TW201312422A - 具軌跡偵測功能之光學觸控系統及方法 - Google Patents

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Abstract

具軌跡感測功能之光學觸控系統包含一光源，用來發射一特定光線；一感測陣列，用來在一預定時間內，取樣一指示物反射該特定光線之光線，以據以產生一第一與一第二感測影像訊號；一移動偵測器，用來根據該第一與該第二感測影像訊號，判斷該指示物移動之軌跡以輸出一動態向量訊號；以及一處理器，用來根據該動態向量訊號與該預定時間，控制一目標物之移動行為；其中該指示物係於該感測陣列之一第一區域內移動。

Description

具軌跡偵測功能之光學觸控系統及方法
本發明係有關一種觸控系統，更明確地說，係有關一種具有軌跡偵測功能的光學觸控系統。
一般的觸控系統主要包含一觸控板、一處理裝置，以及一顯示面板。通常使用者會將手指放在觸控板上移動，以透過處理裝置，來對應地移動顯示面板中之一目標物(如一游標)。在先前技術中，通常使用者手指移動的距離會等於游標移動的距離。換句話說，觸控板的大小需得和顯示面板一樣大，而會使得成本上升。若要縮小觸控板的大小，便得將游標所移動的距離，設定為手指移動的距離的一個固定的倍數，然而這樣做會降低觸控板的精確度。舉例來說，若觸控板僅寬X，則若使用者要將游標向右移動2X，他必須要將手指放在觸控板上，並向右移動兩次，每次最多移動X，才能使得游標向右移動2X。或者，將觸控板上所偵測到手指的移動距離資訊乘以兩倍，如此使用者便可向右移動一次X，而可讓游標向右移動2X，但這麼作就降低了精確度。因此，在先前技術的觸控系統中，製造商得面臨成本增加或精確度下降的難題。
本發明提供一種具軌跡感測功能之光學觸控系統。該光學觸控系統包含一光源，用來發射一特定光線；一感測陣列，用來在一預定時間內，取樣一指示物反射該特定光線之光線，以據以產生一第一與一第二感測影像訊號；一移動偵測器，用來根據該第一與該第二感測影像訊號，判斷該指示物移動之軌跡以輸出一動態向量訊號；以及一處理器，用來根據該動態向量訊號與該預定時間，控制該目標物之移動行為；其中該指示物係於該感測陣列之一第一區域內移動。
本發明另提供一種控制一光學觸控系統之方法。該方法包含偵測一指示物於一預定時間內之一動態向量訊號；以及根據該動態向量訊號與該預定時間，控制一目標物移動。
本發明之光學觸控系統可包含一處理器，或者與一處理器連接，用以控制一顯示面板中一目標物的移動。
請參考第1圖。第1圖係為說明本發明之具軌跡感測功能之光學觸控系統100之示意圖，在本實施例中，光學觸控系統包含處理器。光學觸控系統包含包含一濾光器(filter)210、一感測陣列220、一接近(proximity)偵測器250、一移動偵測器270、一光源280、一處理器130，以及一顯示面板110。另外，於本發明的實施例中，將觸控板定義為濾光器210與感測陣列220的結合。
濾光器210用來過濾一特定波段的光線，如可見光範圍的波段。因此，感測陣列220所感測到的光線便集中於濾光器210所未濾除的波段，如不可見光的波段。而光源280便根據此一特性，發射不可見光，如此，當使用者欲移動顯示面板110上之游標C時，會將其手指F(即指示物)靠近到光學式觸控板(其中包含濾光器210以及感測陣列220)上，此時手指F便可以穿透濾光器210來抵達感測陣列220。
然後使用者可以移動他的手指F，以移動游標C。這時候光源280所發出的光線會被手指F反射至感測陣列240，由於感測陣列220加設了濾光器210，因此感測陣列220所偵測到的光線便可判斷是由光源280所發射，再經過手指F反射的光線，使感測陣列220得以在一預定時間內，持續取樣手指F反射該特定光線之光線，以據以產生一第一感測影像訊號以及一第二感測影像訊號。
