CN104699327A

CN104699327A - 光学触控***及其悬浮判断方法

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Publication number: CN104699327A
Application number: CN201310659880.9A
Authority: CN
Inventors: 林育佳; 黄郁湘
Original assignee: Pixart Imaging Inc
Current assignee: Pixart Imaging Inc
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2033-12-05
Also published as: CN104699327B

Abstract

一种光学触控***，该光学触控***包含触控面、多个图像传感器、计算单元和判断单元。所述触控面用以供物体进行互动操作。每一个所述图像传感器用以获取横跨所述触控面的图像帧。所述计算单元用以根据所述图像帧计算所述物体的坐标和相对每一个所述图像传感器的操作深度。所述判断单元用以当所述坐标位于所述图像传感器的其中一者的可操作范围内且相对所述图像传感器的所述操作深度超过深度阈值时增加累计数目，并根据所述累计数目进行悬浮判断。

Description

光学触控***及其悬浮判断方法

技术领域

本发明有关一种输入装置，更特别有关一种可判断短距离悬浮高度的光学触控***及其悬浮判断方法。

背景技术

目前，电脑软体***已逐渐朝着能够搭配接触控制（touch control）的方向发展，例如微软的视窗8***（Windows8system）。为了能够搭配软体的发展，硬体周边装置，例如显示屏，必须同时具有相对应功能。

一般触控面板依据感应原理可区分为电阻式、电容式和光学式触控面板；其中，虽然光学式触控面板可进行多点触控，然而却另外存在有物体遮蔽（blocking）以及悬浮判断（hovering identification）的问题。一般而言，当手指接近但未实际接触到触控面板时可定义为悬浮状态，虽然所述悬浮状态可用以在接触状态以外增加可操作功能，然而当手指非常靠近但未接触到触控面板时，可能出现无法判断的情形。因此，如何增加悬浮判断的精确度仍为光学式触控面板技术中尚待解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明还提出一种光学触控***及其悬浮判断方法，其根据多个图像传感器所获取的图像帧来共同确认触控点为悬浮触控点或接触触控点。

本发明提供一种光学触控***及其悬浮判断方法，其可判断短距离悬浮高度，并可在多点触控时修正深度阈值以增加判断精确度。

本发明还提供一种光学触控***及其悬浮判断方法，其可判断短距离悬浮高度，并可根据物体与图像传感器的距离修正深度阈值以增加判断精确度。

本发明还提供一种光学触控***及其悬浮判断方法，其可判断短距离悬浮高度，并可根据物体相关的可操作传感器的数目修正深度阈值以增加判断精确度。

本发明提供一种光学触控***，包含触控面、多个图像传感器、储存单元、计算单元以及判断单元。所述触控面用以供至少一个物体在触控面上进行操作。每一个所述图像传感器用以获取横跨所述触控面的图像帧。所述储存单元储存有至少一个深度阈值和每一所述图像传感器相对所述触控面的可操作范围。所述计算单元用以根据所述图像帧计算每一个所述物体的坐标和相对每一个所述图像传感器的操作深度。所述判断单元用以将与每一个所述物体的所述坐标所位于的每一所述可操作范围相关的所述图像传感器定义为可操作传感器，累计每一个所述物体相对相关的所述可操作传感器的所述操作深度超过所述深度阈值的数目为累计数目，当所述累计数目超过累计阈值时判断为接触状态。

本发明还提供一种光学触控***的悬浮判断方法，所述光学触控***包含分别用以获取横跨触控面的图像帧的多个图像传感器。所述悬浮判断方法包含下列步骤：利用计算单元根据所述图像帧计算至少一个物体的坐标和相对每一个所述图像传感器的操作深度；当所述坐标位于所述图像传感器的其中一者的可操作范围时，定义所述图像传感器为可操作传感器；利用判断单元将每一个所述物体相关的所述可操作传感器的所述操作深度与至少一个深度阈值比较；以及根据每一个所述物体相关的所述可操作传感器的所述操作深度超过所述深度阈值的累计数目判断每一个所述物体的悬浮状态。

