CN202512552U - 具有非朝向触摸屏之镜头的影像式触控框 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有非朝向触摸屏之镜头的影像式触控框，包括触摸屏、至少两光学镜头组、反光条和非朝向触摸屏之镜头，其中：触摸屏呈方形；光学镜头组位于该触摸屏两角，每一光学镜头组包括发光组件和摄像镜头，发光组件用以朝触摸屏边缘出光，摄像镜头用以摄录触摸屏边缘；反光条位于触摸屏边缘，用以反射发光组件提供的光线，进而使摄像镜头于操作物介入而遮断光线时，摄入遮断影像以判断操作物的位置；非朝向触摸屏之镜头摄录触摸屏的法线方向，以取得至少一辅助影像。本实用新型可以利用非朝向触摸屏之镜头提供辅助影像，搭配原本用以定位操作物的遮断影像，组合出各种衍生应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种光学触控框，特别涉及一种影像式触控框。
背景技术
如图1所示，常见的影像式触控框100是利用光学镜头组110上的发光组件，与触摸屏120边缘的反光条130建立起一个能够被操作物101介入而产生遮断阴影的位置侦测机制，并透过光学镜头组110上的摄像镜头，来取得用以判断操作物101位置的遮断影像。
因此，位于触摸屏120左上角与右上角的两个光学镜头组110各需要配备一个相应的现场可程序逻辑门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)电路；而且，整体设计上还需要一个用来整合两个FPGA电路信号的微控制器(MultipointControl Unit，MCU)电路。然而，对两个FPGA与一个MCU而言，仅仅处理简单的光亮影像上的遮断阴影，外加三角函数运算作位置定位，是相对浪费资源的。
实用新型内容
针对现有技术的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有非朝向触摸屏之镜头的影像式触控框，以扩充基本电路架构的实用性。
根据实施例，本实用新型提供的具有非朝向触摸屏之镜头的影像式触控框，包括触摸屏、至少两光学镜头组、反光条和非朝向触摸屏之镜头，其中：触摸屏呈方形；光学镜头组位于该触摸屏两角，每一光学镜头组包括发光组件和摄像镜头，发光组件用以朝触摸屏边缘出光，摄像镜头用以摄录触摸屏边缘；反光条位于触摸屏边缘，用以反射发光组件提供的光线，进而使摄像镜头于操作物介入而遮断光线时，摄入遮断影像以判断操作物的位置；非朝向触摸屏之镜头摄录触摸屏的法线方向，以取得至少一辅助影像。
根据一个实施例，本实用新型上述具有非朝向触摸屏之镜头的影像式触控框中，两光学镜头组位于触摸屏相邻的两角。
根据一个实施例，本实用新型上述具有非朝向触摸屏之镜头的影像式触控框中，两光学镜头组于触摸屏直立架设后，位于触摸屏的高处两角。
根据一个实施例，本实用新型上述具有非朝向触摸屏之镜头的影像式触控框中，非朝向触摸屏之镜头位于该触摸屏边缘，且位于两光学镜头组之间。
根据一个实施例，本实用新型上述具有非朝向触摸屏之镜头的影像式触控框中，非朝向触摸屏之镜头于触摸屏直立架设后，位于触摸屏的低处边缘。
相对于现有技术，本实用新型具有非朝向触摸屏之镜头的影像式触控框，可以利用非朝向触摸屏之镜头提供辅助影像，搭配原本用以定位操作物的遮断影像，组合出各种衍生应用。
附图说明
图1是常见影像式触控框的结构示意图。
图2是本实用新型一实施例之具有非朝向触摸屏之镜头的影像式触控框的结构示意图。
图3是本实用新型另一实施例之具有非朝向触摸屏之镜头的影像式触控框的结构示意图。
图4是本实用新型又一实施例之具有非朝向触摸屏之镜头的影像式触控框的功能方块图。
图5是图4所示之具有非朝向触摸屏之镜头的影像式触控框的操作流程图。
其中：100为常见的影像式触控框；101为操作物；110、210、310为光学镜头组；120、220、320为触摸屏；130、230、330为反光条；200、300为影像式触控框；240、340为非朝向触摸屏之镜头；311为FPGA电路；341为MCU电路；350为计算机装置；401～415为步骤。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本实用新型。这些实施例应理解为仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的保护范围。在阅读了本实用新型记载的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本实用新型权利要求所限定的范围。
如图2所示，本实用新型一实施例提供的具有非朝向触摸屏之镜头的影像式触控框中，影像式触控框200包括触摸屏220、两个位于上方的光学镜头组210、反光条230与非朝向触摸屏之镜头240。触摸屏220通常是方形或长方形，以作为电子白板使用；两个光学镜头组210位于触摸屏220之两角，只要搭配相应的算法，两个光学镜头组210也可以摆成对角的形式，但一般设计上仍以位于相邻角落为主；此外，基于保护镜头防尘的目的，两个光学镜头组210通常设置在触摸屏220的左上角与右上角。
具体而言，光学镜头组210包括一发光组件与一摄像镜头。发光组件用以朝触摸屏220之边缘出光，摄像镜头则用以摄录触摸屏220之边缘。承上所述，反光条230位于触摸屏220之边缘，用以反射发光组件所提供之光线，进而使摄像镜头于一操作物介入而遮断光线时，摄入一遮断影像以判断操作物之位置。当然，在设计上，反光条230也可代以主动式的发光条，而省略光学镜头组210中的发光组件；但基于成本与功耗考虑，本实施例仍以反光条230为主。
