CN103744542A

CN103744542A - 混合式指向装置

Info

Publication number: CN103744542A
Application number: CN201310314452.2A
Authority: CN
Inventors: 林卓毅; 张彦闵
Original assignee: Pixart Imaging Inc
Current assignee: Pixart Imaging Inc
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2033-07-24
Also published as: US8581848B2; CN103744542B; US20130076629A1; TW201421322A

Abstract

本发明提出一种混合式指向装置，包含光学导航模块、指向模块和切换模块。所述光学导航模块用以感测使用者所操作的至少一个物体的手势以启动主机所执行的特定程序的命令。所述指向模块用以检测所述混合式指向装置与工作表面之间的移动。所述切换模块用以根据触控板的形变来启动所述光学导航模块或所述指向模块。

Description

混合式指向装置

技术领域

本发明是关于一种混合式指向装置，特别是关于一种混合式指向装置，其包含用以感测至少一个手指的手势的光学导航模块以及用以感测所述混合式指向装置相对于表面的移动的指向模块。

背景技术

已知指向装置中，例如光学鼠标和滚轮鼠标，显示于主机的显示器的指向指标被所述指向装置与表面间的相对位移所控制。所述指向装置通常包含用以启动相关于所述显示器上所述指向指标移动的命令的两按键（左键及右键）。通常，当使用者想要执行程序、拖曳图示或修改图案等，所述使用者移动所述显示器上的指向指标并将所述指向指标指向特定的图形使用者介面（GUI）上后，按压至少一个按键以启动命令。为了提高已知指向装置的应用，某些指向装置上设置有两个以上的按键。因此，使用者可定义特定功能，其通过按压额外的按键或同时按压多个按键并移动显示器上的指向指标来启动。

然而，由于使用者同时最多只能使用五只手指来操作按键，设置太多按键会造成使用者的困扰。例如，当使用者尝试按压许多按键时，所述使用者可能难以移动指向装置来移动显示器上的指向指标。

另一种指向装置提供光学感测模块以取代已知鼠标。所述光学感测模块用以发光至手指并接收所述手指所反射的光以感测所述手指的移动，借此控制显示器上的指向指标。此种指向装置较小型且感测区域相对较小，但是其确有解析度低、难以精确操控指向指标和难以快速移动指向指标等缺点。

近年来，业界提出一种具有电容式触控模块（CTM）或电阻式触控模块（RTM）的指向装置。所述电容式触控模块或电阻式触控模块用以感测手指的触控动作以启动命令。更详细而言，所述电容式触控模块或电阻式触控模块具有均匀地分布在感测区域上的感测阵列。当手指适当的接触所述感测区域时，所述触控动作将会造成所述感测阵列的电性变化以标示所述感测阵列上的接触位置。然而，为了确保能够正确地检测手指，整个电容式触控模块或电阻式触控模块必须维持正常运作。一但电容式触控模块或电阻式触控模块的一部分运作不正常，则无法正确地检测手指的移动。再者，手指必须以足够力道确实接触电容式触控模块或电阻式触控模块以被所述指向装置所感测。上述这些特性均限制了此技术的应用。

有鉴于此，提出一种能够不需使用按键即可以用不同方式启动命令以及可精确移动以达到更加控制的指向装置是非常重要的。

发明内容

本发明提供一种包含光学导航模块和指向模块的混合式指向装置。所述指向模块用以感测所述混合式指向装置相对于表面的移动以移动显示器上的指向指标。所述光学导航模块用以取代例如光学鼠标或滚轮鼠标等已知指向装置的按键。所述光学导航模块用以感测使用者至少一个手指的手势以启动主机所执行特定程序的命令。由于所述光学导航模块仅用以感测所述手指的手势而非所述混合式指向装置相对所述表面的移动，所述光学导航模块的解析度只要能足够感测手势即可而不需太高。

本发明的混合式指向装置还包含用以根据触控板的形变切换所述光学导航模块与所述指向模块的切换模块。

由于所述光学导航模块能以多种方式被操作，例如滑动至少一个手指、执行手势、以多指触控、以至少一个手指点击和以至少一个手指画圈等，相较于已知指向装置中使用者仅能选择按压或不按压其上的按键以启动命令，本发明的所述光学导航模块可提供更直接的方法来操控显示器上的指向指标。

