TWI496036B - 光學觸控系統及光學觸控方法 - Google Patents

Description

光學觸控系統及光學觸控方法

本發明係有關於一種光學觸控系統及光學觸控方法，且特別有關於一種能夠達成省電效果的光學觸控系統及光學觸控方法。

目前，使用於光學觸控系統的主動式電子白板筆會透過發射特定波長的光線(例如，紅外線)使光學感測模組接收。藉此，光學感測模組可辨識出電子白板筆的存在、計算觸控位置、並判斷電子白板筆目前的狀態(例如，筆觸的顏色等)。但在這種架構下，電子白板筆無法自我偵測是否正在被使用中，故必須持續發射上述特定波長的光線來確保使用時可被光學感測模組所正確辨識，然而持續發射光線則造成電子白板筆快速的電力消耗。

有鑑於此，本發明係提出一種光學觸控系統及光學觸控方法，能夠在不使用電子白板筆時自動停止發射代表白板筆本身的光線，來達成省電的效果。

本發明一個實施例，係提出一種光學觸控系統，包括：一第一發射器，發射一第一光訊號；一感測器，感測一第二光訊號；一觸控筆，包括：一接收器，接收該第一光訊號； 一第二發射器，用以發射該第二光訊號；以及一處理單元，當該接收器接收到該第一光訊號時，啟動該第二發射器。

在上述的光學觸控系統中，該第一發射器係沿著一觸控面發射該第一光訊號，使得該觸控筆接近該觸控面時，該接收器才會接收到該第一光訊號。

在上述的光學觸控系統中，該第一發射器所發射之該第一光訊號係具有一特定閃爍頻率，該處理單元係根據該特定閃爍頻率來判斷該接收器所接收到的光為該第一光訊號。

在上述的光學觸控系統中，該觸控筆更包括：一濾鏡，設置於該接收器的接收面外，僅允許該第一光訊號的波長範圍的光入射該接收器。

在上述的光學觸控系統中，該光學觸控系統係一電子白板裝置且該觸控筆係一電子白板筆，該觸控筆可切換於複數種筆觸模式，該處理單元控制該第二發射器發射出對應該複數種筆觸模式的複數種閃爍頻率的該第二光訊號。

上述的光學觸控系統更包括：一觸控運算模組，根據該第二光訊號的閃爍頻率，判斷該觸控筆目前的筆觸模式；以及一顯示面板，在該觸控筆的觸控軌跡上顯示對應目前的筆觸模式的筆觸。

在上述的光學觸控系統中，在該觸控筆電量過低時，該控制單元控制該第二發射器發射出特定閃爍頻率的該第二光訊號。

在上述的光學觸控系統中，該第一光訊號及該第二光訊號中的至少一者係紅外光線訊號。

本發明另一實施例，係提出一種光學觸控方法，包括：沿一觸控面提供一第一光訊號；使用一觸控筆觸控該觸控面，該觸控筆具有一發射器及一接收器；當該接收器接收到該第一光訊號時，使該發射器發射一第二光訊號；以及根據該第二光訊號判斷該觸控筆的位置。

上述的光學觸控方法更包括：當該接收器未接收到該第一光訊號時，停止該發射器使該觸控筆處於省電狀態。

根據上述的光學觸控系統與光學觸控方法，當電子白板筆上的接收器接收到系統發出的光信號時，才啟動電子白板筆的發射器，發射出代表電子白板筆本身的光線；未接收到系統發出的光信號時，則停止電子白板筆的發射器，不發射出代表電子白板筆本身的光線，達成省電的效果。

1‧‧‧觸控筆(電子白板筆)

