CN106325611B - 光学触控装置及其宽度检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光学触控装置及其宽度检测方法。其中，光学触控装置包括至少二个感测元件、发光元件以及宽度检测模块。感测元件用以感测落于触控平面的触控物体。发光元件用以作为触控平面的光源，且配置在感测元件的其中一者的相邻处。宽度检测模块耦接到发光元件及感测元件的其中另一者。发光元件受控于宽度检测模块以发射光线。感测元件的其中另一者受控于宽度检测模块以感测光线的强度。宽度检测模块根据所感测到的光线的强度来检测感测元件之间的距离。本发明可以应用在不同尺寸的触控平面、触控面板或光学触控装置，大幅提升使用上的便利性。

Description

光学触控装置及其宽度检测方法
技术领域
本发明是有关于一种触控装置，且特别是有关于一种光学触控装置及其宽度检测方法。
背景技术
一般来说，光学触控屏幕是在屏幕的边缘设置多个光学镜头，用以拍摄触控物体在屏幕上操作的图像。接着分析所拍摄图像中的触控物体在光学触控平面中因遮蔽效应所产生的阴影或因反射效应所产生的亮点，以得出触控物体与光学镜头之间的相对角度。最后再根据光学镜头之间的距离，结合三角定位法即可得到触控物体的精确位置。
由于光学镜头通常是固定设置在光学触控装置的两端，且光学镜头之间的距离通常都是固定不变的，因此，上述的光学触控装置便只能使用在固定尺寸的屏幕上。为了让光学触控装置可应用在不同尺寸的屏幕上，可将光学触控装置设计为可伸缩式。换句话说，可伸缩式光学触控装置中的光学镜头之间的距离是可调整的。然而，使用者必须根据不同尺寸的屏幕来调整可伸缩式光学触控装置的宽度，并手动测量光学镜头之间的距离。之后还需将测量到的光学镜头之间的距离手动输入至可伸缩式光学触控装置，方能使可伸缩式光学触控装置精确地计算触控物体的位置。如此一来，将造成使用上的极度不便。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种光学触控装置及其宽度检测方法。此光学触控装置的宽度为可调整的，故可适用于不同尺寸的触控平面或触控面板。除此之外，此光学触控装置还可自动地检测调整后的宽度，以提升使用上的便利性。本发明解决了现有技术中使用者必须根据不同尺寸的屏幕来调整可伸缩式光学触控装置的宽度，并手动测量光学镜头之间的距离，还需将测量到的光学镜头之间的距离手动输入至可伸缩式光学触控装置，所造成使用极度不便的问题。
本发明的光学触控装置包括至少二个感测元件、发光元件以及宽度检测模块。这些感测元件用以感测位于触控平面的触控物体。发光元件用以作为触控平面的光源，且配置在这些感测元件的其中一者的相邻处。宽度检测模块耦接到发光元件及这些感测元件的其中另一者。发光元件受控于宽度检测模块以发射一光线。这些感测元件的其中另一者受控于宽度检测模块以感测此光线的强度。宽度检测模块根据所感测到的此光线的强度来检测这些感测元件之间的距离；所述光学触控装置还包括：一伸缩支架，其中，该至少二个感测元件分别配置于该伸缩支架的两端，且该伸缩支架用以调整该至少二个感测元件之间的该距离。
在本发明的一实施例中，上述的宽度检测模块包括打光模块、取像模块以及运算模块。打光模块耦接到发光元件以控制发光元件发射光线。取像模块耦接到这些感测元件的其中另一者，用以控制这些感测元件的其中另一者反应于光线的强度而取得一图像。运算模块耦接到取像模块以接收图像，根据图像来计算一波形的宽度，且根据此波形的宽度来获得这些感测元件之间的距离。此波形的宽度是所感测到的光线的强度不为零的视角范围。
在本发明的一实施例中，上述的运算模块根据此波形的宽度而于至少一查找表中查找出或计算出这些感测元件之间的距离。
在本发明的一实施例中，上述的宽度检测模块还包括存储模块。存储模块耦接到运算模块且用以存储至少一查找表。查找表用以预先记录在此光线的强度及特定曝光时间的情境下，此波形的宽度与这些感测元件之间的距离的关系。查找表可对应到光学触控装置的使用次数或光学触控装置所处环境的环境亮度，且使用次数关联于发光元件的强度衰减程度。
在本发明的一实施例中，上述的运算模块将此波形的宽度代入一曲线公式以计算出这些感测元件之间的距离。曲线公式是在此光线的强度及特定曝光时间的条件下，波形的宽度与这些感测元件之间的距离的一关系表示式，且曲线公式包括发光元件的一强度衰减系数或光学触控装置所处环境的亮度参数。
在本发明的一实施例中，上述的宽度检测模块包括打光模块、取像模块以及运算模块。打光模块耦接到发光元件以控制发光元件发射光线。取像模块耦接到这些感测元件的其中另一者，用以控制这些感测元件的其中另一者反应于光线的强度而取得一图像。运算模块耦接到取像模块以接收图像，根据图像来计算一波形的峰值，且根据此波形的峰值来获得这些感测元件之间的距离。此波形的峰值是所感测到的光线的强度。