本发明还提供一种光学触控***，该光学触控***包含触控面、多个图像传感器、计算单元以及判断单元。所述触控面用以供物体在触控面上进行操作。每一个所述图像传感器用以获取横跨所述触控面的图像帧。所述计算单元用以根据所述图像帧计算所述物体的坐标和相对每一个所述图像传感器的操作深度。所述判断单元用以当所述坐标位于所述图像传感器的其中一者的可操作范围内且相对所述图像传感器的所述操作深度超过深度阈值时增加累计数目，并根据所述累计数目判断所述物体的操作状态。

一实施例中，所述累计阈值与每一个物体相关的可操作传感器的数目相关，例如成正相关。

一实施例中，所述判断单元还计算相对每一个图像传感器的多个物体的遮蔽光影间的光影间距，所述储存单元储存有相对不同光影间距的深度阈值且所述判断单元可根据所述光影间距选择适当的深度阈值。

一实施例中，所述判断单元还计算相对每一个图像传感器的多个物体的遮蔽光影的合并光影数，所述储存单元储存有相对不同合并光影数的深度阈值且所述判断单元可根据所述合并光影数调整所述深度阈值。

一实施例中，所述深度阈值与每一个物体相关的可操作传感器的数目相关，例如成正相关。

一实施例中，所述储存单元储存有多个深度阈值，所述深度阈值根据所述可操作范围内与相关的图像传感器的距离而不同。

本发明实施例的光学触控***及其悬浮判断方法中，所述判断单元先确认相对物体的可操作传感器，接着识别所述可操作传感器检测为接触或悬浮的传感器数目。当多数可操作传感器检测为接触时判断所述物体为接触状态而当多数可操作传感器检测为悬浮时判断所述物体为悬浮状态；其中，所述数目也可根据可操作传感器的总数被调整，以增加判断精确度。因此，并不需要所有可操作传感器均识别为相同时才能判定。

为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文将配合所附图示，详细说明如下。此外，在本发明的说明中，相同的构件以相同的符号表示，在此提前说明。

附图说明

图1显示本发明实施例的光学触控***的立体图；

图2显示本发明实施例的光学触控***的方块图；

图3显示本发明实施例的光学触控***中计算物体的操作深度的示意图；

图4A-4B显示本发明实施例的光学触控***中决定可操作范围的示意图；

图5A-5E显示本发明实施例的光学触控***的可操作范围的示意图；

图6显示本发明实施例的光学触控***的操作示意图；

图7显示本发明实施例的光学触控***相对物体的检测信息；

图8显示本发明实施例的光学触控***的不同深度阈值的示意图；

图9-10显示本发明实施例的光学触控***的另一操作示意图；

图11显示本发明实施例的光学触控***的储存单元所预存的不同深度阈值；

图12显示本发明实施例的光学触控***的悬浮判断方法的流程图。

附图标记说明

1 光学触控***

10 触控面

111-114 反光条

121-124 图像传感器

131-134 ***光源

14 计算单元

15 判断单元

16 储存单元

9 物体

B 盲区域

S21-S26 步骤

P0-P9 物体

THa 累计阈值

IF₁-IF₄ 图像帧

Hmin 可检测最小悬浮高度为

补偿1、补偿2 深度阈值的调整值

S_P12、S_P3、S_P4、S_P56、S_P789 遮蔽光影

TH0、TH1、TH2、TH1_高、

TH2_高、TH1_低、TH2_低深度阈值。

具体实施方式

请参照图1所示，其显示本发明实施例的光学触控***的立体图。本实施例的光学触控***1包含触控面10、多个反光条（此处显示为四反光条111-114）以及多个图像传感器（此处显示为四图像传感器121-124）；其中，图像传感器和反光条的数目和配置可根据不同应用而定，并不限于图1所揭示的数目和配置。所述光学触控***1用以分辨至少一个物体（例如，但不限于，至少一个手指）位于所述触控面10上方的悬浮操作状态和接触操作状态，并根据不同操作状态控制电子装置执行不同运作；其中，电子装置根据不同操作状态的运作功能已为已知，故在此不再赘述。

所述反光条111-114优选分别设置于所述触控面10的边缘以界定所述触控面10上的操作区域，并用以反射环境光或***光源所发出的光。一实施例中，所述光学触控***1可包含至少一个***光源（例如此处显示四***光源131-134）用以照明所述反光条111-114；其中，所述***光源可为非同调光源（例如发光二极体）或部分同调光源并发出不可见光。必须说明的是，虽然图1显示所述***光源131-134分别相邻所述图像传感器121-124而设置，但其并非用以限定本发明。根据不同应用，***光源的设置位置、数目和发光频谱可不相同，并无特定限制。此外，所述***光源以相同或不同发光频率相应所述图像传感器121-124的图像获取频率发光，且不同***光源可根据相关图像传感器的图像获取而不同时发光。

