TWI419030B - 光學觸控系統 - Google Patents

Description

光學觸控系統

本發明是有關於一種光學觸控系統，且特別是有關於一種具有可變解析度之光學觸控系統。

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內時，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中的觸控點座標。

然而，隨著技術的進步，觸控螢幕的解析度越來越高。對應於解析度越高的觸控螢幕，由於其具有高畫素數量，故要得到觸控點座標的運算量係以倍數成長。如此一來，將導致整體系統運算的負荷過高，而使得成本提升。因此，如何優化整體光學觸控系統以提升整體效能並有效控制成本，乃為相關業者努力之課題之一。

本發明係有關於一種光學觸控系統，針對具不同光學畸變的區域以不同的放大率處理，故得以優化整體光學觸控系統。

根據本發明之第一方面，提出一種光學觸控系統，包括一基板、至少一感測器、一運算單元以及一解析單元。基板具有一觸控區。至少一感測器用以擷取觸控區之一全尺寸影像，全尺寸影像包括接近至少一感測器的光軸的一中間區域影像及一側邊區域影像。運算單元用以於一正常模式下，對中間區域影像進行取樣得到一中間壓縮影像，並傳送中間壓縮影像及側邊區域影像。解析單元用以對中間壓縮影像及側邊區域影像進行分析以得到一觸控點座標。

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：

本發明係提出一種光學觸控系統，針對具不同光學畸變的區域以不同的放大率處理，故得以利用可變的解析度優化整體光學觸控系統的運算效能。

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包括一基板110、二感測器122及124、一運算單元130以及一解析單元140。於本實施例雖以二感測器122及124為例進行說明，然實際上並不對感測器的個數做限制。在基板110上，可藉由例如導光條或反射鏡等多個光學元件定義出一觸控區115。二感測器122及124的感測範圍至少涵蓋此觸控區115。

感測器122及124用以擷取觸控區115之一全尺寸影 像，此全尺寸影像會包括接近感測器122及124的光軸的一中間區域影像115A及一側邊區域影像115B。其中，接近光軸的區域在感測器中對應配置的畫素較多。此外，遠離光軸的側邊區域影像115B的光學畸變(optical distortion)會大於接近光軸的中間區域影像115A的光學畸變。基於上述的光學特性，本實施例對中間區域影像115A及側邊區域影像115B進行不同的處理。

於一正常模式中，運算單元130對中間區域影像115A進行取樣得到一中間壓縮影像，並傳送中間壓縮影像及側邊區域影像115B給解析單元140。請參照第2A圖，其繪示依照本發明較佳實施例之在正常模式中感測器畫素之一例之示意圖。於第2A圖中，感測器中央段數目較多的畫素(高解析度)對應到中間區域影像115A，感測器兩端數目較少的畫素(低解析度)對應到側邊區域影像115B。

由於正常模式係適用於一般操作，而一般操作不需要很多的畫素即可達到所需的觸控準度(例如4mm探針)，因此對於感測器中央段的畫素可採用跳點取畫素值進行解析。亦即，運算單元130對中間區域影像115A進行取樣得到中間壓縮影像。其中，中間壓縮影像的放大率至少大於側邊區域影像115B的放大率達1.5倍。如此一來，中間壓縮影像所包含的數據量減少但不會影響到後續的影像解析動作。

在正常模式中，運算單元130傳輸至解析單元140的影像包括完整的側邊區域影像115B及經過取樣而縮小數據量的中間壓縮影像。解析單元140對中間壓縮影像及側 邊區域影像115B進行分析即可得到一觸控點座標。由於針對具不同光學畸變的區域以不同的放大率處理，故有效地降低整體系統運算的負荷量。

