TW201419093A - 光學式觸控裝置和其觸控方法 - Google Patents
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Abstract
一種觸控裝置和其觸控方法。該觸控方法適用於一光學式觸控裝置,包括:藉由一光電式感測器感測在一觸控表面上之一觸碰位置存在一物體;藉由一壓力感測器感測一壓力;以及當上述壓力感測器感測到上述壓力時,藉由一處理器判斷在上述觸碰位置發生一觸碰動作。
Description
本發明係有關於一種觸控機制,且特別有關於一種觸控裝置和其觸控方法。
光學式觸控裝置是利用感光元件取得觸控平面的影像,以判斷是否有物體(如手指)碰觸到觸控平面。
然而,因為感光元件本身具有一有限體積,只能從一有限的高度偵測碰觸物體,因此所偵測到的影像也是觸控平面上方的影像,例如觸控平面上方某一高度的影像。也就是說,當手指未碰觸到觸控平面,但與觸控平面小於某一距離時,仍會判斷為手指已碰到觸控平面,因而產生錯誤的碰觸判斷。
基於上述目的,本發明實施例揭露了一種觸控方法,適用於一光學式觸控裝置,包括:藉由一光電式感測器感測在一觸控表面上之一觸碰位置存在一物體;藉由一壓力感測器感測一壓力;以及當上述壓力感測器感測到上述壓力時,藉由一處理器判斷在上述觸碰位置發生一觸碰動作。
本發明實施例更揭露了一種光學式觸控裝置,包括一觸控表面、一光電式感測器、一壓力感測器以及一處理器。該光電式感測器位於上述觸控表面的一邊緣之上,用於感測在上述觸控表面上之一觸碰位置存在一物體。該壓力感測器用於感測一壓力。該處理器耦接上述光電式感測器和上述壓力感測器,用於當上述壓力感測器感測到上述壓力
時,判斷在上述觸碰位置發生一觸碰動作。
為使本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂,下文特舉出較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
實施例中的各元件之配置係為說明之用,並非用以限制本發明。
第1圖係顯示本發明實施例中觸控裝置1的方塊圖,包括光電感測器100、玻璃102(觸控表面)、壓力感測器104、顯示螢幕106和處理器108。觸控裝置1係可為智慧型手機、平板電腦、電子閱讀器、娛樂裝置、前投影裝置、醫療裝置或其他使用觸碰方式作為輸入介面以及任何具有顯示區域與核心的電子裝置。在某些作業系統中例如微軟Windows 8,規範只有在使用者直接觸碰到觸控裝置的觸控表面時,上述作業系統才會判斷使用者的觸碰是有效的,並根據使用者的觸碰進行其他動作。觸控裝置1能利用壓力感測器104偵測使用者確實已經觸碰到玻璃表面102,進而將使用者的觸碰動作回報給作業系統,讓作業系統繼續進行其他後續動作。
光電感測器100可位於玻璃102的外框(未圖示)上方。壓力感測器104可位於玻璃102和顯示螢幕106之間,並可位於顯示螢幕106的顯示範圍之外。在某些實施例中,壓力感測器104可位於玻璃102之後可感測表面壓力的任意處。光電感測器100和壓力感測器104都耦接到處理器108,將其分別感測到的感測訊號送到處理器108進
行觸碰動作的判斷。
玻璃102的外框包含一整列光學或雷射發射裝置(未圖示),其成對掛載於對立的兩側,以形成肉眼無法辨識的光柵。該光束發射裝置可以為紅外線發光二極體(Light Emitted Diode,LED)、紅色發光二極體、綠色發光二極體、紅外光發光二極體、紅色雷射二極體或可發射其他波長光束的雷射半導體。這些光源各有特性。因此,依據應用所需視當選擇光源,可以獲得較佳的檢測結果。觸控裝置1的工作方式是由四周圍的光學或雷射發射器和光電感測器100(接收器)所組成。相應於該光學或雷射發射裝置,光電感測器100也分布在玻璃102的外框邊緣,用於偵測發射裝置所發出之光柵。光電感測器100可以是線型感測器(line sensor)或是區域型感測器(area sensor)。在某些實施例中,每個光電感測器100可以分派到玻璃102上觸碰範圍內之一對應座標或一對應範圍,並感測分派到之對應座標或對應範圍上是否存在任何物體。當光電感測器100感測到物體時即發出訊號通知處理器108,其根據光電感測器100所分派到之對應座標或對應範圍來判斷物體在玻璃102上的位置。
