CN103941921B - 光学触控系统的处理装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种光学触控系统的处理装置及其操作方法。该操作方法包含以下步骤：执行至少一次测试感测步骤以取得一亮度特征值，每一次进行测试感测步骤的一测试时间都小于前一次进行测试感测步骤的测试时间，直到该亮度特征值小于第一临界值；依据最后一次测试感测步骤的测试时间，进行至少一次后续感测步骤以得到至少一后续影像；依据所述至少一后续影像计算出一感测影像；并且执行位置判断步骤以判断出感测影像中每一个外部物件的位置。

Description

光学触控系统的处理装置及其操作方法

技术领域

本发明是关于光学触控系统，特别是关于可以在光干扰下操作的光学触控系统及其操作方法。

背景技术

在现今电子系统的人机接口当中，触控无疑地是最为友善直觉的一种。目前有许多技术可以达成触控功能，对于需要较大触控区域的应用来说，光学触控可能是较符合成本效益的一种技术。

一般说来，现有的光学触控系统可以参考图1所示，其为现有的一光学触控系统100的一示意图。该光学触控系统100包含有触控区110。该触控区110的至少两个角落安装有光学总成130a与130b。该光学总成130a与130b可以更各自包含感测器与光源，其感测器的视野与光源的投射范围可以分别覆盖整个触控区110。

在触控区110的周围可以包含反光条或反光板120。当光学总成130a与130b的光源投射到该触控区110与该反光条120之后，两个光学感测器将感测到由反光条120反射的光。上述的光学感测器与光源可以感测与投射非可见光波长的光源，如红外线波段。

请参考图2A所示，其为感测器所感测到的亮度值的一示意图。图的横轴表示感测器的视野，亦即感测器看到的触控区110。图的直轴表示感测器所侦测到的亮度值。由于触控区110边缘有反光条120，因此感测器所感测到的亮度值相当一致。而且在正常没有干扰的情况之下，反光条120所反映的光量均落在感测器在预定感测时间的饱和值之内，感测器在上述预定感测时间内所累积的光量，并不会超出感测器的饱和上限。

当有一物体140碰触到该触控区110的时候，由于该物体140遮挡住来自光学总成130a与130b所投射的光源，因此在反光条120上面会造成两个阴影区150a与150b，或称为阴影轮廓(profile)。其中阴影区150a是该物体140遮挡住光学总成130a的光源所造成，而阴影区150b则是该物体140遮挡住光学总成130b的光源所造成。

请参考图2B所示，其为感测器所感测到的亮度值的一示意图，其纵轴与横轴同图2A。由于物体140造成了两个阴影区150a与150b，因此可以在图2B上看到两个凹陷。这两个凹陷的底部与反光条120的平均亮度值有很大的差异。换言之，其信噪比相当良好。

因此，当上述的两个光学感测器将所感测到的影像送到一处理装置时，该处理装置可以根据两个光学感测器的立体视觉，执行一位置判断步骤以得出该物体140于触控区110的位置。本领域的普通技术人员可以理解到，关于利用两个以上的感测器来检测物体的位置已经为人所知，并且也不是本发明所要阐述的重点。因此，在本发明中并不加以详加讨论。

然而，上述图2B所示的理想情况可能会在外界光的干扰之下被破坏，其干扰情况在下列的几张图示中呈现。请参考图2C所示，其为感测器遭受全面干扰时所感测到亮度值的一示意图。与图2B相比，由于外界光线是以均一的形式加诸于触控区110之上，因此原本图2B所量测到的光线亮度要加上一均值，形成图2C中高于该感测器饱和值的曲线。然而，当感测器以原先的预定感测时间进行感测时，干扰光线的亮度值就足以令感测器饱和，所以感测器所量测到的值就等同于饱和值。如此一来，上述的处理装置根本不可能侦测到该物体140的位置。

请参考图2D所示，其为感测器遭受全面干扰时所感测到亮度值的一示意图。与图2C相同，外界光线同样以均一的形式加诸在触控区110之上，因此原本图2B所量测到的光线亮度要加上一均值，形成图2D中部分高于该感测器饱和值的曲线。然而，当感测器以原先的预定感测时间进行感测时，干扰光线的亮度值就足以令大部分区域饱和。虽然阴影区的亮度值尚未达到饱和，但很可能其亮度值都高于原本反光条120的平均亮度值。如此一来，上述的处理装置根本不知道那些饱和亮度值的区域是否还藏有阴影区，也无法利用原先的算法来侦测到该物体140的位置。

请参考图2E所示，其为感测器遭到部分干扰时所感测到亮度值的一示意图。与图2C与图2D不同，感测器的左半视野遭到光的干扰，因此左半视野的大部分亮度值达到饱和，仅有阴影区的凹陷处尚未饱和，然而，右半视野却是正常的。如此一来，上述的处理装置根本不知道那些饱和亮度值的区域是否还藏有阴影区，也无法利用原先的算法来侦测到该物体140的位置。

总上所述，当感测器固定于一预定感测时间内进行感测，而又遭到全面或部分干扰的情况下，处理装置就无法判断那些达到或接近感测器饱和亮度值的区域是否藏有阴影区，进而无法判断该物体140的位置。因此，亟需一种可以在干扰情况下判断出物体在触控区位置的光学触控系统与其操作方法。

