CN104182088A - 触控板、触控装置与触控方法 - Google Patents
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Abstract
一种触控板、触控装置与触控方法。该触控板包括：一导光板、一发光器、一光感应模块以及一控制器；该导光板具有一触控平面；该发光器用以提供一入射光至该导光板，至少部分该入射光在该导光板中产生全反射，在一触控物体碰触该触控平面时，至少部分该入射光在碰触处的全反射被破坏；该光感应模块用以感测一环境光源的一环境光源波长；该控制器用以根据该光感应模块所感测的该环境光源波长控制该发光器，以调整该发光器所发射的该入射光的一入射光波长，使该入射光波长相异于该环境光源波长。本发明可藉由改变发光器的入射光波长提升触控辨识的准确度，且更能节省电力消耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种触控板、触控装置与触控方法，且特别涉及一种可调整发光器的光波长的触控板、触控装置与触控方法。
背景技术
目前市面上的触控方式可分为很多种，如电阻式、电容式、电磁式以及光学式等。传统上，光学式触控是利用相机来感测物体的触控位置。举例来说，当使用者的手指触碰触控平面，设置于触控平面下的相机将感测手指的形状，而处理器再依据此感测结果来辨识触控事件。
因此，如何提供一种可提升感测结果辨识度的触控装置与触控方法，是目前业界所致力的课题之一。
从而，需要提供一种触控板、触控装置与触控方法来满足上述需求。
发明内容
本发明涉及一种可调整发光器的光波长的触控板及使用其的触控装置与触控方法，可提升触控辨识的准确度。
根据本发明的一方面，提出一种触控板，该触控板包括：一导光板、一发光器、一光感应模块以及一控制器；该导光板具有一触控平面；该发光器用以提供一入射光至该导光板，至少部分该入射光在该导光板中产生全反射，在一触控物体碰触该触控平面时，至少部分该入射光在碰触处的全反射被破坏；该光感应模块用以感测一环境光源的一环境光源波长；该控制器用以根据该光感应模块所感测的该环境光源波长控制该发光器，以调整该发光器所发射的该入射光的一入射光波长，使该入射光波长相异于该环境光源波长。
根据本发明的另一方面，提出一种触控装置，该触控装置用以感测一触控事件被触发的位置，该触控装置包括：一导光板、一发光器、一光感应模块、一控制器以及一摄像模块；该导光板具有一触控平面；该发光器用以提供一入射光至该导光板，至少部分该入射光在该导光板中产生全反射，在一触控物体碰触该触控平面以触发该触控事件时，至少部分该入射光在碰触处的全反射被破坏；该光感应模块用以感测一环境光源的一环境光源波长；该控制器用以根据该光感应模块所感测的该环境光源波长控制该发光器，以调整该发光器所发射的该入射光的一入射光波长，使该入射光波长相异于该环境光源波长；该摄像模块用以撷取至少部分该入射光在全反射被破坏时从该导光板射出的光线，以感测该触控事件被触发的位置。
根据本发明的另一方面，提出一种触控方法，该触控方法用以感测一触控事件在一触控装置被触发的位置，该触控方法包括：提供一入射光至一导光板，该导光板具有一触控平面，至少部分该入射光在该导光板中产生全反射，在一触控物体碰触该触控平面以触发该触控事件时，至少部分该入射光在碰触处的全反射被破坏；感测一环境光源的一环境光源波长；根据所感测的该环境光源波长，调整该入射光的一入射光波长，使该入射光波长相异于该环境光源波长；以及撷取至少部分该入射光在全反射被破坏时从该导光板射出的光线，以感测该触控事件被触发的位置。
本发明藉由改变发光器的入射光波长以提升触控辨识的准确度，又控制器、发光器、摄像模块可仅在有触控物体接近时才启动，故相比公知的触控装置，更能节省电力消耗。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：
附图说明
图1绘示依据本发明的一实施例的触控板的剖面示意图。
图2绘示依据本发明的一实施例的触控装置的方框图。
