专利名称：光学触控系统及其感测方法
技术领域：
本发明涉及一种触控系统，特别涉及一种可利用图像信息或镜像信息等的光学特征判断出正确物件座标的触控系统。
背景技术：
触控屏幕装置，一种现今受欢迎的电脑系统的输入方式，可让使用者直接在屏幕上进行输入操作。使用者可利用触控笔(stylus)、指尖或其他类似者，碰触屏幕。触控屏幕装置检测与计算出产生碰触的位置后，将座标输出至电脑系统，以进行后续的计算处理。至今，被开发以检测碰触位置的触控技术有很多，包括电阻式(resistive)、电容式(capacitive)、光学式(infrared)、表面声波式(surface acoustic wave)、电磁式 (magnetic)、静电式(near field imaging)等技术。检测单一手指或一触控笔产生的碰触事件(touch event)及计算碰触座标的单点触控(Single Touch)技术已被广泛地运用在许多电子装置中。而，另一种可检测或辨识第二个触控事件或称为手势事件(gesture event)的多点触控技术，则逐渐地扩大使用。使用具备多触控点检测能力的触控屏幕装置，使用者可在屏幕上同时移动多个指尖，以产生控制装置可转换成输入指令的一移动型态(pattern)。举例来说，一种常见的移动型态为 在一图片上，以两手指做捏取(pinch)的动作，让该图片缩小。然而，在单点触控(Single Touch)技术的基础上，所发展出的多点触控技术，要能准确地决定出同时在触控屏幕上的多个触控点的座标，仍有许多困难之处。例如，以光学式触控屏幕装置而言，当两指尖接触触控屏幕后，控制器根据所提取的感测图像，会计算出四个座标，而无法直接计算出两指尖的真正座标，因此现有的光学式触控屏幕装置仍难以轻易地计算出多触控点的座标。
发明内容
根据上述问题，本发明一实施例提供一种光学触控系统，其包含一感测单元以及一处理单元。感测单元具有一第一感测器以及一第二感测器。第一感测器及第二感测器分别提取一图像，其中所述图像包含多个物件的图像信息。处理单元根据所述图像中所述物件的图像信息产生一组候选座标，及根据所述图像中所述物件的图像信息的光学特征，从该组候选座标中选择部分座标作为输出座标进行输出。本发明另一实施例提供一种光学触控系统，其包含一感测单元以及一处理单元。 感测单元具有一镜面元件以及一感测器。感测器提取一图像，其中该图像包含多个物件的图像信息以及由该镜面元件所反射所述物件的镜像信息。处理单元根据该图像中所述物件的图像信息以及镜像信息产生一组候选座标，及根据所述物件的图像信息的一光学特征或镜像信息的一光学特征，从该组候选座标中选择部分座标作为输出座标进行输出。本发明一实施例提供一种光学触控系统的计算方法，其包含一感测单元检测多个物件，一计算单元根据该感测单元的检测结果，计算出多个候选座标，以及根据各该物件在该感测单元上产生的光学特征，从所述多个候选座标中，选择各该物件的座标等步骤。本发明揭示的光学触控系统，可以从候选座标中，选择出多个物件的真正座标。同时本发明揭示的座标计算方法简单，因此可快速、有效率地计算出多触控点的座标。
图1为本发明一实施例的光学触控系统的示意图；图2为本发明一实施例的感测器所提取的一图像的示意图；图3例示物件的座标计算；图4显示本发明另一实施例的光学触控系统的示意图；图5为本发明一实施例的第一感测器所提取的一图像的示意图；图6为本发明一实施例的第二感测器所提取的一图像的示意图；图7例示物件的座标计算；及图8例示观测线及物件的候选座标。其中，附图标记说明如下1光学触控系统2图像4光学触控系统5、6图像10感测单元11处理单元12镜面元件13感测器14、15物件14' ,15'虚像16长条元件17长条元件21、22图像信息23,24镜像信息25,26,27,28最低亮度值31,31'、32、33、34、34'观测线37、38观测线41感测单元42处理单元43基板44、45物件46长条元件51、52、61、62图像信息53、54、63、64最低亮度值71、72、73、74观测线
81、82、83、84观测线411第一感测器412第二感测器Dl距离A1、A2、A3、A4面积A5、A6、A7、A8面积A11、A12、A21、A22图像信息111、112、121、122亮度值Ρ”Ρ2、Ρ3、Ρ4座标Ρ5、Ρ6、Ρ7、Ρ8座标Pa、Pb、Pc、Pd候选座标x、y座标值θ ” θ 2夹角
