CN106547385A - 光学触控装置及触控位置的决定方法 - Google Patents

Abstract

一种光学触控装置及触控位置的决定方法。该光学触控装置用以感测一触控物体的一触控操作，该光学触控装置包括：一触控操作面、多个光学感测器以及一触控控制器；该触控操作面包括多个参考点，其中该触控物体在该触控操作面进行该触控操作；该多个光学感测器设置在该触控操作面的一侧，用以取得该触控物体在不同角度的多个影像；该触控控制器电性连接至该至少一光学感测器，用以依据该些影像来决定多个定位点；其中该触控控制器比较该些定位点与该些参考点，并且依据比较结果来决定该触控物体在该触控操作面上的一触控位置。本发明可提高触控位置的判断准确度。

Description

光学触控装置及触控位置的决定方法

技术领域

本发明涉及一种触控装置及位置决定方法，且特别涉及一种光学触控装置及触控位置的决定方法。

背景技术

一般而言，光学触控***可分为遮断式与非遮断式两种***。遮断式光学触控***主要是利用触控物体将光源(例如发光二极管串或反光条)所发出的光信号遮断的原理，来让光学感测器感测触控物体相对于背景具有较低亮度的阴影，从而判断触控物体的发生位置及其对应的触控操作。另一方面，非遮断式光学触控***通常包括光学触控笔或是手指，用以对平面显示器进行触控操作，以传递光信号至光学感测器。其中，以使用光学触控笔的非遮断式光学触控***为例，依据光学触控笔类型的不同，从光学触控笔传递至光学感测器的光信号，可以是由光学触控笔内部主动发出来产生，或者是由光学触控笔将光学感测器附随的光源所传递的光信号反射回去来产生。因此，光学感测器依据所接收的光信号相对于背景具有较高亮度来判断触控物体的发生位置及其对应的触控操作。

然而，上述现有的光学触控***在其触控操作面上，靠近边缘的部分通常必须利用校正的方式来解决这个区域触控位置判断不准的问题。其原理主要是以理论坐标减去实际坐标得到差值，接着再对实际坐标进行补偿。从另一观点来看，就是触控操作面显示出已知的校正点，然后藉由点击校正点来得到实际坐标，经过相减计算后得到差值来进行补偿。但是此种方式在特定的应用情境中仍然无法解决触控位置判断不准的问题。

因此，需要提供一种光学触控装置及触控位置的决定方法来解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种光学触控装置及触控位置的决定方法，可提高触控位置的判断准确度。

本发明的光学触控装置用以感测一触控物体的一触控操作，该光学触控装置包括：一触控操作面、多个光学感测器以及一触控控制器；该触控操作面包括多个参考点，其中该触控物体在该触控操作面进行该触控操作；该多个光学感测器设置在该触控操作面的一侧，用以取得该触控物体在不同角度的多个影像；该触控控制器电性连接至该至少一光学感测器，用以依据该些影像来决定多个定位点，其中该触控控制器比较该些定位点与该些参考点，并且依据比较结果来决定该触控物体在该触控操作面上的一触控位置。

本发明的触控位置的决定方法用以决定一触控物体的一触控位置，其中一光学触控装置包括一触控操作面以及多个光学感测器，所述触控位置的决定方法包括：利用该些光学感测器来取得该触控物体在不同角度的多个影像；依据该些影像来决定多个定位点，并且比较该些定位点与多个参考点；以及依据比较结果来决定该触控物体在该触控操作面上的该触控位置。

基于上述，触控控制器将依据光学感测器所取得的影像来决定的定位点与参考点进行比较，并且依据比较结果来决定触控物体在触控操作面上的触控位置，以提高触控位置的判断准确度。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。