因此，利用光源280所發出的不可見光，讓手指F可在感測陣列220上成像以產生感測影像訊號IR，其感測影像形狀可例如為指紋形狀。接近偵測器250便可根據感測影像訊號IR，判斷手指F與感測陣列220的距離D1，以據以產生控制訊號SC2，來控制移動偵測器270的啟動與關閉。
更明確地說，接近偵測器250根據感測影像訊號IR所反映出的光線強度，判斷手指F與感測陣列220的距離D1。當所判斷的距離D1大於一指示距離時，表示手指F可能沒有在感測陣列220的周圍，此時可不需要作移動偵測，因此控制訊號SC2會關閉移動偵測器270以節省電力。反之，當所判斷的距離D1小於該指示距離時，表示手指F應該靠近於感測陣列220，此時便需要作移動偵測，因此控制訊號SC2會啟動移動偵測器270以進行移動偵測。
移動偵測器270用來接收感測陣列220所產生的感測影像訊號IR，並根據連續數個感測影像訊號IR的變化，來判斷手指F的軌跡(亦即移動方向資訊與移動距離資訊)，而產生一動態向量訊號MV。動態向量訊號MV包含手指F的移動距離資訊(相對距離)與移動角度。
舉例來說，實際上感測陣列220會以一固定頻率來對手指F進行取樣，因此相鄰的兩張感測影像訊號IR1與IR2(未圖示)的差異即為動態向量訊號MV。也就是說，移動偵測器270可將後一張感測影像訊號IR2減去前一張感測影像訊號IR1，便可得到手指F的動態向量訊號MV。再者，由於知道感測陣列220之取樣頻率，因此可以知道相鄰感測影像訊號IR1與IR2間隔的時間。如此一來，根據手指F的動態向量訊號MV以及相鄰感測影像訊號IR1與IR2間隔的時間，便可得知手指F於移動時的速度資訊與加速度資訊。
處理器130接收動態向量訊號MV，並套入一預定的演算法，產生控制訊號SC6，以移動顯示面板110上的游標C。舉例來說，處理器130可以設計為根據動態向量訊號MV與手指F移動的速度資訊，來移動游標C；或者，根據動態向量訊號MV與手指F移動的加速度資訊，來移動游標C，加速度資訊可由分析速度資訊而獲得。
另外，處理器130亦可耦接於感測陣列220(未圖示)。由於透過移動偵測器270得到的資訊(動態向量訊號MV)並無法得知手指F的實際位置，因此若為了要得知手指F的實際位置(亦即手指於觸控板上的位置)，處理器130便需直接接收感測影像訊號IR。得知手指F的位置的好處係在於處理器130可另外再根據手指F的位置，來控制游標C移動的方式。
以下圖式將以實例說明本發明之光學觸控系統100之運作方式。於下列圖式中，係以俯視的方式來表現光學觸控系統100，且為了方便說明，省略濾光器210。另外，下列實施例僅說明感測陣列220取樣到相鄰兩感測影像訊號而得出的動態向量訊號MV，多個感測影像訊號的運作方式可以依此類推不再贅述。
請參考第2圖。第2圖係為說明本發明之光學觸控系統100根據指示物之位移、角度與速度資訊，來移動目標物之示意圖。如第2圖所示，動態向量訊號MV表示手指F以角度Q2，移動了距離D2。原本游標C會同樣以角度Q2，移動距離資訊D2；然而處理器130另外根據了手指F移動的速度資訊V(D2/T，T為感測陣列220之取樣週期)，調高了游標C所移動的距離成為D3。也就是說，距離D3與D2以及速度資訊V的關係可以如下式來表示：D3=D2×V×C=D2×D2/T×C=CD22/T，其中C為一常數。舉例來說，設常數C為1，若使用者在5秒(T)內以定速度資訊移動了10公厘(D2)，所造成游標移動的距離為20公厘(D3=102/5)；若使用者在2秒(T)內以定速度資訊移動了10公厘(D2)，所造成游標移動的距離為=50公厘(D3=102/2)。
請參考第3圖。第3圖係為說明本發明之光學觸控系統100根據指示物之位移、角度與加速度資訊，來移動目標物之示意圖。如第3圖所示，動態向量訊號MV表示手指F以角度Q4，移動了距離D4。原本游標C會同樣以角度Q4，移動距離資訊D4；然而處理器130另外根據了手指F移動的加速度資訊E(E可為D2/(T2)，其中T為感測陣列220之取樣週期時間)，調高了游標C所移動的距離成為D5。也就是說，距離D5與D4以及加速度資訊E的關係可以如下式來表示：D5=D4×E×C=D4×D4/T2×C=CD42/T2，其中C為一常數。舉例來說，設常數C為1，若使用者在5秒(T)內以從0開始加速而移動了10公厘(D4)，所造成游標移動的距離4公厘(D5=102/52)；若使用者在2秒(T)內以定速度資訊移動了10公厘(D4)，所造成游標移動的距離25公厘(D5=102/22)。
