TW201701134A - 光學觸控裝置及其寬度偵測方法 - Google Patents

Abstract

一種光學觸控裝置及其寬度偵測方法。光學觸控裝置包 括至少二個感測元件、發光元件以及寬度偵測模組。感測元件用以感測落於觸控平面的觸控物體。發光元件用以作為觸控平面的光源，且配置在感測元件的其中一者的相鄰處。寬度偵測模組耦接到發光元件及感測元件的其中另一者。發光元件受控於寬度偵測模組以發射光線。感測元件的其中另一者受控於寬度偵測模組以感測光線的強度。寬度偵測模組根據所感測到的光線的強度來偵測感測元件之間的距離。

Description

光學觸控裝置及其寬度偵測方法

本發明是有關於一種觸控裝置，且特別是有關於一種光學觸控裝置及其寬度偵測方法。

一般來說，光學觸控螢幕是在螢幕的邊緣設置多個光學鏡頭，用以拍攝觸控物體在螢幕上操作的影像。接著分析所拍攝影像中的觸控物體在光學觸控平面中因遮蔽效應所產生的陰影或因反射效應所產生的亮點，以得出觸控物體與光學鏡頭之間的相對角度。最後再根據光學鏡頭之間的距離，結合三角定位法即可得到觸控物體的精確位置。

由於光學鏡頭通常是固定設置在光學觸控裝置的兩端，且光學鏡頭之間的距離通常都是固定不變的，因此，上述的光學觸控裝置便只能使用在固定尺寸的螢幕上。為了讓光學觸控裝置可應用在不同尺寸的螢幕上，可將光學觸控裝置設計為可伸縮式。換句話說，可伸縮式光學觸控裝置中的光學鏡頭之間的距離是可調整的。然而，使用者必須根據不同尺寸的螢幕來調整可伸 縮式光學觸控裝置的寬度，並手動測量光學鏡頭之間的距離。之後還需將測量到的光學鏡頭之間的距離手動輸入至可伸縮式光學觸控裝置，方能使可伸縮式光學觸控裝置精確地計算觸控物體的位置。如此一來，將造成使用上的極度不便。

有鑑於此，本發明提供一種光學觸控裝置及其寬度偵測方法。此光學觸控裝置的寬度為可調整的，故可適用於不同尺寸的觸控平面或觸控面板。除此之外，此光學觸控裝置還可自動地偵測調整後的寬度，以提昇使用上的便利性。

本發明的光學觸控裝置包括至少二個感測元件、發光元件以及寬度偵測模組。這些感測元件用以感測位於觸控平面的觸控物體。發光元件用以作為觸控平面的光源，且配置在這些感測元件的其中一者的相鄰處。寬度偵測模組耦接到發光元件及這些感測元件的其中另一者。發光元件受控於寬度偵測模組以發射一光線。這些感測元件的其中另一者受控於寬度偵測模組以感測此光線的強度。寬度偵測模組根據所感測到的此光線的強度來偵測這些感測元件之間的距離。

在本發明的一實施例中，上述的寬度偵測模組包括打光模組、取像模組以及運算模組。打光模組耦接到發光元件以控制發光元件發射光線。取像模組耦接到這些感測元件的其中另一者，用以控制這些感測元件的其中另一者反應於光線的強度而取 得一影像。運算模組耦接到取像模組以接收影像，根據影像來計算一波形的寬度，且根據此波形的寬度來獲得這些感測元件之間的距離。此波形的寬度是所感測到的光線的強度不為零的視角範圍。

在本發明的一實施例中，上述的運算模組根據此波形的寬度而於至少一查找表中查找出或計算出這些感測元件之間的距離。

在本發明的一實施例中，上述的寬度偵測模組更包括儲存模組。儲存模組耦接到運算模組且用以儲存至少一查找表。查找表用以預先記錄在此光線的強度及特定曝光時間的情境下，此波形的寬度與這些感測元件之間的距離的關係。查找表可對應到光學觸控裝置的使用次數或光學觸控裝置所處環境的環境亮度，且使用次數關聯於發光元件的強度衰減程度。

在本發明的一實施例中，上述的運算模組將此波形的寬度代入一曲線公式以計算出這些感測元件之間的距離。曲線公式是在此光線的強度及特定曝光時間的條件下，波形的寬度與這些感測元件之間的距離的一關係表示式，且曲線公式包括發光元件的一強度衰減係數或光學觸控裝置所處環境的亮度參數。

在本發明的一實施例中，上述的寬度偵測模組包括打光模組、取像模組以及運算模組。打光模組耦接到發光元件以控制發光元件發射光線。取像模組耦接到這些感測元件的其中另一者，用以控制這些感測元件的其中另一者反應於光線的強度而取 得一影像。運算模組耦接到取像模組以接收影像，根據影像來計算一波形的峰值，且根據此波形的峰值來獲得這些感測元件之間的距離。此波形的峰值是所感測到的光線的強度。

在本發明的一實施例中，上述的運算模組根據此波形的峰值而於至少一查找表中查找出或計算出這些感測元件之間的距離。

在本發明的一實施例中，上述的寬度偵測模組更包括儲存模組。儲存模組耦接到運算模組且用以儲存至少一查找表。查找表用以預先記錄在此光線的強度及特定曝光時間的情境下，此波形的峰值與這些感測元件之間的距離的關係。查找表可對應到光學觸控裝置的使用次數或光學觸控裝置所處環境的環境亮度，且使用次數關聯於發光元件的強度衰減程度。