光學感測技術仰賴的是對玻璃表面102的光柵造成的阻斷。當一整列光學或雷射發射裝置同時發射某個波長的光束時,X軸和Y軸所產生的光柵形成矩陣形式排列。該光束發射裝置藉由發射紅外線或其他波長的光束以建立光柵。當手指之類的物體進入光柵範圍,將會阻斷光柵通過。同時,一個或多個光電感測器100會感測到光束的消失,
然後相應傳送一第一感測信號到處理器108以辨識出阻斷物體所在之X與Y座標。
在某些實施例中,光電感測器100位於光束發射裝置的相反邊,用於偵測光束發射裝置直線發出的紅外線或雷射光。當使用者以物體擋住時,發出的光束即會被阻斷,光電感測器100因此無法感測到發出的光束。在其他實施例中,光電感測器100位於光束發射裝置的相同邊,使用一反射裝置將光束發射裝置發出的紅外線或雷射加以反射至光電感測器100。當使用者以某種物體擋住時,反射光束即會被阻斷,光電感測器100因此無法感測到反射光束。在另外其他的實施例中,光束發射裝置發出的紅外線或雷射光可從玻璃102上擋住的物體反射,使光電感測器100可以感測到觸控表面上存在該物體。
光電感測器100的主要問題是光電感測器100或觸控螢幕外框的位置會稍微高於螢幕本身。因此容易在手指或觸控工具實際碰觸到螢幕表面之前被提早啟動。
壓力感測器104位於觸控裝置1的顯示螢幕106與玻璃102之間,且位於玻璃102的外框邊緣。當壓力感測器104感應到壓力時,即將一第二感測訊號送到處理器108以判斷使用者確實在玻璃102的觸碰範圍內進行觸碰或點擊動作。當壓力感測器104沒有感應到壓力,光電感測器100卻有感應到玻璃102上有物體,表示手指僅是在玻璃102上盤旋。當壓力感測器104感應到壓力,才表示手指真的碰到玻璃102。壓力感測器104可用印刷電路板製成,具有薄如紙張的優點。壓力感測器位於顯示螢幕106的顯
示區域外,是避免在顯示區域上看到壓力感測器104。
在處理器108判斷在玻璃102的觸碰範圍內使用者確實執行觸碰或點擊動作後,處理器108才將該觸碰或點擊動作回報給觸控裝置1的作業系統,藉以執行後續的程式。在某些實施例中,後續的程式是將移標移動到光電感測器100對應的座標。在其他實施例中,會根據點擊動作而進行後續的程式,例如,啟動對應的應用程式。
雖然觸控裝置1的觸控表面以玻璃102的形式實現,在某些實施例中,觸控表面可以使用其他材質實現,可以是透明或不透明的材質,並可由平面或彎曲的表面構成。透明的觸控表面,可用在手機或電腦的螢幕等觸控裝置。不透明的觸控表面,可用在使用前投影(由使用者的方向投射至投影幕)的觸控裝置。
實施例中的觸控裝置1利用壓力感測器104,提供一種可感測物體確實碰觸到觸控表面的方式,並減低觸控裝置誤判碰觸動作的機會。
第2圖係顯示本發明實施例中觸控方法2的流程圖,使用第1圖中的觸控裝置1。
在觸控方法2開始後,觸控裝置1內相關的電路的參數會初始化,處理器108將作業系統載入執行,光束發射裝置產生光柵,光電感測器100和壓力感測器104準備好偵測使用者的觸碰動作(S200)。當使用者的手指僅在玻璃102表面滑動而尚未碰到玻璃102表面時,光電感測器100首先會感測到手指存在於在玻璃102之上,進而產生第一感測訊號並將該第一感測訊號傳送給處理器108
(S202)。處理器108接著根據光電感測器100對應到之座標而判斷手指的位置(S204)。而當使用者的手指碰觸或按壓到玻璃102的表面時,壓力感測器104會感測到手指產生的壓力,進而產生第二感測訊號並將該第二感測訊號傳送給處理器108(S206)。當處理器108沒有收到該第二感測訊號時,表示使用者的手指僅在表面滑動而沒有真正接觸到玻璃102,所以觸控方法2回到步驟S204繼續感測並判斷使用者手指所在的位置。而只有當處理器108收到該第二感測訊號時,處理器108才確認使用者手指已經碰觸到玻璃102,並將手指的座標位置和/或點擊動作回報給作業系統(S208)。作業系統可根據手指的座標位置而進行後續的程式。在某些實施例中,作業系統可根據手指的座標位置移動顯示螢幕106上的游標。例如,當壓力感測器104感測到手指的接觸動作前,顯示螢幕106上的游標不移動;在判斷為手指接觸動作後,游標移動至光電感測器100感測到之手指的座標位置。在其他實施例中,作業系統可根據手指的座標位置和點擊動作而執行在顯示螢幕106上對應位置點擊的指令,例如啟始相應該座標位置的應用程式。