2‧‧‧光學感測模組

3‧‧‧觸控面

4‧‧‧顯示面板

5‧‧‧觸控運算模組

11‧‧‧接收器

12‧‧‧紅外線發射器

13‧‧‧處理單元

14‧‧‧紅外線濾鏡

21‧‧‧紅外線發射器

22‧‧‧感測器

IR1、IR2‧‧‧紅外線訊號

第1圖係根據本發明一實施例的光學觸控系統的立體圖。

第2圖係第1圖之光學觸控系統的架構圖。

第3圖係第2圖之光學觸控系統用於電子白板裝置時觸控筆的動作流程圖。

第1圖係根據本發明一實施例的光學觸控系統的立體圖。本發明的光學觸控系統包括：觸控筆1、光學感測模組2、觸控面(例如，玻璃)3、以及顯示面板4。

觸控筆1在靠近筆尖的位置設置有接收器11與紅外線發射器12，接收器11用以接收光學感測模組2發射的紅外 線訊號，紅外線發射器12用以回傳另一紅外線訊號至光學感測模組2。光學感測模組2沿著觸控面3持續發射紅外線，偵測觸控筆1是否靠近觸控面3，若觸控筆1靠近觸控面3則會收到光學感測模組2傳來的紅外線訊號並回傳另一紅外線訊號給光學感測模組2，使光學感測模組2能夠判斷觸控筆1目前的狀態與觸控位置。當此光學觸控系統用於電子白板裝置時，觸控筆1相當於電子白板筆，可在觸控面3上書寫或作畫，根據觸控筆1所設定的顏色或線條粗細等筆觸，顯示面板4會在觸控筆1劃過軌跡上顯示相應的顏色或線條粗細等。

接著，將更詳細地說明本發明的光學觸控系統的架構。第2圖係第1圖之光學觸控系統的架構圖。第2圖中，與第1圖相同的元件將標示相同的符號。如第2圖所示，光學感測模組2具有紅外線發射器21以及感測器22。觸控筆1除了前述的接收器11與紅外線發射器12外更具有處理單元13。在這個實施例中，可另外設置一紅外線濾鏡14來罩住接收器11與紅外線發射器12。而光學觸控系統更包括觸控運算模組5，用來計算觸控位置。以下將根據動作的順序來說明各個元件的作用。

首先，紅外線發射器21沿著觸控面3發射一具有特定閃爍頻率的紅外線訊號IR1。當觸控筆1接近觸控面3時，接收器11可接收到紅外線訊號IR1。此時，接收器11將紅外線光訊號IR1轉換為電訊號輸出至處理單元13。處理單元13根據電訊號所包含的頻率資訊來判斷是否與光學感測模組2所發出的紅外線訊號的頻率一致。當判斷頻率一致時，處理單元13控制觸控筆1的紅外線發射器12發射紅外線訊號IR2；反之，當判斷 頻率不一致，處理單元13控制紅外線發射器12停止發射紅外線訊號IR2。

當此光學觸控系統用於電子白板裝置時，觸控筆1相當於電子白板筆，故可提供使用者切換於不同的筆觸狀態，例如，不同的顏色、線條粗細、線條樣式等。處理單元13可根據不同的狀態，控制觸控筆1的紅外線發射器12發射不同閃爍頻率的紅外線訊號IR2，使得每個閃爍頻率對應到觸控筆的一個狀態。更甚者，也可讓某一閃爍頻率的紅外線訊號IR2對應到觸控筆1的電量過低的狀態，使得電量過低的狀態可報告給光學觸控系統。

光學感測模組2的感測器22接受到紅外線訊號IR2後，將光訊號轉換為電訊號輸出至觸控運算模組5。觸控運算模組5根據紅外線訊號IR2對兩個光學感測模組2的入射方向計算出觸控位置，根據紅外線訊號IR2的閃爍頻率來判斷觸控筆的狀態。當此光學觸控系統用於電子白板裝置時，顯示面板4會根據觸控筆1所設定的顏色或線條粗細等筆觸，在觸控筆1劃過軌跡上顯示相應的顏色或線條粗細。

根據上述的光學觸控系統，觸控筆1僅在靠近觸控面3進行使用時才會發射出紅外線訊號IR2，觸控筆1未使用時則不發射紅外線訊號IR2，藉此可達成省電的效果。而在接收器11與紅外線發射器12外設置紅外線濾鏡14，可隔離非紅外線波長的光(例如，太陽光、鹵素燈泡的光)，故可減低處理單元13的運算量。

最後，說明本光學觸控系統的動作流程。第3圖係 第2圖之光學觸控系統用於電子白板裝置時觸控筆的動作流程圖。在步驟S301，電子白板筆(觸控筆1)待機，維持在省電狀態。

