专利名称：触控装置的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种触控装置，且特别是有关于一种使用光线发射器与接收器以及摄影机的触控装置。
背景技术：
现有的触控装置，依照触控感应的原理可分为电阻式、电容式和光学式。一般而言，电阻式和电容式触控装置比较适合应用在中、小尺寸的显示器上，而中、大尺寸的显示器，包括投影设备，则比较适合使用光学式触控装置。请参阅图5，图5所绘示为现有的第一触控装置的示意图。此第一触控装置是采用两组红外线发射器与接收器来定位，显示器300具有显示屏幕301，显示屏幕301的四边中，左边平均布设有第一红外线发射器310，右边平均布设有用以感测第一红外线发射器310所发射的红外线的第一红外线接收器320 ;下边平均布设有第二红外线发射器330，上边平均布设有用以感测第二红外线发射器330所发射的红外线的第二红外线接收器340。当使用者以手指350触摸显示屏幕301，手指350会遮断一部分红外线的发射与接收的路径，使某一个或某几个第一红外线接收器320与第二红外线接收器340，无法感测到第一红外线发射器310与第二红外线发射器330所发射的红外线，进一步推算后可取得手指350所触摸位置的坐标。但此触控装置需设置两组红外线发射器与接收器，因此成本较高且耗电量也较大。请参阅图6，图6所绘示为现有的第二触控装置的示意图。显示器400具有显示屏幕401，显示屏幕401的左上角与右上角分别设置有第一摄影机410与第二摄影机420，第一摄影机410与第二摄影机420的拍摄范围涵盖有显示屏幕401，当使用者以手指430触摸显示屏幕401，第一摄影机410与第二摄影机420会分别拍摄到不同角度的手指430，藉由几何光学与三角定位的运算可取得手指430所触摸位置的坐标。但此种触控装置需负荷较庞大的计算量，在精度上也较差。且当使用者的手指430尚未接触到显示屏幕401且还有一段距离，但摄影机已经拍到手指430时，此第二触控装置便会开始计算触摸位置的坐标，但实际上这很可能并非使用者所欲触摸的位置，这意谓此第二触控装置在使用上容易造成使用者误触的情况。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在提出一种触控装置，其系藉由一组光线发射器与接收器(如红外线发射器与接收器)和一个摄影机的互相搭配，达到触控的效果，以期能解决成本较高与耗电量较大，或计算量较大、精度较差以及易造成误触的情况。为达到上述目的，本发明提出一种触控装置，其适用于具有显示屏幕的显示器。此触控装置包括有复数个光线发射器、复数个光线接收器、摄影机、储存单元与控制单元。其中，复数个光线发射器布设于显示屏幕的四边的其中一边，并用以发射光线。复数个光线接收器布设于这些光线发射器在显示屏幕上的另相对边，并用以感测光线发射器所发射的光线，当未感测到光线发射器的光线时产生一遮断信号。而摄影机设置于显示屏幕的四边的其中一边，此摄影机拍摄范围涵盖了所述的显示屏幕，当不透光物体极接近或直接接触显示屏幕时产生一反射信号。控制单元与这些光线发射器、这些光线接收器以及摄影机电性连接，控制单元接收遮断信号与反射信号后，进一步运算以产生一触控点坐标值。在触控装置一种示意性实施方式中，显示器可以为阴极射线管(Cathode RayTube,缩写为CRT)显示器、液晶显示器(Liquid Crystal Display,缩写为IXD)、等离子显示器(Plasma Display Panel，缩写为TOP)或投影机。其中，若此显示器为投影机时，所述的显示屏幕即为投影机投射影像用的布幕或墙面等。在触控装置一种示意性实施方式中，摄影机设置于显示屏幕的四边的其中一边且靠近这些光线发射器。在触控装置一种示意性实施方式中，控制单元通过这些光线发射器与这些光线接收器的遮断信号，进行一中心值的计算，以产生一纵轴坐标。在触控装置一种示意性实施方式中，控制单元通过这些光线发射器与这些光线接收器的遮断信号，进行一重心值的计算，以产生一纵轴坐标。在触控装置一种示意性实施方式中，显示屏幕的任一点对应于摄影机，皆具有一校正角度，控制单元通过校正角度与纵轴坐标进行三角函数运算，以产生一横轴坐标，纵轴坐标与横轴坐标的组合即为触控点坐标值。在触控装置一种示意性实施方式中，校正角度储存于一储存单元，以供控制单元存取及运算。在触控装置一种示意性实施方式中，光线发射器为红外线发射器，用以发射红外线，这些光线接收器为红外线接收器，用以感测红外线。摄影机为红外线摄影机，具有拍摄红外线的功能，摄影机具有广角镜头。当有不透光的物体极接近或直接接触所述的显示屏幕，会使光线接收器无法感测到红外线而产生遮断信号，并使摄影机产生反射信号，当控制单元接收此遮断信号与此反射信号，会进一步运算。首先，控制单元通过遮断信号进行中心值或重心值的计算，以产生纵轴坐标。接着，控制单元通过反射信号取得储存于储存单元中的校正角度，并通过校正角度与纵轴坐标进行三角函数运算，以产生横轴坐标。所述的纵轴坐标与横轴坐标的组合为触控点坐标值。本发明所提出的一种触控装置，较现有技术，具有更省电、更省成本的优点，且计算量较低而精度较高。另外，当使用者进行触控操作时，因手指需要极接近或直接接触到显示屏幕时，才会因手指遮断红外线的发射与接收的路径而使此触控装置产生遮断信号，控制单元在接收到此遮断信号后才会进一步计算触控点坐标值，因此不容易造成使用者误触的情况。为让本发明的目的、特征和优点能使该领域具有通常知识者更易理解，下文举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
