CN103543883B - 光学触控方法及其系统 - Google Patents

光学触控方法及其系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光学触控方法及其系统，针对触发于光学触控面板上的多个触控点进行侦测，该方法包括下列步骤：应用第一、第二影像及辅助影像撷取装置分别拍摄得到第一、第二及第三亮度分布影像；根据第一及第二亮度分布影像找出多笔座标信息；定义出辅助影像撷取装置的可视区域；判断各笔座标信息是否落在可视区域中；若是，应用处理核心装置比对各笔座标信息与第三亮度分布影像，以判断各笔座标信息是否为实体触控点。

Description

光学触控方法及其系统
技术领域
本发明是有关于一种光学触控方法及其光学触控系统，且特别是有关于一种可有效地针对移除虚拟鬼点的光学触控方法及其光学触控系统。
背景技术
在科技发展日新月异的今天，触控式显示器已广泛地被应用在各种电子产品中。以光学式触控面板的情况来说，多半需设置发光源及影像感测器。其中当使用者于触控范围触发触控事件时，此触控点因阻挡光线的进行，如此影像感测器感测影像中对应此触控点位置的暗点。而后，根据此暗点位于感测影像的位置可计算出触控点与影像感测器的连线对应触控面板边缘的角度，加上影像感测器间的距离为已知，即能以三角定位法计算触控点相对显示面板的座标。
然而，在光学式触控面板上同时触发多个触控点的操作情况中，传统光学式触控面板往往会面临移除虚拟鬼点的产生，进而造成触控点侦测错误的情形。据此，如何可有效地设计出可有效地辨识虚拟鬼点的光学触控方法，乃业界不断致力的方向之一。
发明内容
为解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种光学触控方法及其系统。
根据本发明的第一方面，提出一种光学触控系统，应用于光学触控面板中，以针对触发于其上的N个触控点进行侦测，N为大于1的自然数。光学触控系统包括第一、第二影像撷取装置、第一辅助影像撷取装置及处理核心装置。第一及第二影像撷取装置分别设置于光学触控面板中相邻的第一及第二端角，以分别拍摄得到第一及第二亮度分布影像。第一辅助影像撷取装置设置于该光学触控面板的侧边上，以拍摄得到第三亮度分布影像。处理核心装置耦接至第一、第二及第一辅助影像撷取装置，并根据第一及第二亮度分布影像找出NN笔座标信息。处理核心装置更在光学触控面板上定义出第一辅助影像撷取装置的第一可视区域，并对应地判断各NN笔座标信息是否落在第一可视区域中。针对落在第一可视区域中的第一目标座标信息，处理核心装置更比对第一目标座标信息与第三亮度分布影像，以判断第一目标座标信息是否为实体触控点。
根据本发明的第二方面，提出一种光学触控方法，应用于光学触控系统中，以针对触发于光学触控面板上的N个触控点进行侦测，N为大于1的自然数。光学触控方法包括下列步骤：应用光学触控系统中的第一、第二影像及第一辅助影像撷取装置分别拍摄得到第一、第二及第三亮度分布影像，第一及第二影像撷取装置分别设置于光学触控面板中相邻的第一及第二端角上，第一辅助影像撷取装置于光学触控面板的侧边上；应用光学触控系统中的处理核心装置接收并根据第一及第二亮度分布影像找出NN笔座标信息；应用处理核心装置在光学触控面板上定义出第一辅助影像撷取装置的第一可视区域；应用处理核心装置判断各NN笔座标信息是否落在第一可视区域中；及针对落在第一可视区域中的第一目标座标信息，应用处理核心装置比对第一目标座标信息与第三亮度分布影像，以判断第一目标座标信息是否为实体触控点。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
图1绘示依照本发明实施例的光学触控系统的方块图。
图2A及图2B分别绘示亮度分布影像Im_1及Im_2的示意图。
图3绘示本发明实施例的光学触控系统1的另一示意图。
图4绘示依照本发明实施例的光学触控方法的流程图。
图5绘示依照本发明实施例的光学触控系统的另一方块图。
图6绘示依照本发明实施例的辅助影像撷取装置的配置位置示意图。
图7A至图7C绘示依照本发明实施例的光学触控方法的另一流程图。
其中，附图标记说明如下：
1、2：光学触控系统
100、200：光学触控面板
110、130、210、230：影像撷取装置
