TWI524238B - 多觸點光學接觸面板 - Google Patents

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Description

多觸點光學接觸面板
本發明係關於一改良的光學接觸面板(Optical Touch Panel)，且尤其是關於多觸點(multi-touch)紅外線光學接觸面板。
今日，在市場上已存在多種不同接觸面板技術，例如電阻式技術、電容式技術、表面聲波式(Surface Acoustical Wave,SAW)技術及紅外線式(Infrared,IR)技術。與其他接觸面板技術相比較，紅外線式接觸面板技術有許多好處，例如較佳之耐久性(durability)、可靠度(reliability)及密封性(sealability)，且無刻度需求(no calibration required)等等。
在紅外線式接觸面板技術的情形，紅外線射極/集極對被用來在面板的表面上投射一無形的(Invisible)光格(Grid of Light)於一小段距離。當一光束被中斷，在集極處訊號之消失將被偵測到，且被轉換成接觸座標(如X/Y直角座標)。由於判定接觸的方法係光學式而非電子或機械式，紅外線接觸面板與一些技術(如電阻式或電容式技術)相比，其對損害較不靈敏。
習知光學接觸面板的結構揭示於例如美國專利第6,597,508B2號中，該揭示案以引用的方式併入本文中。該美國專利案之圖1中揭示一習知光學接觸面板的結構。該光學接觸面板有複數個發光元件(Light Emitting Elements)，例如LEDs，沿著一長方形位置偵測表面上的兩相鄰側安置；及複數個光接收元件，例如光電晶體(Photo Transistors)，沿著該位置偵測表面之其它兩側安置，使該發光元件與各自的光接收元件在置於其間之位置偵測表面上互相遙對。然而，上述光學接觸面板需要沿長方形之位置偵測表面的四側安置發光元件及光吸收元件，因此需花費許多時間以建立元件的接線連結，而使裝置複雜，組裝困難且不易縮小尺寸。
另一光學接觸面板的結構揭示在申請人另一相關台灣申請案第96151662號中。該揭示案以引用的方式併入本文中。圖1A中顯示該台灣申請案揭示之一光學接觸面板101的結構。如圖示，其包含具有一長度L，寬度W(L≧W)之長方形位置偵測表面150，複數個發光元件對(110a,110b)，兩個反射體120(如鏡子)及複數個光接收元件對(130a,130b)。每一光接收元件，係配置供接收來自反射體120之反射光束或接收直接來自發光元件所發出的光束。該複數個發光元件對(110a,110b)可包含LEDs，而該複數個光接收元件對(130a,130b)可包含光電晶體。
該複數個發光元件對(110a,110b)係沿該長方形位置偵測表面150之長度(L)向之一第一側110，以成對方式安置在許多點上。具體而言，沿安置有該複數個發光元件對(110a,110b)之該第一側110有許多點(即點0,點1,..........,點L)。每一點除了始點及終點之兩端點外(即在該第一側110之邊緣上之點0,點L)，皆成對安置一第一發光元件(110a)及一第二發光元件(110b)。即在始點(即點0)上安置一第二發光元件(110b)，而在終點(即點L)上安置一第一發光元件(110a)。該第一發光元件(110a)以相對第一側110一角度(180-θ)，安置在每一發光元件對(110a,110b)之左側；而該第二發光元件(110b)則以相對第一側110一角度θ，安置在每一發光元件對(110a,110b)之右側。θ為一安置角，可為大於β之角度，β是長方形位置偵測表面150之對角線相對該長方形位置偵測表面150之x軸的角度。依該台灣申請案之圖1A所示之實施例，該θ角較佳為45度，此時每一發光元件對(110a,110b)之第一發光元件(110a)與第二發光元件(110b)間夾角是90度。
相似地，該複數個光接收元件對(130a,130b)係沿該長方形位置偵測表面150之長度(L)向之與該第一側110相反之一第二側130，以成對方式安置在許多點上。具體而言，沿安置有該複數個光接收元件對(130a,130b)之該第二側130有許多點(即點0,點1,..........,點L)。每一點除了始點及終點之兩端點外(即在該第二側130之邊緣上之點0,點L)，皆成對安置一第一光接收元件(130a)及一第二光接收元件(130b)。即在始點(即點0)上安置一第二光接收元件(130b)，而在終點(即點L)上安置一第一光接收元件(130a)。該第一光接收元件(130a)以相對第二側130一角度(θ-180)，安置在每一光接收元件對(130a,130b)之左側；而該第二光接收元件(130b)則以相對第二側130一角度(-θ)，安置在每一光接收元件對(130a,130b)之右側。θ可為大於β之角度，依該台灣申請案之圖1A所示之實施例，該θ角較佳為45度，此時每一光接收元件對(130a,130b)之第一光接收元件(130a)與第二光接收元件(130b)間夾角是90度。
該兩個反射體120，則沿該長方形位置偵測表面150之寬度(W)向之兩相對側安置，供反射該複數個發光元件對(110a,110b)發出的光束。
如圖1A所示之實施例，在L=23,W=19之情形下,點(0～4)之每一第二光接收元件(130b)及點(19～23)之每一第一光接收元件(130a)分別直接接收來自點(19～23)之第一發光元件(110a)及點(0～4)之第二發光元件(110b)所發出的光束。
一控制電路(未顯示)可被配置，以預定次序引起該發光元件對(110a,110b)發出光束，來掃描該位置偵測表面150。例如，該發光元件對(110a,110b)可依順序一個接一個由左至右發出光束，或每次同時使複數個選替的發光元件發出光束。此外，該控制電路可被配置，以引起該複數個光接收元件對(130a,130b)接收由該發光元件對(110a,110b)發出之光束。依此，該發光元件對(110a,110b)依序在該位置偵測表面150上掃描，而在該位置偵測表面150上形成如圖所示之格子狀方式的光學路徑。
