光学触控装置及其相关的图像侦测组件和定位方法
【专利摘要】本发明公开了一种光学触控装置的定位方法，适用在光学触控装置。所述光学触控装置包括一个图像侦测组件。所述图像侦测组件侦测遮光物的成像位置，并根据所述成像位置产生所述遮光物在平面上的触碰位置。所述图像侦测组件具有多个画素。所述定位方法包括将所述多个画素沿第一方向划分成第一群与第二群，当所述第一群和所述第二群同时侦测到所述遮光物形成的暗点时，分析所述暗点分别在所述第一群与所述第二群成像的面积比值，以及根据所述面积比值计算所述暗点在所述图像侦测组件的所述成像位置。本发明的光学触控装置及其相关图像侦测组件和定位方法可精确地计算出暗点在感测区域的位置，以提高使用遮光物进行触控定位的准确度。
【专利说明】光学触控装置及其相关的图像侦测组件和定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光学触控装置及其定位方法，特别是有关一种可提高坐标定位精确度的光学触控装置及其相关的图像侦测组件和定位方法。
【背景技术】
[0002]触控功能已成为现今许多电子装置的常见功能，而触控装置即为实现触控功能所需的电子组件。目前触控装置的种类主要包括电阻式、电容式、光学式等，电子装置可根据不同的触控需求而搭配不同种类的触控装置。
[0003]请参阅图1，图1为一种公知光学触控装置的结构示意图。光学触控装置100包括导光模块110、光源模块120以及图像侦测模块130。其中，导光模块110包括沿矩形轨迹的三个边依次排列的反光条112a、112b、112c。反光条112a与反光条112c相对，并且反光条112b位在反光条112a与反光条112c之间，而上述矩形轨迹内的区域为感测区114。此外，光源模块120包括发光组件122a、122b，而此两个发光组件122a、122b分别设置在反光条112a、112c的远离反光条112b的一端。光源模块120用以提供光线至反光条112a、112b、112c，而反光条112a、112b、112c用以反射光源模块120提供的光线。另外，图像侦测模块130包括图像侦测组件132a、132b，而此两个图像侦测组件132a、132b也分别设置在反光条112a、112b的远离反光条112b的一端。图像侦测组件132a、132b分别包括沿直线方向排列的多个画素135。这些画素135用来侦测位在感测区114内的遮光物(即触控点)，从而进一步根据所侦测到的信息计算出遮光物的位置(或称坐标)。
[0004]详细地说，图像侦测组件132a的视野涵盖反光条112b、112c，也就是说，图像侦测组件132a的这些画素135分别用以感测反光条112b、112c的一部分。当遮光物位在感测区114内时，图像侦测组件132a所侦测到的由遮光物造成的暗点是位在反光条112b、反光条112c或是反光条112b、112c的连接处，而此暗点可由图像侦测组件132a的部分画素135侦测到。同理，图像侦测组件132b的视野涵盖反光条112a、112b，也就是说，图像侦测组件132b的这些画素135分别用以感测反光条112a、112b的一部分。当遮光物位在感测区114内时，图像侦测组件132b所侦测到的由遮光物造成的暗点是位在反光条112a、反光条112b或反光条112a、112b的连接处，而此暗点可由图像侦测组件132b的部分画素135侦测到。
[0005]公知光学触控装置100通常采用中心算法或重心算法来计算遮光物所造成的暗点的位置，进而对遮光物进行定位。但是，采用中心算法或重心算法并不能精确的确定所有位在感测区114的遮光物所造成的暗点的位置。具体而言，在采用中心算法的情况下，公知光学触控装置100的感测区114内存在非敏感区(insensitive area) 114a。当遮光物位在非敏感区114a时，因光线的偏斜角较大，所以用中心算法所计算出的暗点的位置容易产生误差。此外，在采用重心算法的情况下，当遮光物所造成的暗点位在两相邻反光条的连接处时，用重心算法所计算出的暗点的位置容易产生误差。