在本发明的一实施例中，上述的运算模块根据此波形的峰值而于至少一查找表中查找出或计算出这些感测元件之间的距离。
在本发明的一实施例中，上述的宽度检测模块还包括存储模块。存储模块耦接到运算模块且用以存储至少一查找表。查找表用以预先记录在此光线的强度及特定曝光时间的情境下，此波形的峰值与这些感测元件之间的距离的关系。查找表可对应到光学触控装置的使用次数或光学触控装置所处环境的环境亮度，且使用次数关联于发光元件的强度衰减程度。
在本发明的一实施例中，上述的运算模块将此波形的峰值代入一曲线公式以计算出这些感测元件之间的距离。曲线公式是在此光线的强度及特定曝光时间的条件下，波形的峰值与这些感测元件之间的距离的一关系表示式，且曲线公式包括发光元件的一强度衰减系数或光学触控装置所处环境的亮度参数。
在本发明的一实施例中，当上述的光学触控装置重新启动时，宽度检测模块重新检测这些感测元件之间的距离。
在本发明的一实施例中，当上述的光学触控装置运作时，宽度检测模块持续地检测这些感测元件之间的距离。
在本发明的光学触控装置的宽度检测方法中，光学触控装置的至少二个感测元件用以感测位于一触控平面的一触控物体，且光学触控装置的发光元件用以作为触控平面的光源。光学触控装置的宽度检测方法包括以下步骤：控制发光元件发射一光线，其中发光元件配置在这些感测元件的其中一者的相邻处；通过这些感测元件的其中另一者来感测此光线的强度；以及根据所感测到的光线的强度来检测这些感测元件之间的距离；将该至少二个感测元件分别配置于该光学触控装置的一伸缩支架的两端，并通过该伸缩支架来调整该至少二个感测元件之间的该距离。
在本发明的一实施例中，上述通过这些感测元件的其中另一者感测此光线的强度的步骤包括：控制这些感测元件的其中另一者反应于此光线的强度而取得一图像。上述根据所感测到的光线的强度来检测这些感测元件之间的距离的步骤包括：根据图像来计算一波形的宽度；以及根据此波形的宽度来获得这些感测元件之间的距离。此波形的宽度是所感测到的光线的强度不为零的视角范围。
在本发明的一实施例中，上述根据此波形的宽度来获得这些感测元件之间的距离的步骤包括：根据此波形的宽度而于至少一查找表中查找出或计算出这些感测元件之间的距离。
在本发明的一实施例中，上述的光学触控装置的宽度检测方法还包括：预先建立并存储上述查找表。上述查找表用以预先记录在此光线的强度及特定曝光时间的情境下，此波形的宽度与这些感测元件之间的距离的关系。上述查找表对应到光学触控装置的使用次数或光学触控装置所处环境的环境亮度，且使用次数关联于发光元件的强度衰减程度。
在本发明的一实施例中，上述根据此波形的宽度来获得这些感测元件之间的距离的步骤包括：将此波形的宽度代入一曲线公式以计算出这些感测元件之间的距离。此曲线公式是在此光线的强度及特定曝光时间的条件下，此波形的宽度与这些感测元件之间的距离的一关系表示式，且曲线公式包括发光元件的强度衰减系数或光学触控装置所处环境的亮度参数。
在本发明的一实施例中，上述通过这些感测元件的其中另一者感测此光线的强度的步骤包括：控制这些感测元件的其中另一者反应于此光线的强度而取得一图像。上述根据所感测到的光线的强度来检测这些感测元件之间的距离的步骤包括：根据图像来计算一波形的峰值；以及根据此波形的峰值来获得这些感测元件之间的距离。此波形的峰值是所感测到的光线的强度。
在本发明的一实施例中，上述根据此波形的峰值来获得这些感测元件之间的距离的步骤包括：根据此波形的峰值而于至少一查找表中查找出或计算出这些感测元件之间的距离。
在本发明的一实施例中，上述的光学触控装置的宽度检测方法还包括：预先建立并存储上述查找表。上述查找表用以预先记录在此光线的强度及特定曝光时间的情境下，此波形的峰值与这些感测元件之间的距离的关系。上述查找表对应到光学触控装置的使用次数或光学触控装置所处环境的环境亮度，且使用次数关联于发光元件的强度衰减程度。
在本发明的一实施例中，上述根据此波形的峰值来获得这些感测元件之间的距离的步骤包括：将此波形的峰值代入一曲线公式以计算出这些感测元件之间的距离。此曲线公式是在此光线的强度及特定曝光时间的条件下，此波形的峰值与这些感测元件之间的距离的一关系表示式，且曲线公式包括发光元件的强度衰减系数或光学触控装置所处环境的亮度参数。
在本发明的一实施例中，上述的宽度检测方法在光学触控装置重新启动时被执行，以重新检测这些感测元件之间的距离。
在本发明的一实施例中，上述的宽度检测方法在光学触控装置运作时持续地被执行，以随时检测这些感测元件之间的距离。
基于上述，在本发明上述实施例的光学触控装置中，发光元件可配置在感测元件的其中一者的相邻处以发射一光线，并通过感测元件的其中另一者来感测此光线的强度。如此一来，宽度检测模块便可根据所感测到的光线的强度来自动判断感测元件之间的距离。因此，本发明上述实施例的光学触控装置可应用在不同尺寸的触控平面、触控面板或光学触控装置。除此之外，由于本发明实施例的光学触控装置可自动地检测出感测元件之间的距离，故使用者无须手动测量调整过后的感测元件之间的距离，也无须将手动测量到的感测元件之间的距离手动输入至光学触控装置。如此一来，可大幅提升使用上的便利性。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