當一物體M0(如一指向裝置，諸如一手指或一觸筆)置於如圖1A所示該位置偵測表面150上時，該物體M0將阻擋由第一發光元件(110a)之一發出且由反射體120之一反射之光束140。此外，該物體M0也直接阻擋由第一發光元件(110a)之另一者發出之光束142。由於光束140及光束142被阻擋，因此在一掃描周期中將有兩個光接收元件未收到光束。這兩個未收到光束之光接收元件距該位置偵測表面150第二側130之左緣(即點0)的距離分別為m及n，而相對應的兩個發光元件距該位置偵測表面150第一側110之左緣(即點0)的距離則分別為x及y。因而，控制電路可被配置為，於一掃描周期中，依那些光接收元件因光束140及光束142被阻擋而未收到一光束，來偵測並決定該物體M0的座標(A,B)。
假如物體M0(如手指)也阻擋到相鄰行及列的光束(因而多於二之光束未被光接收元件收到)，則可藉由計算該偵測到之座標資訊的平均值，以獲得該物體M0所要的中心位置之座標。這樣之平均值可由該控制電路或任何一它耦合到該光學接觸面板101之其他裝置完成。
如該台灣申請案揭示之說明書所揭示，為決定阻擋二光束之該物體M0之X/Y直角座標，該控制電路可被配置為將位置偵測表面150劃分為如圖1A所示之4個區域，分別為I,II,III及IV。這4個區域係依未收到一光束之二光接收元件中每一個是該光接收元件對(130a,130b)中的第一光接收元件(130a)或第二光接收元件(130b)而定。由於該位置偵測表面150之長度L及寬度W，及未收到一光束之二光接收元件的位置可為已知，藉由幾何分析可分別計算出該4個區域的公式，以決定該物體M0之X/Y直角座標。
前述之光學接觸面板皆僅能偵測”單一點”之接觸。例如，若使用者同時碰觸圖1A中位置偵測表面150上之M2及M4兩點，則控制電路並無法決定真正所要的M2及M4兩點的座標。M2及M4兩點阻擋了四光束，分別為光束140，光束142，光束144及光束146。此時依據此被阻擋之四光束，藉由前述公式之計算，將獲得六個可能的點(即M0、M1、M2、M3、M4、M5)。因此存在其他兩點座標之可能組合，也阻擋了相同的四光束，例如(M1、M5)，(M0、M3)。因此，控制電路並無法依那些光接收元件因被阻擋而未收到一光束(例如光束140、142、144、146)，來決定真正所要的M2及M4兩點的座標。這些不是真正所要的M2及M4兩點以外的座標點，被稱為盲點(phantom point)。
然而今日已有許多應用需求“多點(multi-point)”之接觸，以提供更友善之使用者介面及更佳之人機間之互動。例如，Apple®之iPod® Touch便提供友善之”多點”之接觸介面，或稱為多觸點(multi-touch)介面。已知有其他接觸面板技術提供”多點”接觸之技術，然而在光學接觸面板技術領域中並無整合有”多點”接觸之功能。因此，若能有”多點”接觸功能之光學接觸面板，將是有利的。
本發明目的在提供一多觸點光學接觸面板。該多觸點光學接觸面板，包含：一長方形位置偵測表面，具有一長度L，寬度W：第一組複數個發光元件對，供發出掃描光束，其中， 該第一組複數個發光元件對係沿該長方形位置偵測表面之長度(L)向之一第一側，以成對方式安置在許多點上，一第一發光元件以相對第一側一角度(180-θ1)，安置在每一發光元件對之左側，而一第二發光元件則以相對第一側一角度θ1，安置在每一發光元件對之右側；第二組複數個發光元件以相對該第一側一90度，安置在該第一側上許多點；兩個反射體，沿該長方形位置偵測表面之寬度W向之兩相對側安置，供反射該複數個發光元件對發出的掃描光束；第一組複數個光接收元件對，供接收來自反射體之反射光束或接收直接來自該複數個發光元件對所發出的光束，其中，該第一組複數個光接收元件對係沿該長方形位置偵測表面之長度(L)向之與該第一側相反之一第二側，以成對方式安置在許多點上，一第一光接收元件以相對第二側一角度(θ1-180)，安置在每一光接收元件對之左側，而一第二光接收元件則以相對第二側一角度(-θ1)，安置在每一光接收元件對之右側；第二組複數個光接收元件以相對該第二側一(-90度)，安置在該第二側上許多點，供接收來自該第二組複數個發光元件所發出的光束；一控制電路，以預定次序引起該第一組複數個發光元件對及該第二組複數個發光元件發出複數個光束來掃描該位置偵測表面；且引起相反側之第一組複數個光接收元件對及該 第二組複數個光接收元件接收該複數個光束，依此，在該位置偵測表面上形成格子狀方式的光學路徑；及其中，當一物體置於該位置偵測表面上時，該物體將阻擋三束光線，因此阻礙三個光接收元件接收來自相對側之發光元件所發出的光束。
以下將配合附圖詳細說明本發明實施例。揭露之實施例只是用來解說，因此熟此技藝者應明白其中可以有許多修改及變化。參考圖式時，相同號碼代表所有圖式中相同的部分。
首先，參閱圖1B，其中顯示改良圖1A以形成二觸點之多觸點光學接觸面板結構之示意圖。如圖所示，其除了在沿該長方形位置偵測表面150之長度(L)向該第一側110上許多點(即點0，點1,..........，點L)，及與該第一側110相反之該第二側130上許多點(即點0，點1,..........，點L)，分別安置了圖1A中所示之複數個發光元件對(110a,110b)及複數個光接收元件對(130a,130b)外，額外地分別再安置複數個發光元件110c及複數個光接收元件130c。該複數個發光元件110c以相對該第一側110一90度，安置在該第一側110上許多點(即點0，點1,..........，點L)；而該複數個光接收元件130c則以相對該第二側130一(-90)度，安置在該第二側130上許多點(即點0，點1,..........，點L)。