附图说明

图1绘示本发明一实施例的光学触控装置的概要框图。

图2绘示图1实施例的触控操作面与光学感测器的配置示意图。

图3绘示图2实施例的触控物体周围的放大示意图。

图4绘示图2实施例的触控操作面及其参考点的分布示意图。

图5绘示本发明一实施例的触控位置的决定方法的步骤流程图。

图6绘示本发明另一实施例的触控位置的决定方法的步骤流程图。

主要组件符号说明：

100 光学触控装置

110 触控操作面

112 显示区域

114 非显示区域

120 光学感测器模块

120L 第一光学感测器

120R 第二光学感测器

130 触控控制器

140 存储器储存电路

200 触控物体

210_a、210_b 中心连线

210_a1、210_a2、210_b1、210_b2 边界连线

AL、AR、θL、θR、θ1L、θ1R、 夹角

θ2L、θ2R

Pr 参考点

P 触控位置

Xt、Yt、Xk、Yk 坐标值

W、X、Y、Z 定位点

S500、S510、S520、S600、S610、 触控位置的决定方法的步骤

S620、S630、S640

具体实施方式

以下提出多个实施例来说明本发明，然而本发明不仅限于所例示的多个实施例。再有，实施例之间也允许有适当的结合。在本案说明书全文(包括权利要求书)中所使用的“耦接”一词可指任何直接或间接的连接手段。举例而言，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则应该被解释成该第一装置可以直接连接于该第二装置，或者该第一装置可以通过其他装置或某种连接手段而间接地连接至该第二装置。此外，“信号”一词可指至少一电流、电压、电荷、温度、数据、电磁波或任何其他一个或多个信号。

图1绘示本发明一实施例的光学触控装置的概要框图。图2绘示图1实施例的触控操作面与光学感测器的配置示意图。请参考图1至图2，本实施例的光学触控装置100包括触控操作面110、光学感测器模块120、触控控制器130以及存储器储存电路140。触控物体200在触控操作面110进行触控操作。在本实施例中，触控操作面110例如是有边框或无边框的平面显示器或曲面显示器的前表面，但本发明并不加以限制，其他例如电视、广告告示板、电子白板等等具有可显示或投影信息的装置的表面亦可。

在本实施例中，光学感测器模块120包括第一光学感测器120L以及第二光学感测器120R，两者例如设置在触控操作面110的上侧，如图2所示，但本发明并不加以限制。在其他实施例中，第一光学感测器120L以及第二光学感测器120R也可设置在触控操作面110的下侧、左侧、右侧当中的一侧。在本实施例中，第一光学感测器120L以及第二光学感测器120R用以取得触控物体200在不同角度θL、θR的多个影像。以遮断式的光学触控装置为例，触控物体200将光源(例如发光二极管串或反光条)所发出的光信号遮断，来让第一光学感测器120L以及第二光学感测器120R感测触控物体200相对于背景具有较低亮度的阴影，从而取得触控物体200在不同角度θL、θR的影像。在本实施例中，触控控制器130用以依据第一光学感测器120L以及第二光学感测器120R所取得的影像来决定多个定位点，从而依据定位点及参考点来决定触控物体200在触控操作面110上的触控位置。

具体而言，图3绘示图2实施例的触控物体周围的放大示意图。图4绘示图2实施例的触控操作面及其参考点的分布示意图。请参考图1至图4，在本实施例中，触控操作面110包括多个参考点Pr，其坐标(Xk,Yk)依据参考点Pr所在位置的不同而改变。存储器储存电路140用以储存参考点Pr的位置信息，例如包括其坐标(Xk,Yk)或者与不同光学感测器的连线和触控操作面110上侧之间的夹角AL、AR(参考夹角)。在本实施例中，触控操作面110例如包括显示区域112以及非显示区域114。参考点Pr例如分布在显示区域112内，但本发明并不加以限制。在一实施例中，参考点Pr也可分布在非显示区域114内。此外，在一实施例中，分布在显示区域112内的参考点Pr也可在设置第一光学感测器120L以及第二光学感测器120R时，作为调校第一光学感测器120L以及第二光学感测器120R设置位置或感测角度之用，本发明并不加以限制。

