TWI420369B - 影像式觸控裝置及影像式觸控系統 - Google Patents

影像式觸控裝置及影像式觸控系統 Download PDF

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Description

影像式觸控裝置及影像式觸控系統
本發明係指一種影像式觸控裝置，尤指一種可組合可擴充之影像式觸控裝置。
一般來說，常見之觸控感應裝置包含電容式、電阻式、光學影像式等類型的觸控感應裝置。其中，電容式或電阻式觸控技術皆是藉由偵測人體接觸觸控面板時所產生之電氣特性(電容或電阻)，來判斷觸控事件。這種偵測方式不利於大尺寸應用，故習知技術另發展出影像式觸控系統。
影像式觸控技術係於一觸控區周圍設置紅外線光源，當物體接近或觸碰觸控區時，會產生阻斷紅外線的陰影，再透過紅外線攝影機(IR Camera)以及感測器(CMOS Sensor)擷取「陰影」內的方位、寬度、高度與尖點等資訊，進而判斷觸控位置。
影像式觸控系統的優點在於無論面積多大，都只需安裝兩個感測器於兩角落，因此在成本上更具優勢，特別是越大面積的觸控螢幕每單位面積的觸控成本越低。然而，不同尺寸的影像式觸控螢幕其感測器的解析度、聚焦範圍以及紅外線打光範圍等都需適當調整，而反光/發光邊框也需要作調整。因此，使用者無法將小尺寸的影像式觸控螢幕隨意的自行擴充尺寸。再者，觸控螢幕的外形通常為矩形，無法隨意的組合出矩形之外的觸控螢幕。因此，習知技術仍有改進之必要。
因此，本發明主要提供一種影像式觸控裝置及影像式觸控系統。
本發明揭露一種影像式觸控裝置，包含有一偵測區；複數個影像擷取模組，用來擷取該偵測區上之複數個影像；以及一處理模組，耦接於該複數個影像擷取模組，用來根據該複數個影像之變化，判斷該偵測區之一觸控情形；其中，該複數個影像擷取模組相對於該偵測區之複數個影像擷取角度皆大於90度。
本發明另揭露一種影像式觸控系統，包含有複數個影像式觸控裝置，每一影像式觸控裝置包含有一偵測區；複數個影像擷取模組，用來擷取該偵測區上之複數個影像；以及一處理模組，耦接於該複數個影像擷取模組，用來根據該複數個影像之變化，判斷該偵測區之一觸控情形；以及一觸控處理器，耦接於該複數個影像式觸控裝置之每一處理模組，用來根據該每一處理模組所判斷之該觸控情形，計算一全域性觸控情形；其中，該複數個影像擷取模組相對於該偵測區之複數個影像擷取角度皆大於90度。
請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一影像式觸控裝置10之示意圖。影像式觸控裝置10包含有一偵測區100、影像擷取模組102、104及一處理模組106。影像擷取模組102、104用來擷取偵測區100上之影像，而處理模組106則可判斷影像擷取模組102、104所擷取之影像的變化情形，並據以判斷偵測區100上之觸控情形。處理模組106判斷偵測區100上之觸控情形的原理可類似習知影像式觸控裝置，但不同的是，影像擷取模組102、104具有廣角視角，即大於90度視角。如此一來，影像擷取模組102、104可設置於偵測區100之邊緣，不限於偵測區100之角落，更重要的是，可藉此特性將多個影像式觸控裝置10擴充、組合，以達到大尺寸應用並可組合出矩形之外之形狀的觸控螢幕。
詳細而言，如第1圖所示，影像擷取模組102、104設置於偵測區100上、下邊緣，並具有180度的廣角視角，可同時截取對應於偵測區100之兩廣角影像，以供處理模組106判斷其上之觸控情形。另外，在本實施例中，處理模組106係由第一處理器108、110及一第二處理器112所組成，用以先對擷取模組102、104輸出之廣角影像進行分割，再判斷觸控情形。第一處理器108、110分別耦接至影像擷取模組102、104，用來將影像擷取模組102、104輸出之180度廣角影像依0°～90°及90°～180°(即偵測區100之左半部及右半部)之方式分割作二等分。而第二處理器112則根據等份分割之影像，判斷觸控情形。
需注意的是，影像式觸控裝置10為本發明之實施例，本領域具通常知識者當可據以做不同之修飾，而不限於此。舉例來說，影像擷取模組102、104輸出之廣角影像不限於180度，亦可為270度、360度等大於90度之視角即可。另一方面，處理模組106分割影像之目的在於使運算簡單化，然而不限於此，任何可正確判斷出觸控情形之做法，不論是否分割影像，抑或分割的角度、等份數等，皆可適用本發明；例如，可適當地調整分割之方式為0°～45°、45°～90°、90°～135°、135°～180°。
更進一步地，經由適當調整影像擷取模組之視角，可將本發明之影像式觸控裝置組合或擴充，以實現影像式觸控系統。請參考第2圖，第2圖為本發明實施例一影像式觸控系統20之示意圖。影像式觸控系統20包含有偵測區200、202、影像擷取模組204、206、208、處理模組210、212及一觸控處理器214。比較第2圖與第1圖可知，影像式觸控系統20可視為由兩個影像式觸控裝置10所組成，亦即偵測區200、影像擷取模組204、206及處理模組210之組合等同於影像式觸控裝置10，同理，偵測區202、影像擷取模組206、208及處理模組212之組合等同影像式觸控裝置10。然而，需注意的是，影像擷取模組206具有(或接近)360度之廣角視角，其由上、下影像式觸控裝置所共用。因此，影像式觸控系統20雖由兩個影像式觸控裝置10所組成，但僅需三個影像擷取模組。另一方面，在影像式觸控系統20中，觸控處理器214耦接於處理模組210、212，用來根據處理模組210、212所判斷之觸控情形，計算一全域性觸控情形。