本发明的光学导航模块包含至少一个图像传感器和至少一个光源。所述光源发光而所述图像传感器接收使用者所操作的至少一个物体反射所述光源所发出的光。由于所述物体的手势的不同动作会于所述图像传感器形成不同图像，因此所述光学导航模块接着将所述图像转换为电信号以控制显示于显示器上的指向指标或启动主机所执行的特定程序。

本发明的混合式指向装置用以供使用者在表面上操作。所述混合式指向装置包含透明触控板、第一模块、第二模块和处理器。所述透明触控板位于所述混合式指向装置的上表面。所述第一模块用以感测所述混合式指向装置相对于所述表面的移动。所述第二模块包含光源和图像传感器。所述光源用以发出光束至所述透明触控板。所述图像传感器用以获取涵盖所述透明触控板的图像。所述处理器用以检测当所述使用者的至少一个手指按压所述透明触控板的形变，并根据所述至少一个手指与所述透明触控板接触造成所述图像中至少一个光点的位置信息以识别手势。

本发明的混合式指向装置用以供使用者在表面上操作。所述混合式指向装置包含透明触控板、光源、第一图像传感器、第二图像传感器和处理器。所述透明触控板位于所述混合式指向装置的上表面。所述光源用以照明所述透明触控板。所述第一图像传感器用以获取所述表面的第一图像。所述第二图像传感器用以获取涵盖所述透明触控板的第二图像。所述处理器用以根据所述第一图像计算所述混合式指向装置相对于所述表面的移动、根据所述第二图像检测所述透明触控板的形变及根据所述使用者的至少一个手指接触所述透明触控板所形成所述第二图像中至少一个光点的位置信息以识别手势。

一实施例中，当所述形变被识别大于变形阈值时，所述处理器开始识别所述手势。

一实施例中，当所述形变小于变形阈值时，所述第一图像传感器的采样频率高于所述第二图像传感器的采样频率。

一实施例中，当所述形变大于变形阈值时，所述第二图像传感器的采样频率提高。

上述本发明的一实施例中，图像中所述光点的位置信息由查找表所获取，所述查找表由划分所述图像传感器的视角范围为多个子区域的矩阵所形成并预先储存在处理器中。

本发明可通过加入本发明的光学导航模块及改变相关周边装置以整合在已知光学鼠标或滚轮鼠标结构中。一种实施例中，所述混合式指向装置所包含的所述第一模块和所述第二模块可共用相同的光源。

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，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1显示本发明一实施例的混合式指向装置的示意图；

图2显示操作区域被划分为多个子区域的矩阵的示意图；

图3显示本发明一实施例的光学操作装置的示意图；

图4显示图3的光学操作装置的形变单元的三维视图；

图5显示本发明一实施例的决定操作运动的方法的流程图；

图6A显示本发明一实施例的光学操作装置的图像感测模块的图像传感器的感测视野的示意图；

图6B显示所述图像感测模块感测的分时波形的示意图；

图7显示形变单元的分时变形大小的视图；

图8显示本发明另一实施例的形变单元的俯视图；

图9显示本发明另一实施例的光学操作装置的示意图；

图10显示本发明另一实施例的光学操作装置的示意图；

图11显示本发明另一实施例的光学操作装置的示意图；

图12显示本发明另一实施例的光学操作装置的示意图；

图13显示本发明另一实施例的光学操作装置的示意图；

图14-15分别显示本发明一实施例的混合式指向装置的另一示意图。

附图标记说明

100 光学操作装置

110 软板

120 透明支撑板

130 形变单元

130’ 形变模块

132 复式线路图形结构

134 相邻开口

140、205 光源

142 光束

143 反射光束

150 图像感测模块

152 感测元件

154 处理元件

160 外壳

162 开口

170 导光板

172 入射光表面

180、190、210 透镜

192 平面

194、212 第一凸曲面

196、214 第二凸曲面

20 混合式指向装置

201、2081 图像传感器

207 操作区域

208 指向模块

209 处理器

220 滤光片

230 反射图形层

31、31’、32 位置

D1、D2、D3 间隔

S 工作表面

T6、T7、T8 时间。

具体实施方式

为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文将配合所附图示，作详细说明如下。此外，在本发明的说明中，相同的构件以相同的符号表示，在此提前说明。

