CN103870063B - 光学触控系统、触控检测方法及校正方法 - Google Patents
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Abstract
一种光学触控系统、触控检测方法及校正方法。该光学触控系统包括一反射单元、至少一发光模块、至少一影像检测模块及一处理单元。反射单元配置于基准面旁。发光模块配置于基准面旁，且轮流提供强度彼此不同的一第一检测光及一第二检测光，第一检测光与第二检测光传递至反射单元。影像检测模块配置于基准面旁。影像检测模块产生对应于第一检测光的一第一讯号及对应于第二检测光的一第二讯号，其中当物体接近或触碰基准面时，物体遮断至少部分第一检测光与至少部分第二检测光。处理单元根据第一讯号与第二讯号判断物体的位置。此外，触控检测方法、校正方法及计算机程序产品亦被提供。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学触控系统、一种触控检测方法、一种校正方法以及一种计算机程序产品。
背景技术
近年来触控式的电子产品由于操作方便，直觉性高，因此深受消费者喜爱而已渐渐成为市场上的主流趋势。在以往使用的电阻式、电容式、背投影式的触控屏幕中，以电容式触控屏幕的触控效果最好，但其成本亦最为昂贵，且会随着屏幕尺寸的变大而增加，因而限制了电容式触控屏幕的应用。
为寻求电容式触控屏幕的替代方案，目前有一种利用光学镜头检测触碰位置的光学式触控屏幕，其具有成本低、准确度佳等优点，在竞争的市场中更具有优势，目前也已成为大尺寸触控屏幕的另外一种选择。
另一种光学式触控屏幕是利用在屏幕的边缘设置多个光学镜头或反光边框，用以拍摄使用者手指在屏幕上操作的影像，而分析所拍摄影像中因手指遮断光线所产生的阴影的位置，进而可推算出触碰点的精确位置。其中，配置反光边框的成本远低于配置多个光学镜头的成本，因此更具有价格上的优势。一般而言，为了使发光单元的照射涵盖范围涵盖整个显示面板，发光单元的光强度需要维持在足够的强度，然而如此一来，若触控物(例如人的手指)很靠近光源时，触控物会直接反射光源而使得影像感测器上接收到过强的反射光，可能因此使得光检测器过曝而造成误判或无法判断的情形。另一方面，若是为了避免检测到强渡过高的反射光而降低发光单元的发光强度时，则难以检测到位于距离发光单元较远的显示面板上的区域的触控物。因此，如何准确地检测触控物的位置是目前发展光学触控系统亟需解决的问题之一。
发明内容
本发明揭示一种光学触控系统，其可准确判断一物体接近或触碰一基准面的动作。
本发明揭示一种触控检测方法，其可准确判断一物体接近或触碰一基准面的动作。
本发明揭示一种计算机程序产品，可准确判断一物体接近或触碰一基准面的动作。
本发明揭示一种校正方法，用以校正一光学触控系统，以提升光学触控系统的准确性。
本发明的一实施例揭示一种光学触控系统，用以判断一物体接近或触碰一基准面的动作。光学触控系统包括一反射单元、至少一发光模块、至少一影像检测模块以及一处理单元。反射单元配置于基准面旁。发光模块配置于基准面旁，且轮流揭示强度彼此不同的一第一检测光及一第二检测光，且第一检测光与第二检测光经由基准面前方传递至反射单元。影像检测模块配置于基准面旁，反射单元将第一检测光及第二检测光反射，且使第一检测光与第二检测光经由基准面前方传递至影像检测模块。影像检测模块产生对应于第一检测光的一第一讯号及对应于第二检测光的一第二讯号。当物体接近或触碰基准面时，物体遮断至少部分第一检测光与至少部分第二检测光。处理单元根据第一讯号与第二讯号判断物体相对于基准面的位置。
本发明的一实施例揭示一种触控检测方法，用以判断一物体接近或触碰一基准面的动作。此触控检测方法包括：轮流揭示至少一第一检测光与至少一第二检测光，并使第一检测光与第二检测光在基准面的前方传递；将第一检测光与第二检测光反射并使第一检测光与第二检测光在基准面的前方传递；检测经反射后的第一检测光与第二检测光，并产生对应于第一检测光的一第一讯号及对应于第二检测光的一第二讯号，其中当物体接近或触碰基准面时，物体遮断至少部分第一检测光与至少部分第二检测光；以及根据第一讯号与第二讯号判断物体相对于基准面的位置。
本发明的一实施例揭示一种计算机程序产品，储存于一计算机可读取记录媒体，以判断一物体接近或触碰一基准面的动作。此计算机程序产品包括第1程序指令、第2程序指令及第3程序指令。第1程序指令轮流揭示至少一第一检测光与至少一第二检测光，其中第一检测光与第二检测光在基准面的前方传递，且第一检测光与第二检测光经反射后在基准面的前方传递。第 2程序指令检测经反射后的第一检测光与第二检测光，并产生对应于第一检测光的一第一讯号及对应于第二检测光的一第二讯号。当物体接近或触碰基准面时，物体遮断至少部分第一检测光与至少部分第二检测光。第3程序指令根据第一讯号与第二讯号判断物体相对于基准面的位置。
本发明的一实施例揭示一种校正方法，包括：(a)揭示一光学触控系统，光学触控系统包括一反射单元、至少一发光模块及至少一影像检测模块，其中反射单元配置于一基准面旁，发光模块配置于基准面旁，发光模块揭示一第一检测光及一第二检测光，第一检测光与第二检测光经由基准面前方传递至反射单元，影像检测模块配置于基准面旁，反射单元将第一检测光及第二检测光反射，且使第一检测光与第二检测光经由基准面前方传递至影像检测模块，影像检测模块产生对应于第一检测光的一第一讯号及对应于第二检测光的一第二讯号；(b)使发光模块揭示第一检测光；(c)当物体远离基准面时，将影像检测模块产生的第一讯号视为一第一背景强度波形讯号；(d)根据第一背景强度波形讯号产生一第一阈值强度波形讯号，其中第一阈值强度波形讯号的讯号强度低于第一背景强度波形讯号的讯号强度；(e)使一物体靠近或触碰基准面的一第一位置，并判断影像检测模块产生的第一讯号是否有讯号强度低于第一阈值强度波形讯号的部分；(f)若步骤(e)的判断结果为肯定，则定义第一检测光的强度为校正后的强度，若步骤(e)的判断结果为否定，则降低第一检测光的强度并重复步骤(c)至(e)，直到步骤(e)的判断结果为肯定时定义此时第一检测光的强度为校正后的强度。
