TWI579751B - 可偵測位移之光學觸控裝置及光學觸控方法 - Google Patents

Description

可偵測位移之光學觸控裝置及光學觸控方法

本發明是有關於一種電子裝置及方法，且特別是一種光學觸控裝置及光學觸控方法。

隨著電腦產業的迅速發展，滑鼠的應用已經由傳統的機械滾輪，導入應用光學感測器元件的光學滑鼠。雖然傳統的機械式滾輪滑鼠原理非常簡單，價格低廉，但是在使用過程中很容易因為灰塵和污垢被帶入滾軸而使滑鼠失靈，所以需要經常性地清理滑鼠內部，造成使用上的不便。

技術成熟且價格合理的光學滑鼠已漸漸取代傳統滾輪滑鼠，成為消費者選購滑鼠時的優先考量。光學滑鼠除具備不需常清理、不易磨損的優點外，更不會像滾輪滑鼠的機械式零件，隨著使用時間增長而導致精確度降低。所以光學滑鼠為目前滑鼠主流是必然的趨勢。

另一方面，觸控滑鼠提供使用者一個更直觀的人機介面，讓使用者可以使用手指物件的不同手勢進行不同的指令輸入，如美國專利公告第7,808,478號的電容式觸控和美國專利公告第6,456,275號的光學式觸控。

本發明提供一種光學觸控裝置，其兼具光學觸控之功能與偵測光學觸控裝置被移動之位移功能。

本發明另提供一種光學觸控方法，其適用於上述的系統。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明之一實施例提出一種光學觸控裝置，其包括一第一光源、一導光元件、一反光元件、一影像感測模組以及一第二光源。第一光源適於提供一第一光束。導光元件位於第一光束之傳遞路徑上並具有一第一表面、一相對於第一表面之第二表面與一連接第一表面與第二表面之側表面。第一光源所提供之第一光束適於從側表面進入導光元件內，其中於導光元件內傳遞的第一光束適於被靠近第一表面或接觸第一表面的一物件反射而轉換成出射於第二表面的一第一影像光束。反光元件位於第一影像光束的傳遞路徑上。影像感測模組位於被反光元件所反射的第一影像光束的傳遞路徑上並適於接收第一影像光束。第二光源適於提供一第二光束。當光學觸控裝置於一工作面上移動時，第二光束適於被表面反射而形成一第二影像光束至影像感測模組上。

在本發明之一實施例中，影像感測模組包含一光學感測元件，其中此光學感測元件適於接收第一影像光束與第二影像光束。

在本發明之一實施例中，分別傳遞至影像感測模組上的第一影像光束與第二影像光束部分重疊或是完全不重疊。

在本發明之一實施例中，光學觸控裝置更包括一第一殼體，其中第一殼體位於第一影像光束與第二影像光束的傳遞路徑上並具有一容置空間與至少一開口。影像感測模組設置於容置空間內，且影像感測模組的一感測面面向開口，以分別接收第一影像光束與第二影像光束。

在本發明之一實施例中，上述的至少一開口包括一第一開口與一第二開口。第一開口位於第一影像光束的傳遞路徑上，而第二開口位於第二影像光束的傳遞路徑上。

在本發明之一實施例中，上述的影像感測模組包括一第一光學感測元件與一第二光學感測元件。第一光學感測元件適於接收第一影像光束，而第二光學感測元件適於接收第二影像光束。

在本發明之一實施例中，第一影像感測模組的一感測面與第二光學感測元件的一感測面皆面向工作面。

在本發明之一實施例中，光學觸控裝置更包括一第二殼體，其中第一光源、導光元件、反光元件、影像感測模組以及第二光源設置於第二殼體內，且第二殼體具有一第一表面與一相對第一表面之第二表面。導光元件靠近第二殼體的第一表面，反光元件靠近第二殼體的第二表面，且影像感測模組之一感測面面向第二殼體的一表面。

在本發明之一實施例中，反光元件包括一會聚面鏡、一平面鏡、一反光片或一凸面鏡。

在本發明之一實施例中，光學觸控裝置更包括一光源控制模組以及一處理單元。光源控制模組電性連接第一光源與第二光源，以分別控制第一光源與第二光源的照光強度與照光時序。處理單元適於接收影像感測模組所接收的影像訊號，以決定偵測物件於光學觸控裝置之第一表面上的位移量或是偵測物件於導光元件之第一表面之上方的移動量。