下列说明中，将以实施例说明本发明的混合式指向装置，其具有用以取代已知具有按键的指向装置的光学导航模块。然而，本发明的实施例并不限定于任何特定环境、应用或实施方式。因此，下列各实施例的说明仅为例示性，并非用以限定本发明。可以了解的是，与本发明不直接相关的构件已省略而不显示于下列实施例和图示中。

下列图示中显示本发明的数种范例，其类似于已知鼠标。也即，下列本发明的混合式指向装置用以放置于平滑的工作表面，且所述混合式指向装置包含用以发光至所述工作表面并接收从所述工作表面反射的光的指向模块，用以根据所述混合式指向装置相对于所述工作表面的移动控制显示于主机的显示器上的指向指标的动作。其他实施例中，所述指向模块可被其他装置取代，例如滚轮鼠标模块。本发明所属领域具有通常知识的技术人员当可理解已知指向模块的功能，故下列说明中将不再赘述。

图1显示本发明一实施例的混合式指向装置20的示意图。所述混合式指向装置20为了在工作表面S供使用者（以手指表示）操作并包含图像传感器201、光源205和处理器209。所述处理器209电性连接所述图像传感器201和指向模块208；其中，本发明的光学导航模块可包含所述图像传感器201、所述光源205和所述处理器209，且所述指向模块208可包含用以获取所述工作表面S的图像来计算所述混合式指向装置20相对于所述工作表面S的移动状况的图像传感器2081。必须注意的是，图1所示所述光源和所述图像传感器的数目并非用以限定本发明。所述混合式指向装置20还包含操作区域207，所述操作区域207为位于所述混合式指向装置20上表面的透明触控板的表面，供使用者放置至少一个手指和在其上移动手指。本实施例中，所述指向模块208显示为已知光学鼠标模块。其他实施例中，所述指向模块208例如可为已知电视遥控器模块。

一实施例中，所述操作区域207较佳位于所述混合式指向装置20的前上表面，因此所述混合式指向装置20在使用者操作时，仅检测所述使用者的手指或多个手指而不会检测其手掌触碰。所述图像传感器201用以获取涵盖所述混合式指向装置20的所述操作区域207的图像。如图1所示，所述光源205发出光束至所述透明触控板而所述使用者的手指反射所述发射光。接着反射光被所述图像传感器201接收。所述处理器209即可识别所述操作区域207上所述手指或多个手指的位置，并且基于任何已知坐标系统，例如极坐标系统或直角坐标系统，持续追踪所述操作区域207上所述手指的移动。本实施例中，如果所述指向模块208为光学鼠标模块，所述处理器209也可电性连接至所述指向模块208以处理其数据，用以根据所述图像传感器2081所获取的图像计算所述指向模块208所感应的移动。然而，其他实施例中，所述指向模块208可包含分开运作的另一处理器。所述光源205可被所述指向模块208的光源经由特定导光机构照射，反之亦然；也即，所述光学导航模块和所述指向模块208可共用相同光源。其他实施例中，所述光源205可为另设于所述指向模块208以外的独立光源。可以理解图1仅示例性地显示所述光源205与所述图像传感器201的位置以及所述操作区域207的形状。

所述追踪数据用以启动特定命令。例如，如果接触的手指向右移动，所述光学导航模块可获取追踪数据并启动卷动目前画面的指令；如果两接触的手指彼此远离或靠近，追踪数据可被用以启动放大或缩小目前画面或图案的指令；如果至少一个接触的手指顺时针或逆时针移动，追踪数据可被用以旋转目前画面或图片。再者，使用者可根据手指的特定动作设定期望的指令。