請參考第4圖。第4圖係為說明當指示物之位置位於一特定區域時，本發明之光學觸控系統100以別種方式來移動目標物之示意圖。如第4圖所示，本發明可定義區域A1為一特定區域，以執行另一種移動目標物的方式。當手指F落於區域A1內且停駐時，處理器130可設定游標C根據先前移動的方向，持續移動，而移動的速度資訊可以設定為先前移動的速度資訊或一預定速度資訊，並不影響本發明適用。意即可將感測陣列區分為第一區域與第二區域，當指示物於第一區域內移動時，感測陣列持續輸出動態向量訊號以移動該目標物，當指示物移動至該感測陣列之一第二區域且停駐於該第二區域時，以停駐前之該動態向量訊號使該目標物持續移動。
第5A圖與第5B圖說明本發明之光學式觸控系統中觸控板與顯示面板之間關係的示意圖。第5A圖表示光學式觸控板與顯示面板之間有重疊的區域，也就是說光學式觸控板設置於顯示面板的上方。這種實施方式常應用於現今之智慧型手機。第5B圖表示光學式觸控板與顯示面板之間沒有重疊的區域。這種實施方式常應用於筆記型電腦。本發明之光學式觸控系統可以第5A圖或第5B圖來實現，亦即可應用於智慧型手機、筆記型電腦，或其他電子裝置。在第5A圖的實現方式下，亦即所謂直接接觸，處理器130所使用的函數可為線性函數。較佳地，手指F移動多少，目標物C就移動多少，或成一倍數比例關係。在第5B圖的實現方式下，亦即所謂間接接觸，處理器130所使用的函數可為非線性函數。較佳地，游標C所移動的距離會大於手指F所移動的距離。
另外，使用者可將上述第2、3、4圖所述的實施例于以結合或修改，例如同時考慮速度資訊與加速度資訊、或在特定區域內只考慮角度而不考慮速度資訊與加速度資訊...等，其變化不勝枚舉，應為本領域具有通常知識者所能輕易推導，因此不再贅述。
總結來說，本發明所提供的光學觸控系統，可以根據指示物(手指)的速度資訊與動態向量訊號，來選擇性地移動所顯示的目標物(游標)。如此一來，當使用者想要讓游標移動較大的距離，使用者可以以較快的速度資訊移動手指，游標便會移動較大的距離。或者，使用者可以移動手指至一特定區域，讓游標持續往該方向移動。因此，本發明提供了可以降低觸控板尺寸(亦即降低感測陣列/濾光器的大小)同時維持精準度的方案，以讓使用者更方便使用本發明之光學觸控系統。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100．．．光學觸控系統
110．．．顯示面板
130．．．處理器
210．．．濾光器
220．．．感測陣列
250．．．接近感測器
270．．．移動偵測器
280．．．光源
IR．．．感測影像訊號
SC2、SC6．．．控制訊號
MV．．．動態向量訊號
F．．．手指
C．．．游標
D1、D2、D3、D4、D5．．．距離
Q2、Q4、Q5．．．角度
第1圖係為說明本發明之具軌跡感測功能之光學觸控系統之示意圖。
第2圖係為說明本發明之光學觸控系統根據指示物之位移、角度與速度資訊，來移動目標物之示意圖。
第3圖係為說明本發明之光學觸控系統根據指示物之位移、角度與加速度資訊，來移動目標物之示意圖。
第4圖係為說明當指示物之位置位於一特定區域時，本發明之光學觸控系統以別種方式來移動目標物之示意圖。
第5圖說明本發明之光學式觸控系統中觸控板與顯示面板間的關係的示意圖。
100．．．光學觸控系統
110．．．顯示面板
130．．．處理器
210．．．濾光器
220．．．感測陣列
250．．．接近感測器
270．．．移動偵測器
280．．．光源
IR．．．感測影像訊號
SC2、SC6．．．控制訊號
MV．．．動態向量訊號
F．．．手指
C．．．游標
D1．．．距離