如此，如圖1B所示，我們將可看到圖1A之(M0、M1、M2、M3、M4、M5)每一點皆有三光束通過。若使用者同時碰 觸圖1B中位置偵測表面150上之M2及M4兩點，此時如前述將存在由六點(即M0、M1、M2、M3、M4、M5)中選兩點之其他組合[例如前述之(M1、M5)，(M0、M3)]阻擋了相同的四光束，其分別為光束140，光束142，光束144及光束146，然而僅有點5及點6之發光元件110c於一掃描周期中發出之光束被阻擋，因而僅有點5及點6之光接收元件130c未收到光束。因而，控制電路將能透過該額外的複數個發光元件110c及複數個光接收元件130c，而篩選出真正所要的M2及M4兩點的座標。據此，本發明可推廣為，若位置偵測表面150上每一點有n條光束通過，則將可偵測(n-1)個同時被碰觸之觸點，並決定其座標。
一控制電路(未顯示)，以預定次序引起該複數個發光元件(110a,110b，110c)發出複數個光束來掃描該位置偵測表面；且引起相反側之複數個光接收元件(130a,130b，130c)接收該複數個光束，依此，在該位置偵測表面上形成格子狀方式的光學路徑，以決定兩觸點之座標。
再回到圖1B，若使用者同時碰觸圖1B中位置偵測表面150上之M0及M5兩點，此時由於M0及M5兩點皆位於點3之發光元件110c發出之光束的相同光學路徑上，因而無法決定是M0或M5阻擋了點3之發光元件110c發出之光束。因此，圖1B之光學接觸面板的結構無法偵測且決定在發光元件110c發出之光束的相同光學路徑上有盲點存在時之觸點的座標。在相同光學路徑上有盲點存在之理由是，安置發光元件110c之角度(90度)與圖1A及圖1B所示實施例中安置該複 數個發光元件對(110a,110b)之θ角(45度)間存在倍數關係。
圖2A及2B顯示一解決圖1B之問題的多觸點光學接觸面板的結構之示意圖。如圖2A所示，與圖1B相似地，複數個發光元件對(210a,210b)分別以相對該長方形位置偵測表面250之長度(L)向之一第一側一角度(180-θ1)及角度(θ1)，安置在該第一側上許多點(即點0，點1,..........，點14)；而複數個發光元件210e則以相對該第一側一θ3(即90度)，安置在該第一側上許多點(如圖2B所示)。類似地，複數個光接收元件對(230a,230b)係分別沿該長方形位置偵測表面250之長度(L)向之與該第一側相反之一第二側一角度(θ1-180)及角度(-θ1)，以成對方式安置在許多點上；而複數個光接收元件230e則以相對該第二側一(-θ3)(即-90度)，安置在該第二側上許多點。
安置該發光元件210e之角度θ3(90度)與安置該複數個發光元件對(210a,210b)之θ1角間不存在倍數關係，即θ1不再是45度。因此，圖1B中可能出現相同光學路徑上有盲點存在之問題將被解決。
類似於前述申請人另一相關台灣申請案第96151662號之較佳實施例，當一物體或指向器M置於如圖2A所示光學接觸面板之位置偵測表面250時，將阻擋二束光線，因此阻礙二個光接收元件接收來自相對側之發光元件所發出的光束。一控制電路(未顯示)可被配置為將位置偵測表面250 劃分為如圖2A所示之4個區域，分別為I,II,III及IV。這4個區域係依未收到一光束之二光接收元件中每一個是該複數個光接收元件對(230a,230b)中的第一光接收元件(230a)或第二光接收元件(230b)而定。
雖然θ1不再是如前述申請人另一相關台灣申請案第96151662號之較佳實施例中所揭示之45度，由於該位置偵測表面250之長度L及寬度W，及兩個未收到光束之光接收元件距該位置偵測表面250第二側之左緣(即點0)的距離(分別為m及n)可為已知，藉由幾何分析可分別計算出該4個區域的公式，以決定該物體M之X/Y直角座標(A,B)，其中，m是位在左邊點的長度，n是位在右邊點的長度。該4個區域將進一步詳細說明於後。
若在掃描周期中，該二個未收到光束的光接收元件都是第一光接收元件(230a)，則該物體M將位於區域I。當該物體M位於區域I，則決定該物體M之直角座標(A,B)的公式如下：
若在掃描周期中，該二個未收到光束的光接收元件都是第二光接收元件(230b)，則該物體M將位於區域II。當該物體M位於區域II，則決定該物體M之直角座標(A,B)的公式如下：
若在掃描周期中，左邊未收到光束的光接收元件是第一光接收元件(230a)，而右邊未收到光束的光接收元件是第二光接收元件(230b)，則該物體M將位於區域III。當該物體M位於區域III，則決定該物體M之直角座標(A,B)的公式如下：
若在掃描周期中，左邊未收到光束的光接收元件是第二光接收元件(230b)，而右邊未收到光束的光接收元件是第一光接收元件(230a)，則該物體M將位於區域IV。當該物體M位於區域IV，則決定該物體M之直角座標(A,B)的公式如下：
藉由上述計算，單一物體M的X/Y直角座標可被唯一確定。圖2A及2B係僅供二觸點之用的多觸點光學接觸面板結構。若使用者同時碰觸圖2A之位置偵測表面250上之兩點，則此兩點將阻擋了四光束。此時依據此被阻擋之四光束，藉由前述公式之計算，將獲得六個可能的點。依前述本發明揭示之原則，若位置偵測表面上每一點有n條光束通過，則將可偵測(n-1)個同時被碰觸之觸點，並決定其座標。因此，當要提供四觸點光學接觸面板結構時，可在圖2A及2B之位置偵測表面250，額外增加其他發光元件及相對應之光接收元件，以於更多觸點之要求時經計算以獲得六個可能的點，供 篩選出真正所要的觸點的座標。圖3顯示本發明之四觸點光學接觸面板結構之安置另一組複數個發光元件對(210c,210d)及複數個光接收元件對(230c,230d)之示意圖。至於如何安置該複數個發光元件對(210a,210b,210c,210d)及該複數個發光元件210e，或該複數個光接收元件對(230a,230b,230c,230d)及該複數個光接收元件230e，則將參照圖4至圖7，而詳述於後。