在本發明的一實施例中，上述的運算模組將此波形的峰值代入一曲線公式以計算出這些感測元件之間的距離。曲線公式是在此光線的強度及特定曝光時間的條件下，波形的峰值與這些感測元件之間的距離的一關係表示式，且曲線公式包括發光元件的一強度衰減係數或光學觸控裝置所處環境的亮度參數。

在本發明的一實施例中，當上述的光學觸控裝置重新啟動時，寬度偵測模組重新偵測這些感測元件之間的距離。

在本發明的一實施例中，當上述的光學觸控裝置運作時，寬度偵測模組持續地偵測這些感測元件之間的距離。

在本發明的一實施例中，上述的光學觸控裝置更包括伸 縮支架。這些感測元件分別配置於伸縮支架的兩端，且伸縮支架用以調整這些感測元件之間的距離。

在本發明的光學觸控裝置的寬度偵測方法中，光學觸控裝置的至少二個感測元件用以感測位於一觸控平面的一觸控物體，且光學觸控裝置的發光元件用以作為觸控平面的光源。光學觸控裝置的寬度偵測方法包括以下步驟：控制發光元件發射一光線，其中發光元件配置在這些感測元件的其中一者的相鄰處；透過這些感測元件的其中另一者來感測此光線的強度；以及根據所感測到的光線的強度來偵測這些感測元件之間的距離。

在本發明的一實施例中，上述透過這些感測元件的其中另一者感測此光線的強度的步驟包括：控制這些感測元件的其中另一者反應於此光線的強度而取得一影像。上述根據所感測到的光線的強度來偵測這些感測元件之間的距離的步驟包括：根據影像來計算一波形的寬度；以及根據此波形的寬度來獲得這些感測元件之間的距離。此波形的寬度是所感測到的光線的強度不為零的視角範圍。

在本發明的一實施例中，上述根據此波形的寬度來獲得這些感測元件之間的距離的步驟包括：根據此波形的寬度而於至少一查找表中查找出或計算出這些感測元件之間的距離。

在本發明的一實施例中，上述的光學觸控裝置的寬度偵測方法更包括：預先建立並儲存上述查找表。上述查找表用以預先記錄在此光線的強度及特定曝光時間的情境下，此波形的寬度 與這些感測元件之間的距離的關係。上述查找表對應到光學觸控裝置的使用次數或光學觸控裝置所處環境的環境亮度，且使用次數關聯於發光元件的強度衰減程度。

在本發明的一實施例中，上述根據此波形的寬度來獲得這些感測元件之間的距離的步驟包括：將此波形的寬度代入一曲線公式以計算出這些感測元件之間的距離。此曲線公式是在此光線的強度及特定曝光時間的條件下，此波形的寬度與這些感測元件之間的距離的一關係表示式，且曲線公式包括發光元件的強度衰減係數或光學觸控裝置所處環境的亮度參數。

在本發明的一實施例中，上述透過這些感測元件的其中另一者感測此光線的強度的步驟包括：控制這些感測元件的其中另一者反應於此光線的強度而取得一影像。上述根據所感測到的光線的強度來偵測這些感測元件之間的距離的步驟包括：根據影像來計算一波形的峰值；以及根據此波形的峰值來獲得這些感測元件之間的距離。此波形的峰值是所感測到的光線的強度。

在本發明的一實施例中，上述根據此波形的峰值來獲得這些感測元件之間的距離的步驟包括：根據此波形的峰值而於至少一查找表中查找出或計算出這些感測元件之間的距離。

在本發明的一實施例中，上述的光學觸控裝置的寬度偵測方法更包括：預先建立並儲存上述查找表。上述查找表用以預先記錄在此光線的強度及特定曝光時間的情境下，此波形的峰值與這些感測元件之間的距離的關係。上述查找表對應到光學觸控 裝置的使用次數或光學觸控裝置所處環境的環境亮度，且使用次數關聯於發光元件的強度衰減程度。

在本發明的一實施例中，上述根據此波形的峰值來獲得這些感測元件之間的距離的步驟包括：將此波形的峰值代入一曲線公式以計算出這些感測元件之間的距離。此曲線公式是在此光線的強度及特定曝光時間的條件下，此波形的峰值與這些感測元件之間的距離的一關係表示式，且曲線公式包括發光元件的強度衰減係數或光學觸控裝置所處環境的亮度參數。

在本發明的一實施例中，上述的寬度偵測方法在光學觸控裝置重新啟動時被執行，以重新偵測這些感測元件之間的距離。

在本發明的一實施例中，上述的寬度偵測方法在光學觸控裝置運作時持續地被執行，以隨時偵測這些感測元件之間的距離。

在本發明的一實施例中，上述的光學觸控裝置的寬度偵測方法，更包括：將這些感測元件分別配置於光學觸控裝置的伸縮支架的兩端，並透過伸縮支架來調整這些感測元件之間的距離。