在本發明之一實施例中，光學觸控裝置更包括一傳輸單元，其中傳輸單元連接處理單元，以輸出光學觸控裝置之位移偵測結果或是物件之觸控偵測結果。

在本發明之一實施例中，光學觸控裝置更包括一加速度感測元件，其中加速度感測元件適於感測光學觸控裝置於表面上的移動。

本發明另提出一種偵測位移的光學觸控方法，適用於上述的光學觸控裝置。光學觸控方法包括以下步驟。首先，啟動前述的第二光源進行照射，並進行影像擷取。之後，根據傳遞至影像感測模組上的影像來決定偵測光學觸控裝置於表面上的位移量或是偵測物件於導光元件之第一表面之上方的移動量。具體來說，當判斷光學觸控裝置於表面上有產生位移時，則輸出光學觸控裝置之位移偵測結果。反之，當判斷光學觸控裝置於表面上未產生位移時，則啟動前述的第一光源進行照射，並進行影像擷取，以偵測物件於導光元件之第一表面之上方的移動量並輸出物件之觸控偵測結果。

本發明又提出一種偵測位移的光學觸控方法，適用於上述的光學觸控裝置。光學觸控方法包括以下步驟。首先，利用前述的加速度感測元件感測光學觸控裝置是否於工作面上移動。接著，若加速度感測元件感測到光學觸控裝置於工作面上移動時，則啟動前述的第二光源進行照射，並進行影像擷取。之後，根據傳遞至影像感測模組上的影像偵測光學觸控裝置於表面上的位移量，以輸出光學觸控裝置之位移偵測結果。反之，若加速度感測元件未感測到光學觸控裝置於工作面上移動時，則啟動前述的第一光源進行照射，並進行影像擷取。之後，根據傳遞至影像感測模組上的影像偵測物件於導光元件之第一表面之上方的移動量，以輸出物件之觸控偵測結果。

本發明再提出一種光學觸控裝置，其具有一上表面與一下表面。光學觸控裝置包括一第一光源、一反光元件、一影像感測模組以及一第二光源。第一光源位於光學觸控裝置內並適於朝上表面提供一第一光束，其中第一光束適於被靠近上表面或接觸上表面的一物件反射而轉換成朝向下表面傳遞的一第一影像光束。反光元件位於光學觸控裝置內並設置於第一影像光束的傳遞路徑上。影像感測模組位於光學觸控裝置內並設置於被反光元件所反射的第一影像光束的傳遞路徑上，以接收第一影像光束。第二光源位於光學觸控裝置內並適於朝下表面提供一第二光束，其中當光學觸控裝置於一工作面上移動時，第二光束適於被表面反射而形成一第二影像光束至影像感測模組上。

基於上述，本發明可藉由使用導光板及反光元件來設計光路徑，從而可使帶有光學觸控之資訊的第一影像光束與帶有裝置位移之資訊的第二影像光束可分別地傳遞相同的影像感測模組上，此時透過處理成像於影像感測模組上的影像，便可單獨或同時進行偵測光學觸控裝置於表面上的位移量以及偵測物件於導光元件之第一表面之上方的移動量。意即，光學觸控裝置除了可具有光學觸控之功能外，亦可兼具偵測光學觸控裝置被移動之位移量，其中本實施例之光學觸控裝置可僅使用一個光學感測元件來達到光學觸控之功能與偵測光學觸控裝置被移動之位移量之功能。

另外，當光學感測元件為多數個時(如二個)，透過前述的光路徑設計，可使這些光學感測元件之感測面皆面向表面，因此這些光學感測元件便可使用同一基板或是封裝成同一模組內(如：第一殼體)，而可減少成本支出以及進一步所縮小體積。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

圖1為本發明一實施例之光學觸控裝置的示意圖，而圖2A為圖1之光學觸控裝置的控制方塊示意圖。請同時參考圖1與圖2A，本實施例之光學觸控裝置100包括一第一光源110、一導光元件120、一反光元件130、一影像感測模組140以及一第二光源150。第一光源110適於提供一第一光束L110。在本實施例中，第一光源110係以發光二極體元件為舉例說明，於其他實施例中，第一光源110亦可採用其他適當的發光元件。另外，第一光束L110的波長可依使用者的設計而有不同，本實施例係以不可見光為舉例說明，如：紅外光波段，於其他實施例中，亦可選用其他適當的波長，如：可見光波長。

