TWI499983B - 影像感測裝置，使用此影像感測裝置的光學觸控裝置和移動追蹤裝置 - Google Patents

Description

影像感測裝置，使用此影像感測裝置的光學觸控裝置和移動追蹤裝置

本發明有關於影像感測裝置，以及使用此影像感測裝置的光學觸控裝置和移動追蹤裝置，特別有關於可改變影像感測範圍大小的影像感測裝置，以及使用此影像感測裝置的光學觸控裝置和移動追蹤裝置。

習知技術中，影像感測器的感測範圍通常是固定的，感測影像都會以影像感測器的總影像感測範圍來感測影像。如此不但耗電，而且可能會感測到錯誤的影像。第1圖繪示了習知技術中，影像感測器以總影像感測範圍感測影像之示意圖。如第1圖所示，影像感測器100會以整個影像感測器的可感測範圍(即總影像感測範圍，此例中為N個像素乘上M個像素的矩陣)來感測影像。然而，影像感測器上可能會有髒污或灰塵所形成的干擾區P，因此影像感測器100所感測的影像可能會包含了干擾區P所形成的影像，因此會感測到不正確的影像。

因此，本發明之一目的為提供一種可改變影像感測範圍的影像感測裝置。

本發明之另一目的為提供一種可改變影像感測範圍的光學觸控 裝置。

本發明之又一目的為提供一種可改變影像感測範圍的移動追蹤裝置。

本發明的實施例揭露了一種影像感測裝置，包含：一控制單元；以及一影像感測器，於一第一模式下，該控制單元使該影像感測器以一第一影像感測範圍感測一第一影像並輸出一第一影像訊號；於一第二模式下，該控制單元使該影像感測器以一第二影像感測範圍來感測一第二影像並輸出一第二影像訊號。其中該第一影像感測範圍小於該影像感測器的一總影像感測範圍，且該第二影像感測範圍小於該第一影像感測範圍。

本發明的另一實施例揭露了一種光學觸控裝置，包含：一感測表面；一光源，用以照射該感測表面上的一物體；一控制單元；以及一影像感測器，於一第一模式下，該控制單元使該影像感測器以一第一影像感測範圍感測一第一影像並輸出一第一影像訊號；於一第二模式下，該控制單元使該影像感測器以一第二影像感測範圍來感測一第二影像並輸出一第二影像訊號，且該控制單元根據複數該第一影像訊號或該第二影像訊號計算出該物體在該感測表面上的觸控動作。其中該第一影像感測範圍小於該影像感測器的一總影像感測範圍，且該第二影像感測範圍小於該第一影像感測範圍。

本發明的另一實施例揭露了一種移動追蹤裝置，其包含了一顯示器以及一遙控器。顯示器包含設置於其上的至少一光源。遙控器包含：一控制單元；以及一影像感測器，於一第一模式下，該控制單元使該影像感測器以一第一影像感測範圍感測一第一影像並輸出 一第一影像訊號；於一第二模式下，該控制單元使該影像感測器以一第二影像感測範圍來感測一第二影像並輸出一第二影像訊號，且該控制單元根據該第一影像或該第二影像計算該光源之所在位置且根據該光源之所在位置計算該遙控器相對於該光源之移動動作。其中該第一影像感測範圍小於該影像感測器的一總影像感測範圍，且該第二影像感測範圍小於該第一影像感測範圍。

根據前述之實施例，可以在不同模式下採用適合的感測範圍來感測影像，如此不但可節省電能，更可以得到較正確的影像。

第2圖繪示了根據本發明之一實施例的光學觸控裝置200。第3圖至第6圖則繪示了第2圖所示的光學觸控裝置200之動作示意圖。如第2圖所示，光學觸控裝置200包含了一感測表面201、一光源203、一控制單元205以及一影像感測器207。光源203用以照射該感測表面201上的一物體(此實施例中為手指F)。影像感測器207用以感測影像，因此若手指F距離感測表面201小於一預定距離，亦即有觸控動作，則光源203的光會射至手指F並反射至影像感測器207，藉此影像感測器207會感測到手指F的影像。而控制單元205會依據手指F的影像來計算手指F於感測表面201上的觸控動作。

影像感測器207會在不同模式下以不同的影像感測範圍來感測影像。請參閱第3圖，影像感測器300在第一模式下會以一第一影像感測範圍W₁ 感測一影像並產生一相對應的第一影像訊號。第一 影像感測範圍W₁ 僅包含了影像感測器300的總影像感測範圍的一部份且未包含到干擾區P，因此不但可以減少電能的消耗，更可以感測出較正確的影像。第一影像感測範圍W₁ 之大小和位置可以由多種不同的決定機制來決定。舉例來說，可根據影像感測器製程的不同來判斷影像感測器可能那些部份較不適合用來感測，因此讓第一影像感測範圍W₁ 不包含這些部份。或者，可以先判斷出干擾區P的位置後，讓第一影像感測範圍W₁ 不包含干擾區P。如何判斷出干擾區P的位置有相當多的方式，舉例來說，若在多張影像中發現有固定影像，則可將其判斷為干擾區P，但並不限定。第一影像感測範圍W₁ 可以為矩形之外的任何形狀，而且也可以是不連續的區域，如第4圖的實施例所示，第一影像感測範圍W₁ 是由不同的長條型感測區所組成。