120、220、260：辅助影像撷取装置
140、240：处理核心装置
A、Aa、Ab：可视区域
A1、A2：可视区域边界
Pa-Pd、Pa’-Pd’、Pa”-Pd”：触控位置
Nt1、Nt2：实体触控点
W1-W4：暗部位置
PX：位置
具体实施方式
请参照图1，其绘示依照本发明实施例的光学触控系统的方块图。一种光学触控系统1应用于光学触控面板100中，以针对触发于光学触控面板100上的N个触控点Nt1、Nt2、…、NtN进行侦测，其中N为大于1的自然数。
光学触控系统1包括影像撷取装置110、130、辅助影像撷取装置120及处理核心装置140。影像撷取装置110及130分别设置于光学触控面板100的相邻的两个端角上并针对光学触控面板100进行影像撷取，以分别拍摄得到亮度分布影像Im_1及Im_2。举例来说，影像撷取装置110及130分别设置于光学触控面板100的左侧侧边side_L及上侧边side_U相交的左上端角及光学触控面板100的右侧侧边side_R及上侧边side_U相交的右上端角上，如图1所示。影像撷取装置110及130例如具有实质上大于或等于90度的可视角，这样一来，光学触控面板100上的所有区域均可实质上落在影像撷取装置110与130的可视范围中。
辅助影像撷取装置120设置于光学触控面板110的一个侧边上，并针对光学触控面板100进行影像撷取，以拍摄得到亮度分布影像Im_3。举例来说，辅助影像撷取装置120设置于光学触控面板110的上侧边side_U的中间点上。
处理核心装置140与影像撷取装置110、130及辅助影像撷取装置120耦接，并根据亮度分布影像Im_1及Im_2找出等于或小于NN笔座标信息。以N等于2的操作实例来说，触控点Nt1及Nt2被触发在光学触控面板100上，如图1所示。在这个操作实例中，影像撷取装置110及130分别自其位置拍摄得到如图2A及图2B所示的亮度分布影像Im_1及Im_2。
进一步的说，对于亮度分布影像Im_1来说，其上侦测到两段暗部位置W1及W2，其对应地表示两个触控点Nt1及Nt2的相对位置；相似地，亮度分布影像Im_2上也对应地侦测到两段暗部位置W3及W4，其也对应地表示触控点Nt1及Nt2的相对位置。
惟亮度分布影像Im_1及Im_2中并未提供明确标示各个暗部位置W1及W2与触控点Nt1及Nt2对应关系的信息，及各个暗部位置W3及W4与触控点Nt1及Nt2对应关系的信息，使得处理核心装置140仅能对应地根据两笔亮度分布影像Im_1及Im_2上的各两个暗部位置W1与W2及暗部位置W3与W4的排列组合关系，对应地得到四笔座标信息C(W1,W3)、C(W1,W4)、C(W2,W3)及C(W2,W4)，其例如分别对应至图1中所示的四个触控位置Pa、Pb、Pc及Pd。
参照图1可知，四笔座标信息C(W1,W3)、C(W1,W4)、C(W2,W3)及C(W2,W4)其中二者对应到实体触控点Nt1及Nt2，而其中另二者为虚拟鬼点，也即，分析的结果显示可能存在，但实际不存在的点Pa与Pd，便称为虚拟鬼点。惟在仅参考亮度分布影像Im_1及Im_2的情况下，处理核心装置140无法有效地辨识出四笔座标信息中何者对应至虚拟碰触点，何者对应至虚拟鬼点。
处理核心装置140更在光学触控面板100上定义出辅助影像撷取装置120的可视区域A，并对应地判断各NN笔座标信息是否落在可视区域A中。进一步的说，处理核心装置140例如参考辅助影像撷取装置120与光学触控面板100的相对位置信息及辅助影像撷取装置120的可视角信息，来找出多个可定义出可视区域A的线性方程式。
举例来说，处理核心装置140是将光学触控面板100的下侧侧边side_B及左侧侧边side_L分别定义为x及y座标轴，并将光学触控面板100的左下端角定义为座标原点(0,0)，而辅助影像撷取装置120的位置对应地具有座标值(Lb/2,La)，其中Lb为光学触控面板100的上侧与下侧侧边side_U及side_B的长度，La为左侧与右侧侧边side_L及side_R的长度。
