CN104461174B - 光学触控系统及光学触控控制方法 - Google Patents

光学触控系统及光学触控控制方法 Download PDF

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Abstract

一种光学触控系统及光学触控控制方法。该光学触控系统，包含有多个触控装置；以及一电子装置，包含有一触控显示单元，用来于该多个触控装置接触时，产生多个触控点；一控制单元，用来根据该多个触控装置的特性，将该多个触控装置分为多个群组，以分时控制或处理该多个群组的运作；一光学装置，用来取得该多个群组的一群组的触控装置所产生的触控点的影像；以及一运算单元，用来接收该光学装置所取得的影像，以计算出相关于该影像的触控点的位置。

Description

光学触控系统及光学触控控制方法
技术领域
本发明涉及一种光学触控系统及光学触控控制方法，特别是涉及一种可加速运算并简化运算复杂度的光学触控系统及光学触控控制方法。
背景技术
随着资通技术的进步，各式各样的便携式电子产品已广泛使用于消费性电子产品市场中，如个人数字助理、移动电话以及智能型手机等等，其中大多已使用触控装置作为其数据沟通的界面工具。因此，触控装置的显示器已逐渐成为各式电子产品的关键零组件之一。依所使用的技术的不同，现有的触控技术大致包含有电阻式、电容式、超音波式、红外线感测式、光学影像式等，而各类触控技术可运用在不同领域。举例来说，光学触控技术的作用原理为通过位于显示器两个角落的影像撷取装置（如摄影机），检测触控物体所形成的阴影，经由三角定位计算出触控的位置，故与传统电阻式或电容式触控技术比较起来，其具有准确、穿透率高、可靠度佳、损坏率低、成本低以及支援多点触控手势等优点，特别适用于中大尺寸的显示器。然而，目前的光学触控系统于针对单一触控装置的情况下并没有计算错误的问题，但针对多个触控装置的情况，容易发生遮蔽与鬼点的问题。因此，如何于提升可处理的触控装置的数量的同时亦可减少计算错误的发生以及降低运算复杂度，已成为业界所努力的目标之一。
发明内容
因此，本发明的主要目的即在于提供一种光学触控系统，以减少计算错误的发生并降低运算复杂度。
本发明揭示一种光学触控系统，包含有多个触控装置；以及一电子装置，包含有一触控显示单元，用来于该多个触控装置接触时，产生多个触控点；一控制单元，用来根据该多个触控装置的特性，将该多个触控装置分为多个群组，以分时控制或处理该多个群组的运作；一光学装置，用来取得该多个群组的一群组的触控装置所产生的触控点的影像；以及一运算单元，用来接收该光学装置所取得的影像，以计算出相关于该影像的触控点的位置。
本发明还揭示一种光学触控控制方法，用于一光学触控系统的一电子装置，该方法包含有根据该光学触控系统的多个触控装置的特性，将该多个触控装置分为多个群组；分时取得该多个群组的触控装置于该电子装置所产生的触控点的影像；以及根据分时取得的影像，计算出相关于该影像的触控点的位置。
附图说明
图1为本发明实施例一光学触控系统的示意图。
图2为图1的光学触控系统的分时运作的示意图。
图3A、图3B为图1的光学触控系统的分群运作的示意图。
图4为图1的光学触控系统的主动式运作流程的示意图。
图5为图1的光学触控系统的被动式运作流程的示意图。
图6为图1的光学触控系统的控制方法的流程图。
附图符号说明
10 光学触控系统
100 电子装置
TD_1～TD_n 触控装置
102 触控显示单元
104 控制单元
106 光学装置
108 运算单元
X 时间轴
G_1～G_3、CTL_G1、CTL_G2、 群组
IDTF_G1、IDTF_G2、NON_G1
60 流程
600、602、604、606、608 步骤
具体实施方式
请参考图1，图1为本发明实施例一光学触控系统10的示意图。光学触控系统10包含有一电子装置100以及触控装置TD_1～TD_n。电子装置100包含有一触控显示单元102、一控制单元104、一光学装置106以及一运算单元108。触控显示单元102位于电子装置100的一面，可于触控装置TD_1～TD_n接触到触控显示单元102时，产生触控点TP_1～TP_n（未绘于图1中）。光学装置106（例如：镜头）用来取得触控点TP_1～TP_n的影像（例如：光点或阴影），运算单元108再根据触控点TP_1～TP_n的影像计算出触控点TP_1～TP_n的位置。然而，为了加速运算以及简化运算复杂度，控制单元104事先根据触控装置TD_1～TD_n的特性对触控装置TD_1～TD_n进行分群，使得光学装置106以及运算单元108可分时处理各群组的触控运作。