发明内容

本发明的一目的在于，提供一种光学触控系统的操作方法。

本发明的另一目的在于，提供另一种光学触控系统的操作方法。

本发明的再一目的在于，提供一种适用于光学触控系统的处理装置。

本发明的还一目的在于，提供另一种适用于光学触控系统的处理装置。

以上本发明的光学触控系统的处理装置及其操作方法，可以在干扰情况下判断出物体在触控区的位置。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的光学触控系统的操作方法，其包含：执行至少一次测试感测步骤以取得一亮度特征值，每一次进行测试感测步骤的测试时间都小于前一次进行测试感测步骤的测试时间，直到该亮度特征值小于第一临界值；依据最后一次测试感测步骤的测试时间，进行至少一次后续感测步骤以得到至少一个后续影像；依据所述至少一个后续影像计算出一感测影像；并且执行位置判断步骤以判断出感测影像中每一个外部物件的位置。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的操作方法，其中进行所述至少一次后续感测步骤的次数为进行第一次测试感测步骤的测试时间除以进行最后一次测试感测步骤的测试时间的商。

前述的操作方法，其中所述的位置判断步骤包括：侦测感测影像中每一个对应至一外部物件的一阴影轮廓(profile)；以及依据每一个阴影轮廓的值计算出对应的外部物件的位置。

前述的操作方法，其中每一个对应外部物件的阴影轮廓的最小亮度值小于第二临界值。

前述的操作方法，其中每一测试感测步骤取得一测试影像，并且该亮度特征值为下列其中之一：测试影像中最大的亮度值；测试影像中所有亮度值的总和或平均值；以及测试影像中至少一个标定区域的亮度值的总和或平均值。

前述的操作方法，其中每一个后续影像具有多个亮度值，每一个亮度值分别对应一位置，其中所有后续影像中对应相同位置的亮度值的总和构成感测影像中对应相同位置的亮度值。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的光学触控系统的操作方法，其包含：执行至少一次测试感测步骤，在一测试时间内进行光学感测以得到一测试影像的第一亮度特征值与第二亮度特征值，其中该测试时间短于预定感测时间；当该第一亮度特征值与该第二亮度特征值满足一测试条件时，执行至少一次后续感测步骤以得到至少一个后续影像；根据该后续影像以计算出一感测影像；以及当该感测影像满足一感测条件时，根据该感测影像进行光学触控的计算。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的操作方法，其中所述的测试条件为当该测试影像的该第一亮度特征值低于第一临界值与该测试影像的该第二亮度特征值低于第二临界值时，其中该第一临界值高于该第二临界值。

前述的操作方法，其中所述的第一亮度特征值为下列其中之一：该测试影像的平均亮度值或总和；该测试影像的最高亮度值；以及该测试影像的至少一个标定区域的亮度值。

前述的操作方法，其中所述的第二亮度特征值为下列其中之一：该测试影像的最低亮度值；该测试影像中的至少一个阴影区域的平均亮度值或总和，该阴影区域包含该测试影像中的最低亮度值；以及该测试影像中的多个阴影区域的平均亮度值或总和，该多个阴影区域各自包含该测试影像中低于一阴影值的亮度值。

前述的操作方法，其中所述的测试条件为当该测试影像的该第一亮度特征值低于第一临界值与该测试影像的该第三亮度特征值高于第三临界值时，其中所述的第三亮度特征值为该第一亮度特征值与该第二亮度特征值的差值，该第二亮度特征值为下列之一：该测试影像的最低亮度值；该测试影像中的至少一个阴影区域的平均亮度值或总和，该阴影区域包含该测试影像中的最低亮度值；以及该测试影像中的多个阴影区域的平均亮度值或总和，该多个阴影区域各自包含该测试影像中低于一阴影值的亮度值。

前述的操作方法，其中当该第一亮度特征值与该第二亮度特征值不满足该测试条件时，再一次执行该测试感测步骤，直到新一次执行该测试感测步骤所得的新测试影像的该第一亮度特征值与该第二亮度特征值满足该测试条件为止，其中在后一次执行的该测试感测步骤的测试时间短于在前一次执行的该测试感测步骤的测试时间。

前述的操作方法，其中所述的感测条件为该感测影像的第三亮度特征值高于第四临界值，其中所述的第三亮度特征值为该感测影像的第一亮度特征值与该感测影像的第二亮度特征值的差值，其中所述的感测影像的第一亮度特征值为下列其中之一：该感测影像的平均亮度值；该感测影像的最高亮度值或总和；以及该感测影像的至少一个标定区域的亮度值，其中所述的感测影像的第二亮度特征值为下列其中之一：该感测影像的最低亮度值；该感测影像中的至少一个阴影区域的平均亮度值或总和，该阴影区域包含该测试影像中的最低亮度值；以及该感测影像中的多个阴影区域的平均亮度值或总和，该多个阴影区域各自包含该测试影像中低于一阴影值的亮度值。

前述的操作方法，其中当该感测条件不满足时，更包含执行另外至少一次后续感测步骤以得到另外至少一个后续影像，该感测影像包含该多次后续影像的累加。

前述的操作方法，其中所述的多次后续感测步骤的后续感应时间均为相等。

前述的操作方法，其中所述的多次后续感测步骤的后续感应时间的和等于该预定感测时间。

前述的操作方法，其中所述的多次后续感测步骤的后续感应时间的和大于该预定感测时间，但小于该预定感测时间的一倍数。

前述的操作方法，其中所述的感测影像包含该后续影像与该测试影像的累加。

前述的操作方法，其中所述的每一次后续感测步骤的后续感应时间相等于最新一次测试时间。

前述的操作方法，其中所述的每一次后续感测步骤的后续感应时间与最新一次测试时间的和等于该预定感测时间。

前述的操作方法，其中所述的每一次后续感测步骤的后续感应时间与最新一次测试时间的和大于该预定感测时间，但小于该预定感测时间的一倍数。

前述的操作方法，其中所述的感测影像的第一亮度特征值大于该第一临界值。

前述的操作方法，其中当所述的后续感测步骤执行多次时，更包含计算该每一次后续感测步骤所得的后续感测影像的第二亮度特征值，其中当第一后续感测步骤所得的第二亮度特征值大于第五临界值时，在该第一后续感测步骤之后执行的第二后续感测步骤的后续感测时间要短于该第一后续感测步骤的后续感测时间，其中当该第一后续感测步骤所得的第二亮度特征值小于该第五临界值时，该第二后续感测步骤的后续感测时间要长于该第一后续感测步骤的后续感测时间。

