CN105808016A - 光学触控装置及其触控感应方法 - Google Patents

Abstract

一种光学触控装置及其触控感应方法。此光学触控装置包括光幕产生器、光侦测装置以及运算单元。光幕产生器于侦测面上提供平行于侦测面上的光幕。光侦测装置撷取侦测面上的影像。在侦测面上没有触控物的预设时期中，运算单元控制光幕产生器产生光幕，通过光侦测装置获得第一影像，分析第一影像以获得侦测面的干扰信号，将干扰信号所在区域设定为干扰区域。在触控操作时期中，运算单元通过光侦测装置获得第二影像，分析并判断第二影像中的触控信号是否位于干扰区域中，依据未位于干扰区域中的触控信号计算触控信号各自的触控坐标。

Description

光学触控装置及其触控感应方法

技术领域

本发明涉及一种电子设备的触控感应技术，且特别涉及一种光学触控装置及其触控感应方法。

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。在以往使用于电子设备的触控技术中，以电容式触控屏幕的触控效果最好，但其成本亦最为昂贵，且仅能在屏幕的范围内来感测触控，因而限制了电容式触控屏幕的应用。为了寻求其他触控技术以广泛适用于不同的电子设备，目前有一种利用光学感测模块侦测触碰位置的光学式触控技术，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。

一般而言，目前的光学触控装置可利用红外线激光发射器在侦测面上产生激光光幕。当有任何触控物(例如光笔、手指等)在侦测面上进行触控操作(例如点击、拖曳等)时，这些位于激光幕中的触控物会反射激光而产生触控信号(例如为亮点)。此时，可利用照相机等影像撷取装置拍摄包含这些触控信号的影像，以计算出触控物在侦测面上的坐标点，完成触控坐标的定位。与光学触控技术相关的专利有中国专利公开号CN101617271A、公开号CN102999234A与公开号CN103092439A。

然而，如果光学触控装置中侦测面有部分区域因为不平坦而突起时，这些突起的干扰物可能造成激光非预期的反射，导致非预期的触控信号且使得触控感应发生误判。因此，如何避免触控感应的误判是设计光学触控装置的一个重点，亦是许多厂商致力改善的方向。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种光学触控装置及其触控感应方法。此光学触控装置可排除侦测面上干扰物所产生的影响，以防止触控感应的误判。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提供一种光学触控装置，包括光幕产生器、光侦测装置以及运算单元。光幕产生器于侦测面上提供平行于侦测面上的光幕。光侦测装置撷取侦测面上对应于光幕的影像。在侦测面上没有触控物的预设时期中，运算单元控制光幕产生器产生光幕，且通过光侦测装置获得第一影像，分析第一影像，以获得侦测面的干扰信号，并将干扰信号于侦测面上所在区域设定为干扰区域。在触控操作时期中，运算单元控制光幕产生器产生光幕且通过光侦测装置而获得第二影像，分析并判断第二影像中的触控信号是否位于干扰区域中，且依据未位于干扰区域中的触控信号计算触控信号各自的触控坐标。

在本发明一实施例中，上述的侦测面包括操作面。并且上述的运算单元依据未位于干扰区域且位于操作面中的触控信号来计算触控信号的触控坐标。

在本发明一实施例中，上述的光幕产生器为红外线光幕产生器，光幕为红外线光幕。并且上述的光侦测装置撷取对应于红外线光幕的影像。

在本发明一实施例中，上述的干扰信号是侦测面上干扰物通过光幕而产生。

在本发明一实施例中，上述的光学触控装置还包括投影设备。投影设备用以将画面投影至侦测面的全部或部分区域。

本发明的一实施例提供一种光学触控装置的触控感应方法。其中光学触控装置包括光幕产生器以及光侦测装置。光幕产生器于侦测面上提供光幕。光侦测装置撷取侦测面上对应于光幕的影像。此触控感应方法在侦测面上没有触控物的预设时期中，通过光幕产生器产生光幕且通过光侦测装置而获得第一影像。分析第一影像以获得侦测面的干扰信号。并且将干扰信号于侦测面上所在区域设定为干扰区域。在触控操作时期中，通过光幕产生器产生光幕且通过光侦测装置而获得第二影像。分析并判断第二影像中的触控信号是否位于干扰区域中。并且依据未位于干扰区域中的触控信号来计算触控信号各自的触控坐标。