举例来说，请参考图2，图2为本发明实施例的光学触控系统10的分时运作的示意图。如图2所示，触控装置TD_1～TD_n被分为三个群组G_1～G_3，电子装置100沿着一时间轴X循环处理群组G_1～G_3中的触控装置。换句话说，电子装置100是于不同时段处理不同群组的触控装置，以分时计算出各群组的触控装置所产生的触控点的位置。
至于控制单元104对于触控装置TD_1～TD_n的分群运作是依据触控装置TD_1～TD_n可否受控或可否识别于电子装置100的特性来进行分群。详细来说，于触控装置TD_1～TD_n可受控于电子装置100时，控制单元104将可受控的触控装置分为一群组CTL_G1；于触控装置TD_1～TD_n可识别于电子装置100时，控制单元104将可识别的触控装置分为一群组IDTF_G1；另外，控制单元104并将不可受控且不可识别于电子装置100的触控装置分为一群组NON_G1。此外，控制单元104的分群运作亦需考虑电子装置100的运算能力M，换句话说，于群组CTL_G1或群组IDTF_G1的数量超过运算能力M时，需根据运算能力M将群组CTL_G1或群组IDTF_G1中相同或不同的触控装置另分为至少一群组CTL_G2或至少一群组IDTF_G2。也就是说，群组CTL_G1、群组CTL_G2、群组IDTF_G1或群组IDTF_G2的数量不可超过电子装置100的运算能力M。至于群组NON_G1仅可有一群，因此，当群组NON_G1的数量超过电子装置100的运算能力为M时，可任意选择群组NON_G1中的触控装置，使得群组NON_G1的数量等于电子装置的运算能力M。另外，电子装置100的运算能力M表示电子装置可同时处理的触控装置的数量，其中同时处理的触控装置可为相同或不同的触控装置。
举例来说，请参考图3A、图3B，图3A、图3B为本发明实施例的光学触控系统10的分群运作的示意图。于图3A、图3B中，触控装置的数量n为9，其中触控装置TD_1～TD_4为可受控装置而且触控装置TD_2～TD_4为相同的装置，触控装置TD_5～TD_6为可识别装置，触控装置TD_7～TD_9为不可受控且不可识别装置。如图3A所示，电子装置100的运算能力M为2，根据上述的触控装置TD_1～TD_9的特性，控制单元104可将触控装置TD_1～TD_4分为群组CTL_G1，将触控装置TD_5～TD_6分为群组IDTF_G1，将触控装置TD_7～TD_9分为群组NON_G1。由于群组CTL_G1的数量大于运算能力M，因此，控制单元104进一步地将触控装置TD_1～TD_2分为群组CTL_G1，将TD_3～TD_4分为群组CTL_G2。此外，由于不可受控且不可识别的触控装置所属的群组NON_G1的数量亦大于运算能力M（M=2），因此，控制单元104进一步地将触控装置TD_7～TD_8留在群组NON_G1，并放弃处理触控装置TD_9。
如图3B所示，电子装置100的运算能力M为3，根据上述的触控装置TD_1～TD_9的特性，控制单元104可将触控装置TD_1～TD_4分为群组CTL_G1，将触控装置TD_5～TD_6分为群组IDTF_G1，将触控装置TD_7～TD_9分为群组NON_G1。由于群组CTL_G1的数量大于运算能力M但相同的触控装置TD_2～TD_4的数量未大于运算能力M，因此，控制单元104可进一步地将触控装置TD_1分为群组CTL_G1，将TD_2～TD_4分为群组CTL_G2。至于不可受控且不可识别的群组NON_G1的数量大于1但未大于运算能力M，因此，控制单元104无需进一步地对群组NON_G1进行分群。此外，由于群组CTL_G1与群组IDTF_G1的触控装置的总数量未大于运算能力M，因此，亦可进一步选择将群组CTL_G1与群组IDTF_G1合并为一群组。
另一方面，触控装置TD_1～TD_n可为主动式或被动式触控装置。若触控装置TD_1～TD_n为被动式触控装置，电子装置100的控制单元104仅可针对可否识别的特性对触控装置TD_1～TD_n进行分群，再控制光学装置106分时取得各群组的触控装置于触控显示单元102上所产生的触控点的影像，进而通过运算单元108计算该触碰点的位置。若触控装置TD_1～TD_n为主动式触控装置，则电子装置100的控制单元104可针对可否控制及可否识别的特性对触控装置TD_1～TD_n进行分群。当触碰装置TD_1～TD_n为可识别的主动式装置时，电子装置100将触碰装置TD_1～TD_n视为被动式触控装置；当触控装置TD_1～TD_n为可控制的主动式装置时，电子装置100的控制单元104可另通过有线或无线连结来控制各群组的触控装置分时运作，再通过光学装置106及运算单元108获得各群组的触控装置于触控显示单元102上所产生的触控点的位置。此外，触控装置TD_1～TD_n亦可为主动式及被动式触控装置的组合，亦即部份装置为主动式触控装置而部份装置为被动式触控装置，且不受此限。另外，可识别的被动式触控装置可通过条码来实现，而可控制或可识别的主动式触控装置则可为发射不同色光的光笔、发光时间不同的光笔（如闪烁频率不同）或发射不同编码的光笔等等。若欲支援发光时间不同或发射不同编码的光笔，电子装置100另需要一接收器（如红外线接收器）接收光笔的发光讯号以识别不同的光笔。发射不同编码的光笔的实现方式是于光笔的编码区将某些部份透光以构成如条码类的结构。