實施例中的觸控方法2藉由壓力感測器感測使用者的按壓動作,提供一種可感測物體確實碰觸到觸控表面的方式,並減低觸控裝置誤判碰觸動作的機會。
第3圖係顯示本發明實施例中觸控方法3的流程圖,使用第1圖中的觸控裝置1。
觸控方法3和觸控方法2類似,和觸控方法2的不同
之處在於觸控方法3在壓力感測器104感測到手指的接觸動作前,處理器108仍會座標位置先將手指在玻璃102上的座標位置回報給作業系統,作業系統會產生移動的游標影像使得顯示螢幕106上的游標仍隨手指位置座標而移動,但是作業系統不會把手指的移動判斷為碰觸或點擊動作。只有在壓力感測器104感測到手指的碰觸壓力時,處理器108才會把點擊動作的資訊回報給作業系統。
步驟S300、S302、S304、S308和第2圖中的步驟S200、S202、S204、S206完全相同,相關的敘述和細節可以參考前述段落,在此不再贅述。在步驟S306中,處理器108會在根據第一感測訊號判斷或計算出手指的座標位置後,先將手指的座標位置回報給作業系統。作業系統會產生移動的游標影像使得顯示螢幕106上的游標仍隨手指位置座標而移動,也就是說手指在觸控範圍內盤旋時,游標會隨手指移動,但是作業系統不會把手指的移動判斷為碰觸或點擊動作。而有在壓力感測器104感測到手指的接觸動作且處理器108判斷手指的接觸動作後(S308),處理器才會將該接觸動作提供給作業系統。作業系統會相應對接觸的位置,也就是游標的位置輸入點擊動作的指令(S310)。
實施例中的觸控方法3藉由壓力感測器感測使用者的按壓動作,提供另一種可感測物體確實碰觸到觸控表面的方式,並減低觸控裝置誤判碰觸動作的機會。
第4圖係顯示本發明實施例中觸控方法4的流程圖,使用第1圖中的觸控裝置1。
在觸控方法4開始後,觸控裝置1內相關的電路的參
數會初始化,處理器108將作業系統載入執行,光束發射裝置產生光柵,光電感測器100和壓力感測器104準備好偵測使用者的觸碰動作(S400)。光電感測器100會判斷是否在偵測的玻璃1上之觸控範圍上感測到存在一物體,例如使用者的手指或觸控筆。當沒有感測到任何物體時,觸控方法4會回到步驟S400繼續進行偵測。一旦感測到物體,光電感測器100即產生第一感測訊號並將該第一感測訊號傳送給處理器108以判斷物體的所在的觸碰位置(S402)。接著壓力感測器104會判斷是否感測到物體產生的壓力(S404)。如果沒有,觸控方法4會回到步驟S400繼續進行偵測。一旦感測到壓力,光電感測器104即產生第二感測訊號並將該第二感測訊號傳送給處理器108以判斷在上述觸碰位置發生發生觸碰動作(S406)。作業系統可根據手指的座標位置而進行後續的程式(S408)。在後續程式完成後,觸控方法4即結束(S410)。在某些實施例中,作業系統可根據手指的觸碰位置移動顯示螢幕106上的游標。在其他實施例中,作業系統可判斷該觸碰動作為點擊動作,並根據手指的座標位置和點擊動作而執行在顯示螢幕106上對應位置點擊的指令,例如啟始相應該座標位置的應用程式。
實施例中的觸控方法4藉由壓力感測器感測使用者的按壓動作,提供另一種可感測物體確實碰觸到觸控表面的方式,並減低觸控裝置誤判碰觸動作的機會。
說明書用到的"判斷”一詞包括計算、估算、處理、取得、調查、查找(例如在一表格、一資料庫、或其他資料構
造中查找)、確定、以及類似意義。"判斷”也包括解決、偵測、選擇、獲得、以及類似的意義。
發明描述之各種邏輯區塊、模組、以及電路可以使用通用處理器、數位訊號處理器(Digital Signal Processor,DSP)、特定應用積體電路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、或其他可程控邏輯元件、離散式邏輯電路或電晶體邏輯閘、離散式硬體元件、或用於執行本發明所描述之執行的功能之其任意組合。通用處理器可以為微處理器,或者,該處理器可以為任意商用處理器、控制器、微處理器、或狀態機。
