TWI520036B - 物件偵測方法以及用於光學觸控系統的校正裝置 - Google Patents

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Description

物件偵測方法以及用於光學觸控系統的校正裝置
本發明有關於一種光學觸控系統，且特別是一種光學觸控系統的物件偵測方法以及用於光學觸控系統的校正裝置。
隨著觸控技術的發展，觸控面板逐漸與顯示裝置整合形成觸控式螢幕，以供使用者直接透過觸控方式進行輸入操作。光學觸控系統因具有高準確度、可靠度佳、損壞率低、支援多點觸控以及反應速度快且不受面板製程技術的影響等優點，已被廣泛運用於各類中大型電子顯示產品，例如遊客導覽系統或工業控制系統。
目前光學觸控系統包括至少一影像感測器以及多個發光二極體，例如紅外光發光二極體(Infrared Light Emitting Diode，IR LED)。簡單來說，於光學觸控系統運作時，上述發光二極體會發出光線照射光學觸控系統的觸控面板。當任一物件，例如手指或是觸控筆，接觸該觸控平板時，該物件會遮蔽部份光線而於觸控平板形成遮蔽陰影。隨後，光學觸控系統利用影像感測器擷取橫跨觸控平面的影像，並根據所擷取影像中是否存在物件影像以及物件影像的成像位置，計算出物件相對於觸控面板的位置，進而達到觸控操作。
然而，當光學觸控系統無法有效地依據影像辨識判斷物件是否觸控平面(例如當物件是懸浮於觸控平面時，則容易會造成誤判而導致誤動作，從而影響光學觸控系統的運作)。
有鑑於此，本發明實施例提供一種物件偵測方法以及用於光學觸控系統的校正裝置。所述物件偵測方法及校正裝置可使光學觸控系統快速且準確地判斷接近光學觸控系統的觸控平面之物件是否觸碰觸控平面或懸浮於觸控平面，據以有效提升光學觸控系統中觸控點的辨識率。
本發明實施例提供一種物件偵測方法，此物件偵測方法適用於具至少一影像感測器的光學觸控系統。所述物件偵測方法包括下列步驟。首先，預先儲存一預設觸控值查表，其中所述預設觸控值查表記錄對應第一影像感測器所擷取影像中複數個物件影像的成像位置的複數個預設觸控值。其次，擷取第一影像，其中第一影像具有對應一指示物的至少一個物件影像。其後，產生對應第一影像的第一亮度曲線。接著，於第一亮度曲線中，界定第一偵測區。接著，獲取對應物件影像的成像位置的至少一個該預設觸控值。而後，比較該第一亮度曲線中對應該第一偵測區內至少一個亮度值與至少一個該預設觸控值。
當比較結果顯示指示物是觸碰觸控面板時，根據物件影像於該第一影像的成像位置，計算指示物相對於觸控面板的觸控位置，以輸出一游標參數控制一顯示裝置上一游標的運作；當比較結果顯示該指示物是懸浮於觸控面板時，則不計算指示物的觸控位置，且不輸出游標參數。
本發明實施例另提供一種用於光學觸控系統的校正裝置，此校正裝置包括觸控面板、至少一發光元件、第一影像感測器、參考標示裝置以及校正處理單元。觸控面板另具有第一邊、第二邊、相對於第一邊之第三邊以及相對於第二邊之第四邊。所述發光元件用以產生一光線照亮觸控面板。第一影像感測器是設置於第一邊與第二邊的交界處。第一影像感測器的影像感測範圍至少涵蓋觸控面板的第二邊與第三邊。參考標示裝置具有複數個參考標 示。該些參考標示是位於一輔助框架上，且該些參考標示至少包括第一組參考標示以及第二組參考標示。當輔助框架設置於觸控面板上時，第一組參考標示位於第四邊，而第二組參考標示位於第三邊。校正處理單元耦接第一影像感測器。所述校正處理單元驅動第一影像感測器擷取具對應複數校正物件的複數物件影像以及該些參考標示的複數個第一校正影像。校正處理單元並根據該些第一校正影像，獲取對應該些物件影像的複數個預設觸控值。校正處理單元根據各該物件影像以及該些參考標示在對應的第一校正影像的成像位置，計算各該校正物件相對於觸控面板的位置。該校正處理單元並根據各該校正物件相對於觸控面板的位置以及對應的該些預設觸控值，產生一預設觸控值查表。
本發明實施例還提供一種非暫態之電腦可讀取媒體(non-transitory computer readable medium)，此非暫態式電腦可讀取媒體用以記錄一組電腦可執行程式，當電腦可讀取記錄媒體被處理器讀取時，處理器可執行上述光學觸控系統的物件偵測方法中的該些步驟。
綜上所述，本發明實施例提供一種物件偵測方法，可透過比較所擷取的橫跨觸控面板的影像中遮蔽區域與預設對應遮蔽區域位置之間的亮度差異，快速且準確地辨識所偵測到的物件是否觸碰觸控面板或是懸浮於觸控面板。所述物件偵測方法並可根據判斷結果，決定是否計算偵測到的物件的觸碰位置座標，進而提升光學觸控系統中觸控點辨識率與運作效益。
上文以概略地敘述本發明之技術特徵及所達到之技術效果，為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。
1、4‧‧‧光學觸控系統
11‧‧‧觸控面板
110‧‧‧觸控面
111、311‧‧‧第一邊
113、313‧‧‧第二邊
115、315‧‧‧第三邊
117、317‧‧‧第四邊
120‧‧‧發光元件
130‧‧‧反光鏡
140‧‧‧第一反光單元
150‧‧‧第二反光單元
410‧‧‧第三反光單元
12‧‧‧影像感測器
12a‧‧‧第一影像感測器
12b‧‧‧第二影像感測器
13‧‧‧處理單元
14、36‧‧‧儲存單元
15‧‧‧傳輸單元
16‧‧‧影像顯示裝置
161‧‧‧游標
2‧‧‧使用者
21‧‧‧手指
30‧‧‧校正裝置
31‧‧‧操作面板
32‧‧‧第一影像感測器
33‧‧‧發光元件
34‧‧‧參考標示裝置
35‧‧‧校正處裡單元
DR‧‧‧背景區域
BR‧‧‧強光區域
H‧‧‧觸控感測區域的高度
P1~PN‧‧‧像素
FB‧‧‧影像
CP11~CPXY、CP1’~CPj’、CP1”~CPz”‧‧‧校正物件
C10、C20、C30、C30’‧‧‧曲線
LB1‧‧‧左邊界
RB1‧‧‧右邊界
H_UB‧‧‧強光上邊界
H_LB‧‧‧強光下邊界
P_BG1~P_BGK‧‧‧背景亮度值
P_TP1~P_TPK‧‧‧亮度值
A1~A15‧‧‧參考標示
D1、D2、D3‧‧‧距離
S500~S590‧‧‧步驟流程
S610~S640‧‧‧步驟流程
S710~S750‧‧‧步驟流程
S801~S807‧‧‧步驟流程
S901~S907‧‧‧步驟流程
S1001~S1013‧‧‧步驟流程
S1301~S1311‧‧‧步驟流程
S1401~S1405‧‧‧步驟流程
S1601~S1615‧‧‧步驟流程
圖1是本發明實施例提供的光學觸控系統的系統架構示意 圖。
圖2是本發明實施例提供的影像感測器所擷取的背景影像的二維影像以及對應背景影像的背景亮度曲線之示意圖。
圖3A是本發明實施例提供的背景亮度曲線以及對應具物件影像的第一影像的第一亮度曲線之示意圖。
圖3B是本發明另一實施例提供的背景亮度曲線以及對應具物件影像的第一影像的亮度曲線之示意圖。
圖4是本發明實施例提供的第一亮度曲線與背景亮度曲線的亮度差異計算過程示意圖。
圖5是本發明實施例提供的光學觸控系統的物件偵測方法之流程示意圖。
圖6是本發明另一實施例提供的光學觸控系統的物件偵測方法之流程示意圖。
圖7是本發明另一實施例提供的光學觸控系統的物件偵測方法之流程示意圖。
圖8是本發明另一實施例提供的光學觸控系統的物件偵測方法之流程示意圖。
圖9是本發明另一實施例提供的光學觸控系統的物件偵測方法之流程示意圖。
圖10是本發明實施例提供的第一偵測區界定方法之流程示意圖。
圖11是本發明實施例提供的用於光學觸控系統的校正裝置之架構示意圖。
圖12A~12C分別是本發明實施例提供的校正物件佈設位置之示意圖。
圖13是本發明實施例提供的校正方法之流程示意圖。
圖14是本發明實施例提供的預設觸控值的獲取方法之流程示意圖。
圖15是本發明另一實施例提供的光學觸控系統的系統架構示意圖。
圖16是本發明實施例提供的光學觸控系統的物件偵測方法之流程示意圖。
在下文中，將藉由圖式說明本發明之各種例示實施例來詳細描述本發明。然而，本發明所述之概念可以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。此外，在圖式中相同參考數字可用以表示類似的元件。
〔光學觸控系統之實施例〕
請參照圖1，圖1繪示本發明實施例提供的光學觸控系統的系統架構示意圖。光學觸控系統1用以感測至少一指示物(pointer)的觸控位置。所述指示物可例如為使用者2的手指21、觸控筆(stylus)或觸控桿等觸控物件，但本發明並不以此為限。
光學觸控系統1包括觸控面板11、影像感測器12、發光元件120、反光鏡130、第一反光單元140、第二反光單元150、處理單元13、儲存單元14、傳輸單元15以及影像顯示裝置16。發光元件120、影像感測器12、儲存單元14、傳輸單元15以及影像顯示裝置16分別耦接於處理單元13。傳輸單元15另耦接於影像顯示裝置16。簡單來說，於光學觸控系統1運作時，處理單元13會根據影像感測器12的感測結果，對應控制影像顯示裝置16上游標161的動作。
影像感測器12、發光元件120、反光鏡130、第一反光單元140以及第二反光單元150皆是配置在觸控面板11上。所述面板11可例如為一白板(whiteboard)、透明板(例如玻璃板或塑膠板)或一觸控螢幕(touch screen)。
