专利名称：具轨迹检测功能的光学触控系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种触控系统，，尤其涉及一种具有轨迹检测功能的光学触控系统。
背景技术：
一般的触控系统主要包括一触控板、一处理装置，以及一显示面板。通常使用者会将手指放在触控板上移动，以通过处理装置，来对应地移动显示面板中的一目标物(如一光标)。在背景技术中，通常使用者手指移动的距离会等于光标移动的距离。换句话说，触控板的大小需得和显不面板一样大，而会使得成本上升。若要缩小触控板的大小，便得将光标所移动的距离，设定为手指移动的距离的一个固定的倍数，然而这样做会降低触控板的精确度。举例来说，若触控板仅宽X，则若使用者要将光标向右移动2X，他必须要将手指放在触控板上，并向右移动两次，每次最多移动X，才能使得光标向右移动2X。或者，将触控板上所检测到手指的移动距离信息乘以两倍，如此使用者便可向右移动一次X，而可让光标向右移动2X，但这么作就降低了精确度。因此，在背景技术的触控系统中，制造商得面临成本增加或精确度下降的难题。发明内容
本发明提供一种具轨迹感测功能的光学触控系统，以解决上述问题。
该光学触控系统包括一光源，用来发射一特定光线；一感测数组，用来在一预定时间内，取样一指不物反射该特定光线的光线，以据以产生一第一与一第二感测影像信号；一移动检测器，用来根据该第一与该第二感测影像信号，判断该指示物移动的轨迹以输出一动态向量信号；以及一处理器，用来根据该动态向量信号与该预定时间，控制该目标物的移动行为；其中该指示物是于该感测数组的一第一区域内移动。
本发明还提供一种控制一光学触控系统的方法。该方法包括检测一指示物于一预定时间内的一动态向量信号；以及根据该动态向量信号与该预定时间，控制一目标物移动。
图1是说明本发明的具轨迹感测功能的光学触控系统的示意图。
图2是说明本发明的光学触控系统根据指示物的位移、角度与速度信息，来移动目标物的示意图。
图3是说明本发明的光学触控系统根据指示物的位移、角度与加速度信息，来移动目标物的示意图。
图4是说明当指示物的位置位于一特定区域时，本发明的光学触控系统以别种方式来移动目标物的示意图。
图5说明本发明的光学式触控系统中触控板与显示面板间的关是的示意图。
其中，附图标记说明如下
100光学触控系统
110显示面板
130处理器
210滤光器
220感测数组
250接近传感器
270移动检测器
280光源
IR感测影像信号
SC2、SC6控制信号
MV动态向量信号
F手指
C游标
D1、D2、D3、D4、D5距离
Q2、Q4、Q5角度具体实施方式
本发明的光学触控系统可包括一处理器，或者与一处理器连接，用以控制一显示面板中一目标物的移动。
请参考图1。图1是为说明本发明的具轨迹感测功能的光学触控系统100的示意图，在本实施例中，光学触控系统包括处理器。光学触控系统包括一滤光器(filter) 210、 一感测数组220、一接近(proximity)检测器250、一移动检测器270、一光源280、一处理器 130，以及一显示面板110。另外，于本发明的实施例中，将触控板定义为滤光器210与感测数组220的结合。
滤光器210用来过滤一特定波段的光线，如可见光范围的波段。因此，感测数组 220所感测到的光线便集中于滤光器210所未滤除的波段，如不可见光的波段。而光源280 便根据此一特性，发射不可见光，如此，当使用者欲移动显示面板110上的光标C时，会将其手指F(即指示物)靠近到光学式触控板(其中包括滤光器210以及感测数组220)上，此时手指F便可以穿透滤光器210来抵达感测数组220。
然后使用者可以移动他的手指F，以移动光标C。这时候光源280所发出的光线会被手指F反射至感测数组240，由于感测数组220加设了滤光器210，因此感测数组220所检测到的光线便可判断是由光源280所发射，再经过手指F反射的光线，使感测数组220得以在一预定时间内，持续取样手指F反射该特定光线的光线，以据以产生一第一感测影像信号以及一第二感测影像信号。
因此，利用光源280所发出 的不可见光，让手指F可在感测数组220上成像以产生感测影像信号IR，其感测影像形状可例如为指纹形状。接近检测器250便可根据感测影像信号IR，判断手指F与感测数组220的距离D1，以据以产生控制信号SC2，来控制移动检测器270的启动与关闭。
更明确地说，接近检测器250根据感测影像信号IR所反映出的光线强度，判断手指F与感测数组220的距离Dl。当所判断的距离Dl大于一指示距离时，表示手指F可能没有在感测数组220的周围，此时可不需要作移动检测，因此控制信号SC2会关闭移动检测 器270以节省电力。反之，当所判断的距离Dl小于该指示距离时，表示手指F应该靠近于 感测数组220，此时便需要作移动检测，因此控制信号SC2会启动移动检测器270以进行移 动检测。
移动检测器270用来接收感测数组220所产生的感测影像信号IR，并根据连续数 个感测影像信号IR的变化，来判断手指F的轨迹(亦即移动方向信息与移动距离信息)，而 产生一动态向量信号MV。动态向量信号MV包括手指F的移动距离信息(相对距离)与移 动角度。