在本实施例中，参考点Pr例如作为触控控制器130在决定触控物体200的触控位置时的参考依据，其表现形式之一例如是储存在存储器储存电路140中的数据资料。因此，触控物体200实际在对触控操作面110进行触控操作时，触控操作面110的显示质量并不会受到参考点Pr的影响。例如，使用者并不会在触控操作面110上看到参考点Pr。另外，在图4中，参考点Pr的数量、设置位置及其大小仅用以例示说明，本发明并不限于此。

在本实施例中，触控控制器130例如比较定位点W、X、Y、Z与至少一参考点Pr的位置，以判断各定位点与哪一个参考点Pr最接近。接着，触控控制器130再依据比较结果来决定触控物体200在触控操作面110上的触控位置的坐标值。

详细而言，在本实施例中，第一光学感测器120L以及第二光学感测器120R例如从不同的角度θL、θR来取得触控物体200的影像。以第一光学感测器120L为例，在其取得影像之后将对应的感测信号传递给触控控制器130，从而触控控制器130再由感测信号来判断触控物体200的中心与边界。其判断结果如图3所示，触控控制器130可取得触控物体200与第一光学感测器120L的中心连线210_b以及边界连线210_b1、210_b2(第一边界连线)。在本实施例中，边界连线210_b1、210_b2例如以第一光学感测器120L为基准与触控操作面110的上侧形成的第一定位夹角θ1L、θ2L，亦即边界连线210_b1、210_b2与触控操作面110的上侧缘之间的夹角，但本发明并不限于此。在一实施例中，第一定位夹角θ1L、θ2L也可以是指边界连线210_b1、210_b2以第一光学感测器120L为基准与触控操作面110的左侧缘之间的夹角。

类似地，在本实施例中，从角度θR来观察，触控控制器130可利用第二光学感测器120R来取得触控物体200与第二光学感测器120R的中心连线210_a以及边界连线210_a1、210_a2(第二边界连线)。在本实施例中，边界连线210_a1、210_a2例如以第二光学感测器120R为基准与触控操作面110的上侧缘形成第二定位夹角θ1R、θ2R，亦即边界连线210_a1、210_a2与触控操作面110的上侧缘之间的夹角。

在本实施例中，边界连线210_a1、210_a2、210_b1、210_b2的交点例如包括定位点W、X、Y、Z。因此，触控控制器130例如可依据第一光学感测器120L以及第二光学感测器120R从不同的角度θL、θR所取得影像来决定边界连线210_a1、210_a2、210_b1、210_b2，从而决定触控物体200的定位点W、X、Y、Z的位置。

此外，在本实施例中，触控控制器130依据中心连线210_a、210_b来计算出触控位置P的校正前坐标(Xt,Yt)。接着，触控控制器130再依据定位点W、X、Y、Z与至少一参考点Pr的位置的比较结果，来决定是否利用最接近定位点W、X、Y、Z的参考点Pr的坐标来取代触控位置P的校正前坐标(Xt,Yt)，以取得触控位置P的校正后坐标(Xt,Yt)、(Xk,Yk)、(Xt,Yk)或(Xk,Yt)。

具体而言，在本实施例中，在取得第一定位夹角θ1L、θ2L与第二定位夹角θ1R、θ2R之后，触控控制器130接着比较定位夹角与参考点Pr的参考夹角AL、AR，以判断与各定位点最接近的参考点Pr为何。以定位点W为例，其对应的定位夹角例如分别是第一定位夹角θ2L与第二定位夹角θ1R。在一实施例中，经比较，若第一定位夹角θ2L与第二定位夹角θ1R分别和参考点Pr的参考夹角AL、AR相等，表示与定位点W最接近的参考点是参考点Pr，并且两者重叠。在一实施例中，经比较，若第一定位夹角θ2L与第二定位夹角θ1R当中至少一者和参考点Pr的参考夹角AL、AR不相等，例如第一定位夹角θ2L和参考夹角AL不相等，触控控制器130会选择参考夹角AL与第一定位夹角θ2L差距最小的另一参考点Pr作为与定位点W最接近的参考点。此外，例如在第二定位夹角θ1R和参考夹角AR不相等时，触控控制器130会选择参考夹角AR与第二定位夹角θ1R差距最小的另一参考点Pr作为与定位点W最接近的参考点。