於本實施例中，觸控面板11實質上為一塊矩形板，且所述觸控面板11具有一觸控面110，而觸控面110的形狀亦為矩形。所 述觸控面110為一反光鏡或一反光面。觸控面板11具四條直線邊，亦即第一邊111、第二邊113、相對於第一邊111之第三邊115以及相對於第二邊113之第四邊117。第一邊111與第二邊113相交形成第一角落(first corner)；第一邊111與第四邊117相交形成第二角落(second corner)；第二邊113與第三邊115相交形成第三角落(third corner)；第三邊115與第四邊117相交形成第四角落(fourth corner)。
觸控面110、發光元件120、反光鏡130、第一反光單元140以及第二反光單元150所包圍的區域為光學觸控系統1的觸控感測區TR。所述觸控感測區TR具有一高度H，其中高度H是依據光學觸控系統1的實際架構與運作需求來設置。
發光元件120是設置在觸控面板11的第一邊111。發光元件120用以提供光學觸控系統1運作時所需光源。發光元件120用以發出不可見光(invisible light)，例如紅外光(infrared light)或紫外光(ultraviolet light)，以照亮整個觸控面板11。
於一實施方式中，發光元件120可包括多個發光體，且該些發光體是沿觸控面板11的第一邊111排列。於另一實施方式中，發光元件120亦可包括一發光體與一導光元件(light guide)，例如導光板。發光體將產生光線以散射方式散佈至整個導光元件，並由導光元件將光線均勻射出至觸控面板11上。所述發光體可例如為紅外光發光二極體(IR LED)或紫外光二極體(UV LED)。發光元件120所發出之光線也可以是可見光(visible light)。發光元件120的實際實施方式可依據光學觸控系統1的實際運作需求來設置，本實施例並不限制。
反光鏡130是設置於觸控面板11的第四邊117上，且反光鏡130是凸出於觸控面110上。具體地說，反光鏡130是由觸控面110往觸控面110之上方延伸高度H。反光鏡130包另含一反光鏡面，且反光鏡面面向觸控面板11，以反射發光元件120所發出之 不可見光至觸控面板11。
反光鏡130同時用以形成對應觸控感測區TR之鏡像(mirror image)，並產生在觸控面110上進行操作之指示物的鏡像(未繪示於圖1)。反光鏡130可以是利用一平面反射鏡(plane mirror)來實現，且反光鏡130之鏡面朝向觸控感測區TR。
第一反光單元140是設置於觸控面板11的第三邊115上。第二反光單元150是設置於觸控面板11的第二邊113。第一反光單元140與第二反光單元150分別凸出於觸控面110上。第一反光單元140與第二反光單元150可例如為一反光布，且分別朝向觸控感測區TR，以反射發光元件120所發出之光線。第一反光單元140與第二反光單元150分別是由觸控面110往觸控面110之上方延伸高度H。
於本實施例中，反光鏡130、第一與第二反光單元140、150之高度皆為H，但應了解反光鏡130、第一、第二反光單元140、150之高度亦可依據光學觸控系統1的實際操作需求而不相同。
第一反光單元140以及第二反光單元150可以採用回復反射材質(retro-reflective material)來達到反光效果，但本實施例並不以此為限，只要第一反光單元140以及第二反光單元150可將發光元件120之光線反射至觸控面110，且不需形成觸控感測區TR之鏡像。亦可以是由三個發光元件來替代，只要使這三個發光元件皆朝向並照射觸控面110即可。
於本實施例中，影像感測器12是設置於觸控面板11上的第一角落。於其他實施方式中，影像感測器12亦可以是設置觸控面板11上的任何位置(例如第二角落、第三角落或發光元件120上)，只要使影像感測器12相對於與反光鏡130的設置位置即可。
影像感測器12用以偵測指示物(例如使用者2之手指21或觸控筆)於觸控感測區TR內的觸控操作。影像感測器12用以擷取橫跨觸控面板11，並包含觸控面110、反光鏡130、第一反光單元 140以及第二反光單元150所包圍之觸控感測區TR的多張影像。該些影像包含背景影像以及具指示物的物件影像之影像。所述背景影像是在指示物未靠近觸控面板11時，影像感測器12所擷取橫跨觸控面板11包含觸控感測區TR的影像。
影像感測器12視野可設置成朝向觸控面110傾斜，其傾斜角度可依據實際設置需求與影像擷取範圍來設置，只要可使影像感測器12擷取到橫跨觸控面板11上觸控感測區TR的影像即可。較佳該影像感測器12的縱向視野大於或等於觸控感測區TR的高度H。
影像感測器12可進一步設置有濾光模組，例如紅外線濾光片(IR-pass filter)，以使影像感測器12僅接受特定波長之光線，例如紅外線。
影像感測器12可例如為互補式金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器或電荷耦合元件(CCD)影像感測器，且於所屬技術領域具有通常知識者可以依據實際使用情況來設計。
處理單元13用以依據預設的影像擷取頻率，驅動影像感測器1.2擷取對應觸控面板11的二維影像。處理單元13會將二維影像特徵轉換為一維亮度曲線(brightness distribution curve)特徵。處理單元13並根據轉換產生的一維亮度曲線中亮度分布資訊，判斷指示物觸碰(或接觸)觸控面板11的觸控面110或是懸浮於(hovering)觸控面110之上。處理單元13根據判斷結果，決定是否計算該指示物相對於觸控面板11的觸控位置。
處理單元13於判定指示物觸碰(或接觸)觸控面板11，計算該指示物相對於觸控面板11的觸控位置。處理單元13並會利用傳輸單元15將具對應指示物的觸控位置座標的相關資訊(例如游標參數)傳送至影像顯示裝置16，以操控影像顯示裝置16畫面上游標161的動作，例如控制游標161的移動運作、書寫(writing)運作或點選運作等。
儲存單元14用以儲存影像感測器12所擷取的該些影像以及判斷指示物是觸碰觸控面110或是懸浮於觸控面110的相關參數。儲存單元14並可用以儲存所計算指示物相對於觸控面板110的觸控位置。
儲存單元14會預先儲存有一預設觸控值查表，其中預設觸控值查表記錄對應影像感測器12所擷取影像中複數個物件影像的成像位置的複數個預設觸控值。預設觸控值查表中對應每一個物件影像於影像中的成像位置具有至少一預設觸控值。所述預設觸控值為物件影像的亮度資訊，包括預設觸控亮度值、預設觸控亮度平均值、預設觸控亮度差異值以及預設觸控亮度差異平均值的至少其中之一。上述預設觸控值查表可以在是光學觸控系統1出廠前利用校正裝置執行一校正程序產生，並預先內建於儲存單元14。預設觸控值查表的具體實施方式會藉由後續實施例來說明，故在此不再贅述。
詳細地說，在光學觸控系統1運作時，處理單元13會依據預設的影像擷取頻率驅動影像感測器12擷取橫跨觸控面板11的第一影像。處理單元13並主動將所擷取的第一影像對應轉換為第一亮度曲線，以於第一亮度曲線中界定出第一偵測區，其中第一偵測區的位置是對應於該指示物之物件影像於第一影像的成像位置。接著，處理單元13根據第一偵測區中一個或多個亮度值，判斷該指示物是觸碰(或是接觸)觸控面110或是懸浮於觸控面110。
更進一步地說，處理單元13可透過比較分析第一偵測區內一個或多個亮度值與預設觸控值查表中對應物件影像於第一影像的成像位置的至少一預設觸控值，判斷指示物是否觸碰觸控面板11的觸控面110或是懸浮於觸控面110。
而後，當處理單元13判斷指示物觸碰觸控面110時，處理單元13會根據指示物於所擷取的影像的成像位置以及對應該指示物的鏡像(由反光鏡130鏡射之影像)於影像的成像位置，計算該指示 物相對於觸控面板11的觸控位置。
特別說明的是，利用對應指示物的物件影像於第一影像的成像位置配合三角函數來計算或取得觸控點位置的方式屬於本發明技術領域的習知技術內容，例如可參閱中華民國專利申請案第098120274號(相應案美國專利公告第US8269158 B2號)中所揭露之計算方式，且並非本發明主要改善之特徵，故在此即不予以贅述。
以下針對第一亮度曲線的產生方式與第一偵測區的界定方式作詳細說明。
請參照圖2所示並同時參照圖1，圖2是本發明實施例提供的影像感測器所擷取的背景影像的二維影像特以及對應背景影像的背景亮度曲線之示意圖。曲線C10表示對應背景影像之背景亮度曲線。曲線C20表示預設亮度閥值曲線，其中曲線C20是根據曲線C10所獲取的。
在光學觸控系統1初運作，且指示物(例如手指21)尚未靠近或進入觸控感測區域TR時，例如光學觸控系統1初啟動時，處理單元13可先驅動影像感測器12感測並擷取橫跨觸控面110的背景影像FB。由於影像感測器置12的縱向視野(亦即第一影像感測器12的縱向感測範圍)大於觸控感測區域TR之高度H，故如圖2所示，影像感測器12所擷取的影像FB包含背景區域DR以及強光區域(bright region)BR，其中背景影像FB具有M×N個像素，其中M、N為正整數。
所述強光區域BR的縱向高度是由觸控面110、反光鏡130、第一反光單元140以及第二反光單元150所決定。由於發光元件120、反光鏡130、第一反光單元140與第二反光單元150會發射或反射光線，故會於影像感測器12所擷取之影像形成亮度較高的亮區BR。
所述背景區域DR則是為觸控面110、反光鏡130、第一反光 單元140以及第二反光單元150以外之背景區域，其中這些背景區域因不具有用以反射發光元件120所發出之光線，故呈現暗色。此外，於本實施例中，觸控面110為一反光鏡，位於強光區域BR下方之背景區域DR是由觸控面110鏡射產生之虛像。