如圖3所示，其在圖2A及2B所示之二觸點用之多觸點光學接觸面板結構，額外增加其他具有不同於θ1之安置角θ2的發光元件及相對應之光接收元件。依此，複數個發光元件對(210c,210d)分別以相對該長方形位置偵測表面250之長度(L)向之一第一側一角度(180-θ2)及角度(θ2)，安置在該第一側上許多點(即點0，點1,..........，點14)。類似地，複數個光接收元件對(230c,230d)係分別沿該長方形位置偵測表面250之長度(L)向之與該第一側相反之一第二側一角度(θ2-180)及角度(-θ2)，以成對方式安置在許多點上。θ2是與安置該發光元件210e之角度θ3(90度)及安置該複數個發光元件對(210a,210b)之θ1角間皆不存在倍數關係之角度，即θ2不是45度也不是θ1。因此在相同光學路徑上將不存在有盲點。依此，此結合圖2A、2B及3所形成之多觸點光學接觸面板結構將可決定同時有四觸點存在之座標。至於如何決定，則將參照圖7，而詳述於後。
圖4、圖5及圖6則分別1顯示依本發明前述之四觸點光學接觸面板結構，如何安置該複數個發光元件對(210a,210b, 210c,210d)及該複數個發光元件210e，或該複數個光接收元件對(230a,230b,230c,230d)及該複數個光接收元件230e之組合透視圖，其中圖4顯示依本發明之安置複數個發光元件對(210a,210b)之上視圖，圖5顯示依本發明之安置複數個發光元件對及該複數個發光元件(210c,210d,210e)之下視圖，及圖6顯示依本發明之該四觸點光學接觸面板結構之側視圖。如圖6所示，該複數個發光元件對(210a,210b)與該該複數個發光元件對(210c,210d)可分別安置於長方形位置偵測表面250之上側及下側。該等複數個發光元件對，該複數個發光元件，該等複數個光接收元件對及該複數個光接收元件係被固定(affixed)在一框形電路板(frame-shaped circuit board)310上，而該框形電路板310圍繞該位置偵測表面250之周圍。
圖7顯示本發明之於四觸點光學接觸面板上決定最多四觸點之座標的流程圖。首先，在步驟704，對一安置角θi，偵測被阻擋而未收到光束的光接收元件及其位置(如圖2A所示，距該位置偵測表面250之左緣的距離m,n)。接著，當θi不是90度，則由所有未收到光束的光接收元件中任取兩個進行組合而獲得所有可能組合，並利用前述決定座標之公式對該所有可能組合，分別計算所有阻擋物之所有可能位置之座標，而形成一觸點座標集合；否則，直接以該未收到光束的光接收元件之x座標值形成一觸點座標集合，即以x=座標值的形式形成一觸點座標集合(步驟706)。該觸點座標集合及未收到光束的光接收元件位置將被儲存(步驟708)。之後，對下一安置角θi重複前述步驟。因本實施例為四觸點光 學接觸面板，面板上每一點只需有5條光束通過，及3個安置角θi。因此，當i=4時，將跳出此循環，前進至步驟712，而對不同安置角θi所計算出所有阻擋物之所有可能位置之觸點座標集合進行AND運算，以取得所有阻擋物之真正座標。
在不脫離本發明精神或必要特性的情況下，可以其他特定形式來體現本發明。應將所述具體實施例各方面僅視為解說性而非限制性。因此，本發明的範疇如隨附申請專利範圍所示而非如前述說明所示。所有落在申請專利範圍之等效意義及範圍內的變更應視為落在申請專利範圍的範疇內。因此，本發明係為於後所附的申請專利範圍界定。
101‧‧‧光學接觸面板
110a、110b、110c‧‧‧發光元件(Light Emitting Elements)
120‧‧‧兩個反射體(如鏡子)
150‧‧‧長方形位置偵測表面
130a、130b、130c‧‧‧光接收元件
140、142、144、146‧‧‧光束
β‧‧‧長方形位置偵測表面150之對角線相對x軸之角度
M0、M1、M2、M3、M4、M5‧‧‧物體
250‧‧‧長方形位置偵測表面
210a、210b、210c、210d、210e‧‧‧發光元件
230a、230b、230c、230d、230e‧‧‧光接收元件
A,B‧‧‧物體所在位置的X/Y直角座標
為使本發明及優點能更明瞭，本發明說明將伴隨下述相關圖式來說明：
圖1A中顯示申請人另一相關台灣申請案第96151662號中揭示之一光學接觸面板101結構之示意圖。
圖1B中顯示改良圖1A以形成二觸點之多觸點光學接觸面板結構之示意圖。
圖2A及2B顯示一解決圖1B之問題的多觸點光學接觸面板的結構之示意圖。
圖3顯示本發明之四觸點光學接觸面板結構之安置另一組複數個發光元件對(210c,210d)及複數個光接收元件對(230c,230d)之示意圖。
圖4顯示依本發明之四觸點光學接觸面板結構，其中安置複數個發光元件對(210a,210b)之上視圖。
圖5顯示依本發明之四觸點光學接觸面板結構，其中安置複數個發光元件對(210c,210d,210e)之下視圖。
圖6顯示依本發明之四觸點光學接觸面板結構之側視圖。
圖7顯示本發明之於四觸點光學接觸面板上決定最多四觸點之座標的流程圖。

Claims (15)

  1. 一種多觸點光學接觸面板，包含：一長方形位置偵測表面，具有一長度L，寬度W；第一組複數個發光元件對，供發出掃描光束，其中，該第一組複數個發光元件對係沿該長方形位置偵測表面之長度(L)向之一第一側，以成對方式安置在許多點上，且其中，一第一發光元件以相對第一側一角度(180-θ 1)，安置在每一發光元件對之左側，而一第二發光元件則以相對第一側一角度θ1，安置在每一發光元件對之右側；第二組複數個發光元件以相對該第一側一90度，安置在該第一側該許多點上；兩個反射體，沿該長方形位置偵測表面之寬度W向之兩相對側安置，供反射該第一組複數個發光元件對發出的掃描光束；第一組複數個光接收元件對，供接收來自反射體之反射光束或接收直接來自該第一組複數個發光元件對所發出的光束，其中，該第一組複數個光接收元件對係沿該長方形位置偵測表面之長度(L)向之與該第一側相反之一第二側，以成對方式安置在許多點上，且其中，一第一光接收元件以相對第二側一角度(θ1-180)，安置在每一光接收元件對之左側，而一第二光接收元件則以相對第二側一角度(-θ1)，安置在每一光接收元件對之右側； 第二組複數個光接收元件以相對該第二側一(-90度)，安置在該第二側該許多點上，供接收來自該第二組複數個發光元件所發出的光束；一控制電路，以預定次序引起該第一組複數個發光元件對及該第二組複數個發光元件發出複數個光束來掃描該長方形位置偵測表面；且引起相反側之第一組複數個光接收元件對及該第二組複數個光接收元件分別接收相對應之該複數個光束，依此，在該長方形位置偵測表面上形成格子狀方式的光學路徑；及其中，當一物體置於該長方形位置偵測表面上時，該物體將阻擋三束光線，因此阻礙三個光接收元件接收來自相對側之發光元件所發出的光束。