基于上述，本发明的实施例中的光学触控系统、触控检测方法及计算机程序产品藉由轮流发出强度不同的第一检测光及第二检测光，以检测接近或触碰基准面的物体的位置。强度较强的检测光适合用于检测较远的物体，而强度较弱的检测光适合用于检测较近的物体，如此可避免物体距离过近或过远时误判物体的位置。本发明的实施例中的校正方法藉由校正第一检测光的光强度，而使得物体接近或触碰基准面的动作达到足够的讯号变化，如此可有效提升光学触控系统的准确性。
为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并结合附图详细说明如下。
附图说明
图1是光学触控系统的一实施例的示意图。
图2是依照图1实施例中的影像感测模块所检测到的讯号的示意图。
图3是依照图1实施例中的第一特征讯号及第二特征讯号的示意图。
图4A是依照图1实施例中的影像感测模块所检测到触控点的讯号的示意图。
图4B是依照图4A的讯号扣除背景讯号的示意图。
图5A是依照图1实施例中的影像感测模块所检测到触控点的讯号的示意图。
图5B是依照图5A的讯号扣除背景讯号的示意图。
图6是依照图1绘示光学触控系统的的另一实施例的示意图。
图7是触控检测方法的一实施例的流程图。
图8是计算机程序产品的一实施例的指令流程图。
图9A是校正方法的一实施例的流程示意图。
图9B是校正方法的一实施例的详细流程示意图。
图10是依照图9A实施例中的校正方法的讯号比较示意图。
图11是依照图9B实施例中的校正方法的讯号比较示意图。
附图符号说明
100、100’：光学触控系统
110：反射单元
120：至少一发光模块
120S：第一光源
120W：第二光源
130：至少一影像检测模块
140：处理单元
BG1：第一背景讯号
BG2：第二背景讯号
C1、C2：角落
D：显示器
FS1：第一特征讯号
FS2：第二特征讯号
FSC：处理讯号
G1：第一阈值
G2：第二阈值
L1：第一检测光
L2：第二检测光
OB：物体
OM：光学模块
PG100：第1程序指令
PG200：第2程序指令
PG300：第3程序指令
SP：基准面
S1：第一讯号
S2：第二讯号
S100、S200、S300、S400、C100、C110、C120、C130、C140、C150、 C160、C210、C220、C230、C240、C250、C260：步骤
SG：阈值讯号
SG1：第一阈值讯号
SG2：第二阈值讯号
SPL：参考线
V1：凹陷区
V2：凹陷区
具体实施方式
图1是光学触控系统的一实施例的示意图。请参照图1，本实施例的光学触控系统100可用以判断一物体OB接近或触碰一基准面SP的动作。光学触控系统100可还包括一显示器D，其中而基准面SP为显示器D的显示面。或者，在其他实施例中，基准面SP亦可以是其他不同于显示器D的触控平台的表面，其中此触控平台例如为触控板(如笔记型计算机的键盘上的触控板或其他手持电子装置上的触控板)、桌面、墙面或其他可让物体OB 接近或触碰的表面。物体OB例如为使用者的手指、触控笔或其他适于作触控操作的物体。光学触控系统100包括一反射单元110、至少一发光模块120 (图1中是以多个发光模块120为例)、至少一影像检测模块130(图1中是以多个影像检测模块130为例)以及一处理单元140。反射单元110配置于基准面SP旁。反射单元110为如图1中所绘示的反光边框，发光模块120 可包括发光二极管(light emitting diode，LED)或白炽灯泡等适于发出检测光的光源。影像检测模块可包括电荷耦合元件(charge couple device，CCD)或是互补式金属氧化物半导体(complementary metal-oxide semiconductor，CMOS) 感测器等影像感测器。影像检测模块所包含的感测器例如是线感测器(即一维影像感测器)。然而，在其他实施例中，影像检测模块所包含的感测器亦可以是二维影像感测器。
发光模块120配置于基准面SP旁，且轮流提供强度彼此不同的一第一检测光L1及一第二检测光L2。在本实施例中，第一检测光L1的强度例如小于第二检测光L2，并且，第一检测光L1与第二检测光L2亦可交替提供，其交换的频率及每次发光的时间周期亦可依照实际需求而改变。第一检测光 L1与第二检测光L2经由基准面SP前方传递至反射单元110。如图1所绘示，第一检测光L1与第二检测光L2的照射范围可至少部分重迭并涵盖至少部分基准面SP。影像检测模块130配置于基准面SP旁，反射单元110将第一检测光L1及第二检测光L2反射，且使第一检测光L1与第二检测光L2 经由基准面SP前方传递至影像检测模块130。
影像检测模块130产生对应于第一检测光L1的一第一讯号S1及对应于第二检测光L2的一第二讯号S2。其中，当物体OB接近或触碰基准面SP 时，物体OB可遮断至少部分第一检测光L1与至少部分第二检测光L2。而后，处理单元140可根据第一讯号S1与第二讯号S2判断物体OB相对于基准面SP的位置。其中，第一讯号S1及第二讯号S2将于后续绘示并说明。