值的一提的是，於其他實施方式中，觸控面110亦可為非反光鏡面。而當觸控面110為非反光鏡面時，影像感測器12所擷取橫跨觸控面110之影像則僅包含反光鏡130、第一反光單元140、第二反光單元150所包圍之區域但不包括觸控面110所反射產生之鏡像。因此，故背景影像FB僅會具有強光區域BR以及位於其上之背景區域DR。
接著，處理單元13計算背景影像FB的平均亮度值，並根據背景影像FB的平均亮度值與一像素權重值α1(例如1.2)設定一預設像素值。於一實施方式中，像素權重值α1可依據背景影像FB的平均亮度值的一標準值差(standard deviation)來設置。
處理單元13可透過比較背景影像FB中各該像素行(pixel column)中的N個像素P1~PN的像素值與預設像素值，並將各該像素行中具亮度大於預設像素值的該些像素所在的密集區塊設為各該像素行的強光區塊。而後，處理單元13根據各該像素行的強光區塊於背景影像FB中各該像素行定義出一強光上邊界H_UB以及一強光下邊界H_LB，以於背景影像FB中定義出強光區域BR。其中在強光上邊界H_UB以及強光下邊界H_LB之間的該些像素值大於所述預設像素值。
於另一實施方式中，處理單元13也可以是計算背景影像FB中各該像素行中N個像素P1~PN的平均亮度值，再根據各該像素行的平均亮度值與像素權重值α1，對應設定各該像素行的預設像素值。
處理單元13隨後透過將背景影像FB中強光區域BR內各像素行的該些像素的像素值相加，將背景影像FB的二維影像特徵對 應轉換為一維亮度曲線特徵(亦即曲線C10)。舉例來說，曲線C10中第i個像素行的亮度為背景影像FB中的強光區域BR第i行中該些像素的亮度值總和，且i為正整數。此外，為了避免影像感測器12的因環境雜訊干擾而造成誤差，處理單元13可進一步對曲線C10進行運算，以產生曲線C20作為對應背景影像FB的預設亮度閥值曲線，以供處理單元13使用，以於感測指示物的觸碰狀態及觸控位置時，提供適當地亮度公差(tolerance)。曲線C20為曲線C10與一預設百分比(例如80%)的乘積，例如為曲線C10與亮度權重值α2(例如0.2)的乘積。
請參照圖3A與圖3B並同時參照圖1，圖3A是本發明實施例提供的背景亮度曲線以及對應具物件影像的第一影像的第一亮度曲線之示意圖。圖3B是本發明另一實施例提供的背景亮度曲線以及對應具物件影像的第一影像的亮度曲線之示意圖。曲線C30以及C30’表示第一影像中強光區域的第一亮度曲線。
當使用者2的手指21進入觸控感測區TR接近或靠近觸控面110時，影像感測器12所擷取第一影像會包含手指21指腹及/或指尖遮蔽反光鏡130或第一反光單元140所形成之物件影像(未繪示)及/或手指21鏡像形成的物件影像(未繪示)。另外，由於本實施例中，觸控面110為一反光鏡，故影像感測器12所擷取之第一影像會同時包含對應手指21鏡像之物件影像。
處理單元13根據背景影像FB的強光區域BR位置，於第一影像對應定義出強光區域BR。處理單元13並計算第一影像中強光區域BR內各該像素行的總亮度值(即各該像素行中多個像素值的總像素值和)，以產生對應第一影像中強光區域BR的第一亮度曲線，亦即曲線C30或曲線C30’。曲線C30表示當手指21接觸觸控面110的亮度曲線。曲線C30’表示手指21靠近但尚未觸碰觸控面110(即懸浮於觸控面110)的亮度曲線。由圖3A與圖3B可知，當手指21觸碰觸控面110，對應第一影像的第一亮度曲線於第一 偵測區內的亮度值會較未觸碰觸控面110的亮度低。
處理單元13可以是根據預設亮度閥值曲線(即曲線C20)於第一亮度曲線(即曲線C30)中定義出對應該物件影像的第一左邊界LB1及第一右邊界RB1，來界定第一偵測區。
隨後，處理單元13根據第一亮度曲線(即曲線C30、C30’)分析界於第一偵測區內K個亮度值，來判斷對應第一影像中的物件影像的該指示物(如手指21)是否觸碰觸控面板11的觸控面110或是懸浮於觸控面110。
於一實施方式中，處理單元13可以是於預設觸控值查表中獲取對應指示物的物件影像於第一影像的成像位置的一預設觸控亮度值。而後，處理單元13透過比較第一亮度曲線中界於第一偵測區內該些亮度值的最低亮度值與預設觸控亮度值來分析指示物的觸碰狀態。當處理單元13判斷界於第一偵測區內該些亮度值的最低亮度值小於預設觸控亮度值時，處理單元13判定指示物是觸碰觸控面板11的觸控面110。反之，當處理單元13判斷位於第一偵測區內K個亮度值的最低亮度值仍大於預設觸控亮度值時，處理單元13判定指示物是懸浮於觸控面110。
於另一實施方式中，處理單元13會先計算第一亮度曲線於第一偵測區內該些亮度值的平均亮度值。處理單元13於預設觸控值查表獲取對應指示物的物件影像於第一影像的成像位置的一預設觸控亮度平均值。處理單元13比較第一偵測區內K個亮度值的平均亮度值與預設觸控亮度平均值來分析指示物的觸碰狀態。當處理單元13判斷位於第一偵測區內K個亮度值的平均亮度值小於預設觸控亮度平均值時，處理單元13判定指示物是觸碰觸控面板11的觸控面110。反之，當處理單元13判斷位於第一偵測區內該些亮度值的平均亮度值大於預設觸控亮度平均值時，處理單元13即判定指示物是懸浮於觸控面110。
換言之，當處理單元13判斷位於第一偵測區內K個亮度值的 最低亮度值小於預設觸控亮度值，或是平均亮度值小於預設觸控亮度平均值，即表示指示物越靠近觸控面110使得第一偵測區內被遮蔽物的深度越深，故處理單元13判定指示物是觸碰觸控面110。
於又一實施方式中，處理單元13可根據第一亮度曲線(即曲線C30或C30’)與背景亮度曲線(曲線C10)之間的亮度差異，來判斷指示物的觸碰狀態。詳細地說，請參照圖4並同時參照圖1，圖4繪示是本發明實施例提供的第一亮度曲線與背景亮度曲線的亮度差異計算過程示意圖。
於此實施方式中，處理單元13會計算第一亮度曲線(即曲線C30或C30’)與背景亮度曲線(曲線C10)於第一偵測區內亮度值之間的差異。詳細地說，處理單元13會由第一亮度曲線(即曲線C30或C30’)的第一偵測區的第一左邊界LB1往第一右邊界RB1方向，依序計算第一亮度曲線(即曲線C30或曲線C30’)的亮度值P_TP1~P_TPK與背景亮度曲線(即曲線C10)上對應的亮度值P_BG1~P_BGK之間的亮度差異(如|P_TPn-P_BGn|，其中n為介於1與K之間的正整數，據以獲取第一亮度差異資訊。而後，處理單元13根據第一亮度差異資訊的至少一亮度差異值，判斷指示物是否觸碰觸控面110。
具體地說，處理單元13可以是比較第一亮度差異資訊中多個亮度差異值的最大亮度差異值與預設觸控值查表中所記錄對應物件影像的成像位置於第一影像的預設觸控亮度差異值，判斷第一偵測區的亮度下降程度。當處理單元13判斷第一亮度差異資訊中該些亮度差異值的最大亮度差異值大於預設觸控亮度差異值時，處理單元13判定指示物是觸碰觸控面110。反之，當處理單元13判斷第一亮度差異資訊中該些亮度差異值的最大亮度差異值小於預設觸控亮度差異值時，處理單元13判定指示物懸浮於觸控面110。
處理單元13還可比較第一亮度差異資訊中多個亮度差異值的平均亮度差異值與預設觸控值查表中所記錄對應物件影像的成像位置於第一影像的預設觸控亮度差異平均值。當處理單元13判斷第一亮度差異資訊中該些亮度差異值的平均亮度差異值大於預設觸控亮度差異平均值時，處理單元13判定指示物觸碰觸控面110。反之，當處理單元13判斷第一亮度差異資訊中該些亮度差異值的平均亮度差異值小於預設觸控亮度差異平均值時，處理單元13判定指示物懸浮於觸控面110。
換言之，當處理單元13第一亮度差異資訊中該些亮度差異值的最大亮度差異值大於預設觸控亮度差異值，或是第一亮度差異資訊中該些亮度差異值的平均亮度差異值大於預設觸控亮度差異值，即表示指示物越接近觸控面110使第一偵測區內被遮蔽物的深度越深，處理單元13即判定指示物是觸碰觸控面110。
於一實務上，處理單元13可依序比較分析第一亮度曲線(曲線C30或C30’)中第一偵測區內該些個亮度值的最低亮度值、該些亮度值的平均值、第一亮度曲線與背景亮度曲線之間的亮度差異值的最大亮度差異值或平均亮度差異值與預設觸控值查表中對應的預設觸控值，以準確地判斷指示物目前的觸碰狀態。
簡言之，當指示物靠近或接近觸控面110時，處理單元13可在將所擷取對應指示物的物件影像的第一影像轉換為第一亮度曲線後。而後，處理單元13透過比較第一亮度曲線中對應物件影像的成像位置的第一偵測區內的至少一亮度值與預設觸控值查表中相對應的至少一預設觸控值，快速且準確地判斷指示物的觸碰狀態。
於本實施例中，處理單元13可以是利用微控制器(microcontroller)或嵌入式控制器(embedded controller)等處理晶片利用程式碼編譯方式來實現，但本實施例並不限制。儲存單元14可以是利用快閃記憶體晶片、唯讀記憶體晶片或隨機存取記憶體 晶片等揮發性或非揮發性記憶晶片來實現，但本實施例並不以此為限。而傳輸單元15可以是利用有線傳輸或無線傳輸方式(例如藍芽傳輸)將觸控位置座標資訊傳送至影像顯示裝置16，但本實施例並不以此為限。
於其他實施方式中，若光學觸控系統1的發光元件120是以被動光源來取代，例如反光鏡，則可另於觸控面110之周圍(例如第一邊111與第二邊113交界處)設置至少一發光體，再由發光元件120以及反光鏡130反射發光體射出的光線至整個觸控面110上。於另一實施方式中，發光元件120可以是固定於影像感測器12上。舉例來說，發光元件120可採用黏合(sticking)、螺絲鎖固(screwing)或扣合(fastening)的方式與影像感測器12結合，從而固定在影像感測器12上。