本發明描述之各種邏輯區塊、模組、以及電路的操作以及功能可以利用電路硬體或嵌入式軟體碼加以實現,該嵌入式軟體碼可以由一處理器存取以及執行。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,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。
100‧‧‧光電感測器
102‧‧‧玻璃
104‧‧‧壓力感測器
106‧‧‧顯示螢幕
108‧‧‧處理器
S200、S202...S208‧‧‧步驟
S300、S302...S310‧‧‧步驟
S400、S402...S410‧‧‧步驟
第1圖係顯示本發明實施例中觸控裝置1的方塊圖。
第2圖係顯示本發明實施例中觸控方法2的流程圖。
第3圖係顯示本發明實施例中觸控方法3的流程圖。
第4圖係顯示本發明實施例中觸控方法4的流程圖。
1‧‧‧觸控裝置
100‧‧‧光電感測器
102‧‧‧玻璃
104‧‧‧壓力感測器
106‧‧‧顯示螢幕
108‧‧‧處理器
Claims (12)
- 一種觸控方法,適用於一光學式觸控裝置,包括:藉由一光電式感測器感測在一觸控表面上之一觸碰位置存在一物體;藉由一壓力感測器感測一壓力;以及當上述壓力感測器感測到上述壓力時,藉由一處理器判斷在上述觸碰位置發生一觸碰動作。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控方法,更包括:當判斷上述觸碰動作發生時,上述處理器根據上述觸碰位置執行一作業系統程式。
- 如申請專利範圍第2項所述之觸控方法,更包括:當判斷上述觸碰動作發生時,上述處理器根據上述觸碰位置以及上述觸碰動作判斷一點擊動作;以及上述處理器藉由上述點擊動作執行上述作業系統程式。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控方法,其中上述藉由上述光電式感測器的感測步驟包括:將上述觸碰位置分派給上述光電式感測器;以及當上述光電式感測器感測上述物體存在時,上述處理器決定上述物體存在於上述觸碰位置。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控方法,其中,上述壓力感測器位於上述光學式觸控裝置之上述觸控表面的一邊緣之下。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控方法,其中,上述壓力感測器位於上述光學式觸控裝置之上述觸控表面以 及上述光學式觸控裝置之一顯示螢幕之間。
- 一種光學式觸控裝置,包括:一觸控表面;一光電式感測器,位於上述觸控表面的一邊緣之上,用於感測在上述觸控表面上之一觸碰位置存在一物體;一壓力感測器,用於感測一壓力;以及一處理器,耦接上述光電式感測器和上述壓力感測器,用於當上述壓力感測器感測到上述壓力時,判斷在上述觸碰位置發生一觸碰動作。
- 如申請專利範圍第7項所述之光學式觸控裝置,其中,上述壓力感測器位於上述觸控表面的上述邊緣之下。
- 如申請專利範圍第7項所述之光學式觸控裝置,更包括一顯示螢幕;其中,上述壓力感測器位於上述觸控表面以及上述顯示螢幕之間。
- 如申請專利範圍第7項所述之光學式觸控裝置,其中,當判斷上述觸碰動作發生時,上述處理器根據上述觸碰位置執行一作業系統程式。
- 如申請專利範圍第10項所述之光學式觸控裝置,其中,當判斷上述觸碰動作發生時,上述處理器根據上述觸碰位置以及上述觸碰動作判斷一點擊動作,以及藉由上述點擊動作執行上述作業系統程式。
- 如申請專利範圍第7項所述之光學式觸控裝置,其中,上述處理器將上述觸碰位置分派給上述光電式感測器,以及當上述光電式感測器感測上述物體存在時,上述 處理器決定上述物體存在於上述觸碰位置。
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