下面的所附附图是本发明的说明书的一部分，绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起说明本发明的原理。
图1A及图1B是依照本发明一实施例所绘示的光学触控装置应用于一触控平面的架构示意图。
图2A是图1A所绘示的光学触控装置中，感测元件及发光元件的一组装位置情境示意图。
图2B是图1A所绘示的光学触控装置中，感测元件及发光元件的另一组装位置情境示意图。
图2C是图1A所绘示的光学触控装置中，感测元件及发光元件的又一组装位置情境示意图。
图3A是图2A的感测元件的视角与感测元件所感测到的光线的强度值(光强)的关系示意图。
图3B是图2B的感测元件的视角与感测元件所感测到的光线的强度值的关系示意图。
图3C是图2C的感测元件的视角与感测元件所感测到的光线的强度值的关系示意图。
图4A绘示在不同的强度衰减系数下，感测元件之间的距离与波形的宽度的关系示意图。
图4B绘示在不同的强度衰减系数下，感测元件之间的距离与波形的峰值的关系示意图。
图5绘示本发明一实施例的光学触控装置的宽度检测方法的步骤流程图。
符号说明：
100、100’：光学触控装置
120：感测元件
140：感测元件
160：发光元件
180：宽度检测模块
182：打光模块
184：取像模块
186：运算模块
188：存储单元
190：伸缩支架
900：触控平面
D、D1、D2、D3：距离
LUT1～LUTn：查找表
OB：触控物体
P：强度衰减系数
PV1、PV2、PVn：数值
P1、P2、P3、Pn：峰值
S500、S510、S520：步骤
WAV1、WAV2、WAV3、WAVn：波形
W1、W2、W3、Wn：宽度
具体实施方式
现将详细参考本发明的示范性实施例，在附图中说明所述示范性实施例的实例。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件代表相同或类似部分。
本发明的示范性实施例的光学触控装置可包括至少二个感测元件、一发光元件以及一宽度检测模块。此至少二个感测元件可用以感测位于一触控平面的一触控物体。发光元件可用以作为触控平面的光源，且可配置在此至少二个感测元件的其中一者的相邻处。宽度检测模块可耦接到发光元件及此至少二个感测元件的其中另一者。发光元件可受控于宽度检测模块以发射一光线。此至少二个感测元件的其中另一者受控于宽度检测模块以感测光线的强度。宽度检测模块可根据所感测到的光线的强度来检测此至少二个感测元件之间的距离。
为了便于说明，以下将以两个感测元件为范例来进行说明，多于两个感测元件的实施例可依下述说明而依此类推。以下请同时参照图1A及图1B，图1A及图1B是依照本发明一实施例所绘示的光学触控装置100、100’应用于一触控平面900的架构示意图。光学触控装置100、100’可包括感测元件120、140、发光元件160以及宽度检测模块180。感测元件120与140可用以感测位于触控平面900上的触控物体OB。发光元件160可用以作为触控平面900的光源。
在本发明的一实施例中，感测元件120与140可例如是光感应元件或是摄影镜头，而发光元件160可例如是发光二极管(LED)光源，但本发明并不以此为限。触控物体OB可依触控平面900感应型态的不同而可以是反光笔或可自行发光的物件或是可遮断背光源的手指或触控笔。
宽度检测模块180可以采用硬件、韧体或软件的方式来实现。宽度检测模块180若是采用硬件来实现，则宽度检测模块180可以是由多个电路芯片所完成，也可以由单一整合电路芯片来达成，但本发明实施例并非以此为限制。上述多个电路芯片或是单一整合电路芯片可通过专用集成电路(ASIC)或可编程逻辑阵列(FPGA)来实现。宽度检测模块180若是采用韧体或软件来实现，则宽度检测模块180可以是存储在存储器而由处理器或微控制器所载入执行的软件或机器可执行程序代码。上述存储器可例如是随机存取存储器、只读存储器、快闪存储器、随身硬盘等等，可用以存储上述软件或机器可执行程式代码。
在图1A所示的示范性实施例中，发光元件160可配置在感测元件120的相邻处。举例来说，发光元件160可与感测元件120上下交迭或左右并排，但本发明实施例不限制发光元件160与感测元件120如何相邻。宽度检测模块180可耦接到发光元件160及感测元件140。发光元件160可受控于宽度检测模块180以发射光线，感测元件140可受控于宽度检测模块180以感测发光元件160所发出的光线的强度。宽度检测模块180可根据感测元件140所感测到的光线的强度而检测出感测元件120与140之间的距离D。
