TW201207699A - Optical touch system - Google Patents

Description

201207699 • > TW6093PA’ 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種光學觸控系統，且特別是有關於 一種高準確度的光學觸控系統。 【先前技術】 由於觸控螢幕的操作方便且富直覺性，因此，觸控螢 幕大量地被應用於各種電子產品，例如是手持式電子裝 Φ 置、桌上型電腦或提款機。目前，觸控螢幕可根據感測原 理區分為電阻式、電容式、超音波式及光學式觸控螢幕。 以光學式觸控螢幕而言，光學式觸控螢幕係利用使用者之 手指或者是觸控筆等物體位在觸控區内時，光源所發出的 部份的光線被物體遮擋。如此一來，根據感測器所接收到 的影像，可判斷得到物體在觸控區令的觸控點座標。 然而，隨著技術的進步，多點觸控技術的需求越來越 廣泛。然而，傳統根據感測器所接收到的影像採取單純量 φ 測角度以判斷觸控點座標的定位法，並不能充分滿足多點 觸控技術的需求。因此，如何提高判斷觸控點座標的準確 度，乃為相關業者努力之課題之一。 【發明内容】 本發明係有關於一種光學觸控系統，藉由結合觸控點 至感測模組間的角度資訊與距離資訊，以提高判斷觸控點 座標的準確度。 根據本發明之第一方面，提出一種光學觸控系統，包 201207699

TW6093PA * 括一f一光源、一第二光源、一感測模組以及—處理模 組。第二光源的點亮時序與第一光源的點亮時序相差一相 位。感測模組用以擷取關於-面板上之一觸控點的一感測 影像，並用以接收觸控點對應於第一光源的一第一反射光 及對應於第二光源的-第二反射光。處理模組用以依據感 測影像得到-角度資訊，且計算第一反射光及第二反射光 的相位差得到-距離資訊，並用以依據角度資訊與距離資 訊決定對應於觸控點之一座標。 為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文 特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： 【實施方式】 本發明係提供一種光學觸控系統，藉由計算不同反射 光間的相位差以得到觸控點至感測模組間的距離資訊，並 結合觸控點的角度資訊，故得以提高判斷觸控點座桿的準 確度。 請參照第1圖，其繪示依照本發明較佳實施例之光學 觸控系統之示意圖。光學觸控系統100係用以判斷一面板 110上的觸控點座標。在面板11G上，可藉由例如導光條 或反射鏡等多種光學元件定義出一觸控區1]5。光學觸控 系統100包括一第一光源120、一第二光源125、一感測 模組130以及一處理模組14〇。第一光源12〇及第二光源 I25點亮的頻率相同（例如100MHz)，但第一光源12〇及第 一光源125間的點亮時序相差一相位。 接下來茲舉第一光源120及第二光源125間的點亮時 201207699 • TW6093PA*

序相差】80度為例做說明，但並不限於此。請參照第2圖， 其繪示依照本發日月健實施狀第—光源、第二光源及感 測模組之示意圖。於第2圖中，第一光源12〇例如發出一 P偏振光，第二光源125例如發出—s偏振光，p偏振光 和s偏振光為兩個互相垂直的偏振光分量。感測模組13〇 包括:第一濾鏡142、一第二濾鏡144、一第一感測器152 及-第一感測器154。第—濾鏡142用以接收反射的p偏 振光/第一反射光）’第二濾鏡144用以接收反射的s偏振 光（第二反射光）。此外，亦可採用不同波長的光源，並配 以帶通滤鏡亦可達到相同效果。 感測模組130擷取關於面板110上之一觸控點A的一 感測影像，處理模組140會依據感測影像得到對應於觸控 點A之一角度資訊。同時，請參照第3圖，其繪示依照本 發明較佳實施例之第一光源12〇、第二光源125、第一感 貝J 1 52及弟一感測态154之時序波形圖。由第3圖可知， 第一感測杰152與第二感測器154係以相同的固定頻率（例 如100MHz)進行曝光的動作，可以降低整體光學觸控系統 的控制負擔。 、 第一光源120所發出的光線經觸控點a反射後，第 一反射光經由一時間差δ返回，感測模組13〇經過鏡頭組 接收第一反射光並將之會聚至第一感測器152，第—感測 為152會解析第一反射光的光強度。第二光源125所發出 的光線經觸控點A反射後，第二反射光亦經由相同的時間 差δ返回，感測模組13〇經過鏡頭組接收第二反射光並將 之會聚至第二感測器154，第二感測器154會解析第二及 201207699