图3绘示环境光源的光谱的示意图。
主要组件符号说明：
100 触控板
102 导光板
104 发光器
106 光感应模块
108 控制器
110 触控平面
112 触控物体
114 数据库
200 触控装置
202 摄像模块
I 入射光
E 环境光源
P 碰触处
302 曲线
λ、λA、λB、λE 波长
A 光成分强度
T 可调波长范围
具体实施方式
图1绘示依据本发明的一实施例的触控板的示意图。触控板100包括导光板102、发光器104、光感应模块106以及控制器108。导光板102具有触控平面110。发光器104用以提供入射光I至导光板102。至少部分入射光I在该导光板102中产生全反射。当触控物体碰触此触控平面110时，至少部分入射光I在碰触处P的全反射被破坏。光感应模块106用以感测环境光源E的环境光源波长。控制器108用以根据光感应模块106所感测的环境光源波长控制发光器104，以调整发光器104所发射的入射光I的入射光波长，使入射光波长相异于环境光源波长。
申请人研究发现，传统光学式触控容易受到环境光源的干扰，尤其是当环境光源的波长与发光器104的入射光的波长很接近时，更可能会产生无法正确感测出触控位置的情形。而本实施例的触控板100藉由改变发光器104的入射光波长，可有效避免环境光对光学触控板产生的干扰，进而提升触控辨识的准确度。
在本实施例中，导光板102例如为玻璃板或其他由导光材料所构成的光传导组件。发光器104例如为波长可调的光源，例如RGB发光二极管。光感应模块106例如为光感测器或接近感测器（proximity sensor）。控制器108例如是微处理器或其他具有运算处理能力，并可依据运算处理结果而输出控制信号的组件。
发光器104例如设置于导光板102的至少一侧边，可提供入射光I至导光板102。当触控物体112（例如是使用者的手指或触控笔）碰触触控平面110时，因触控物体112的折射率并不同于空气的折射率，故当触控物体112碰触触控平面110时，触控平面110上的全反射条件被改变，使得至少部分入射光I在碰触处P不产生全反射，而使得至少部分入射光I发生散射或折射。
光感应模块106例如设置于触控板100的内部（如导光板102下方），可感测环境光源E的环境光源波长。环境光源E例如为自然光（如太阳光、月光等）、人造光（如烛光、白色或有色灯光等）或其结合。以环境光源E为橙红色的夕阳光为例，当环境光源E照射至触控板100，光感应模块106感测出环境光源波长为代表橙红色的有色光波长，例如约610nm至617nm的波长。在一实施例中，可设定光感应模块106的感测范围，以控制光感应模块106感测特定范围（例如有色光范围）的光波长。
在一实施例中，光感应模块106可发出检测光束以检测一距离范围内（例如15cm）是否有物体接近，并在检测有物体接近时，输出驱动信号以唤醒（wake up）相关组件，以节省触控板100的电力消耗。举例来说，在光感应模块106未检测到有触控物体112接近触控平面110时，控制器108或者发光器104处于睡眠模式（sleep mode）或关机状态；在光感应模块106检测到触控物体112接近触控平面110时，光感应模块106则唤醒控制器108或者发光器104。在另一例子中，在光感应模块106未检测到有触控物体112接近触控平面110时，控制器108以及发光器104可同处于睡眠模式或关机状态；在光感应模块106检测到触控物体112接近触控平面110时，光感应模块106唤醒控制器108以及发光器104。
控制器108可根据光感应模块106所感测的环境光源波长控制发光器104，以调整发光器104所发射的入射光I的入射光波长，使入射光波长相异于环境光源波长。举例来说，假使光感应模块106所感测的环境光源波长约610nm至617nm（如橙红色的夕阳光），此时控制器108调整发光器104，使其发出相异于该环境光源波长610nm至617nm的其他波长的入射光I，例如为蓝光（波长约455nm至480nm）的入射光I。如此一来，当触控物体112碰触触控平面110，因全反射破坏而产生的散射或折射的入射光I可与环境光源E产生区别，使得后端感测组件能清楚辨别出触控物体112的触碰位置（例如触碰处P），而不会因环境光源的干扰而发生误判。进一步地说，后端感测组件例如可特别针对蓝光（入射光I）进行判断，由于蓝光明显地相异于橙红色的夕阳光（环境光源E），故可有效提高判断的准确率。