可以理解的是，在图1A所示的示范性实施例中，可通过配置在触控平面900右上方的发光元件160发射光线，并通过配置在触控平面900左上方的感测元件140感测发光元件160所发出的光线的强度，但本发明并不以此为限。在图1B所示的示范性实施例中，发光元件160可配置在感测元件140的相邻处。举例来说，发光元件160可与感测元件140上下交迭或左右并排，但本发明不限于此。宽度检测模块180可耦接到发光元件160及感测元件120。发光元件160可受控于宽度检测模块180以发射光线，感测元件120可受控于宽度检测模块180以感测发光元件160所发出的光线的强度。宽度检测模块180可根据感测元件120所感测到的光线的强度而检测出感测元件120与感测元件140之间的距离D。可以理解的是，在图1B所示的示范性实施例中，乃是通过配置在触控平面900左上方的发光元件160发射光线，并通过配置在触控平面900右上方的感测元件120感测发光元件160所发出的光线的强度。
由于图1B所示的光学触控装置100’的架构及运作类似于图1A所示的光学触控装置100，故以下将仅针对图1A所示的光学触控装置100进行详细说明，而图1B所示的光学触控装置100’的架构及运作则可参考以下图1A的相关说明类推得之。
以下请再参照图1A，光学触控装置100还可包括伸缩支架190，其中感测元件120、140可分别配置于伸缩支架190的两端。如此一来，可通过伸缩支架190来调整感测元件120、140之间的距离D，以使光学触控装置100可适用于不同尺寸的触控平面900，但本发明并不以此为限。在本发明的其他实施例中，也可将感测元件120、140直接配置在不同尺寸的触控平面900的其中一侧(例如上侧，但不限于此)的两端，并固定感测元件120、140的旋转角度，如此一来，则无须通过伸缩支架190来调整感测元件120、140之间的距离D。
以下请同时参照图1A、图2A～图2C，图2A是图1A所绘示的光学触控装置100中，感测元件120、140及发光元件160的一组装位置情境示意图。图2B是图1A所绘示的光学触控装置100中，感测元件120、140及发光元件160的另一组装位置情境示意图。图2C是图1A所绘示的光学触控装置100中，感测元件120、140及发光元件160的又一组装位置情境示意图。值得注意的是，图2A所示的感测元件120与140之间的距离D1大于图2B所示的感测元件120与140之间的距离D2，而图2B所示的感测元件120与140之间的距离D2则大于图2C所示的感测元件120与140之间的距离D3。
配置在感测元件120相邻处的发光元件160可用以发出特定光强的光线。感测元件140的视角可例如为90度，但本发明不限于此。在本发明的其他实施例中，感测元件140的视角也可大于90度。值得注意的是，感测元件140所感测到的光线的强度将随着感测元件140与感测元件120(或发光元件160)之间的距离D1、D2、D3的增加而逐渐递减。举例来说，图2A的感测元件140所感测到的光线的强度值为16烛光，图2B的感测元件140所感测到的光线的强度值为32烛光，而图2C的感测元件140所感测到的光线的强度值为64烛光。
以下请同时参照图1A、图2A～图2C及图3A～图3C。图3A是图2A的感测元件140的视角与感测元件140所感测到的光线的强度值(光强)的关系示意图。图3B是图2B的感测元件140的视角与感测元件140所感测到的光线的强度值的关系示意图。图3C是图2C的感测元件140的视角与感测元件140所感测到的光线的强度值的关系示意图。其中，图3A～图3C所示的波形WAV1、WAV2、WAV3的峰值P1、P2、P3可分别为感测元件140所感测到的光线的强度值，而波形WAV1、WAV2、WAV3的宽度W1、W2、W3则是感测元件140所感测到的光线的强度值不为零的视角范围。
举例来说，图3A所示的波形WAV1的峰值P1为16(对应到图2A的感测元件140所感测到的光线的强度值为16)，图3B所示的波形WAV2的峰值P2为32(对应到图2B的感测元件140所感测到的光线的强度值为32)，图3C所示的波形WAV3的峰值P3为64(对应到图2C的感测元件140所感测到的光线的强度值为64)。除此之外，图3A所示的波形WAV1的宽度W1小于图3B所示的波形WAV2的宽度W2，而图3B所示的波形WAV2的宽度W2则小于图3C所示的波形WAV3的宽度W3。换句话说，感测元件140与感测元件120(或发光元件160)之间的距离D1、D2、D3越远，感测元件140所感测到的光线的强度越弱，且波形WAV1、WAV2、WAV3的宽度W1、W2、W3越窄。基此，光学触控装置100便可根据波形WAV1、WAV2、WAV3的宽度W1、W2、W3或是峰值P1、P2、P3来获得感测元件120与140之间的距离D1、D2、D3。