  2. 如第1項之多觸點光學接觸面板，其中，該控制電路進一步供決定置於該長方形位置偵測表面上之該物體之座標。
  3. 如第2項之多觸點光學接觸面板，其中，該控制電路進一步依未收到一光束之二個第一組光接收元件對中每一個是該第一組光接收元件對中的第一光接收元件或第二光接收元件，而將該長方形位置偵測表面劃分為4個區域，分別為I,II,III及IV，其中，該長方形位置偵測表面之不同區域上物體的X/Y直角座標(A,B)，可計算如下：若在掃描周期中，該二個未收到光束的光接收元件都是第一光接收元件，則該物體M將位於區域I。當該物體M位於區域I，則決定該物體M之直角座標(A,B)的公式如下： 若在掃描周期中，該二個未收到光束的光接收元件都是第二光接收元件，則該物體M將位於區域II。當該物體M位於區域II，則決定該物體M之直角座標(A,B)的公式如下： 若在掃描周期中，左邊未收到光束的光接收元件是第一光接收元件，而右邊未收到光束的光接收元件是第二光接收元件，則該物體M將位於區域III。當該物體M位於區域III，則決定該物體M之直角座標(A,B)的公式如下： 若在掃描周期中，左邊未收到光束的光接收元件是第二光接收元件，而右邊未收到光束的光接收元件是第一光接收元件，則該物體M將位於區域IV。當該物體M位於區域IV，則決定該物體M之直角座標(A,B)的公式如下： 其中，兩個未收到光束之光接收元件距該長方形位置偵測表面第二側之左緣的距離分別為m及n，m是位在左邊點的長度，n是位在右邊點的長度。
  4. 如第1項、第2項或第3項之多觸點光學接觸面板，其中該預定次序依順序包含一個接一個由左至右發出光束，或每次同時使複數個選替的發光元件發出光束。
  5. 如第1項、第2項或第3項之多觸點光學接觸面板，其中該發光元件包含LED。
  6. 如第1項之、第2項或第3項多觸點光學接觸面板，其中該光接收元件包含光電晶體(Photo Transistors)。
  7. 如第1項、第2項或第3項之多觸點光學接觸面板，進一步包含第三組複數個發光元件對，供發出掃描光束，其中，該第三組複數個發光元件對係沿該長方形位置偵測表面之長度(L)向之一第一側，以成對方式安置在許多點上，且其中，一第三發光元件以相對第一側一角度(180-θ2)，安置在每一發光元件對之左側，而一第四發光元件則以相對第一側一角度θ2，安置在每一發光元件對之右側；及第三組複數個光接收元件對，供接收來自反射體之反射光束或接收直接來自該第三組複數個發光元件對所發出的光束，其中，該第三組複數個光接收元件對係沿該長方形位置偵測表面之長度(L)向之與該第一側相反之一第二側，以成對方式安置在許多點上，且其中，一第三光接收元件以相對第二側一角度(θ2-180)，安置在每一光接收元件對之左側，而一第四光接收元件則以相對第二側一角度(-θ2)，安置在每一光接收元件對之右側；其中，θ2、90度及θ1角間皆不存在倍數關係之角度。
  8. 一種決定位於一多觸點光學接觸面板之一位置偵測表面上之複數個物體座標的方法，包含對一安置角θi，偵測被阻擋而未收到光束的光接收元件及其位置；當θi不是90度，則由所有未收到光束的光接收元件中任取兩個進行組合而獲得所有可能組合，且對該所有可能組合，分別計算該等物體之所有可能位置之座標，而形成一觸點座標集合；否則，直接以該未收到光束的光接收元件之x座標值形成一觸點座標集合；對下一安置角θi重複前述步驟；且於完成所有安置角θi之計算後，對不同安置角θi所計算出該等物體之所有可能位置之觸點座標集合進行AND運算，以取得該等物體之座標。
  9. 如第8項之方法，進一步包含，儲存該觸點座標集合及未收到光束的光接收元件之位置。
  10. 如第8項或第9項之方法，其中，若安置角θi不是90度，則該等物體之所有可能位置之座標的計算，係依該兩個未收到光束的光接收元件是一光接收元件對中的第一光接收元件或第二光接收元件，而將該位置偵測表面劃分為4個區域，分別為I,II,III及IV，其中，該位置偵測表面之不同區域上物體的X/Y直角座標(A,B)，可計算如下：若在掃描周期中，該二個未收到光束的光接收元件都是 第一光接收元件，則該物體M將位於區域I。當該物體M位於區域I，則決定該物體M之直角座標(A,B)的公式如下： 若在掃描周期中，該二個未收到光束的光接收元件都是第二光接收元件，則該物體M將位於區域II。當該物體M位於區域II，則決定該物體M之直角座標(A,B)的公式如下： 若在掃描周期中，左邊未收到光束的光接收元件是第一光接收元件，而右邊未收到光束的光接收元件是第二光接收元件，則該物體M將位於區域III。當該物體M位於區域III，則決定該物體M之直角座標(A,B)的公式如下： 若在掃描周期中，左邊未收到光束的光接收元件是第二光接收元件，而右邊未收到光束的光接收元件是第一光接收元件，則該物體M將位於區域IV。當該物體M位於區域IV，則決定該物體M之直角座標(A,B)的公式如下： 其中，該位置偵測表面之長度及寬度分別為L及W；而兩個未收到光束之光接收元件距該位置偵測表面第二側之左緣的距離分別為m及n，m是位在左邊點的長度，n是位在右邊點的長度。
  11. 一種安置一第一組複數個發光元件對及一第三組複數個發光元件對及一第二組複數個發光元件於一框形電路板上之方法，而該框形電路板圍繞一位置偵測表面之周圍，該方法 包含，以成對方式安置該第一組複數個發光元件對在該框形電路板之第一表面，沿該位置偵測表面之長度(L)向第一側之許多點上，其中，一第三發光元件以相對第一側一角度(180-θ1)，安置在每一第一組發光元件對之左側，而一第四發光元件則以相對第一側一角度θ1，安置在每一第一組發光元件對之右側；以成對方式安置該第三組複數個發光元件對在該框形電路板之第二表面，沿該位置偵測表面之長度(L)向第一側之許多點上，其中，一第一發光元件以相對第一側一角度(180-θ2)，安置在每一第三組發光元件對之左側，而一第二發光元件則以相對第一側一角度θ2，安置在每一第三組發光元件對之右側；且安置該第二組複數個發光元件在該框形電路板之該第一表面，其中每一個該第二組複數個發光元件係沿該第一側，以相對第一側一90度安置在該許多點上；其中，θ2、90度及θ1角間皆不存在倍數關係之角度。