请参考图4，图4为本发明实施例的光学触控系统10的主动式运作流程的示意图。于图4中，触控装置TD_1～TD_n为可控制的主动式触控装置（未绘于图4），并分为二群组CTL_G1及CTL_G2。详细地说，控制单元104先控制群组CTL_G1中的触控装置于接触到触控显示单元102时正常运作（例如：发光）并控制群组CTL_G2中的触控装置不运作，于光学装置106取得群组CTL_G1所产生的触控点的影像后，运算单元108根据取得的影像计算出相关触控点的位置。接着，控制单元104控制群组CTL_G2中的触控装置于接触到触控显示单元102时正常运作并控制群组CTL_G1中的触控装置不运作，光学装置106进一步地取得群组CTL_G2所产生的触控点的影像后，运算单元108根据取得的影像计算出相关触控点的位置。
请另参考图5，图5为本发明实施例的光学触控系统10的被动式运作流程的示意图。于图5中，触控装置TD_1～TD_n包含有可识别的主动式触控装置、可识别的被动式触控装置以及不可控制且不可识别的触控装置（未绘于图5），并分为三群组IDTF_G1、IDTF_G2及NON_G1。详细地说，控制单元104控制光学装置106分时且轮流取得群组IDTF_G1、IDTF_G2及NON_G1的一群组于触控显示单元102所产生的触控点的影像，运算单元108再根据取得的影像计算出触控点的位置。换句话说，对于主动式触控装置，光学触控系统10可根据其可否控制或可否识别的特性，以选择采取主动式运作或是被动式运作。
此外，当触控装置TD_1～TD_n仅包含有可识别被动式触控装置或不可控制且不可识别的触控装置时，由于光学触控系统10亦无法控制被动式触控装置或不可控制且不可识别的触控装置，因此，于此情况下的光学触控系统10亦采用被动式运作。至于仅包含有不可控制且不可识别的触控装置的情况，由于无法进行分群，因此，仅可采用现有的光学触控技术。
另外，主动式运作以及被动式运作亦可合并使用，亦即控制单元104控制可控制的主动式触控装置（群组CTL_G1或CTL_G2的触控装置）分时运作并控制光学装置106分时取得可控制的主动式触控装置（群组CTL_G1或CTL_G2的触控装置）、可识别的主动式或被动式触控装置（群组IDTF_G1或IDTF_G2的触控装置）及不可控制且不可识别的触控装置的触控装置（群组NON_G1的触控装置）于触控显示单元102上所产生的触控点的影像，进而通过运算单元108计算相关于该影像的触碰点的位置。
值得注意的是，光学触控系统10是本发明的一实施例，本领域技术人员可依本发明的精神加以结合、修饰或变化以上所述的实施例，而不限于此。举例来说，于图4、图5中的群组数量仅为一范例，群组数量取决定于触控装置TD_1～TD_n的数量及特性以及于电子装置100的运算能力M。此外，图5中各群组的执行顺序可由使用者或生产者任意决定。至于可控制的主动式触碰装置或可识别的主动式或被动式触控装置的识别可由使用者或生产者事先通过电子装置100与触控装置TD_1～TD_n之间的无线或有线连结设定于电子装置100之中，可控制的主动式触碰装置的识别亦可通过电子装置100自行进行检测。
前述关于电子装置100的运作方式可进一步归纳为一流程60，如图6所示。流程60包含以下步骤：
步骤600：开始。
步骤602：控制单元104根据触控装置TD_1～TD_n的特性及电子装置100的运算能力M，对触控装置TD_1～TD_n分群。
步骤604：光学装置106分时取得各群组的触控装置于触控显示单元102所产生的触控点的影像。
步骤606：运算单元108根据分时取得的影像，计算出各群组的触控装置所产生的触控点的位置。
步骤608：结束。
简言之，流程60是利用控制单元104根据触控装置TD_1～TD_n的特性及电子装置100的运算能力M对触控装置TD_1～TD_n进行分群，接着利用光学装置106分时取得各群组的触控装置所产生的触控点的影像，再利用运算单元108计算出各群组的触控装置所产生的触控点的位置。由于流程60是用来实现电子装置100的运作，因此详细原理请参考前述说明。
于现有技术中，电子装置的运作受限于触控装置的数量，当使用的触控装置的数量越多时，计算复杂度越高。相较之下，本发明可通过分群运作，分时处理触控装置，而不需增加高复杂度的运算单元。
综上所述，为了避免因电子装置因使用的触控装置变多而造成计算复杂度提升及计算错误的问题，本发明通过分群运作，使得电子装置可分时处理触控装置，以减少计算错误的发生。