以下将针对宽度检测模块180进行说明。请重新参照图1A，宽度检测模块180可包括打光模块182、取像模块184以及运算模块186。打光模块182、取像模块184以及运算模块186可以采用硬件、韧体或软件的方式来实现。若是采用硬件来实现，则打光模块182、取像模块184以及运算模块186可以分别由多个电路芯片所完成，也可以分别由单一整合电路芯片来达成，但本发明并非以此为限制。上述多个电路芯片或是单一整合电路芯片可通过专用集成电路(ASIC)或可编程逻辑阵列(FPGA)来实现。打光模块182、取像模块184以及运算模块186若是采用韧体或软件来实现，则打光模块182、取像模块184以及运算模块186可以是存储在存储器而由处理器或微控制器所载入执行的软件或机器可执行程式代码。上述存储器可例如是随机存取存储器、只读存储器、快闪存储器、随身硬盘等等，可用以存储上述软件或机器可执行程式代码。
打光模块182可耦接到发光元件160以控制发光元件160发射光线。取像模块184可耦接到感测元件140。取像模块184用以控制感测元件140反应于光线的强度而取得图像。运算模块186可耦接到取像模块184以接收图像。运算模块186可根据图像来计算一波形WAVn的宽度Wn或峰值Pn，且可根据波形WAVn的宽度Wn或峰值Pn来获得感测元件120与140之间的距离D。如同先前所述，波形WAVn的峰值Pn是感测元件140所感测到的光线的强度，且波形WAVn的宽度Wn是所感测到的光线的强度不为零的视角范围。
进一步来说，在设计光学触控装置100时，可通过打光模块182控制发光元件160发射特定光强的光线，并通过取像模块控制感测元件140的一特定曝光时间，再由运算模块186记录不同距离(例如图2A～图2C所示的距离D1、D2、D3)条件下的波形(例如波形WAV1、WAV2、WAV3)的宽度(例如宽度W1、W2、W3)或峰值(例如峰值P1、P2、P3)，以预先建立一查找表LUT1。如此一来，当光学触控装置100在进行运作时，运算模块186即可根据波形WAVn的宽度Wn或峰值Pn而于查找表LUT1中查找出或计算出感测元件120与140之间的距离D。
举例来说，当光学触控装置100在进行运作时，若运算模块186所计算出来的波形WAVn的宽度Wn(或峰值Pn)实质上等于W1(或P1)时，运算模块186则可于查找表LUT1中查找出感测元件120与140之间的距离D为D1。如此一来，光学触控装置100便可根据感测元件120与140之间的距离D为D1、感测元件120、140与触控物体OB之间的角度以及三角定位法来检测出触控物体OB的精确位置。
另一方面，倘若运算模块186所计算出来的波形WAVn的宽度Wn(或峰值Pn)位于宽度W1(或峰值P1)与宽度W2(或峰值P2)之间时，运算模块186则可根据查找表LUT1查找出宽度W1(或峰值P1)所对应的距离为D1，且根据查找表LUT1查找出宽度W2(或峰值P2)所对应的距离为D2，之后再结合内差法以计算出感测元件120与140之间的距离D。
在此值得一提的是，发光元件160可能会随着光学触控装置100的使用次数(或是使用年次)的增加而老化。因此，发光元件160所发出的光线的强度可能会随着光学触控装置100的使用次数(或是使用年次)的增加而衰减。换句话说，光学触控装置100的使用次数与发光元件160的强度衰减程度相关联。如此一来，宽度检测模块180所检测到的感测元件120与140之间的距离D的精确度可能会受到发光元件160的强度衰减程度的影响。为了解决此一问题，在设计光学触控装置100时可预先建立多个查找表LUT1～LUTn，其中查找表LUT1～LUTn可分别对应到不同的使用次数(或是使用年次)。举例来说，当光学触控装置100的使用次数为小于100次(或是使用年次小于1年)时，运算模块186可采用查找表LUT1来查找出感测元件120与140之间的距离D。而当光学触控装置100的使用次数介于100次与200次之间(或是使用年次介于1年与2年之间)时，运算模块186则可采用查找表LUT2来查找出感测元件120与140之间的距离D。其余可依此类推，故不再赘述。
除此之外，光学触控装置100所处环境的亮度也可能会影响宽度检测模块180所检测到的感测元件120与140之间的距离D的精确度。因此，在本发明的另一实施例中，查找表LUT1～LUTn也可分别对应到不同的环境亮度。特别是，环境亮度可通过感测元件120或感测元件140对光学触控装置100所处的环境进行感测而获得。
在本发明的一实施例中，上述的查找表LUT1～LUTn可内建于运算模块186中，但本发明不限于此。在本发明的其他实施例中，宽度检测模块180还可包括存储单元188。存储单元188可耦接到运算模块186且可用以存储查找表LUT1～LUTn。在本发明的一实施例中，存储单元188可例如是只读存储器或快闪存储器，但本发明不限于此。