图2是依照图1实施例中的影像感测模块所检测到的讯号的示意图，图 3是依照图1实施例中的第一特征讯号及第二特征讯号的示意图，请参照图 1到图3，详细而言，在本实施例中，当物体OB远离基准面SP时，影像检测模块130可产生对应于第一检测光L1的一第一背景讯号BG1及对应于第二检测光L2的一第二背景讯号BG2。在本实施例中，显示器D的边框可具有一定的边框厚度，并且第一检测光L1与第二检测光L2在垂直于基准面 SP的方向上可具有一定大小的张角。在本实施例中，第一检测光L1与第二检测光L2靠近显示器D的边框时沿着垂直于基准面SP的方向上的光束照射范围可设计为大于或等于边框的厚度，藉此可良好地执行光学触碰的功能，然而本发明不以此为限。其中，当物体OB远离的程度超过显示器D的边框厚度，或是超过第一检测光L1与第二检测光L2在垂直于基准面SP的方向上的张角所能照射到的范围，此时即为本实施例中物体OB远离基准面 SP的定义。然而在其他实施例中，亦可依照实际需求而设计以改变光学触碰的灵敏度，本发明不以此为限。
此外，第一背景讯号BG1与第二背景讯号BG2可如图2中所绘示，其中图2的横轴为影像检测模块130的检测角度，这些检测角度的范围顺着参考线SPL的方向可涵盖基准面SP，而纵轴则为影像检测模块130所检测到的讯号的强度，亦即对应至影像检测模块130所检测到的光强度。影像检测模块130所能接收强度的最大值为临界值LM(如图2中绘示的虚线)。其中，第一背景讯号BG1与第二背景讯号BG2中的凹陷(如图2中虚框所绘示)对应到图1中基准面SP的角落C1，由于角落C1距离发光模块120最远，因此角落C1附近的光强度最弱，因此相对应地在第一背景讯号BG1与第二背景讯号BG2中呈现凹陷。当物体OB接近或触碰基准面SP时，物体OB可遮断至少部分第一检测光L1与至少部分第二检测光L2，而使影像检测模块 130检测到第一讯号S1以及第二讯号S2(如图2中虚线所绘示)。
接着，处理单元140可计算第一背景讯号BG1与第一讯号S1的差值，以得到一第一特征讯号FS1，处理单元140亦可计算第二背景讯号BG2与第二讯号S2的差值，以得到一第二特征讯号FS2(如图3中所绘示)，且处理单元140可判断第一特征讯号FS1与第二特征讯号FS2是否符合预设条件。举例而言，预设条件可以是：第一特征讯号FS1与第二特征讯号FS2迭加后的讯号超过阈值讯号SG，若符合，则处理单元140可判断出物体OB接近或触碰基准面SP。详细而言，处理单元140可产生一相关于第一讯号S1 与第二讯号S2的处理讯号FSC，且根据处理讯号FSC判断物体OB相对于基准面SP的位置。更详细而言，处理单元140可将第一特征讯号FS1与第二特征讯号FS2迭加，以得到处理讯号FSC(如图3中所绘示)，且处理单元140判断处理讯号FSC是否超过阈值讯号SG(如图3中所绘示)。其中，阈值讯号SG可依据实际需求而调整。若处理讯号FSC超过阈值讯号SG，则处理单元140判断出物体OB接近或触碰基准面SP，并且处理单元140亦可根据处理讯号FSC中强度超出预设范围的部分对应于影像检测模块130的位置判断出物体OB相对于基准面SP的位置。藉此，可进一步地节省运算量，进而使得运算时间缩短而提高光学触控系统100的效率。
更进一步而言，请继续参照图1至图3，举例而言，预设条件亦可分别例如为第一背景讯号BG1以及第二背景讯号BG2一半强度的讯号。详细而言，当第一讯号S1中因为物体OB遮蔽而导致强度骤降的凹陷区V1低于第一背景讯号BG1一半强度的讯号时，处理单元140可判断出物体OB接近或触碰基准面SP，亦或是，当第二讯号S2中因为物体OB遮蔽而导致强度骤降的凹陷区V2低于第一背景讯号BG1一半强度的讯号时，换言之，如图 3中所绘示，当第一特征讯号FS1大于第一阈值讯号SG1，亦或是当第二特征讯号FS2大于第二阈值讯号SG2时，处理单元140可藉此判断出物体OB 接近或触碰基准面SP。换言之，处理单元140可产生有关于第一讯号S1以及第二讯号S2的处理讯号FSC并用以判断物体OB接近或触碰基准面SP，或者，处理单元140亦可分别依据第一讯号S1所判断到的物体OB的位置，以及第二讯号S2所判断到的物体OB的位置再加以比较，以判断OB是否接近或触碰基准面SP。
图4A及图5A是依照图1实施例中的影像感测模块所检测到不同触控点的讯号示意图，图4B是依照图4A的讯号扣除背景讯号的示意图，图5B 是依照图5A的讯号扣除背景讯号的示意图，请参照图1到图5B，在过曝 (overexposure)或欠曝(underexposure)情况之下，物体OB可能会因为太过靠近或太过远离发光模块120与影像检测模块130而产生误判或无法判读的状况。举例而言，若物体OB太过靠近发光模块120与影像检测模块130，此时大部份强度较强的第二检测光L2容易被物体OB反射而被影像检测模块 130检测到，因而使得第二讯号S2改变，例如图4中第二讯号S2的凸起区域代表在此位置上的物体OB反射第二检测光L2而使得第二讯号S2的局部强度超过影像检测模块130所能接收强度的临界值LM，使第二讯号S2产生过度曝光情况，进一步发生误判、或难以藉此判断物体OB的位置。另一方面，若物体OB太过远离发光模块120与影像检测模块130，强度较弱的第一检测光L1难以充份照射物体OB，而使得反射回影像检测模块130的反射光微弱，使第一讯号S1过于微弱，产生欠曝情况，进一步发生误判、或难以藉此判断物体OB的位置。然而，可藉由图1到图3中所述，利用处理单元140计算第一特征讯号FS1及第二特征讯号FS2。如此一来，于图4A 及图4B所绘示的情形下，处理单元140可藉由将迭加的第一特征讯号FS1 及第二特征讯号FS2所得的处理讯号FSC与预设的阈值讯号SG比较，若处理讯号FSC超过预设的阈值讯号SG则可判断物体OB接近或触碰基准面 SP。