专利名称：便携式光学输入装置的制作方法
技术领域：
本创作关于一种坐标输入装置，特别关于一种便携式光学输入装置。
背景技术：
习知美国专利US7，236, 162B2「被动触控系统以及侦测使用者输入的方法 (Passive Touch System And Method OfDetective User Input)」禾中■云力角虫
统，其在屏幕的四个角落设置照像机(Camera)，处理器接收与处理至少由二个照像机所摄 得的影像，来侦测出一个指标物(Pointer)是否存在，以及决定该指标物相对在屏幕的位 置。然而上述美国专利US7，236，162B所述的触控系统必须必需有实体的屏幕才可进行操 作，使用环境受到限制；再者，实体屏幕价格不便宜；另外，屏幕具有一定体积，使得该触控 系统的尺寸无法缩得更小而便于携带；由前述可知，使用环境、成本、体积及携带性为该触 控系统有待解决的问题。本创作创作人有鉴于上述公知技艺的缺点，乃亟思创作改良而创作出一种便携式 光学输入装置，可改善上述缺点。
发明内容本创作目的提供一种便携式光学输入装置，可调整触控区域的大小。本创作另一 目的提供一种便携式光学输入装置，可方便携带使用。为达成本创上述目的，本创作提供一种便携式光学输入装置，包括一伸缩装置其 一长度可变化的伸缩结构；两个光学取像装置其感测范围为部分重叠，而此部分重叠的区 域用以定义一触控区域，且该两个光学取像装置分别设置于该伸缩装置的两端且分别用以 撷取位于该触控区域内的至少一对象的影像；一处理电路其电性连接于该两个光学取像装 置，并依据该两个光学取像装置所撷取到的该对象的影像来计算该对象的坐标并输出该坐 标信号。再者，为达成本创上述目的，本创作提供一种便携式光学输入装置，包括一第一 光学感测装置与一第二光学感测装置，其中该第一、二光学感测装置的感测范围为部分重 叠，而此部分重叠的区域用以定义一触控区域；一连接装置其连接该第一光学感测装置与 该第二光学感测装置，其中该第一光学感测装置与该第二光学感测装置之间的距离为一预 定长度；一处理电路其用于当有一对象位于该触控区域内，该处理电路便依据该两光学感 测装置所感测到的该对象的影像来计算该对象的坐标并输出所述坐标。为更加了解本创作的构造、特征及其使用功效有更深一层的认识与了解，兹举较 佳的可行实施例并配合附图详细说明如下
图1显示本创作便携式光学输入装置的外观示意图。图2显示本创作便携式光学输入装置的光学取像装置的结构方块图。[0010]图3显示本创作便携式光学输入装置伸长伸缩装置后的外观示意图。图4显示本创作便携式光学输入装置的结构图。图5显示本创作便携式光学输入装置的另一变化实例的外观示意图。符号说明10便携式光学输入装置103、104光学取像装置103b、104b影像传感器103d、104d光学镜片组103f、104f 光学镜片106 通讯接口109连接装置30 对象
具体实施方式
图1显示本创作便携式光学输入装置的外观示意图，图2显示本创作便携式光学 输入装置的光学取像装置的结构方块图，图3显示本创作便携式光学输入装置伸长伸缩装 置后的外观示意图，以及图4显示本创作便携式光学输入装置的结构图。本创作便携式光 学输入装置10乃包括伸缩装置101、第一光学取像装置103、第二光学取像装置104、处理 电路105以及通讯接口 106，兹分别说明如后内文。伸缩装置101是实行长度可变化的杆体 结构，伸缩装置101例如可参考实行伸缩天线的伸缩杆体结构、多段式可伸缩长度的杆体 结构或是滑轨结构来达成长度可调整的功能，然本发明的伸缩装置101并不限用于上述实 现方式。且两个光学取像装置103及104是分别设置于伸缩装置101的两端。左、右两侧 的光学取像装置103及104的感测范围乃是部分重叠，而此部分重叠的区域是用来定义一 触控区域20。左、右两侧的光学取像装置103及104的主要功能是用来撷取位于触控区域 20内的至少一对象30的影像，而对象30的具体例例如是手指头或笔状物。所述光学取像 装置(optical capturing device)亦禾尔为光学感测装置(optical sensing device)。通过伸缩装置101能够改变长度的功能，因此两个光学取像装置103及104之 间的距离也随的改变，触控区域20的面积大小亦会随的变化。使用者可因应不同应 用(Applications)的需要，将伸缩装置101伸缩成不同的长度，来配合这些应用的输入 (Input)，并可将该些不同应用的触控区域20的面积大小预设于该处理电路105中，举例来 说，将该便携式光学输入装置10当成一虚拟鼠标使用时，那么于光学取像装置103及104 前方的触控区域20的面积大小便可依使用者操作实体鼠标的使用习惯范围而加以定义于 该处理电路105内，例如是定义成15cmX15cm大小的触控范围。