接著進入步驟S302，判斷接收器11是否接收到紅外線訊號，若皆收到紅外線訊號則前進至步驟S303，反之則回到步驟S301的省電狀態。

在步驟S303，處理單元13判斷接收器11收到的紅外線訊號是否頻率與紅外線訊號IR1一致，若頻率一致，則確認紅外線訊號為光學感測模組2的紅外線發射器21所發射，前進步驟S304；若頻率不一致，則回到步驟S301的省電狀態。

在步驟S304，處理單元13根據電子白板筆目前的的狀態(包括筆觸顏色、粗細、樣式、電量不足等)控制紅外線發射器12發射對應該狀態的特定閃爍頻率的紅外信訊號IR2給光學感測模組2。在步驟S304後經過一設定的延遲時間，電子白板筆就會回到步驟S302，重新判斷電子白板筆是否正在被使用中。

根據上述的光學觸控系統與動作流程，能夠在電子白板筆不被使用時，自動停止發射紅外線訊號，進而達成省電的效果。另外，雖本發明使用紅外線訊號做為觸控筆與光學感測模組之間溝通的光訊號，但其他波長的光訊號也可應用於本發明的架構中，本發明並不以紅外線訊號為限。

雖本發明以上述實施例來說明，但並不限於此。更進一步地說，在熟習該領域技藝人士不脫離本發明的概念與同等範疇之下，申請專利範圍必須廣泛地解釋以包括本發明實 施例及其他變形。例如，光學感測模組的紅外線發射器與感測器可分別設置在不同位置、觸控位置的計算也不限於實施例中根據回傳的紅外線訊號來判斷，可透過其他光源照射觸控物再根據感測器中的陰影來判斷。

1‧‧‧觸控筆(電子白板筆)

2‧‧‧光學感測模組

3‧‧‧觸控面

4‧‧‧顯示面板

5‧‧‧觸控運算模組

11‧‧‧接收器

12‧‧‧紅外線發射器

13‧‧‧處理單元

14‧‧‧紅外線濾鏡

21‧‧‧紅外線發射器

22‧‧‧感測器

IR1、IR2‧‧‧紅外線訊號

Claims (10)

1. 一種光學觸控系統，包括：一第一發射器，發射一第一光訊號；一感測器，感測一第二光訊號；一觸控筆，包括：一接收器，接收該第一光訊號；一第二發射器，用以發射該第二光訊號；以及一處理單元，當該接收器接收到該第一光訊號時，啟動該第二發射器。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控系統，其中該第一發射器係沿著一觸控面發射該第一光訊號，使得該觸控筆接近該觸控面時，該接收器才會接收到該第一光訊號。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控系統，其中該第一發射器所發射之該第一光訊號係具有一特定閃爍頻率，該處理單元係根據該特定閃爍頻率來判斷該接收器所接收到的光為該第一光訊號。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控系統，其中該觸控筆更包括：一濾鏡，設置於該接收器的接收面外，僅允許該第一光訊號的波長範圍的光入射該接收器。
5. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控系統，其中該光學觸控系統係一電子白板裝置且該觸控筆係一電子白板筆，該觸控筆可切換於複數種筆觸模式，該處理單元控制該第二發射器發射出對應該複數種筆觸模式的複數種閃爍頻率的 該第二光訊號。
6. 如申請專利範圍第5項所述之光學觸控系統，更包括：一觸控運算模組，根據該第二光訊號的閃爍頻率，判斷該觸控筆目前的筆觸模式；以及一顯示面板，在該觸控筆的觸控軌跡上顯示對應目前的筆觸模式的筆觸。
7. 如申請專利範圍第1項所述之光學式觸控系統，其中在該觸控筆電量過低時，該控制單元控制該第二發射器發射出特定閃爍頻率的該第二光訊號。
8. 如申請專利範圍第7項所述之光學觸控系統，其中該第一光訊號及該第二光訊號中的至少一者係紅外光線訊號。
9. 一種光學觸控方法，包括：沿一觸控面提供一第一光訊號；使用一觸控筆觸控該觸控面，該觸控筆具有一發射器及一接收器；當該接收器接收到該第一光訊號時，使該發射器發射一第二光訊號；以及根據該第二光訊號判斷該觸控筆的位置。
10. 如申請專利範圍第9項所述之光學觸控方法，更包括：當該接收器未接收到該第一光訊號時，停止該發射器使該觸控筆處於省電狀態。