具体实施例方式图1为本发明一实施例的光学触控系统1的示意图。光学触控系统1为一多点触控系统，其可利用物件14和15在图像中所呈现的光学特征，从计算所得的物件14和15座标中，选择出正确的座标。光学触控系统1包含一感测单元10及一处理单元11，其中处理单元11耦接感测单元10。感测单元10用于提供分析物件14和15座标的图像，而处理单元11根据感测单元10所提供的图像，计算出物件14和15的座标。在一实施例中，感测单元10包含一镜面元件12及一感测器13。镜面元件12可与两长条元件16和17共同围绕出一感测区域，其中长条元件16和17可为发光元件或反光元件。镜面元件12包含一镜面，该镜面面向该感测区域，以产生进入感测区域的物件14和15 的镜像。感测器13置放于与镜面元件12相对的长条元件17的一端旁，其感测面(sensing surface)朝向感测区域。图2为本发明一实施例的感测器13所提取的一图像2的示意图。图3例示物件 14和15的座标计算。参照图1至3所示，当物件14和15同时进入感测区域时，镜面元件 12会分别产生物件14和15的虚像(virtual images) 14'及15'。同时，物件14和15和其虚像改变感测器13的感测面上的明暗分布。于此刻，感测器13可提取到呈现明暗分布的一图像2，其中图像2包含由物件14形成的图像信息21 ；由物件15形成的图像信息22 ； 由物件14的虚像14'形成的镜像信息23;以及由物件15的虚像15'形成的镜像信息M。在一实施例中，光学触控系统1被设计以使物件14与15遮蔽投向感测器13的光线，以在感测器13上形成比图像2的背景亮度低的遮蔽信息。在此类光学触控系统1中， 物件14和15的虚像14'和15'产生的镜像信息23和M亦会是比图像2的背景亮度低的遮蔽信息。在另一实施例中，光学触控系统1被设计成将光投射至物件14与15上，使物件14 与15反射投射光，以让感测器13接收物件14与15的反射光线，如此物件14与15将会在感测器13产生比图像2的背景亮度高的反射信息。参照图3所示，关于物件14和15的座标P1和P2计算，以下以物件15为例来说明，而同样的计算步骤，可运用在物件14上。在感测器13提取到图像2后，处理单元11可根据图像2上物件15产生的图像信息22计算出以感测器13为原点并延伸通过物件15的观测线(viewing line)31。之后，处理单元11可计算出观测线31与长条元件17间的夹角 θ10此外，处理单元11可根据图像2上物件15产生虚像15'的图像信息M计算出以感测器13为原点并延伸至虚像15'的观测线32，及观测线32与长条元件17间的夹角θ 2。 最后，处理单元11再根据下列公式⑴和O)，计算出物件15的座标P2 (x，y)。 2χβ,(1)
权利要求
1.一种光学触控系统，包括一感测单元，具有一第一感测器以及一第二感测器，分别提取一图像，其中所述图像包含多个物件的图像信息；以及一处理单元，根据所述图像中所述物件的图像信息产生一组候选座标，及根据所述图像中所述物件的图像信息的光学特征，从该组候选座标中选择部分座标作为输出座标进行输出。
2.根据权利要求1所述的光学触控系统，其特征在于，该图像信息是所述物件遮蔽光线在该感测器中所形成的遮蔽信息，或是所述物件反射光线在该图像中所形成的反射信肩、ο
3.根据权利要求1所述的光学触控系统，其特征在于，该图像信息的该光学特征是面积或亮度。
4.根据权利要求1所述的光学触控系统，其特征在于，该处理单元利用该图像的图像信息建立出分别以该第一感测器与该第二感测器为原点的多个图像观测线，计算出所述图像观测线的交点，以产生该组候选座标。
5.根据权利要求4所述的光学触控系统，其特征在于，该处理单元根据产生各该图像观测线的该图像信息的光学特征，在各该图像观测线所产生的所述交点中，取出一输出座标。
6.一种光学触控系统，包含一感测单元，具有一镜面元件以及一感测器，该感测器提取一图像，其中该图像包含多个物件的图像信息以及由该镜面元件所反射所述物件的镜像信息；以及一处理单元，根据该图像中所述物件的图像信息以及镜像信息产生一组候选座标，及根据所述物件的图像信息的一光学特征或镜像信息的一光学特征，从该组候选座标中选择部分座标作为输出座标进行输出。