在本发明的另一实施例中，运算模块186也可将波形WAVn的宽度Wn或峰值Pn代入一曲线公式FUN以计算出感测元件120与140之间的距离D。
进一步来说，在设计光学触控装置100时，可通过打光模块182控制发光元件160发射特定光强的光线，并通过取像模块控制感测元件140的一特定曝光时间，再由运算模块186记录不同距离(例如图2A～图2C所示的距离D1、D2、D3)下的波形(例如波形WAV1、WAV2、WAV3)的宽度(例如宽度W1、W2、W3)或峰值(例如峰值P1、P2、P3)，以预先计算出曲线公式FUN。换句话说，曲线公式FUN为波形(例如波形WAV1、WAV2、WAV3)的宽度(例如宽度W1、W2、W3)或峰值(例如峰值P1、P2、P3)与感测元件120、感测元件140之间的距离(例如距离D1、D2、D3))的关系表示式。如此一来，当光学触控装置100在进行运作时，运算模块186即可将波形WAVn的宽度Wn或峰值Pn代入曲线公式FUN以计算出感测元件120与感测元件140之间的距离D。接着，光学触控装置100便可根据感测元件120与感测元件140之间的距离D、感测元件120、感测元件140与触控物体OB之间的角度以及三角定位法来检测出触控物体OB的精确位置。
值得一提的是，由于发光元件160可能会随着光学触控装置100的使用次数(或是使用年次)的增加而老化。换句话说，发光元件160所发出的光线的强度可能会随着光学触控装置100的使用次数(或是使用年次)的增加而衰减。如此一来，宽度检测模块180所检测到的感测元件120与感测元件140之间的距离D的精确度可能会受到发光元件160的强度衰减程度的影响。因此，曲线公式FUN可包括发光元件160的强度衰减系数P，其中不同的使用次数(或是使用年次)对应到不同的强度衰减系数P。举例来说，当光学触控装置100的使用次数为小于100次(或是使用年次小于1年)时，运算模块186可采用强度衰减系数P为数值PV1来计算感测元件120与感测元件140之间的距离D。而当光学触控装置100的使用次数介于100次与200次之间(或是使用年次介于1年与2年之间)时，运算模块186则可采用强度衰减系数P为数值PV2来计算感测元件120与感测元件140之间的距离D。其余可依此类推，故不再赘述。
以下请同时参照图1A、图4A与图4B，图4A绘示在不同的强度衰减系数P下，感测元件120、感测元件140之间的距离D与波形WAVn的宽度Wn的关系示意图，图4B绘示在不同的强度衰减系数P之下，感测元件120、140之间的距离D与波形WAVn的峰值Pn的关系示意图。如同先前所述，波形WAVn的宽度Wn或波形WAVn的峰值Pn即是对应到感测元件140所感测到的光线的强度。因此，可以理解的是，当感测元件120、感测元件140之间的距离D不变时，感测元件140所感测到的光线的强度会随着发光元件160的使用次数(或是使用年次)的增加而减弱，如图4A及图4B所示。
除此之外，光学触控装置100所处环境的明亮程度也可能会影响宽度检测模块180所检测到的感测元件120与感测元件140之间的距离D的精确度。因此，在本发明的另一实施例中，曲线公式FUN还可包括光学触控装置100所处环境的亮度参数。特别是，亮度参数可通过感测元件120或感测元件140对光学触控装置100所处的环境进行感测而获得。
在本发明的一实施例中，当光学触控装置100重新启动时，宽度检测模块180将重新检测感测元件120与感测元件140之间的距离D。如此一来，当使用者调整光学触控装置100中的感测元件120与感测元件140之间的距离D并将光学触控装置100重新启动时，宽度检测模块180即可自动检测出感测元件120与感测元件140之间的距离D。
在本发明的另一实施例中，当光学触控装置100运作时，宽度检测模块180可持续地检测感测元件120与感测元件140之间的距离D。如此一来，即便使用者在光学触控装置100的运作期间调整感测元件120与感测元件140之间的距离D，宽度检测模块180仍可随时地自动检测出调整过后的感测元件120与感测元件140之间的距离D。
图5绘示本发明一实施例的光学触控装置的宽度检测方法的步骤流程图。以下请同时参照图1A与图5，如同先前所述，感测元件120与140可用以感测位于触控平面900的触控物体OB。发光元件160可用以作为触控平面900的光源。本范例实施例的光学触控装置100的宽度检测方法可包括如下步骤。首先，在步骤S500中，控制发光元件160发射光线，其中发光元件160配置在这些感测元件的其中一者(例如图1A所示的感测元件120)的相邻处。接着，在步骤S510中，通过这些感测元件的其中另一者(例如图1A所示的感测元件140)来感测光线的强度。之后，在步骤S520中，根据所感测到的光线的强度来检测这些感测元件(例如图1A所示的感测元件120与140)之间的距离。