在一实施例中，触控板100还包括数据库114，用以储存多笔调整数据。其中，控制器108依据环境光源E的环境光源波长以及这些调整数据选择入射光的入射光波长，使入射光波长与环境光源的环境光源波长的差异大于一阈值。数据库114的调整数据例如以查阅表（look up table）的形式来储存，此查阅表记录多种环境光源波长与所对应的调整后的入射光波长。举例来说，假设上述阈值为100nm，当环境光源波长为650nm（对应至红色可见光波长）时，所对应的调整后的入射光波长为530nm（对应至绿色可见光波长）；当环境光源波长为550nm（对应至黄色可见光波长）时，所对应的调整后的入射光波长为400nm（对应至紫色可见光波长）。如此一来，控制器108可通过查表的方式，依据环境光源波长以及这些调整数据选择对应的调整后的入射光波长，并使调整后的入射光波长与环境光源的环境光源波长的差异大于此阈值。然而本发明并不限于此，调整数据并亦可通过算法或其他方式产生，只要能记录对应至不同的环境光源波长的调整后的入射光波长，或是根据环境光源波长产生调整后的入射光波长即可。此外，控制器108亦可在发光器104的可调波长范围内（例如可见光波长范围），直接选择与环境光源E的环境光源波长差异最大的波长值作为入射光I的入射光波长。
图2绘示依据本发明的一实施例的触控装置的方框图。触控装置200包括图1所示的触控板100以及摄像模块202。如上文所述，触控板100包括导光板102、发光器104、光感应模块106以及控制器108。摄像模块202用以撷取至少部分入射光I在全反射被破坏时从导光板102射出的光线，以感测触控事件被触发的位置。
举例来说，假设发光器104所发出的入射光I为蓝光，当触控物体112碰触触控平面110并进行滑动，摄像模块202可撷取至少部分入射光I在全反射被破坏时从导光板102所射出的光线，进而感测出由蓝色光所形成的触碰轨迹。由于摄像模块202所感测的触碰轨迹或触碰点所对应的光波长并不同于环境光源波长，故控制器108可依据摄像模块202的感测结果而清楚地辨别出触控物体112的触碰轨迹或触碰位置，亦可进行多点感测。在一例子中，摄像模块202可设定为仅撷取对应入射光波长的光线。此外，摄像模块202平时可处于睡眠模式或关机状态，直到光感应模块106检测到有触控物体112接近时才被唤醒。
上述摄像模块202例如为定焦相机或其他可感测影像的装置。当摄像模块202为定焦相机时，由于定焦相机并不需变焦马达，故还可节省触控装置200的生产成本，亦可节省变焦时所需的电力消耗。
图3绘示环境光源的一例的光谱图。曲线302表示波长λ与光成分强度A间的关系，用以代表环境光源E的光谱。由图3可看出，环境光源E在波长λE的光成分强度A为最大。此时，可将波长λE视为环境光源E的环境光源波长。换言之，本领域技术人员可选择环境光源E的光谱的最大峰值所对应的波长作为环境光源波长（如波长λE）。
请继续参考图3，假设波长λA至波长λB所构成的区间是发光器104的可调波长范围T。在此实施例中，波长λA距离环境光源波长λE最远（亦即在区间T内，波长λA与环境光源波长λE的差值为最大），在一实施例中，可设计控制器108直接选择波长λA作为入射光I的入射光波长，以有效区隔入射光I与环境光源E。
在一实施例中，控制器108辨别该摄像模块202所感测的触控事件被触发的位置。当控制器108在一段预设时间内无法成功判别摄像模块202所感测的触控事件被触发的位置时，控制器108可改变入射光I的入射光波长为另一相异于环境光源波长λE的波长。