7.根据权利要求6所述的光学触控系统，其特征在于，该图像信息是所述物件遮蔽光线在该感测器中所形成的遮蔽信息，或是所述物件反射光线在该图像中所形成的反射信肩、ο
8.根据权利要求6所述的光学触控系统，其特征在于，该镜像信息是所述物件遮蔽光线在该镜面元件中所形成的镜像遮蔽信息，或是所述物件反射光线在该镜面元件中所形成的镜像反射信息。
9.根据权利要求6所述的光学触控系统，其特征在于，该图像信息的该光学特征是面积或亮度；而该镜像信息的该光学特征是面积或亮度。
10.根据权利要求6所述的光学触控系统，其特征在于，该处理单元利用该图像的图像信息建立出以该感测器为原点的多个图像观测线，且利用该图像的镜像信息建立出以在该镜面元件上该感测器所形成的镜像为原点的多个镜像观测线，并计算出所述图像观测线与所述镜像观测线的交点，以产生该组候选座标。
11.根据权利要求10所述的光学触控系统，其特征在于，该处理单元根据产生各该图像观测线的该图像信息的光学特征，在各该图像观测线所产生的所述交点中，取出一输出座标。
12.一种光学触控系统的计算方法，其包含下列步骤一感测单元检测多个物件；一计算单元根据该感测单元的检测结果，计算出多个候选座标；以及根据各该物件在该感测单元上产生的光学特征，从所述多个候选座标中，选择部分座标作为输出座标进行输出。
13.根据权利要求12所述的计算方法，其特征在于，该感测单元包含一镜面元件以及一感测器，而该计算方法还包含下列步骤该感测器提取一图像，其中该图像包含多个物件的图像信息以及由该镜面元件所反射所述物件的镜像信息。
14.根据权利要求13所述的计算方法，其特征在于，其还包含下列步骤利用该图像的图像信息建立出以该感测器为原点的多个图像观测线；利用该图像的镜像信息建立出以在该镜面元件上该感测器所形成的镜像为原点的多个镜像观测线；以及计算出所述图像观测线与所述镜像观测线的交点，以产生该组候选座标。
15.根据权利要求14所述的计算方法，其特征在于，其还包含根据产生各该图像观测线的该图像信息的光学特征，在各该图像观测线所产生的所述交点中，取出一输出座标的步骤。
16.根据权利要求12所述的计算方法，其特征在于，该感测单元具有一第一感测器以及一第二感测器，而该计算方法还包含下列步骤该第一感测器与该第二感测器分别提取一图像，其中所述图像包含多个物件的图像信息。
17.根据权利要求16所述的计算方法，其特征在于，其还包含下列步骤利用该图像的图像信息建立出分别以该第一感测器与该第二感测器为原点的多个图像观测线；以及计算出所述图像观测线的交点，以产生该组候选座标。
18.根据权利要求12所述的计算方法，其特征在于，其还包含该感测单元提取所述物件的遮蔽信息的步骤。
19.根据权利要求12所述的计算方法，其特征在于，其还包含该感测单元提取所述物件的反射信息的步骤。
20.根据权利要求12所述的计算方法，其特征在于，其还包含该感测单元提取所述物件的镜像遮蔽信息的步骤。
21.根据权利要求12所述的计算方法，其特征在于，其还包含该感测单元提取所述物件的镜像反射信息的步骤。
22.根据权利要求12所述的计算方法，其特征在于，该光学特征是面积或亮度。
全文摘要
本发明公开一种光学触控系统及其感测方法，该光学触控系统包含一感测单元以及一处理单元。感测单元具有一第一感测器以及一第二感测器，第一感测器以及第二感测器分别提取一图像，其中所述图像包含多个物件的图像信息。处理单元根据所述图像中所述物件的图像信息产生一组候选座标，及根据所述图像中所述物件的图像信息的光学特征，从该组候选座标中选择部分座标作为输出座标进行输出。本发明揭示的光学触控系统，可以从候选座标中，选择出多个物件的真正座标。同时本发明揭示的座标计算方法简单，因此可快速、有效率地计算出多触控点的座标。
文档编号G06F3/042GK102479002SQ20101056488
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者吕俊毅, 彭元昱, 林志新, 林育佳, 苏宗敏, 蔡政男, 许登伟 申请人:原相科技股份有限公司