於又一實施方式中，光學觸控系統1可不具有發光元件120，而影像感測器12可配置一照明裝置(例如具有紅外線發光二極體之紅外線照明裝置)。影像感測器12並可進一步設置有紅外線濾光模組，以使影像感測器12可透過紅外線濾光模組擷取觸控面板11之影像。
於本實施例中，光學觸控系統1的觸控面板11與影像顯示裝置16為相互獨立之元件，但於其他實施方式中，觸控面板11亦可與影像顯示裝置16的顯示螢幕相互結合。舉例來說，當觸控面板11為觸控螢幕(如透明觸控螢幕)時，影像顯示器16之顯示螢幕可作為觸控面板11。而反光鏡130、第一反光單元140以及第二反光單元150可對應設置於影像顯示裝置16的顯示螢幕上。
圖1中，觸控面板11為一矩形形狀，且發光元件120、反光鏡130、第一反光單元140以及第二反光單元150為相互垂直地設置於面板11的四邊，但於其他實施方式中，觸控面板11亦可為其他幾何形狀，例如方形、圓形等，而發光元件120、反光鏡130、第一反光單元140以及第二反光單元150對應設置於面板11上。
要說明的是，觸控面板11、影像感測器12、發光元件120、反光鏡130、第一反光單元140、第二反光單元150、處理單元13、儲存單元14、傳輸單元15以及影像顯示裝置16的種類、實體架構及/或實施方式是依據光學觸控系統1的種類、實體架構及/或實施方式來設置，本發明並不限定。
〔光學觸控系統的物件偵測方法之實施例〕
由上述的實施例，本發明另可歸納出一種物件偵測方法，此方法可應用適用於圖1實施例之光學觸控系統1。請參照圖5並同時參照圖1，圖5繪示本發明實施例提供的光學觸控系統的物件偵測方法之流程示意圖。處理單元13於光學觸控系統1運作時，會根據一預設的影像擷取頻率，驅動影像感測器12擷取橫跨觸控面板11的觸控面110的多張影像，以偵測是否有指示物靠近。所述影像擷取頻率可以是依據光學觸控系統1的實際操作以及工作環境(例如光學觸控系統周遭的環境亮度)來設置。
於步驟S500中，預先儲存一預設觸控值查表於儲存單元14。所述預設觸控值查表中記錄對應影像感測器12所擷取影像中複數個物件影像的成像位置的複數個預設觸控值。所述預設觸控值查表中對應每一個物件影像於影像中的成像位置至少記錄有一預設觸控值。所述預設觸控值為物件影像的亮度資訊，包括預設觸控亮度值、預設觸控亮度平均值、預設觸控亮度差異值以及預設觸控亮度差異平均值中的至少一個。
於步驟S510中，處理單元13利用影像感測器12擷取橫跨面板11的觸控面110的第一影像，其中第一影像具有對應一指示物(例如手指)的物件影像。處理單元13並將第一影像的影像資料儲存於儲存單元14。所述第一影像具有至少一個物件影像。
於步驟S520中，處理單元13根據第一影像，產生對應第一影像的第一亮度曲線。
於步驟S530中，處理單元13比較第一亮度曲線與上述背景 亮度曲線(例如曲線C10)或是預設亮度閥值曲線(即曲線C20)，於第一亮度曲線中，定義第一左邊界LB1與第一右邊界RB1，據以界定第一偵測區。所述第一偵測區對應物件影像於第一影像的成像位置。
於步驟S540中，處理單元13根據對應指示物的物件影像於第一影像的成像位置，由預設觸控值查表中獲取對應物件影像的成像位置的至少一個預設觸控值(例如預設觸控亮度值、預設觸控亮度平均值、預設觸控亮度差異值及/或預設觸控亮度差異平均值)。
於步驟S550中，處理單元13比較第一亮度曲線中對應第一偵測區內的至少一個亮度值與獲取的該至少一個預設觸控值。於步驟S560中，處理單元13根據比較結果，判斷指示物是否觸碰觸控面板11的觸控面110或是懸浮於觸控面板11的觸控面110。
當處理單元13根據比較結果判定指示物觸碰觸控面板11的觸控面110時，處理單元13執行步驟S570。反之，當處理單元13根據比較結果判定指示物懸浮於觸控面板11的觸控面110時，處理單元13執行步驟S580。
於步驟S570中，若處理單元13判定指示物是觸碰觸控面110，則處理單元13即根據物件影像於第一影像中的成像位置，計算指示物相對於觸控面板11的觸控位置，並執行步驟S590。
於步驟S580中，若處理單元13判定指示物懸浮於觸控面110，則處理單元13不計算指示物相對於觸控面板11的觸控位置，且不輸出該游標參數，並維持固定游標161於影像顯示裝置16的顯示螢幕上的位置。
於步驟S590中，處理單元13利用傳輸單元15將觸控位置座標的相關游標參數資訊(包含觸控面110之解析度)傳送至影像顯示裝置16，以對應控制影像顯示裝置16的顯示螢幕上游標161的動作，例如游標161於顯示螢幕的移動運作。
以下針對處理單元13判斷指示物是懸浮於觸控面110或是觸碰觸控面110的幾種實施方式做進一步說明。
請參照圖6並同時參照圖3A與圖3B，圖6繪示本發明另一實施例提供的光學觸控系統的物件偵測方法之流程示意圖。
於步驟S610中，處理單元13會比較第一亮度曲線中對應該第一偵測區中的多個亮度值(例如K個亮度值)的最低亮度值與預設觸控值查表對應該物件影像於第一影像的成像位置的預設觸控亮度值。
而後，於步驟S620中，處理單元13根據比較結果，判斷第一亮度曲線中對應該第一偵測區中的該些亮度值的最低亮度值是否小於所述預設觸控亮度值。
當比較結果顯示第一亮度曲線中對應第一偵測區中的該些亮度值的最低亮度值小於所述預設觸控亮度值時，則處理單元13執行步驟S630。反之，當比較結果顯示第一亮度曲線中對應該第一偵測區中的該些亮度值的最低亮度值大於所述預設觸控亮度值時，則處理單元13執行步驟S640。
當第一亮度曲線為圖3A中的曲線C30時，第一偵測區內該些亮度值的最低亮度值會小於所述預設觸控亮度值，故處理單元13會執行步驟S630，即判定指示物是觸碰觸控面板11的觸控面110。當第一亮度曲線為圖3B中的曲線C30’時，第一偵測區內該些亮度值的最低亮度值會大於所述預設觸控亮度值，故處理單元13會執行步驟S640，即判定指示物是懸浮於觸控面板11。
請參照圖7並同時參照圖3A與圖3B，圖7繪示本發明另一實施例提供的光學觸控系統的物件偵測方法之流程示意圖。
於步驟S710中，處理單元13計算第一亮度曲線中對應第一偵測區中多個亮度值(即K個亮度值)的一平均亮度值。於步驟S720，處理單元13比較該些亮度值的平均亮度值與預設觸控值查表對應該物件影像於第一影像的成像位置的一預設觸控亮度平均 值。
於步驟S730中，處理單元13根據比較結果，判斷第一偵測區中的該些亮度值的平均亮度值是否小於預設觸控亮度平均值。
當比較結果顯示第一亮度曲線中對應第一偵測區中的該些亮度值的平均亮度值小於所述預設觸控亮度平均值時，處理單元13執行步驟S740。反之，當比較結果顯示第一亮度曲線中對應該第一偵測區中該些亮度值的平均亮度值大於所述預設觸控亮度平均值時，則處理單元13執行步驟S750。
當第一亮度曲線為圖3A中的曲線C30時，第一偵測區內該些亮度值的平均亮度值會小於所述預設觸控亮度平均值，故處理單元13會執行步驟S740，即判定指示物是觸碰觸控面板11的觸控面110。當第一亮度曲線為圖3B中的曲線C30’時，第一偵測區內該些亮度值的平均亮度值會大於所述預設觸控亮度平均值，故處理單元13會執行步驟S750，即判定指示物是懸浮於觸控面板11。
請參照圖8並同時參照圖4，圖8繪示本發明另一實施例提供的光學觸控系統的物件偵測方法之流程示意圖。
於步驟S801中，處理單元13計算背景亮度曲線(即曲線C10)與第一亮度曲線(即曲線C30)在第一偵測區中的亮度差異，以產生第一亮度差異資訊，其中第一亮度差異資訊包括至少一個亮度差異值。具體地說，處理單元13會計算第一亮度曲線(即曲線C30)的亮度值P_TP1~P_TPK與背景亮度曲線(曲線C10)上對應的亮度值P_BG1~P_BGK之間的亮度差異(如|P_TPn-P_BGn|，其中n為介於1與K之間的正整數，據以獲取第一亮度差異資訊。
於步驟S803中，處理單元13會判斷第一亮度差異資訊的中多個亮度差異值的最大亮度差異值是否大於預設觸控值查表對應該物件影像的成像位置的預設觸控亮度差異值。
當處理單元13判斷第一亮度差異資訊的中多個亮度差異值的 最大亮度差異值大於所述預設觸控亮度差異值時，處理單元13執行步驟S805。反之，當處理單元13判斷第一亮度差異資訊的中多個亮度差異值的最大亮度差異值小於所述預設觸控亮度差異值時，則處理單元13執行步驟S807。
於步驟S805，處理單元13判定指示物是觸碰觸控面板11的觸控面110。於步驟S807，處理單元13判定指示物是懸浮於觸控面板11的觸控面110。
接著，請參照圖9，圖9繪示本發明另一實施例提供的光學觸控系統的物件偵測方法之流程示意圖。
首先，於步驟S901中，處理單元13計算第一亮度差異資訊中多個亮度差異值的平均亮度差異值。
接著，於步驟S903中，處理單元13會判斷第一亮度差異資訊的中該些亮度差異值的平均亮度差異值是否大於預設觸控值查表對應該物件影像的成像位置的預設觸控亮度差異平均值。
當處理單元13判斷第一亮度差異資訊的中該些亮度差異值的平均亮度差異值大於所述預設觸控亮度差異平均值時，處理單元13執行步驟S905。反之，當處理單元13判斷第一亮度差異資訊的中多個亮度差異值的平均亮度差異值小於所述預設觸控亮度差異平均值，則處理單元13執行步驟S907。
於步驟S905，處理單元13判定指示物是觸碰觸控面板11的觸控面。於步驟S907，處理單元13判定指示物是懸浮於觸控面板11。