另外，本发明的实施例的光学触控装置的宽度检测方法可以由上述各图示实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。
综上所述，在本发明上述实施例的光学触控装置中，发光元件可配置在感测元件的其中一者的相邻处以发射一光线，并通过感测元件的其中另一者来感测此光线的强度。如此一来，宽度检测模块便可根据所感测到的光线的强度来自动判断感测元件之间的距离。因此，本发明上述实施例的光学触控装置可应用在不同尺寸的触控平面、触控面板或光学触控装置。除此之外，由于本发明实施例的光学触控装置可自动地检测出感测元件之间的距离，故使用者无须手动测量调整过后的感测元件之间的距离，也无须将手动测量到的感测元件之间的距离手动输入至光学触控装置。如此一来，可大幅提升使用上的便利性。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当以申请专利范围所界定者为准。

Claims (22)

1.一种光学触控装置，其特征在于，所述光学触控装置包括：
至少二个感测元件，用以感测位于一触控平面的一触控物体；
一发光元件，用以作为该触控平面的光源，且配置在该至少二个感测元件的其中一者的相邻处；以及
一宽度检测模块，耦接到该发光元件及该至少二个感测元件的其中另一者，
其中，该发光元件受控于该宽度检测模块以发射一光线，该至少二个感测元件的其中该另一者受控于该宽度检测模块以感测该光线的强度，且该宽度检测模块根据所感测到的该光线的该强度来检测该至少二个感测元件之间的距离；
所述光学触控装置还包括：一伸缩支架，
其中，该至少二个感测元件分别配置于该伸缩支架的两端，且该伸缩支架用以调整该至少二个感测元件之间的该距离。
2.如权利要求1所述的光学触控装置，其特征在于，该宽度检测模块包括：
一打光模块，耦接到该发光元件以控制该发光元件发射该光线；
一取像模块，耦接到该至少二个感测元件的其中该另一者，用以控制该至少二个感测元件的其中该另一者反应于该光线的该强度而取得一图像；以及
一运算模块，耦接到该取像模块以接收该图像，根据该图像来计算一波形的一宽度，且根据该波形的该宽度来获得该至少二个感测元件之间的该距离，
其中该波形的该宽度是所感测到的该光线的该强度不为零的视角范围。
3.如权利要求2所述的光学触控装置，其特征在于，该运算模块根据该波形的该宽度而于至少一查找表中查找出或计算出该至少二个感测元件之间的该距离。
4.如权利要求3所述的光学触控装置，其特征在于，该宽度检测模块还包括：
一存储模块，耦接到该运算模块且用以存储该至少一查找表，
其中该至少一查找表用以预先记录在该光线的该强度及特定曝光时间的情境下，该波形的该宽度与该至少二个感测元件之间的该距离的关系，
其中该至少一查找表对应到该光学触控装置的至少一使用次数或该光学触控装置所处环境的至少一环境亮度，且该至少一使用次数关联于该发光元件的强度衰减程度。
5.如权利要求2所述的光学触控装置，其特征在于，
该运算模块将该波形的该宽度代入一曲线公式以计算出该至少二个感测元件之间的该距离，
其中该曲线公式是在该光线的该强度及特定曝光时间的条件下，该波形的该宽度与该至少二个感测元件之间的该距离的一关系表示式，且该曲线公式包括该发光元件的一强度衰减系数或该光学触控装置所处环境的一亮度参数。
6.如权利要求1所述的光学触控装置，其特征在于，该宽度检测模块包括：
一打光模块，耦接到该发光元件以控制该发光元件发射该光线；
一取像模块，耦接到该至少二个感测元件的其中该另一者，用以控制该至少二个感测元件的其中该另一者反应于该光线的该强度而取得一图像；以及
一运算模块，耦接到该取像模块以接收该图像，根据该图像来计算一波形的一峰值，且根据该波形的该峰值来获得该至少二个感测元件之间的该距离，
其中该波形的该峰值是所感测到的该光线的该强度。
7.如权利要求6所述的光学触控装置，其特征在于，该运算模块根据该波形的该峰值而于至少一查找表中查找出或计算出该至少二个感测元件之间的该距离。
8.如权利要求7所述的光学触控装置，其特征在于，该宽度检测模块还包括：
一存储模块，耦接到该运算模块且用以存储该至少一查找表，
其中该至少一查找表用以预先记录在该光线的该强度及特定曝光时间的情境下，该波形的该峰值与该至少二个感测元件之间的该距离的关系，
其中该至少一查找表对应到该光学触控装置的至少一使用次数或该光学触控装置所处环境的至少一环境亮度，且该至少一使用次数关联于该发光元件的强度衰减程度。
9.如权利要求6所述的光学触控装置，其特征在于，
该运算模块将该波形的该峰值代入一曲线公式以计算出该至少二个感测元件之间的该距离，
其中该曲线公式是在该光线的该强度及特定曝光时间的条件下，该波形的该峰值与该至少二个感测元件之间的该距离的一关系表示式，且该曲线公式包括该发光元件的一强度衰减系数或该光学触控装置所处环境的一亮度参数。
10.如权利要求1所述的光学触控装置，其特征在于，
