CN105094276B - 具有省电机制的光学触控系统 - Google Patents

Abstract

一种具有省电机制的光学触控系统，光学触控系统包括光学感测模块与电性连接于光学感测模块的处理模块。其中，处理模块根据光学感测模块检测得的成像个数，调变处理模块的工作频率及/或工作电压，以降低处理模块的工作电量。应用此种光学触控系统于电子装置中，不仅可用以动态调整处理模块的工作频率及/或工作电压，更可通过系统的输入判断满足输出频率的工作频率及/或工作电压，以增加系统省电的功效。

Description

具有省电机制的光学触控系统

本申请是申请日为2010年11月24日、申请号为201010569267.4的发明专利申请《具有省电机制的触控系统与光学触控系统》的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种具有省电机制的触控系统与光学触控系统，特别是一种可动态调整处理模块的工作电量的触控系统与光学触控系统。

背景技术

随着电子科技的突飞猛进，计算机设备已由桌上型计算机逐渐演变成可随身携带的笔记型计算机，其中笔记型计算机的显示器(如：屏幕)又已由传统的阴极射线管(Cathode ray tube，CRT)，进展至液晶显示屏幕(Liquid Crystal Display，LCD)，甚至光学触控屏幕(Optical Touch Monitor，OTM)。其利用触控面板作为计算机设备与使用者之间的沟通接口，令使用者在不需额外通过键盘或鼠标等输入装置的前提下，即可直接通过手指触碰屏幕，以达到控制电子产品操作的目的。

近年来，随着环保意识抬头，以及计算机信息产品的推陈出新，绿色产品的观念逐渐影响到所有计算机信息产品的设计理念。其中，触控面板的节能化自然也受到相当的重视。一般而言，节省电力消耗同时具有附带的好处，包括：可延长可携式电子装置的待机时间，使用者因此得以不需时常对电子装置充电，如此便可增进使用时的便利性。

在一般常见的触控系统中，当触控点的个数越多时，其所对应的算法复杂度(complexity)也就越益复杂。因此，一般而言，为了满足系统的输出频率(Report Rate)，设计者必须确保运行算法的处理器，其运作频率/电压能满足最大复杂的算法，在此情况下，通常导致系统在低触控点时的耗电量仍然与多触控点时相同。因此不仅消耗许多不必要的电能浪费，还造成系统续电力无法延长等问题，因而引发许多使用上的不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有省电功能的触控系统与光学触控系统，以解决现有技术存在的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种触控系统，具有至少一触控区域，触控系统包括：一感测模块以及一处理模块。其中，感测模块检测触控区域上的至少一指示对象，以输出一检测结果，检测结果包含至少一触控点个数。处理模块电性连接于感测模块，并且根据检测结果执行一预定功能。其中，处理模块根据触控点个数调变处理模块的工作频率及/或工作电压，以降低处理模块的工作电量。

上述的触控系统，其中处理模块根据一误差容忍值调降处理模块的工作频率及/或工作电压，以降低处理模块的工作电量。

上述的触控系统，其中处理模块于睡眠状态会消耗一睡眠能量，处理模块根据睡眠能量调升处理模块的工作频率及/或工作电压，以降低处理模块的工作电量。

上述的触控系统，其中处理模块根据触控点个数决定一复杂度等级，并根据复杂度等级调变处理模块的工作频率及/或工作电压，以降低处理模块的工作电量。

为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种触控系统，具有至少一触控区域，触控系统包括：一感测模块以及一处理模块。其中，感测模块检测触控区域上的至少一指示对象，以输出一检测结果。处理模块电性连接于感测模块，并且根据检测结果执行一预定功能。其中，处理模块根据预定功能调变处理模块的工作频率及/或工作电压，以降低处理模块的工作电量。

为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种光学触控系统，具有至少一触控区域，光学触控系统包括：一光学感测模块以及一处理模块。其中，光学感测模块检测触控区域上的至少一指示对象，而输出至少一影像，该影像包含指示对象的成像个数。处理模块电性连接于光学感测模块，并且根据光学感测模块的检测结果，而执行一预定功能。其中，处理模块根据该影像所包含该指示对象的成像个数而调变处理模块的工作频率及/或工作电压，以降低处理模块的工作电量。

上述的光学触控系统，其中光学感测模块包括一影像传感器与一反射镜，该至少一影像所包含指示对象的成像个数包括影像传感器检测指示对象所取得的成像个数，以及影像传感器检测反射镜所取得指示对象的镜像的成像个数。