請繼續參考圖1與圖2A，導光元件120位於第一光束L110之傳遞路徑上並具有一第一表面S122、一相對於第一表面S122之第二表面S124與一連接第一表面S122與第二表面S124之側表面S126。具體而言，本實施例之導光元件120係以側向入光式之導光板作為舉例說明，其中側向入光式之導光板可以分為平板式導光板或楔形式導光板，本實施例之圖1係以側向入光式之導光板作為實施範例，於其他實施例中，亦可選擇楔形式導光板。由於，本實施例之導光元件120採用側向入光式導光板，因此第一光源110所提供之第一光束L110便適於從側表面S126進入導光元件120內，如圖1所示。如此一來，當一物件101靠近或接觸導光元件之第一表面S122時，於導光元件120內傳遞的第一光束L110便會被物件101反射而轉換成出射於第二表面S124的一第一影像光束L112，如圖1所示。

另外，由於反光元件130位於第一影像光束L112的傳遞路徑上，因此位於被反光元件130所反射的第一影像光束L112之傳遞路徑上的影像感測模組140便會接收第一影像光束L112，其中本實施例是以影像感測模組140具有一個光學感測元件142進行說明，因此若有物件101靠近或接觸導光元件120之第一表面S122時，物件101便可成像於影像感測模組140之光學感測元件142上並被影像感測模組140之光學感測元件142所感測到，如圖1所示。如此一來，便可透過擷取物件101之移動影像而達到光學觸控之目的，如：手勢操作(Gesture)之功能、點擊(Click)之功能或是游標操控之功能等等。在本實施例中，反光元件130係以會聚面鏡作為舉例說明，但不限於此，其係可為其他適當的反光元件。

此外，第二光源150適於提供一第二光束L150，其中當光學觸控裝置100於一工作面S1上移動時，第二光束L150適於被表面S1反射而形成一第二影像光束L152至影像感測模組140之光學感測元件142上，意即當光學觸控裝置100被使用者移動而於工作面S1上移動時，於工作面S1上移動的影像變化便可被成像於影像感測模組140之光學感測元件142上並被影像感測模組140之光學感測元件142所感測到，如圖1所示。如此一來，便可透過擷取光學觸控裝置100於工作面S1上移動的影像變化而達到光學操控之目的，如：光學滑鼠之游標操控之功能。在本實施例中，第二光源150係以發光二極體元件為舉例說明，於其他實施例中，第二光源150亦可採用其他適當的發光元件。另外，第二光束L150的波長可依使用者的設計而有不同，本實施例係以不可見光為舉例說明，如：紅外光波段，於其他實施例中，亦可選用其他適當的波長，如：可見光波長。

特別的是，分別傳遞至光學感測元件142上的第一影像光束L112與第二影像光束L152可部分重疊或是完全不重疊，如圖2B與圖2C所示。詳細來說，圖2B係繪示第一影像光束L112與第二影像光束L152傳遞至光學感測元件142上部分重疊的情況，其中第一影像光束L112於光學感測元件142之感測面142a上成像出一第一影像區域I1，第二影像光束L152則於影像感測模組140之感測面142a上成像出一第二影像區域I2，而第一影像區域I1與第二影像區域I2實質上部分重疊，如圖2B所示。然而，適當地設計入光角度，亦可使傳遞至光學感測元件142上的第一影像光束L112與第二影像光束L152完全不重疊，如圖2C所示。

在光學觸控裝置100中，由於影像感測模組140位於第一影像光束L112與第二影像光束L152之傳遞路徑上，因此便可透過處理影像感測模組140所擷取到的影像(如上述的第一影像區域I1與第二影像區域I2)，而可分別或是同時進行光學觸控感測或是光學觸控裝置100之位移感測，如：單獨或同時進行點擊觸控感測及光學滑鼠之游標操控感測。其中，關於如何判讀何時進行光學觸控以及光學觸控裝置之位移感測，將於後續段落中詳述，在此僅簡單說明。

為了可使第一影像光束L112與第二影像光束L152分別傳遞至影像感測模組140上，光學觸控裝置100更可包括一第一殼體160，其中第一殼體160位於第一影像光束L112與第二影像光束L152的傳遞路徑上並具有一容置空間162、一第一開口164與一第二開口166，如圖1所示。具體而言，影像感測模組140之光學感測元件142設置於容置空間162內，且影像感測模組140的感測面142a面向第一、第二開口164、166，以分別接收第一影像光束L112與第二影像光束L152。詳細來說，第一開口164位於第一影像光束L112的傳遞路徑上，而第二開口166位於第二影像光束L152的傳遞路徑上，如圖1所示。在本實施例中，第一殼體160可以是不透光之殼體，如此可避免其他雜散光進入容置空間162，從而影響第一影像光束L112與第二影像光束L152成像於影像感測模組140之光學感測元件142上的影像品質。