圖6~圖9之步驟可在處理單元13執行步驟S550中時執行。上述圖5之物件偵測方法與圖6、7、圖8以及圖9關於第一影像中物件影像的物件偵測法可以是透過韌體程式設計方式寫入於處理單元13的處理晶片來實現，以使處理單元13於運作時執行圖5，並於執行步驟S550中執行圖6、圖7、圖8以及圖9所述之亮度分析演算方法的至少其中之一或其組合，但本發明並不限制。 於實務上，處理單元13亦可在執行圖5之步驟S550時依序執行圖6~圖9所述指示物觸碰狀態的判斷方式。要說明的是，圖5~圖9僅用於說明本實施例提供的物件偵測方法的實施方式，並非用以限定本發明。
本實施例另提供強光區域的界定與背景亮度曲線資料產生方法。請參照圖10並同時參照圖1、圖2。圖10繪示是本發明實施例提供的第一偵測區界定方法之流程示意圖。
於步驟S1001中，在指示物尚未靠近面板11的觸控面110上的觸控感測區TR之前(例如於光學觸控系統1初啟動時)，處理單元13驅動影像感測器12擷取橫跨觸控面110的背景影像FB。所述背景影像FB包含背景區域DR以及強光區域BR。
於步驟S1003中，處理單元13比較背景影像FB中各該像素行中的各該像素值與一預設像素值。所述預設像素值可如前述實施例所述是根據背景影像FB的平均亮度值與像素權重值α1(例如1-2)來設定。所述像素權重值α1是依據光學觸控系統1的實際操作需求(例如第一影像感測裝置12的影像感測能力或是光學觸控系統周遭的環境亮度等)來設定。所述預設像素值亦可如前述實施例所述是根據背景影像FB中各該像素行的平均亮度值與像素權重值α1(例如1.2)來設定對應各該像素行的預設像素值，本實施例並不以此為限。
於步驟S1005中，於背景影像FB中各該像素行定義出一強光上邊界H_UB以及一強光下邊界H_LB，其中在強光上邊界H_UB以及強光下邊界H_LB之間的至少一像素值大於上述預設像素值。
處理單元13可透過比較背景影像FB中每一像素行中的各個像素的像素值與預設像素值，並根據各該像素行中具亮度大於預設像素值的該些像素所在的密集區塊定義強光上邊界H_UB以及強光下邊界H_LB。
於步驟S1007中，處理單元13根據強光上邊界H_UB以及一 強光下邊界H_LB於該背景影像FB中定義一強光區域。
而後，於步驟S1009中，處理單元13計算背景影像FB中強光區域BR內各該像素行中多個像素的亮度總和，以產生背景亮度曲線(曲線C10)。處理單元13並將背景亮度曲線儲存於儲存單元14。處理單元13並如前述所說會根據以產生背景亮度曲線(曲線C10)與一亮度權重值α2(例如0.2)產生具較低亮度的預設亮度閥值曲線(曲線C20)。處理單元13並將預設亮度閥值曲線儲存於儲存單元14，以供處理單元13作為判斷物件影像於第一影像的成像位置的基準，以避免影像感測器12的因環境雜訊干擾而造成誤差。
於步驟S1011中，處理單元13計算第一影像中相對應背景影像FB的強光區域各該像素行的亮度值，以產生第一亮度曲線。而後於步驟S1013，處理單元13根據背景亮度曲線，於第一亮度曲線中界定第一偵測區。處理單元13透過比較第一亮度曲線的亮度值與對應背景亮度曲線的預設亮度閥值曲線的亮度值，於第一亮度曲線定義第一左邊界LB1與第一右邊界RB1，以界定第一偵測區。
上述圖10之第一亮度曲線於第一偵測區的界定方法也可以是透過韌體程式設計方式寫入於處理單元13的處理晶片來實現，且圖10僅用於說明本實施例提供的強光區域與背景亮度資料產生方法的一具體實施方式，並非用以限定本發明。
〔用於光學觸控系統的校正裝置之一實施例〕
本發明另提供用於上述光學觸控系統的校正裝置，用以於光學觸控系統出廠前校正光學觸控系統，以建立預設觸控值查表。請參照圖11並同時參照圖1，圖11繪示本發明實施例提供的用於光學觸控系統的校正裝置之架構示意圖。所述校正裝置30包括觸控面板31、第一影像感測器32、發光元件33、參考標示裝置34、校正處理單元35以及儲存單元36。第一影像感測器32、發光元件33以及儲存單元36分別耦接校正處理單元35。
觸控面板31具有第一邊311、第二邊313、相對於第一邊311的第三邊315以及相對於第二邊的第四邊317。第一邊311與第三邊315分別透過第二邊313與第四邊317相連。第一影像感測器32位於第一邊311與第二邊313的交界處之上。第一影像感測器32用以擷取跨觸控面板31的影像，以供校正處理單元35進行校正點的亮度資訊與校正點位置分析。所述第一影像感測器32的影像感測範圍至少涵蓋該觸控面板31的第二邊313與第三邊315。發光元件33用以照亮觸控面板31，且是整合設置於第一影像感測器32上。
參考標示裝置34具有複數個參考標示A1~A15，且該些參考標示A1~A15分別是位於一輔助框架上。所述參考標示包括第一組參考標示(即參考標示A1~A5)、第二組參考標示(即參考標示A6~A10)以及第三組參考標示(即參考標示A11~A15)。
當所述輔助框架設置於觸控面板31上時，所述第一組參考標示(即參考標示A1~A5)位於觸控面板31的第四邊317，第二組參考標示(即A6~A10)位於觸控面板31的第三邊315，第三組參考標示(即參考標示A11~A15)位於觸控面板31的第二邊313。
參考標示裝置34所具的參考標示的總數量以及每組參考標示的數量可依據校正裝置30的實際架構與運作需求來設置，本發明並不以此為限。
校正處理單元35用以執行一校正程序，以產生預設觸控值查表。進一步地說，於執行校正程序時，複數個校正物件會依序佈設於觸控面板31上，且校正處理單元35驅動第一影像感測器32擷取具對應複數校正物件的複數物件影像以及該些參考標示的複數個第一校正影像。接著，校正處理單元35根據該些第一校正影像，獲取對應該些物件影像的複數個預設觸控值。所述校正物件相對於觸控面板31的相對位置為已知。
更詳細地說，校正處理單元35會先將所擷取的該些第一校正 影像轉換為多個校正亮度曲線。而後，校正處理單元35利用前述實施例所述，根據背景亮度曲線分析該些校正亮度曲線於第一偵測區的亮度資訊，例如第一偵測區內的最低亮度值與平均亮度值以及校正亮度曲線與背景亮度曲線於第一偵測區之間的最大亮度差異值以及平均亮度差異。隨後，校正處理單元35根據所獲取對應各該校正亮度曲線的第一偵測區內的最低亮度值、平均亮度值、最大亮度差異值以及平均亮度差異與預設權重值α3，產生對應各該些物件影像的複數個預設觸控值。所述預設權重值α3可依據校正裝置30實際偵測到校正物件接觸觸控面板31的平均觸碰深度或第一影像感測器32的感測靈敏度來設置，本實施例並不限制。
接著，校正處理單元35根據各該物件影像以及該些參考標示在對應的第一校正影像的成像位置，計算各該校正物件相對於觸控面板31的位置。校正處理單元35並根據各該校正物件相對於觸控面板31的位置以及對應的該些預設觸控值，產生預設觸控值查表。
校正物件的佈設方式可如圖12A~12C所示，圖12A~12C分別繪示本發明實施例提供的校正物件佈設位置之示意圖。
如圖12A所示，校正物件可沿觸控面板31的第一邊311、第二邊313、第三邊315以及第四邊317上以矩陣式排列方式依序設置形成多個校正點CP11~CPXY，其中X、Y為正整數。該些校正物件之間的間隔相等(例如間隔一距離D1)。校正物件亦可以是如圖12B所示，沿觸控面板31的第三邊315以及第四邊317的邊緣依序設置形成多個校正點CP1’~CPj’，其中j為正整數。該些校正物件之間的間隔相等(例如間隔一距離D2)。校正物件還可以是如圖12C所示，沿觸控面板31對角線依序設置形成多個校正點CP1”~CPz”，其中z為正整數。該些校正物件之間的間隔相等(例如間隔一距離D3)。所述距離D1、D2以及D3可依據預設觸控查 表所需精確度、校正物件的佈設數量與校正裝置30的實際結構與運作需求來設置。
要說明的是，校正物件的實際佈設與佈設數量方式可依據校正裝置30的實際架構(例如參考標示的數量)或校正需求來設置，本發明並不限制。當校正物件佈設的多個位置的數量越多或越靠近觸控面板31上影像的成像位置(如第四邊317)，所計算校正點位置以及獲取的預設觸控值越精確。因此，於一較佳實施方式中，校正物件佈設的多個位置至少涵蓋觸控面板31的第四邊317上設有參考標的多個位置，以供校正處理單元35可根據預設觸控值查表上記錄的校正點位置，以內插法方式計算出對應指示物觸碰觸控面110的實際位置的預設觸控值。
本實施例另歸納出校正裝置30執行校正光學觸控系統的校正方法，請參照圖13並同時參照圖11，圖13繪示本發明實施例提供的校正方法之流程示意圖。
於步驟S1301中，設置參考標示裝置34於觸控面板31上，使所述第一組參考標示(即參考標示A1~A5)位於觸控面板31的第四邊317，第二組參考標示(即A6~A10)位於觸控面板31的第三邊315，第三組參考標示(即參考標示A11~A15)位於觸控面板31的第二邊313。
於步驟S1303中，校正處理單元35執行一校正程序。於步驟S1305中，校正處理單元35驅動發光元件33照亮觸控面板31，並驅動第一影像感測器32對應擷取複數個校正物件的影像，以產生具對應校正物件的物件影像的多個校正影像。所述校正物件相對於觸控面板31的相對位置為已知。
於步驟S1307中，計算各該校正影像中強光區域內各該像素行的亮度值，以獲取對應各該校正影像的複數個校正亮度曲線。獲取對應各該校正影像的該些校正亮度曲線方式類似於第一亮度曲線的獲取方式，故不再贅述。
於步驟S1309中，校正處理單元35根據該些校正亮度曲線，產生對應該些校正物件的該些預設觸控值。校正處理單元35可根據該些校正亮度曲線、背景亮度曲線以及一預設權重值α3，計算對應該些校正影像中物件位置的該些預設觸控值。