所述图像传感器121-124例如分别包含CCD图像传感器、CMOS图像传感器或其他光传感器。所述图像传感器121-124用以同时或分时分别获取横跨所述触控面10的图像帧，且所述图像帧较佳包含至少一个反光条图像。当至少一个物体9靠近或接触所述触控面10时，每一个所述图像传感器121-124可获取所述物体9遮蔽其视野范围内相关反光条的图像帧。必须说明的是，图1虽显示所述图像传感器121-124设置于所述触控面10的四个角落，但其并非用以限定本发明。一实施例中，所述光学触控***1可还包含设置于所述反光条111或113的一侧的两图像传感器。

请参照图2所示，其显示本发明实施例的光学触控***的方块示意图。本实施例的光学触控***1除了所述图像传感器121-124（此处显示为传感阵列）以外，还可包含计算单元14、判断单元15以及储存单元16。本实施例中，所述计算单元14、判断单元15和储存单元16可以控制晶片实现并以软体、硬体、韧体或其组合的方式实现，并无特定限制。

如前所述，所述图像传感器121-124用以同时或分时获取并输出图像帧IF₁-IF₄。所述计算单元14用以根据所述图像帧IF₁-IF₄计算每一个物体的坐标和每一个物体相对每一个图像传感器的操作深度（举例说明于后）；也即，所述计算单元14可根据每一个物体相对每一个图像传感器的图像帧分别求得操作深度，例如此时每一个物体可求得4个操作深度。所述判断单元15用以将与每一个物体的坐标所位于的每一个可操作范围相关的图像传感器定义为可操作传感器，累计每一个物体相对相关的可操作传感器的操作深度超过至少一个深度阈值的累计数目，并当所述累计数目超过累计阈值时判断为接触状态；此外，所述判断单元15还可计算光影间距和/或合并光影数，并据此选择和调整所述深度阈值，借以增加判断精确度。所述储存单元16事先储存有至少一个深度阈值、至少一个累计阈值以及每一个图像传感器相对所述触控面10的可操作范围。

首先，说明所述计算单元14根据所述图像帧IF₁-IF₄计算每一个物体相对每一个图像传感器的操作深度的方式。请参照图3所示，在开机程序中，每一个图像传感器获取图像帧以作为参考图像帧；其中，所述参考图像帧较佳不包含任何物体图像。若计算所述参考图像帧的每一个行灰阶值之合（sum）或平均，则可得到一维参考灰阶分布（显示为实线）；其中，所述一维参考灰阶分布被储存于所述储存单元16中。于操作时，每一个图像传感器获取图像帧以作为目前图像帧；其中，假设所述目前图像帧包含物体图像（如图3中凹部）。同样可通过计算所述目前图像帧的每一行灰阶值之合或平均，以得到一维目前灰阶分布（显示为虚线）。必须说明的是，图3中遮蔽光影外的区域，所述参考灰阶分布和所述目前灰阶分布大致相同，此处为清楚显示而将两分布曲线分离。

本发明中，物体相对图像传感器的操作深度（depth）则可以方程式（1）来计算

depth=max of（Ri-Ci）/Ri,i=1-n （1）

（1）式中，Ri为参考图像帧的一维参考灰阶分布的每一个灰阶值；Ci为目前图像帧的一维目前灰阶分布的每一个灰阶值；n为图像帧的一维尺寸（此处为列解析度）；本发明将操作深度定义为（1）式的最大值而物***置例如可定义为所述最大值的像素位置。由（1）式可知，物体越靠近所述触控面10，操作深度的数值越高；其中，当物体未进入图像传感器的视野内时操作深度为0，而物体接触所述触控面10时操作深度为1。此外，计算所述操作深度时，可利用（1）式计算整个一维灰阶分布的灰阶值；或者，先利用所述一维参考灰阶分布和所述一维目前灰阶分布先计算出遮蔽光影范围后，再利用（1）式计算所述遮蔽光影范围内的灰阶值。必须说明的是，本发明中操作深度的计算方式并不限于利用（1）式来计算，例如一实施例中也可将（1）式中的分母拿掉，仅计算差值。另一实施例中，操作深度可为（1）式对n的平均值。换句话说，所述操作深度可根据参考图像帧和目前图像帧的维灰阶分布求得。

