TWI544389B - 光學觸控系統及其使用方法 - Google Patents

光學觸控系統及其使用方法 Download PDF

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Description

光學觸控系統及其使用方法
本發明是有關於一種觸控系統及其使用方法，且特別是有關於一種光學觸控系統及其使用方法。
隨著科技的快速發展，觸控式電子產品漸而成為市場上的主流趨勢。在以往使用的電阻式、電容式、背投影式的觸控螢幕中，以電容式觸控螢幕的觸控效果最好，但其成本亦最為昂貴，且會隨著螢幕尺寸的變大而增加，因而限制了電容式觸控螢幕的應用。為尋求電容式觸控螢幕的替代方案，目前有一種利用光學鏡頭偵測觸碰位置的光學觸控螢幕，其具有成本低、準確度佳等優點，在競爭的市場中更具有優勢，目前也已成為大尺寸觸控螢幕的另外一種選擇。
以反射式的光學觸控螢幕而言，其在螢幕的周緣設置多個包括光源以及光感測單元的感測模組，且觸控物具有反光物質。當觸控物對螢幕進行觸控輸入時，觸控物藉其反光物質將光源所提供的光束反射回光感測單元後進行感測，從而計算出觸控 物所在位置。基此，在光學式觸控技術中，如何使得被觸控物反射的光線落在光感測單元所能接收的範圍內極為重要。然而，大尺寸的觸控螢幕其表面不容易平整，導致反射至光感測單元的光線容易落在光感測單元所能接收的範圍之外。為了解決此問題，在光感測單元的選用上往往會採用光線接收範圍更大的區域感測器(Area Sensor)來取代一般的線感測器(Line Sensor)。區域感測器所接收到的訊號為二維訊號而產生二維感測影像，若在觸控感測過程中對所有的二維訊號進行分析易耗費較多時間，故可先在此二維感測影像中預設一適當的參考線，以依據落在此參考線的光線來進行感測訊號分析。
承上，為了避免觸控物(如觸控筆)在螢幕上進行觸控輸入時產生過大的敲擊聲，可在觸控物的反射物質下方配置用以接觸螢幕的橡膠墊等緩衝材。然而，觸控物與光感測單元之間的距離越小，則緩衝材在光感測單元之二維感測影像中所占區域就越大，如此使得二維感測影像中的參考線被緩衝材所占區域涵蓋，導致反射物質所反射光線到達光感測單元後無法落在參考線上，而對光學觸控螢幕的觸控感測效果造成不良影響。
本發明提供一種光學觸控系統及其使用方法，具有良好的觸控感測效果。
本發明的光學觸控系統包括一觸控面及一第一感測模 組。至少一觸控物適於在觸控面上進行觸控輸入。第一感測模組配置於觸控面的周緣且包括一第一光源及一第一光感測單元。第一光感測單元用以取得一二維感測影像，二維感測影像具有一第一參考區段及一第二參考區段。第一光源適於發出一第一光束。第一光束分別在觸控面的一第一區段上的多個位置被反射而在第一光感測單元的二維感測影像分別產生多個第一參考亮區，第一參考區段為這些第一參考亮區的連線。第一光束分別在觸控面的一第二區段上的多個位置被反射而在第一光感測單元的二維感測影像分別產生多個第二參考亮區，第二參考區段為這些第二參考亮區的連線。第二區段位於第一區段與第一感測模組之間。觸控物適於在第一區段與第二區段之間反射第一光束而在第一參考區段上產生一第一輸入亮區。觸控物適於在第二區段與第一感測模組之間反射第一光束而在第二參考區段上產生一第二輸入亮區。光學觸控系統依據第一輸入亮區或第二輸入亮區計算觸控物在觸控面上的位置。
在本發明的一實施例中，上述的第一光感測單元的二維感測影像的一邊界對應於觸控面，觸控物具有一反射部及一緩衝部，緩衝部適於接觸觸控面而位於觸控面與反射部之間，當觸控物位於第一區段與第二區段之間時，反射部適於反射第一光束而在第一光感測單元的二維感測影像產生一第一觸控亮區，當觸控物位於第二區段與第一感測模組之間時，反射部適於反射第一光束而在第一光感測單元的二維感測影像產生一第二觸控亮區，第 二觸控亮區與邊界之間的距離大於第一觸控亮區與邊界之間的距離，第一參考區段通過第一觸控亮區而定義出第一輸入亮區，第二參考區段通過第二觸控亮區而定義出第二輸入亮區。
在本發明的一實施例中，上述的觸控面為矩形且具有依序相連的一第一側邊、一第二側邊、一第三側邊及一第四側邊，且在第一側邊與第二側邊之間具有一第一頂點，在第二側邊與第三側邊之間具有一第二頂點，在第三側邊與第四側邊之間具有一第三頂點，在第四側邊與第一側邊之間具有一第四頂點。
在本發明的一實施例中，上述的第一感測模組配置於第一頂點，第三側邊及第四側邊構成第一區段，第四頂點與第二側邊上的一切換點的連線構成第二區段。
在本發明的一實施例中，上述的第一區段上的這些位置包括第二頂點、第三頂點及第四頂點。