基於上述，在本發明上述實施例的光學觸控裝置中，發光元件可配置在感測元件的其中一者的相鄰處以發射一光線，並透過感測元件的其中另一者來感測此光線的強度。如此一來，寬度偵測模組便可根據所感測到的光線的強度來自動判斷感測元件之間的距離。因此，本發明上述實施例的光學觸控裝置可應用在不同尺寸的觸控平面、觸控面板或光學觸控裝置。除此之外，由 於本發明實施例的光學觸控裝置可自動地偵測出感測元件之間的距離，故使用者無須手動測量調整過後的感測元件之間的距離，也無須將手動測量到的感測元件之間的距離手動輸入至光學觸控裝置。如此一來，可大符提昇使用上的便利性。

為讓本發明的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。

100、100’‧‧‧光學觸控裝置

120‧‧‧感測元件

140‧‧‧感測元件

160‧‧‧發光元件

180‧‧‧寬度偵測模組

182‧‧‧打光模組

184‧‧‧取像模組

186‧‧‧運算模組

188‧‧‧儲存單元

190‧‧‧伸縮支架

900‧‧‧觸控平面

D、D1、D2、D3‧‧‧距離

LUT1~LUTn‧‧‧查找表

OB‧‧‧觸控物體

P‧‧‧強度衰減係數

PV1、PV2、PVn‧‧‧數值

P1、P2、P3、Pn‧‧‧峰值

S500、S510、S520‧‧‧步驟

WAV1、WAV2、WAV3、WAVn‧‧‧波形

W1、W2、W3、Wn‧‧‧寬度

下面的所附圖式是本發明的說明書的一部分，繪示了本發明的示例實施例，所附圖式與說明書的描述一起說明本發明的原理。

圖1A及圖1B是依照本發明一實施例所繪示的光學觸控裝置應用於一觸控平面的架構示意圖。

圖2A是圖1A所繪示的光學觸控裝置中，感測元件及發光元件的一組裝位置情境示意圖。

圖2B是圖1A所繪示的光學觸控裝置中，感測元件及發光元件的另一組裝位置情境示意圖。

圖2C是圖1A所繪示的光學觸控裝置中，感測元件及發光元件的又一組裝位置情境示意圖。

圖3A是圖2A的感測元件的視角與感測元件所感測到的光線的強度值(光強)的關係示意圖。

圖3B是圖2B的感測元件的視角與感測元件所感測到的光線 的強度值的關係示意圖。

圖3C是圖2C的感測元件的視角與感測元件所感測到的光線的強度值的關係示意圖。

圖4A繪示在不同的強度衰減係數下，感測元件之間的距離與波形的寬度的關係示意圖。

圖4B繪示在不同的強度衰減係數下，感測元件之間的距離與波形的峰值的關係示意圖。

圖5繪示本發明一實施例的光學觸控裝置的寬度偵測方法的步驟流程圖。

現將詳細參考本發明之示範性實施例，在附圖中說明所述示範性實施例之實例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件代表相同或類似部分。

本發明的示範性實施例的光學觸控裝置可包括至少二個感測元件、一發光元件以及一寬度偵測模組。此至少二個感測元件可用以感測位於一觸控平面的一觸控物體。發光元件可用以作為觸控平面的光源，且可配置在此至少二個感測元件的其中一者的相鄰處。寬度偵測模組可耦接到發光元件及此至少二個感測元件的其中另一者。發光元件可受控於寬度偵測模組以發射一光線。此至少二個感測元件的其中另一者受控於寬度偵測模組以感測光線的強度。寬度偵測模組可根據所感測到的光線的強度來偵 測此至少二個感測元件之間的距離。

為了便於說明，以下將以兩個感測元件為範例來進行說明，多於兩個感測元件的實施例可依下述說明而依此類推。以下請同時參照圖1A及圖1B，圖1A及圖IB是依照本發明一實施例所繪示的光學觸控裝置100、100’應用於一觸控平面900的架構示意圖。光學觸控裝置100、100’可包括感測元件120、140、發光元件160以及寬度偵測模組180。感測元件120與140可用以感測位於觸控平面900上的觸控物體OB。發光元件160可用以作為觸控平面900的光源。

在本發明的一實施例中，感測元件120與140可例如是光感應元件或是攝影鏡頭，而發光元件160可例如是發光二極體(LED)光源，但本發明並不以此為限。觸控物體OB可依觸控平面900感應型態之不同而可以是反光筆或可自行發光的物件或是可遮斷背光源之手指或觸控筆。

寬度偵測模組180可以採用硬體、韌體或軟體的方式來實現。寬度偵測模組180若是採用硬體來實現，則寬度偵測模組180可以是由多個電路晶片所完成，也可以由單一整合電路晶片來達成，但本發明實施例並非以此為限制。上述多個電路晶片或是單一整合電路晶片可藉由特殊功能積體電路(ASIC)或可程式化邏輯閘陣列(FPGA)來實現。寬度偵測模組180若是採用韌體或軟體來實現，則寬度偵測模組180可以是儲存在記憶體而由處理器或微控制器所載入執行的軟體或機器可執行程式碼。上述記憶體可 例如是隨機存取記憶體、唯讀記憶體、快閃記憶體、隨身碟等等，可用以儲存上述軟體或機器可執行程式碼。

在圖1A所示的示範性實施例中，發光元件160可配置在感測元件120的相鄰處。舉例來說，發光元件160可與感測元件120上下交疊或左右並排，但本發明實施例不限制發光元件160與感測元件120如何相鄰。寬度偵測模組180可耦接到發光元件160及感測元件140。發光元件160可受控於寬度偵測模組180以發射光線，感測元件140可受控於寬度偵測模組180以感測發光元件160所發出的光線的強度。寬度偵測模組180可根據感測元件140所感測到的光線的強度而偵測出感測元件120與140之間的距離D。