前述的操作方法，其中当最新的该测试影像的第二亮度特征值大于第五临界值时，上述第一次执行的后续感测步骤的后续感测时间要短于最新的该测试时间，其中当最新的该测试影像的第二亮度特征值小于该第五临界值时，上述第一次执行的后续感测步骤的后续感测时间要长于最新的该测试时间。

前述的操作方法，其中当该测试时间等于该预定感测时间时，该测试影像的该第一亮度特征值与该第二亮度特征值其中的至少一个会高于第一临界值，其中该第一临界值为该光学触控系统的光学感测仪器的饱和亮度值。

本发明的目的及解决其技术问题另外再采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的适用于光学触控系统的处理装置，用于处理该光学触控系统的多个光学感测器，其中该处理装置包含：连接该多个光学感测器的光学感测器介面；连接内存的内存介面；以及计算模块，连接到该光学感测器介面与该内存介面，用于根据该内存内所存储的指令，执行下列操作方法，其中该操作方法包含：执行至少一次测试感测步骤以取得一亮度特征值，每一次进行测试感测步骤的测试时间都小于前一次进行测试感测步骤的测试时间，直到该亮度特征值小于第一临界值；依据最后一次测试感测步骤的测试时间，进行至少一次后续感测步骤以得到至少一个后续影像；依据所述至少一个后续影像计算出一感测影像；并且执行位置判断步骤以判断出感测影像中每一个外部物件的位置。

本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的适用于光学触控系统的处理装置，用于处理该光学触控系统的多个光学感测器，其中该处理装置包含：连接该多个光学感测器的光学感测器介面；连接内存的内存介面；以及计算模块，连接到该光学感测器介面与该内存介面，用于根据该内存内所存储的指令，执行下列操作方法，其中该操作方法包含：执行至少一次测试感测步骤，在一测试时间内进行光学感测以得到一测试影像的第一亮度特征值与第二亮度特征值，其中该测试时间短于预定感测时间；当该第一亮度特征值与该第二亮度特征值满足一测试条件时，执行至少一次后续感测步骤以得到至少一个后续影像；根据该后续影像以计算出一感测影像；以及当该感测影像满足一感测条件时，根据该感测影像进行光学触控的计算。

借由上述技术方案，本发明光学触控系统的处理装置及其操作方法至少具有下列优点及有益效果：可以在干扰情况下判断出物体在触控区的位置。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1为现有的一光学触控系统的一示意图。

图2A为现有的感测器所感测到的亮度值的一示意图。

图2B为现有的感测器所感测到的亮度值的另一示意图。

图2C为现有的感测器遭受全面干扰时所感测到亮度值的一示意图。

图2D为现有的感测器遭受全面干扰时所感测到亮度值的另一示意图。

图2E为现有的感测器遭到部分干扰时所感测到亮度值的一示意图。

图3A为本发明一实施范例的亮度值示意图。

图3B为根据本发明另一实施范例的亮度值示意图。

图3C为根据本发明另一实施范例的亮度值示意图。

图3D为根据本发明另一实施范例的亮度值示意图。

图4为本发明一实施例的一方法流程示意图。

图5为本发明另一实施例的一操作方法的流程示意图。

图6为本发明一实施例的一光学触控系统600的一方框示意图。

【主要元件符号说明】

100：光学触控系统

110：触控区

120：反光条

130：光学总成

140：物体

150：阴影区

300：感测器(亮度)饱和值

310：感测影像亮度值

312：阴影区凹陷

320：测试/后续影像亮度值

322：阴影区凹陷

330：测试/后续影像亮度值

332：阴影区凹陷

340：后续影像亮度值

410-440：步骤

510-540：步骤

600：光学触控系统

610：处理装置

612：光学感测器介面

614：内存介面

616：计算模块

620：光学感测器

640：内存

具体实施方式

本发明将详细描述一些实施例如下。然而，除了所揭露的实施例外，本发明亦可以广泛地运用在其它的实施例施行。本发明的范围并不受这些实施例的限定，乃以权利要求书的范围为准。而为提供更清楚的描述即使本领域的普通技术人员能理解本发明的发明内容，图示内的各部分并没有依照其相对的尺寸与比例而绘图，某些尺寸与其它相关尺度的比例会被凸显出来而显得夸张，且不相关的细节部分亦未完全绘出，以求图示的简洁易懂。

从先前技术的说明当中可以得知，在外界光源干扰的情况下，光学感测器在预定感测时间t之内所接收的光量有可能会超过感测器的饱和值，使得光学感测器的处理装置无法判断那些达到或接近感测器饱和亮度值的区域是否藏有触控区内物件的阴影轮廓或阴影区，进而无法判断出该物体的位置。

因此，根据本发明的发明精神之一，在于借由缩短感测器的感测时间，再将多次感测所得的影像计算出一感测影像，就可以在感测影像上找出触控区内物件的阴影轮廓或阴影区，进而判断出该物体的位置。

为了方便说明的缘故，本发明所举的范例都是以触控区内的单个物件作为例子。本领域的普通技术人员可以理解到，现有的光学触控技术已经可以适用于多个物件。由于本发明的主要精神与物件的数量多寡无关，因此本领域的普通技术人员可以理解到本发明也可以应用到触控区内有多个物件的实施例上。

请参考图3A所示，其为本发明一实施范例的亮度值示意图。其坐标的表示方式与图2A至图2E相同，在此不加详述。在图3A当中，感测器饱和值(或称为亮度饱和值)300用一虚线表示。