在本發明的一實施例中，上述的第二區段上的這些位置包括切換點及第四頂點。
在本發明的一實施例中，當觸控物位於第二頂點與第二側邊上的一臨界點之間時，觸控物適於反射第一光束而在第一光感測單元的二維感測影像產生一第一觸控亮區，且第一參考區段通過第一觸控亮區而定義出第一輸入亮區，當觸控物位於第一頂點與第二側邊上的臨界點之間時，觸控物適於反射第一光束而在第一光感測單元的二維感測影像產生一第二觸控亮區，第一參考區段不通過第二觸控亮區，且第二參考區段通過第二觸控亮區而 定義出第二輸入亮區。
在本發明的一實施例中，上述的切換點重合於臨界點。
在本發明的一實施例中，上述的第二區段上的這些位置更包括第四頂點與切換點的連線上的任一點。
在本發明的一實施例中，當觸控物在觸控面上進行觸控輸入時，第一光感測單元僅依據第一參考區段感測觸控物或僅依據第二參考區段感測觸控物。
在本發明的一實施例中，上述的光學觸控系統包括一第二感測模組，其中第二感測模組配置於觸控面的周緣，當第一光感測單元僅依據第一參考區段感測觸控物且第二感測模組感測到觸控物位於第二區段與第一感測模組之間時，第一光感測單元切換為僅依據第二參考區段感測觸控物，當第一光感測單元僅依據第二參考區段感測觸控物且第二感測模組感測到觸控物位於第一區段與第二區段之間時，第一光感測單元切換為僅依據第一參考區段感測觸控物。
在本發明的一實施例中，上述的觸控面為矩形，第一感測模組及第二感測模組分別配置於觸控面的相鄰的兩頂點。
在本發明的一實施例中，上述的至少一觸控物的數量為多個，當這些觸控物同時在觸控面上進行觸控輸入時，第一光感測單元同時依據第一參考區段及第二參考區段感測這些觸控物。
本發明的光學觸控系統的使用方法，其中光學觸控系統包括一觸控面及一第一感測模組，第一感測模組包括一第一光源 及一第一光感測單元，第一光源適於發出一第一光束，第一光感測單元用以取得一二維感測影像，至少一觸控物適於在觸控面進行觸控輸入。所述使用方法包括以下步驟。分別在觸控面的一第一區段上的多個位置反射第一光束而在第一光感測單元的二維感測影像分別產生多個第一參考亮區，這些第一參考亮區的連線形成一第一參考區段。分別在觸控面的一第二區段上的多個位置反射第一光束而在第一光感測單元的二維感測影像分別產生多個第二參考亮區，這些第二參考亮區的連線形成一第二參考區段，其中第二區段位於第一區段與第一感測模組之間。藉由觸控物在第一區段與第二區段之間反射第一光束而在第一參考區段上產生一第一輸入亮區，或藉由觸控物在第二區段與第一感測模組之間反射第一光束而在第二參考區段上產生一第二輸入亮區。光學觸控系統依據第一輸入亮區或第二輸入亮區計算觸控物在觸控面上的位置。
在本發明的一實施例中，上述的第一光感測單元的二維感測影像的一邊界對應於觸控面，觸控物具有一反射部及一緩衝部，緩衝部適於接觸觸控面而位於觸控面與反射部之間，產生第一輸入亮區及第二輸入亮區的步驟包括以下步驟。當觸控物位於第一區段與第二區段之間時，藉由反射部反射第一光束而在第一光感測單元的二維感測影像產生一第一觸控亮區。當觸控物位於第二區段與第一感測模組之間時，藉由反射部反射第一光束而在第一光感測單元的二維感測影像產生一第二觸控亮區，其中第二 觸控亮區與邊界之間的距離大於第一觸控亮區與邊界之間的距離，第一參考區段通過第一觸控亮區而定義出第一輸入亮區，第二參考區段通過第二觸控亮區而定義出第二輸入亮區。
在本發明的一實施例中，上述的使用方法包括以下步驟。第一光感測單元僅依據第一參考區段感測觸控物或僅依據第二參考區段感測觸控物。
在本發明的一實施例中，上述的光學觸控系統包括一第二感測模組，第一光感測單元僅依據第一參考區段感測觸控物或僅依據第二參考區段感測觸控物的方法包括以下步驟。當第一光感測單元僅依據第一參考區段感測觸控物且第二感測模組感測到觸控物位於第二區段與第一感測模組之間時，第一光感測單元切換為僅依據第二參考區段感測觸控物。當第一光感測單元僅依據第二參考區段感測觸控物且第二感測模組感測到觸控物位於第一區段與第二區段之間時，第一光感測單元切換為僅依據第一參考區段感測觸控物。
在本發明的一實施例中，上述的至少一觸控物的數量為多個，所述方法包括以下步驟。當這些觸控物同時在觸控面上進行觸控輸入時，第一光感測單元同時依據第一參考區段及第二參考區段感測這些觸控物。