上述的光学触控系统，其中光学感测模块包括至少二影像传感器，该至少一影像所包含指示对象的成像个数为该等影像传感器所撷取到指示对象的成像个数，其包括指示对象遮蔽一光源而形成的遮蔽影像及/或指示对象反射该光源而形成的反射影像。

本发明的有益功效在于：根据本发明提出的触控系统与光学触控系统，用以动态调整处理模块的工作频率及/或工作电压，并通过系统的输入判断满足输出频率的处理模块的工作频率及/或工作电压，有效达到系统省电的功效。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1A与图1B分别为根据本发明第一实施例的触控系统的结构示意图与系统架构图；

图2为根据本发明第二实施例的光学触控系统的系统架构图；

图3A为根据图2的光学触控系统，其光学感测模块包括影像传感器与反射镜的系统架构图；

图3B为根据图2的光学触控系统，其光学感测模块包括至少二影像传感器的系统架构图。

其中，附图标记

102 感测模块

104 处理模块

200 触控区域

302 光学感测模块

304 处理模块

402 影像传感器

404 反射镜

1000 触控系统

3000 光学触控系统

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

本发明关于一种具有省电机制的触控系统，该触控系统可根据系统工作环境而调整电源管理机制，例如是根据触控的操作复杂度或者目前触控操作所对应一预定功能的特性而调整电源管理机制。而调整电源管理机制则可直接调整触控系统所使用处理器的工作频率及/或工作电压，用以在低工作负载时降低电力消耗，或者在高负载时保有足够的运算速度。

图1A与图1B分别为根据本发明第一实施例的触控系统的结构示意图与系统架构图。其中，触控系统可适于但不限于应用在笔记型计算机、可携式电子设备、通讯设备或其它电子产品上。触控系统的应用范畴并非用以限定本发明的发明范围，唯便于说明，本发明以应用于笔记型计算机的触控系统作为一实施例的说明。

请一并参阅图1A与图1B，触控系统1000包括一感测模块102以及一处理模块104，并提供笔记型计算机至少一触控区域200(例如：面板)，以供使用者接触而控制计算机设备。其中，处理模块104电性连接于感测模块102，并可根据感测模块102的检测结果执行其预定功能。一般而言，感测模块102可以是光学、电阻或电容式传感器，用以检测触控区域200上的至少一指示对象。感测模块102于检测到指示对象之后，即可据以输出一检测结果，该检测结果包括至少一触控点个数，且触控点个数为感测模块102检测到的指示对象的总个数。

该实施例中，该触控系统1000可根据感测模块102所感测到指示对象的总个数而决定一个复杂度等级，再通过该复杂度等级调整电源管理机制。详细而言，请配合参阅下述表格，为根据本发明第一实施例的触控系统，其根据触控点个数决定复杂度等级的比对参考图。

如表格所示，当指示对象出现于触控区域上，造成触控点个数为1时(意即单点触控)，其对应的复杂度等级为1；当指示对象出现于触控区域上，造成触控点个数为2(意即多点触控)，且触控点产生的区域易于判断时，其对应的复杂度等级为2；而当指示对象出现于触控区域上，造成触控点个数为2，然而触控点产生的区域不易于判断时，对应的复杂度等级则增加到3。其中，触控点产生的区域是否易于判断，可以是根据感测模块所感测到的影像信息结果是否有被遮蔽物遮住或者是影像是否有被合并(merge)而定。于此，处理模块104即可根据感测模块102的检测结果计算指示对象在触控区域上的触碰位置，进而执行其预定功能，并且处理模块104根据指示对象所出现的区域，该区域是否易于判断、及/或感测模块102所检测得的触控点个数，而决定触控点个数对应的复杂度等级。

接着，处理模块104即可根据复杂度等级，计算算法所需的运算时间单位(execution time unit)，其通过转换函数et(Cx)计算在复杂度等级为Cx时，处理模块104所需耗费的指令周期(Instruction cycle)。其中，该转换函数可由静态分析不同算法复杂度等级所需的最大指令个数(Instruction Count)，再配合处理模块104的处理特性转换为指令周期，或者由实际输入不同算法复杂度等级的样本(pattern)，统计所需的运算时间(ms)，再依据此时处理模块104的处理频率/电压，而转换为运算时间单位。