假定所使用的感测器饱和值不受到饱和值300的限制时，外界干扰的光量加上光学总成130a与130b所得到的亮度值为图3A的亮度值曲线310。其中，亮度值曲线310包含有两个阴影区，其阴影区凹陷的落差值为312。

然而，在上述的预定感测时间t之内，实际上具有亮度饱和值300限制的感测器所得到的亮度值，应该是一条等同于亮度饱和值300的线。就如同图3A上的覆盖于亮度饱和值300之上较粗的水平黑线。如此一来，连接光学感测器的处理装置就无法判断出任何阴影区。

当上述的情况发生时，上述的处理装置就可以令光学感测器以较原本预定感测时间t短的一测试时间进行感测。假定外界光源的干扰是以时间平均的方式施加在触控区，或称为一致分布(uniform distribution)。则图3A所示的亮度值曲线320，是以预定感测时间的一半t/2的时间进行感测。

由于是以t/2的时间进行感测，所以外界光源的干扰与光学总成130光源的照射量比原先以t时间的照射量减半，所以亮度值曲线320落在感测器饱和值300之下。同样地，曲线320的阴影区凹陷值322要比曲线310的阴影区凹陷值312减少了一半。换言之，虽然曲线320没有超过亮度饱和值300，但处理装置较难判断出阴影区的所在。

因此，在本发明一实施例当中，处理装置在进行一次测试感应步骤中，认为t/2的测试时间所得到的曲线320是可以接受的。所以处理装置令感测器按照测试感应步骤的测试时间t/2进行一次后续感应步骤。按照先前的假定，当外界光源的干扰是一致分布的话，则后续感应步骤所得到的亮度值曲线，大致上应该和测试感应步骤所得到亮度值曲线320一致。

当进行了一次测试感应步骤与一次后续感应步骤之后，在一实施范例中，可以把这两个测试感应步骤与后续感应步骤所得到的测试影像与后续影像进行累加计算，以得到一感测影像。在另一实施范例当中，处理装置可以令感测器再以同样的测试时间进行第二次后续感应步骤。接着以两次后续感应步骤所得的后续影像累加计算，以得到上述的感测影像。该感测影像的亮度曲线值应该大致上要等同于图3A所示的曲线值310。由于曲线值310的阴影区凹陷值312较曲线值320的阴影区凹陷值322大，所以处理装置比较容易能够判断出阴影区的所在。

在上述的实施范例当中，由于进行了两次感应步骤，所以最后得到的感测影像的亮度曲线值310可以突破感测器饱和值300的限制，以利处理装置能够进行计算物体所在触控区的位置的步骤。

请参考图3B所示，其为根据本发明另一实施范例的亮度值示意图。和图3A相同，触控系统的感测器具有亮度饱和值300的限制。如果没有这个限制的话，在预定感测时间t内进行感测，将得到比亮度饱和值300高得多的曲线值310，其具有阴影区凹陷值312。

在本实施范例中，同图3A所示的范例相同，处理装置令感测器进行一测试感应步骤。感测器以预定感测时间的一半时间t/2进行感应。假定没有亮度饱和值300的限制时，将会得到曲线320。但由于曲线320仍然高于亮度饱和值300的限制，所以实际上感测器所得到的是一条等同于亮度饱和值300的水平线，就如同图3B上覆盖于亮度饱和值300的水平粗线。

很明显地，当测试时间缩减到预定感测时间的一半时，所得到的测试影像的亮度值仍然饱和。所以处理装置将令感测器进行第二次测试感应步骤，把第二次的测试时间缩得比第一次的测试时间更短，假设是预定感应时间的三分之一3/t。

在进行第二次测试感应步骤之后，可以得到测试影像的亮度曲线值330，其具有阴影区凹陷值332。由于曲线值330并没有超过亮度饱和值300，所以处理装置认为测试时间3/t可以接受。

在一实施范例当中，处理装置可以令感测器进行两次后续感应步骤，都是以t/3的时间进行感测，应该可以得到大致等同于曲线值330的后续影像。接着，将最后一次测试感应步骤所得的测试影像，以及两个后续影像进行累加，计算出一感测影像。在另一实施范例当中，处理装置可以令感测器进行三次后续感应步骤，一样是以t/3的时间进行感测，应该可以得到大致等同于曲线值330的后续影像。接着，将三次后续感应步骤所得到的三个后续影像进行累加，同样计算出一感测影像。上述的感测影像的亮度曲线值，大致上应该要与图3B所示的曲线值310相同。

在上述的实施范例当中，由于进行了三次感应步骤，所以最后得到的感测影像的亮度曲线值310可以突破感测器饱和值300的限制，以利处理装置能够进行计算物体所在触控区的位置的步骤。

请参考图3C所示，其为根据本发明另一实施范例的亮度值示意图。图3C和图3B大致相同，其不同之处在于第一次测试感应步骤所得的曲线的部分高于亮度饱和值300。因此，第一次测试感应步骤所得的测试影像的大部分亮度值仍等于亮度饱和值300，仅有少许阴影区的部分低于亮度饱和值300。因此第一次测试感应步骤所得的亮度值曲线的阴影区凹陷值322相当小。在这种情况下，尽管第一次测试感应步骤所得的曲线具有阴影区，但由于其阴影区凹陷值322太小，所以处理装置仍令感测器进行第二次测试感应步骤，将测试时间由t/2改为较小的t/3。由于图3C所示的范例与图3B相同，因此不再加以说明。

请参考图3D所示，其为根据本发明另一实施范例的亮度值示意图。图3D和图3C大致相同，其不同之处在于图3D的第二次测试感应步骤所得的曲线330的平均亮度值相当低，或者其阴影区凹陷值332太小。所以处理装置认为该曲线330所对应的第二次测试时间t/3虽可以接受，但在后续感测步骤当中，感测时间可以采取介于第一次测试时间t/2与第二次测试时间t/3之间的设定。在图3D所示的范例当中，处理装置令后续感测步骤的感测时间为2t/5，因为2t/5较第二次测试时间t/3来得长，而且较第一次测试时间t/2来得短。