再者，由于至少一个手指的手势的不同动作会在所述图像传感器201形成不同图像，使用者可通过图像识别技术根据至少一个手指的不同手势来启动命令。当所述操作区域207上没有手指时，所述光源205所发出的光往外射出，因此所述图像传感器201无法感测从所述操作区域207的反射光；也即，所述触控板相对于所述光源205所发出的光为可穿透的。当使用者置放至少一个手指在所述操作区域207上时，所述光源205所发出的光会在接触的手指与所述操作区域207间的表面被反射，且会在所述图像传感器201所感测的图像上形成至少一个变化平缓的光点。所述处理器209可借由至少一个手指与所述触控板接触所形成的图像中至少一个光点的位置信息以识别手势，接着将所述图像转换为电信号以控制显示在显示器上的指向指标或启动主机所执行的特定程序。

一般而言，所述图像信号强度与所述图像传感器201接收的所述反射光强度成比例的。所述处理器209可根据所述图像的光点的变动以识别介于所述手指与所述光源205的相对距离并产生所述手指的位置信号。但是而某些情况中，在所述物体（例如手指）确实接触到所述操作区域207前，所述反射光强度可能太强而造成误动作。因此，本发明的混合式指向装置20还包含作为切换模块的光学操作装置100，该光学操作装置100用以识别所述手指是否确实与所述操作区域207接触。

当所述使用者的至少一个手指按压在所述触控板上，所述处理器209可根据所述图像处理器201获取的图像检测所述触控板的形变。根据所述形变确认接触事件之后，所述混合式指向装置20接着将其运作由所述指向模块208切换至所述光学导航模块；也即，如果未发生所述接触事件，所述指向模块208执行检测所述混合式指向装置20相对于所述工作表面S的移动的功能，而如果发生所述接触事件，所述光学导航模块则执行检测手指手势的功能。换句话说，所述光学操作装置100用以触发所述光学导航模块与所述指向模块208间的切换；例如，当所述触控板的形变小于变形阈值时，所述指向模块208可被启动，而当所述触控板的形变大于所述变形阈值时，所述光学导航模块可被启动（详述于后）。应注意的是，所述指向模块208的启动表示所述处理器209根据所述图像传感器2081所获取的图像计算所述混合式指向装置20相对于所述工作表面S的移动而相应地控制所述显示器；所述光学导航模块的启动表示所述处理器209根据所述图像传感器201所获取的图像开始识别所述手势而相应地控制所述显示器。在一实施例中，当所述光学导航模块被启动后，所述指向模块208（和所述图像传感器2081）可处于持续工作状态，或者可不处于持续工作状态。在另一实施例中，当所述形变小于变形阈值时，所述图像处理器201与2081两者皆启动，但所述图像传感器2081的采样频率高于所述图像传感器201的采样频率。在另一实施例中，当所述形变大于变形阈值时，所述图像传感器201的采样频率提高；也就是说，所述图像传感器201在所述形变小于所述变形阈值时有低采样频率而在所述形变大于所述变形阈值时有高采样频率。

请参照图3和图4所示，所述光学操作装置100可视为本发明的切换模块且用以启动所述光学导航模块和/或所述指向模块。所述光学操作装置100包含软板110、透明支撑板120、形变单元130、至少一个光源140和图像感测模块150。所述软板110用以供所述使用者的至少一个手指按压。所述透明支撑板120设置在所述软板110下方。所述形变单元130配置在所述软板110与所述透明支撑板120之间且具有图形结构，例如预设网状结构。所述形变单元130在施加外力在所述软板110时变形（例如被所述使用者的至少一手指按压）并在所述外力（例如所述至少一个手指）离开后复原。所述光源140用以提供所述光束142至所述透明支撑板120和所述形变单元130，而所述光束142其中一部分可被所述形变单元130反射。也就是说，如果没有手指按压在所述软板110上，所述光束142其中一部分可穿过所述透明支撑板120和所述软板110至所述光学操作装置100之外。所述图像感测模块150配置于所述形变单元130反射的所述光束143的传送路径上，而所述图像感测模块150的视野（即感测范围）较佳涵盖整个所述形变单元130。在一实施例中，所述光源140可为图1所示的所述光源205或与所述光源205分开的独立光源。在另一实施例中，所述软板110可为图14所示的所述触控板的其中一部分或为图15所示的所述触控板的全部。