最后，非朝向触摸屏之镜头240系摄录触摸屏220之法线方向，以取得至少一辅助影像。举例来说，非朝向触摸屏之镜头240可以设计在触摸屏220上缘的中间位置，以倾斜向下45度角的形式拍摄触摸屏220的法线方向。藉此，如果有飞虫等杂物落在触摸屏220上，而非实际人为提供的操作物，则辅助影像上的信息即可用来修正基于遮断影像对操作物位置的判断。更进一步的说，若辅助影像搭配人脸辨识功能，即可在触摸屏220上提供个人化的预设接口让使用者操作。
如图3所示，本实用新型另一实施例提供的具有非朝向触摸屏之镜头的影像式触控框中，非朝向触摸屏之镜头340系位于触摸屏320的下缘角落；在这种设计中，是考虑到了使用环境为专业模式，而当身高较矮的幼童接近触摸屏320时，由非朝向触摸屏之镜头340取得辅助影像，判断出其非授权的使用者，进而修正基于遮断影像对操作物位置的判断，例如使儿童之操作被电路主动滤除。
如图4所示，本实用新型又一实施例提供的具有非朝向触摸屏之镜头的影像式触控框中，光学镜头组310连接FPGA电路311，非朝向触摸屏之镜头340则直接将辅助影像汇入MCU电路341，最后MCU电路341再整合两张遮断影像作操作物位置辨识，且搭配辅助影像进行各种扩充功能应用，并将操作信号提供给控制触摸屏内容之计算机装置350。
更具体的说，光学镜头组310摄入画数数据形式的遮断影像给FPGA电路311，FPGA电路311则进行截图、判别遮断点位置等功能；另一方面，非朝向触摸屏之镜头340摄取辅助影像，来进行诸如人脸辨识、肤色辨识与姿势辨识等功能于MCU电路341中。MCU电路341基于两张遮断影像的信息，具体计算出操作物的实际位置，并与辅助影像整合后一并提供给计算机装置350。辅助影像之高阶应用可能涉及需要庞大运算量的影像处理算法，故亦可从MCU电路341中分工到计算机装置350来处理。举例来说，非朝向触摸屏之镜头340搭配MCU电路341与计算机装置350，通常可进行的功能包括噪声滤除、背景处理、肤色侦测、对象连通与姿势特征比对等。
举例来说，在MCU电路341中进行影像辨识，定位影像对象之坐标点时，主要的设计理念系针对二值化与边缘侦测后的影像信息由上到下，由左到右进行扫描。若像素内容为‘0’，则定义为背景，反之为前景。整个扫描过程可区分物体侦测与边点侦测两个流程，可同时决定物体的个数以及每一个物体的边点坐标。在此，第j个物体中所包含的第i个边点坐标可定义为
其中，j＝1，...，m表示影像中侦测到m个物体，而i＝1，...，nj表示第j个物体中具有nj个边点个数。因此，整张影像中所含的边点个数为
扫描过程中，一旦侦测到物体后即进入边点侦测流程，本实施例采用八近邻搜寻法(Eight-Neighbors Searching)依序寻找边点坐标并记录至物体的边点集合Vj中。
另一方面，在MCU电路341中根据FPGA电路311预处理遮断影像后提供之像素信息，进行操作物位置定位时，点坐标的处理方式为透过角度公式算出各个像素所代表的角度信息，然后再以三角函数演算，即可得知坐标点的位置。此外，在定位算法方面，则亦可参考德州仪器公司于2007年发表在期刊Analog ApplicationJournal上的Calibration in touch-screen system一文。
如图5所示，图5是图4之具有非朝向触摸屏之镜头的影像式触控框的操作流程图。首先，如步骤401所示，启动非朝向触摸屏之镜头340；然后，如步骤402所示，抓取例如人脸等辅助影像。接下来，如步骤403所示，利用形态学进行影像处理，并如步骤404所示，判断辅助影像是否为诸如人脸等预设条件。若为是，则如步骤404、步骤405与步骤406所示，由MCU电路341通知FPGA电路311开始驱动光学镜头组310进行操作物之判读与定位。更进一步的说，光学镜头组310与非朝向触摸屏之镜头340所取得之遮断影像与辅助影像，开始进行一系列诸如步骤407到步骤413的影像处理。最后，如步骤414与步骤415所示，输出操作物坐标点位置与相关的指令到计算机装置350。
Claims (5)
1.一种具有非朝向触摸屏之镜头的影像式触控框，其特征是，包括触摸屏、至少两光学镜头组、反光条和非朝向触摸屏之镜头，其中：触摸屏呈方形；光学镜头组位于该触摸屏两角，每一光学镜头组包括发光组件和摄像镜头，发光组件用以朝触摸屏边缘出光，摄像镜头用以摄录触摸屏边缘；反光条位于触摸屏边缘，用以反射发光组件提供的光线，进而使摄像镜头于操作物介入而遮断光线时，摄入遮断影像以判断操作物的位置；非朝向触摸屏之镜头摄录触摸屏的法线方向，以取得至少一辅助影像。
2.根据权利要求1所述的具有非朝向触摸屏之镜头的影像式触控框，其特征是，两光学镜头组位于触摸屏相邻的两角。
3.根据权利要求2所述的具有非朝向触摸屏之镜头的影像式触控框，其特征是，两光学镜头组于触摸屏直立架设后，位于触摸屏的高处两角。
4.根据权利要求3所述的具有非朝向触摸屏之镜头的影像式触控框，其特征是，非朝向触摸屏之镜头位于该触摸屏边缘，且位于两光学镜头组之间。
5.根据权利要求3所述的具有非朝向触摸屏之镜头的影像式触控框，其特征是，非朝向触摸屏之镜头于触摸屏直立架设后，位于触摸屏的低处边缘。
Priority Applications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI470514B (zh) * | 2012-11-08 | 2015-01-21 | Wistron Corp | 判斷鏡頭裝置是否偏移之方法及其光學觸控系統 |
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