在一实施范例中，处理装置可以令感测器进行两次感测时间为2t/5的后续感测步骤。接着将第二次测试时间为t/3的测试影像与两次后续影像累加为一感测影像。该感测影像所累加的感应时间为2t/5+t/3+t/3的总和16t/15，稍大于原本的预定感测时间t，因此，该感测影像大致为图3D所示的亮度曲线值310。在另一实施范例中，处理装置可以令感测器进行三次感测时间为2t/5的后续感测步骤。接着将三次后续影像累加为一感测影像，该感测影像所累加的感应时间为(2t/5)+(2t/5)+(2t/5)的总和6t/5，稍大于原本的预定感测时间t，因此，该感测影像大致为图3D所示的亮度曲线值310。

请参考图4所示，其为本发明一实施例的一方法流程示意图。该方法可以适用于光学触控系统的处理装置，该处理装置用于连接多个光学感测器，并根据该多个光学感测器的输出影像进行触控区内物件的位置判断。本领域的普通技术人员可以理解到，该方法可以采用软件或硬件或软硬件合作的方式实作，本发明并不限定其实作方式。

首先，当处理装置发现有外界光源对触控区干扰的情况发生时，进行至少一个测试感测步骤410，该测试感测步骤410可用于取得一测试影像与该测试影像相应的一亮度特征值。当该亮度特征值小于第一临界值时，执行至少一个后续感测步骤420，否则再次执行测试感测步骤410。后一次执行的测试感测步骤410的测试时间要比前一次执行的测试感测步骤410来得小。就如同图3B至图3D的范例当中，第二次测试感测步骤410的测试时间t/3要比第一次的测试时间t/4来得短。本领域的普通技术人员可以理解到，虽然前述的图标与范例当中，只举出两次测试感测步骤410，但本发明的实施例可以应用到多次测试感测步骤410。在一实施例中，第一次测试感测步骤的测试时间可以是上述的预定感测时间t，也可以是图3A到图3D的t/2。

在一实施例中，该亮度特征值可以是该测试影像中的最大亮度值，该第一临界值可以是光学感测器的亮度饱和值。换言之，只要该测试影像有一部分的亮度值达到饱和，就可以调降测试时间并再次执行测试感测步骤410。

在另一实施例中，该亮度特征值可以是该测试影像中所有亮度值的总和或其平均值。当该测试影像的所有亮度值的总和或平均值达到上述的第一临界值时，就可以调降测试时间并再次执行测试感测步骤410。

在更一实施例中，该亮度特征值可以是该测试影像中至少一个标定区域的亮度值的总和或平均值。这里所指的至少一个标定区域，可以是上述反光条120当中的至少一个特殊指标，可以用于校正上述光学触控系统的坐标值。本领域的普通技术人员可以理解到，光学触控系统在使用时，光学总成130a与130b的视野角度必须要对准某些特殊方向，才能让位置计算的误差减到最小。在某些光学触控系统当中，反光条120上会包含至少一个特殊指标，用于在计算触控区物体的坐标值时，先利用已知特殊指标的方位，对坐标值进行校正。如果该特殊指针所相应的标定区域的亮度值的总和或平均值高于上述的第一临界值，则光学触控系统就无法进行校正。因此在这个实施例当中，处理装置就可以令测试时间缩短，并且再次执行测试感测步骤410。

在执行完最后一次测试感测步骤410之后，该操作方法更包含依据最后一次测试感测步骤的测试时间，进行至少一次后续感测步骤420，以得到至少一个后续影像。如同图3A所示的一实施例，被执行一次或两次的后续感测步骤420的测试时间t/2就等同于测试感测步骤410的测试时间t/2。在图3B与图3C所示的实施例中，各执行两次或三次的后续感测步骤420的测试时间3/t就等同于第二次测试感测步骤410的测试时间3/t。

以图3A为例，在前述以预定感测时间t作为第一次测试感测步骤410的测试时间的实施例当中，执行后续感测步骤的次数就是第一次测试感测步骤410的测试时间除以最后一次测试感测步骤410的测试时间的商数。换言之，t除以t/2所得的商数为2。所以在该实施例中，后续感测步骤的执行次数为两次。若以图3B与图3C为例，在前述以预定感测时间t作为第一次测试感测步骤410的测试时间的实施例当中，执行后续感测步骤的次数就是第一次测试感测步骤410的测试时间除以最后一次测试感测步骤410的测试时间的商数。换言之，t除以t/3所得的商数为3。所以在该实施例中，后续感测步骤的执行次数为三次。

在执行完最后一次后续感测步骤420之后，执行步骤430以计算一感测影像。如图3A所示的一实施例，该感测影像是根据执行一次或两次的后续感测步骤420所得的后续影像所累加得到。如图3B与图3C所示的实施例，该感测影像是根据执行两次或三次的后续感测步骤420所得的后续影像所累加得到。

在图3A至图3D所得的后续影像当中，每一个后续影像具有包含多个亮度值的一亮度值曲线，每一个亮度值分别对应到感测器视野中的一位置。所有后续影像中对应相同位置的亮度值的总和构成感测影像中对应相同位置的亮度值。换言之，感测影像中每一位置的亮度值相应于后续影像的相同位置的亮度值的累加。

在计算出感测影像的步骤430之后，可以执行位置判断步骤440以判断出感测影像中每一个外部物件的位置。在位置判断步骤440当中，可以包含侦测该感测影像中每一个对应至一外部物件的一阴影轮廓或一阴影区。并且依据每一个阴影轮廓或阴影区的值，计算出所对应的外部物件的位置。在一实施例中，寻找阴影轮廓或阴影区的时候，该阴影轮廓或阴影区的最小亮度值小于第二临界值。