上述光学操作装置100中，所述图像感测模块150可配置在所述透明支撑板120下方。所述图像感测模块150包含感测元件152和处理元件154。所述处理元件154电性连接在所述感测元件152与所述光源140之间。所述感测元件152的视野涵盖整个所述形变单元130。所述感测元件152可为互补式金氧半导体（CMOS）图像传感器或电荷耦合装置（CCD）。再者，所述感测元件152和所述处理元件154可整合在单晶片系统（SoC）。一实施例中，所述感测元件152可为图1所示的所述图像传感器201或另一个独立图像传感器。一实施例中，所述处理元件154可为图1所示的所述处理器209或另一个独立处理单元。

此外，所述光学操作装置100可还包含外壳160。所述外壳160具有开口162，而所述软板110设置于所述开口162范围。所述透明支撑板120、所述形变单元130、所述光源140和所述图像感测模块150则设置在所述外壳160内。当所述光学操作装置100并入可携式电子产品时，所述外壳160可整合在所述可携式电子产品的外观盒体。例如，如果所述光学操作装置100整合在图1所示的所述混合式指向装置20，所述外壳160可整合在其外观盒体，而所述软板110、所述透明支撑板120和所述形变单元130可为其触控板的至少一部分；也就是说，所述软板110可作为其操作区域207的一部分或全部。

所述光源140可为发光二极体（LED）或雷射二极体（LD）。所述软板110可由塑胶、橡胶、热塑性弹性体（TPE）、或其他弹性或伸缩材料所构成且对于所述光源140所发出的光束为透明。所述透明支撑板120可由玻璃、聚丙烯酸脂（polyacrylate）、树脂、橡胶、热塑性弹性体或其他透明材料所构成。所述形变单元130可由弹性材料例如二氧化硅胶体、乳胶、海绵、橡胶、热塑性弹性体或其他类似的材料所构成。

本实施例中，因为所述形变单元130固定在所述软板110与所述透明支撑板130之间，当所述使用者的至少一个手指按压所述软板110时，所述软板110和所述形变单元130因而变形。再者，所述形变单元130反射的所述光束143传送至所述图像感测模块150。所述光束143由所述图像感测模块150转换成图像数据。根据比较不同时间取得的所述图像数据来决定所述形变单元130变形与否，并决定所述形变单元130的变形位置。根据所述决定结果，荧幕上的所述光标或游戏角色可被操纵以执行对应动作。

详细地说，决定操作动作的方法应用在所述光学操作装置100。所述决定操作动作的方法包含下列步骤。请参照图5所示，步骤S110中，所述图像感测模块150于不同时间感测所述形变单元130的变形位置和变形大小。步骤S120中，根据步骤S110的感测结果，由所述图像感测模块150决定所述使用者的操作动作为移动或按压。

例如，请参照图6A所示，其显示对应所述形变单元130的所述图像操作模块150的视野。在时间T₁，对应至所述图像感测模块150的位置X₁的所述形变单元130的位置被按压而变形，接着所述图像感测模块150的X轴上所述位置X₁感测波形（如图6B所示）。T₂到T₅的时间区间中，所述图像处理模块150感测的所述波形自X₂移动至X₅，这表示所述形变单元130上所述使用者按压的位置沿着X轴由左至右移动，因此，荧幕上的所述光标或所述游戏角色产生沿着X轴的对应动作（也即由左至右移动）。相同地，当所述图像感测模块150感测的所述波形沿着所述Y轴移动，荧幕上的所述光标或所述游戏角色可被所述图像感测模块150控制而产生沿着Y轴的对应动作。换句话说，当所述形变单元130的变形位置随着时间改变，所述图像感测模块150决定所述使用者的动作为移动而由此控制荧幕上的所述光标或所述游戏角色产生对应移动的动作。