类似地，触控控制器130利用比较定位夹角与参考点Pr的参考夹角AL、AR的方式也可判断与定位点X、Y、Z最接近的参考点Pr为何。应注意的是，在本实施例中，对不同定位点而言，与各定位点最接近的参考点Pr可以是相同的参考点也可以是不同的参考点，本发明并不加以限制。并且，对同一定位点而言，与各定位点最接近的参考点Pr可以与各定位点重叠或不重叠，本发明并不加以限制。

接着，在本实施例中，在决定出与定位点W、X、Y、Z最接近的参考点Pr之后，触控控制器130再依据与定位点W、X、Y、Z最接近的参考点Pr来决定是否利用与定位点W、X、Y、Z最接近的参考点Pr的坐标来取代触控位置P的校正前坐标(Xt,Yt)。举例而言，触控控制器130例如利用与定位点W或Y最接近的参考点Pr的Y坐标值Yk来取代触控位置P校正前的坐标Y坐标值Yt。类似地，触控控制器130例如利用与定位点X或Z最接近的参考点Pr的X坐标值Xk来取代触控位置P校正前的坐标X坐标值Xt。换句话说，在本实施例中，触控控制器130例如依据沿X方向(第一方向)排列的定位点W或Y来决定触控位置P在Y方向(第二方向)上的坐标值Yk。并且，触控控制器130例如依据沿Y方向排列的定位点X或Z来决定触控位置P在X方向上的坐标值Xk。

因此，在本实施例中，触控控制器130可利用最接近定位点W、X、Y、Z的参考点Pr的坐标来取代触控位置P的校正前坐标(Xt,Yt)，以取得触控位置P的校正后坐标(Xt,Yt)、(Xk,Yk)、(Xt,Yk)或(Xk,Yt)。在本实施例中，触控位置P的校正前坐标(Xt,Yt)的坐标值Xt、Yt可部分或全部坐标值Xk、Yk被取代或不被取代，本发明并不加以限制。因此，触控控制器130利用上述方法来决定触控物体200在触控操作面110上的触控位置P，可提高判断的准确度。

图5绘示本发明一实施例的触控位置的决定方法的步骤流程图。请参考图1至图5，本实施例的触控位置的决定方法至少适用于图1至图4实施例的光学触控装置100，用以决定触控物体200的触控位置P。在本实施例中，在步骤S500中，触控控制器130利用光学感测器120L、120R来取得触控物体200在不同角度θL、θR的影像。接着，在步骤S510中，触控控制器130依据光学感测器120L、120R所取得的影像来决定触控物体200的定位点W、X、Y、Z，并且比较定位点W、X、Y、Z与多个参考点Pr。之后，在步骤S520中，触控控制器130依据比较结果来决定触控物体200在触控操作面110上的触控位置P，以提高触控位置P的判断准确度。

另外，本发明的实施例的触控位置的决定方法可以由图1至图4实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。

图6绘示本发明另一实施例的触控位置的决定方法的步骤流程图。请参考图1至图4、图6，本实施例的触控位置的决定方法至少适用于图1至图4实施例的光学触控装置100，用以决定触控物体200的触控位置P。在本实施例中，在步骤S600中，触控控制器130利用光学感测器120L、120R来取得触控物体200在不同角度θL、θR的影像。接着，在步骤S610中，触控控制器130依据中心连线210_a、210_b来决定触控位置P的校正前坐标(Xt,Yt)。在本实施例中，中心连线210_a、210_b例如分别是触控物体200的中心与第二光学感测器120R及第一光学感测器120L的连线。同时，在步骤S620中，触控控制器130依据中心连线边界连线210_a1、210_a2、边界连线210_b1、210_b2来决定触控物体200的定位点W、X、Y、Z。在本实施例中，边界连线210_a1、210_a2、边界连线210_b1、210_b2例如以第二光学感测器120R以及第一光学感测器120L为基础，分别与触控操作面110的一侧缘形成定位夹角θ1R、θ2R、θ1L、θ2L。