接着，说明决定每一个图像传感器相对所述触控面10的可操作范围的方式。本发明中，所述可操作范围较佳于光学触控***1出厂前预先计算并储存于所述储存单元16中。

请参照图4A和4B所示，图4A显示所述触控面10为非镜面时的操作示意图而图4B显示所述触控面10为镜面时的操作示意图；其中，此处仅以图像传感器121和反光条113为例说明。其他图像传感器与反光条的操作情形与此类似。

如图4A所示，当没有任何物体接近所述触控面10时，所述图像传感器121可获取到所述反光条113整个反光条图像。此处假设***的可检测最小悬浮高度为Hmin，例如1mm。如（1）式所示，由于计算操作深度时必须使得图像传感器121能够至少获取到一部分反光条图像，当物体9靠近图像传感器121预设距离时，即使所述物体9未碰触所述触控面10，所述图像传感器121可能无法获取到所述反光条113的图像，故所述预设距离内相对所述图像传感器121属于不可操作范围而成为盲区域（blind region）。因此，本发明中，将物体9悬浮于所述可检测最小悬浮高度Hmin时，逐渐靠近所述图像传感器121直到所述图像传感器121无法获取到所述反光条113的图像时的预设距离D1视为盲区域，并将所述预设距离D1以外的范围定义为所述图像传感器121的可操作范围。根据图4A可了解，所述预设距离D1取决于所述可检测最小悬浮高度Hmin和图像解析度；例如，当所述图像传感器121可识别的反光条图像的尺寸越小，则可缩小盲区域的面积。此外，当所述反光条113并非直接设置于所述触控面10上而相距一段距离时，则会增加盲区域的面积。换句话说，盲区域系由***参数和所述可检测最小悬浮高度决定。

如图4B所示，为了降低盲区域的面积以增加可操作范围，所述触控面10可使用镜面，因此所述图像传感器121可获取反光条实像113和反光条虚像113′。借此，只要图像传感器121能够获取一部分反光条虚像113′，所述计算单元14则能够根据（1）式计算所述操作深度，因此可大幅缩小盲区域的面积以增加可操作范围，即D2<D1。

根据上述方法，在所述光学触控***1出厂前，可针对每一个图像传感器计算可操作范围，如图5A-5D所示的斜线区域。图5E显示图5A-5D所示的可操作范围同时重叠于所述触控面10的情形。为便于说明，图5E显示盲区域B，当物***于所述盲区域B时，所有图像传感器121-124均无法检测所述物体的操作状态。因此，在设计时优选使得所述触控面10上不存在任何盲区域。

请参照图6所示，接着说明所述判断单元15判断物体的操作状态的实施方式。此时假设单一物体P0被所述图像传感器121-124所获取。所述图像传感器121-124分别获取并输出图像帧IF₁-IF₄至所述计算单元14。

所述计算单元14则根据所述图像帧IF₁-IF₄计算所述单一物体P0相对所述触控面10的坐标；其中，根据多个图像传感器所获取的图像帧计算物体的坐标的方式已为已知，例如事先将多个图像传感器的视野范围映射（mapping）成相对所述触控面10的二维空间，则可根据图像帧计算相对所述二维空间的物体坐标。所述计算单元14还根据所述图像IF₁-IF₄和（1）式计算所述物体P0相对每一个图像传感器121-124的操作深度。所述计算单元14并将所述坐标和所述操作深度信息传送至所述判断单元15。

所述判断单元15先判断所述坐标是否位于所述图像传感器121-124的可操作范围，例如图6显示所述物体P0的坐标位于所述图像传感器121的可操作范围。请参照图7所示，假设所述判断单元15判断所述物体P0的坐标分别位于所述图像传感器121-123的可操作范围（显示为“Y”）但不位于所述图像传感器124的可操作范围（显示为“N”），因此所述图像传感器121-123相对所述物体P0被定义为可操作传感器而所述图像传感器124相对所述物体P0不被定义为可操作传感器。