处理核心装置140更参考辅助影像撷取装置120的可视角信息，换算得到其两个可视区域边界线A1及A2的斜率值(以此xy座标所表示)。举一个操作实例来说，辅助参考影像撷取装置120的可视角θ为90度，且可视角θ以辅助影像撷取装置120的侦测面的法线为中点。换言之，对于可视区域边界线A1来说，其对应地可以通过位置座标(Lb/2,La)且斜率为1的直线方程式来表示；而对于可视区域边界线A2来说，其对应地可以通过位置座标(Lb/2,La)且斜率为-1的直线方程式来表示。据此，处理核心装置140可有效地根据辅助影像撷取装置120的位置座标值(Lb/2,La)及可视区域边界线A1及A2的斜率值找出可视区域边界线A1及A2的线性方程式。
处理核心装置140更针对各NN笔座标信息C(W1,W3)、C(W1,W4)、C(W2,W3)及C(W2,W4)转换得到其以此xy座标表示的座标信息C_xy(W1,W3)、C_xy(W1,W4)C_xy(W2,W3)及C_xy(W2,W4)。处理核心装置140更将前述各座标信息C_xy(W1,W3)、C_xy(W1,W4)C_xy(W2,W3)及C_xy(W2,W4)代入可视区域边界线A1及A2的线性方程式中，以判断对应至各个触控位置Pa至Pd是否中落在可视区域A中。在图1所示的操作实例中，各个触控位置Pa至Pd均落在可视区域A之中。
针对落在可视区域A中的座标信息C_xy(W1,W3)、C_xy(W1,W4)C_xy(W2,W3)及C_xy(W2,W4)，处理核心装置140更比对亮度分布影像Im_3中是否有对应至前述各笔座标信息C_xy(W1,W3)、C_xy(W1,W4)C_xy(W2,W3)及C_xy(W2,W4)的暗部位置，以判断其所对应的触控位置Pa至Pd是否为对应至实体触控点。举例来说，亮度分布影像Im_3中具有与位置Pb及Pc对应的暗部位置，据此处理核心装置140判断位置Pb及Pc对应的座标信息C_xy(W1,W4)及C_xy(W2,W3)为实体碰触点。相对地，亮度分布影像Im_3中未有与触控位置Pa及Pd对应的暗部位置，据此处理核心装置140判断触控位置Pa及Pd对应的座标信息C_xy(W1,W3)及C_xy(W2,W4)为虚拟鬼点。
换言之，经由额外参考亮度分布影像Im_3，本实施例的光学触控系统1可有效地判断NN笔座标信息中何者为虚拟鬼点及实体碰触点，进而有效地针对各个触控点Nt1至NtN进行定位。
在本实施例中，虽仅以各个触控位置Pa至Pd均落在可视区域A中的情形为例作说明，然而本实施例的光学触控系统1并不局限于此。在其他例子中，各个触控位置Pa'至Pd'其中的部份也可能落在可视区域A之外，如图3所示。在这样的操作实例中，本实施例的光学触控系统1经由与前述段落相似的方式，来判断落在可视区域A中的位置Pb'、Pc'及Pd'是否为实体碰触点，而并不针对落在可视区域A外的触控位置Pa'进行判断。
在本实施例中，虽仅以影像撷取装置130设置于与影像撷取装置110及130共侧边(即是上侧侧边side_U)的中间点的情形为例作说明，然而本实施例的影像撷取装置130并不局限于此。在其他例子中，影像撷取装置130也可选择性地设置于其他侧边上及端角上，也或是设置于任意侧边上偏离中间点的位置。
请参照图4，其绘示依照本发明实施例的光学触控方法的流程图。对于本实施例的光学触控方法来说，其中的各操作步骤已叙明于前述说明书段落，于此不再对其进行赘述。
在本实施例中，虽仅以光学触控系统1包括两个影像撷取装置110及130与一个辅助影像撷取装置120的情形为例作说明，然而本实施例的光学触控系统1并不局限于此。在其他例子中，光学触控系统2也可包括两个或两个以上的辅助撷取装置220及260，如图5所示。
以图5的例子来说，光学触控系统2还包括辅助影像撷取装置260，其与辅助影像撷取装置220均设置于光学触控面板200的上侧侧边side_U上并耦接至处理核心装置。辅助影像撷取装置220及260分别对应地具有可视区域Aa及Ab，其具有部份重叠区域。
处理核心装置240判断各笔座标信息所对应的触控位置Pa”至Pd”是否落在可视区域Aa或是可视区域Ab中，以对应地将触控位置Pa”至Pd”划分为下列多个分类：(1)落在可视区域Aa及Ab之外；(2)仅落在可视区域Aa中；(3)仅落在可视区域Ab中；及(4)同时落在可视区域Aa及Ab中。以图5所示的操作实例来说，触控位置Pa”属于分类(2)；位置Pc”及Pd”属于分类(3)；而位置Pb”属于分类(4)。