在本實施例中，為了有效地控制第一光源110與第二光源150之出光時間與出光強度，以及處理成像於光學感測元件142上的影像訊號，光學觸控裝置100更包括一光源控制模組172以及一處理單元174，如圖2所示。具體而言，光源控制模組172可電性連接第一光源110與第二光源150，以分別控制第一光源110與第二光源150的照光強度與照光時序。舉例來說，若欲進行前述之物件101的光學觸控感測時，則第一光源110便需被開啟；同樣地，若欲透過擷取光學觸控裝置100於工作面S1上移動的影像變化而達到光學操控之目的時，則第二光源150便須被開啟。另外，處理單元174則是用以接收並處理影像感測模組140所接收的影像訊號，以決定偵測光學觸控裝置100於表面S1上的位移量或是偵測物件101於導光元件120之第一表面S122之上方的移動量，其中此處之移動量係可包括平面移動量或懸浮之移動量(hovering)。一般來說，光學觸控裝置100還可包括一傳輸單元176，其中傳輸單元176連接處理單元174，以輸出光學觸控裝置100之位移偵測結果或是物件之觸控偵測結果至一對應之顯示裝置(未繪示)，如：螢幕上之游標的移動控制、點擊控制或是手勢判斷控制。

在本實施例中，光學觸控裝置100可包括有一第二殼體180，其中第一光源110、導光元件120、反光元件130、影像感測模組140以及第二光源150設置於第二殼體180內，且第二殼體180具有一第一表面S182與一相對第一表面S182之第二表面S184。具體而言，導光元件120靠近第二殼體180的第一表面S182，而反光元件130則是靠近第二殼體180的第二表面S184，且影像感測模組140之感測面142面向第二殼體180的第二表面S184，如圖1所示。

基於上述可知，本實施例之光學觸控裝置100係可透過導光板120及反光元件130之使用，使帶有光學觸控之資訊的第一影像光束L112與帶有裝置位移之資訊的第二影像光束L152可分別地傳遞至具有一個光學感測元件142之影像感測模組140上，此時透過處理成像於影像感測模組140上的影像，便可單獨或同時進行偵測光學觸控裝置100於表面S1上的位移量以及偵測物件101於導光元件120之第一表面S122之上方的移動量。也就是說，本實施例之光學觸控裝置100除了可具有光學觸控之功能外，亦可具有偵測光學觸控裝置被移動之位移量，其中本實施例之光學觸控裝置100可僅使用一個影像感測模組140來達到光學觸控之功能與偵測光學觸控裝置被移動之位移量之功能。

圖3為本發明另一實施例之光學觸控裝置的示意圖。請同時參考圖1與圖3，本實施例之光學觸控裝置200與前述的光學觸控裝置100採用相同的概念，二者不同之處在於：第一殼體260僅具有一個開口264，其中第一影像光束L112與第二影像光束L152皆會通過開口264而分別傳遞至影像感測模組140上。類似地，由於本實施例之光學觸控裝置200與前述的光學觸控裝置100採用相同的概念，因此，本實施例之光學觸控裝置200同樣地具有前述的光學觸控裝置100所提及之優點，在此便不再贅述。

圖4為本發明又一實施例之光學觸控裝置的示意圖。請同時參考圖1與圖4，本實施例之光學觸控裝置300與前述的光學觸控裝置100採用相同的概念，二者不同之處在於：本實施例之光學觸控裝置300之影像感測模組340使用一第一光學感測元件342與一第二光學感測元件344，其中第一影像光束L112會通過第一開口164而傳遞至第一光學感測元件342，而第二影像光束L152則是通過第二開口166而傳遞至第二光學感測元件344，且第一光學感測元件342的感測面342a與第二光學感測元件344的感測面344a皆是面向第二殼體180的第二表面S184，以分別接收第一影像光束L112與第二影像光束L152。另外，本實施例之光學觸控裝置300的反光元件330係採用平面鏡作為舉例說明，但不限於此，其係可為其他適當的反光元件，如：反光片。

類似地，由於本實施例之光學觸控裝置300與前述的光學觸控裝置100採用相同的概念，因此，本實施例之光學觸控裝置300同樣地具有前述的光學觸控裝置100所提及之優點，在此便不再贅述。