接着，所述判断单元15比较所述物体P0相对每一个图像传感器121-123的操作深度与预存于所述储存单元16的深度阈值TH0（相对所述图像传感器124的操作深度不进行比较），此处假设所述判断单元15求得所述物体P0相对所述图像传感器121、123的操作深度超过所述深度阈值TH0（显示为“Y”）而相对所述图像传感器122的操作深度小于所述深度阈值TH0（显示为“N”）。因此，所述判断单元15可用以当所述坐标位于所述图像传感器的其中一者的可操作范围内且相对所述图像传感器的所述操作深度超过深度阈值时增加累计数目；也即图7中第二列和三列同时显示为“Y”时将累计数目加1，例如此时所述累计数目为2。换句话说，所述判断单元15判断所述物体P0相对所述图像传感器121和123为触碰状态而相对所述图像传感器122和124不为触碰状态。必须说明的是，图7所示的数值和状态仅为例示，并非用以限定本发明。

最后，所述判断单元15则根据所述累计数目判断所述物体P0的操作状态。例如，当所述累计数目超过累计阈值THa时，所述判断单元15判断所述物体P0相对光学触控***1为接触状态而当所述累计数目未超过所述累计阈值THa时，所述判断单元15判断所述物体P0相对光学触控***1为悬浮状态。更详而言之，为了增加短距离悬浮状态的判断精确度，所述判断单元15根据所有图像传感器的综合结果来判断物体的操作状态，且当超过预设数目的图像传感器检测为触碰状态时，方才识别所述物体P0为触碰状态，而并非根据单一图像传感器的检测结果来判断。

此外，受到图像传感器镜头的调变转换函数（modulation transfer function,MTF）的影响，当物体相距所述触控面10相同高度且距离图像传感器距离越远时，所述计算单元14所求得（例如根据（1）式）的操作深度的值会较小。因此，为了增加判断正确性，所述深度阈值TH0较佳根据可操作范围内与相关的图像传感器的距离而不同。例如请参照图8所示，所述储存单元16内可储存有多个深度阈值（例如TH0-TH2），其中所述深度阈值可根据所述可操作范围内（斜线区域）与图像传感器121的距离而不同。本实施例中，距离所述图像传感器121的距离越远，可选择较小的深度阈值，例如TH0>TH1>TH2。可以了解的是，深度阈值的数目并不限定为3个，其例如可根据所述触控面10的尺寸和***要求而决定。

如前所述，由于所述判断单元15根据所有图像传感器的综合结果来判断物体的操作状态，当相对物体的可操作传感器的数目较低时，可依据的累计数目则相对较低（由于不属于可操作传感器的深度信息不被考虑）。因此，为避免误判，所述累计阈值THa与每一个物体相关的可操作传感器的数目成正相关；也即，当可操作传感器的数目较高时，可选择较高的累计阈值THa，而当可操作传感器的数目较低时，可选择较少的累计阈值THa。换句话说，所述储存单元16可内预存有不同的累计阈值THa，所述判断单元15可根据每一个物体相关的可操作传感器的数目选择适当的累计阈值THa，借以增加判断精确度。

同理，当相对每一个物体的可操作传感器的数目较低时，也可使所述深度阈值TH0与每一个物体相关的所述可操作传感器的数目成正相关；也即，当可操作传感器的数目较高时，可选择较高的深度阈值TH0，而当可操作传感器的数目较低时，可选择较低的深度阈值TH0。换句话说，所述储存单元16可内预存有不同的深度阈值。例如图11中显示所述储存单元16中储存有第一组深度阈值TH0、TH1、TH2和第二组深度阈值TH0、TH1_低、TH2_低；其中，TH1>TH1_低且TH2>TH2_低。当相对每一个物体的可操作传感器的数目较高时可选择所述第一组深度阈值而当可操作传感器的数目较低时可选择所述第二组深度阈值。

此外，当多个物体（如图6的物体P1和P2）同时被所述图像传感器121-124所获取时，所述光学触控***1可利用上述关于单一物体的步骤分别针对每一个物体P1和P2进行操作状态的判断。例如，所述计算单元14接收所述图像帧IF₁-IF₄后，则根据所述图像帧IF₁-IF₄分别计算每一个物体（P1和P2）的坐标和每一个物体相对每一个图像传感器（121-124）的操作深度；例如此时为两坐标和8个操作深度。所述判断单元15则针对每一个物体P1和P2均建立出如同图7的检测信息以显示出每一个物体P1和P2相对应的可操作传感器（即坐标位于可操作范围）、检测接触的可操作传感器的累计数目（即操作深度大于深度阈值的可操作传感器）以及操作状态（即比较累计数目与累计阈值）。换句话说，所建立的检测信息（即图7）的个数相同于物体的个数。