对于分类(2)的触控位置Pa”来说，处理核心装置240经由与前述段落实质上相同的方式，以对应地参考并判断辅助影像撷取装置220所撷取到的亮度分布影像Im_3’中是否有对应至前述各笔座标信息的暗部位置，以判断其所对应的触控位置Pa”是否为对应至实体触控点。对于分类(3)的位置Pc”及Pd”来说，处理核心装置240经由与前述段落实质上相同的方式，以对应地参考并判断辅助影像撷取装置260所撷取到的亮度分布影像Im_4’中是否有对应至位置Pc”及Pd”的暗部位置，以判断其是否为对应至实体触控点。
对于分类(4)的位置Pb”来说，其同时落在两个可视区域Aa及Ab内。据此，处理核心装置240判断亮度分布影像Im_3’及Im_4’中是否均有对应至位置Pb”的暗部位置，以判断其是否为实体触控点。举例来说，当亮度分布影像Im_3’及Im_4’中均存在与位置Pb”对应的暗部位置时，处理核心装置240对应地判断实体触控点触发在位置Pb”上。相对地，当位置Pb”不与亮度分布影像Im_3’中任何一个暗部位置对应，位置Pb”不与亮度分布影像Im_4’中任何一个暗部位置对应时，处理核心装置240判断位置Pb”上触发的实质上为虚拟鬼点。
在本实施例中，虽仅以辅助影像撷取装置220及260均设置于光学触控面板200的的上侧侧边side_U的情形为例作说明，然，本实施例的光学触控系统2并不局限于此；相对地，只要辅助影像撷取装置配置在光学触控面板200周围，且对应地具有与影像撷取装置210及230不同的可视区域，均不脱离本案光学触控系统的权利保护范围。举例来说，辅助影像撷取装置220及260也可选择性地配置于光学触控面板300上其余任两个位置PX上，如图6所示。
请参照图7A-7C，其绘示依照本发明实施例的光学触控方法的流程图。对于本实施例的光学触控方法来说，其中的各操作步骤已叙明于前述说明书段落，于此不再对其进行赘述。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种光学触控系统，应用于一光学触控面板中，以针对触发于该光学触控面板上的N个触控点进行侦测，N为大于1的自然数，该光学触控系统包括：
一第一影像撷取装置及一第二影像撷取装置，分别设置于该光学触控面板的一第一端角及一第二端角，以分别拍摄得到一第一亮度分布影像及一第二亮度分布影像，该第一及该第二端角彼此相邻；
一第一辅助影像撷取装置，设置于该光学触控面板的侧边上，以拍摄得到一第三亮度分布影像；以及
一处理核心装置，耦接至该第一影像撷取装置、该第二影像撷取装置及该第一辅助影像撷取装置，并根据该第一及该第二亮度分布影像找出NN笔座标信息，该处理核心装置更在该光学触控面板上定义出该第一辅助影像撷取装置的一第一可视区域，并对应地判断各该NN笔座标信息是否落在该第一可视区域中；
其中，针对落在该第一可视区域中的一第一目标座标信息，该处理核心装置更比对该第一目标座标信息与该第三亮度分布影像，以判断该第一目标座标信息是否为实体触控点；当该第一目标座标信息与该第三亮度分布影像中的一暗部位置对应时，该处理核心装置判断该第一目标座标信息为实体碰触点；当该第一目标座标信息不与该第三亮度分布影像中的任何暗部位置对应时，该处理核心装置判断该第一目标座标信息为虚拟鬼点。
2.如权利要求1所述的光学触控系统，其中该处理核心装置参考该第一辅助影像撷取装置与该光学触控面板的一相对位置信息及一第一可视角信息来找出多个线性方程式，并据以在该光学触控面板上定义出该第一可视区域；
其中，该处理核心装置更将各该NN笔座标信息代入所述多个线性方程式中，以判断各该NN笔座标信息是否中落在该第一可视区域中。
3.如权利要求1所述的光学触控系统，还包括：
一第二辅助影像撷取装置，设置于该光学触控面板的侧边上并耦接至该处理核心装置，以拍摄得到一第四亮度分布影像；
其中该处理核心装置更在该光学触控面板上定义出该第二辅助影像撷取装置的一第二可视区域，并对应地判断各该NN笔座标信息是否落在该第二可视区域中；
其中，针对落在该第一可视区域外但落在该第二可视区域中的一第二目标座标信息，该处理核心装置更比对该第二目标座标信息与该第四亮度分布影像，以判断该第二目标座标信息是否为实体触控点；
其中，针对落在该第一可视区域中且落在该第二可视区域中的一第三目标座标信息，该处理核心装置将该第三目标座标信息与该第三及该第四亮度分布影像进行比对，以判断该第二目标座标信息是否为实体触控点。