於步驟S1311中，校正處理單元35記錄該些校正物件於觸控面板31的相對位置以及對應該些校正影像中物件位置的該些預設觸控值，以產生預設觸控值查表。所述預設觸控值查表具對應每一個物件影像於影像中的成像位置具有至少一預設觸控值。所述預設觸控值查表中對應每一個物件影像於影像中的成像位置具有至少一預設觸控值。所述預設觸控值為物件影像的亮度資訊，包括預設觸控亮度值、預設觸控亮度平均值、預設觸控亮度差異值以及預設觸控亮度差異平均值的至少其中之一。
附帶一提的是，為了更精確地建立預設觸控值查表，校正裝置30可進一步包括第二影像感測器(未繪示)，且第二影像感測器耦接校正處理單元35。第二影像感測器可是設置於第一邊311與第四邊317的交界處或是設置於第三邊315與第四邊317的交界處相對於第一影像感測器32的設置位置。第二影像感測器可與第一影像感測器32分別設置於觸控面板31上不同位置，且具有重疊的感測範圍。第二影像感測器亦於執行校正程序時，用以擷取具對應該些校正物件的複數的物件影像以及該些參考標示的複數個第二校正影像，以供上述校正裝置校正處理單元35該些第二校正影像獲取對應該些校正物件的該些物件影像的該些預設觸控值，建立對應第二影像感測器的第二預設觸控值查表。第二預設觸控值查表可記錄各該物件影像以及該些參考標示在對應的該第二校正影像的成像位置以及相對應的該些預設觸控值。
以下針對光學觸控系統1利用預設觸控值查表，獲取對應所擷取的影像中物件影像的成像位置的多個預設觸控值的方式作一說明。請參照圖14並同時參照圖1，圖14繪示本發明實施例提供 的預設觸控值的獲取方法之流程示意圖。
於步驟S1401中，於光學觸控系統1運作時，光學觸控系統1之處理單元13會根據第一影像中物件影像的成像位置，計算指示物相對於觸控面板11的觸控位置。
於步驟S1403中，若對應指示物的物件影像於前述第一影像的成像位置，並不位於所記錄於預設觸控值查表的位置時，光學觸控系統1之處理單元13會利用預設觸控值查表中鄰近物件影像的成像位置以及相對應的預設觸控值，以內插法產生一觸控校正函數。光學觸控系統1之處理單元13可根據預設觸控值查表中各該校正物件於該校正影像的成像位置的分別產生對應預設觸控亮度值、預設觸控亮度平均值、預設觸控亮度差異值以及預設觸控亮度差異平均值之至少其中一個的觸控校正函數。
於步驟S1405中，光學觸控系統1之處理單元13利用觸控校正函數與該指示物相對於光學觸控系統1之觸控面板11的該觸控位置，計算對應該物件影像的至少一個該預設觸控值(包含預設觸控亮度值、預設觸控亮度平均值、預設觸控亮度差異值及/或預設觸控亮度差異平均值等)，以供光學觸控系統1之處理單元13判斷分析指示物是否觸碰觸控面板11。
從而，光學觸控系統1運作時，處理單元13可根據預先儲存的第一影像感測的預設觸控值查表及/或第二影像感測器的第二預設觸控值查表分析判斷指示物是觸控光學觸控系統1的觸控面板11或是懸浮於光學觸控系統1的觸控面板11。
〔光學觸控系統之另一實施例〕
請參照圖15，圖15繪示本發明另一實施例提供的光學觸控系統的系統架構示意圖。
圖15之光學觸控系統4與圖1之光學觸控系統1之差異在圖15之光學觸控系統4包含兩個影像感測器，即第一影像感測器12a與第二影像感測器12b，以避免單一影像感測器因其設置位置或發 光元件的設置位置造成視野死角(blind spot)而導致誤判。此外，圖1之反光鏡130於圖15之光學觸控系統4中，是由一第三反光單410來替換。而觸控面110、發光元件120、第一反光單元140、第二反光單元150以及第三反光單元410所包圍的區域為光學觸控系統4的觸控感測區TR。所述觸控感測區TR具有一高度H，且高度H是依據光學觸控系統3的實際架構與運作需求來設置。
更進一步地說，所述第一影像感測器12a是設置於觸控面110的第一邊111與第二邊113相交的第一角落。所述第二影像感測器12b是設置於觸控面110的第一邊111與第四邊117相交的第二角落。第一影像感測器12a與第二影像感測器12b是分別設置於面板11上不同位置，且具有重疊的影像感測範圍，藉以提高光學觸控系統4的觸碰辨識率。
所述第一影像感測器12a與第二影像感測器12b分別擷取橫跨觸控面110之影像，且可包含或不包含觸控面110。於本實施例中，觸控面110為非反光鏡面第一影像感測器12a與第二影像感測器12b，所擷取橫跨觸控面110之影像僅包第一反光單元140、第二反光單元150、第三反光單元410所包圍之區域，但不包括觸控面110。所述第一影像感測器12a與第二影像感測器12b的縱向視野較佳大於觸控感測區TR的高度H，以完整的擷取指示物之影像。
簡單來說，當處理單元13分別根據一預設的影像擷取頻率驅動第一影像感測器12a與第二影像感測器12b擷取取橫跨觸控面110的第一影像與第二影像。處理單元13可根據第一影像感測器12a與第二影像感測器12b的感測結果，來判斷指示物是觸碰觸控面110或是懸浮於觸控面110。
當第一影像感測器12a與第二影像感測器12b的感測結果同時顯示指示物是觸碰觸控面110時，處理單元13判定指示物是觸碰觸控面110。而當第一影像感測器12a與第二影像感測器12b的 感測結果的任一顯示指示物是懸浮於觸控面110時，處理單元13判定指示物是懸浮於觸控面110。
當處理單元13判定指示物是觸碰觸控面110時，處理單元13分別根據指示物(例如手指21)於第一影像與第二影像的成像位置，計算指示物相對於觸控面110的觸控位置。處理單元13並將計算觸控位置座標的相關資料傳送至影像顯示裝置16，以控制影像顯示裝置16上游標161的動作。
為了能更了解光學觸控系統4的運作方式，本發明提供一種應用於光學觸控系統4的物件偵測方法。請參照圖16並同時參照圖15，圖16繪示本發明實施例提供的光學觸控系統的物件偵測方法之流程示意圖。
光學觸控系統4的儲存單元14預先儲存第一預設觸控值查表與第二預設觸控值查表。所述第一預設觸控值查表記錄對應第一影像感測器12a所擷取影像中複數個物件影像的成像位置的複數個預設觸控值。所述第二預設觸控值查表記錄對應第二影像感測器12b所擷取影像中複數個物件影像的成像位置的複數個預設觸控值。所述第一與第二預設觸控值查表中對應每一個物件影像於影像中的成像位置具有至少一預設觸控值。所述預設觸控值第一影像或第二影像中對應物件影像的成像位置的預設亮度資訊，包括預設觸控亮度值、預設觸控亮度平均值、預設觸控亮度差異值以及預設觸控亮度差異平均值的至少其中之一。
上述第一與第二預設觸控值查表可以在是光學觸控系統4出廠前利用一校正程序預先內建於儲存單元14。
於步驟S1601中，於指示物尚未進入觸控測區TR(例如光學觸控系統4剛開始啟動或是尚未偵測到指示物)時，處理單元13會先分別驅動第一影像感測器12a以及第二影像感測器12b擷取橫跨觸控面板11的觸控面110的第一背景影像(圖未示)以及第二背景影像(圖未示)。處理單元13並將第一背景影像與第二背景影 像分別轉換為第一背景亮度曲線與第二背景亮度曲線。
於步驟S1603中處理單元13驅動第一影像感測器12a以及第二影像感測器12b分別再次擷取橫跨觸控面板11的第一影像及第二影像。
於步驟S1605中，處理單元13將第一影像轉換為第一亮度曲線，並根據第一背景亮度曲線於第一亮度曲線中定義出對應第一物件影像的第一左邊界及第一右邊界，以於第一亮度曲線中界定對應該指示物之物件影像的第一偵測區。
於步驟S1607中，處理單元13將第二影像轉換為第二亮度曲線，並根據第二背景亮度曲線於第二亮度曲線中定義出對應該第二物件影像的第二左邊界及第二右邊界，以於第二亮度曲線中界定對應該指示物之物件影像的第二偵測區。
於步驟S1609中，處理單元13分別根據第一偵測區以及第二偵測區內多個亮度值，判斷指示物是否觸碰觸控面板11的觸控面110或是懸浮於觸控面板11的觸控面110。具體地說，處理單元13可分別比較第一偵測區中多個亮度值與第一預設觸控值查表中第一物件影像於第一影像中成像位置的至少一預設觸控值以及第二偵測區中多個亮度值與第二預設觸控值查表中第二物件影像於第二影像中成像位置的至少一預設觸控值，判斷指示物是否觸碰觸控面板11的觸控面110或是懸浮於觸控面板11的觸控面110。處理單元13可分別透過執行圖6~圖9中的至少其中之一或是依序執行圖6~圖9的物件偵測判斷方法，來判斷判斷指示物是否觸碰觸控面110或是懸浮於觸控面110。
詳細地說，處理單元13可分析第一偵測區中該些亮度值的最低亮度值與第一預設觸控值查表中對應的預設觸控亮度值以及第一偵測區中該些亮度值的平均亮度值第一預設觸控值查表中對應的預設觸控亮度平均值，第一亮度差異資訊中最大亮度差異值與第一預設觸控值查表中對應的預設觸控亮度差異值以及第一亮度 差異資訊中平均亮度差異值與第一預設觸控值查表中對應的預設觸控亮度差異平均值，來判斷指示物於第一影像中是否觸碰觸控面110或是懸浮於觸控面110。處理單元13可如前述實施例是透過計算第一偵測區中該些亮度值與第一背景亮度曲線中對應第一偵測區中該些亮度值之間差異來獲取第一亮度差異資訊。
處理單元13同時，分析第二偵測區中該些亮度值的最低亮度值與第二預設觸控值查表中對應的預設觸控亮度值、第二偵測區中該些亮度值的平均亮度值與第二預設觸控值查表中對應的預設觸控亮度平均值、第二亮度差異資訊中最大亮度差異值與第二預設觸控值查表中對應的預設觸控亮度差異值以及第二偵測區中該些亮度值與第二背景亮度曲線中對應第二偵測區中該些亮度值之間的第二亮度差異資訊中平均亮度差異值與第二預設觸控值查表中對應的預設觸控亮度差異平均值等的至少其中之一，來判斷指示物於第二影像中是否觸碰觸控面板11的觸控面110或是懸浮於觸控面板11的觸控面110。處理單元13可如前述實施例是透過計算第二偵測區中該些亮度值與第二背景亮度曲線中對應第二偵測區中該些亮度值之間亮度差異，獲取第二亮度差異資訊。