基於上述，在本發明的光學觸控系統中，除了在第一光感測單元的二維感測影像中設定了第一參考區段，更在此二維感測影像中設定了第二參考區段，其中第一參考區段對應於第一區 段與第二區段之間的觸控區(以下稱第一觸控區)，而第二參考區段對應於第二區段與第一感測模組之間的觸控區(以下稱第二觸控區)。據此，在觸控物的反射部下方配置了用以接觸觸控面的緩衝部的情況下，若觸控物位於第二觸控區內而距離第一光感測單元較近，使緩衝部在第一光感測單元的二維感測影像中所占區域較大而涵蓋第一參考區段，導致反射部所反射光線到達第一光感測單元後無法落在第一參考區段上，則光學觸控系統可改為依據未被緩衝部在二維感測影像中所占區域涵蓋的第二參考區段來對觸控物進行感測，以改善觸控物過於接近光感測單元而無法順利被感測的問題，使光學觸控系統具有良好的觸控感測效果。
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。
50‧‧‧觸控物
52‧‧‧反射部
54‧‧‧緩衝部
56‧‧‧透明蓋體
100‧‧‧光學觸控系統
110‧‧‧觸控面
110a‧‧‧第一頂點
110b‧‧‧第二頂點
110b’‧‧‧切換點
110c‧‧‧第三頂點
110c’‧‧‧交點
110d‧‧‧第四頂點
112‧‧‧第一側邊
114‧‧‧第二側邊
116‧‧‧第三側邊
118‧‧‧第四側邊
120‧‧‧第一感測模組
122‧‧‧第一光源
124‧‧‧第一光感測單元
130‧‧‧第二感測模組
132‧‧‧第二光源
134‧‧‧第二光感測單元
B‧‧‧邊界
C‧‧‧臨界點
E1‧‧‧第一光束
E2‧‧‧第二光束
L1‧‧‧第一參考區段
L2‧‧‧第二參考區段
I‧‧‧二維感測影像
P、P’‧‧‧位置
r1‧‧‧第一輸入亮區
r2‧‧‧第二輸入亮區
R1‧‧‧第一參考亮區
R1’‧‧‧第一觸控亮區
R2‧‧‧第二參考亮區
R2’‧‧‧第二觸控亮區
R3、R4‧‧‧區域
S1‧‧‧第一區段
S2‧‧‧第二區段
T1‧‧‧第一觸控區
T2‧‧‧第二觸控區
圖1是本發明一實施例的光學觸控系統的示意圖。
圖2是圖1的觸控物的局部放大圖。
圖3繪示觸控面的一第一區段上的多個位置。
圖4繪示圖1的第一光感測單元的二維感測影像及其第一參考區段。
圖5繪示觸控面的一第二區段上的多個位置。
圖6繪示圖1的第一光感測單元的二維感測影像及其第二參 考區段。
圖7繪示圖4的第一參考區段上產生第一輸入亮區。
圖8繪示圖6的第二參考區段上產生第二輸入亮區。
圖9是圖7的第一參考區段及第二參考區段的切換流程圖。
圖10是圖1的光學觸控系統的使用方法流程圖。
圖1是本發明一實施例的光學觸控系統的示意圖。請參考圖1，本實施例的光學觸控系統100例如是反射式的光學觸控系統且包括一觸控面110、一第一感測模組120及一第二感測模組130。觸控面110例如是液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)、發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)顯示器、場發射顯示器(Field Emission Display，FED)或其他種類顯示器的觸控顯示面，本發明不對此加以限制。觸控物50(如觸控筆)適於在觸控面110上進行觸控輸入。
觸控面110例如是矩形且具有依序相連的一第一側邊112、一第二側邊114、一第三側邊116、一第四側邊118，且在第一側邊112與第二側邊114之間具有一第一頂點110a，在第二側邊114與第三側邊116之間具有一第二頂點110b，在第三側邊116與第四側邊118之間具有一第三頂點110c，在第四側邊118與第一側邊112之間具有一第四頂點110d。
第一感測模組120及第二感測模組130配置於觸控面110 的周緣而位於觸控面110的相鄰的兩頂點(繪示為分別配置於第一頂點110a及第四頂點110d)。第一感測模組120包括一第一光源122及一第一光感測單元124，第二感測模組130包括一第二光源132及一第二光感測單元134。第一光源122及第二光源132例如是發光二極體且分別適於發出第一光束E1及第二光束E2，第一光感測單元124及第二光感測單元134例如是區域感測器(Area Sensor)且分別用以感測被觸控物50反射的第一光束E1及被觸控物50反射的第二光束E2，以計算觸控物50在觸控面110上的位置。
舉例來說，例如是依據第一光感測單元124所接收之被觸控物50反射的第一光束E1而獲得觸控位置與第一感測模組120之連線與第一側邊112的夾角，並依據第二光感測單元134所接收之被觸控物50反射的第二光束E2而獲得觸控位置與第二感測模組130之連線與第一側邊112的夾角，並藉此兩夾角計算出觸控位置，其中光學觸控系統100例如是利用其處理單元進行上述計算。