Claims (13)

  1. 一種具軌跡感測功能之光學觸控系統，用以根據感測的軌跡，移動一顯示面板中之一目標物，該光學觸控系統包含：一光源，用來發射一特定光線；一感測陣列，用來在一預定時間內，持續取樣一指示物反射該特定光線之光線，以據以產生一第一感測影像訊號以及一第二感測影像訊號，分別與一第一感測影像訊號以及一第二感測影像訊號相關；以及一移動偵測器，用來根據該第一與該第二感測影像訊號，輸出一動態向量訊號，代表該指示物移動之軌跡；其中該指示物係於該感測陣列之一第一區域內移動。
  2. 如請求項1所述之光學觸控系統，另包含一處理器，用來根據該動態向量訊號與該預定時間，控制該目標物之移動。
  3. 如請求項1所述之光學觸控系統，另包含：一接近偵測器，用來判斷該指示物與該光學觸控系統之間之一指示距離；其中當該接近偵測器判斷該指示距離大於一預定值時，該移動偵測器關閉。
  4. 如請求項1所述之光學觸控系統，其中該動態向量訊號包含一移動距離資訊與一移動方向資訊；該移動方向資訊用以移動該目標物；該移動距離資訊與該預定時間，用以產生一速度資訊，並根據該速度資訊與該移動距離資訊，移動該目標物。
  5. 如請求項1所述之光學觸控系統，其中當該指示物移動至該感測陣列之一第二區域且停駐於該第二區域時，以停駐前之該動態向量訊號使該目標物持續移動。
  6. 如請求項5所述之光學觸控系統，其中該目標物持續根據一預定速度資訊移動。
  7. 如請求項1所述之光學觸控系統，另包含一濾光器，設置於該感測陣列，以濾除非該光源所發射之光線。
  8. 一種控制一光學觸控系統的方法，用以根據感測的軌跡，移動一顯示面板中之一目標物，該方法包含：在一預定時間內，持續取樣一指示物反射該特定光線之光線，以據以產生一第一影像訊號以及一第二影像訊號，分別與一第一感測影像訊號以及一第二感測影像訊號相關；根據該第一與該第二感測影像訊號，輸出一動態向量訊號，代表該指示物移動之軌跡；其中該指示物係於該感測陣列之一第一區域內移動。
  9. 如請求項8所述之方法，其中根據該動態向量訊號與該預定時間，控制該目標物移動，包含：根據該動態向量訊號之一移動方向資訊，移動該目標物；根據該動態向量訊號之一移動距離資訊與該預定時間，產生一速度資訊；以及根據該移動距離資訊與該速度資訊，移動該目標物。
  10. 如請求項8所述之方法，另包含：偵測該指示物與該光學觸控系統之間的距離。
  11. 如請求項10所述之方法，其中當該指示物與該光學觸控系統之間的距離大於一預定值時，停止偵測該指示物之動態向量訊號。
  12. 如請求項8所述之方法，另包含：偵測該指示物於該光學觸控系統之一位置；以及當該位置位於該光學觸控系統之一特定區域且停駐於該特定區域時，以以停駐前之該動態向量訊號使該目標物持續移動。
  13. 如請求項12所述之方法，其中控制該目標物持續移動包含：控制該目標物持續以一預定速度資訊移動。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI497378B (zh) * 2013-11-26 2015-08-21 Pixart Imaging Inc 光學觸控系統及其懸浮判斷方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI476702B (zh) * 2012-03-16 2015-03-11 Pixart Imaging Inc 使用者辨識系統及辨識使用者的方法
US20140085245A1 (en) * 2012-09-21 2014-03-27 Amazon Technologies, Inc. Display integrated camera array
CN103345248B (zh) * 2013-06-28 2015-12-09 深圳市江波龙电子有限公司 一种双路运动设备的控制方法、装置及系统
JP6335015B2 (ja) * 2014-05-08 2018-05-30 キヤノン株式会社 情報処理装置、情報処理方法およびプログラム
CN110717154A (zh) * 2018-07-11 2020-01-21 中国银联股份有限公司 运动轨迹的特征处理方法、设备以及计算机存储介质
CN111401307B (zh) * 2020-04-08 2022-07-01 中国人民解放军海军航空大学 基于深度度量学习的卫星遥感图像目标关联方法和装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5880717A (en) * 1997-03-14 1999-03-09 Tritech Microelectronics International, Ltd. Automatic cursor motion control for a touchpad mouse
US7855718B2 (en) * 2007-01-03 2010-12-21 Apple Inc. Multi-touch input discrimination
US20090289902A1 (en) * 2008-05-23 2009-11-26 Synaptics Incorporated Proximity sensor device and method with subregion based swipethrough data entry
US8334849B2 (en) * 2009-08-25 2012-12-18 Pixart Imaging Inc. Firmware methods and devices for a mutual capacitance touch sensing device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI497378B (zh) * 2013-11-26 2015-08-21 Pixart Imaging Inc 光學觸控系統及其懸浮判斷方法

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