之后，在步骤S630中，触控控制器130比较定位夹角θ1R、θ2R、θ1L、θ2L与多个参考点Pr的参考夹角AL、AR，以判断各定位点与哪一个参考点Pr最接近。继之，在步骤S640中，触控控制器130利用与定位点W、X、Y或Z最接近的参考点Pr的坐标值Xk或Yk来取代触控位置P校正前的坐标值，以取得触控位置P的校正后坐标(Xt,Yt)、(Xk,Yk)、(Xt,Yk)或(Xk,Yt)。

另外，本发明的实施例的触控位置的决定方法可以由图1至图5实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。

综上所述，在本发明的范例实施例中，触控控制器将依据光学感测器所取得的影像来决定的定位点与参考点进行比较。其方式之一是比较定位夹角与参考夹角的大小以判断多个参考点当中的何者与定位点最接近。接着，触控控制器再依据比较结果来决定是否利用参考点的坐标值来取代触控位置的校正前坐标值，以取得触控位置的校正后坐标，从而提高触控位置的判断准确度。

虽然本发明已以实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，应当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当视所附的权利要求书所界定者为准。

Claims (18)

1.一种光学触控装置，该光学触控装置用以感测一触控物体的一触控操作，该光学触控装置包括：

一触控操作面，该触控操作面包括多个参考点，其中该触控物体在该触控操作面进行该触控操作；

多个光学感测器，该多个光学感测器设置在该触控操作面的一侧，用以取得该触控物体在不同角度的多个影像；以及

一触控控制器，该触控控制器电性连接至该些光学感测器中的至少一个，用以依据该些影像来决定多个定位点，

其中该触控控制器比较该些定位点与该些参考点，并且依据比较结果来决定该触控物体在该触控操作面上的一触控位置。

2.如权利要求1所述的光学触控装置，其中该些定位点包括沿一第一方向排列的多个第一定位点以及沿一第二方向排列的多个第二定位点，该触控控制器依据该些第一定位点来决定该触控位置在该第二方向上的一坐标值，以及该触控控制器依据该些第二定位点来决定该触控位置在该第一方向上的一坐标值。

3.如权利要求1所述的光学触控装置，其中该触控控制器依据该些光学感测器所取得的该些影像来决定该触控物体与该些光学感测器的多个边界连线，以及该些边界连线的多个交点包括该些定位点。

4.如权利要求3所述的光学触控装置，其中各该边界连线以其所对应的光学感测器为基准与该触控操作面的该侧形成一定位夹角，各该参考点与其所对应的光学感测器的连线与该触控操作面的该侧形成一参考夹角，以及该触控控制器比较该些定位夹角与该些参考夹角，以判断与各该定位点最接近的参考点。

5.如权利要求4所述的光学触控装置，其中该些光学感测器包括：

一第一光学感测器，该第一光学感测器设置在该触控操作面的该侧，其中该触控控制器依据该第一光学感测器所取得的一影像来决定该触控物体与该第一光学感测器的多个第一边界连线；以及

一第二光学感测器，该第二光学感测器设置在该触控操作面的该侧，其中该触控控制器依据该第二光学感测器所取得的一影像来决定该触控物体与该第二光学感测器的多个第二边界连线，

其中该些第一边界连线以及该些第二边界连线的多个交点包括该些定位点。

6.如权利要求5所述的光学触控装置，其中各该第一边界连线以该第一光学感测器为基准与该触控操作面的该侧形成一第一定位夹角，各该第二边界连线以该第二光学感测器为基准与该触控操作面的该侧形成一第二定位夹角，该触控控制器比较该些第一定位夹角与该些参考夹角，以及比较该些第二定位夹角与该些参考夹角，以判断与各该定位点最接近的参考点。