然而，在第二特征讯号FS2强度很低或接近零时(如图4B中所绘示的情形)，处理单元140亦可单独利用讯号较为不受影响的第一讯号S1计算出第一特征讯号FS1以判断物体OB的位置。同时，在图5A及图5B所绘示的情形下，处理单元140可藉由将迭加的第一特征讯号FS1及第二特征讯号 FS2所得的处理讯号FSC与预设的阈值讯号SG比较，若处理讯号FSC超过预设的阈值讯号SG则可判断物体OB接近或触碰基准面SP。然而，在第一特征讯号FS1强度很低时，处理单元140亦可单独利用讯号较为不受影响的第二讯号S2计算出第二特征讯号FS2以判断物体OB的位置。换言之，若物体OB太过靠近发光模块120及影像检测模块130而发生较强的第二检测光L2产生过曝现象时，处理单元140仍可藉由较弱的第一检测光L1所产生的较不受影响的第一讯号S1以判断物体OB的位置。另一方面，若物体OB 太过远离发光模块120及影像检测模块130而发生较弱的第一检测光L1无法充分照射物体OB时，处理单元140仍可藉由较强的第二检测光L2所产生的较不受影响的第二讯号S2以判断物体OB的位置。此外，当第一讯号 S1及第二讯号S2皆良好时，处理单元140亦可根据第一讯号S1及第二讯号S2之一或是参照两者以判断物体OB的位置，藉此可进一步提升光学触控系统100的准确率。
更详细而言，发光模块120可包括一第一光源120S及一第二光源120W，且第一光源120S与第二光源120W分别发出第一检测光L1与第二检测光 L2。然而，在其他实施例中，发光模块120亦可以包括单一个可调变强度的光源。在本实施例中，处理单元140可使发光模块120提供第一检测光L1 与第二检测光L2的时间分别配合于影像检测模块130产生第一讯号S1与第二讯号S2的时间。举例而言，处理单元140可先提供第一检测光L1，并且在影像检测模块130产生第一讯号S1后，处理单元140再提供第二检测光 L2，直到影像检测模块130产生第二讯号S2之后，再重复提供第一检测光 L1，如此交替，可使得在第一检测光L1与第二检测光L2不干扰彼此的情形下，分别取得第一讯号S1与第二讯号S2。藉此，亦可提升光学触控系统 100的触控感测效率以及准确率。然而，发光模块120亦可具有不同的第一检测光L1及第二检测光L2与第一讯号S1及第二讯号S2的配合模式，上述的配合方式仅用于说明本实施例而不以此为限。
图6是依照图1绘示光学触控系统的另一实施例的示意图，发光模块 120可为多个发光模块120，影像检测模块130为多个影像检测模块130，并且每一发光模块120与这些影像检测模块130之一对应形成一光学模块 OM。其中，左右两个光学模块OM，位于显示器D左上方的发光模块120 对应到位于显示器D左上方的影像检测模块130，而位于显示器D右上方的发光模块120对应到位于显示器D右上方的影像检测模块130，并且每一个发光模块120都对应一个第一光源120S及一个第二光源120W，上述的发光模块120、影像检测模块130以及光学模块OM的数量仅用于举例说明。如此一来，处理单元140可利用三角定位法处理来自左右两个光学模块OM 的这些第一讯号S1与些第二讯号S2，以得到物体OB相对于基准面SP的二维坐标。藉此，光学触控系统100在具有较少的发光单元的情形下，仍可利用强度不同的第一检测光L1及第二检测光L2准确地检测物体OB在基准面SP上的位置，并可在维持良好的触控准确率的情况下降低生产成本。
图7是触控检测方法的一实施例的流程图，请参照图7，触控检测方法可用以判断一物体OB接近或触碰一基准面SP的动作，其中用以执行触控检测方法的系统可参考图1到图6的光学检测系统，触控检测方法包括下列步骤：轮流提供至少一第一检测光L1与至少一第二检测光L2，并使第一检测光L1与第二检测光L2在基准面SP的前方传递(步骤S100)。将第一检测光L1与第二检测光L2反射并使第一检测光L1与第二检测光L2在基准面 SP的前方传递(步骤S200)。测经反射后的第一检测光L1与第二检测光L2，并产生对应于第一检测光L1的一第一讯号S1及对应于第二检测光L2的一第二讯号S2，其中当物体OB接近或触碰基准面SP时，物体OB遮断至少部分第一检测光L1与至少部分第二检测光L2(步骤S300)。以及根据第一讯号S1与第二讯号S2判断物体OB相对于基准面SP的位置(步骤S400)。与图1到图6的实施例相似，触控检测方法可藉由不同强度的第一检测光L1 与第二检测光L2分别检测物体OB，以避免当物体OB非常靠近或远离发光模块120以及影像检测模块130时第一讯号S1发生过曝现象或第二讯号S2 过于微弱而难以藉此判断物体OB相对于基准面SP的位置的情形。
详细而言，根据第一讯号S1与第二讯号S2判断物体OB相对于基准面 SP的位置的步骤包括：产生一相关于第一讯号S1与第二讯号S2的处理讯号FSC。以及，根据处理讯号FSC判断物体OB相对于基准面SP的位置。其中，用以执行上述步骤的装置及详细叙述可参考图1到图3的实施例所述，在此不再赘述。
此外，触控检测方法可还包括：当物体远离基准面时，产生对应于第一检测光L1的一第一背景讯号BG1及对应于第二检测光L1的一第二背景讯号BG2。并且，在根据第一讯号S1与第二讯号S2判断物体OB相对于基准面SP的位置的步骤可包括：计算第一背景讯号BG1与第一讯号S1的差值，以得到一第一特征讯号FS1。计算第二背景讯号BG2与第二讯号S2的差值，以得到一第二特征讯号FS2。以及，判断第一特征讯号FS1与第二特征讯号 FS2是否符合一预设条件，若符合，判断出物体OB接近或触碰基准面SP。其中，用以执行上述步骤的装置及详细叙述可参考图1到图3的实施例所述，在此亦不再赘述。