詳細來說，處理模組210、212分別用來判斷偵測區200、202之區域(local)觸控情形，假設偵測區200、202大小皆為600×400，則組合後之觸控裝置20可視為具有一大小等同於600×800之全域(global)偵測區。因此，根據偵測區200、202之區域觸控情形，觸控處理器214可透過座標轉換的方式計算出全域偵測區之觸控情形。例如，偵測區200座標為(0～600，0～400)，而偵測區200對應於該全域偵測區之座標範圍為(0～600，400～800)。如此一來，觸控處理器214可將偵測區200上一區域觸控點(XLOCAL ，YLOCAL )對應於全域偵測區上一全域偵測點，其座標為(XGLOBAL ，YGLOBAL )=(XLOCAL ，YLOCAL +400)。換句話說，偵測區200與全域偵測區有一對應關係為XLOCAL =XGLOBAL ，YLOCAL +400=YGLOBAL 。同理，偵測202之區域觸控點亦可用同樣方法對應至全域偵測區上之全域偵測點。如此一來，只要將各區域偵測區與全域偵測區的關係事先建立，然後將各偵測區之處理模組所判斷之區域觸控點輸入到觸控處理器214作全域偵測區的座標運算，則可達到將兩影像式觸控裝置組合為一大型觸控螢幕(即影像式觸控系統20)之目的。
第2圖之影像式觸控系統20係以上、下相疊之擴充方式，利用影像式觸控裝置10實現大型觸控螢幕，然而，不限於此，任何擴充方式皆可適用本發明。舉例來說，請繼續參考第3、4圖，第3、4圖為將第1圖中影像式觸控裝置10組合成影像式觸控系統30、40之示意圖。為求簡潔，第3、4圖省略了影像式觸控系統30、40之處理模組及觸控處理器，詳細架構可參考第2圖之影像式觸控系統20。如第3圖所示，影像式觸控系統30包含有偵測區300、302、304、306、影像擷取模組308、310、312、314、316、318。影像式觸控系統30可視為由四個影像式觸控裝置10所組成，換言之，影像式觸控系統30在不更動硬體元件的情況下，可輕易藉由將四組影像式觸控裝置10並排，達到將原本觸控式螢幕做4倍面積擴充之目的。此外，影像擷取模組312、314較佳地具有(或接近)360度之廣角視角，由上、下影像式觸控裝置所共用。因此，影像式觸控系統30雖由四個影像式觸控裝置10所組成，但僅需六個影像擷取模組。
另一方面，如第4圖所示，影像式觸控系統40包含有偵測區400、402、404、406、408、影像擷取模組410、412、414、416、418、420、422、424。影像式觸控系統40可視為由五個影像式觸控裝置10依一幾何圖形排列而成，其中影像擷取模組412、418較佳地具有(或接近)360度廣角視角，由上、下影像式觸控裝置所共用。因此，影像式觸控系統40雖由五個影像式觸控裝置10所組成，但僅需八個影像擷取模組。
由上述可知，相較於習知技術無法將小尺寸影像式觸控螢幕隨意自行擴充尺寸，亦無法隨意組合出矩形之外的觸控螢幕，本發明之影像式觸控裝置可在不更動硬體元件的情況下，輕易將多個影像式觸控裝置並排，達到面積擴充之目，亦可組合出任意幾何形狀之觸控螢幕。再者，由於本發明使用具有廣角視角之影像擷取模組，可被相鄰影像式觸控裝置共用，因此於大尺寸應用時，可減少所需設置之感測器數量。另外，廣角視角之影像擷取模組可設置於偵測區之邊緣，而不限於偵測區之角落，因此可進一步提高組合應用時的設置彈性與設計自由度。
綜上所述，本發明在不更動硬體元件的情況下，可利用多個廣角影像擷取模組之影像式觸控裝置，輕易組合出大尺寸或任意幾何形狀之影像式觸控系統。
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。
10‧‧‧影像式觸控裝置
20、30、40‧‧‧影像式觸控系統
100、200、202、300、302、304、306、400、402、404、406、408‧‧‧偵測區
102、104、204、206、208、308、310、312、314、316、318、410、412、414、416、418、420、422、424‧‧‧影像擷取模組
214‧‧‧觸控處理器
106、210、212‧‧‧處理模組
108、110‧‧‧第一處理器
112‧‧‧第二處理器
第1圖為依據一實施例之一影像式觸控裝置之示意圖。
第2圖為依據一實施例一影像式觸控系統之示意圖。
第3、4圖為依據一實施例將第1圖中影像式觸控裝置組合成不同影像式觸控系統之示意圖。
10．．．影像式觸控裝置
100．．．偵測區
102、104．．．影像擷取模組
106．．．處理模組
108、110．．．第一處理器
112．．．第二處理器

