TWI458942B - 校正光學感測訊號之方法及光學感測裝置 - Google Patents

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校正光學感測訊號之方法及光學感測裝置
本發明係相關於一種校正光學感測訊號之方法，尤指一種可減少因光源不均勻或感測單元特性差異而產生之誤差之校正光學感測訊號之方法。
隨著相關科技的進步，光學感測技術逐漸被應用於各種電子裝置上，舉例來說，光學感測技術可應用於電子裝置之觸控輸入功能，讓使用者能以觸控之方式輸入指令，或者，光學感測技術可應用於電子裝置之影像掃瞄功能，讓使用者能利用電子裝置掃瞄物件之影像。然而，光學感測技術需要光源(例如背光光源)以對物件進行感測，當投射於光學感測陣列之光線不均勻時，光學感測陣列產生之光學感測訊號會有誤差，另外，光學感測陣列之感測單元之間之響應特性會因元件之訊雜比(signal to noise ratio,SNR)差異而不一致。因此，習知光學感測技術容易因光源不均勻或感測單元特性差異而使得光學感測訊號失真。
本發明提供一種校正光學感測訊號之方法，該方法包含於一光源關閉時產生一第一組參考資料；於該光源開啟至一第一亮度且未感測物件時產生一第二組參考資料；根據該第一組參考資料及該第二 組參考資料產生一第一組校正參數；於該光源開啟至該第一亮度時感測一物件以產生一第一組感測資料；根據該第一組感測資料及該第二組參考資料得到一第二組感測資料；及根據該第二組感測資料及該第一組校正參數得到一第一組校正感測資料。
本發明另提供一種光學感測裝置，該光學感測裝置包含一光源，用以產生光線；一光學感測陣列，用以根據該光源產生之光線感測物件；及一校正單元，用以校正該光學感測陣列之光學感測訊號；其中該光學感測陣列於一光源關閉時產生一第一組參考資料；該光學感測陣列於該光源開啟至一第一亮度且未感測物件時產生一第二組參考資料；該校正單元根據該第一組參考資料及該第二組參考資料產生一第一組校正參數；該光學感測陣列於該光源開啟至該第一亮度時感測一物件以產生一第一組感測資料；該校正單元根據該第一組感測資料及該第二組參考資料得到一第二組感測資料；及該校正單元根據該第二組感測資料及該第一組校正參數得到一第一組校正感測資料。
相較於先前技術，本發明提供一種校正光學感測訊號之方法及其光學感測裝置。本發明校正光學感測訊號之方法可有效地消除因光線不均勻而產生之誤差以及因感測單元訊雜比不一致而產生之誤差，因此。本發明校正光學感測訊號之方法可使光學感測裝置之光學感測訊號不失真。
請參考第1圖，第1圖為本發明光學感測裝置100的示意圖。如第1圖所示，本發明光學感測裝置100包含光源110，光學感測陣列120，及控制器130。光源110係用以產生光線，並將光線投射至光學感測陣列120上。光源110可為背光光源或其他類型之光源。光學感測陣列120包含複數個感測單元122，用以根據光源110產生之光線感測物件。控制器130包含校正單元132，用以校正光學感測陣列120之光學感測訊號。
請同時參考第2至7圖，並一併參考第1圖。第2圖為本發明光學感測裝置100產生第一組參考資料的示意圖，第3圖為本發明光學感測裝置100產生第二組參考資料的示意圖，第4圖為本發明光學感測裝置100產生第一組校正參數的示意圖，第5圖為本發明光學感測裝置100產生第一組感測資料的示意圖，第6圖為本發明光學感測裝置100得到第二組感測資料的示意圖，第7圖為本發明光學感測裝置100得到第一組校正感測資料的示意圖。
如第2圖所示，當光源110關閉時，光學感測陣列120可相對應地產生第一組參考資料R11-R33，第一組參考資料R11-Rmn係用以校正感測單元122之響應特性，使感測單元122之響應特性一致。
如第3圖所示，當光源110開啟至第一亮度且光學感測陣列120未感測物件時，光學感測陣列120可相對應地產生第二組參考資料 R11’-Rmn’，第二組參考資料R11’-Rmn’係用以校正因投射至光學感測陣列之光線不均勻而產生之誤差，使感測單元之感測基準一致。