图2为根据本发明第二实施例的光学触控系统的系统架构图。其中，光学触控系统可适于但不限于应用在笔记型计算机、可携式电子设备、通讯设备或其它电子产品上。光学触控系统的应用范畴并非用以限定本发明的发明范围，唯便于说明，以下以应用于笔记型计算机的光学触控系统作为一实施例的说明。

光学触控系统3000包括一光学感测模块302以及一处理模块304，并提供笔记型计算机至少一触控区域(例如：面板)，以供使用者接触而控制计算机设备。其中，处理模块304电性连接于光学感测模块302，并可根据光学感测模块302的检测结果执行其预定功能。一般而言，光学感测模块302检测触控区域上的至少一指示对象，而输出至少一影像，该影像包含指示对象的成像个数。

详细而言，如图3A所示，光学感测模块302可包括一影像传感器402与一反射镜404。因此，当指示对象出现于触控区域时，光学感测模块302检测到的影像所包含指示对象的成像个数即包括：影像传感器402检测该指示对象所取得的成像个数，以及影像传感器402检测反射镜404所取得该指示对象的镜像的成像个数。举例而言，当指示对象的数量为一个时，影像传感器402所取得的成像个数可为二；至于当指示对象的数量为二个时，影像传感器402所取得的成像个数则可多达四个。

或者，如图3B所示，光学感测模块302可包括至少二影像传感器402，于此，光学感测模块302检测到的影像所包含指示对象的成像个数，即为各个影像传感器402所撷取到该指示对象的成像个数，其包括有：指示对象遮蔽光源而形成的遮蔽影像，及/或指示对象反射光源而形成的反射影像。举例而言，当触控区域(例如：面板)上配置有二个影像传感器402时，尽管只有一个指示对象出现在触控区域，在该二个影像传感器402各别的检测结果中，成像个数可以是(1,1)、(1,2)、(2,1)、(2,2)等，其中各个坐标值分别代表该二个影像传感器402各自检测到的指示对象的成像个数。

因此，根据本发明第二实施例的光学触控系统，在依据上述二方式撷取到光学感测模块302检测到的成像个数后，处理模块304即可根据该些成像个数、该指示对象于影像中所出现的区域、是否具有镜像及/或该区域是否易于判断，而决定其对应的复杂度等级。

接着，处理模块304即可根据光学感测模块302检测到的影像所包含的成像个数，而调变处理模块304的工作频率及/或工作电压，以降低处理模块304的工作电量。

而由于触控系统所执行功能不同时，对触控的反应时间、预期会进行操作的触控个数皆可能不尽相同，因此当已知该触控系统所执行的功能时，即可根据所执行功能的特性而予以调整处理模块304的工作频率及/或工作电压。例如直接由使用者自行设定所欲执行的功能，例如使用者所欲执行的一特定应用程序，而该触控系统则根据该特定应用程序而事先调整处理模块304的工作频率及/或工作电压。该触控系统亦可直接根据目前系统所执行功能而调整处理模块304的工作频率及/或工作电压。或者该触控系统可根据目前触控的情形而判断目前所执行的功能，例如目前触控情形符合一特定手势时即判断为一姿势操作功能，仅需判断各触控点的相对运动情形，而不需精准定位各触控点坐标，因此可降低处理模块304的工作频率及/或工作电压。以上范例仅用于举例，而非限定本发明的实施方式，且各实施方式亦可相互辅助而达到更佳的电源调整方法。

因此，如以上实施例所述，处理模块即可根据触控系统中指示对象所产生的触控点个数及/或光学触控系统中指示对象所产生的成像个数或者目前执行或欲执行的功能，而选择性地调变其预定功能、工作频率及/或工作电压，以降低处理模块的工作电量。其可以以下第一至第四模式实现。

第一：传统模式(Conservative Policy)

处理模块根据当前的触控点个数及/或成像个数所对应的运算时间，而调整处理模块的工作频率及/或工作电压，以降低电力消耗。

第二：应用模式(Application-Prediction Policy)

处理模块根据系统当下执行的应用程序的触控特性，例如：使用者预先输入或系统自动检测的应用程序种类，预测未来所需的算法复杂度，并据以调整处理模块于执行该算法复杂度对应的运算时间内的工作频率及/或工作电压，以降低电力消耗。也就是说，触控系统可根据其预定功能的不同的应用程序(例如移动坐标、绘图程序等)而调整电源管理机制。

第三：主动模式(Aggressive Policy)

