进方向相反且互相平行的多条光束，以使光束66a、66b经过三次反射后可回到光束收发器54a、54b，至于光束收发器与光学反射单元的设置位置与数量可不局限于此实施例所述。举例来说，于此实施例中由于两个光束收发器54a、54b设置于显示面板52外侧的同一角落，故需配置三个光学反射单元56a、56b、56c于显示面板52外侧的其他三个角落；若两个光束收发器54a、54b设置于显示面板52外侧的不同角落，则需配置四个光学反射单元于显示面板52外侧的四个角落。再者，本发明也可仅设置一组光束收发器于显示面板52外侧的单一角落，此时也需配置三个光学反射单元于显示面板52外侧的其他三个角落。此外，本发明也可装设四组光束收发器于显示面板52外侧的四个角落且分别收发行进方向相反且互相平行的多条光束，故仍可围设出相对应光束虚拟边框；或是可仅配置一组光束收发器而不使用光学反射单元，再利用其他分光元件(如三个棱镜)将光束收发器所产生的单一光束分光为多条光束等，只要是能于显示面板52的座标侦测区521外侧形成光束虚拟边框的光学机制都属于本发明所保护的范畴，其端视实际设计需求而定。

再者，两个取像模块58a、58b可分别安装于显示面板52同侧的相异两个角落，举例来说如图3与图4所示，其中两个光学反射单元56b、56c可单独设置于两个角落，而另一光学反射单元56a可安装于其中一取像模块58b的下方；且如图5所示两个光束收发器54a、54b可安装于其中一取像模块58a的下方。至于取像模块、光学反射单元与光束收发器的相对配置位置可不局限于此实施例所述，端视实际设计需求而定。此外，取像模块58a、58b用来撷取一物体的周遭影像数据，且其可分别为一影像感测器，如一摄影机等。两个滤光单元60a、60b分别设置于相对应两个取像模块58a、58b的位置，且用来过滤进入取像模块58a、58b的光线，以使取像模块58a、58b撷取相同于光束收发器54a、54b所收发光束66a、66b的波长的光线，举例来说滤光单元60a、60b可过滤出相对于激光光束或红外线光束波长的光束，用于提供取像模块58a、58b侦测相对应的光线，而滤光单元60a、60b也可整合于取像模块58a、58b，端视实际设计需求而定。

再者，控制模块62耦合于取像模块58a、58b，且用来依据取像模块58a、58b所撷取到该物体的周遭影像数据判断该物体是否遮蔽光束虚拟边框64，且依据该判断结果决定是否计算该物体的一座标值。此外，本发明的显示面板52、光束收发器54a、54b、光学反射单元56a、56b、56c、取像模块58a、58b、滤光单元60a、60b与控制模块62可整合于同一显示器内，例如于显示荧幕或一体式桌上型电脑(All In One PC)之内等；或是光束收发器54a、54b、光学反射单元56a、56b、56c、取像模块58a、58b、滤光单元60a、60b与控制模块62可单独模块化，例如设置于用来外挂于显示面板52的一框架内，且座标侦测区521可为该框架上的透明面板，故可拆卸安装于不同的显示面板52上。

为了达到于光学触控装置50实施触控的目的，使用者可于座标侦测区521内进行触控操作，例如以手指于座标侦测区521内移动。请参阅图6与图7，图6与图7分别为本发明实施例一物体68位于座标侦测区521之内与之外的示意图。如图6所示，当物体68位于座标侦测区521的内部，物体68会遮挡住光束虚拟边框64的部分光束66a、66b；或是当物体68位于光束虚拟边框64上时会遮断光束66a、66b而使其无法行进。而两个取像模块58a、58b会分别撷取物体68之周遭影像数据，且将该影像数据传输至控制模块62，之后控制模块62会依据取像模块58a、58b所撷取到物体68的周遭影像数据判断物体68是否遮蔽光束虚拟边框64，当控制模块62判断物体68有遮蔽到光束虚拟边框64时便会计算物体68的座标值。举例来说控制模块62可判断物体68遮蔽光束虚拟边框64的相对应部分，且对其影像数据进行影像处理分析，例如去除杂讯等，之后再对经影像处理过后的影像数据进行座标转换计算，例如可依据两个取像模块58a、58b所撷取的影像与座标轴的夹角以三角定位方式找出物体68的触控位置，最后再转换成相对应的座标值，之后便可提供电脑主机执行相关触控操作的依据。反之，如图7所示，由于物体68位于座标侦测区521的外部，故物体68并无法遮挡住光束虚拟边框64的部分光束66a、66b，此时控制模块62便会判断物体68并未遮蔽到光束虚拟边框64且不会计算物体68的座标值，而不执行后续触控操作，意即排除物体68位于座标侦测区521的可能性，用于避免误动作且可过滤筛选掉不必要计算的物体位置而有效地节省系统资源。

相比较于现有技术，本发明所提供的光学触控装置由于利用光束虚拟边框作为物体于座标侦测区时的拍摄背景，故可无需使用实体的反射式或非反射式边条，且可达到过滤筛选掉非座落于座标侦测区的物体的目的，故可克服组装上的困难且降低制造成本，并同时兼具触控物的影像处理的判断精准性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种光学触控装置，其包含有：

显示面板，其上形成有一座标侦测区；

至少一光束收发器，其设置于该显示面板外侧的角落，该至少一光束收发器用来收发沿着该座标侦测区的边缘行进的多条光束，以形成一光束虚拟边框；

至少一取像模块，其安装于该显示面板外侧的角落，该至少一取像模块用来撷取一物体的周遭影像数据；以及

控制模块，其耦合于该至少一取像模块，该控制模块用来依据该至少一取像模块所撷取到该物体的周遭影像数据判断该物体是否遮蔽该光束虚拟边框，且依据该判断结果决定是否计算该物体的一座标值。

2.如权利要求1所述的光学触控装置，其中该至少一光束收发器为一激光收发器或一红外线收发器，其用来收发准直光束。

3.如权利要求2所述的光学触控装置，其另包含有至少一滤光单元，其设置于相对应该至少一取像模块的位置且用来过滤进入该至少一取像模块的光线，以使该至少一取像模块撷取相同于该至少一光束收发器所发射光束的波长的光线。

4.如权利要求1所述的光学触控装置，其中该控制模块于判断该物体未遮蔽该光束虚拟边框时不计算该物体的该座标值。

5.如权利要求1、2、3或4所述的光学触控装置，其中该控制模块于判断该物体遮蔽该光束虚拟边框时计算该物体的该座标值。

6.如权利要求1、2、3或4所述的光学触控装置，其另包含至少一光学反射单元，其设置于该光束虚拟边框的光路径上，该至少一光学反射单元用来反射该至少一光束收发器所发射的光束回到该至少一光束收发器。

7.如权利要求6所述的光学触控装置，其中该光学触控装置包含两个光束收发器，其设置于该显示面板外侧的一角落且分别收发行进方向相反且互相平行的多条光束，且该光学触控装置包含三个光学反射单元，其设置于该显示面板外侧的其他三个角落且用来反射行进方向相反且互相平行的多条光束。

8.如权利要求1、2、3或4所述的光学触控装置，其包含多个光束收发器，其分别收发行进方向相反且互相平行的多条光束。

9.如权利要求1、2、3或4所述的光学触控装置，其包含两个取像模块，其分别安装于该显示面板同侧的两个角落。

10.如权利要求1、2、3或4所述的光学触控装置，其中该取像模块为一影像感测器。

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