处理电路105电性连接于两个光学取像装置103及104，并依据两个光学取像装置 103及104所撷取到的对象30的影像，来计算对象30的坐标，并输出该坐标信号。处理电 路105乃包含至少一个以上的电子组件，其中至少一个电子组件，例如处理器(图未显示)， 电性连接于光学取像装置103及104。处理电路105可实行设置于伸缩装置101，例如设置 于伸缩装置的中空内部。处理电路105亦可实行设置于伸缩装置101的外部。处理电路 105亦可实行设置于两个光学取像装置103及104其中的一个的内部。
101伸缩装置 103a、104a 透光部 103c、104c红外光滤光装置 103eU04e红外光发射装置 105处理电路 1031、1032、1041、1042 光学镜片 20触控区域
5[0025]处理器的功能如下所述，当对象30位于触控区域20内，光学取像装置103及104 便能分别撷取得对象30的影像，并将该等影像数据直接传给处理器，或者光学取像装置 103及104亦能将影像数据进行前置处理而取得影像的特征数据(例如对象影像的面积、长 宽比、边界、色彩、亮度等参数)后，再传给处理器，以减轻处理器的负担，而处理器便依据 这些影像数据或影像的特征数据来计算出对象30的坐标。其中，处理器依据习知的三角函 数法的几何数学原理，或依据习知的两线交点法计算出所述对象30的坐标(下一段将进一 步说明)，处理器可采用习知数字信号处理器(DSP)、8051微处理器或ARM处理器来实现，但 不限于此。处理器可预先定义出光学取像装置103及104在空间中的坐标位置；处理器并可 分别计算出对象30于两个影像中的中心、重心或平均值，并先将影像平均划分为若干等 份，例如九十等份，每一等份代表角度1度，定义影像右边界为角度0度，而左边界为角度90 度，当对象的中心、重心或平均值落在影像内时，即可对应出该对象30于两影像中所分别 代表的角度，此两角度即为对象30在空间中相对于两光学取像装置103、104的坐标位置； 利用已知的两光学取像装置的坐标值与两角度，即可利用点斜公式(point-slope form)求 得两直线方程式；而处理器就能计算出该两直线的交点，此交点即对象30的坐标。处理电路105乃电性连接通讯接口 106，而通讯接口 106的具体手段可采用习知无 线通讯模块，可用于无线发射对应于所述对象30的坐标信号，习知无线通讯模块例如可采 用蓝芽(BlueTooth)无线传输接口、无线通用串行总线(Wireless Universal Series Bus, Wireless USB)接口或是超宽带(Ultra WideBand, UffB)无线接口，但不以此为限。通讯接 口 106的具体手段亦可采用习知有线连接接口，例如是通用串行总线(Universal Series Bus,USB)接口，USB1. 0、USB 1. UUSB 2. 0或USB 3. 0，但不以此为限，透过USB连接接口传 送对应于所述对象30的坐标信号。处理电路105将所述坐标信号输出至一电子装置(图未显示)，该电子装置具有一 显示屏幕，并与该电子装置进行通讯，以便利用该显示屏幕的光标位置来反应出对象30的 坐标。该电子装置例如是笔记型计算机。第一光学取像装置103的具体实施例乃包括影像传感器103b、红外光发射装置 103e、以及一只能让红外光通过的红外光滤光装置103c。红外光发射装置103e乃设置于影 像传感器103b旁，且红外光发射装置103e的功能用来发射红外光以照射对象30。红外光 滤光装置103c乃设置于影像传感器103b的前方。影像传感器103b能够透过其对应的红外 光滤光装置103c来取得对象30反射该红外光的影像，其中影像传感器103b可为电荷耦合 组件(charge-coupled device，CCD)或互补式金氧半影像感测组件(CMOS imagesensor), 而外型可为矩阵形式(Array)或线性形式(Linear)。第一光学取像装置103的另一具体实施例乃包括影像传感器103b、红外光发射 装置103e、以及光学镜片组103d。红外光发射装置103e乃设置于影像传感器103b旁，且 红外光发射装置103e的功能用来发射红外光以照射对象30。光学镜片组103d中的至少 一个光学镜片1031交错涂布有多层的氧化镁(MgO)以及多层的二氧化钛(Ti02)或二氧 化硅(Si02)，以使该至少一光学镜片1031产生类似于红外光滤光装置103c的效果。