此外，为避免误判，当多个物体同时被所述图像传感器121-124获取，且相对同一图像传感器的合并光影的多个物体至少其中的位于所述同一图像传感器的可操作范围外时，所述图像传感器相对所述物体不定义为可操作传感器。例如图6中，所述物体P1和P2相对所述图像传感器121产生合并光影S_P12，同时所述物体P1位于所述图像传感器121的可操作范围外而所述物体P2位于所述图像传感器121的可操作范围内，此时所述判断单元15于建立如图7的检测信息时，所述图像传感器121相对所述物体P1和P2均不被定义为可操作传感器。

请参照图9所示，受到图像传感器镜头的调变转换函数的影响，当相对两物体的遮蔽光影彼此接近时，所述计算单元14所计算的操作深度会增加。因此，为增进判断精确度，所述判断单元15还计算相对每一个图像传感器的多个物体的遮蔽光影间的光影间距，例如相对物体P3的遮蔽光影S_P3与相对物体P4的遮蔽光影S_P4间的距离。所述储存单元16储存有相对不同光影间距的深度阈值，例如图11中显示所述储存单元16中储存有第一组深度阈值TH0、TH1、TH2以和第三组深度阈值TH0、TH1_高、TH2_高；其中，TH1_高>TH1且TH2_高>TH2。当光影间距大于等于间距阈值时可选择所述第一组深度阈值而当光影间距小于间距阈值时可选择所述第三组深度阈值，以排除镜头的调变转换函数的影响。

请参照图10所示，当相对每一个图像传感器的多个物体的遮蔽光影间的光影间距缩小到变成合并光影时，同样因为镜头的调变转换函数的影响，会进而增加所述计算单元14所计算的操作深度。当所述判断单元15判断存在合并光影时，可再度调整深度阈值。因此，所述判断单元15还计算相对每一个图像传感器的多个物体的遮蔽光影的合并光影数，并据此调整所述深度阈值。当合并光影数目越多时，调整的幅度越大。例如物体P5和P6相对所述图像传感器121形成合并图像S_P56而物体P7-P9相对所述图像传感器121形成合并图像S_P789。当所述判断单元15判断所述物体P5和P6的操作状态时，可将深度阈值TH0、TH1_高、TH2_高再度上修为TH0、TH1_高+补偿1、TH2_高+补偿1；当所述判断单元15判断所述物体P7-P9的操作状态时，可将深度阈值TH0、TH1_高、TH2_高再度上修为TH0、TH1_高+补偿2、TH2_高+补偿2或者TH0、TH1_高+N×补偿1、TH2_高+N×补偿1，以排除镜头的调变转换函数的影响。

上述实施例中，仅修正一组深度阈值中两个较小的深度阈值，这是因为深度阈值TH0本身数值已经接近可检测最小悬浮高度Hmin，故不必进一步修正。然而，其他实施例中，根据原始设定的数值，所有深度阈值均可进行修正。

请参照图12所示，其显示本发明实施例的光学触控***的悬浮判断方法的流程图，其包含下列步骤：以每一个图像传感器获取图像帧（步骤S₂₁）；利用计算单元根据所述图像帧计算至少一个物体的坐标和相对每一个所述图像传感器的操作深度（步骤S₂₂）；当所述坐标位于所述图像传感器的其中一者的可操作范围时，定义所述图像传感器为可操作传感器（步骤S₂₃）；利用判断单元比较每一个所述物体相关的所述可操作传感器的所述操作深度与至少一个深度阈值（步骤S₂₄）；以和根据每一个所述物体相关的所述可操作传感器的所述操作深度超过所述深度阈值的累计数目判断每一个所述物体的悬浮状态（步骤S₂₅）。如前所述，由于不同的遮蔽光影状态会影响所述计算单元14所求得的操作深度，因此较佳另包含调整深度阈值的步骤S₂₆。此外，由于所述储存单元16可储存有可操作范围内距离相关的多个深度阈值（如第8图所示），因此在步骤S₂₄进行比对时，所述判断单元15可根据物体的坐标位于可操作范围内与相关的图像传感器的距离选择深度阈值再进行比对。