可以理解的是，在圖1A所示的示範性實施例中，可透過配置在觸控平面900右上方的發光元件160發射光線，並透過配置在觸控平面900左上方的感測元件140感測發光元件160所發出的光線的強度，但本發明並不以此為限。在圖1B所示的示範性實施例中，發光元件160可配置在感測元件140的相鄰處。舉例來說，發光元件160可與感測元件140上下交疊或左右並排，但本發明不限於此。寬度偵測模組180可耦接到發光元件160及感測元件120。發光元件160可受控於寬度偵測模組180以發射光線，感測元件120可受控於寬度偵測模組180以感測發光元件160所發出的光線的強度。寬度偵測模組180可根據感測元件120所感測到的光線的強度而偵測出感測元件120與140之間的距離D。 可以理解的是，在圖1B所示的示範性實施例中，乃是透過配置在觸控平面900左上方的發光元件160發射光線，並透過配置在觸控平面900右上方的感測元件120感測發光元件160所發出的光線的強度。

由於圖1B所示的光學觸控裝置100’的架構及運作類似於圖1A所示的光學觸控裝置100，故以下將僅針對圖1A所示的光學觸控裝置100進行詳細說明，而圖1B所示的光學觸控裝置100’的架構及運作則可參考以下圖1A的相關說明類推得之。

以下請再參照圖1A，光學觸控裝置100還可包括伸縮支架190，其中感測元件120、140可分別配置於伸縮支架190的兩端。如此一來，可透過伸縮支架190來調整感測元件120、140之間的距離D，以使光學觸控裝置100可適用於不同尺寸的觸控平面900，但本發明並不以此為限。在本發明的其他實施例中，也可將感測元件120、140直接配置在不同尺寸的觸控平面900的其中一側(例如上側，但不限於此)的兩端，並固定感測元件120、140的旋轉角度，如此一來，則無須透過伸縮支架190來調整感測元件120、140之間的距離D。

以下請同時參照圖1A、圖2A~圖2C，圖2A是圖1A所繪示的光學觸控裝置100中，感測元件120、140及發光元件160的一組裝位置情境示意圖。圖2B是圖1A所繪示的光學觸控裝置100中，感測元件120、140及發光元件160的另一組裝位置情境示意圖。圖2C是圖1A所繪示的光學觸控裝置100中，感測元件 120、140及發光元件160的又一組裝位置情境示意圖。值得注意的是，圖2A所示的感測元件120與140之間的距離D1大於圖2B所示的感測元件120與140之間的距離D2，而圖2B所示的感測元件120與140之間的距離D2則大於圖2C所示的感測元件120與140之間的距離D3。

配置在感測元件120相鄰處的發光元件160可用以發出特定光強的光線。感測元件140的視角可例如為90度，但本發明不限於此。在本發明的其他實施例中，感測元件140的視角也可大於90度。值得注意的是，感測元件140所感測到的光線的強度將隨著感測元件140與感測元件120(或發光元件160)之間的距離D1、D2、D3的增加而逐漸遞減。舉例來說，圖2A的感測元件140所感測到的光線的強度值為16燭光，圖2B的感測元件140所感測到的光線的強度值為32燭光，而圖2C的感測元件140所感測到的光線的強度值為64燭光。

以下請同時參照圖1A、圖2A~圖2C及圖3A~圖3C。圖3A是圖2A的感測元件140的視角與感測元件140所感測到的光線的強度值(光強)的關係示意圖。圖3B是圖2B的感測元件140的視角與感測元件140所感測到的光線的強度值的關係示意圖。圖3C是圖2C的感測元件140的視角與感測元件140所感測到的光線的強度值的關係示意圖。其中，圖3A~圖3C所示的波形WAV1、WAV2、WAV3的峰值P1、P2、P3可分別為感測元件140所感測到的光線的強度值，而波形WAV1、WAV2、WAV3的寬度 W1、W2、W3則是感測元件140所感測到的光線的強度值不為零的視角範圍。

舉例來說，圖3A所示的波形WAV1的峰值P1為16(對應到圖2A的感測元件140所感測到的光線的強度值為16)，圖3B所示的波形WAV2的峰值P2為32(對應到圖2B的感測元件140所感測到的光線的強度值為32)，圖3C所示的波形WAV3的峰值P3為64(對應到圖2C的感測元件140所感測到的光線的強度值為64)。除此之外，圖3A所示的波形WAV1的寬度W1小於圖3B所示的波形WAV2的寬度W2，而圖3B所示的波形WAV2的寬度W2則小於圖3C所示的波形WAV3的寬度W3。換句話說，感測元件140與感測元件120(或發光元件160)之間的距離D1、D2、D3越遠，感測元件140所感測到的光線的強度越弱，且波形WAV1、WAV2、WAV3的寬度W1、W2、W3越窄。基此，光學觸控裝置100便可根據波形WAV1、WAV2、WAV3的寬度W1、W2、W3或是峰值P1、P2、P3來獲得感測元件120與140之間的距離D1、D2、D3。