[0006]请参阅图2，图2为采用中心算法来计算位在图1的非敏感区的遮光物所造成的暗点的位置的示意图。以图像侦测组件132b为例，在采用中心算法来计算位在非敏感区114a的遮光物A所造成的暗点Al的位置时，图像侦测组件132b的第η个画素135η至第r个画素1351都侦测到遮光物A所造成的位在反光条112a的暗点Al。通过上述的中心算法所计算出的暗点Al的中心等于(n + r)/2，也即暗点Al的中心应所述对应到第(n + r)/2个画素135m。但实际上，通过遮光物A的中心以及暗点Al的中心的直线L是连到画素135m’。也就是说,暗点Al的正确的中心是对应到的画素135m’，而非画素135m。同理，图像侦测组件132a也存在相似的问题，因此采用中心算法来计算位在非敏感区114a的遮光物A所造成的暗点Al的位置时，较容易产生误差。
[0007]请参阅图3，图3为采用重心算法来计算位在图1的感测区的遮光物所造成的暗点的位置的示意图。以图像侦测组件132a为例来说明采用重心算法来计算位在感测区114的遮光物B所造成的暗点BI的位置。图像侦测组件132a的第x个画素135x至第y个画素135y都侦测到遮光物B所造成的暗点BI。上述的重心算法的计算公式如下:
【权利要求】
1.一种光学触控装置的定位方法，适用在光学触控装置，所述光学触控装置包括一个图像侦测组件，所述图像侦测组件侦测遮光物的成像位置，并根据所述成像位置产生所述遮光物在平面上的触碰位置，所述图像侦测组件具有多个画素，其特征在于，所述定位方法包括: 将所述多个画素沿第一方向划分成第一群与第二群； 当所述第一群和所述第二群同时侦测到所述遮光物形成的暗点时，分析所述暗点分别在所述第一群与所述第二群成像的面积比值；以及 根据所述面积比值计算所述暗点在所述图像侦测组件的所述成像位置。
2.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，当所述第一群侦测到所述遮光物形成的所述暗点时，通过第一算法计算所述暗点在所述图像侦测组件的所述成像位置，而当所述第二群侦测到所述遮光物形成的所述暗点时，通过第二算法计算所述暗点在所述图像侦测组件的所述成像位置。
3.如权利要求2所述的定位方法，其特征在于，所述第一算法为重心算法，所述第二算法为中心算法。
4.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述光学触控装置具有感测区域，各图像侦测组件的所述第二群的侦测视野涵盖所述感测区域中相对所述图像侦测组件的角落。
5.如权利要求2所述的定位方法，其特征在于，根据所述面积比值计算所述暗点在所述图像侦测组件的所述成像位置包括: 比较所述暗点位在所述第一群与所述第二群成像的所述面积比值； 由所述面积比值的最大值来选定所述暗点位在所述第一群或所述第二群；以及 利用相应算法计算所述暗点的所述成像位置。
6.如权利要求2所述的定位方法，其特征在于，当所述暗点在所述第一群与所述第二群的所述面积比值相等时，设定所述暗点位在所述第二群，或根据所述图像侦测组件侦测到的前一暗点的位置，设定所述暗点位在所述第一群或所述第二群。
7.如权利要求2所述的定位方法，其特征在于，根据所述面积比值计算所述暗点在所述图像侦测组件的所述成像位置包括: 利用所述第一算法与所述第二算法分别计算所述暗点在所述第一群和所述第二群的第一分群成像位置与第二分群成像位置； 将所述暗点在所述第一群与所述第二群成像的所述面积比值分别设为权重指数；以及将所述暗点在所述第一群和所述第二群分别的所述第一分群成像位置与所述第二分群成像位置乘以所述相应权重指数并加总，以得到所述暗点的所述成像位置。
8.如权利要求2所述的定位方法，其特征在于，根据所述面积比值计算所述暗点在所述图像侦测组件的所述成像位置包括: 利用所述第一算法与所述第二算法分别计算所述暗点在所述图像侦测组件的第一暂时成像位置与第二暂时成像位置； 将所述暗点在所述第一群与所述第二群成像的所述面积比值分别设为权重指数；以及将所述暗点在所述第一群和所述第二群分别的所述第一暂时成像位置与所述第二暂时成像位置乘以所述相应权重指数并加总，以得到所述暗点的所述成像位置。