在本實施例中，第一光感測單元124及第二光感測單元134例如是藉由電荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)、互補性氧化金屬半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS)元件或其他適當種類的感光元件來感測光線，本發明不對此加以限制。
圖2是圖1的觸控物的局部放大圖。為使圖式較為清楚， 圖2中的反射部52及透明蓋體56以剖視方式繪示。如圖2所示，觸控物50具有一反射部52、一緩衝部54及一透明蓋體56。緩衝部54例如為橡膠材或其它適當的緩衝材且配置於反射部52的末端，透明蓋體56覆蓋反射部52及部分緩衝部54。當觸控物50對觸控面110進行觸控輸入時，緩衝部54接觸觸控面110而位於觸控面110與反射部52之間，以避免觸控物50敲擊觸控面110的聲音過大。圖1所示的第一光束E1及第二光束E2可通過透明蓋體56而到達反射部52，反射部52適於將第一光束E1及第二光束E2分別反射至第一光感測單元124及第二光感測單元134，藉以感測觸控輸入的位置。
圖3繪示觸控面的一第一區段上的多個位置。圖4繪示圖1的第一光感測單元的二維感測影像及其第一參考區段，其中二維感測影像I的邊界B例如對應於圖1的觸控面110。第一光感測單元124用以取得二維感測影像I，二維感測影像I如圖4所示經由光學觸控系統100的初始設定而具有第一參考區段L1，其中第一參考區段L1例如是一參考線，然本發明不以此為限。以下說明第一參考區段L1的設定方式。可先利用一反光物分別在觸控面110的一第一區段S1上的多個位置P(標示於圖3)反射第一光束E1而如圖4所示在第一光感測單元124的二維感測影像I分別產生多個第一參考亮區R1，第一參考區段L1為這些第一參考亮區R1的連線。具體而言，例如是由觸控面110的第三側邊116及第四側邊118構成第一區段S1，且第一區段S1上的這些位置P例 如為觸控面110的第二頂點110b、第三頂點110c及第四頂點110d。在其它實施例中，第一區段S1及其上的這些位置P可為其它適當設定方式，本發明不以此為限。此外，第一參考區段L1例如是通過各第一參考亮區R1的最亮點、中心點或其它適當參考點，本發明不對此加以限制。為使圖式較為清楚，圖3未繪示出所述反光物，所述反光物可以是具有反光貼條的反光棒或其它適當之反光構件，並適於被置於這些位置P以反射第一光束E1，本發明不對此加以限制。
圖5繪示觸控面的一第二區段上的多個位置。圖6繪示圖1的第一光感測單元的二維感測影像及其第二參考區段。類似地，二維感測影像I經由光學觸控系統100的初始設定而如圖6所示更具有第二參考區段L2，其中第二參考區段L2例如是一參考線，然本發明不以此為限。以下說明第二參考區段L2的設定方式。可先利用所述反光物分別在觸控面110的一第二區段S2上的多個位置P’(標示於圖5)反射第一光束E1而如圖6所示在第一光感測單元124的二維感測影像I分別產生多個第二參考亮區R2，第二參考區段L2為這些第二參考亮區R2的連線。其中，第二區段S2(標示於圖5)位於第一區段S1(標示於圖3)與第一感測模組120之間。具體而言，例如是由觸控面110的第四頂點110d與第二側邊114上的一切換點110b’的連線構成第二區段S2。第二區段S2上的這些位置P’包括切換點110b’及第四頂點110d，這些位置P’更可包括第一頂點110a與第三頂點110c之對角線與所 述連線(即第二區段S2)的交點110c’。在其它實施例中，第一區段S2及其上的這些位置P’可為其它適當設定方式，本發明不以此為限。此外，第二參考區段L2例如是通過各第二參考亮區R2的最亮點、中心點或其它適當參考點，本發明不對此加以限制。為使圖式較為清楚，圖5未繪示出所述反光物，所述反光物可以是具有反光貼條的反光棒或其它適當之反光構件，並適於被置於這些位置P’以反射第一光束E1，本發明不對此加以限制。