当该光学触控装置重新启动时，该宽度检测模块重新检测该至少二个感测元件之间的该距离。
11.如权利要求1所述的光学触控装置，其特征在于，
当该光学触控装置运作时，该宽度检测模块持续地检测该至少二个感测元件之间的该距离。
12.一种光学触控装置的宽度检测方法，其特征在于，该光学触控装置的至少二个感测元件用以感测落于一触控平面的一触控物体，且该光学触控装置的一发光元件用以作为该触控平面的光源，该宽度检测方法包括：
控制该发光元件发射一光线，其中该发光元件配置在该至少二个感测元件的其中一者的相邻处；
通过该至少二个感测元件的其中另一者来感测该光线的强度；以及
根据所感测到的该光线的该强度来检测该至少二个感测元件之间的距离；
将该至少二个感测元件分别配置于该光学触控装置的一伸缩支架的两端，并通过该伸缩支架来调整该至少二个感测元件之间的该距离。
13.如权利要求12所述的光学触控装置的宽度检测方法，其特征在于，所述通过该至少二个感测元件的其中该另一者感测该光线的该强度的步骤包括：
控制该至少二个感测元件的其中该另一者反应于该光线的该强度而取得一图像，
其中所述根据所感测到的该光线的该强度来检测该至少二个感测元件之间的该距离的步骤包括：
根据该图像来计算一波形的一宽度；以及
根据该波形的该宽度来获得该至少二个感测元件之间的该距离，
其中该波形的该宽度是所感测到的该光线的该强度不为零的视角范围。
14.如权利要求13所述的光学触控装置的宽度检测方法，其特征在于，所述根据该波形的该宽度来获得该至少二个感测元件之间的该距离的步骤包括：
根据该波形的该宽度而于至少一查找表中查找出或计算出该至少二个感测元件之间的该距离。
15.如权利要求14所述的光学触控装置的宽度检测方法，其特征在于，所述光学触控装置的宽度检测方法还包括：
预先建立并存储该至少一查找表，
其中该至少一查找表用以预先记录在该光线的该强度及特定曝光时间的情境下，该波形的该宽度与该至少二个感测元件之间的该距离的关系，
其中该至少一查找表对应到该光学触控装置的至少一使用次数或该光学触控装置所处环境的至少一环境亮度，且该至少一使用次数关联于该发光元件的强度衰减程度。
16.如权利要求13所述的光学触控装置的宽度检测方法，其特征在于，所述根据该波形的该宽度来获得该至少二个感测元件之间的该距离的步骤包括：
将该波形的该宽度代入一曲线公式以计算出该至少二个感测元件之间的该距离，
其中该曲线公式是在该光线的该强度及特定曝光时间的条件下，该波形的该宽度与该至少二个感测元件之间的该距离的一关系表示式，且该曲线公式包括该发光元件的一强度衰减系数或该光学触控装置所处环境的一亮度参数。
17.如权利要求12所述的光学触控装置的宽度检测方法，其特征在于，所述通过该至少二个感测元件的其中该另一者感测该光线的该强度的步骤包括：
控制该至少二个感测元件的其中该另一者反应于该光线的该强度而取得一图像，
其中所述根据所感测到的该光线的该强度来检测该至少二个感测元件之间的该距离的步骤包括：
根据该图像来计算一波形的一峰值；以及
根据该波形的该峰值来获得该至少二个感测元件之间的该距离，
其中该波形的该峰值是所感测到的该光线的该强度。
18.如权利要求17所述的光学触控装置的宽度检测方法，其特征在于，所述根据该波形的该峰值来获得该至少二个感测元件之间的该距离的步骤包括：
根据该波形的该峰值而于至少一查找表中查找出或计算出该至少二个感测元件之间的该距离。
19.如权利要求18所述的光学触控装置的宽度检测方法，其特征在于，所述光学触控装置的宽度检测方法还包括：
预先建立并存储该至少一查找表，
其中该至少一查找表用以预先记录在该光线的该强度及特定曝光时间的情境下，该波形的该峰值与该至少二个感测元件之间的该距离的关系，
其中该至少一查找表对应到该光学触控装置的至少一使用次数或该光学触控装置所处环境的至少一环境亮度，且该至少一使用次数关联于该发光元件的强度衰减程度。
20.如权利要求17所述的光学触控装置的宽度检测方法，其特征在于，所述根据该波形的该峰值来获得该至少二个感测元件之间的该距离的步骤包括：
将该波形的该峰值代入一曲线公式以计算出该至少二个感测元件之间的该距离，
其中该曲线公式是在该光线的该强度及特定曝光时间的条件下，该波形的该峰值与该至少二个感测元件之间的该距离的一关系表示式，且该曲线公式包括该发光元件的一强度衰减系数或该光学触控装置所处环境的一亮度参数。
21.如权利要求12所述的光学触控装置的宽度检测方法，其特征在于，该宽度检测方法在该光学触控装置重新启动时被执行，以重新检测该至少二个感测元件之间的该距离。
22.如权利要求12所述的光学触控装置的宽度检测方法，其特征在于，该宽度检测方法在该光学触控装置运作时持续地被执行，以随时检测该至少二个感测元件之间的该距离。
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