TW6093PA 射光的光強度。 處理模組14〇依據第一反射光及第二反射光的光強 度的比例計算得到第一反射光及第二反射光的相位差。舉 例來說，例如第一光源120、第二光源125點亮之頻率同 為00MHz ’但點焭時序相差1 go度，若第一反射光及第 一反射光的光強度的比例為8.333 : 1.667，處理模組14〇 則可以計算得到第一反射光及第二反射光的相位差為 1·667/(8.333+1·667)χ1〇-8=1 667χ1〇-9 秒。處理模組 u〇 再 位差1.667χ1〇-9秒乘以光速即可得光行進路徑為5〇 公分，換言之，觸控點A至感測模組13〇間的距離資訊為 光行進路徑的一半25公分。 在得到角度資訊及距離資訊後，處理模組丨4 〇會結合 角度貧汛及距離資訊以精確判斷出對應於觸控點A之一 座標。 此外，由於光學鏡頭存在像差而使得視角與像高的關 係有^畸變像差，因此本實施例中之光學觸控系統1〇〇可 針對第一感測器152及第二感測器154上的成像進行處理 以補正畸艾像差所致的誤差。更進一步地’第一感測器152 及第二感測器154上成像會存在因為光程差異所造成的相 位差，此相位差來自於各元件的製造與組裝誤差。光學觸 控系統100可在適當距離設置反射板，將量測得到的相位 差值與理論相位差值做比較，即可得到基底誤差再據以進 行系統校正。 本發明上述實施例所揭露之光學觸控系統，具有多項 201207699 . .TW6093PA' 優點，以下僅列舉部分優點說明如下： 本發明之光學觸控系統，藉由計算觸控點對不同光源 的反射光之間的相位差以得到觸控點至感測模組間的距 離資訊，並結合由感測影像所得到之觸控點的角度資訊， 故得以提高判斷觸控點座標的準確度。而由於本發明的光 學觸控系統具有高準確度，故更適用於多點觸控技術的需 求。 綜上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上， φ 然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通 常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種 之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請 專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖繪示依照本發明較佳實施例之光學觸控系統 之示意圖。 第2圖繪示依照本發明較佳實施例之第一光源、第二 φ 光源及感測模組之示意圖。 第3圖繪示依照本發明較佳實施例之第一光源、第二 光源、第一感測器及第二感測器之時序波形圖。 【主要元件符號說明】 100 :光學觸控系統 110 :面板 115 :觸控區 120 :第一光源 201207699

TVV6093PA 125 :第二光源 130 :感測模組 140 :處理模組 142 :第一濾鏡 144 :第二濾鏡 152 :第一感測器 154 :第二感測器

Claims (1)

1. 201207699 - .TW6093PA' 七、申請專利範圍： 1 · 一種光學觸控系統，包括： 一第一光源； -第二光源’該第二光源的點亮時序與該第—光源的 點亮時序相差一相位； 一感測模組，用以擷取關於一面板上之一觸控點的一 感測影像，並用以接收該觸控點對應於該第一 -反射光及對應於該第二光源的—第二反:光=-弟 • 一處理模組，用以依據該感測影像得到一角度資訊， 且計算該第-反射光及該第二反射《的相位差得又到二距 離資訊，並用以依據該角度資訊與該距離:#訊決㈣應於 該觸控點之一座標。 2·如申請專利範圍第1項所述之光學觸控系統，其 令該第二光源的點亮時序與該第一光源的點亮時序相差 180 度。 3·如申請專利範圍第丨項所述之光學觸控系統，其 • 中該第一光源發出一 p偏振光，該第二光源發出一s偏振 光，該感測模組至少包括一第一濾鏡及一第二濾鏡，該第 一濾鏡用以接收反射的該P偏振光，該第二濾鏡用以接收 反射的該S偏振光。 4.如申請專利範圍第丨項所述之光學觸控系統，其 中該感測模組至少包括一第一感測器及一第二感測器，該 第一感測器用以解析該第一反射光的光強度，該第二感測 器用以解析該第二反射光的光強度，該處理模組依據該第 一反射光及該第二反射光的光強度的比例計算得到該等 9 201207699 TVV6093PA 一反射光及該第二反射光的相位差。