光学 镜片组103d乃设置于影像传感器103b的前方。光学镜片组103d包含光学镜片1031及 1032，在此例中，影像传感器103b的视角约为30 45度，因此光学取像装置103必须采用光学镜片组103d来将影像传感器103b的视角扩增到至少为90度，以便使得光学取像装置 103的感测范围涵盖触控区域20。而在光学镜片组103d中，每一个光学镜片1031及1032 分别可增加影像传感器103b的视角至少30度。其中影像传感器103b可为电荷耦合组件 (charge-coupled device，CCD)或互补式金氧半影像感测组件(CMOS image sensor)，而外 型可为矩阵形式(Array)或线性形式(Linear)。第一光学取像装置103的再另一具体实施例乃包括影像传感器103b、红外光发 射装置103e、红外光滤光装置103c、以及光学镜片组103d。红外光滤光装置103c乃设置介 于影像传感器103b与光学镜片组103d之间。第一光学取像装置103尚可包括光学镜片103f。光学镜片103f是设置于红外光 发射装置103e的前方，用以将红外光均勻发射至触控区域20内。第一光学取像装置103包括一透光部103a，其形状与大小必须设计成能让光学取 像装置103感测到触控区域20内的影像，同时透光部103a也不能去阻挡到红外光发射装 置103e透过光学镜片103f所发射的红外光的行进方向而使红外光无法照射到触控区域20 中的任一个位置。第二光学取像装置104的结构方块图与第一光学取像装置103相同。透光部104a 乃相同于透光部103a ；影像传感器104b乃相同于影像传感器103b ；红外光滤光装置104c 乃相同于红外光滤光装置103c ；光学镜片组104d乃相同于光学镜片组103d ；红外光发射 装置104e乃相同于红外光发射装置103e ；光学镜片104f乃相同于光学镜片103f。光学镜 片组104d的光学镜片1041及1042乃相同于光学镜片组103d的光学镜片1031及1032。请参见图5，本创作所述的伸缩装置101乃可使用具有已固定大小的预定长度的 连接装置109来取代，而两个光学取像装置103及104是分别设置于连接装置109的两端。本创作便携式光学输入装置10可放置在一个平面上，即可以操作使用，例如将便 携式光学输入10放置于计算机桌的桌面上，或是放置工作桌、餐桌等等的桌面上。再者， 本创作便携式光学输入装置10可挂置在一个墙面上，亦可以于墙面上进行操作使用。本创作便携式光学输入装置10不必像习知光学影像式输入装置必须挂置在一个 屏幕的正前方来使用，因此本创作便携式光学输入装置10能够在更多样性的环境上来使 用。本创作便携式光学输入装置10容易实施为易携带的便携式光学输入装置，在相 较于习知便携式光学输入装置之下，本创作便携式光学输入装置10可方便地与携带型电 子机器(例如平板计算机、手机、笔记型计算机等等)搭配使用。本创作光便携式光学输入装置，具备可变化长度的伸缩装置设计，因而可得到的 至少二种以上不同大小感测面积的触控区域范围，此即为本创作效果显着增进之处。再者， 本创作便携式光学输入装置学能够在更多样性的环境上来使用，此即为本创作额外的效果 显着增进之处。以上所述，仅为本创作的较佳实施例，当不能用以限定本创作可实施的范围，凡熟 悉于本技术人员所明显可作变化与修饰，皆应视为不悖离本创作的实质内容。
权利要求一种便携式光学输入装置，其特征在于，包括一长度可变化的伸缩装置；一第一光学取像装置；一第二光学取像装置，其中该第一光学取像装置与该第二光学取像装置的感测范围为部分重叠，而此部分重叠的区域用以定义为一触控区域，且该第一光学取像装置与该第二光学取像装置分别设置于该伸缩装置的两端且分别用以撷取位于该触控区域内的至少一对象的影像；一处理电路，电性连接于该第一光学取像装置与该第二光学取像装置，并依据该第一光学取像装置与该第二光学取像装置所撷取到的该对象的影像来计算该对象的坐标并输出该坐标信号。
2.如权利要求1所述的便携式光学输入装置，其特征在于，该伸缩装置，为多段式伸缩 长度的杆体结构。
3.如权利要求1所述的便携式光学输入装置，其特征在于，更包含一无线通信模块，电 性连接于该处理电路，并用以无线发射该坐标信号。
4.如权利要求1所述的便携式光学输入装置，其特征在于，更包含一通讯接口，电性连 接于该处理电路，并用以传输该坐标信号。
5.如权利要求1所述的便携式光学输入装置，其特征在于，该处理电路，设置于该伸缩 装置、该第一光学取像装置或该第二光学取像装置内。