圖7繪示圖4的第一參考區段上產生第一輸入亮區。圖8繪示圖6的第二參考區段上產生第二輸入亮區。為使圖式較為清楚，圖7及圖8皆同時繪示出第一參考區段L1及第二參考區段L2。在如上述般完成第一參考區段L1及第二參考區段L2的設定之後，使用者可對觸控面110進行觸控操作。在此觸控操作過程中，觸控物50適於在第一區段S1(標示於圖3)與第二區段S2(標示於圖5)之間的第一觸控區T1(標示於圖1)藉其反射部52(繪示於圖2)反射第一光束E1而如圖7所示在二維感測影像I產生一第一觸控亮區R1’，第一參考區段L1通過第一觸控亮區R1’而定義出一第一輸入亮區r1，其中觸控物50之緩衝部54在圖7之二維感測影像I中所占區域標示為R3。此外，觸控物50適於在第二區段S2(標示於圖5)與第一感測模組120之間的第二觸控區T2(標示於圖1)藉其反射部52(繪示於圖2)反射第一光束E1而如圖8所示在二維感測影像I產生一第二觸控亮區R2’，第二參考區段L2通過第二觸控亮區R2’而定義出一第二輸入亮區r2，其中觸控物 50之緩衝部54在在圖8之二維感測影像I中所占區域標示為R4。光學觸控系統100依據第一輸入亮區r1或第二輸入亮區r2計算觸控物50在觸控面110上的位置。本實施例的第一輸入亮區r1例如為一亮點，且第二輸入亮區r2例如為一亮點，然本發明不以此為限。
值得注意的是，觸控物50之緩衝部54在圖7之二維感測影像I中所占區域R3較小，而觸控物50之緩衝部54在圖8之二維感測影像I中所占區域R4如圖8所示較大，故第二觸控亮區R2’(繪示於圖8)與二維感測影像I之邊界B之間的距離會大於第一觸控亮區R1’(繪示於圖7)與二維感測影像I之邊界B之間的距離，而使第一參考區段L1無法通過圖8所示的第二觸控亮區R2’。
承上，光學觸控系統100除了在第一光感測單元120的二維感測影像I中設定了第一參考區段L1，更在此二維感測影像I中設定了第二參考區段L2，其中第一參考區段L1對應於第一區段S1與第二區段S2之間的第一觸控區T1，而第二參考區段L2對應於第二區段S2與第一感測模組120之間的第二觸控區T2。據此，若觸控物50位於第二觸控區T2內而距離第一光感測單元124較近，使緩衝部54在第一光感測單元124的二維感測影像I中所占區域R4如圖8所示較大而涵蓋第一參考區段L1，導致反射部52所反射光線(對應於圖8之第二觸控亮區R2’)到達第一光感測單元124後無法落在第一參考區段L1上，則光學觸控系統 100可改為依據未被緩衝部54在二維感測影像I中所占區域R4涵蓋的第二參考區段L2來對觸控物50進行感測，此時反射部52所反射光線(對應於圖8之第二觸控亮區R2’)到達第一光感測單元124後可落在第二參考區段L2上，以使所述反射光線能夠確實地被感測。
進一步而言，當觸控物50在觸控面110的第一觸控區T1進行觸控輸入時，可將第一光感測單元124設定為僅依據第一參考區段L1感測觸控物50。另一方面，當觸控物50在觸控面110的第二觸控區T2進行觸控輸入時，可將第一光感測單元124設定為僅依據第二參考區段L2感測觸控物50。藉此，第一光感測單元124不需同時依據第一參考區段L1及第二參考區段L2來進行感測，而可增進其感測效率。
圖9是圖7的第一參考區段及第二參考區段的切換流程圖。請參考圖9，舉例來說，光學觸控系統100的初始設定為將第一光感測單元124切換為僅依據第一參考區段L1感測觸控物50(步驟S602)。當第一光感測單元124僅依據第一參考區段L1感測觸控物50且第二感測模組130感測到觸控物50位於第二區段S2與第一感測模組124之間的第二觸控區T2(繪示於圖1)而距離第一感測模組120較近(步驟S604)時，光學觸控系統100隨即將第一光感測單元124切換為僅依據第二參考區段L2感測觸控物50(步驟S606)，以使第一光感測單元124能夠確實地對觸控物50進行感測。另一方面，當第一光感測單元124僅依據第二參考區 段L2感測觸控物50且第二感測模組130感測到觸控物50位於第一區段S1與第二區段S2之間的第一觸控區T1(繪示於圖1)而距離第一感測模組120較遠(步驟S608)時，光學觸控系統100隨即將第一光感測單元124切換為僅依據第一參考區段L1感測觸控物50(步驟S602)，以使第一光感測單元124能夠確實地對觸控物50進行感測。
圖1所示的第二感測模組130係以對稱於第一感測模組120的方式配置，且其作用方式相同於第一感測模組120的上述作用方式，於此不加以贅述。藉由第一感測模組120的上述配置與作用方式以及第二感測模組130的相同配置與作用方式，可改善觸控物過於接近光感測單元而無法順利被感測的問題，使光學觸控系統100藉由第一感測模組120對觸控物50所反射光線之感測配合第二感測模組130對觸控物50所反射光線之感測而計算出觸控物50所在位置，以達成良好的觸控感測效果。