在本发明一实施例中，上述的侦测面包括操作面。并且上述计算触控信号各自的触控坐标包括依据未位于干扰区域且位于操作面中的触控信号来计算触控信号的触控坐标。

基于上述，本发明实施例所述的光学触控装置可在开始进行触控操作前先辨识出侦测面上存在有干扰物的干扰区域。因此，可在进行触控操作时，排除对干扰区域的侦测而正确地计算触控坐标，以避免干扰物所产生的影响，防止触控感应的误判。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举多个实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1是依据本发明实施例所述的一种光学触控装置的方块示意图。

图2是依照本发明实施例所述的一种光学触控装置的触控感应方法的流程图。

图3A、3B、3C是依照本发明实施例所述的一种光学触控装置的触控感应方法的范例。

图4是依照本发明实施例所述的一种光学触控装置的触控感应方法的流程图。

图5是依照本发明实施例所述的一种光学触控装置的触控感应方法的范例。

具体实施方式

为了顺利辨识触控操作的触控坐标，本发明实施例提供一种光学触控装置。此光学触控装置可在接受触控操作前分析在侦测面上可能会因突起物等造成触控感应误判的干扰区域，以在进行触控感应时排除干扰物所产生的影响获取正确的触控坐标。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的多个实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本发明。

图1是依据本发明实施例所述的一种光学触控装置100的方块示意图。请参照图1。在本实施例中，光学触控装置100包括光幕产生器110、光侦测装置120以及运算单元130。光幕产生器110例如为红外线光幕产生器。在图1中，光幕产生器110可于侦测面S上提供光幕L。光幕L例如为红外线光幕，且平行于侦测面S上。

光侦测装置120可以是任何类型感测红外光影像的元件/电路。举例而言，例如为互补金属氧化物半导体(complementarymetaloxidesemiconductor,CMOS)或电荷耦合元件(charge-coupleddevice,CCD)，但本发明不以此为限。在图1中，光侦测装置120可撷取侦测面S上对应于光幕L的影像。

运算单元130例如是具有单核心或多核心的中央处理单元(CentralProcessingUnit，CPU)，或是其他可编程的一般用途或特殊用途的微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、可编程控制器等等。运算单元130耦接光幕产生器110及光侦测装置120，以实现触控感应的功能。

此外，光学触控装置100还可包括投影设备140。投影设备140可用以将画面投影至侦测面S的全部或部分区域，以让使用者依据画面所显示的信息在光幕L上进行触控操作。需说明的是，在本实施例中，光侦测装置120与运算单元130虽以各别的独立元件为例示，但本发明不以此为限。在其他的实施例中，运算单元130可与光侦测装置120互相整合设置于单一装置上，或是光侦测装置120与运算单元130整合设置在投影设备140中。以下即举实施例说明光学触控装置100执行触控感应的详细步骤。

图2是依照本发明实施例所述的一种光学触控装置的触控感应方法的流程图。请同时参照图1及图2，本实施例的触控感应方法适用于图1的光学触控装置100，以下即搭配光学触控装置100中的各项元件说明本发明的触控感应方法的各个步骤。

在步骤S210中，光学触控装置100在一开始启动时，即在侦测面S上没有触控物的预设时期中，运算单元130可通过光幕产生器110于侦测面S上产生光幕L且通过光侦测装置120而获得侦测影像。具体来说，运算单元130可先判断光学触控装置100是否进入预设时期。其中，预设时期可为光学触控装置100未接受触控操作前的状态。因此，在预设时期中尚未有任何使用者的触控物(例如光笔、手指等)在侦测面S上。如图1所示，当光学触控装置100在预设时期中，运算单元130可控制光幕产生器110产生光幕L。光幕L平行于侦测面S而射出。此时，运算单元130可通过光侦测装置120朝向侦侧面S进行影像撷取而获得无触控物的侦测影像(亦可称为第一影像)。

在步骤S220中，运算单元130可分析侦测影像以获得侦测面S的干扰信号。举例来说，图3A、3B、3C是依照本发明实施例所述的一种光学触控装置的触控感应方法的范例。在图3A中，假设在侦测面S上例如存在反光条或平面上的突起物等可影响触控判断的干扰物(例如干扰物300_1～300_3)。由光幕产生器110所发出的光幕L遇到这些干扰物300_1～300_3时会因阻挡住光幕L的路径而发生光反射，进而在光侦测装置120所撷取的侦测影像上产生对应这些光反射的干扰信号(如亮点)。因此，运算单元130可分析侦测影像而获得干扰信号及其在侦测面S上的区域位置。并且，在步骤S230中，运算单元130可将干扰信号所在区域设定为干扰区域(例如图3B所绘示的干扰区域310_1～310_3)。