以下將針對寬度偵測模組180進行說明。請重新參照圖1A，寬度偵測模組180可包括打光模組182、取像模組184以及運算模組186。打光模組182、取像模組184以及運算模組186可以採用硬體、韌體或軟體的方式來實現。若是採用硬體來實現，則打光模組182、取像模組184以及運算模組186可以分別由多個電路晶片所完成，也可以分別由單一整合電路晶片來達成，但本 發明並非以此為限制。上述多個電路晶片或是單一整合電路晶片可藉由特殊功能積體電路(ASIC)或可程式化邏輯閘陣列(FPGA)來實現。打光模組182、取像模組184以及運算模組186若是採用韌體或軟體來實現，則打光模組182、取像模組184以及運算模組186可以是儲存在記憶體而由處理器或微控制器所載入執行的軟體或機器可執行程式碼。上述記憶體可例如是隨機存取記憶體、唯讀記憶體、快閃記憶體、隨身碟等等，可用以儲存上述軟體或機器可執行程式碼。

打光模組182可耦接到發光元件160以控制發光元件160發射光線。取像模組184可耦接到感測元件140。取像模組184用以控制感測元件140反應於光線的強度而取得影像。運算模組186可耦接到取像模組184以接收影像。運算模組186可根據影像來計算一波形WAVn的寬度Wn或峰值Pn，且可根據波形WAVn的寬度Wn或峰值Pn來獲得感測元件120與140之間的距離D。如同先前所述，波形WAVn的峰值Pn是感測元件140所感測到的光線的強度，且波形WAVn的寬度Wn是所感測到的光線的強度不為零的視角範圍。

進一步來說，在設計光學觸控裝置100時，可透過打光模組182控制發光元件160發射特定光強的光線，並透過取像模組控制感測元件140的一特定曝光時間，再由運算模組186記錄不同距離(例如圖2A~圖2C所示的距離D1、D2、D3)條件下的波形(例如波形WAV1、WAV2、WAV3)的寬度(例如寬度W1、W2、 W3)或峰值(例如峰值P1、P2、P3)，以預先建立一查找表LUT1。如此一來，當光學觸控裝置100在進行運作時，運算模組186即可根據波形WAVn的寬度Wn或峰值Pn而於查找表LUT1中查找出或計算出感測元件120與140之間的距離D。

舉例來說，當光學觸控裝置100在進行運作時，若運算模組186所計算出來的波形WAVn的寬度Wn(或峰值Pn)實質上等於W1(或P1)時，運算模組186則可於查找表LUT1中查找出感測元件120與140之間的距離D為D1。如此一來，光學觸控裝置100便可根據感測元件120與140之間的距離D為D1、感測元件120、140與觸控物體OB之間的角度以及三角定位法來偵測出觸控物體OB的精確位置。

另一方面，倘若運算模組186所計算出來的波形WAVn的寬度Wn(或峰值Pn)位於寬度W1(或峰值P1)與寬度W2(或峰值P2)之間時，運算模組186則可根據查找表LUT1查找出寬度W1(或峰值P1)所對應的距離為D1，且根據查找表LUT1查找出寬度W2(或峰值P2)所對應的距離為D2，之後再結合內差法以計算出感測元件120與140之間的距離D。

在此值得一提的是，發光元件160可能會隨著光學觸控裝置100的使用次數(或是使用年次)的增加而老化。因此，發光元件160所發出的光線的強度可能會隨著光學觸控裝置100的使用次數(或是使用年次)的增加而衰減。換句話說，光學觸控裝置100的使用次數與發光元件160的強度衰減程度相關聯。如此一來， 寬度偵測模組180所偵測到的感測元件120與140之間的距離D的精確度可能會受到發光元件160的強度衰減程度的影響。為了解決此一問題，在設計光學觸控裝置100時可預先建立多個查找表LUT1~LUTn，其中查找表LUT1~LUTn可分別對應到不同的使用次數(或是使用年次)。舉例來說，當光學觸控裝置100的使用次數為小於100次(或是使用年次小於1年)時，運算模組186可採用查找表LUT1來查找出感測元件120與140之間的距離D。而當光學觸控裝置100的使用次數介於100次與200次之間(或是使用年次介於1年與2年之間)時，運算模組186則可採用查找表LUT2來查找出感測元件120與140之間的距離D。其餘可依此類推，故不再贅述。

除此之外，光學觸控裝置100所處環境的亮度也可能會影響寬度偵測模組180所偵測到的感測元件120與140之間的距離D的精確度。因此，在本發明的另一實施例中，查找表LUT1~LUTn也可分別對應到不同的環境亮度。特別是，環境亮度可透過感測元件120或感測元件140對光學觸控裝置100所處的環境進行感測而獲得。

在本發明的一實施例中，上述的查找表LUT1~LUTn可內建於運算模組186中，但本發明不限於此。在本發明的其他實施例中，寬度偵測模組180還可包括儲存單元188。儲存模組188可耦接到運算模組186且可用以儲存查找表LUT1~LUTn。在本發明的一實施例中，儲存單元188可例如是唯讀記憶體或快閃記憶 體，但本發明不限於此。