  12. 如第11項之方法，其中該第二組複數個發光元件可被安置在該框形電路板之該第二表面，其中每一個該第二組複數個發光元件係沿該第一側，以相對第一側一90度安置在該許多點上。
  13. 一種安置複數個發光元件於一框形電路板上之方法，該框形電路板圍繞一位置偵測表面之周圍，該方法包含，以成對方式安置一第一組複數個發光元件對在該框形電 路板之第一表面，沿該位置偵測表面之長度(L)向第一側之許多點上，其中，一第一發光元件以相對第一側一角度(180-θ1)，安置在每一第一組發光元件對之左側，而一第二發光元件則以相對第一側一角度θ1，安置在每一第一組發光元件對之右側；安置一第二組複數個發光元件在該框形電路板之該第一表面，其中每一個該第二組複數個發光元件係沿該第一側，以相對第一側一90度安置在該許多點上；其中，θ1及90度間皆不存在倍數關係之角度。
  14. 如第13項之方法，進一步包含，以成對方式安置一第三組複數個發光元件對在該框形電路板之第二表面，沿該位置偵測表面之長度(L)向第一側之許多點上，其中，一第三發光元件以相對第一側一角度(180-θ2)，安置在每一第三組發光元件對之左側，而一第四發光元件則以相對第一側一角度θ2，安置在每一第三組發光元件對之右側；且其中，θ2、90度及θ1角間皆不存在倍數關係之角度。
  15. 如第13項或第14項之方法，其中該第二組複數個發光元件可被安置在該框形電路板之該第二表面，其中每一個該第二組複數個發光元件係沿該第一側，以相對第一側一90度安置在該許多點上。
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CN201080002790.7A CN102203707B (zh) 2009-03-31 2010-03-25 多触点光学触摸面板
EP10711657.6A EP2414922B1 (en) 2009-03-31 2010-03-25 Multi-touch optical touch panel
KR20117025464A KR20120027174A (ko) 2009-03-31 2010-03-25 멀티-터치 광학 터치 패널
PCT/EP2010/053938 WO2010112404A1 (en) 2009-03-31 2010-03-25 Multi-touch optical touch panel
JP2012502589A JP5593375B2 (ja) 2009-03-31 2010-03-25 マルチタッチ光学タッチ・パネルのための装置および方法（マルチタッチ光学タッチ・パネル）
US13/257,802 US8878818B2 (en) 2009-03-31 2010-03-25 Multi-touch optical touch panel
CA2743108A CA2743108C (en) 2009-03-31 2010-03-25 Multi-touch optical touch panel

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Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100238139A1 (en) * 2009-02-15 2010-09-23 Neonode Inc. Optical touch screen systems using wide light beams
US9213443B2 (en) 2009-02-15 2015-12-15 Neonode Inc. Optical touch screen systems using reflected light
US9092092B2 (en) 2008-08-07 2015-07-28 Rapt Ip Limited Detecting multitouch events in an optical touch-sensitive device using touch event templates
SE533704C2 (sv) 2008-12-05 2010-12-07 Flatfrog Lab Ab Pekkänslig apparat och förfarande för drivning av densamma
TWI524238B (zh) 2009-03-31 2016-03-01 萬國商業機器公司 多觸點光學接觸面板
KR101260341B1 (ko) * 2011-07-01 2013-05-06 주식회사 알엔디플러스 멀티 터치 인식 장치
KR101372423B1 (ko) * 2012-03-26 2014-03-10 주식회사 알엔디플러스 멀티 터치스크린 장치
KR101980872B1 (ko) * 2012-04-30 2019-05-21 랩트 아이피 리미티드 터치 이벤트 템플릿을 이용한 광학 터치-감지 장치에서의 다중 터치 이벤트 검출
US10168835B2 (en) 2012-05-23 2019-01-01 Flatfrog Laboratories Ab Spatial resolution in touch displays
US9678602B2 (en) 2012-05-23 2017-06-13 Flatfrog Laboratories Ab Touch-sensitive apparatus with improved spatial resolution