举例来说，当突然有水渍溅至触控表面110而使得触碰轨迹变得模糊，如此可能让控制器108在一段预设时间内无法成功判别此触碰轨迹。此时，控制器108可改变入射光I的入射光波长为另一相异于环境光源波长λE的波长直到控制器108可辨识出此触碰轨迹为止。或者，在此控制器108无法成功判别此触碰轨迹时，控制器108可发出通知，要求使用者重新输入触控事件。或者，在此控制器108无法成功判别此触碰轨迹时，控制器108可将所检测到的触碰轨迹（例如使用者的签名）或触碰点显示于屏幕，以供使用者做重复确认，以判断是否要请使用者重新输入。如此一来，即便入射光I的入射光波长已与环境光源E的环境光源波长相异，控制器108仍可通过调整入射光波长以提升触控辨识能力。也就是说，控制器108可藉由调整入射光波长来克服非环境光源E所产生的干扰。
又，在一实施例中，控制器108可依据一使用者外部信号来调整入射光I的入射光波长。举例来说，触控装置200可提供多种情境模式（例如，室内模式、室外模式、黄昏模式等）以供使用者选择，而每一种情境模式各自对应于一预设的入射光波长。当使用者选择其中一种使用模式，产生对应的使用者外部信号，而控制器108可依据此使用者外部信号来调整发光器104，使其发出具有对应的预设入射光波长的入射光I。
本发明的实施例还提出一种触控方法，用以感测一触控事件在一触控装置被触发的位置。此触控方法包括下列步骤。首先，提供一入射光至一导光板。导光板具有一触控平面，至少部分入射光在导光板中产生全反射。在一触控物体碰触触控平面以触发触控事件时，至少部分入射光在碰触处的全反射被破坏。接着，感测一环境光源的一环境光源波长。之后，根据所感测的环境光源波长，调整入射光的一入射光波长，使入射光波长相异于环境光源波长。然后，撷取至少部分入射光在全反射被破坏时从导光板射出的光线，以感测触控事件被触发的位置。
综上所述，本发明的实施例藉由改变发光器的入射光波长以提升触控辨识的准确度。又，本发明实施例的控制器、发光器、摄像模块可仅在有触控物体接近时才启动，故相比公知的触控装置，更能节省电力消耗。
惟本发明虽已以较佳实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，应当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围应当视所附的权利要求书的范围所界定者为准。
Claims (21)
1.一种触控板，该触控板包括：
一导光板，该导光板具有一触控平面；
一发光器，该发光器用以提供一入射光至该导光板，至少部分该入射光在该导光板中产生全反射，在一触控物体碰触该触控平面时，至少部分该入射光在碰触处的全反射被破坏；
一光感应模块，该光感应模块用以感测一环境光源的一环境光源波长；以及
一控制器，该控制器用以根据该光感应模块所感测的该环境光源波长控制该发光器，以调整该发光器所发射的该入射光的一入射光波长，使该入射光波长相异于该环境光源波长。
2.如权利要求1所述的触控板，还包括：
一数据库，该数据库用以储存多笔调整数据；
其中，该控制器依据该环境光源的该环境光源波长以及该些调整数据选择该入射光的该入射光波长，使该入射光波长与该环境光源的该环境光源波长的差异大于一阈值。
3.如权利要求1所述的触控板，其中该入射光对应于一可调波长范围，该控制器在该可调波长范围内，选择与该环境光源的该环境光源波长差异最大的波长值作为该入射光的该入射光波长。
4.如权利要求1所述的触控板，其中在该光感应模块未检测到该触控物体接近该触控平面时，该控制器为睡眠模式或关机状态；在该光感应模块检测到该触控物体接近该触控平面时，该光感应模块唤醒该控制器。
5.如权利要求1所述的触控板，其中在该光感应模块未检测到该触控物体接近该触控平面时，该发光器为睡眠模式或关机状态；在该光感应模块检测到该触控物体接近该触控平面时，该光感应模块唤醒该发光器。
6.如权利要求1所述的触控板，其中该控制器依据一使用者外部信号调整该入射光的该入射光波长。
7.如权利要求1所述的触控板，其中该光感应模块为接近感测器。
8.一种触控装置，该触控装置用以感测一触控事件被触发的位置，该触控装置包括：
一导光板，该导光板具有一触控平面；