此外，判断第一特征讯号FS1与第二特征讯号FS2是否符合预设条件的步骤可包括：将第一特征讯号FS1与第二特征讯号FS2迭加，以得到一处理讯号FSC。以及判断处理讯号FSC是否符合预设条件，若符合，判断出物体OB接近或触碰基准面SP。并且，判断处理讯号FSC是否符合预设条件的步骤可包括：判断处理讯号FSC所代表的强度是否有至少部分超出一预设范围外。若有，则判断出物体接近或触碰基准面。并且，在根据第一讯号S1与第二讯号S2判断物体OB相对于基准面SP的位置的步骤还包括：根据处理讯号FSC中强度超出预设范围外的部分对应于影像检测模块130 的位置判断出物体OB相对于基准面SP的位置。藉此，可进一步地减少运算量(亦即可不必分别计算第一特征讯号FS1以及第二特征讯号FS2)，进而可提升判断物体OB位置的效率，以增加使用上的便利性。其中，用以执行上述步骤的装置及详细叙述可参考图1到图3的实施例所述，在此亦不再赘述。
此外，触控检测方法可还包括：使提供第一检测光L1与第二检测光L2 的时间分别配合于产生第一讯号S1与第二讯号S2的时间。举例而言，可先提供第一检测光L1，并且在影像检测模块130产生第一讯号S1后，再提供第二检测光L2，直到影像检测模块130产生第二讯号S2之后，再重复提供第一检测光L1，如此交替，可使得在第一检测光L1与第二检测光L2不干扰彼此的情形下，分别取得第一讯号S1与第二讯号S2。藉此可提升触控感测的效率以及准确率。其中，用以执行上述步骤的装置及详细叙述可参考图 1到图6的实施例所述，在此亦不再赘述。
可参照图1到图6的实施例中所述，至少一第一检测光L1为多个第一检测光L1，至少一第二检测光L2为多个第二检测光L2，且触控检测方法可还包括：利用三角定位法处理分别对应于这些第一检测光L1的这些第一讯号S1与分别对应于这些第二检测光L2的这些第二讯号S2，以得到物体 OB相对于基准面SP的二维坐标。其中，用以执行上述步骤的装置及详细叙述可参考图6的实施例所述，在此亦不再赘述。
图8是计算机程序产品的一实施例的指令流程图，请参照图8。计算机程序产品适于储存于一计算机可读取记录媒体，以判断一物体OB接近或触碰一基准面SP的动作。此计算机程序产品可载入如图1的处理器，以执行下列程序指令。此计算机程序产品可包括：第1程序指令(PG100)，轮流提供至少一第一检测光L1与至少一第二检测光L2，其中第一检测光L1与第二检测光L2在基准面SP的前方传递，且第一检测光L1与第二检测光L2 经反射后在基准面SP的前方传递。第2程序指令(PG200)，检测经反射后的第一检测光L1与第二检测光L2，并产生对应于第一检测光L1的一第一讯号S1及对应于第二检测光L2的一第二讯号S2，其中当物体OB接近或触碰基准面SP时，物体OB遮断至少部分第一检测光L1与至少部分第二检测光L2。以及，第3程序指令(PG300)，根据第一讯号S1与第二讯号S2判断物体OB相对于基准面SP的位置。其中，第一检测光L1与第二检测光L2 例如可被图1中的反射单元110反射。并且，计算机程序产品所包括的程序指令可藉由图1中的处理单元140执行处理。其中，上述的第1、第2及第 3程序指令仅用于标示以方便说明本实施例，然而程序指令执行顺序并不以此为限。并且，用以执行上述程序指令的装置及详细叙述可参考图1至图6 实施例所述，在此亦不再赘述。
其中，第3程序指令可包括：产生一相关于第一讯号S1与第二讯号S2 的处理讯号FSC的程序指令。以及，根据处理讯号FSC判断物体OB相对于基准面SP的位置的程序指令。其中，处理讯号FSC的程序指令可如图1 至图3实施例中将第一特征讯号FS1及第二特征讯号FS2迭加并加以判断，然而在其他实施例中，处理讯号FSC的程序指令亦可依照实际需求而具有不同的演算法。藉此，可进一步地节省运算量，进而可提升触控感测的效率。
进一步而言，计算机程序产品可还包括：当物体OB远离基准面SP时，产生对应于第一检测光L1的一第一背景讯号BG1及对应于第二检测光L2 的一第二背景讯号BG2的程序指令。其中，第3程序指令亦可相应地包括：计算第一背景讯号BG1与第一讯号S1的差值，以得到一第一特征讯号FS1 的程序指令。计算第二背景讯号BG2与第二讯号S2的差值，以得到一第二特征讯号FS2的程序指令。以及，判断第一特征讯号FS1与第二特征讯号 FS2是否符合一预设条件，若符合，判断出物体OB接近或触碰基准面SP 的程序指令。其中，上述的计算第一背景讯号BG1与第一讯号S1的步骤以及计算第二背景讯号BG2与第二讯号S2的步骤程序指令的顺序仅用于举例说明本实施例，可视实际需求而有所不同。
更进一步而言，判断第一特征讯号FS1与第二特征讯号FS2是否符合预设条件的程序指令可包括：将第一特征讯号FS1与第二特征讯号FS2迭加，以得到一处理讯号FSC的程序指令。以及，判断处理讯号FSC是否符合一预设条件，若符合，判断出物体OB接近或触碰基准面SP的程序指令。其中，用以执行上述程序指令的装置及详细叙述可参考图1至图3实施例所述，在此亦不再赘述。
详细而言，在本实例中，判断处理讯号FSC是否符合预设条件的程序指令可包括判断处理讯号FSC所代表的强度是否有至少部分超出一预设范围外。若有，则判断出物体OB接近或触碰基准面SP的指令，且第3程序指令可还包括：根据处理讯号FSC中强度超出预设范围外的部分对应于影像检测模块130的位置判断出物体OB相对于基准面SP的位置的程序指令。藉此，可藉由分析处理讯号FSC而推算出物体OB上的实际位置，其中用以执行上述程序指令的装置及详细叙述可参考图1至图3实施例所述，在此亦不再赘述。