在本發明的另一實施例中，運算模組186也可將波形WAVn的寬度Wn或峰值Pn代入一曲線公式FUN以計算出感測元件120與140之間的距離D。

進一步來說，在設計光學觸控裝置100時，可透過打光模組182控制發光元件160發射特定光強的光線，並透過取像模組控制感測元件140的一特定曝光時間，再由運算模組186記錄不同距離(例如圖2A~圖2C所示的距離D1、D2、D3)下的波形(例如波形WAV1、WAV2、WAV3)的寬度(例如寬度W1、W2、W3)或峰值(例如峰值P1、P2、P3)，以預先計算出曲線公式FUN。換句話說，曲線公式FUN為波形(例如波形WAV1、WAV2、WAV3)的寬度(例如寬度W1、W2、W3)或峰值(例如峰值P1、P2、P3)與感測元件120、140之間的距離(例如距離D1、D2、D3))的關係表示式。如此一來，當光學觸控裝置100在進行運作時，運算模組186即可將波形WAVn的寬度Wn或峰值Pn代入曲線公式FUN以計算出感測元件120與140之間的距離D。接著，光學觸控裝置100便可根據感測元件120與140之間的距離D、感測元件120、140與觸控物體OB之間的角度以及三角定位法來偵測出觸控物體OB的精確位置。

值得一提的是，由於發光元件160可能會隨著光學觸控裝置100的使用次數(或是使用年次)的增加而老化。換句話說，發光元件160所發出的光線的強度可能會隨著光學觸控裝置100的 使用次數(或是使用年次)的增加而衰減。如此一來，寬度偵測模組180所偵測到的感測元件120與140之間的距離D的精確度可能會受到發光元件160的強度衰減程度的影響。因此，曲線公式FUN可包括發光元件160的強度衰減係數P，其中不同的使用次數(或是使用年次)對應到不同的強度衰減係數P。舉例來說，當光學觸控裝置100的使用次數為小於100次(或是使用年次小於1年)時，運算模組186可採用強度衰減係數P為數值PV1來計算感測元件120與140之間的距離D。而當光學觸控裝置100的使用次數介於100次與200次之間(或是使用年次介於1年與2年之間)時，運算模組186則可採用強度衰減係數P為數值PV2來計算感測元件120與140之間的距離D。其餘可依此類推，故不再贅述。

以下請同時參照圖1A、圖4A與圖4B，圖4A繪示在不同的強度衰減係數P下，感測元件120、140之間的距離D與波形WAVn的寬度Wn的關係示意圖，圖4B繪示在不同的強度衰減係數P之下，感測元件120、140之間的距離D與波形WAVn的峰值Pn的關係示意圖。如同先前所述，波形WAVn的寬度Wn或波形WAVn的峰值Pn即是對應到感測元件140所感測到的光線的強度。因此，可以理解的是，當感測元件120、140之間的距離D不變時，感測元件140所感測到的光線的強度會隨著發光元件160的使用次數(或是使用年次)的增加而減弱，如圖4A及圖4B所示。

除此之外，光學觸控裝置100所處環境的明亮程度也可能會影響寬度偵測模組180所偵測到的感測元件120與140之間 的距離D的精確度。因此，在本發明的另一實施例中，曲線公式FUN還可包括光學觸控裝置100所處環境的亮度參數。特別是，亮度參數可透過感測元件120或感測元件140對光學觸控裝置100所處的環境進行感測而獲得。

在本發明的一實施例中，當光學觸控裝置100重新啟動時，寬度偵測模組180將重新偵測感測元件120與140之間的距離D。如此一來，當使用者調整光學觸控裝置100中的感測元件120與140之間的距離D並將光學觸控裝置100重新啟動時，寬度偵測模組180即可自動偵測出感測元件120與140之間的距離D。

在本發明的另一實施例中，當光學觸控裝置100運作時，寬度偵測模組180可持續地偵測感測元件120與140之間的距離D。如此一來，即便使用者在光學觸控裝置100的運作期間調整感測元件120與140之間的距離D，寬度偵測模組180仍可隨時地自動偵測出調整過後的感測元件120與140之間的距離D。

圖5繪示本發明一實施例的光學觸控裝置的寬度偵測方法的步驟流程圖。以下請同時參照圖1A與圖5，如同先前所述，感測元件120與140可用以感測位於觸控平面900的觸控物體OB。發光元件160可用以作為觸控平面900的光源。本範例實施例的光學觸控裝置100的寬度偵測方法可包括如下步驟。首先，在步驟S500中，控制發光元件160發射光線，其中發光元件160配置在這些感測元件的其中一者(例如圖1A所示的感測元件120)的相鄰處。接著， 在步驟S510中，透過這些感測元件的其中另一者(例如圖1A所示的感測元件140)來感測光線的強度。之後，在步驟S520中，根據所感測到的光線的強度來偵測這些感測元件(例如圖1A所示的感測元件120與140)之間的距離。

另外，本發明的實施例的光學觸控裝置的寬度偵測方法可以由上述各圖示實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

綜上所述，在本發明上述實施例的光學觸控裝置中，發光元件可配置在感測元件的其中一者的相鄰處以發射一光線，並透過感測元件的其中另一者來感測此光線的強度。如此一來，寬度偵測模組便可根據所感測到的光線的強度來自動判斷感測元件之間的距離。因此，本發明上述實施例的光學觸控裝置可應用在不同尺寸的觸控平面、觸控面板或光學觸控裝置。除此之外，由於本發明實施例的光學觸控裝置可自動地偵測出感測元件之間的距離，故使用者無須手動測量調整過後的感測元件之間的距離，也無須將手動測量到的感測元件之間的距離手動輸入至光學觸控裝置。如此一來，可大符提昇使用上的便利性。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧光學觸控裝置