请参考图5所示，其为本发明另一实施例的一操作方法的流程示意图。如同图4所示的实施例，该操作方法应用于光学触控系统的处理装置。该操作方法包含执行步骤510，执行至少一次测试感测步骤510。在一测试时间内进行光学感测以得到一测试影像的第一亮度特征值与第二亮度特征值。其中该测试时间短于预定感测时间。在图3A至图3D的各个实施例中，上述的测试感测步骤510可以于测试时间t/2、t/3、2t/5内进行光学感测，这些测试时间都短于预定感测时间t。

在执行一次测试感测步骤510之后，执行判断步骤520，判断该测试影像的第一与第二亮度特征值是否满足测试条件。在一实施例当中，上述的测试条件为当该测试影像的该第一亮度特征值低于第一临界值与该测试影像的该第二亮度特征值低于第二临界值时，其中该第一临界值高于该第二临界值。上述的第一临界值可以是感测器的亮度饱和值。

其中上述的第一亮度特征值可以是下列其中之一：该测试影像的平均亮度值或总和；该测试影像的最高亮度值；以及该测试影像的至少一个标定区域的亮度值。其中上述的第二亮度特征值可以是下列其中之一：该测试影像的最低亮度值；该测试影像中的至少一个阴影区域的平均亮度值或总和，该阴影区域包含该测试影像中的最低亮度值；以及该测试影像中的多个阴影区域的平均亮度值或总和，该多个阴影区域各自包含该测试影像中低于一阴影值的亮度值。

在本发明的另一实施例中，判断步骤520所判断的测试条件为当该测试影像的该第一亮度特征值低于第一临界值与该测试影像的该第三亮度特征值高于第三临界值时，其中上述的第三亮度特征值为该第一亮度特征值与该第二亮度特征值的差值。换言之，在此实施例中，处理装置还要考虑到测试影像中的亮度值曲线的阴影区凹陷值要大于上述的第三临界值。当第一亮度特征值低于第一临界值，以及阴影区凹陷值大于第三临界值时，也就是满足上述的测试条件时，处理装置才认为本次测试感测步骤515的测试时间可以用于后续感测步骤520。

当判断步骤515得出测试条件不满足时，则再一次执行该测试感测步骤510，直到新一次执行该测试感测步骤所得的新测试影像的该第一亮度特征值与该第二亮度特征值满足该测试条件为止。其中在后一次执行的该测试感测步骤510的测试时间短于在前一次执行的该测试感测步骤510的测试时间。如同图3B至图3D的t/2测试时间改为t/3测试时间。

当判断步骤515得出最后一次测试感测步骤510的测试条件满足时，则执行至少一次后续感测步骤520以得到一后续影像。执行至少一次后续感测步骤520之后，可以继续进行步骤530，计算一感测影像。如同前述的不同实施例，该感测影像可以包含上述的后续影像，也可以包含最后一次测试感测步骤所得的测试影像。

接着，执行判断步骤535，判断该感测影像是否满足感测条件。在一实施例中，处理装置对于感测影像的要求是具有明显的阴影区或阴影轮廓。所以上述的感测条件包含该感测影像的第三亮度特征值高于第四临界值。上述的第三亮度特征值为该感测影像的第一亮度特征值与该感测影像的第二亮度特征值的差值。当这个代表阴影区凹陷值的第三亮度特征值高于第四临界值时，则表示处理装置能够顺利地找到阴影区或阴影轮廓。

其中上述的感测影像的第一亮度特征值可以为下列其中之一：该感测影像的平均亮度值；该感测影像的最高亮度值或总和；以及该感测影像的至少一个标定区域的亮度值。其中上述的感测影像的第二亮度特征值可以为下列其中之一：该感测影像的最低亮度值；该感测影像中的至少一个阴影区域的平均亮度值或总和，该阴影区域包含该测试影像中的最低亮度值；以及该感测影像中的多个阴影区域的平均亮度值或总和，该多个阴影区域各自包含该测试影像中低于一阴影值的亮度值。

当判断步骤535认为上述的感测影像不能满足感测条件时，该操作方法将执行另外至少一次后续感测步骤520与计算感测影像步骤530。该感测影像步骤530则包含最新一次后续感测步骤520所得的后续影像的累加。

在图3B与图3C的实施例中，执行多次的后续感测步骤的后续感应时间均为相等，等于t/3，也就是最新一次测试时间。在这些实施例中，三次后续感应步骤的后续感应时间t/3的和等于该预定感测时间t。

在图3D的两个实施例中，执行多次的后续感测步骤的后续感应时间的和分别为16t/15与6t/5，均大于该预定感测时间t，但小于该预定感测时间的一倍数。

在图3A至图3D的实施例中，感测影像可以包含多次后续影像的累加，但不包含任何一次测试影像。感测影像也可以包含至少一次后续影像与最后一次测试影像的累加。在图3C的实施例中，两次后续感测步骤的后续感应时间t/3与最新一次测试时间t/3的和等于该预定感测时间t。

在图3D的两实施例中，两次后续感测步骤的后续感应时间与最新一次测试时间的和分别为16t/15与6t/5，均大于该预定感测时间t，但小于该预定感测时间的一倍数。

当上述的第一临界值相当于感测器的亮度饱和值时，感测影像的第一亮度特征值大于该第一临界值。在实施方式的头几段曾经提到，本发明的主要精神是利用多次以较短的时间进行感测，让每一次感测的亮度值不至于饱和，但感测后累加的感测影像的第一亮度特征值却可以大于该第一临界值。