此外，计算机程序产品的程序指令亦可应用在如图6实施例的具有多个光学模块OM的光学触控系统100’中。其中，计算机程序产品可还包括使提供第一检测光L1与第二检测光L2的时间分别配合于产生第一讯号S1与第二讯号S2的时间的程序指令。举例而言，程序指令可控制发光单元120先提供第一检测光L1，并且在影像检测模块130产生第一讯号S1后，程序指令再控制发光单元120提供第二检测光L2，直到影像检测模块130产生第二讯号S2之后，程序指令再控制发光单元120重复提供第一检测光L1，如此交替，可使得在第一检测光L1与第二检测光L2不干扰彼此的情形下，分别取得第一讯号S1与第二讯号S2。然而，在其他实施例中，程序指令亦可使第一检测光L1与第二检测光L2的发出的时间与产生第一讯号S1与第二讯号S2的时间具有其他的配合方式。
至少一第一检测光L1可为多个第一检测光L1，至少一第二检测光L2 可为多个第二检测光L2，且计算机程序产品可还包括：利用三角定位法处理分别对应于这些第一检测光L1的这些第一讯号S1与分别对应于这些第二检测光L2的这些第二讯号S2，以得到物体OB相对于基准面SP的二维坐标的程序指令。其中，用以执行上述程序指令的装置及详细叙述可参考图6 的实施例所述，在此亦不再赘述。
图9A是校正方法的一实施例的流程示意图，图9B是校正方法的一实施例的详细流程示意图，图10是依照图9A实施例中的校正方法的讯号比较示意图，图11是依照图9B实施例中的校正方法的讯号比较示意图。请先参照图9A，执行校正方法的系统可参照图1到图6的实施例，校正方法包括下列步骤：提供一光学触控系统100(步骤C100)。使发光模块120提供第一检测光L1(步骤C110)。当物体OB远离基准面SP时，将影像检测模块130 产生的第一讯号S1视为一第一背景强度波形讯号BG1(步骤C120)。根据第一背景强度波形讯号BG1产生一第一阈值强度波形讯号G1，其中第一阈值强度波形讯号G1的讯号强度低于第一背景强度波形讯号BG1的讯号强度 (步骤C130)。使一物体OB靠近或触碰基准面SP的一第一位置P1，并判断影像检测模块产生的第一讯号S1是否有讯号强度低于第一阈值强度波形讯号G1的部分(步骤C140)。若步骤C140的判断结果为肯定，则定义第一检测光L1的强度为校正后的强度步骤C150，若步骤C140的判断结果为否定，则降低第一检测光L1的强度步骤C160并重复步骤C120至步骤C140，直到步骤C140的判断结果为肯定时定义此时第一检测光L1的强度为校正后的强度。其中，执行步骤C100及步骤C110的装置可参照图6的实施例的光学触控系统100’。其中，步骤C120中所述的第一背景强度波形讯号BG1 会对应第一检测光L1的强度而有所变化，一般而言，当第一检测光L1的光强度高的时候，第一背景强度波形讯号BG1亦随之增加，当第一检测光L1 的光强度降低的时候，第一背景强度波形讯号BG1亦降低。举例而言，请参照图10，第一讯号S11到第一讯号S16分别对应到第一背景强度波形讯号BG11到第一背景强度波形讯号BG16，并且第一检测光L1的强度由强而弱依序对应至第一讯号S11到第一讯号S16。步骤C100的第一阈值强度波形讯号G1例如是具有一半第一背景强度波形讯号BG1讯号强度的讯号。在步骤C140中，校正时例如可藉由将物体OB(例如为人的手指)触碰基准面 SP上的第一位置P1(例如为图1中的角落C2)上，并判断检测到的第一讯号 S1强度是否低于此时的第一背景强度波形讯号BG1。若为否则持续降低第一检测光L1的强度，直到如图9A中的第一讯号S16，其局部的强度低于此时的第一背景强度波形讯号BG1讯号的一半，亦即此时的第一阈值强度波形讯号G1，至此，则定义第一检测光L1的强度为校正后的强度。如此一来，第一检测光L1的强度可被设定为适于感测靠近发光单元120的强度，并且此时第一检测光L1的强度用以可准确地检测物体OB相对于基准面SP的位置。
接着，请参照图9B及图11，校正方法可还包括：使发光模块120提供第二检测光L2(步骤C210)。当物体OB远离基准面SP时，将影像检测模块 130产生的第二讯号L2视为一第二背景强度波形讯号BG2(步骤C220)。根据第二背景强度波形讯号BG2产生一第二阈值强度波形讯号G2，其中第二阈值强度波形讯号G2的讯号强度低于第二背景强度波形讯号BG2的讯号强度(步骤C230)。使一物体OB靠近或触碰基准面SP的一第二位置P2，并判断影像检测模块130产生的第二讯号S2是否有讯号强度低于第二阈值强度波形讯号G2的部分，其中第二位置P2至发光模块120的距离大于第一位置P1至发光模块120的距离(步骤C240)。若步骤C240的判断结果为肯定，则定义第二检测光L2的强度为校正后的强度(步骤C250)，若步骤C240的判断结果为否定，则降低第二检测光L2的强度(步骤C260)并重复步骤C220 至步骤C240，直到步骤C240的判断结果为肯定时定义此时第二检测光L2 的强度为校正后的强度。与步骤C100到步骤C160相似，相似之处不再赘述，然而其不同之处在于，由于第二位置P2相对于第一位置P1距离发光单元120较远，一般而言需要较强的检测光方可检测物体OB的位置。请参照图11，第二讯号S21到第一讯号S23分别对应到第二背景强度波形讯号 BG21到第二背景强度波形讯号BG23，并且第二检测光L2的强度由强而弱依序对应至第二讯号S21到第二讯号S23。第二检测光L2由较低强度逐渐增加直到图10中的第二讯号S23的有部份强度低于当时的第二背景强度波形讯号BG2，亦即此时的第二阈值强度波形讯号G2。