请参照图1-2、6-10和12，接着说明本实施例的悬浮判断方法的实施方式。

步骤S₂₁：所述图像传感器121-124分别获取图像帧IF₁-IF₄并传送至所述计算单元14。

步骤S₂₂：所述计算单元14接着根据所述图像帧IF₁-IF₄计算至少一个物体的坐标和至少一个物体相对每一个图像传感器121-124的操作深度，例如利用（1）式。如前所述，所述计算单元14可相对每一个物体求得坐标和多个操作深度，其数目等于图像传感器的数目。所述坐标和操作深度被传送至所述判断单元15。

步骤S₂₃-S₂₄：当物体（例如图6的物体P0）位于图像传感器（例如图6的图像传感器121）的可操作范围时，将所述图像传感器121定义为相对所述物体P0的可操作传感器，并比较所述物体P0相关的可操作传感器（例如图7显示为121、122和123）的操作深度与至少一个深度阈值，并相对所述物体P0建立如图7的检测信息。当存在多个物体时，例如图6的物体P1、P2，图9的物体P3、P4和图10的物体P5-P9，所述判断单元15可根据相同方式相对每一个物体均建立类似图7的检测信息。

步骤S₂₅：所述判断单元15相对每一个物体比较累计数目和累计阈值以分别判断每一个物体的操作状态；其中，如前所述所述累计数目为物体相关的可操作传感器中，操作深度超过深度阈值的数目。例如，当物体相关的累计数目超过累计阈值时，判断所述物体相对光学触控***为触碰状态；而当所述物体相关的累计数目未超过所述累计阈值时，判断所述物体相对光学触控***为所述悬浮状态，如图7所示。

步骤S₂₆：所述判断单元15可计算相对每一个图像传感器的多个物体的遮蔽光影间的光影间距，当所述光影间距未超过间距阈值时选择一个或一组较高的深度阈值，例如图11的TH0、TH1_高、TH2_高；而当所述光影间距超过间距阈值时选择一个或一组较低的深度阈值，例如图11的TH0、TH1、TH2。此外，所述判断单元15可计算相对每一个图像传感器的多个物体的遮蔽光影的合并光影数并根据所述合并光影数进一步调整所述至少一个深度阈值，例如将深度阈值进而加上图11的补偿1、N×补偿1或补偿2。此外，所述判断单元15也可根据相对每一个物体的可操作传感器的数目选择适当的一个或一组深度阈值。

由于本发明的光学触控***1根据综合结果判断悬浮状态并可根据实际获取的图像帧修正深度阈值和累计阈值，因此可具有较佳的判断精确度。

必须说明的是，图11中的各深度阈值可根据不同应用仅部分储存于所述储存单元16中。

综上所述，已知光学式触控面板仍具有难以区分接触状态以和悬浮状态的问题。因此，本发明还提供一种判断短距离悬浮高度的光学触控***（图1、2）和其悬浮判断方法（图12），其可根据事前设定的深度阈值由多个图像传感器所获取的图像共同决定操作状态，并可根据操作条件微调深度阈值和累计阈值，以增加判断精确度。

虽然本发明已通过前述实施例公开，但是其并非用以限定本发明，任何本发明所属技术领域中具有公知常识的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。因此本发明的保护范围以所附的权利要求范围所限定的范围为准。

Claims

1.一种光学触控***，该光学触控***包含：

触控面，该触控面用以供至少一个物体在该触控面上进行操作；

多个图像传感器，每一个所述图像传感器用以获取横跨所述触控面的图像帧；

储存单元，该储存单元储存有至少一个深度阈值和每一个所述图像传感器相对所述触控面的可操作范围；

计算单元，该计算单元用以根据所述图像帧计算每一个所述物体的坐标和每一个所述物体相对每一个所述图像传感器的操作深度；以及

判断单元，该判断单元用以将每一个所述物体的坐标所位于的每一个可操作范围相关的图像传感器定义为可操作传感器、累计每一个所述物体相对相关的可操作传感器的操作深度超过深度阈值的数目为累计数目、当所述累计数目超过累计阈值时判断为接触状态。

2.根据权利要求1所述的光学触控***，其中所述累计阈值和与每一个所述物体相关的可操作传感器的数目成正相关。

3.根据权利要求1所述的光学触控***，其中所述判断单元还计算相对每一个所述图像传感器的多个物体的遮蔽光影间的光影间距，所述储存单元储存有相对不同光影间距的深度阈值。