9.如权利要求2所述的定位方法，其特征在于，所述多个画素沿所述第一方向进一步划分成所述第一群、所述第二群与第三群，所述第三群位在所述第一群与所述第二群之间，当所述第三群侦测到所述遮光物形成的所述暗点时，通过第三算法计算所述暗点在所述图像侦测组件的所述成像位置。
10.如权利要求9所述的定位方法，其特征在于，所述第三算法包括: 利用所述第一算法与所述第二算法分别计算所述遮光物形成所述暗点的第一暂时成像位置与第二暂时成像位置，以得到第一数值与第二数值； 将所述第一数值乘以第一权重α，以得到第三数值，并将所述第二数值乘以第二权重(l-α)，以得到第四数值，并且α大于或等于O并且小于或等于I ;以及 将所述第三数值与所述第四数值相加得到所述暗点的所述成像位置。
11.如权利要求9所述的定位方法，其特征在于，所述第三群的所述多个画素中，当愈多靠近所述第一群的所述多个画素侦测到所述遮光物形成的所述暗点时，所述第三算法所使用的所述第一权重α愈大。
12.如权利要求9所述的定位方法，其特征在于，所述多个画素沿所述第一方向进一步划分成所述第一群、所述第二群、所述第三群与第四群，所述第二群位在所述第三群与所述第四群之间，当所述第四群侦测到所述遮光物形成的所述暗点时，通过所述第一算法或所述第三算法计算所述暗点在所述图像侦测组件的所述成像位置。
13.一种光学触控装置，其特征在于，所述光学触控装置包括: 框体，包括第一壁、第二壁、第三壁以及第四壁，所述第一壁与所述第三壁相对，所述第二壁与所述第四壁相对，所述框体的内侧为感测区域； 光源模块，用以提供光线至所述感测区域； 第一图像侦测组件，设置在所述第一壁与所述第二壁的相邻两端之间，并且所述第一图像侦测组件的视野涵盖所述第三壁与所述第四壁；以及 第二图像侦测组件，设置在所述第二壁与所述第三壁的相邻两端之间，并且所述第二图像侦测组件的视野涵盖所述第一壁与所述第四壁； 其中，所述第一图像侦测组件与所述第二图像侦测组件分别具有多个画素，所述多个画素沿第一方向划分成第一群与第二群，当所述第一群和所述第二群同时侦测到遮光物形成的暗点时，分析所述暗点分别在所述第一群与所述第二群成像的面积比值，并根据所述面积比值计算所述暗点的成像位置，以根据所述成像位置产生所述遮光物在平面上的触碰位置。
14.如权利要求13所述的光学触控装置，其特征在于，所述第一图像侦测组件在所述第一群侦测到所述遮光物形成的所述暗点时，通过第一算法计算所述暗点在所述第一图像侦测组件的所述成像位置，而在所述第二群侦测到所述遮光物形成的所述暗点时，通过第二算法计算所述暗点在所述第一图像侦测组件的所述成像位置。
15.如权利要求14所述的光学触控装置，其特征在于，所述第一算法为重心算法，所述第二算法为中心算法。
16.如权利要求14所述的光学触控装置，其特征在于，所述第一图像侦测组件比较所述暗点位在所述第一群与所述第二群成像的所述面积比值，由所述面积比值的最大值来选定所述暗点位在所述第一群或所述第二群，并利用相应算法计算所述暗点的所述成像位置。
17.如权利要求14所述的光学触控装置，其特征在于，所述第一图像侦测组件在所述暗点在所述第一群与所述第二群的所述面积比值相等时，设定所述暗点位在所述第二群，或根据所述第一图像侦测组件侦测到的前一暗点的成像位置，设定所述暗点位在所述第一群或所述第二群。
18.如权利要求14所述的光学触控装置，其特征在于，所述第一图像侦测组件利用所述第一算法与所述第二算法分别计算所述暗点的暂时成像位置或分群成像位置，将所述暗点在所述第一群与所述第二群成像的所述面积比值分别设为权重指数，将所述暗点的所述暂时成像位置或所述分群成像位置乘以所述相应权重指数并加总，以得到所述暗点的所述成像位置。