如第4圖所示，為了校正感測單元122之響應特性，校正單元132可根據第一組參考資料R11-Rmn及第二組參考資料R11’-Rmn’產生第一組校正參數C11-Cmn。舉例來說，校正單元132可將第二組參考資料R11’-Rmn’分別除以第一組參考資料R11-Rmn以產生第一組校正參數C11-Cmn。第一組校正參數C11-Cmn代表光學感測陣列130之感測單元132於光源110開起至第一亮度及光源關閉時之間之訊雜比(signal to noise ratio,SNR)。
如第5圖所示，當光源110開啟至第一亮度時，光學感測陣列120可感測物件並相對應地產生第一組感測資料S11-Smn，第一組感測資料S11-Smn係未經校正之感測資料，因此第一組感測資料S11-Smn包含因光線不均勻而產生之誤差，以及因感測單元訊雜比不一致而產生之誤差。
如第6圖所示，為了校正因投射至光學感測陣列120之光線不均勻而產生之誤差，校正單元132可根據第一組感測資料S11-Smn及第二組參考資料R11’-Rmn’得到第二組感測資料。舉例來說，校正單元132可將第一組感測資料S11-Smn減去第二組參考資料R11’-Rmn’以得到該第二組感測資料S11’-Smn’。由於第一組感測資料S11-Smn係光源110開啟至第一亮度時由光學感測陣列120感測 物件所產生，且第二組參考資料R11’-Rmn’係光源110開啟至第一亮度且光學感測陣列120未感測物件時所產生，因此校正單元132產生之第二組感測資料S11’-Smn’之感測基準會一致，亦即第二組感測資料S11’-Smn’已不包含因投射至光學感測陣列120之光線不均勻而產生之誤差。
如第7圖所示，為了校正感測單元122之響應特性，校正單元132可根據第二組感測資料料S11’-Smn’及第一組校正參數C11-Cmn得到第一組校正感測資料D11-Dmn。舉例來說，校正單元132可將第二組感測資料S11’-Smn’除以第一組校正參數C11-Cmn以得到第一組校正感測資料D11-Dmn。由於第二組感測資料S11’-Smn’已消除因光線不均勻而產生之誤差，且第一組校正參數C11-Cmn代表光學感測陣列120之感測單元122之訊雜比，因此校正單元132產生之第一組校正感測資料D11-Dmn之響應特性會一致，亦即第一組校正感測資料D11-Dmn已不包含因感測單元訊雜比不一致而產生之誤差。
依據上述配置，本發明光學感測裝置100可有效地消除因光線不均勻而產生之誤差，以及因感測單元122訊雜比不一致而產生之誤差。
再者，本發明光學感測裝置100可藉由調整光源之亮度以分別應用於電子裝置200之觸控輸入功能及影像掃瞄功能。舉例來說，當 光學感測裝置100係應用於電子裝置200之觸控輸入功能時，光學感測裝置100可將光源110開啟至第一亮度以產生第一組校正感測資料；而當光學感測裝置100係應用於電子裝置200之影像掃瞄功能時，光學感測陣列120可另外於光源110開啟至第二亮度且未感測物件時產生第三組參考資料，校正單元132再根據第一組參考資料及第三組參考資料產生第二組校正參數，光學感測陣列120再於光源110開啟至第二亮度時感測物件以產生第三組感測資料，校正單元132再根據第三組感測資料及第三組參考資料得到第四組感測資料，校正單元132並進一步根據第四組感測資料及第二組校正參數得到第二組校正感測資料。如此，電子裝置200可根據第一組校正感測資料執行觸控操作，並根據第二組校正感測資料產生掃描影像。
另外，光學感測裝置100之控制器130可另包含一記憶體134，用以儲存校正單元132產生之校正感測資料，並進一步將校正感測資料傳送至電子裝置200以執行觸控操作或產生掃描影像。
請參考第8圖，第8圖為本發明校正光學感測訊號之方法的流程圖800。本發明校正光學感測訊號之方法的流程如下列步驟：步驟810：光學感測陣列120於光源110關閉時產生第一組參考資料；步驟820：光學感測陣列120於光源110開啟至第一亮度且未感測物件時產生第二組參考資料； 步驟830：根據第一組參考資料及第二組參考資料產生第一組校正參數；步驟840：光學感測陣列120於光源110開啟至第一亮度時感測物件以產生第一組感測資料；步驟850：根據第一組感測資料及第二組參考資料得到第二組感測資料；及步驟860：根據第二組感測資料及第一組校正參數得到第一組校正感測資料。