當第一偵測區內該些亮度值的最低亮度值小於第一預設觸控值查表中對應的預設觸控亮度值，或第一偵測區內該些亮度值的平均亮度值小於第一預設觸控值查表中對應的預設觸控亮度平均值，亦或第一亮度差異資訊中最大亮度差異值大於第一預設觸控值查表中對應的預設觸控亮度差異值，亦或第一亮度差異資訊中平均亮度差異值大於第一預設觸控值查表中對應的預設觸控亮度差異平均值，即代表第一影像感器12a的感測結果顯示指示物是觸碰觸控面板11。反之，即代表第一影像感器12a的感測結果顯示指示物是懸浮於觸控面板11。
同樣地，當第二偵測區內該些亮度值的最低亮度值小於第二預設觸控值查表中對應的預設觸控亮度值，或第二偵測區內該些 亮度值的平均亮度值小於第二預設觸控值查表中對應的預設觸控亮度平均值，亦或第二亮度差異資訊中最大亮度差異值大於第二預設觸控值查表中對應的預設觸控亮度差異值，或第二亮度差異資訊中平均亮度差異值大於第二預設觸控值查表中對應的預設觸控亮度差異平均值，即代表第二影像感器12b的感測結果顯示指示物是觸碰觸控面板11。反之，即代表第二影像感器12b的感測結果顯示指示物是懸浮於觸控面板11。
於步驟S1611中，若處理單元13判斷第一偵測區內該些亮度值以及第二偵測區內該些亮度值同時顯示指示物是觸控觸控面板11的觸控面110時，則處理單元13判定該指示物是觸碰觸控面板11的觸控面110並執行步驟S1615。
於步驟S1613中，若處理單元13判斷第一偵測區內該些亮度值或第二偵測區內該些亮度值的任一顯示指示物是懸浮於觸控面板11時，處理單元13判定該指示物是懸浮於觸控面板11，且不計算該指示物相對於觸控面板11的觸控位置。
於步驟S1615中，處理單元13根據第一影像中第一物件影像的成像位置以及第二影像中第二物件影像的成像位置，計算指示物相對於觸控面板11的觸控位置。
上述觸控位置的計算方式同樣可以是利用三角函數來計算，其詳細計算方式類似於前述實施例所述內容，且屬於習知技術，在此即不予以贅述。
值得一提的是，所述第一與第二影像感測器12a、12b可例如為互補式金屬氧化物半導體(CMOS)或電荷耦合元件(CCD)，且於所屬技術領域具有通常知識者可以依據實際使用情況來設計，本實施例在此不加以限制。
此外，為了增加第一、第二及第三反光單元140、150、410的反光效果，於其他實施方式中，可選擇增設與發光元件120相同結構的另一發光元件照射觸控面110。此新增的發光元件可例如 與第一或第二影像感測器12a、12b整合設置於第二角落。新增的發光元件可以採用黏合(sticking)、螺絲鎖固(screwing)或扣合(fastening)的方式固定於第一或第二影像感測器12a、12b上。
據此，光學觸控系統4可透過增設兩個影像感測裝置，提升光學觸控系統4的觸控辨識率。但於其他實施方式中，光學觸控系統4亦可包含三個、四個或多個影像感測器，且該些個影像感測裝置分別設置於不同位置，且具重疊之視野，來提升光學觸控系統4的觸控辨識率。換言之，光學觸控系統4中影像感測裝置的設置數量與設置位置是依據光學觸控系統4的實際架構與操作需求來設計，本實施例並不限制。
上述圖16之物件偵測方法也可以是透過韌體程式設計方式寫入於處理單元13的處理晶片來實現，且圖16僅用於說明本實施例提供的物件偵測及判斷方法的實施方式，並非用以限定本發明。
另外，本發明亦可利用一種非暫態之電腦可讀取記錄媒體(non-transitory computer readable medium)，來儲存前述圖5與圖16所述的物件偵測及判斷方法、圖10所述的第一亮度曲線的產生方式與第一偵測區域的界定方法、圖13所述的校正方法中步驟S1303至步驟S1311、圖14的獲取預設觸控值的方式以及圖6至圖9所述的物件偵測及判斷方法等的電腦程式碼，以於非暫態之電腦可讀取記錄媒體被一處理器讀取時執行前述之步驟。此非暫態之電腦可讀取媒體可以是軟碟、硬碟、光碟、隨身碟、磁帶、可由網路存取之資料庫或熟知此項技術者可輕易思及具有相同功能之儲存媒體。
〔實施例的可能功效〕
綜上所述，本發明實施例提供一種光學觸控系統以及其物件偵測方法，且所述物件偵測方法可應用於具有至少一影像感測器之觸控系統，例如光學觸控系統。所述物件偵測方法可透過比較所擷取的橫跨觸控面板的影像中遮蔽區域與預設對應遮蔽區域位 置的亮度差異，快速且準確地辨識所偵測到的物件是觸碰觸控面板或懸浮於觸控面板。所述物件偵測方法並可根據判斷結果，決定是否計算偵測到的物件的觸碰位置，進而有效提升光學觸控系統中觸控點辨識率與運作效益。
此外，本發明實施例還提供用於光學觸控系統的校正裝置，可透過佈設與偵測校正點的遮蔽影像資訊，快速地建立光學觸控系統的預設遮蔽亮度參數，據以供光學觸控系統辨識觸控面板上物件的觸控狀態。
上文所揭示之概念與特定實施例可作為基礎，並透過適當地于以修改或設計其他系統架構、製程或系統運作方式而實現與本發明相同之目的。因此，以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。
S500~S590‧‧‧步驟流程

Claims (29)

  1. 一種物件偵測方法，包括：儲存一預設觸控值查表，其中該預設觸控值查表記錄對應一第一影像感測器所擷取影像中複數個物件影像的成像位置的複數個預設觸控值；擷取一第一影像，其中該第一影像具有對應一指示物的至少一個物件影像；產生對應該第一影像的一第一亮度曲線；於該第一亮度曲線中，界定一第一偵測區；獲取對應該物件影像的成像位置的至少一個該預設觸控值；比較該第一亮度曲線中對應該第一偵測區內至少一個亮度值與至少一個該預設觸控值；以及根據比較結果，判斷對應該物件影像的該指示物是否懸浮於一觸控面板或是觸碰該觸控面板。
  2. 如請求項1所述的物件偵測方法，更包括：當比較結果顯示該指示物是觸碰該觸控面板時，根據該物件影像於該第一影像的成像位置，計算該指示物相對於該觸控面板的一觸控位置。
  3. 如請求項1所述的物件偵測方法，更包括：當比較結果顯示該指示物是懸浮於該觸控面板時，則不計算該指示物的該觸控位置。
  4. 如請求項1所述的物件偵測方法，其中在比較該第一偵測區內的至少一個該亮度值與至少一個該預設觸控值的該步驟中，包括：比較該第一亮度曲線中對應該第一偵測區內多個亮度值的一最低亮度值是否小於對應該物件影像的多個預設觸控值的一預設觸控亮度值；以及 若該第一亮度曲線中對應該第一偵測區內該些亮度值的該最低亮度值小於該預設觸控亮度值，則判定該指示物觸碰該觸控面板。
  5. 如請求項1所述的物件偵測方法，其中在比較該第一偵測區內的至少一個該亮度值與至少一個該預設觸控值的該步驟中，包括：計算該第一亮度曲線中對應該第一偵測區中多個亮度值的一平均亮度值；比較該第一亮度曲線中對應該第一偵測區內該些亮度值的該平均亮度值是否小於對應該物件影像的成像位置的多個預設觸控值的一預設觸控亮度平均值；以及若該第一亮度曲線中對應該第一偵測區內該些亮度值的該平均亮度值小於該預設觸控亮度平均值，判定該指示物觸碰該觸控面板。
  6. 如請求項1所述的物件偵測方法，更包括：以一第二影像感測器，擷取跨該觸控面板的一第二影像，且該第二影像具有對應該指示物的至少一物件影像；產生對應該第二影像的一第二亮度曲線；於該第二亮度曲線中，界定一第二偵測區；分別比較該第一亮度曲線中對應該第一偵測區的多個亮度值以及該第二亮度曲線中對應該第二偵測區的多個亮度值與對應該物件影像的成像位置的多個預設觸控值，以判斷該指示物是否懸浮於該觸控面板或是觸碰該觸控面板；以及若該第一亮度曲線中對應該第一偵測區的該些亮度值與該第二亮度曲線中對應該第二偵測區的該些亮度值的最低亮度值同時小於該些預設觸控值的一預設最低觸控亮度值或該第一亮度曲線中對應該第一偵測區的該些亮度值與該第二亮度曲線中對應該第二偵測區的該些亮度值的平均亮度值同時小 於該些預設觸控值的一預設觸控亮度平均值時，判定該指示物觸碰該觸控面板；其中，該第一影像感測器與該第二影像感測器是分別設置於該觸控面板上不同位置，且具有重疊的影像感測範圍。
  7. 如請求項6所述的物件偵測方法，更包括：若該第一亮度曲線中對應該第一偵測區的該些亮度值的最低亮度值與該第二亮度曲線中對應該第二偵測區的該些亮度值的最低亮度值的任一大於該預設最低觸控亮度值或該第一亮度曲線中對應該第一偵測區的該些亮度值的平均亮度值與該第二亮度曲線中對應該第二偵測區的該些亮度值的平均亮度值的任一大於該預設觸控亮度平均值時，判定該指示物懸浮於該觸控面板。
  8. 如請求項6所述的物件偵測方法，其中在界定該第二偵測區的該步驟中，包括：於該第二亮度曲線中，定義出對應該物件影像的一第二左邊界以及一第二右邊界，以於該第二亮度曲線中界定該第二偵測區。
  9. 如請求像1所述的物件偵測方法，其中在比較該第一偵測區內的該至少一個亮度值與該至少一個預設觸控值的該步驟中，包括：驅動該第一影像感測器擷取橫跨該觸控面板的一背景影像，以產生對應該背景影像的一背景亮度曲線；計算該背景亮度曲線與該第一亮度曲線與之間的亮度差異，以獲取一第一亮度差異資訊；以及比較該第一亮度差異資訊的至少一亮度差異值與該至少一預設觸控值。
  10. 如請求項9所述的物件偵測方法，其中在比較該至少一亮度差異值與該至少一預設觸控值的該步驟中，包括： 比較該第一亮度差異資訊中多個亮度差異值的最大亮度差異值與對應該物件影像的成像位置的多個預設觸控值的一預設觸控亮度差異值；以及若該些亮度差異值的最大亮度差異值大於該預設觸控亮度差異值時，判定該指示物觸碰該觸控面板。