举例来说，实际上感测数组220会以一固定频率来对手指F进行取样，因此相邻的 两张感测影像信号IRl与IR2(未图示)的差异即为动态向量信号MV。也就是说，移动检测 器270可将后一张感测影像信号IR2减去前一张感测影像信号IRl，便可得到手指F的动态 向量信号W。再者，由于知道感测数组220的取样频率，因此可以知道相邻感测影像信号 IRl与IR2间隔的时间。如此一来，根据手指F的动态向量信号MV以及相邻感测影像信号 IRl与IR2间隔的时间，便可得知手指F于移动时的速度信息与加速度信息。
处理器130接收动态向量信号MV，并套入一预定的算法，产生控制信号SC6，以移 动显示面板Iio上的光标C。举例来说，处理器130可以设计为根据动态向量信号MV与手 指F移动的速度信息，来移动光标C ;或者，根据动态向量信号MV与手指F移动的加速度信 息，来移动光标C，加速度信息可由分析速度信息而获得。
另外，处理器130也可耦接于感测数组220 (未图标)。由于通过移动检测器270 得到的信息(动态向量信号MV)并无法得知手指F的实际位置，因此若为了要得知手指F的 实际位置(亦即手指于触控板上的位置)，处理器130便需直接接收感测影像信号IR。得 知手指F的位置的好处是在于处理器130可另外再根据手指F的位置，来控制光标C移动 的方式。
以下图式将以实例说明本发明的光学触控系统100的运作方式。于下列图式中， 是以俯视的方式来表现光学触控系统100，且为了方便说明，省略滤光器210。另外，下列实 施例仅说明感测数组220取样到相邻两感测影像信号而得出的动态向量信号MV，多个感测 影像信号的运作方式可以依此类推不再赘述。
请参考图2。图2是为说明本发明的光学触控系统100根据指示物的位移、角度与 速度信息，来移动目标物的示意图。如图2所示,动态向量信号MV表示手指F以角度Q2, 移动了距离D2。原本光标C会同样以角度Q2，移动距离信息D2 ;然而处理器130另外根据 了手指F移动的速度信息V(D2/T，T为感测数组220的取样周期)，调高了光标C所移动 的距离成为D3。也就是说，距离D3与D2以及速度信息V的关系可以如下式来表示D3 = D2XVXC = D2XD2/TXC =⑶22/T，其中C为一常数。举例来说，设常数C为1，若使用者 在5秒(T)内以定速度信息移动了 10公厘(D2)，所造成光标移动的距离为20公厘(D3 = 102/5);若使用者在2秒(T)内以定速度信息移动了 10公厘(D2)，所造成光标移动的距离 为=50 公厘(D3 = 102/2)。
请参考图3。图3是为说明本发明的光学触控系统100根据指示物的位移、角度与 加速度信息，来移动目标物的示意图。如图3所示，动态向量信号MV表示手指F以角度Q4， 移动了距离D4。原本光标C会同样以角度Q4，移动距离信息D4 ;然而处理器130另外根据了手指F移动的加速度信息E (E可为D2/ (T2)，其中T为感测数组220的取样周期时间)， 调高了光标C所移动的距离成为D5。也就是说，距离D5与D4以及加速度信息E的关系可以如下式来表示D5 = D4XEXC = D4XD4/T2XC = CD42/T2，其中C为一常数。举例来说，设常数C为1，若使用者在5秒(T)内以从O开始加速而移动了 10公厘(D4)，所造成光标移动的距离4公厘(D5 = 102/52);若使用者在2秒(T)内以定速度信息移动了 10公厘 (D4)，所造成光标移动的距离25公厘(D5 = 102/22)。
请参考图4。图4是为说明当指示物的位置位于一特定区域时，本发明的光学触控系统100以别种方式来移动目标物的示意图。如图4所示，本发明可定义区域Al为一特定区域，以执行另一种移动目标物的方式。当手指F落于区域Al内且停驻时，处理器130可设定光标C根据先前移动的方向，持续移动，而移动的速度信息可以设定为先前移动的速度信息或一预定速度信息，并不影响本发明适用。意即可将感测数组区分为第一区域与第二区域，当指示物于第一区域内移动时，感测数组持续输出动态向量信号以移动该目标物， 当指示物移动至该感测数组的一第二区域且停驻于该第二区域时，以停驻前的该动态向量信号使该目标物持续移动。
图5A与图5B说明本发明的光学式触控系统中触控板与显示面板之间关系的示意图。图5A表示光学式触控板与显示面板之间有重迭的区域，也就是说光学式触控板设置于显示面板的上方。这种实施方式常应用于现今的智能型手机。图5B表示光学式触控板与显示面板之间没有重迭的区域。这种实施方式常应用于笔记型计算机。本发明的光学式触控系统可以图5A或图5B来实现，亦即可应用于智能型手机、笔记型计算机，或其它电子装置。 在图5A的实现方式下，亦即所谓直接接触，处理器130所使用的函数可为线性函数。较佳地，手指F移动多少，目标物C就移动多少，或成一倍数比例关系。在图5B的实现方式下， 亦即所谓间接接触，处理器130所使用的函数可为非线性函数。较佳地，光标C所移动的距离会大于手指F所移动的距离。