圖5為本發明再一實施例之光學觸控裝置的示意圖。請同時參考圖4與圖5，本實施例之光學觸控裝置400與前述的光學觸控裝置300採用相同的概念，二者不同之處在於：第一殼體460僅具有一個開口464，其中第一影像光束L112與第二影像光束L152皆會通過開口464而分別傳遞至第一光學感測元件342與第二光學感測元件344上。類似地，由於本實施例之光學觸控裝置400與前述的光學觸控裝置300採用相同的概念，因此，本實施例之光學觸控裝置400同樣地具有前述的光學觸控裝置300所提及之優點，在此便不再贅述。

基於上述，本發明亦可提出一種偵測位移的光學觸控方法，適用於上述的光學觸控裝置100、200、300、400。本實施例之光學觸控方法如圖6所繪示之步驟流程，但不限於圖6所繪示之步驟先後順序，其說明如下。

首先，為了避免同時開啟第一光源110與第二光源150而造成不必要之電力耗費，因此可先啟動前述的第二光源150對前述的表面S1進行照射，並透過前述的影像感測模組140或344進行影像擷取，如步驟S102所示。

之後，根據傳遞至影像感測模組140、342或344上的影像來決定偵測光學觸控裝置100、200、300、400於表面S1上的位移量或是偵測物件101於導光元件120之第一表面S122之上方的移動量，如步驟S104所示。

詳細來說，當判斷光學觸控裝置100、200、300、400於表面S1上產生位移時，則便可輸出光學觸控裝置100、200、300、400之位移偵測結果，如步驟S101與S103所示。反之，當判斷光學觸控裝置100、200、300、400於表面S1上未產生位移時，便可啟動前述的第一光源110進行照射，並透過前述的影像感測模組140或344進行影像擷取，以偵測物件101於導光元件120之第一表面S122之上方的移動量並輸出物件101之觸控偵測結果，如步驟S101、S105、S107、S109所示。

需要說明的是，除了可依上述步驟進行裝置100、200、300、400之位移與物件觸控之判斷外，於其他實施例中，第一光源110與第二光源150亦可同時開啟，並同時或單獨進行觸控感測與位移偵測。

圖7為本發明更一實施例之光學觸控裝置的示意圖，而圖8為圖7之光學觸控裝置的控制方塊示意圖。請同時參考圖4、圖7與圖8，本實施例之光學觸控裝置500與前述的光學觸控裝置300採用相同的概念，二者不同處在於：本實施例之光學觸控裝置500更包括一加速度感測元件510，其中加速度感測元件510適於感測光學觸控裝置500於表面上的移動。在本實施例中，加速度感測元件510可為一維方向之加速度感測元件或二維方向之加速度感測元件，且加速度感測元件510係可透過CMOS製程所形成一微機電(MEMS)感測元件。具體來說，本實施例之光學觸控裝置500係可透過加速度感測元件510預先感測裝置500是否被使用者移動操控，進而再開啟前述的第二光源150，進行前述的位移感測，如圖7與圖8所繪示。

換言之，本實施例之光學觸控裝置500與前述的光學觸控裝置300採用相同的概念，其中本實施例之光學觸控裝置500係可透過加速度感測元件510預先進行位移之感測，從而可提升偵測之精準度，因此，本實施例之光學觸控裝置500同樣地亦可具有前述的光學觸控裝置300所提及之優點，在此便不再贅述。值得一提的是，採用加速度感測元件510的概念亦可用於前述的光學觸控裝置100、200、400中，可參考前述，在此不再贅言。

基於上述，基於上述，本發明亦可提出一種偵測位移的光學觸控方法，適用於上述的光學觸控裝置500。本實施例之光學觸控方法如圖9所繪示之步驟流程，但不限於圖9所繪示之步驟先後順序，其說明如下。

首先，為了避免同時開啟第一光源110與第二光源150而造成不必要之電力耗費，因此可先利用前述的加速度感測元件510感測光學觸控裝置500是否於工作面S1上移動，如步驟S201所示。

接著，判斷加速度感測元件510是否偵測到位移變化，若加速度感測元件510感測到光學觸控裝置500於工作面S1上移動時，則啟動前述的第二光源150進行照射，並透過前述的光學感測元件344進行影像擷取，如步驟S203所示。之後，根據傳遞至光學感測元件344上的影像偵測光學觸控裝置500於表面S1上的位移量，以輸出光學觸控裝置之位移偵測結果，如步驟S205、S207、S209所示。