此外，当所述形变单元130的变形大小的一部分随着时间改变时，所述使用者的操作动作可被决定为按压。按压于所述软板110和所述形变单元130的压力愈大，所述软板110和所述形变单元130的变形大小就愈大。所以，至少预设一个临界变形尺寸以作为决定哪一个操作动作发生在所述软板110上的基准。当现行变形尺寸超过所述预设临界变形尺寸时，即可决定对应所述预设临界变形尺寸的所述预设操作动作。例如，请参照图7所示，介于两相邻开口134的预设间隔以D1表示。当所述形变单元130被按压，则D1相应地改变。例如，在时间T7和T8，因形变单元130被不同压力（也即所述压力值不同）按压，所以所述相邻开口134的间隔分别改变为D2和D3。举例而言，如果定义第一预设临界变形尺寸Th1和第二预设临界变形尺寸Th2，且D1、D2、D3、Th1和Th2满足关系：D1<Th1<D2<Th2<D3。在所述时间T7，且D2>Th1时，所述操作动作被决定为所述第一预设操作动作。在所述时间T8，且D3>Th2时，所述操作动作被决定为所述第二预设操作动作。

本发明的所述光学操作装置100使用光学方法以感测使用者提供的压力，因此，由静电力或湿度造成的任何操作错误是可以被预防的。此外，所述压力仅按压所述软板110和所述形变单元130，而所述图像感测模块150没有被按压，如此可避免损害所述图像感测模块150。故本实施例的所述光学操作装置100具有高可靠度。再者，因为按压在所述软板110和所述形变单元130的压力愈大，所述软板110和所述形变单元130的变形大小就愈大。故所述光学操作装置100可被当作秤重器来使用。此外，本发明借由比较所述触控板（包含所述软板110和所述形变单元130）与变形阈值决定所述使用者是否按压所述软板110。

必须注意的是所述形变单元130的图形结构并非限定为网状结构。例如，请参照图8所示，另一实施例中，另一个光学操作装置的所述形变模块130’由一些复式线路图形结构132所构成。

所述光学操作模块的数个实施例将于下列详述。这些光学操作模块具有以上提及的所述光学操作装置100的相似结构和优点，因此下列仅分别叙述光学操作装置与所述光学操作装置100间的不同处。

请参照图9所示，与图3的所述光学操作装置100比较，本实施例的光学操作装置100a还包含导光板170。所述导光板170设置于所述透明支撑板120与所述图像感测模块150之间。所述光源140设置相邻于所述导光板170的光入射表面172。所述导光板170可将所述光源140提供的所述光束142引导至所述形变单元130，因此使所述图像感测模块150易于决定所述形变单元130的变形。

请参照图10所示，与图3的所述光学操作装置100比较，本实施例的所述光学操作装置100b还包含至少一个透镜180。所述透片180设置于所述透明支撑板120与图像感测模块150之间，且用以聚集所述光束143至所述图像感测模块150。因为所述透镜180有大的可视角，由于所述透镜180的存在所述图像感测模块150与所述形变单元130的间距可被缩短。因此，可减少所述光学操作装置100b的厚度。

请参照图11所示，与图3的所述光学操作装置100比较，本实施例的所述光学操作装置100c还包含设置于所述透明支撑板120下方的至少一个透镜190。所述透镜190包含平面192、第一凸曲面194和第二凸曲面196。所述第一凸曲面194和所述第二凸曲面196分别连接至所述平面192的两相对端。所述平面192相对于所述透明支撑板120，所述第一凸曲面194相对于所述第二凸曲面196。所述光源140设置相邻于所述第一凸曲面194，而所述图像感测模块150相邻于所述第二凸曲面196设置。所述透镜190整合在所述光学操作装置100c使所述图像感测模块150易于决定所述形变单元130的变形。

请参照图12，与图3的所述光学操作装置100比较，本实施例的所述光学操作装置100d还包含设置于所述透明支撑板120下方的透镜210。所述透镜210包含相邻于所述第一凸曲面212的第一凸曲面212和第二凸曲面214。所述第一凸曲面212相对于所述透明支撑板120，而所述图像处理模块150相邻于所述第二凸曲面214设置。所述透镜210整合在所述光学操作装置100d使所述图像感测模块150易于决定所述形变单元130的变形。