在一实施例中，当最新的该测试影像的第二亮度特征值大于第五临界值时，上述第一次执行的后续感测步骤520的后续感测时间要短于最新的该测试时间，其中当最新的该测试影像的第二亮度特征值小于该第五临界值时，上述第一次执行的后续感测步骤520的后续感测时间要长于最新的该测试时间。请回到图3D所示，第三次测试感测步骤的测试影像的测试时间为t/3，其第二亮度特征值小于第五临界值，则第一次执行的后续感测步骤520的后续感测时间2t/5要长于最新的该测试时间t/3。虽然本发明没有举出该测试影像的第二特征值大于第五临界值的情况，但本领域的普通技术人员可以轻易推测出，故本发明不加以详述。

同样地，在另一实施例中，当上述的后续感测步骤520执行多次时，更包含计算该每一次后续感测步骤520所得的后续感测影像的第二亮度特征值。当第一后续感测步骤520所得的第二亮度特征值大于第五临界值时，在该第一后续感测步骤520之后执行的第二后续感测步骤的后续感测时间要短于该第一后续感测步骤的后续感测时间，其中当该第一后续感测步骤520所得的第二亮度特征值小于该第五临界值时，该第二后续感测步骤520的后续感测时间要长于该第一后续感测步骤520的后续感测时间。

在本发明的一实施例中，若是遭遇到图2E的部分干扰的情况，则可以将该部分干扰的区域自全视野中切割出来，然后执行图4或图5所示的操作方法。本领域的普通技术人员可以理解到，部分干扰区域的亮度值曲线的第一亮度特征值会超过第一临界值。因此只需要把该部分干扰区域使用本发明所提供的操作方法，就可以找出部分干扰区域的阴影区或阴影轮廓，故在此不再重复详述其细节。

请参考图6所示，其为本发明的最佳模式的一实施例的一光学触控系统600的一方框示意图。该光学触控系统600可以是计算器系统的一部分，其包含处理装置610、多个光学感测器620、与至少一个内存640。该处理装置610包含用于连接多个光学感测器620的光学感测器介面612、用于连接该内存640的内存介面614，以及连接上述光学感测器介面612与内存介面614的计算模块616。该计算模块616用于根据该内存640内的程序，执行如前述图4与图5所示的操作方法。

在一实施范例中，该处理装置610与该内存640可以封装在同一芯片当中，而通过芯片的针脚接口连接到多个光学感测器620。在另一实施范例中，该处理装置610的内存介面614通过未示于图中的一桥接装置连接到该内存640。例如，通过个人计算机系统的北桥/南桥芯片组，连接到只读存储器与系统内存。上述的个人计算机系统也可以由单芯片系统组成。在一实施例中，该单芯片系统包含该计算模块与该内存介面。本领域的普通技术人员可以理解，处理装置610具有许多种不同的实施方式。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (27)

1.一种光学触控系统的操作方法，其特征在于其包含：

执行至少一次测试感测步骤以取得一亮度特征值，每一次进行测试感测步骤的测试时间都小于前一次进行测试感测步骤的测试时间，直到该亮度特征值小于第一临界值；

依据最后一次测试感测步骤的测试时间，进行至少一次后续感测步骤以得到至少一个后续影像；

依据所述至少一个后续影像计算出一感测影像；并且

执行位置判断步骤以判断出感测影像中每一个外部物件的位置。

2.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于进行所述至少一次后续感测步骤的次数为进行第一次测试感测步骤的测试时间除以进行最后一次测试感测步骤的测试时间的商。

3.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于所述的位置判断步骤包括：

侦测感测影像中每一个对应至一外部物件的一阴影轮廓；以及

依据每一个阴影轮廓的值计算出对应的外部物件的位置。

4.根据权利要求3所述的操作方法，其特征在于每一个对应外部物件的阴影轮廓的最小亮度值小于第二临界值。

5.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于每一测试感测步骤取得一测试影像，并且该亮度特征值为下列其中之一：

测试影像中最大的亮度值；

测试影像中所有亮度值的总和或平均值；以及

测试影像中至少一个标定区域的亮度值的总和或平均值。

6.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于每一个后续影像具有多个亮度值，每一个亮度值分别对应一位置，其中所有后续影像中对应相同位置的亮度值的总和构成感测影像中对应相同位置的亮度值。

7.一种光学触控系统的操作方法，其特征在于其包含：

执行至少一次测试感测步骤，在一测试时间内进行光学感测以得到一测试影像的第一亮度特征值与第二亮度特征值，其中该测试时间短于预定感测时间；

当该第一亮度特征值与该第二亮度特征值满足一测试条件时，执行至少一次后续感测步骤以得到至少一个后续影像；

根据该后续影像以计算出一感测影像；以及

当该感测影像满足一感测条件时，根据该感测影像进行光学触控的计算。

8.根据权利要求7所述的操作方法，其特征在于所述的测试条件为当该测试影像的该第一亮度特征值低于第一临界值与该测试影像的该第二亮度特征值低于第二临界值时，其中该第一临界值高于该第二临界值。

9.根据权利要求7所述的操作方法，其特征在于所述的第一亮度特征值为下列其中之一：

该测试影像的平均亮度值或总和；

该测试影像的最高亮度值；以及

该测试影像的至少一个标定区域的亮度值。

10.根据权利要求8所述的操作方法，其特征在于所述的第二亮度特征值为下列其中之一：

该测试影像的最低亮度值；

该测试影像中的至少一个阴影区域的平均亮度值或总和，该阴影区域包含该测试影像中的最低亮度值；以及

该测试影像中的多个阴影区域的平均亮度值或总和，该多个阴影区域各自包含该测试影像中低于一阴影值的亮度值。

11.根据权利要求7所述的操作方法，其特征在于所述的测试条件为当该测试影像的该第一亮度特征值低于第一临界值与该测试影像的一第三亮度特征值高于第三临界值时，其中所述的第三亮度特征值为该第一亮度特征值与该第二亮度特征值的差值，该第二亮度特征值为下列之一：