4.根据权利要求1所述的光学触控***，其中所述判断单元还计算相对每一个所述图像传感器的多个物体的遮蔽光影的合并光影数，并根据所述合并光影数调整所述深度阈值。

5.根据权利要求1所述的光学触控***，其中所述深度阈值和与每一个所述物体相关的可操作传感器的数目成正相关。

6.根据权利要求1所述的光学触控***，其中所述储存单元储存有多个深度阈值，所述深度阈值根据所述可操作范围内与相关的图像传感器的距离而不同。

7.根据权利要求1所述的光学触控***，其中当相对同一个图像传感器的合并光影的多个物体的至少其中一者的坐标位于所述图像传感器的可操作范围之外时，所述图像传感器相对所述物体不定义为可操作传感器。

8.根据权利要求1所述的光学触控***，其中所述操作深度根据参考图像帧和目前图像帧的一维灰阶分布求得。

9.根据权利要求1所述的光学触控***，其中所述触控面为用以增加所述可操作范围的镜面或为非镜面。

10.根据权利要求1所述的光学触控***，该光学触控***还包含多个分别设置于所述触控面的边缘的反光条和至少一个用以照明所述反光条的***光源，其中所述图像传感器所获取的图像帧包含至少一个反光条图像。

11.根据权利要求1所述的光学触控***，其中所述可操作范围由可检测最小悬浮高度决定。

12.一种光学触控***的悬浮判断方法，所述光学触控***包含多个分别用以获取横跨触控面的图像帧的图像传感器，所述悬浮判断方法包含：

利用计算单元根据所述图像帧计算至少一个物体的坐标和至少一个物体相对每一个所述图像传感器的操作深度；

当所述坐标位于所述图像传感器的其中一者的可操作范围时，定义所述图像传感器为可操作传感器；

利用判断单元对每一个所述物体相关的可操作传感器的操作深度与至少一个深度阈值进行比较；以及

根据每一个所述物体相对相关的可操作传感器的操作深度超过所述深度阈值的累计数目来判断每一个所述物体的悬浮状态。

13.根据权利要求12所述的悬浮判断方法，该悬浮判断方法还包含：

计算相对每一个所述图像传感器的多个物体的遮蔽光影间的光影间距；以及

根据所述光影间距选择所述深度阈值。

14.根据权利要求12所述的悬浮判断方法，该悬浮判断方法还包含：

计算相对每一个所述图像传感器的多个物体的遮蔽光影的合并光影数；以及

根据所述合并光影数调整所述深度阈值。

15.根据权利要求12所述的悬浮判断方法，其中所述计算单元根据参考图像帧和目前图像帧的一维灰阶分布来计算所述操作深度。

16.根据权利要求12所述的悬浮判断方法，该悬浮判断方法还包含：

当与物体相关的所述累计数目超过累计阈值时，判断所述物体为触碰状态；以及

当与物体相关的所述累计数目未超过所述累计阈值时，判断所述物体为所述悬浮状态。

17.根据权利要求12所述的悬浮判断方法，其中所述累计阈值与每一个所述物体相关的可操作传感器的数目成正相关。

18.根据权利要求12所述的悬浮判断方法，该悬浮判断方法还包含：

根据所述可操作范围内与相关的所述图像传感器的距离来选择所述深度阈值。

19.根据权利要求12所述的悬浮判断方法，其中当相对同一个图像传感器的合并光影的多个物体的至少其中一者的所述坐标位于所述图像传感器的所述可操作范围之外时，所述图像传感器相对所述物体不定义为可操作传感器。

20.一种光学触控***，该光学触控***包含：

触控面，该触控面用以供物体在该触控面上进行操作；

计算单元，该计算单元用以根据所述图像帧计算所述物体的坐标和所述物体相对每一个所述图像传感器的操作深度；以及

判断单元，该判断单元用以当所述坐标位于所述图像传感器的其中一者的可操作范围内且相对所述图像传感器的所述操作深度超过深度阈值时增加累计数目，并根据所述累计数目判断所述物体的操作状态。

21.根据权利要求20所述的光学触控***，其中所述深度阈值在所述可操作范围内根据与相关的图像传感器的距离而不同。