EP2852880B1 (en) 2012-05-23 2019-08-14 FlatFrog Laboratories AB Touch-sensitive apparatus with improved spatial resolution
KR101978239B1 (ko) 2012-06-22 2019-05-14 삼성전자주식회사 컨텐츠를 편집하는 방법 및 그 전자 장치
CN102945100A (zh) * 2012-06-29 2013-02-27 北京汇冠新技术股份有限公司 红外触摸屏
TWI493413B (zh) * 2012-08-23 2015-07-21 原相科技股份有限公司 光學觸控系統及其操作方法
WO2014168567A1 (en) 2013-04-11 2014-10-16 Flatfrog Laboratories Ab Tomographic processing for touch detection
CN103235670B (zh) * 2013-04-24 2016-04-20 京东方科技集团股份有限公司 红外触控模组、红外式触摸屏及显示装置
US9874978B2 (en) 2013-07-12 2018-01-23 Flatfrog Laboratories Ab Partial detect mode
CN103472958B (zh) * 2013-08-27 2016-08-10 合肥工业大学 一种基于红外多点触摸计算坐标的方法
US10126882B2 (en) 2014-01-16 2018-11-13 Flatfrog Laboratories Ab TIR-based optical touch systems of projection-type
US10146376B2 (en) 2014-01-16 2018-12-04 Flatfrog Laboratories Ab Light coupling in TIR-based optical touch systems
BR102014006114B1 (pt) * 2014-03-14 2022-05-10 Antônio Francisco Neves Filho Stent com válvula cardíaca mecânica ou biológica para procedimento de troca de válvula minimamente invasivo e dispositivo aplicador de stent
WO2015199602A1 (en) 2014-06-27 2015-12-30 Flatfrog Laboratories Ab Detection of surface contamination
CN107209608A (zh) 2015-01-28 2017-09-26 平蛙实验室股份公司 动态触摸隔离帧
US10318074B2 (en) 2015-01-30 2019-06-11 Flatfrog Laboratories Ab Touch-sensing OLED display with tilted emitters
EP3256936A4 (en) 2015-02-09 2018-10-17 FlatFrog Laboratories AB Optical touch system comprising means for projecting and detecting light beams above and inside a transmissive panel
CN107250855A (zh) 2015-03-02 2017-10-13 平蛙实验室股份公司 用于光耦合的光学部件
CN108369470B (zh) 2015-12-09 2022-02-08 平蛙实验室股份公司 改进的触控笔识别
CN107102758B (zh) * 2016-10-13 2020-04-10 安沛科技股份有限公司 触控面板的扫描方法及补偿方法
EP3545392A4 (en) 2016-11-24 2020-07-29 FlatFrog Laboratories AB AUTOMATIC TACTILE SIGNAL OPTIMIZATION
KR102495467B1 (ko) 2016-12-07 2023-02-06 플라트프로그 라보라토리즈 에이비 개선된 터치 장치
US10963104B2 (en) 2017-02-06 2021-03-30 Flatfrog Laboratories Ab Optical coupling in touch-sensing systems
WO2018174786A1 (en) 2017-03-22 2018-09-27 Flatfrog Laboratories Pen differentiation for touch displays
EP4036697A1 (en) 2017-03-28 2022-08-03 FlatFrog Laboratories AB Optical touch sensing apparatus
CN117311543A (zh) 2017-09-01 2023-12-29 平蛙实验室股份公司 触摸感测设备
CN108415655B (zh) * 2018-02-08 2020-10-23 广州华欣电子科技有限公司 触摸数据处理的方法、装置、一体机及存储介质
US11567610B2 (en) 2018-03-05 2023-01-31 Flatfrog Laboratories Ab Detection line broadening
US11943563B2 (en) 2019-01-25 2024-03-26 FlatFrog Laboratories, AB Videoconferencing terminal and method of operating the same