120‧‧‧感測元件

140‧‧‧感測元件

160‧‧‧發光元件

180‧‧‧寬度偵測模組

182‧‧‧打光模組

184‧‧‧取像模組

186‧‧‧運算模組

188‧‧‧儲存單元

190‧‧‧伸縮支架

900‧‧‧觸控平面

D‧‧‧距離

LUT1~LUTn‧‧‧查找表

OB‧‧‧觸控物體

Pn‧‧‧峰值

WAVn‧‧‧波形

Wn‧‧‧寬度

Claims (24)

1. 一種光學觸控裝置，包括：至少二個感測元件，用以感測位於一觸控平面的一觸控物體；一發光元件，用以作為該觸控平面的光源，且配置在該至少二個感測元件的其中一者的相鄰處；以及一寬度偵測模組，耦接到該發光元件及該至少二個感測元件的其中另一者，其中，該發光元件受控於該寬度偵測模組以發射一光線，該至少二個感測元件的其中該另一者受控於該寬度偵測模組以感測該光線的強度，且該寬度偵測模組根據所感測到的該光線的該強度來偵測該至少二個感測元件之間的距離。
2. 如申請專利範圍第1項所述的光學觸控裝置，其中該寬度偵測模組包括：一打光模組，耦接到該發光元件以控制該發光元件發射該光線；一取像模組，耦接到該至少二個感測元件的其中該另一者，用以控制該至少二個感測元件的其中該另一者反應於該光線的該強度而取得一影像；以及一運算模組，耦接到該取像模組以接收該影像，根據該影像來計算一波形的一寬度，且根據該波形的該寬度來獲得該至少二個感測元件之間的該距離，其中該波形的該寬度是所感測到的該光線的該強度不為零的 視角範圍。
3. 如申請專利範圍第2項所述的光學觸控裝置，其中該運算模組根據該波形的該寬度而於至少一查找表中查找出或計算出該至少二個感測元件之間的該距離。
4. 如申請專利範圍第3項所述的光學觸控裝置，其中該寬度偵測模組更包括：一儲存模組，耦接到該運算模組且用以儲存該至少一查找表，其中該至少一查找表用以預先記錄在該光線的該強度及特定曝光時間的情境下，該波形的該寬度與該至少二個感測元件之間的該距離的關係，其中該至少一查找表對應到該光學觸控裝置的至少一使用次數或該光學觸控裝置所處環境的至少一環境亮度，且該至少一使用次數關聯於該發光元件的強度衰減程度。
5. 如申請專利範圍第2項所述的光學觸控裝置，其中：該運算模組將該波形的該寬度代入一曲線公式以計算出該至少二個感測元件之間的該距離，其中該曲線公式是在該光線的該強度及特定曝光時間的條件下，該波形的該寬度與該至少二個感測元件之間的該距離的一關係表示式，且該曲線公式包括該發光元件的一強度衰減係數或該光學觸控裝置所處環境的一亮度參數。
6. 如申請專利範圍第1項所述的光學觸控裝置，其中該寬度偵測模組包括： 一打光模組，耦接到該發光元件以控制該發光元件發射該光線；一取像模組，耦接到該至少二個感測元件的其中該另一者，用以控制該至少二個感測元件的其中該另一者反應於該光線的該強度而取得一影像；以及一運算模組，耦接到該取像模組以接收該影像，根據該影像來計算一波形的一峰值，且根據該波形的該峰值來獲得該至少二個感測元件之間的該距離，其中該波形的該峰值是所感測到的該光線的該強度。
7. 如申請專利範圍第6項所述的光學觸控裝置，其中該運算模組根據該波形的該峰值而於至少一查找表中查找出或計算出該至少二個感測元件之間的該距離。
8. 如申請專利範圍第7項所述的光學觸控裝置，其中該寬度偵測模組更包括：一儲存模組，耦接到該運算模組且用以儲存該至少一查找表，其中該至少一查找表用以預先記錄在該光線的該強度及特定曝光時間的情境下，該波形的該峰值與該至少二個感測元件之間的該距離的關係，其中該至少一查找表對應到該光學觸控裝置的至少一使用次數或該光學觸控裝置所處環境的至少一環境亮度，且該至少一使用次數關聯於該發光元件的強度衰減程度。
9. 如申請專利範圍第6項所述的光學觸控裝置，其中： 該運算模組將該波形的該峰值代入一曲線公式以計算出該至少二個感測元件之間的該距離，其中該曲線公式是在該光線的該強度及特定曝光時間的條件下，該波形的該峰值與該至少二個感測元件之間的該距離的一關係表示式，且該曲線公式包括該發光元件的一強度衰減係數或該光學觸控裝置所處環境的一亮度參數。
10. 如申請專利範圍第1項所述的光學觸控裝置，其中：當該光學觸控裝置重新啟動時，該寬度偵測模組重新偵測該至少二個感測元件之間的該距離。
11. 如申請專利範圍第1項所述的光學觸控裝置，其中：當該光學觸控裝置運作時，該寬度偵測模組持續地偵測該至少二個感測元件之間的該距離。
12. 如申請專利範圍第1項所述的光學觸控裝置，更包括：一伸縮支架，其中，該至少二個感測元件分別配置於該伸縮支架的兩端，且該伸縮支架用以調整該至少二個感測元件之間的該距離。