相較於先前技術，本發明提供一種校正光學感測訊號之方法及其光學感測裝置。本發明校正光學感測訊號之方法可有效地消除因光線不均勻而產生之誤差以及因感測單元訊雜比不一致而產生之誤差，因此。本發明校正光學感測訊號之方法可使光學感測裝置之光學感測訊號不失真。
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‧‧‧光學感測裝置
110‧‧‧光源
120‧‧‧光學感測陣列
122‧‧‧感測單元
130‧‧‧控制器
132‧‧‧校正單元
134‧‧‧記憶體
200‧‧‧電子裝置
800‧‧‧流程圖
810至860‧‧‧步驟
R11-Rmn‧‧‧第一組參考資料
R11’-Rmn’‧‧‧第二組參考資料
C11-Cmn‧‧‧第一組校正參數
S11-Smn‧‧‧第一組感測資料
S11’-Smn’‧‧‧第二組感測資料
D11-Dmn‧‧‧第一組校正感測資料
第1圖為本發明光學感測裝置的示意圖。
第2圖為本發明光學感測裝置產生第一組參考資料的示意圖。
第3圖為本發明光學感測裝置產生第二組參考資料的示意圖。
第4圖為本發明光學感測裝置產生第一組校正參數的示意圖。
第5圖為本發明光學感測裝置產生第一組感測資料的示意圖。
第6圖為本發明光學感測裝置得到第二組感測資料的示意圖。
第7圖為本發明光學感測裝置得到第一組校正感測資料的示意圖。
第8圖為本發明群組化裝置之控制方法的流程圖。
800‧‧‧流程圖
810至860‧‧‧步驟

Claims (9)

  1. 一種校正光學感測訊號之方法，包含：於一光源關閉時產生一第一組參考資料；於該光源開啟至一第一亮度且未感測物件時產生一第二組參考資料；根據該第一組參考資料及該第二組參考資料產生一第一組校正參數；於該光源開啟至該第一亮度時感測一物件以產生一第一組感測資料；根據該第一組感測資料及該第二組參考資料得到一第二組感測資料；及根據該第二組感測資料及該第一組校正參數得到一第一組校正感測資料；其中根據該第一組參考資料及該第二組參考資料產生該第一組校正參數，係為將該第二組參考資料除以該第一組參考資料以產生該第一組校正參數。
  2. 如請求項1所述之方法，另包含根據該組校正感測資料產生一掃描影像。
  3. 如請求項1所述之方法，其中根據該第一組感測資料及該第二組參考資料得到該第二組感測資料，係為將該第一組感測資料減去該第二組參考資料以得到該第二組感測資料。
  4. 如請求項1所述之方法，其中根據該第二組感測資料及該第一組校正參數得到該第一組校正感測資料，係為將該第二組感測資料除以該第一組校正參數以得到該第一組校正感測資料。
  5. 如請求項1所述之方法，另包含：於該光源開啟至第二亮度且未感測物件時產生一第三組參考資料；根據該第一組參考資料及該第三組參考資料產生一第二組校正參數；於該光源開啟至第二亮度時感測一物件以產生一第三組感測資料；根據該第三組感測資料及該第三組參考資料得到一第四組感測資料；及根據該第四組感測資料及該第二組校正參數得到一第二組校正感測資料。
  6. 一種光學感測裝置，包含：一光源，用以產生光線；一光學感測陣列，用以根據該光源產生之光線感測物件；及一校正單元，用以校正該光學感測陣列之光學感測訊號；其中該光學感測陣列於一光源關閉時產生一第一組參考資料；該光學感測陣列於該光源開啟至一第一亮度且未感測物件 時產生一第二組參考資料；該校正單元根據該第一組參考資料及該第二組參考資料產生一第一組校正參數；該光學感測陣列於該光源開啟至該第一亮度時感測一物件以產生一第一組感測資料；該校正單元根據該第一組感測資料及該第二組參考資料得到一第二組感測資料；及該校正單元根據該第二組感測資料及該第一組校正參數得到一第一組校正感測資料；其中該第一組校正參數係將該第二組參考資料除以該第一組參考資料所產生。
  7. 如請求項6所述之光學感測裝置，其中該第一組校正感測資料係為一掃描影像。
  8. 如請求項6所述之光學感測裝置，其中該光源係為一背光光源。
  9. 如請求項6所述之光學感測裝置，另包含一記憶體，用以儲存該第一組校正感測資料。
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