则定义第二检测光L2 的强度为校正后的强度。如此一来，第二检测光L2的强度可被设定为适于感测远离发光单元120的强度，并且此时的第二检测光L2的强度会大于第一检测光的强度，此时第二检测光L2的强度可用以准确地检测物体OB相对于基准面SP的位置。详细而言，第一位置P1可对应于影像检测模块130 的一过曝位置，且第二位置P2可对应于影像检测模块130的一暗区位置。更进一步而言，第一位置P1实质上可为基准面SP中最靠近影像检测模块 130的位置，且第二位置P2实质上为基准面SP中最远离影像检测模块130 的位置。换言之，经由上述的校正方法，可将第一检测光L1以及第二检测光L2分别校正为适于检测靠近或远离发光单元120以及影像检测装置130 的强度，有利于提升触控的准确度，以及减少触控误判的机率。
举例而言，第一检测光L1的强度可从发光模块120所提供的最大强度开始后逐步递减，且第二检测光L2的强度可从发光模块120所提供的最小强度开始后逐步递增。其中第一阈值强度波形讯号G1可为第一背景强度波形讯号的M倍讯号，第二阈值强度波形讯号G2可为第二背景强度波形讯号的N倍讯号，其中0<M<0.5，且0<N<0.5。然而，M与N数值范围的选择可更进一步地依照实际需求而调整。举例而言，在其他实施例中，M与N 数值范围例如可进一步地设定为0<M<0.25，且0<N<0.25，而能够依照实际使用情况(如使用者的使用习惯、使用情境或是使用环境的环境亮度的影响)而能提供良好的触控感测。
藉此，可视实际需求(如周遭环境、欲校正的显示器的大小尺寸或是使用者的喜好等)而调整M值与N值，以符合各种应用上的需求。
综上所述，实施例中的光学触控系统藉由轮流发出的强度不同的第一检测光及第二检测光以检测位于基准面上物体的位置，可避免物体距离发光模块过近或过远时误判物体的位置，可在利用较少的发光单元的情形下而仍可具有良好的触控检测准确度，换言之，可在节省成本的情形下维持触控检测品质。实施例中的触控检测方法藉由轮流提供强度不同的第一检测光及第二检测光检测位于基准面上的物体的位置可避免误判，并可维持良好的触控检测准确度。实施例中的计算机程序产品藉由控制第一检测光及第二检测光并检测第一检测光及第二检测光的反射光并将其讯号加以比较处理，藉此可判断物体位于基准面上的位置。实施例中的校正方法藉由调整并设定第一检测光以及第二检测光的光强度，可配合光学触控系统进而提升触控辨识的准确度。
虽然已将实施例揭示如上，然其并非用以限定，本领域的技术人员，在不脱离本发明实施例的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围是以本发明的权利要求为准。
Claims (20)
1.一种光学触控系统，用以判断一物体接近或触碰一基准面的动作，该光学触控系统包括：
一反射单元，配置于该基准面旁；
至少一发光模块，配置于该基准面旁，且轮流提供强度彼此不同的一第一检测光及一第二检测光，该第一检测光与该第二检测光经由该基准面前方传递至该反射单元；
至少一影像检测模块，配置于该基准面旁，该反射单元将该第一检测光及该第二检测光反射，且使该第一检测光与该第二检测光经由该基准面前方传递至该影像检测模块，该影像检测模块产生对应于该第一检测光的一第一讯号及对应于该第二检测光的一第二讯号，其中当该物体接近或触碰该基准面时，该物体遮断至少部分该第一检测光与至少部分该第二检测光；以及
一处理单元，根据该第一讯号与该第二讯号判断该物体相对于该基准面的位置，
其中当物体远离该基准面时，该影像检测模块产生对应于该第一检测光的一第一背景讯号及对应于该第二检测光的一第二背景讯号，该处理单元计算该第一背景讯号与该第一讯号的差值，以得到一第一特征讯号，该处理单元计算该第二背景讯号与该第二讯号的差值，以得到一第二特征讯号，且该处理单元判断该第一特征讯号与该第二特征讯号是否符合一预设条件，若符合，该处理单元判断出该物体接近或触碰该基准面。
2.如权利要求1所述的光学触控系统，其中该处理单元产生一相关于该第一讯号与该第二讯号的处理讯号，且根据该处理讯号判断该物体相对于该基准面的位置。
3.如权利要求1所述的光学触控系统，其中该处理单元将该第一特征讯号与该第二特征讯号迭加，以得到一处理讯号，且该处理单元判断该处理讯号是否符合该预设条件，若符合，该处理单元判断出该物体接近或触碰该基准面。
4.如权利要求3所述的光学触控系统，其中该处理单元判断该处理讯号所代表的强度是否有至少部分超出一预设范围外，若有，则处理单元判断出该物体接近或触碰该基准面，且该处理单元根据该处理讯号中强度超出该预设范围的部分对应于该影像检测模块的位置判断出该物体相对于该基准面的位置。
5.如权利要求1所述的光学触控系统，其中该发光模块包括一第一光源及一第二光源，且该第一光源与该第二光源分别发出该第一检测光与该第二检测光。
6.如权利要求1所述的光学触控系统，其中该处理单元使该发光模块提供该第一检测光与该第二检测光的时间分别配合于该影像检测模块产生该第一讯号与该第二讯号的时间。
7.如权利要求1所述的光学触控系统，其中该至少一发光模块为多个发光模块，该至少一影像检测模块为多个影像检测模块，每一该发光模块与这些影像检测模块的一对应形成一光学模块，该处理单元利用三角定位法处理来自这些光学模块的这些第一讯号与这些第二讯号，以得到该物体相对于该基准面的二维坐标。
8.如权利要求1所述的光学触控系统，还包括一显示器，其中该显示器的显示面为该基准面。
9.一种触控检测方法，用以判断一物体接近或触碰一基准面的动作，该触控检测方法包括：