Claims (12)

1.一种光学触控系统，包含有：
多个触控装置；以及
一电子装置，包含有：
一触控显示单元，用来于该多个触控装置接触时，产生多个触控点；
一控制单元，用来根据该多个触控装置的特性，将该多个触控装置分为多个群组，以分时控制或处理该多个群组的运作，其中，该多个触控装置的特性包括触控装置可否受控或可否识别于该电子装置；
一光学装置，用来取得该多个群组的一群组的触控装置所产生的触控点的影像；以及
一运算单元，用来接收该光学装置所取得的影像，以计算出相关于该影像的触控点的位置。
2.如权利要求1所述的光学触控系统，其中该多个触控装置可为主动式或被动式触控装置。
3.如权利要求1所述的光学触控系统，其中该电子装置是通过无线或有线连结，以分时控制该多个群组的触控装置的运作。
4.如权利要求1所述的光学触控系统，其中该控制单元是将该多个触控装置中可受控于该电子装置的触控装置分为一第一群组，将该多个触控装置中可识别于该电子装置的触控装置分为一第二群组，以及将该多个触控装置中不可受控且不可识别于该电子装置的触控装置分为一第三群组，以根据该多个触控装置的特性将该多个触控装置分为该多个群组。
5.如权利要求4所述的光学触控系统，其中于该第一群组或该第二群组的数量超过该电子装置的运算能力时，该控制单元根据该电子装置的运算能力，对该第一群组或该第二群组的触控装置进行分群。
6.如权利要求4所述的光学触控系统，其中于该第三群组的数量超过该电子装置的运算能力时，该控制单元根据该电子装置的运算能力，选择该第三群组的触控装置，使得该第三群组的数量不超过该电子装置的运算能力。
7.一种光学触控控制方法，用于一光学触控系统的一电子装置，该方法包含有：
根据该光学触控系统的多个触控装置的特性，将该多个触控装置分为多个群组，其中，该多个触控装置的特性包括触控装置可否受控或可否识别于该电子装置；
分时取得该多个群组的触控装置于该电子装置所产生的触控点的影像；以及
根据分时取得的影像，计算出相关于该影像的触控点的位置。
8.如权利要求7所述的光学触控控制方法，其中该多个触控装置可为主动式或被动式触控装置。
9.如权利要求7所述的光学触控控制方法，其还包含有通过无线或有线连结，以分时控制该多个群组的触控装置的运作。
10.如权利要求7所述的光学触控控制方法，其中根据该多个触控装置的特性将该多个触控装置分为该多个群组的步骤，包含有：
将该多个触控装置中可受控于该电子装置的触控装置分为一第一群组；
将该多个触控装置中可识别于该电子装置的触控装置分为一第二群组；以及
将该多个触控装置中不可受控且不可识别于该电子装置的触控装置分为一第三群组。
11.如权利要求10所述的光学触控控制方法，其还包含有于该第一群组或该第二群组的数量超过该电子装置的运算能力时，根据该电子装置的运算能力，对该第一群组或该第二群组中的触控装置进行分群。
12.如权利要求10所述的光学触控控制方法，其还包含有于该第三群组的数量超过该电子装置的运算能力时，根据该电子装置的运算能力，选择该第三群组的触控装置，使得该第三群组的数量不超过该电子装置的运算能力。
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