该测试影像的最低亮度值；

该测试影像中的至少一个阴影区域的平均亮度值或总和，该阴影区域包含该测试影像中的最低亮度值；以及

该测试影像中的多个阴影区域的平均亮度值或总和，该多个阴影区域各自包含该测试影像中低于一阴影值的亮度值。

12.根据权利要求7所述的操作方法，其特征在于当该第一亮度特征值与该第二亮度特征值不满足该测试条件时，再一次执行该测试感测步骤，直到新一次执行该测试感测步骤所得的新测试影像的该第一亮度特征值与该第二亮度特征值满足该测试条件为止，其中在后一次执行的该测试感测步骤的测试时间短于在前一次执行的该测试感测步骤的测试时间。

13.根据权利要求7所述的操作方法，其特征在于所述的感测条件为该感测影像的第三亮度特征值高于第四临界值，其中所述的第三亮度特征值为该感测影像的第一亮度特征值与该感测影像的第二亮度特征值的差值，其中所述的感测影像的第一亮度特征值为下列其中之一：

该感测影像的平均亮度值；

该感测影像的最高亮度值或总和；以及

该感测影像的至少一个标定区域的亮度值，其中所述的感测影像的第二亮度特征值为下列其中之一：

该感测影像的最低亮度值；

该感测影像中的至少一个阴影区域的平均亮度值或总和，该阴影区域包含该测试影像中的最低亮度值；以及

该感测影像中的多个阴影区域的平均亮度值或总和，该多个阴影区域各自包含该测试影像中低于一阴影值的亮度值。

14.根据权利要求7所述的操作方法，其特征在于当该感测条件不满足时，更包含执行另外至少一次后续感测步骤以得到另外至少一个后续影像，该感测影像包含多次后续影像的累加。

15.根据权利要求14所述的操作方法，其特征在于所述的多次后续感测步骤的后续感应时间均为相等。

16.根据权利要求14所述的操作方法，其特征在于所述的多次后续感测步骤的后续感应时间的和等于该预定感测时间。

17.根据权利要求14所述的操作方法，其特征在于所述的多次后续感测步骤的后续感应时间的和大于该预定感测时间，但小于该预定感测时间的一倍数。

18.根据权利要求7所述的操作方法，其特征在于所述的感测影像包含该后续影像与该测试影像的累加。

19.根据权利要求18所述的操作方法，其特征在于所述的每一次后续感测步骤的后续感应时间相等于最新一次测试时间。

20.根据权利要求18所述的操作方法，其特征在于所述的每一次后续感测步骤的后续感应时间与最新一次测试时间的和等于该预定感测时间。

21.根据权利要求18所述的操作方法，其特征在于所述的每一次后续感测步骤的后续感应时间与最新一次测试时间的和大于该预定感测时间，但小于该预定感测时间的一倍数。

22.根据权利要求18所述的操作方法，其特征在于所述的感测影像的第一亮度特征值大于一第一临界值。

23.根据权利要求14所述的操作方法，其特征在于当所述的后续感测步骤执行多次时，更包含计算该每一次后续感测步骤所得的后续感测影像的第二亮度特征值，其中当第一后续感测步骤所得的第二亮度特征值大于第五临界值时，在该第一后续感测步骤之后执行的第二后续感测步骤的后续感测时间要短于该第一后续感测步骤的后续感测时间，其中当该第一后续感测步骤所得的第二亮度特征值小于该第五临界值时，该第二后续感测步骤的后续感测时间要长于该第一后续感测步骤的后续感测时间。

24.根据权利要求7所述的操作方法，其特征在于当最新的该测试影像的第二亮度特征值大于第五临界值时，上述的后续感测步骤的后续感测时间要短于最新的该测试时间，其中当最新的该测试影像的第二亮度特征值小于该第五临界值时，上述的后续感测步骤的后续感测时间要长于最新的该测试时间。

25.根据权利要求7所述的操作方法，其特征在于当该测试时间等于该预定感测时间时，该测试影像的该第一亮度特征值与该第二亮度特征值其中的至少一个会高于第一临界值，其中该第一临界值为该光学触控系统的光学感测仪器的饱和亮度值。

26.一种适用于光学触控系统的处理装置，用于处理该光学触控系统的多个光学感测器，其特征在于该处理装置包含：

连接该多个光学感测器的光学感测器介面；

连接内存的内存介面；以及

计算模块，连接到该光学感测器介面与该内存介面，用于根据该内存内所存储的指令，执行下列操作方法，其中该操作方法包含：

执行至少一次测试感测步骤以取得一亮度特征值，每一次进行测试感测步骤的测试时间都小于前一次进行测试感测步骤的测试时间，直到该亮度特征值小于第一临界值；

依据最后一次测试感测步骤的测试时间，进行至少一次后续感测步骤以得到至少一个后续影像；

依据所述至少一个后续影像计算出一感测影像；并且

执行位置判断步骤以判断出感测影像中每一个外部物件的位置。

27.一种适用于光学触控系统的处理装置，用于处理该光学触控系统的多个光学感测器，其特征在于该处理装置包含：

连接该多个光学感测器的光学感测器介面；

连接内存的内存介面；以及

计算模块，连接到该光学感测器介面与该内存介面，用于根据该内存内所存储的指令，执行下列操作方法，其中该操作方法包含：

执行至少一次测试感测步骤，在一测试时间内进行光学感测以得到一测试影像的第一亮度特征值与第二亮度特征值，其中该测试时间短于预定感测时间；

当该第一亮度特征值与该第二亮度特征值满足一测试条件时，执行至少一次后续感测步骤以得到至少一个后续影像；

根据该后续影像以计算出一感测影像；以及

当该感测影像满足一感测条件时，根据该感测影像进行光学触控的计算。