以下對圖5所示的切換點110b’的設定方式加以說明。當圖1所示的觸控物50位於第二頂點110b與第二側邊114上的一臨界點C之間而距離第一光感測單元124較遠時，觸控物50適於反射第一光束L1而如圖7所示在二維感測影像I產生第一觸控亮區R1’，且第一參考區段L1通過第一觸控亮區R1’而定義出第一輸入亮區r1。當觸控物50位於第一頂點110a與第二側邊114上的臨界點C之間而距離第一光感測單元124較近時時，觸控物50適於反射第一光束L1而如圖8所示在二維感測影像I產生第二 觸控亮區R2’，第一參考區段L1不通過第二觸控亮區R2’，且第二參考區段L2通過第二觸控亮區R2’而定義出第二輸入亮區r2。亦即，臨界點C為觸控物50所反射光線是否可落在第一參考區段L1上的臨界位置。承上，圖5所示的切換點110b’例如是重合於圖1所示的臨界點C，以確實地以臨界點C為臨界位置來切換第一參考區段L1與第二參考區段L2，進而在觸控物50位於第四頂點110d與切換點110b’之連線下方(即觸控物50位於圖1所示的第一觸控區T1)的情況下，使用第一參考區段L1判斷觸控物50，並在觸控物50位於第四頂點110d與切換點110b’之連線上方(即觸控物50位於圖1所示的第二觸控區T2)的情況下，使用第二參考區段L2判斷觸控物50。在其它實施例中，切換點110b’亦可位於臨界點C下方，本發明不對此加以限制。
在其它實施例中，觸控物50的數量亦可為多個。當這些觸控物50同時在觸控面110上進行觸控輸入時，第一光感測單元124可同時依據第一參考區段L1及第二參考區段L2感測這些觸控物50，以達多點觸控效果。
以下藉由圖式說明本實施例的光學觸控系統100的使用方法。圖10是圖1的光學觸控系統的使用方法流程圖。請參考圖10，藉由反光物分別在觸控面110的第一區段S1上的多個位置P反射第一光束E1而在第一光感測單元124的二維感測影像I分別產生多個第一參考亮區R1，這些第一參考亮區R1的連線形成一第一參考區段L1(步驟S702)。藉由反光物分別在觸控面110的一 第二區段S2上的多個位置P’反射第一光束E1而在第一光感測單元124的二維感測影像I分別產生多個第二參考亮區R2，這些第二參考亮區R2的連線形成一第二參考區段L2，其中第二區段S2位於第一區段S1與第一感測模組120之間(步驟S704)。藉由觸控物50在第一區段S1與第二區段S2之間反射第一光束E1而在第一參考區段L1上產生第一輸入亮區r1，或藉由觸控物50在第二區段S2與第一感測模組120之間反射第一光束E1而在第二參考區段L2上產生一第二輸入亮區r2(步驟S706)。光學觸控系統100依據第一輸入亮區r1或第二輸入亮區r2計算觸控物50在觸控面110上的位置(步驟S708)。上述步驟S702及步驟S704例如是製造端對光學觸控系統100所進行的一次性設定，而上述步驟S706及步驟S708例如是消費者對光學觸控系統100所進行的觸控時，觸控系統的判斷流程，然本發明並不以此為限。
綜上所述，在本發明的光學觸控系統中，除了在第一光感測單元的二維感測影像中設定了第一參考區段，更在此二維感測影像中設定了第二參考區段，其中第一參考區段對應於第一區段與第二區段之間的第一觸控區，而第二參考區段對應於第二區段與第一感測模組之間的第二觸控區。據此，在觸控物的反射部下方配置了用以接觸觸控面的緩衝部的情況下，若觸控物位於第二觸控區內而距離第一光感測單元較近，使緩衝部在第一光感測單元的二維感測影像中所占區域較大而涵蓋第一參考區段，導致反射部所反射光線到達第一光感測單元後無法落在第一參考區段 上，則光學觸控系統可改為依據未被緩衝部在二維感測影像中所占區域涵蓋的第二參考區段來對觸控物進行感測，以改善觸控物過於接近光感測單元而無法順利被感測的問題，使光學觸控系統具有良好的觸控感測效果。
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。
50‧‧‧觸控物
100‧‧‧光學觸控系統
110‧‧‧觸控面
110a‧‧‧第一頂點
110b‧‧‧第二頂點
110c‧‧‧第三頂點
110d‧‧‧第四頂點
112‧‧‧第一側邊
114‧‧‧第二側邊
116‧‧‧第三側邊
118‧‧‧第四側邊
120‧‧‧第一感測模組
122‧‧‧第一光源
124‧‧‧第一光感測單元
130‧‧‧第二感測模組
132‧‧‧第二光源
134‧‧‧第二光感測單元
C‧‧‧臨界點
E1‧‧‧第一光束
E2‧‧‧第二光束
T1‧‧‧第一觸控區
T2‧‧‧第二觸控區

Claims (18)