请参照图13，与图3的所述光学操作装置100比较，本实施例的所述光学操作装置100e还包含滤光片22和反射图形层230。所述光源140为红外光发光二极体（IR LED）。所述光源140提供光束142的波长约750奈米至950奈米的范围之内。所述滤光片220设置在所述图像感测模块150前方且在所述形变单元130与所述图像感测模块150之间，其用以滤除上述波长范围（也即约750奈米至950奈米的范围）外的光线。所述反射图形层230设置在所述形变单元130与所述透明支撑板120之间用以反射上述波长范围（也即约750奈米至950奈米的范围）内的光线。所述反射图形层230的形状与所述形变单元130相似。

所述光学操作装置100e中，所述反射图形层230用以反射上述波长范围内的光线，而所述滤光片220用以滤除上述波长范围外的光线，因此所述图像感测模块150感测的噪声大幅地减少而改善所述光学操作装置100e的感测精确度。此外，所述滤光片220和所述反射图形层230可用在上述实施例的光学操作装置100a至100d（图9至12所示）。

有鉴于此，只要所述图像传感器201（或感测元件152）设置成当所述使用者的至少一个手指按压在触控板时可直接或经由导光结构（例如192或212）接收自所述触控板的反射光，所述光源205和所述图像传感器201可设置于所述触控板下的适当位置。此外，因为本发明的所述切换模块可与所述光学导航模块分享相同光源、相同图像传感器及相同处理器，所述切换模块和所述光学导航模块可合并成单一模块。

上述各实施例的操作区域按照所述光学导航模块所应用的坐标系统可被划分为多个子区域的集合。以直角坐标系统为例，请参照图2所示，其显示操作区域被划分为多个子区域的矩阵的示意图。假设接触的手指占据所述操作区域的位置31且接着移动至位置32。所述光学导航模块仅需持续感测哪一个子区域被手指所接触以计算接触的手指的移动，接着启动特定命令以回应所述移动。甚至，当接触的手指移动时所述光学导航模块可以仅感测起始点和结束点以获取接触的手指的移动方向，接着启动特定命令以回应接触的手指的移动信息。也就是说，所述图像中至少一个光点的位置信息可获取自查找表，所述查找表由划分所述图像传感器的视野为多个子区域的矩阵所形成。

当一个以上手指同时接触一个以上子区域时，如图2所示的位置31和31’，所述光学导航模块可利用数种方法估测位置信息，例如平均两子区域相对的坐标值、以两个子区域同作为起始点、选择被接触的手指占据最多的一个子区域和随机选择被接触的子区域其中之一等等，但本发明不限于此。同时，本发明的光学导航模块可预先储存各子区域的位置信息，例如储存位置信息在查找表并储存在记忆装置，接着当手指接触所述操作区域时获取事先储存的位置信息以增进处理速度。由于所述光学导航模块的主要目的为决定手指的手势或移动，只要所述光学导航模块使用一致的方法来估测位置信息，所述光学导航模块的输出即可用以决定手指的手势或移动。

上述光源可为任何已知光源，例如发光二极体、雷射二极体或红外光光源等，但本发明并不限于此。使用红外光光源的优点在于利用其不可视的特点以避免影响使用者的视觉。从接触的手指的移动所获取的追踪数据也可用以协助移动显示器上的指向指标。例如，当所述光学导航模块检测接触的手指的移动方向相同于指向模块的移动方向，例如接触的手指向左移动且指向模块向左移动指向指标，所述指向指标可加速向左移动。或者，所述光学导航模块可在搭配或不搭配键盘上至少一个按键下，在检测特定手势后通过在所述操作区域上移动至少一个手指来暂时控制指向指标的移动。上述各实施例的所述操作区域和（或）所述图像传感器可设置为具有倾斜角以便于放置手指和易于感测图像。

如上所述，已知具有电容式触控模块或电阻式触控模块的指向装置必须以较大的按压力道来操作且必须维持于良好状态。因此，本发明提供一种混合式指向装置，其可根据触控板的形变在指向模块与光学导航模块的间切换。使用者可更直觉地控制所述显示器指标的操作。

虽但是本发明通过前述实施例揭示，但是其并非用以限定本发明，任何本发明所属技术领域中具有通常知识的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的范围为准。