影像感測器207於一第二模式下會使用比第一影像感測範圍W₁ 更小的第二影像感測範圍W₂ 來感測影像以產生相對應的第二影像訊號，如第5圖所示。第一影像感測範圍W₁ 和第二影像感測範圍W₂ 的位置關係可以如第3圖和第5圖所示般，第一影像感測範圍W₁ 包含了第二影像感測範圍W₂ ，但亦可如第6圖所示般，第一影像感測範圍W₁ 和第二影像感測範圍W₂ 不重疊。於一實施例中，控制單元205根據第一影像訊號或第二影像訊號判斷影像感測器207的影像感測範圍是否具有一固定影像，並於使用第一影像感測範圍W₁ 或第二影像感測範圍W₂ 感測影像時，補償固定影像。此補償固定影像的步驟可視為減低影像雜訊的步驟，其可讓影像感測器感測到更正確的影像。該如何判斷固定影像並補償它為熟知此項技藝者 所知悉，故於此不再贅述。

在一實施例中，第一模式是正常模式而第二模式是睡眠模式。也就是說，在正常模式下，影像感測器207會以第一影像感測範圍W₁ 來感測影像，當進入睡眠模式時，則會再以更小的第二影像感測範圍W₂ 來感測影像。於第二模式下，控制單元205使影像感測器207以第二影像感測範圍W₂ 感測手指F與感測表面201的距離是否小於一臨界值(亦即是否有觸控動作)，若是則將光學觸控裝置200切換回第一模式，若否則使光學觸控裝置200維持在第二模式。詳細言之，若手指F與感測表面201的距離大於一臨界值(即沒有觸控動作)，則影像感測器207不會接收到自手指F反射的光，因此亮度會較暗，反之若手指F與感測表面201的距離小於一臨界值(即有觸控動作)，則影像感測器207會接收到自手指F反射的光，因此亮度會較亮。因此，在第二模式下，控制單元205會使影像感測器207以第二影像感測範圍W₂ 整體影像亮度的變化，若亮度之變化大於一臨界值，則代表可能有手指F或其他物體接近感測表面，因此控制單元205將光學觸控裝置200切換回第一模式。因為要感測整體影像亮度的變化並不需要太大的感測範圍，因此在第二模式中可採用較小的第二影像感測範圍W₂ 。

第3圖至第6圖所示的影像感測機制亦可運用於其他電子裝置上。也就是說，第2圖中的控制單元205以及影像感測器207可視為一影像感測裝置，而此影像感測裝置可運用於其他電子裝置上。第7圖繪示了根據本發明之一實施例的移動追蹤裝置，其亦使用了前述由控制單元以及影像感測器組成的影像感測裝置。如第7圖所 示，移動追蹤裝置700包含了一顯示器701以及一遙控器703。顯示器701包含了設置於其上的至少一光源705(此例中僅繪示其中一光源)，而遙控器703包含了一控制單元707以及一影像感測器709。影像感測器709可依據第3圖至第6圖所示的影像感測機制來感測影像。於一實施例中，第一模式為正常模式而第二模式為睡眠模式。在第一模式中，控制單元707會根據感測到的影像計算光源705之所在位置且根據光源707之所在位置計算遙控器703相對光源705之移動動作。於一實施例中，可利用遙控器703相對光源705之移動動作來控制遊標Cr，但並非用以限定本發明。而在第二模式中，控制單元707判斷感測到的影像是否包含光源705所產生的一光源影像，若是則將移動追蹤裝置700切換回第一模式，若否則使移動追蹤裝置700維持在第二模式。

根據前述之實施例，可以在不同模式下採用適合的感測範圍來感測影像，如此不但可節省電能，更可以得到較正確的影像。

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、300‧‧‧影像感測器

200‧‧‧光學觸控裝置

201‧‧‧感測表面

203、705‧‧‧光源

205、707‧‧‧控制單元

207、709‧‧‧影像感測器

P‧‧‧干擾區

W₁ ‧‧‧第一影像感測範圍

W₂ ‧‧‧第二影像感測範圍

700‧‧‧移動追蹤裝置

701‧‧‧顯示器

703‧‧‧遙控器

第1圖繪示了習知技術中，影像感測器以總影像感測範圍感測影像之示意圖。

第2圖繪示了根據本發明之一實施例的光學觸控裝置。

第3圖、第4圖、第5圖以及第6圖繪示了第2圖所示的光學觸控裝置之動作示意圖。

第7圖繪示了根據本發明之一實施例的移動追蹤裝置。

300‧‧‧影像感測器

P‧‧‧干擾區

W₁ ‧‧‧第一影像感測範圍

Claims (19)