7.如权利要求1所述的光学触控装置，其中该触控控制器依据该些光学感测器所取得的该些影像来决定该触控物体与该些光学感测器的多个中心连线，该触控控制器依据该些中心连线来决定该触控位置的一校正前坐标，以及该触控控制器依据该些定位点与该些参考点的比较结果来决定该触控位置的一校正后坐标。

8.如权利要求1所述的光学触控装置，还包括：

一存储器储存电路，该存储器储存电路电性连接至该触控控制器，用以储存该些参考点的位置信息。

9.如权利要求1所述的光学触控装置，其中该触控操作面是一显示器、一电视、一广告告示板以及一电子白板之一的一表面。

10.一种触控位置的决定方法，该触控位置的决定方法用以决定一触控物体的一触控位置，其中一光学触控装置包括一触控操作面以及多个光学感测器，所述触控位置的决定方法包括：

利用该些光学感测器来取得该触控物体在不同角度的多个影像；

依据该些影像来决定多个定位点，并且比较该些定位点与多个参考点；以及

依据比较结果来决定该触控物体在该触控操作面上的该触控位置。

11.如权利要求10所述的触控位置的决定方法，其中该些定位点包括沿一第一方向排列的多个第一定位点以及沿一第二方向排列的多个第二定位点，依据比较结果来决定该触控物体在该触控操作面上的该触控位置的步骤包括：

依据该些第一定位点来决定该触控位置在该第二方向上的一坐标值，以及

依据该些第二定位点来决定该触控位置在该第一方向上的一坐标值。

12.如权利要求10所述的触控位置的决定方法，依据该些影像来决定该些定位点，并且比较该些定位点与该些参考点的步骤包括：

依据该些光学感测器所取得的该些影像来决定该触控物体与该些光学感测器的多个边界连线，

其中该些边界连线的多个交点包括该些定位点。

13.如权利要求12所述的触控位置的决定方法，其中各该边界连线以其所对应的光学感测器为基准与该触控操作面的一侧形成一定位夹角，各该参考点与其所对应的光学感测器的连线与该触控操作面的该侧形成一参考夹角，以及依据该些影像来决定该些定位点，并且比较该些定位点与该些参考点的步骤包括：

比较该些定位夹角与该些参考夹角，以判断与各该定位点最接近的参考点。

14.如权利要求13所述的触控位置的决定方法，其中该些光学感测器包括一第一光学感测器以及一第二光学感测器，以及依据该些光学感测器所取得的该些影像来决定该触控物体与该些光学感测器的该些边界连线的步骤包括：

依据该第一光学感测器所取得的一影像来决定该触控物体与该第一光学感测器的多个第一边界连线；以及

依据该第二光学感测器所取得的一影像来决定该触控物体与该第二光学感测器的多个第二边界连线，

其中该些第一边界连线以及该些第二边界连线的多个交点包括该些定位点。

15.如权利要求14所述的触控位置的决定方法，其中各该第一边界连线与该第一光学感测器形成一第一定位夹角，各该第二边界连线与该第二光学感测器形成一第二定位夹角，以及比较该些定位夹角与该些参考夹角，以判断与各该定位点最接近的参考点的步骤包括：

比较该些第一定位夹角与该些参考夹角，以及比较该些第二定位夹角与该些参考夹角，以判断与各该定位点最接近的参考点。

16.如权利要求10所述的触控位置的决定方法，还包括：

依据该些光学感测器所取得的该些影像来决定该触控物体与该些光学感测器的多个中心连线，

其中依据比较结果来决定该触控物体在该触控操作面上的该触控位置的步骤包括：

依据该些中心连线来决定该触控位置的一校正前坐标；以及

依据该些定位点与该些参考点的比较结果以及该校正前坐标来决定该触控位置的一校正后坐标。

17.如权利要求10所述的触控位置的决定方法，其中该光学触控装置还包括一存储器储存电路，以及所述触控位置的决定方法还包括：

将该些参考点的位置信息储存至一存储器储存电路。

18.如权利要求10所述的触控位置的决定方法，其中该触控操作面是一显示器、一电视、一广告告示板以及一电子白板之一的一表面。