处理模块根据一误差容忍值调降处理模块的工作频率及/或工作电压，以降低电力消耗。举例而言，误差容忍值可包括一容许误差门坎值(Acceptable Delay Threshold)与一容许误差时间门坎值(Acceptable Delay Length Threshold)。容许误差门坎值允许处理模块在输出频率(Report Rate)的下降幅度小于该门坎值的情况下，尽可能地降低其工作频率及/或工作电压，以降低电力消耗。而容许误差时间门坎值则限制输出频率的下降幅度小于容许误差门坎值的时间大于此容许误差时间门坎值时，停止降低其工作频率及/或工作电压，并重新提升，以维持处理模块的输出频率。主动模式由于具有误差容忍值的设定，其省电效果优于传统模式。

第四：休眠模式(Sleep-Aggressive Policy)

由于处理模块于睡眠状态(Sleep)下会消耗睡眠能量，处理模块即可根据该睡眠能量，尽可能地调升其工作频率及/或工作电压，并以较高的频率计算坐标消耗能量，以达到系统要求的输出频率，让处理模块可以尽早进入睡眠以达到省电效果。然而，休眠模式需要考虑配合到处理模块的休眠特性、处理模块进入睡眠与自睡眠状态回复的时间与耗电特性，以达到较佳的省电效果。

其中，为增强系统的省电效能，主动模式与休眠模式亦可选择性地搭配传统模式或应用模式来执行，皆隶属于本发明的发明范畴。

因此，根据本发明实施例的触控系统与光学触控系统，处理模块即可根据其预定功能、感测模块所检测得的触控点个数及/或光学感测模块所检测得的成像个数，调变处理模块的工作频率及/或工作电压，以降低处理模块的工作电量，达到系统省电的功效。其次，于本发明的较佳实施例当中，处理模块还可进一步地根据其预定功能及/或感测模块检测得的触控点个数，而调变感测模块的工作频率及/或工作电压，以进一步增加系统省电的效能。

因此，本发明提出的触控系统与光学触控系统，用以动态调整处理模块的工作频率及/或工作电压，并通过系统的输入判断满足输出频率的处理模块的工作频率及/或工作电压，有效达到系统省电的效能。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有省电机制的光学互动系统，具有至少一操作区域，其特征在于，该光学互动系统包括：

一光学感测模块，检测该操作区域上的至少一指示对象，而输出至少一影像，该至少一影像包含该指示对象的成像个数；以及

一处理模块，电性连接于该光学感测模块，该处理模块根据该光学感测模块的检测结果，而执行一预定功能；

其中，该处理模块根据该至少一影像所包含该指示对象的成像个数而调变该处理模块的一工作频率及/或一工作电压，其中当该成像个数减少时，降低该工作频率及/或该工作电压，以降低该处理模块的工作电量。

2.如权利要求1所述的具有省电机制的光学互动系统，其特征在于，该处理模块根据一误差容忍值调降该处理模块的该工作频率及/或该工作电压，以降低该处理模块的工作电量。

3.如权利要求1所述的具有省电机制的光学互动系统，其特征在于，该处理模块于睡眠状态会消耗一睡眠能量，该处理模块根据该睡眠能量调升该处理模块的该工作频率及/或该工作电压。

4.如权利要求1所述的具有省电机制的光学互动系统，其特征在于，该处理模块根据该光学感测模块输出的检测结果决定一复杂度等级，并根据该复杂度等级调变该处理模块的该工作频率及/或该工作电压，以降低该处理模块的工作电量。

5.如权利要求4所述的具有省电机制的光学互动系统，其特征在于，该处理模块根据该指示对象于该影像中所出现的区域及/或该指示对象于该影像中的成像个数，而决定该复杂度等级。

6.如权利要求1所述的具有省电机制的光学互动系统，其特征在于，该光学感测模块包括一影像传感器与一反射镜，该至少一影像所包含该指示对象的成像个数包括该影像传感器检测该指示对象所取得的成像个数以及该影像传感器检测该反射镜所取得该指示对象的镜像的成像个数。

7.如权利要求1所述的具有省电机制的光学互动系统，其特征在于，该光学感测模块包括至少二影像传感器，该至少一影像所包含该指示对象的成像个数为该至少二影像传感器所撷取到该指示对象的成像个数，其包括该指示对象遮蔽一光源而形成的遮蔽影像及/或该指示对象反射该光源而形成的反射影像。

8.如权利要求1所述的具有省电机制的光学互动系统，其特征在于，该处理模块进一步根据该预定功能调变该光学感测模块的工作频率及/或工作电压。