反之，若加速度感測元件510未感測到光學觸控裝置500於工作面S1上移動時，則啟動前述的第一光源110進行照射，並透過前述的光學感測元件342進行影像擷取，如步驟S202所示。之後，根據傳遞至光學感測元件342上的影像偵測物件101於導光元件120之第一表面S122之上方的移動量，以輸出物件101之觸控偵測結果，如步驟S204、S206所示。

圖10為本發明還一實施例之光學觸控裝置的示意圖。請同時參考圖1與圖10，本實施例之光學觸控裝置600與前述的光學觸控裝置100採用相同概念，二者不同之處在於，本實施例之光學觸控裝置600並未採用前述的導光元件120，意即第一光源110係直接地往本實施例之光學觸控裝置600的一上表面S602上照射。具體來說，本實施例之光學觸控裝置600具有上表面S602與一下表面S604，其中前述的第一光源110、前述的反光元件130、前述的影像感測模組140以及前述的第二光源150皆設置於光學觸控裝置600內。

在光學觸控裝置600中，第一光源110適於朝上表面S602提供一第一光束L110，其中第一光束L110適於被靠近上表面S602或接觸上表面S602的一物件101反射而轉換成朝向下表面S604傳遞的第一影像光束L112。另外，反光元件130位於第一影像光束L112的傳遞路徑上，而影像感測模組140位於被反光元件130所反射的第一影像光束L112的傳遞路徑上，並以光學感測元件142接收第一影像光束L112。此外，位於光學觸控裝置600內的第二光源150適於朝下表面S610提供第二光束L150，其中當光學觸控裝置600於工作面S1上移動時，第二光束150適於被表面S1反射而形成第二影像光束L152至影像感測模組140之光學感測元件142上，如圖10所示。

基於上述可知，本實施例之光學觸控裝置600與前述的光學觸控裝置100採用相同的概念，其中本實施例之光學觸控裝置係採用將第一光源110直接地往本實施例之光學觸控裝置600的上表面S602上照射之架構，而未使用導光元件120，從而可減少導光元件120之花費，因此，本實施例之光學觸控裝置600同樣地亦可具有前述的光學觸控裝置100所提及之優點，在此便不再贅述。值得一提的是，本實施例之判斷何時偵測位移與偵測物件觸控的方式，可採用前述所提及之方法與概念，在此便不再重複贅述。

綜上所述，本發明之光學觸控裝置至少具有以下優點與特點。首先，可透過導光板及反光元件之使用，使帶有光學觸控之資訊的第一影像光束與帶有裝置位移之資訊的第二影像光束可分別地傳遞一個光學感測元件上，此時透過處理成像於光學感測元件上的影像，便可單獨或同時進行偵測光學觸控裝置於表面上的位移量以及偵測物件於導光元件之第一表面之上方的移動量。也就是說，光學觸控裝置除了可具有光學觸控之功能外，亦可具有偵測光學觸控裝置被移動之位移量，其中本實施例之光學觸控裝置可僅使用一個光學感測元件來達到光學觸控之功能與偵測光學觸控裝置被移動之位移量之功能。

另外，當光學感測元件為多數個時(如二個)，透過前述的光路徑設計，可使這些光學感測元件之感測面皆面向表面，因此這些光學感測元件便可使用同一基板或是封裝成同一模組內(如：第一殼體)，而可減少成本支出以及進一步所縮小體積。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