一发光器，该发光器用以提供一入射光至该导光板，至少部分该入射光在该导光板中产生全反射，在一触控物体碰触该触控平面以触发该触控事件时，至少部分该入射光在碰触处的全反射被破坏；
一光感应模块，该光感应模块用以感测一环境光源的一环境光源波长；
一控制器，该控制器用以根据该光感应模块所感测的该环境光源波长控制该发光器，以调整该发光器所发射的该入射光的一入射光波长，使该入射光波长相异于该环境光源波长；以及
一摄像模块，该摄像模块用以撷取至少部分该入射光在全反射被破坏时从该导光板射出的光线，以感测该触控事件被触发的位置。
9.如权利要求8所述的触控装置，还包括：
一数据库，该数据库用以储存多笔调整数据；
其中，该控制器依据该环境光源的环境光源波长以及该些调整数据选择该入射光的该入射光波长，使该入射光波长与该环境光源的该环境光源波长的差异大于一阈值。
10.如权利要求8所述的触控装置，其中该入射光对应于一可调波长范围，该控制器在该可调波长范围内，选择与该环境光源的该环境光源波长差异最大的波长值作为该入射光的该入射光波长。
11.如权利要求8所述的触控装置，其中该控制器辨别该摄像模块所感测的该触控事件被触发的位置，当该控制器在一段预设时间内无法成功判别该摄像模块所感测的该触控事件被触发的位置时，该控制器改变该入射光的该入射光波长为另一相异于该环境光源波长的波长。
12.如权利要求8所述的触控装置，其中在该光感应模块未检测到该触控物体接近该触控平面时，该控制器以及该摄像模块为睡眠模式或关机状态；在该光感应模块检测到该触控物体接近该触控平面时，该光感应模块唤醒该控制器以及该摄像模块。
13.如权利要求8所述的触控装置，其中在该光感应模块未检测到该触控物体接近该触控平面时，该发光器为睡眠模式或关机状态；在该光感应模块检测到该触控物体接近该触控平面时，该光感应模块唤醒该发光器。
14.如权利要求8所述的触控装置，其中该控制器依据一使用者外部信号调整该入射光的该入射光波长。
15.如权利要求8所述的触控装置，其中该光感应模块为接近感测器。
16.一种触控方法，该触控方法用以感测一触控事件在一触控装置被触发的位置，该触控方法包括：
提供一入射光至一导光板，该导光板具有一触控平面，至少部分该入射光在该导光板中产生全反射，在一触控物体碰触该触控平面以触发该触控事件时，至少部分该入射光在碰触处的全反射被破坏；
感测一环境光源的一环境光源波长；
根据所感测的该环境光源波长，调整该入射光的一入射光波长，使该入射光波长相异于该环境光源波长；以及
撷取至少部分该入射光在全反射被破坏时从该导光板射出的光线，以感测该触控事件被触发的位置。
17.如权利要求16所述的触控方法，还包括：
依据该环境光源的该环境光源波长以及储存于一数据库的多笔调整数据选择该入射光的该入射光波长，使该入射光波长与该环境光源的该环境光源波长的差异大于一阈值。
18.如权利要求16所述的触控方法，还包括：
在该入射光所对应的一可调波长范围内，选择与该环境光源的该环境光源波长差异最大的波长值作为该入射光的该入射光波长。
19.如权利要求16所述的触控方法，其中该触控装置包括一控制器，该控制器用以调整该入射光的该入射光波长，该触控方法还包括：
在未检测到该触控物体接近该触控平面时，该控制器为睡眠模式或关机状态；在检测到该触控物体接近该触控平面时，唤醒该控制器。
20.如权利要求16所述的触控方法，其中该触控装置包括一发光器，该发光器用以提供该入射光至该导光板，该触控方法还包括：
在未检测到该触控物体接近该触控平面时，该发光器为睡眠模式或关机状态；在检测到该触控物体接近该触控平面时，唤醒该发光器。
21.如权利要求16所述的触控方法，其中该触控装置包括一摄像模块，该摄像模块用以撷取该至少部分该入射光在全反射被破坏时从该导光板射出的光线，该触控方法还包括：
在未检测到该触控物体接近该触控平面时，该摄像模块为睡眠模式或关机状态；在检测到该触控物体接近该触控平面时，唤醒该摄像模块。
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