13. 一種光學觸控裝置的寬度偵測方法，其中該光學觸控裝置的至少二個感測元件用以感測落於一觸控平面的一觸控物體，且該光學觸控裝置的一發光元件用以作為該觸控平面的光源，該寬度偵測方法包括：控制該發光元件發射一光線，其中該發光元件配置在該至少二個感測元件的其中一者的相鄰處； 透過該至少二個感測元件的其中另一者來感測該光線的強度；以及根據所感測到的該光線的該強度來偵測該至少二個感測元件之間的距離。
14. 如申請專利範圍第13項所述的光學觸控裝置的寬度偵測方法，其中所述透過該至少二個感測元件的其中該另一者感測該光線的該強度的步驟包括：控制該至少二個感測元件的其中該另一者反應於該光線的該強度而取得一影像，其中所述根據所感測到的該光線的該強度來偵測該至少二個感測元件之間的該距離的步驟包括：根據該影像來計算一波形的一寬度；以及根據該波形的該寬度來獲得該至少二個感測元件之間的該距離，其中該波形的該寬度是所感測到的該光線的該強度不為零的視角範圍。
15. 如申請專利範圍第14項所述的光學觸控裝置的寬度偵測方法，其中所述根據該波形的該寬度來獲得該至少二個感測元件之間的該距離的步驟包括：根據該波形的該寬度而於至少一查找表中查找出或計算出該至少二個感測元件之間的該距離。
16. 如申請專利範圍第15項所述的光學觸控裝置的寬度偵測方法，更包括：預先建立並儲存該至少一查找表，其中該至少一查找表用以預先記錄在該光線的該強度及特定曝光時間的情境下，該波形的該寬度與該至少二個感測元件之間的該距離的關係，其中該至少一查找表對應到該光學觸控裝置的至少一使用次數或該光學觸控裝置所處環境的至少一環境亮度，且該至少一使用次數關聯於該發光元件的強度衰減程度。
17. 如申請專利範圍第14項所述的光學觸控裝置的寬度偵測方法，其中所述根據該波形的該寬度來獲得該至少二個感測元件之間的該距離的步驟包括：將該波形的該寬度代入一曲線公式以計算出該至少二個感測元件之間的該距離，其中該曲線公式是在該光線的該強度及特定曝光時間的條件下，該波形的該寬度與該至少二個感測元件之間的該距離的一關係表示式，且該曲線公式包括該發光元件的一強度衰減係數或該光學觸控裝置所處環境的一亮度參數。
18. 如申請專利範圍第13項所述的光學觸控裝置的寬度偵測方法，其中所述透過該至少二個感測元件的其中該另一者感測該光線的該強度的步驟包括：控制該至少二個感測元件的其中該另一者反應於該光線的該 強度而取得一影像，其中所述根據所感測到的該光線的該強度來偵測該至少二個感測元件之間的該距離的步驟包括：根據該影像來計算一波形的一峰值；以及根據該波形的該峰值來獲得該至少二個感測元件之間的該距離，其中該波形的該峰值是所感測到的該光線的該強度。
19. 如申請專利範圍第18項所述的光學觸控裝置的寬度偵測方法，其中所述根據該波形的該峰值來獲得該至少二個感測元件之間的該距離的步驟包括：根據該波形的該峰值而於至少一查找表中查找出或計算出該至少二個感測元件之間的該距離。
20. 如申請專利範圍第19項所述的光學觸控裝置的寬度偵測方法，更包括：預先建立並儲存該至少一查找表，其中該至少一查找表用以預先記錄在該光線的該強度及特定曝光時間的情境下，該波形的該峰值與該至少二個感測元件之間的該距離的關係，其中該至少一查找表對應到該光學觸控裝置的至少一使用次數或該光學觸控裝置所處環境的至少一環境亮度，且該至少一使用次數關聯於該發光元件的強度衰減程度。
21. 如申請專利範圍第18項所述的光學觸控裝置的寬度偵測方法，其中所述根據該波形的該峰值來獲得該至少二個感測元件之間的該距離的步驟包括：將該波形的該峰值代入一曲線公式以計算出該至少二個感測元件之間的該距離，其中該曲線公式是在該光線的該強度及特定曝光時間的條件下，該波形的該峰值與該至少二個感測元件之間的該距離的一關係表示式，且該曲線公式包括該發光元件的一強度衰減係數或該光學觸控裝置所處環境的一亮度參數。
22. 如申請專利範圍第13項所述的光學觸控裝置的寬度偵測方法，其中該寬度偵測方法在該光學觸控裝置重新啟動時被執行，以重新偵測該至少二個感測元件之間的該距離。
23. 如申請專利範圍第13項所述的光學觸控裝置的寬度偵測方法，其中該寬度偵測方法在該光學觸控裝置運作時持續地被執行，以隨時偵測該至少二個感測元件之間的該距離。
24. 如申請專利範圍第13項所述的光學觸控裝置的寬度偵測方法，更包括：將該至少二個感測元件分別配置於該光學觸控裝置的一伸縮支架的兩端，並透過該伸縮支架來調整該至少二個感測元件之間的該距離。