  1. 一種光學觸控系統，適於藉由至少一觸控物進行觸控輸入，該光學觸控系統包括：一觸控面，該至少一觸控物適於在該觸控面上進行觸控輸入；以及一第一感測模組，配置於該觸控面的周緣且包括一第一光源及一第一光感測單元，其中該第一光感測單元用以取得一二維感測影像，該二維感測影像具有一第一參考區段及一第二參考區段，該第一光源適於發出一第一光束，該第一光束分別在該觸控面的一第一區段上的多個位置被反射而在該第一光感測單元的該二維感測影像分別產生多個第一參考亮區，該第一參考區段為該些第一參考亮區的連線，該第一光束分別在該觸控面的一第二區段上的多個位置被反射而在該第一光感測單元的該二維感測影像分別產生多個第二參考亮區，該第二參考區段為該些第二參考亮區的連線，該第二區段位於該第一區段與該第一感測模組之間，其中該至少一觸控物適於在該第一區段與該第二區段之間反射該第一光束而在該第一參考區段上產生一第一輸入亮區，該至少一觸控物適於在該第二區段與該第一感測模組之間反射該第一光束而在該第二參考區段上產生一第二輸入亮區，該光學觸控系統依據該第一輸入亮區或該第二輸入亮區計算該至少一觸控物在該觸控面上的位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光學觸控系統，其中該第一 光感測單元的該二維感測影像的一邊界對應於該觸控面，該至少一觸控物具有一反射部及一緩衝部，該緩衝部適於接觸該觸控面而位於該觸控面與該反射部之間，當該至少一觸控物位於該第一區段與該第二區段之間時，該反射部適於反射該第一光束而在該第一光感測單元的該二維感測影像產生一第一觸控亮區，當該至少一觸控物位於該第二區段與該第一感測模組之間時，該反射部適於反射該第一光束而在該第一光感測單元的該二維感測影像產生一第二觸控亮區，該第二觸控亮區與該邊界之間的距離大於該第一觸控亮區與該邊界之間的距離，該第一參考區段通過該第一觸控亮區而定義出該第一輸入亮區，該第二參考區段通過該第二觸控亮區而定義出該第二輸入亮區。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的光學觸控系統，其中該觸控面為矩形且具有依序相連的一第一側邊、一第二側邊、一第三側邊及一第四側邊，且在該第一側邊與該第二側邊之間具有一第一頂點，在該第二側邊與該第三側邊之間具有一第二頂點，在該第三側邊與該第四側邊之間具有一第三頂點，在該第四側邊與該第一側邊之間具有一第四頂點。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的光學觸控系統，其中該第一感測模組配置於該第一頂點，該第三側邊及該第四側邊構成該第一區段，該第四頂點與該第二側邊上的一切換點的連線構成該第二區段。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的光學觸控系統，其中該第一 區段上的該些位置包括該第二頂點、該第三頂點及該第四頂點。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的光學觸控系統，其中該第二區段上的該些位置包括該切換點及該第四頂點。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的光學觸控系統，其中當該至少一觸控物位於該第二頂點與該第二側邊上的一臨界點之間時，該至少一觸控物適於反射該第一光束而在該第一光感測單元的該二維感測影像產生一第一觸控亮區，且該第一參考區段通過該第一觸控亮區而定義出該第一輸入亮區，當該至少一觸控物位於該第一頂點與該第二側邊上的該臨界點之間時，該至少一觸控物適於反射該第一光束而在該第一光感測單元的該二維感測影像產生一第二觸控亮區，該第一參考區段不通過該第二觸控亮區，且該第二參考區段通過該第二觸控亮區而定義出該第二輸入亮區。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的光學觸控系統，其中該切換點重合於該臨界點。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的光學觸控系統，其中該第二區段上的該些位置更包括該第四頂點與該切換點的連線上的任一點。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的光學觸控系統，其中當該至少一觸控物在該觸控面上進行觸控輸入時，該第一光感測單元僅依據該第一參考區段感測該至少一觸控物或僅依據該第二參考區段感測該至少一觸控物。