另外，使用者可将上述图2、3、4所述的实施例于以结合或修改，例如同时考虑速度信息与加速度信息、或在特定区域内只考虑角度而不考虑速度信息与加速度信息…等， 其变化不胜枚举，应为本领域的技术人员所能轻易推导，因此不再赘述。
总结来说，本发明所提供的光学触控系统，可以根据指示物(手指)的速度信息与动态向量信号，来选择性地移动所显示的目标物(光标)。如此一来，当使用者想要让光标移动较大的距离，使用者可以以较快的速度信息移动手指，光标便会移动较大的距离。或者，使用者可以移动手指至一特定区域，让光标持续往该方向移动。因此，本发明提供了可以降低触控板尺寸(亦即降低感测数组/滤光器的大小)同时维持精准度的方案，以让使用者更方便使用本发明的光学触控系统。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种具轨迹感测功能的光学触控系统，用以根据感测的轨迹，移动一显示面板中的一目标物，其特征在于，该光学触控系统包括一光源，用来发射一特定光线；一感测数组，用来在一预定时间内，持续取样一指示物反射该特定光线的光线，以据以产生一第一感测影像信号以及一第二感测影像信号，分别与一第一感测影像信号以及一第二感测影像信号相关；以及一移动检测器，用来根据该第一与该第二感测影像信号，输出一动态向量信号，代表该指示物移动的轨迹；其中该指示物是于该感测数组的一第一区域内移动。
2.如权利要求1所述的光学触控系统，其特征在于，该光学触控系统另包括一处理器， 用来根据该动态向量信号与该预定时间，控制该目标物的移动。
3.如权利要求1所述的光学触控系统，其特征在于，该光学触控系统还包括一接近检测器，用来判断该指示物与该光学触控系统之间的一指示距离；其中当该接近检测器判断该指示距离大于一预定值时，该移动检测器关闭。
4.如权利要求1所述的光学触控系统，其特征在于，该动态向量信号包括一移动距离信息与一移动方向信息；该移动方向信息用以移动该目标物；该移动距离信息与该预定时间，用以产生一速度信息，并根据该速度信息与该移动距离信息，移动该目标物。
5.如权利要求1所述的光学触控系统，其特征在于，当该指示物移动至该感测数组的一第二区域且停驻于该第二区域时，以停驻前的该动态向量信号使该目标物持续移动。
6.如权利要求5所述的光学触控系统，其特征在于，该目标物持续根据一预定速度信息移动。
7.如权利要求1所述的光学触控系统，其特征在于，还包括一滤光器，设置于该感测数组，以滤除非该光源所发射的光线。
8.—种控制一光学触控系统的方法，用以根据感测的轨迹，移动一显示面板中的一目标物，其特征在于，该方法包括在一预定时间内，持续取样一指示物反射该特定光线的光线，以据以产生一第一影像信号以及一第二影像信号，分别与一第一感测影像信号以及一第二感测影像信号相关； 根据该第一与该第二感测影像信号，输出一动态向量信号，代表该指示物移动的轨迹；其中该指示物是于该感测数组的一第一区域内移动。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，根据该动态向量信号与该预定时间，控制该目标物移动，包括根据该动态向量信号的一移动方向信息，移动该目标物；根据该动态向量信号的一移动距离信息与该预定时间，产生一速度信息；以及根据该移动距离信息与该速度信息，移动该目标物。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法还包括检测该指示物与该光学触控系统之间的距离。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，当该指示物与该光学触控系统之间的距离大于一预定值时，停止检测该指示物的动态向量信号。
12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法还包括检测该指示物于该光学触控系统的一位置；以及当该位置位于该光学触控系统的一特定区域且停驻于该特定区域时，以以停驻前的该动态向量信号使该目标物持续移动。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，控制该目标物持续移动包括控制该目标物持续以一预定速度信息移动。
全文摘要
本发明公开了一种具轨迹感测功能的光学触控系统包括一光源，用来发射一特定光线；一感测数组，用来在一预定时间内，取样一指示物反射该特定光线的光线，以据以产生一第一与一第二感测影像信号；一移动侦测器，用来根据该第一与该第二感测影像信号，判断该指示物移动的轨迹以输出一动态向量信号；以及一处理器，用来根据该动态向量信号与该预定时间，控制一目标物的移动行为；其中该指示物是于该感测数组的一第一区域内移动。
文档编号G06F3/042GK102999225SQ20111027112
公开日2013年3月27日 申请日期2011年9月14日 优先权日2011年9月14日
发明者吕志宏, 吴志彦, 陈信嘉 申请人:原相科技股份有限公司