Claims (17)

  1. 一種影像式觸控裝置，包含有：一偵測區；複數個影像擷取模組，用來擷取該偵測區上之複數個影像；以及一處理模組，耦接於該複數個影像擷取模組，用來根據該複數個影像之變化，判斷該偵測區之一觸控情形；其中，該複數個影像擷取模組相對於該偵測區之複數個影像擷取角度皆大於90度，且該處理模組包含有複數個第一處理器，耦接於該複數個影像擷取模組，用來根據該複數個影像擷取模組之一位置或該複數個影像擷取模組與至少另一影像式觸控裝置間之一相對位置，等份分割已擷取之該複數個影像。
  2. 如請求項1所述之影像式觸控裝置，其中該處理模組包含有：一第二處理器，耦接於該複數個第一處理器，用來根據該複數個等份分割之影像，判斷該觸控情形。
  3. 如請求項2所述之影像式觸控裝置，其中該複數個影像擷取模組相對於該偵測區之複數個影像擷取角度為360度。
  4. 如請求項3所述之影像式觸控裝置，其中該複數個第一處理器分別將該複數個影像依0°~90°、90°~180°、180°~270°及270°~360°之方式等份分割。
  5. 如請求項2所述之影像式觸控裝置，其中該複數個影像擷取模 組相對於該偵測區之複數個影像擷取角度為180度。
  6. 如請求項5所述之影像式觸控裝置，其中該複數個第一處理器分別將該複數個影像依0°~90°及90°~180°之方式等份分割。
  7. 如請求項1所述之影像式觸控裝置，其另包含一發光單元，用來產生一光源，以輔助該複數個影像擷取模組擷取該偵測區上之該複數個影像。
  8. 如請求項7所述之影像式觸控裝置，其中該發光單元為一紅外線光源。
  9. 一種影像式觸控系統，包含有：複數個影像式觸控裝置，每一影像式觸控裝置包含有：一偵測區；複數個影像擷取模組，用來擷取該偵測區上之複數個影像；以及一處理模組，耦接於該複數個影像擷取模組，用來根據該複數個影像之變化，判斷該偵測區之一觸控情形；以及一觸控處理器，耦接於該複數個影像式觸控裝置之每一處理模組，用來根據該每一處理模組所判斷之該觸控情形，計算一全域性觸控情形；其中，該複數個影像擷取模組相對於該偵測區之複數個影像擷取角度皆大於90度，且該處理模組包含有複數個第一處理器，耦接於該複數個影像擷取模組，用來根據該複數個影像擷取模組之一位置或該複數個影像擷取模組與至少另一 影像式觸控裝置間之一相對位置，等份分割已擷取之該複數個影像。
  10. 如請求項9所述之影像式觸控系統，其中該處理模組包含有：一第二處理器，耦接於該複數個第一處理器，用來根據該複數個等份分割之影像，判斷該觸控情形。
  11. 如請求項10所述之影像式觸控系統，其中該複數個影像擷取模組相對於該偵測區之複數個影像擷取角度為360度。
  12. 如請求項11所述之影像式觸控系統，其中該複數個第一處理器分別將該複數個影像依0°~90°、90°~180°、180°~270°及270°~360°之方式等份分割。
  13. 如請求項10所述之影像式觸控系統，其中該複數個影像擷取模組相對於該偵測區之複數個影像擷取角度為180度。
  14. 如請求項13所述之影像式觸控系統，其中該複數個第一處理器分別將該複數個影像依0°~90°及90°~180°之方式等份分割。
  15. 如請求項9所述之影像式觸控系統，其另包含一發光單元，用來產生一光源，以輔助該複數個影像擷取模組擷取該偵測區上之該複數個影像。
  16. 如請求項10所述之影像式觸控裝置，其中該發光單元為一紅外線光源。
  17. 如請求項9所述之影像式觸控系統，其中該複數個影像式觸控裝置中相鄰之影像式觸控裝置共用影像擷取模組。
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