4.如权利要求3所述的光学触控系统，其中当该第二目标座标信息与该第四亮度分布影像中的一暗部位置对应时，该处理核心装置判断该第二目标座标信息为实体碰触点；
其中，当该第二目标座标信息不与该第四亮度分布影像中的任何暗部位置对应时，该处理核心装置判断该第二目标座标信息为虚拟鬼点。
5.如权利要求3所述的光学触控系统，其中当该第三目标座标信息与该第三亮度分布影像中的一第一暗部位置对应，且与该第四亮度分布影像中的一第二暗部对应时，该处理核心装置判断该第三目标座标信息为实体碰触点；
其中，当该第三目标座标信息不与该第三亮度分布影像中的任何暗部位置对应，或该第三目标座标信息不与该第四亮度分布影像中的任何暗部位置时，该处理核心装置判断该第三目标座标信息为虚拟鬼点。
6.一种光学触控方法，应用于一种光学触控系统中，以针对触发于一光学触控面板上的N个触控点进行侦测，N为大于1的自然数，该光学触控方法包括：
应用该光学触控系统中的一第一影像撷取装置、一第二影像撷取装置及一第一辅助影像撷取装置分别拍摄得到一第一亮度分布影像、一第二亮度分布影像及一第三亮度分布影像，其中该第一及该第二影像撷取装置分别设置于该光学触控面板的一第一端角及一第二端角上，该第一辅助影像撷取装置于该光学触控面板的侧边上；
应用该光学触控系统中的一处理核心装置接收并根据该第一及该第二亮度分布影像找出NN笔座标信息；
应用该处理核心装置在该光学触控面板上定义出该第一辅助影像撷取装置的一第一可视区域；
应用该处理核心装置判断各该NN笔座标信息是否落在该第一可视区域中；以及
针对落在该第一可视区域中的一第一目标座标信息，应用该处理核心装置比对该第一目标座标信息与该第三亮度分布影像，以判断该第一目标座标信息是否为实体触控点；当该第一目标座标信息与该第三亮度分布影像中的一暗部位置对应时，应用该处理核心装置判断该第一目标座标信息为实体碰触点；当该第一目标座标信息不与该第三亮度分布影像中的任何暗部位置对应时，应用该处理核心装置判断该第一目标座标信息为虚拟鬼点。
7.如权利要求6所述的光学触控方法，其中该处理核心装置系参考该第一辅助影像撷取装置与该光学触控面板的一相对位置信息及一第一可视角信息来找出多个线性方程式，并据以在该光学触控面板上定义出该第一可视区域；
其中，该处理核心装置将各该NN笔座标信息代入所述多个线性方程式中，以判断各该NN笔座标信息是否中落在该第一可视区域中。
8.如权利要求6所述的光学触控方法，还包括：
应用该光学触控系统中的一第二辅助影像撷取装置拍摄得到一第四亮度分布影像，其中该第二辅助影像撷取装置设置于该光学触控面板的侧边上；
应用该处理核心装置在该光学触控面板上定义出该第二辅助影像撷取装置的一第二可视区域；
应用该处理核心装置判断各该NN笔座标信息是否落在该第二可视区域中；
针对落在该第一可视区域外但落在该第二可视区域中的一第二目标座标信息，应用该处理核心装置比对该第二目标座标信息与该第四亮度分布影像，以判断该第二目标座标信息是否为实体触控点；及
针对落在该第一可视区域中且落在该第二可视区域中的一第三目标座标信息，应用该处理核心装置将该第三目标座标信息与该第三及该第四亮度分布影像进行比对，以判断该第二目标座标信息是否为实体触控点。
9.如权利要求8所述的光学触控方法，其中判断该第二目标座标信息是否为实体碰触点的步骤还包括：
应用该处理核心装置判断该第二目标座标信息是否与该第四亮度分布影像中的任何一暗部位置对应，若是，应用该处理核心装置判断该第二目标座标信息为实体碰触点；及
当该第二目标座标信息不与该第四亮度分布影像中的任何暗部位置对应时，应用该处理核心装置判断该第二目标座标信息为虚拟鬼点。
10.如权利要求8所述的光学触控方法，其中判断该第三目标座标信息是否为实体碰触点的步骤还包括：
应用该处理核心装置判断该第三目标座标信息是否与该第三亮度分布影像中的一第一暗部位置对应，且与该第四亮度分布影像中的一第二暗部对应时；若是，则应用该处理核心装置判断该第三目标座标信息为实体碰触点；及
当该第三目标座标信息不与该第三亮度分布影像中的任何暗部位置对应，或该第三目标座标信息不与该第四亮度分布影像中的任何暗部位置时，应用该处理核心装置判断该第三目标座标信息为虚拟鬼点。
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