100、200、300、400、500、600．．．光學觸控裝置

101．．．物件

110．．．第一光源

120．．．導光元件

130．．．反光元件

140．．．影像感測模組

142．．．光學感測元件

142a．．．感測面

150．．．第二光源

160．．．第一殼體

162．．．容置空間

164．．．第一開口

166．．．第二開口

172．．．光源控制模組

174．．．處理單元

176．．．傳輸單元

180．．．第二殼體

260．．．第一殼體

264、464．．．開口

340．．．影像感測模組

342．．．第一光學感測元件

344．．．第二光學感測元件

330．．．反光元件

460．．．第一殼體

510．．．加速度感測元件

I1．．．第一影像區域

I2．．．第二影像區域

L110．．．第一光束

L112．．．第一影像光束

L150．．．第二光束

L152．．．第二影像光束

S1．．．工作面

S122．．．第一表面

S124．．．第二表面

S126．．．側表面

S102、S104、S101、S103、S105、S107、S109．．．步驟

S182．．．第一表面

S184．．．第二表面

S201、S203、S205、S207、S209、S204、S206．．．步驟

S602．．．上表面

S604．．．下表面

圖1為本發明一實施例之光學觸控裝置的示意圖。

圖2A為圖1之光學觸控裝置的控制方塊示意圖。

圖2B與圖2C分別為第一影像光束與第二影像光束照射於一光學感測元件上之不同實施態樣的示意圖。

圖3為本發明另一實施例之光學觸控裝置的示意圖。

圖4為本發明又一實施例之光學觸控裝置的示意圖。

圖5為本發明再一實施例之光學觸控裝置的示意圖。

圖6為本發明一實施例之光學觸控方法的流程示意圖。

圖7為本發明更一實施例之光學觸控裝置的示意圖。

圖8為圖7之光學觸控裝置的控制方塊示意圖。

圖9為本發明另一實施例之光學觸控方法的流程示意圖。

圖10為本發明還一實施例之光學觸控裝置的示意圖。

100．．．光學觸控裝置

101．．．物件

110．．．第一光源

120．．．導光元件

130．．．反光元件

140．．．影像感測模組

142．．．光學感測元件

142a．．．感測面

150．．．第二光源

160．．．第一殼體

162．．．容置空間

164．．．第一開口

166．．．第二開口

L110．．．第一光束

L112．．．第一影像光束

L150．．．第二光束

L152．．．第二影像光束

S1．．．工作面

S122．．．第一表面

S124．．．第二表面

S126．．．側表面

S182．．．第一表面

S184．．．第二表面

Claims (21)