  11. 如請求項9所述的物件偵測方法，其中在比較該至少一亮度值差異與該至少一預設觸控值的該步驟中，包括：計算該第一亮度差異資訊中多個亮度差異值的一平均亮度差異值；比較該些亮度差異值的該平均亮度差異值與對應該物件影像的成像位置的多個預設觸控值的一預設觸控亮度差異平均值；以及若該些亮度差異值的該平均亮度差異值大於該預設觸控亮度差異平均值，判定該指示物觸碰該觸控面板。
  12. 如請求項9所述的物件偵測方法，其中在比較該第一偵測區內的該至少一個亮度值與該至少一個預設觸控值的該步驟中，更包括：以一第二影像感測器，擷取跨該觸控表面的一第二影像，且該第二影像具有對應該指示物的至少一物件影像；產生對應該第二影像的一第二亮度曲線；計算該第二亮度曲線中的多個亮度值與該背景亮度曲線之間的差異，以獲取一第二亮度差異資訊；以及分別比較該第一亮度差異資訊的多個亮度差異值以及該第二亮度差異資訊的多個亮度差異值與該至少一預設觸控值；其中，該第一影像感測器與該第二影像感測器是分別設置於該觸控面板上不同位置，且具有重疊的影像感測範圍。
  13. 如請求項12所述的物件偵測方法，其中在比較該第一亮度差異資訊的該些亮度差異值以及該第二亮度差異資訊的該些亮 度差異值與該至少一預設觸控值的該步驟中，更包括：若該第一亮度差異資訊的該些亮度差異值的一第一最大亮度差異值以及該第二亮度差異資訊的該些亮度差異值的一第二最大亮度差異值同時大於多個預設觸控值的一預設觸控亮度差異值時，判定該指示物是觸碰該觸控面板。
  14. 如請求項12所述的物件偵測方法，其中在比較該第一亮度差異資訊的該些亮度差異值以及該第二亮度差異資訊的該些亮度差異值與該至少一預設觸控值的該步驟中，更包括：計算該第一亮度差異資訊中該些亮度差異值的一第一平均亮度差異值以及該第二亮度差異資訊中該些亮度差異值的一第二平均亮度差異值；以及若該第一亮度差異資訊的該些亮度差異值的該第一平均亮度差異值以及該第二亮度差異資訊的該些亮度差異值的該第二平均亮度差異值同時大於一預設觸控亮度差異平均值時，判定該指示物是觸碰該觸控面板。
  15. 一種物件偵測方法，包括：儲存一預設觸控值查表，其中該預設觸控值查表記錄對應一第一影像感測器所擷取影像中複數個物件影像的成像位置的複數個預設觸控值；擷取一第一影像，其中該第一影像具有對應一指示物的至少一個物件影像；產生對應該第一影像的一第一亮度曲線；於該第一亮度曲線中，界定一第一偵測區；獲取對應該物件影像的成像位置的至少一個該預設觸控值；以及比較該第一亮度曲線中對應該第一偵測區內至少一個亮度值與至少一個該預設觸控值；其中在產生該第一亮度曲線的該步驟中，包括： 驅動該第一影像感測器擷取對應一觸控面板的一背景影像，其中該背景影像並不具對應該指示物的該物件影像；比較該背景影像中各像素行中的多個像素值與一預設像素值，以於各像素行定義出一強光上邊界以及一強光下邊界，其中於該強光上邊界以及該強光下邊界之間的像素值大於該預設像素值；根據該背景影像中各該像素行的該強光上邊界以及該強光下邊界，於該背景影像中定義一強光區域；計算該背景影像中該強光區域內各像素行中的該些像素值的亮度總和，以產生一背景亮度曲線；計算該第一影像中對應該背景影像的該強光區域內各該像素行中該些像素值總和；以及根據計算結果，產生對應該第一影像的該第一亮度曲線。
  16. 如請求項15所述的物件偵測方法，其中在建立該預設觸控值查表的該步驟，包括：執行一校正程序；驅動該第一影像感測器對應擷取複數個校正物件的影像，以產生具對應校正物件的物件影像的多個校正影像，其中該些校正物件相對於該觸控面板的相對位置為已知；將該些校正影像中對應該背景影像中的該強光區域內各該像素行中的多個像素值相加，以計算該些校正影像中該強光區域內各該像素行的亮度總和；根據計算結果，獲取對應各該校正影像的複數個校正亮度曲線；根據該些校正亮度曲線，計算對應該些校正影像中物件影像的成像位置的該些預設觸控值；以及記錄該些校正物件於該觸控面板的相對位置以及對應該些校正影像中物件影像的成像位置的該些預設觸控值，以產生該 預設觸控值查表。
  17. 如請求項16所述的物件偵測方法，其中該觸控面板具有一第一邊、一第二邊、相對於該第一邊的一第三邊以及相對於該第二邊的一第四邊，該第一邊與該第三邊分別透過該第二邊與該第四邊相連，且該第一影像感測器位於該第一邊與該第二邊的相接之處，該些校正物件分別是沿該第一邊、該第二邊、該第三邊以及該第四邊上依序間隔設置，且該些校正物件之間的間隔相等。
  18. 如請求項16所述的物件偵測方法，其中該觸控面板具有一第一邊、一第二邊、相對於該第一邊的一第三邊以及相對於該第二邊的一第四邊，該第一邊與該第三邊分別透過該第二邊與該第四邊相連，且該第一影像感測器位於該第一邊與該第二邊的相接之處，該些校正物件分別是以一對角線方式設置於該觸控面上，且該些校正物件之間的間隔相等。
  19. 如請求項16所述的物件偵測方法，其中在計算對應該些校正影像中物件影像的成像位置的該些預設觸控值的該步驟中，包括：根據該些校正亮度曲線、該背景亮度曲線以及一預設權重值，計算對應該些校正影像中物件位置的該些預設觸控值。
  20. 如請求項16所述的物件偵測方法，其中在獲取對應該物件影像的成像位置的該至少一預設觸控值的該步驟中，包括：根據該些校正物件於該觸控面板的相對位置以及對應該些校正物件的該些預設觸控值，以內插法產生一觸控校正函數；以及利用該觸控校正函數與該指示物相對於該觸控面板的該觸控位置，產生對應該物件影像的至少一個該預設觸控值。
  21. 一種用於光學觸控系統的校正裝置，包括：一觸控面板，該觸控面板具有一第一邊、一第二邊、相對 於該第一邊之一第三邊以及相對於該第二邊之一第四邊；至少一發光元件，產生一光線照亮該觸控面板；一第一影像感測器，設置於該第一邊與該第二邊的交界處，且該第一影像感測器的影像感測範圍至少涵蓋該觸控面板的該第二邊與該第三邊；一參考標示裝置，具有複數個參考標示，且該些參考標示是位於一輔助框架上，該些參考標示至少包括一第一組參考標示以及一第二組參考標示，當該輔助框架設置於該觸控面板上時，該第一組參考標示位於該第四邊，該第二組參考標示位於該第三邊；以及一校正處理單元，耦接該第一影像感測器；其中，該校正處理單元驅動該第一影像感測器擷取具對應複數校正物件的複數物件影像以及該些參考標示的複數個第一校正影像，該校正處理單元根據該些第一校正影像，獲取對應該些物件影像的複數個預設觸控值，該校正處理單元根據各該物件影像以及該些參考標示在對應的該第一校正影像的成像位置，計算各該校正物件相對於該觸控面板的位置，該校正處理單元並根據各該校正物件相對於該觸控面板的位置以及對應的該些預設觸控值，產生一預設觸控值查表。
  22. 如請求項21所述的用於光學觸控系統的校正裝置，其中該校正處理單元根據每一個第一校正影像產生對應每一該第一校正影像的一第一校正亮度曲線，該校正處理單元並比較各該第一校正亮度曲線與一背景影像的一背景亮度曲線，以於各該第一校正亮度曲線中定義一第一區域，且該校正處理單元根據各該第一區域中多個亮度值，產生對應各該第一校正影像中物件影像的成像位置的多個預設觸控值。
  23. 如請求項22所述的用於光學觸控系統的校正裝置，其中該些預設觸控值包含對應該第一區域內該些亮度值的最低亮度值 的一預設觸控亮度值、對應該第一區域內該些亮度值的平均亮度值的一預設觸控亮度平均值、對應該第一校正亮度曲線與該背景亮度曲線於該第一區域中的亮度差異的最大亮度差異值的一預設觸控亮度差異值以及對應該第一校正亮度曲線與該背景亮度曲線於該第一區域中的平均亮度差異值的一預設觸控亮度差異平均值的至少其中之一。
  24. 如請求項21所述的用於光學觸控系統的校正裝置，其中該第一影像感測器與該第二影像感測器分別包含互補式金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器以及電荷耦合元件(CCD)影像感測器的其中之一。
  25. 如請求項21所述的用於光學觸控系統的校正裝置，其中該發光元件包括至少一發光體，且該發光體為紅外線發光二極體或紫外線發光二極體的其中之一。
  26. 如請求項21所述的用於光學觸控系統的校正裝置，其中該發光元件為一反光鏡或一反光布。
  27. 如請求項21所述的用於光學觸控系統的校正裝置，其中該校正物件分別是沿該第一邊、該第二邊、該第三邊以及該第四邊上依序設置於該觸控面板上，且該些校正物件之間的間隔相等。
  28. 如請求項21所述的用於光學觸控系統的校正裝置，其中，該些校正物件分別是以一對角線方式設置於該觸控面板上，且該些校正物件之間的間隔相等。
  29. 一種物件偵測方法，包括：儲存一預設觸控值查表，其中該預設觸控值查表記錄對應一第一影像感測器所擷取影像中複數個物件影像的成像位置的複數個預設觸控值；擷取一第一影像，其中該第一影像具有對應一指示物的至少一個物件影像； 產生對應該第一影像的一第一亮度曲線；於該第一亮度曲線中，界定一第一偵測區；獲取對應該物件影像的成像位置的至少一個該預設觸控值；以及比較該第一亮度曲線中對應該第一偵測區內至少一個亮度值與至少一個該預設觸控值；其中在界定該第一偵測區的該步驟中，包括：於該第一亮度曲線中，定義出對應該物件影像的一第一左邊界以及一第一右邊界，以於該第一亮度曲線中界定該第一偵測區。
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