在步骤S240中，在触控操作时期中，运算单元130可通过光幕产生器110产生光幕L，且运算单元130通过光侦测装置120而获得触控影像(亦可称为第二影像)。具体来说，运算单元130可先判断光学触控装置100是否进入触控操作时期。其中，触控操作时期可为光学触控装置100开始接收使用者触控操作的状态。因此，在触控操作时期中使用者会将光笔、手指等触控物触碰至侦测面S上来进行点击、拖曳等触控操作。如图1所示，当光学触控装置100在触控操作时期中，运算单元130可控制光幕产生器110于侦测面S上产生光幕L。并且当使用者对光学触控装置100进行触控操作时，运算单元130可通过光侦测装置120朝向侦测面S进行影像撷取而获得包含触控物的触控影像。

在步骤S250中，运算单元130可分析并判断触控影像中的触控信号是否位于侦测面S的干扰区域310_1～310_3中。举例来说，在图3C中，假设使用者将作为触控物的两只手指接触至侦测面S上，并且同样因触控物阻挡住光幕L的路径而发生光反射，因此在光侦测装置120所撷取的触控影像上产生对应的触控信号(例如触控信号320_1、320_2)。此时，运算单元130可将之前撷取的侦测影像与触控影像进行比较而辨识触控信号320_1、320_2，并判断触控信号320_1、320_2是否位于干扰区域310_1～310_3中。

在步骤S260中，运算单元130可依据未位于干扰区域310_1～310_3中的触控信号320_1、320_2计算触控信号320_1、320_2各自的触控坐标。具体来说，若触控信号位于任一干扰区域310_1～310_3中，则运算单元130不会进行计算，运算单元130可排除掉来自干扰区域310_1～310_3的影响而仅依据未位于干扰区域310_1～310_3中的触控信号320_1、320_2而计算触控信号320_1、320_2各自的触控坐标，例如利用三角定位法等方式来正确辨识出使用者于侦测面S上的触控位置。而光学触控装置100于启动后，运算单元130仅需通过光侦测装置120所撷取的侦测影像来计算干扰区域310_1～310_3，之后在触控操作时，运算单元130仅需将一开始撷取的侦测影像与触控影像进行比较而判断触控信号320_1、320_2是否位于干扰区域310_1～310_3中即可。需说明的是，虽然本发明实施例以两个触控信号320_1、320_2来进行说明，但对于触控物及触控信号的个数未加以限制。

在一实施例中，运算单元130亦可对光学触控装置在侦测面上的实际接受触控操作的操作面(操作区域)进行判断，并缩小侦测范围至操作面以内来进行触控操作的感应。藉此，可提升触控感应的效率。

图4是依照本发明实施例所述的一种光学触控装置的触控感应方法的流程图。请同时参照图1及图4，本实施例的触控感应方法适用于图1的光学触控装置100，以下即搭配光学触控装置100中的各项元件说明本发明的光学触控装置的触控感应方法的各个步骤。

在步骤S410中，在侦测面S上没有触控物的预设时期中，运算单元130可通过光幕产生器110于侦测面S上产生光幕L且通过光侦测装置120而获得侦测影像。在步骤S420中，运算单元130可分析侦测影像以获得侦测面S的干扰信号。在步骤S430中，运算单元130可将干扰信号所在区域设定为干扰区域。在步骤S440中，在触控操作时期中，运算单元130可通过光幕产生器110于侦测面S上产生光幕L且通过光侦测装置120而获得触控影像。在步骤S450中，运算单元130可分析并判断触控影像中的触控信号是否位于干扰区域中。此等步骤S410～S450与前述实施例的步骤S210～S250相同或相似，故其详细内容在此不再赘述。