1. 一種影像感測裝置，包含：一控制單元；以及一影像感測器，於一第一模式下，該控制單元使該影像感測器以一第一影像感測範圍感測一第一影像並輸出一第一影像訊號；於一第二模式下，該控制單元使該影像感測器以一第二影像感測範圍來感測一第二影像並輸出一第二影像訊號；其中該第一影像感測範圍小於該影像感測器的一總影像感測範圍，且該第二影像感測範圍小於該第一影像感測範圍；其中該第一影像訊號係用於一觸控動作上或用於一移動追蹤；若該第一影像包含一干擾區，該第一影像感測範圍不包含該干擾區的任一部份。
2. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測裝置，於該第二模式下，該控制單元使該影像感測器以該第二影像感測範圍感測該第二影像的亮度，若該亮度之變化大於一臨界值，則該控制單元將該影像感測裝置切換成該第一模式。
3. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測裝置，其中該控制單元根據該第一影像訊號或第二影像訊號判斷該影像感測器的感測範圍是否具有一固定影像，並於使用該第一影像感測範圍或該第二影像感測範圍感測影像時，補償該固定影像。
4. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測裝置，其中該影像感測器所接收的該影像是由一物件的反射光所造成。
5. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測裝置，其中該第一影像感測範圍包含了不連續的影像感測範圍。
6. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測裝置，其中該第一影像感測範圍包含該第二影像感測範圍。
7. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測裝置，其中該第一影像感測範圍與該第二影像感測範圍不重疊。
8. 一種光學觸控裝置，包含：一感測表面；一光源，用以照射該感測表面上的一物體；一控制單元；以及一影像感測器，於一第一模式下，該控制單元使該影像感測器以一第一影像感測範圍感測一第一影像並輸出一第一影像訊號；於一第二模式下，該控制單元使該影像感測器以一第二影像感測範圍來感測一第二影像並輸出一第二影像訊號，且該控制單元根據複數該第一影像訊號或該第二影像訊號計算出該物體在該感測表面上的觸控動作；其中該第一影像感測範圍小於該影像感測器的一總影像感測範圍， 且該第二影像感測範圍小於該第一影像感測範圍；若該第一影像包含一干擾區，該第一影像感測範圍不包含該干擾區的任一部份。
9. 如申請專利範圍第8項所述之光學觸控裝置，於該第二模式下，該控制單元使該影像感測器以該第二影像感測範圍感測該物體與該感測表面的距離是否小於一臨界值，若是則將該光學觸控裝置切換回該第一模式，若否則使該光學觸控裝置維持在該第二模式。
10. 如申請專利範圍第8項所述之光學觸控裝置，其中該控制單元根據該第一影像訊號或第二影像訊號判斷該影像感測器的感測範圍是否具有一固定影像，並於使用該第一影像感測範圍或該第二影像感測範圍感測影像時，補償該固定影像。
11. 如申請專利範圍第8項所述之光學觸控裝置，其中該第一影像感測範圍包含了不連續的影像感測範圍。
12. 如申請專利範圍第8項所述之光學觸控裝置，其中該第一影像感測範圍包含該第二影像感測範圍。
13. 如申請專利範圍第8項所述之光學觸控裝置，其中該第一影像感測範圍與該第二影像感測範圍不重疊。
14. 一種移動追蹤裝置，包含：一顯示器，包含設置於其上的至少一光源；以及一遙控器，包含：一控制單元；以及一影像感測器，於一第一模式下，該控制單元使該影像感測器以一第一影像感測範圍感測一第一影像並輸出一第一影像訊號；於一第二模式下，該控制單元使該影像感測器以一第二影像感測範圍來感測一第二影像並輸出一第二影像訊號，且該控制單元根據該第一影像或該第二影像計算該光源之所在位置且根據該光源之所在位置計算該遙控器相對於該光源之移動動作；其中該第一影像感測範圍小於該影像感測器的一總影像感測範圍，且該第二影像感測範圍小於該第一影像感測範圍；若該第一影像包含一干擾區，該第一影像感測範圍不包含該干擾區的任一部份。
15. 如申請專利範圍第14項所述之移動追蹤裝置，於該第二模式下，該控制單元判斷該第二影像是否包含該光源所產生的一光源影像，若是則將該移動追蹤裝置切換回該第一模式，若否則使該移動追蹤裝置維持在該第二模式。
16. 如申請專利範圍第14項所述之移動追蹤裝置，其中該控制單元 根據該第一影像訊號或第二影像訊號判斷該影像感測器的感測範圍是否具有一固定影像，並於使用該第一影像感測範圍或該第二影像感測範圍感測影像時，補償該固定影像。
17. 如申請專利範圍第14項所述之移動追蹤裝置，其中該第一影像感測範圍包含了不連續的影像感測範圍。
18. 如申請專利範圍第14項所述之移動追蹤裝置，其中該第一影像感測範圍包含該第二影像感測範圍。
19. 如申請專利範圍第14項所述之移動追蹤裝置，其中該第一影像感測範圍與該第二影像感測範圍不重疊。