轮流提供强度彼此不同的至少一第一检测光与至少一第二检测光，并使该第一检测光与该第二检测光在该基准面的前方传递；
将该第一检测光与该第二检测光反射并使该第一检测光与该第二检测光在该基准面的前方传递；
检测经反射后的该第一检测光与该第二检测光，并产生对应于该第一检测光的一第一讯号及对应于该第二检测光的一第二讯号，其中当该物体接近或触碰该基准面时，该物体遮断至少部分该第一检测光与至少部分该第二检测光；以及
根据该第一讯号与该第二讯号判断该物体相对于该基准面的位置，
该触控检测方法还包括：当物体远离该基准面或远离该第一检测光与该第二检测光时，产生对应于该第一检测光的一第一背景讯号及对应于该第二检测光的一第二背景讯号；
其中，根据该第一讯号与该第二讯号判断该物体相对于该基准面的位置的步骤包括：
计算该第一背景讯号与该第一讯号的差值，以得到一第一特征讯号；
计算该第二背景讯号与该第二讯该的差值，以得到一第二特征讯号；以及
判断该第一特征讯号与该第二特征讯号是否符合一预设条件，若符合，判断出该物体接近或触碰该基准面。
10.如权利要求9所述的触控检测方法，其中根据该第一讯号与该第二讯号判断该物体相对于该基准面的位置的步骤包括：
产生一相关于该第一讯号与该第二讯号的处理讯号；以及
根据该处理讯号判断该物体相对于该基准面的位置。
11.如权利要求9所述的触控检测方法，其中判断该第一特征讯号与该第二特征讯号是否符合该预设条件的步骤包括：
将该第一特征讯号与该第二特征讯号迭加，以得到一处理讯号；以及
判断该处理讯号是否符合该预设条件，若符合，判断出该物体接近或触碰该基准面。
12.如权利要求11所述的触控检测方法，其中判断该处理讯号是否符合该预设条件的步骤包括判断该处理讯号所代表的强度是否有至少部分超出一预设范围外，若有，则判断出该物体接近或触碰该基准面，且根据该第一讯号与该第二讯号判断该物体相对于该基准面的位置的步骤还包括：
根据该处理讯号中强度超出该预设范围外的部分对应于影像检测模块的位置判断出该物体相对于该基准面的位置。
13.如权利要求9所述的触控检测方法，还包括：
使提供该第一检测光与该第二检测光的时间分别配合于产生该第一讯号与该第二讯号的时间。
14.如权利要求9所述的触控检测方法，其中该至少一第一检测光为多个第一检测光，该至少一第二检测光为多个第二检测光，且该触控检测方法还包括：
利用三角定位法处理分别对应于这些第一检测光的这些第一讯号与分别对应于这些第二检测光的这些第二讯号，以得到该物体相对于该基准面的二维坐标。
15.一种校正方法，包括：
(a)提供一光学触控系统，该光学触控系统包括一反射单元、至少一发光模块及至少一影像检测模块，其中该反射单元配置于一基准面旁，该发光模块配置于该基准面旁，该发光模块提供一第一检测光及一第二检测光，该第一检测光与该第二检测光经由该基准面前方传递至该反射单元，该影像检测模块配置于该基准面旁，该反射单元将该第一检测光及该第二检测光反射，且使该第一检测光与该第二检测光经由该基准面前方传递至该影像检测模块，该影像检测模块产生对应于该第一检测光的一第一讯号及对应于该第二检测光的一第二讯号；
(b)使该发光模块提供该第一检测光；
(c)当物体远离该基准面或远离该第一检测光时，将该影像检测模块产生的该第一讯号视为一第一背景强度波形讯号；
(d)根据该第一背景强度波形讯号产生一第一阈值强度波形讯号，其中该第一阈值强度波形讯号的讯号强度低于该第一背景强度波形讯号的讯号强度；
(e)使一物体靠近或触碰该基准面的一第一位置，并判断该影像检测模块产生的该第一讯号是否有讯号强度低于该第一阈值强度波形讯号的部分；
(f)若步骤(e)的判断结果为肯定，则定义该第一检测光的强度为校正后的强度，若步骤(e)的判断结果为否定，则降低该第一检测光的强度并重复步骤(c)至(e)，直到步骤(e)的判断结果为肯定时定义此时该第一检测光的强度为校正后的强度。
16.如权利要求15所述的校正方法，还包括：
(g)使该发光模块提供该第二检测光；
(h)当物体远离该基准面或远离该第二检测光时，将该影像检测模块产生的该第二讯号视为一第二背景强度波形讯号；
(i)根据该第二背景强度波形讯号产生一第二阈值强度波形讯号，其中该第二阈值强度波形讯号的讯号强度低于该第二背景强度波形讯号的讯号强度；
(j)使一物体靠近或触碰该基准面的一第二位置，并判断该影像检测模块产生的该第二讯号是否有讯号强度低于该第二阈值强度波形讯号的部分，其中该第二位置至该发光模块的距离大于该第一位置至该发光模块的距离；
(k)若步骤(j)的判断结果为肯定，则定义该第二检测光的强度为校正后的强度，若步骤(j)的判断结果为否定，则增加该第二检测光的强度并重复步骤(h)至(j)，直到步骤(j)的判断结果为肯定时定义此时该第二检测光的强度为校正后的强度。
17.如权利要求16所述的校正方法，其中该第一位置为对应于该影像检测模块的一过曝位置，且该第二位置为对应于该影像检测模块的一暗区位置。
18.如权利要求17所述的校正方法，其中该第一位置实质上为该基准面中最靠近该影像检测模块的位置，且该第二位置实质上为该基准面中最远离该影像检测模块的位置。
19.如权利要求16所述的校正方法，其中该第一检测光的强度从该发光模块所提供的最大强度开始后逐步递减，且该第二检测光的强度从该发光模块所提供的最小强度开始后逐步递增。
20.如权利要求16所述的校正方法，其中该第一阈值强度波形讯号为该第一背景强度波形讯号的M倍讯号，该第二阈值强度波形讯号为该第二背景强度波形讯号的N倍讯号，其中0<M<0.5，且0<N<0.5。
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