与前述实施例不同的是，在本实施例中，运算单元130在步骤S460中，可依据未位于干扰区域且位于操作面中的触控信号来计算触控信号的触控坐标。举例来说，图5是依照本发明实施例所述的一种光学触控装置的触控感应方法的范例。在图1与图5中，运算单元130可判断在侦测面S上实际作为接收使用者触控操作区域的操作面O的范围，且操作面O的范围可涵盖部份的侦测面S。运算单元130可仅依据未位于干扰区域(例如干扰区域500_1～500_3)且位于操作面O中的触控信号(例如触控信号510_1、510_2)例如利用三角定位法等方式计算触控信号510_1、510_2于操作面O上的触控坐标，以排除对干扰区域500_1～500_3的侦测，正确辨识出使用者的触控位置。需说明的是，虽然本发明实施例以两个触控信号510_1、510_2来进行说明，但对于触控物及触控信号的个数未加以限制。

综上所述，本发明实施例的光学触控装置可通过在开始进行触控操作前且产生光幕的状态下，撷取未包含触控物(例如光笔、手指等)的影像。并且，依据此影像预先辨识出在实际发射光幕进行侦测时会干扰触控感应的干扰区域。因此，在进行触控操作时，本发明实施例的光学触控装置可排除对于干扰区域的侦测而准确地计算触控坐标，以防止触控感应的误判。

以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外，本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。

Claims (10)

1.一种光学触控装置，包括：

光幕产生器，于侦测面上提供光幕，其中所述光幕平行于所述侦测面上；

光侦测装置，撷取所述侦测面上对应于所述光幕的影像；以及

运算单元，耦接所述光侦测装置以及所述光幕产生器，其中，

在所述侦测面上没有触控物的预设时期中，所述运算单元控制所述光幕产生器以产生所述光幕，且通过所述光侦测装置而获得第一影像，分析所述第一影像，以获得所述侦测面的至少一干扰信号，并将所述至少一干扰信号于所述侦测面上所在至少一区域设定为至少一干扰区域，并且，

在触控操作时期中，所述运算单元控制所述光幕产生器产生所述光幕，且通过所述光侦测装置而获得第二影像，分析并判断所述第二影像中的至少一触控信号是否位于所述至少一干扰区域中，且依据未位于所述至少一干扰区域中的所述至少一触控信号来计算所述至少一触控信号各自的触控坐标。

2.如权利要求1所述的光学触控装置，其中所述侦测面包括操作面，且所述运算单元依据未位于所述至少一干扰区域且位于所述操作面中的所述至少一触控信号来计算所述至少一触控信号的所述触控坐标。

3.如权利要求1所述的光学触控装置，其中所述光幕产生器为红外线光幕产生器，所述光幕为红外线光幕，且所述光侦测装置撷取对应于所述红外线光幕的所述影像。

4.如权利要求1所述的光学触控装置，其中所述至少一干扰信号是所述侦测面上至少一个干扰物通过所述光幕而产生。

5.如权利要求1所述的光学触控装置，还包括：

投影设备，用以将画面投影至所述侦测面的全部或部分区域。

6.一种光学触控装置的触控感应方法，其中所述光学触控装置包括光幕产生器以及光侦测装置，且所述光幕产生器于侦测面上提供光幕，所述光侦测装置撷取所述侦测面上对应于所述光幕的影像，所述触控感应方法包括：

在所述侦测面上没有触控物的预设时期中，通过所述光幕产生器产生所述光幕且通过所述光侦测装置而获得第一影像；

分析所述第一影像以获得所述侦测面的至少一干扰信号；

将所述至少一干扰信号于所述侦测面上所在至少一区域设定为至少一干扰区域；

在触控操作时期中，通过所述光幕产生器产生所述光幕且通过所述光侦测装置而获得第二影像；

分析并判断所述第二影像中的至少一触控信号是否位于所述至少一干扰区域中；以及

依据未位于所述至少一干扰区域中的所述至少一触控信号来计算所述至少一触控信号各自的触控坐标。

7.如权利要求6所述的触控感应方法，其中所述侦测面包括操作面，并且，

计算所述至少一触控信号各自的所述触控坐标包括下列步骤：

依据未位于所述至少一干扰区域且位于所述操作面中的所述至少一触控信号来计算所述至少一触控信号的所述触控坐标。

8.如权利要求6所述的触控感应方法，其中所述光幕产生器为红外线光幕产生器，所述光幕为红外线光幕，且所述光侦测装置撷取对应于所述红外线光幕的所述影像。

9.如权利要求6所述的触控感应方法，其中所述至少一干扰信号是所述侦测面上至少一个干扰物通过所述光幕而产生。

10.如权利要求6所述的触控感应方法，其中所述光学触控装置还包括：

投影设备，用以将画面投影至所述侦测面的全部或部分区域。