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的光學觸控系統，包括一第 二感測模組，其中該第二感測模組配置於該觸控面的周緣，當該第一光感測單元僅依據該第一參考區段感測該至少一觸控物且該第二感測模組感測到該至少一觸控物位於該第二區段與該第一感測模組之間時，該第一光感測單元切換為僅依據該第二參考區段感測該至少一觸控物，當該第一光感測單元僅依據該第二參考區段感測該至少一觸控物且該第二感測模組感測到該至少一觸控物位於該第一區段與該第二區段之間時，該第一光感測單元切換為僅依據該第一參考區段感測該至少一觸控物。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的光學觸控系統，其中該觸控面為矩形，該第一感測模組及該第二感測模組分別配置於該觸控面的相鄰的兩頂點。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的光學觸控系統，其中該至少一觸控物的數量為多個，當該些觸控物同時在該觸控面上進行觸控輸入時，該第一光感測單元同時依據該第一參考區段及該第二參考區段感測該些觸控物。
  14. 一種光學觸控系統的使用方法，該光學觸控系統包括一觸控面及一第一感測模組，該第一感測模組包括一第一光源及一第一光感測單元，該第一光源適於發出一第一光束，該第一光感測單元用以取得一二維感測影像，至少一觸控物適於在該觸控面進行觸控輸入，該使用方法包括：分別在該觸控面的一第一區段上的多個位置反射該第一光束而在該第一光感測單元的該二維感測影像分別產生多個第一參考 亮區，該些第一參考亮區的連線形成一第一參考區段；分別在該觸控面的一第二區段上的多個位置反射該第一光束而在該第一光感測單元的該二維感測影像分別產生多個第二參考亮區，該些第二參考亮區的連線形成一第二參考區段，其中該第二區段位於該第一區段與該第一感測模組之間；藉由該至少一觸控物在該第一區段與該第二區段之間反射該第一光束而在該第一參考區段上產生一第一輸入亮區，或藉由該至少一觸控物在該第二區段與該第一感測模組之間反射該第一光束而在該第二參考區段上產生一第二輸入亮區；以及該光學觸控系統依據該第一輸入亮區或該第二輸入亮區計算該至少一觸控物在該觸控面上的位置。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的光學觸控系統的使用方法，其中該第一光感測單元的該二維感測影像的一邊界對應於該觸控面，該至少一觸控物具有一反射部及一緩衝部，該緩衝部適於接觸該觸控面而位於該觸控面與該反射部之間，產生該第一輸入亮區及該第二輸入亮區的方法包括：當該至少一觸控物位於該第一區段與該第二區段之間時，藉由該反射部反射該第一光束而在該第一光感測單元的該二維感測影像產生一第一觸控亮區；以及當該至少一觸控物位於該第二區段與該第一感測模組之間時，藉由該反射部反射該第一光束而在該第一光感測單元的該二維感測影像產生一第二觸控亮區，其中該第二觸控亮區與該邊界 之間的距離大於該第一觸控亮區與該邊界之間的距離，該第一參考區段通過該第一觸控亮區而定義出該第一輸入亮區，該第二參考區段通過該第二觸控亮區而定義出該第二輸入亮區。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的光學觸控系統的使用方法，包括：該第一光感測單元僅依據該第一參考區段感測該至少一觸控物或僅依據該第二參考區段感測該至少一觸控物。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的光學觸控系統的使用方法，其中該光學觸控系統包括一第二感測模組，該第一光感測單元僅依據該第一參考區段感測該至少一觸控物或僅依據該第二參考區段感測該至少一觸控物的方法包括：當該第一光感測單元僅依據該第一參考區段感測該至少一觸控物且該第二感測模組感測到該至少一觸控物位於該第二區段與該第一感測模組之間時，該第一光感測單元切換為僅依據該第二參考區段感測該至少一觸控物；以及當該第一光感測單元僅依據該第二參考區段感測該至少一觸控物且該第二感測模組感測到該至少一觸控物位於該第一區段與該第二區段之間時，該第一光感測單元切換為僅依據該第一參考區段感測該至少一觸控物。
  18. 如申請專利範圍第14項所述的光學觸控系統的使用方法，其中該至少一觸控物的數量為多個，該方法包括：當該些觸控物同時在該觸控面上進行觸控輸入時，該第一光 感測單元同時依據該第一參考區段及該第二參考區段感測該些觸控物。
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