Claims

1.一种混合式指向装置，该混合式指向装置用以供使用者在表面上操作，该混合式指向装置包含：

透明触控板，位于所述混合式指向装置的上表面；

第一模块，用以感测所述混合式指向装置相对于所述表面的移动；

第二模块，包含：

光源，用以发出光束至所述透明触控板；以及

图像传感器，用以获取涵盖所述透明触控板的图像；以及

处理器，用以当所述使用者的至少一个手指按压在所述透明触控板上时检测所述透明触控板的形变，并根据所述至少一个手指与所述透明触控板接触造成的所述图像中至少一个光点的位置信息来识别手势。

2.根据权利要求1所述的混合式指向装置，其中所述透明触控板包含：

软板，用以供所述至少一个手指按压；

支撑板，设置在所述软板下方；以及

形变单元，设置在所述软板与所述支撑板之间且具有图形结构，其中当所述软板被按压时所述形变单元变形且在所述至少一个手指离开后复原。

3.根据权利要求2所述的混合式指向装置，其中所述软板为所述触控板的一部分或全部。

4.根据权利要求2所述的混合式指向装置，其中所述形变单元由弹性材料制成。

5.根据权利要求2所述的混合式指向装置，其中所述图形结构为预设网状结构或复式线路形状结构。

6.根据权利要求2所述的混合式指向装置，该混合式指向装置还包含设置在所述形变单元与所述支撑板之间的反射图形层，该反射图形层用以反射所述光源提供的光束的波长范围的光，其中所述反射图形层的形状与所述形变单元的所述图形结构的形状相似。

7.根据权利要求1所述的混合式指向装置，其中所述第一模块在所述形变小于变形阈值时启动，而所述第二模块在所述形变大于所述变形阈值时启动。

8.根据权利要求1所述的混合式指向装置，其中所述第一模块为光学鼠标模块或滚轮鼠标模块。

9.根据权利要求1所述的混合式指向装置，其中所述处理器还计算被所述第一模块感测的所述移动。

10.根据权利要求1所述的混合式指向装置，其中所述图像中至少一个光点的位置信息获取自查找表，所述查找表由将所述图像传感器的视野划分为多个子区域的矩阵所形成。

11.一种混合式指向装置，该混合式指向装置用以供使用者在表面上操作，该混合式指向装置包含：

透明触控板，位于所述混合式指向装置的上表面；

光源，用以照明所述透明触控板；

第一图像传感器，用以获取所述表面的第一图像；

第二图像传感器，用以获取涵盖所述透明触控板的第二图像；以及

处理器，用以根据所述第一图像计算所述混合式指向装置相对于所述表面的移动、根据所述第二图像检测所述透明触控板的形变以及根据所述使用者的至少一个手指接触所述透明触控板所形成的所述第二图像中至少一个光点的位置信息来识别手势。

12.根据权利要求11所述的混合式指向装置，其中所述透明触控板包含：

软板，该软板为所述透明触控板的一部分或全部；

支撑板，设置在所述软板下方；以及

形变单元，设置在所述软板与所述支撑板之间且具有图形结构，其中所述形变单元在所述软板被所述至少一个手指按压时变形且在所述至少一个手指离开后复原。

13.根据权利要求12所述的混合式指向装置，其中所述形变单元由弹性材料所制成。

14.根据权利要求12所述的混合式指向装置，其中所述图形结构为预设网状结构或复式线路形状结构。

15.根据权利要求12所述的混合式指向装置，该混合式指向装置还包含设置在所述形变单元与所述支撑板之间的反射图形层，该反射图形层用以反射所述光源提供的光的波长范围的光，其中所述反射图形层的形状与所述形变单元的所述图形结构的形状相似。

16.根据权利要求11所述的混合式指向装置，其中当所述形变大于变形阈值时所述处理器开始识别所述手势。

17.根据权利要求11所述的混合式指向装置，其中所述光源还用以照明所述表面。

18.根据权利要求11所述的混合式指向装置，其中所述光源和所述第二图像传感器设置在所述透明触控板下方。

19.根据权利要求11所述的混合式指向装置，其中当所述形变小于变形阈值时，所述第一图像传感器的采样频率高于所述第二图像传感器的采样频率。

20.根据权利要求11所述的混合式指向装置，其中当所述形变大于变形阈值时，所述第二图像传感器的采样频率提高。