19.如权利要求14所述的光学触控装置，其特征在于，所述第一图像侦测组件的所述多个画素沿所述第一方向还包括第三群，所述第三群位在所述第一群与所述第二群之间，当所述第三群侦测到所述遮光物形成的所述暗点时，通过第三算法计算所述暗点在所述第一图像侦测组件的所述成像位置。
20.如权利要求19所述的光学触控装置，其特征在于，所述第一图像侦测组件的所述多个画素沿所述第一方向还包括第四群，所述第二群位在所述第三群与所述第四群之间，当所述第四群侦测到所述遮光物形成的所述暗点时，通过所述第一算法或所述第三算法计算所述暗点在所述图像侦测组件的所述成像位置。
21.如权利要求13所述的光学触控装置，其特征在于，所述第二图像侦测组件的所述多个画素沿所述第一方向还包括第三群，所述第三群位在所述第一群与所述第二群之间。
22.如权利要求21所述的光学触控装置，其特征在于，所述第二图像侦测组件的所述多个画素沿所述第一方向还包括第四群，所述第二群位在所述第三群与所述第四群之间。
23.如权利要求13所述的光学触控装置，其特征在于，所述光学触控装置还包括: 多个导光组件，分别设置在所述第一壁、所述第三壁与所述第四壁。
24.一种图像侦测组件，应用在光学触控装置，其特征在于，所述图像侦测组件包括: 光接收单元，具有多个画素，用来接收来自遮光物的光学信号，所述多个画素沿第一方向划分成第一群与第二群； 数位信号处理单元，电连接所述光接收单元，用来处理所述多个画素所侦测到的所述光学信号；以及 中央处理单元，电连接所述数位信号处理单元，所述中央处理单元在所述第一群和所述第二群同时侦测到所述遮光物形成的暗点时，分析所述暗点分别在所述第一群与所述第二群成像的面积比值，并根据所述面积比值计算所述暗点的成像位置，以根据所述成像位置产生所述遮光物在平面上的触碰位置。
25.如权利要求24所述的图像侦测组件，其特征在于，所述中央处理单元在所述第一群侦测到所述遮光物形成的所述暗点时，通过第一算法计算所述暗点在所述第一图像侦测组件的所述成像位置，而在所述第二群侦测到所述遮光物形成的所述暗点时，通过第二算法计算所述暗点在所述第一图像侦测组件的所述成像位置。
26.如权利要求25所述的图像侦测组件，其特征在于，所述第一算法为重心算法，所述第二算法为中心算法。
27.如权利要求25所述的图像侦测组件，其特征在于，所述中央处理单元比较所述暗点位在所述第一群与所述第二群成像的所述面积比值，由所述面积比值的最大值来选定所述暗点位在所述第一群或所述第二群，并利用相应算法计算所述暗点的所述成像位置。
28.如权利要求25所述的图像侦测组件，其特征在于，所述中央处理单元在所述暗点在所述第一群与所述第二群的所述面积比值相等时，设定所述暗点位在所述第二群，或根据所述光接收单元侦测到的前一暗点的成像位置，设定所述暗点位在所述第一群或所述第二群。
29.如权利要求25所述的图像侦测组件，其特征在于，所述中央处理单元利用所述第一算法与所述第二算法分别计算所述暗点的暂时成像位置或分群成像位置，将所述暗点在所述第一群与所述第二群成像的所述面积比值分别设为权重指数，将所述暗点的所述暂时成像位置或所述分群成像位置乘以所述相应权重指数并加总，以得到所述暗点的所述成像位置。
30.如权利要求25所述的图像侦测组件，其特征在于，所述多个画素沿所述第一方向还包括第三群，所述第三群位在所述第一群与所述第二群之间，当所述第三群侦测到所述遮光物形成的所述暗点时，通过第三算法计算所述暗点在所述第一图像侦测组件的所述成像位置。
31.如权利要求30所述的图像侦测组件，其特征在于，所述多个画素沿所述第一方向还包括第四群，所述第二群位在所述第三群与所述第四群之间，当所述第四群侦测到所述遮光物形成的所述暗点时，通过所述第一算法或所述第三算法计算所述暗点在所述图像侦测组件的所述成像位置。
【文档编号】G06F3/042GK104182086SQ201310194256
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年5月22日 优先权日:2013年5月22日
【发明者】苏宗敏, 柯怡贤, 郑信基, 高铭璨 申请人:原相科技股份有限公司