1. 一種光學觸控裝置，包括：一第一光源，適於提供一第一光束；一導光元件，位於該第一光束之傳遞路徑上並具有一第一表面、一相對於該第一表面之第二表面與一連接該第一表面與該第二表面之側表面，該第一光源所提供之該第一光束由該側表面進入該導光元件內，其中於該導光元件內傳遞的該第一光束適於被靠近該第一表面或接觸該第一表面的一物件反射而轉換成出射於該第二表面的一第一影像光束；一反光元件，位於該第一影像光束的傳遞路徑上；一影像感測模組，位於被該反光元件所反射的該第一影像光束的傳遞路徑上並適於接收該第一影像光束；一光源控制模組，電性連接該第一光源與該第二光源，以分別控制該第一光源與該第二光源的照光強度與照光時序；其中當感測到該光學觸控裝置於該工作面上移動時，該光源控制模組啟動該第二光源進行照射，該第二光束適於被該工作面反射而形成一第二影像光束至該影像感測模組；其中當未感測到該光學觸控裝置於該工作面上移動時，該光源控制模組啟動該第一光源進行照射；以及一處理單元，適於接收該影像感測模組所接收的影像訊號，以決定偵測該光學觸控裝置於該工作面上的位移量或是偵測該物件於該導光元件之該第一表面之上方的移動量。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控裝置，其中影像感測 模組包含一光學感測元件，該光學感測元件適於接收該第一影像光束與該第二影像光束。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控裝置，其中分別傳遞至該影像感測模組上的該第一影像光束與該第二影像光束部分重疊或是完全不重疊。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控裝置，更包括：一第一殼體，位於該第一影像光束與該第二影像光束的傳遞路徑上並具有一容置空間與至少一開口，其中該影像感測模組設置於該容置空間內，且該影像感測模組的一感測面面向該開口，以分別接收該第一影像光束與該第二影像光束。
5. 如申請專利範圍第4項所述之光學觸控裝置，其中該至少一開口包括一第一開口與一第二開口，該第一開口位於該第一影像光束的傳遞路徑上，而該第二開口位於該第二影像光束的傳遞路徑上。
6. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控裝置，其中該影像感測模組包括一第一光學感測元件與一第二光學感測元件，該第一光學感測元件適於接收該第一影像光束，而該第二光學感測元件適於接收該第二影像光束。
7. 如申請專利範圍第6項所述之光學觸控裝置，其中該第一光學感測元件的一感測面與該第二光學感測元件的一感測面皆面向該工作面。
8. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控裝置，更包括：一第二殼體，該第一光源、該導光元件、該反光元件、該影 像感測模組以及該第二光源設置於該第二殼體內，且該第二殼體具有一第一表面與一相對該第一表面之第二表面，其中該導光元件靠近該第二殼體的該第一表面，該反光元件靠近該第二殼體的該第二表面，且該影像感測模組之一感測面面向該第二殼體的該第二表面。
9. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控裝置，其中該反光元件包括一會聚面鏡、一平面鏡或一凸面鏡。
10. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控裝置，更包括：一傳輸單元，連接該處理單元，以輸出該光學觸控裝置於該工作面之位移偵測結果或是該物件之觸控偵測結果。
11. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控裝置，更包括：一加速度感測元件，適於感測該光學觸控裝置於該工作面上的移動。
12. 一種偵測位移的光學觸控方法，適用於申請專利範圍第11項所述之光學觸控裝置，該方法包括：利用該加速度感測元件感測該光學觸控裝置是否於該工作面上移動；若該加速度感測元件感測到該光學觸控裝置於該工作面上移動，則進行以下步驟：啟動該第二光源進行照射，並進行影像擷取；根據傳遞至該影像感測模組上的影像偵測該光學觸控裝置於該工作面上的位移量，以輸出該光學觸控裝置之位移偵測結果； 若該加速度感測元件未感測到該光學觸控裝置於該工作面上移動，則進行以下步驟：啟動該第一光源進行照射，並進行影像擷取；以及根據傳遞至該影像感測模組上的影像偵測該物件於該導光元件之該第一表面之上方的移動量，以輸出該物件之觸控偵測結果。
13. 一種光學觸控裝置，具有一上表面與一下表面，該光學觸控裝置包括：一第一光源，位於該光學觸控裝置內並適於朝該上表面提供一第一光束，其中該第一光束適於被靠近該上表面或接觸該上表面的一物件反射而轉換成朝向該下表面傳遞的一第一影像光束；一反光元件，位於該光學觸控裝置內並設置於該第一影像光束的傳遞路徑上；一影像感測模組，位於該光學觸控裝置內並設置於被該反光元件所反射的該第一影像光束的傳遞路徑上，以接收該第一影像光束；一第二光源，位於該光學觸控裝置內並適於朝該下表面提供一第二光束；一光源控制模組，電性連接該第一光源與該第二光源，以分別控制該第一光源與該第二光源的照光強度與照光時序；其中當該光學觸控裝置於一工作面上移動時，該光源控制模組啟動該第二光源進行照射，該第二光束適於被該工作面反 射而形成一第二影像光束至該影像感測模組；其中當該光學觸控裝置未於該工作面上移動時，該光源控制模組啟動該第一光源進行照射；以及一處理單元，適於接收該影像感測模組所接收的影像訊號，以決定偵測該光學觸控裝置於該工作面上的位移量或是偵測該物件於該光學觸控裝置之該上表面之上方的移動量。
14. 如申請專利範圍第13項所述之光學觸控裝置，其中影像感測模組包含一光學感測元件，該光學感測元件適於接收該第一影像光束與該第二影像光束。
15. 如申請專利範圍第13項所述之光學觸控裝置，其中分別傳遞至該影像感測模組上的該第一影像光束與該第二影像光束部分重疊或是完全不重疊。
16. 如申請專利範圍第13項所述之光學觸控裝置，更包括：一第一殼體，位於該第一影像光束與該第二影像光束的傳遞路徑上並具有一容置空間與至少一開口，其中該影像感測模組設置於該容置空間內，且該影像感測模組的一感測面面向該開口，以分別接收該第一影像光束與該第二影像光束。
17. 如申請專利範圍第13項所述之光學觸控裝置，其中該影像感測模組包括一第一光學感測元件與一第二光學感測元件，該第一光學感測元件適於接收該第一影像光束，而該第二光學感測元件適於接收該第二影像光束。
18. 如申請專利範圍第17項所述之光學觸控裝置，其中該第一光學感測元件的一感測面與該第二光學感測元件的一感測面皆面向 該工作面。
19. 如申請專利範圍第13項所述之光學觸控裝置，更包括：一第二殼體，該第一光源、一導光元件、該反光元件、該影像感測模組以及該第二光源設置於該第二殼體內，且該第二殼體具有該上表面與相對該上表面之該下表面，其中該導光元件靠近該第二殼體的該上表面，該反光元件靠近該第二殼體的該下表面，且該影像感測模組之一感測面面向該第二殼體的該下表面。
20. 如申請專利範圍第13項所述之光學觸控裝置，其中該反光元件包括一會聚面鏡或一平面鏡或一凸面鏡。
21. 如申請專利範圍第13項所述之光學觸控裝置，更包括：一傳輸單元，連接該處理單元，以輸出該光學觸控裝置於該工作面之位移偵測結果或是該物件之觸控偵測結果。