此外，當光學觸控系統100應用於諸如手寫辨識輸入或是畫圖等用途時，其需要較多的畫素來達到所需的觸控準度(例如2mm探針)。而通常只有中間區域影像115A能滿足如此的觸控準度要求，側邊區域影像115B則無法滿足。是故，於一高解析度模式下，運算單元130對側邊區域影像115B進行取樣得到一側邊壓縮影像，並傳送中間區域影像115A及側邊壓縮影像至解析單元140。請參照第2B圖，其繪示依照本發明較佳實施例之在高解析度模式中感測器畫素之一例之示意圖。於第2B圖中，感測器中央段數目較多的畫素(高解析度)對應到中間區域影像115A，感測器兩端數目較少的畫素(低解析度)對應到側邊區域影像115B。

由於側邊區域影像115B無法滿足高解析度模式所需的觸控準度，因此對於感測器側邊的畫素可採用跳點取畫素值進行解析。亦即，運算單元130對側邊區域影像115B進行取樣得到側邊壓縮影像。如此一來，側邊壓縮影像所包含的數據量減少但不會影響到後續的影像解析動作。更有甚者，側邊區域影像115B可被忽略而使得側邊壓縮影像的數據量降到最少。

在高解析度模式中，運算單元130傳輸至解析單元140的影像包括完整的中間區域影像115A及經過取樣而縮小數據量的側邊壓縮影像。解析單元140對中間區 域影像115A及側邊壓縮影像進行分析即可得到一觸控點座標。若是對該側邊區域影像115B忽略，則可僅傳送該中間區域影像至該解析單元，該解析單元對該中間區域影像進行分析以得到該觸控點座標。由於針對具不同光學畸變的區域以不同的放大率處理，故有效地降低整體系統運算的負荷量。

本發明上述實施例所揭露之光學觸控系統，具有多項優點，以下僅列舉部分優點說明如下：本發明之光學觸控系統，針對具不同光學畸變的區域以不同的放大倍率處理，故得以針對不同的用途而在不同的模式彈性地改變解析度，有效地降低整體系統運算的數據量，優化整體系統效能。

綜上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，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‧‧‧光學觸控系統

110‧‧‧基板

115‧‧‧觸控區

115A‧‧‧中間區域影像

115B‧‧‧側邊區域影像

122、124‧‧‧感測器

130‧‧‧運算單元

140‧‧‧解析單元

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2A圖繪示依照本發明較佳實施例之在正常模式中感測器畫素之一例之示意圖。

第2B圖繪示依照本發明較佳實施例之在高解析度模式中感測器畫素之一例之示意圖。

100‧‧‧光學觸控系統

110‧‧‧基板

115‧‧‧觸控區

115A‧‧‧中間區域影像

115B‧‧‧側邊區域影像

122、124‧‧‧感測器

130‧‧‧運算單元

140‧‧‧解析單元

Claims (5)

1. 一種光學觸控系統，包括：一基板，具有一觸控區；至少一感測器，用以擷取該觸控區之一全尺寸影像，該全尺寸影像包括接近該至少一感測器的光軸的一中間區域影像及一側邊區域影像；一運算單元，用以於一正常模式中，對該中間區域影像進行取樣得到一中間壓縮影像，並傳送該中間壓縮影像及該側邊區域影像；以及一解析單元，用以對該中間壓縮影像及該側邊區域影像進行分析以得到一觸控點座標。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控系統，其中該側邊區域影像的光學畸變(optical distortion)大於該中間區域影像的光學畸變。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控系統，其中於該正常模式下，該中間壓縮影像的放大率至少大於該側邊區域影像的放大率達1.5倍。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控系統，其中該運算單元更用於一高解析度模式中，對該側邊區域影像進行取樣得到一側邊壓縮影像，並傳送該中間區域影像及該側邊壓縮影像至該解析單元，該解析單元對該中間區域影像及該側邊壓縮影像進行分析以得到該觸控點座標。
5. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控系統，其中該運算單元更用於一高解析度模式中，對該側邊區域影像忽略，傳送該中間區域影像至該解析單元，該解析單元 對該中間區域影像進行分析以得到該觸控點座標。