CN111554037B (zh) * 2019-02-11 2022-02-01 山东新北洋信息技术股份有限公司 自动售货机
JP2023512682A (ja) 2020-02-10 2023-03-28 フラットフロッグ ラボラトリーズ アーベー 改良型タッチ検知装置
US20230400948A1 (en) * 2020-11-17 2023-12-14 Flatfrog Laboratories Ab Improved touch-sensing apparatus

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61213919A (ja) * 1985-03-19 1986-09-22 Arupain Kk 光学式タツチパネルにおける位置検出方法
JPH01195526A (ja) * 1988-01-29 1989-08-07 Sony Corp タッチパネル装置
JPH01314324A (ja) * 1988-06-14 1989-12-19 Sony Corp タッチパネル装置
US5162783A (en) 1990-07-23 1992-11-10 Akzo N.V. Infrared touch screen device for a video monitor
JPH04209428A (ja) * 1990-11-30 1992-07-30 Mazda Motor Corp タッチスイッチ装置
JP3481498B2 (ja) 1999-04-28 2003-12-22 日本航空電子工業株式会社 光学式タッチパネル
US6690363B2 (en) 2000-06-19 2004-02-10 Next Holdings Limited Touch panel display system
US6836367B2 (en) 2001-02-28 2004-12-28 Japan Aviation Electronics Industry, Limited Optical touch panel
US8339379B2 (en) * 2004-04-29 2012-12-25 Neonode Inc. Light-based touch screen
WO2009008786A1 (en) * 2007-07-06 2009-01-15 Neonode Inc. Scanning of a touch screen
US6961051B2 (en) 2003-01-29 2005-11-01 Visteon Global Technologies, Inc. Cross-point matrix for infrared touchscreen
US20050248548A1 (en) * 2004-04-14 2005-11-10 Masahiro Tsumura Acoustic touch sensor
JP2008533581A (ja) * 2005-03-10 2008-08-21 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ タッチスクリーン・ディスプレイと相互作用する複数オブジェクトの位置・大きさ・形を検出するためのシステムおよび方法
WO2008007276A2 (en) * 2006-06-28 2008-01-17 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Method and apparatus for object learning and recognition based on optical parameters
KR100782431B1 (ko) * 2006-09-29 2007-12-05 주식회사 넥시오 적외선 터치스크린의 다점 좌표인식방법 및 접점면적인식방법
US8243048B2 (en) 2007-04-25 2012-08-14 Elo Touch Solutions, Inc. Touchscreen for detecting multiple touches
CN100527066C (zh) 2007-06-15 2009-08-12 广东威创视讯科技股份有限公司 一种红外线触摸屏及其多点触摸定位方法
WO2008154792A1 (fr) * 2007-06-15 2008-12-24 Vtron Technologies Ltd. Ecran tactile infrarouge et procédé de positionnement tactile multipoint
CN100485595C (zh) 2007-07-25 2009-05-06 广东威创视讯科技股份有限公司 一种触摸屏装置与多点触摸定位方法
TWI339808B (en) * 2007-09-07 2011-04-01 Quanta Comp Inc Method and system for distinguishing multiple touch points
TWI403926B (zh) 2007-12-28 2013-08-01 Ibm 光學接觸面板
KR101009278B1 (ko) * 2008-10-02 2011-01-18 한국과학기술연구원 광 인식 사용자 입력 장치 및 사용자 입력 인식 방법
US8294691B2 (en) * 2008-11-14 2012-10-23 Motorola Mobility Llc Waveguard touch panel
TWI524238B (zh) 2009-03-31 2016-03-01 萬國商業機器公司 多觸點光學接觸面板

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