6.如权利要求1所述的便携式光学输入装置，其特征在于，该每一个光学取像装置更 包括一影像传感器、一红外光发射装置、以及只能让红外光通过的红外光滤光装置，该每 一红外光滤光装置位于其所对应的该影像传感器前方，该每一红外光发射装置位于其所对 应的该影像传感器旁，且该每一红外光发射装置用以发射红外光以照射该对象，且该每一 影像传感器是透过其对应的该红外光滤光装置来取得该对象反射该红外光的影像。
7.如权利要求1所述的便携式光学输入装置，其特征在于，该每一个光学取像装置更 包括一影像传感器、一红外光发射装置、以及一光学镜片组，该每一光学镜片组位于其所 对应的该影像传感器前方，该每一红外光发射装置位于其所对应的该影像传感器旁，且该 每一红外光发射装置用以发射红外光照射该对象，该每一光学镜片组中的至少一光学镜片 交错涂布有多层的氧化镁以及多层的二氧化钛或二氧化硅，且该每一影像传感器是透过其 对应的该光学镜片组来取得该对象反射该红外光的影像。
8.如权利要求7所述的便携式光学输入装置，其特征在于，该每一光学镜片组用来使 所对应的该影像传感器的感测视角呈现至少90度。
9.如权利要求1所述的便携式光学输入装置，其特征在于，该处理电路将所述坐标信 号输出至一电子装置，该电子装置具有一显示屏幕，并与该电子装置进行通讯，以便利用该 显示屏幕的光标位置来反应出该对象的坐标。
10.一种便携式光学输入装置，其特征在于，包括一第一光学感测装置与一第二光学感测装置，其中该第一与该第二光学感测装置的感 测范围为部分重叠，而此部分重叠的区域为一触控区域；一连接装置，连接该第一光学感测装置与该第二光学感测装置，其中该第一光学感测 装置与该第二光学感测装置之间的距离为一预定长度；一处理电路，电性连接于该第一光学感测装置与该第二光学感测装置，并依据该第一 光学感测装置与该第二光学感测装置所感测到的一位于该触控区域内的对象的影像来计 算该对象的坐标并输出所述坐标。
11.如权利要求10所述的便携式光学输入装置，其特征在于，更包含一无线通信模块， 电性连接于该处理电路，并用以无线发射该坐标信号。
12.如权利要求10所述的便携式光学输入装置，其特征在于，更包含一通讯接口，电性 连接于该处理电路，并用以传输该坐标信号。
13.如权利要求10所述的便携式光学输入装置，其特征在于，该处理电路，设置于该连 接装置、该第一光学感测装置或该第二光学感测装置内。
14.如权利要求10所述的便携式光学输入装置，其特征在于，该每一个光学感测装置 更包括一影像传感器、一红外光发射装置、以及一只能让红外光通过的红外光滤光装置， 该每一红外光滤光装置位于其所对应的该影像传感器前方，该每一红外光发射装置位于其 所对应的该影像传感器旁，且该每一红外光发射装置用以发射红外光以照射该对象，且该 每一影像传感器是透过其对应的该红外光滤光装置来取得该对象反射该红外光的影像。
15.如权利要求10所述的便携式光学输入装置，其特征在于，该每一个光学感测装置 更包括一影像传感器、一红外光发射装置、以及一光学镜片组，该每一光学镜片组位于其 所对应的该影像传感器前方，该每一红外光发射装置位于其所对应的该影像传感器旁，且 该每一红外光发射装置用以发射红外光照射该对象，该每一光学镜片组中的至少一光学 镜片交错涂布有多层的氧化镁以及多层的二氧化钛或二氧化硅，且该每一影像传感器是透 过其对应的该光学镜片组来取得该对象反射该红外光的影像。
16.如权利要求15所述的便携式光学输入装置，其特征在于，该每一光学镜片组用来 使所对应的该影像传感器的感测视角呈现至少90度。
17.如权利要求10所述的便携式光学输入装置，其特征在于，该处理电路将所述坐标 信号输出至一电子装置，该电子装置具有一显示屏幕，并与该电子装置进行通讯，以便利用 该显示屏幕的光标位置来反应出该对象的坐标。
专利摘要本创作揭露一种便携式光学输入装置，包括一伸缩装置其一长度可变化的伸缩结构；两个光学取像装置其感测范围为部分重叠，而此部分重叠的区域用以定义一触控区域，且该两个光学取像装置分别设置于该伸缩装置的两端且分别用以撷取位于该触控区域内的至少一对象的影像；一处理电路其电性连接于该两个光学取像装置，并依据该两个光学取像装置所撷取到的该对象的影像来计算该对象的坐标并输出该坐标信号。
文档编号G06F3/042GK201757889SQ20102024321
公开日2011年3月9日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者林宏宇 申请人:林宏宇