图1所绘示为本发明一较佳实施例的触控装置的示意图。图2所绘示为本发明一较佳实施例的触控装置的立体图。
图3所绘示为本发明一较佳实施例的触控装置的运作流程图。图4所绘示为本发明一较佳实施例的遮断信号的重心值运算的示意图。图5所绘示为现有的第一触控装置的示意图。图6所绘示为现有的第二触控装置的示意图。标号说明
100.300.400:显示器
101.301.401:显示屏幕
110:光线发射器
111:第一光线发射器 112:第二光线发射器 113:第三光线发射器
120:光线接收器
121:第一光线接收器
122:第二光线接收器
123:第三光线接收器
124:第四光线接收器
125:第五光线接收器
126:第六光线接收器
127:第七光线接收器
128:第八光线接收器 130,410,420:摄影机 200、210、350、430:手指 310:第一红外线发射器 320:第一红外线接收器 330:第二红外线发射器 340:第二红外线接收器 410:第一摄影机
420:第二摄影机 α:校正角度 X:横轴坐标 Y:纵轴坐标 SlOl:启动触控装置
S103:光线发射器发射红外线，光线接收器感测红外线
S105:是否产生遮断信号
S107:计算纵轴坐标
S109:取得校正角度
Slll:计算横轴坐标
S113:产生并输出触控点坐标值。
具体实施例方式请同时参阅图1与图2，图1所绘示为本发明一较佳实施例的触控装置的示意图，图2所绘示为本发明一较佳实施例的触控装置的立体图。此触控装置应用于显示器100，显示器100具有显示屏幕101。在本实施例中，显示器100为液晶显示器,但在不同实施例中，显示器可以为阴极射线管显示器、等离子显示器或投影机。触控装置包括有一组光线发射器与接收器(其包括复数个光线发射器110、复数个光线接收器120)、一个摄影机130、储存单元与控制单元(图中未绘示)。复数个光线发射器110平均布设于显示屏幕101的四边的其中一边，此些光线发射器110用以发射光线。复数个光线接收器120平均布设于此些光线发射器110在显示屏幕101上的另相对边，此些光线接收器120用以感测光线发射器110所发射的光线。在本实施例中，光线发射器110平均布设于显示屏幕101的左边，光线接收器120平均布设于显示屏幕101的右边，但在不同实施例中，光线发射器亦可以布设于显示屏幕的右边、上边或下边，而光线接收器则设置在相对于所述的光线发射器的另一边。另外，在本实施例中，所述的光线为红外线，亦即光线发射器110为红外线发射器，光线接收器120为红外线接收器，但在不同实施例中，所述的光线亦可以为光波长属于不可见光的激光，并且光线发射器为激光的发射器，光线接收器为激光的接收器。摄影机130设置于显示屏幕101的四边的其中一边且靠近所述的光线发射器110。在本实施例中，摄影机130设置于显示屏幕101的左上角，但在不同实施例中，摄影机亦可根据光线发射器的位置而设置于显示屏幕的左下角、右上角或右下角。摄影机130为红外线摄影机，具有拍摄红外线的功能，且摄影机130具有广角镜头，其拍摄范围涵盖了显示屏眷 101。控制单元分别与这些光线发射器110、这些光线接收器120以及摄影机130电性连接。当有不透光的物体极接近或直接接触到显示屏幕101，会使这些光线发射器110与这些光线接收器120之间发射与接收红外线的路径被遮断，使部份光线接收器120感测不到红外线而产生遮断信号，以及使摄影机130通过不透光物体上红外线的反射而产生反射信号，控制单元接收遮断信号与反射信号，进一步运算以产生触控点坐标值，触控点坐标值即为此不透光物体位于触控区域的中心或重心位置。请同时参阅图1与图3，图3所绘示为本发明一较佳实施例的触控装置的运作流程图。在步骤SlOl中，启动此触控装置开始运作，接着进行步骤S103。在步骤S103中，光线发射器110接受控制单元的指令，开始发射红外线，而和光线发射器110处于相对位置的光线接收器120开始感测光线发射器110所发射的红外线，接着进行步骤S105。在步骤S105中，控制单元会判断是否产生遮断信号，若否，表示无不透光的物体极接近或直接接触显示屏幕101，亦即使用者尚未进行触控，则返回继续进行步骤S105;若是，则表示有不透光的物体极接近或直接接触显示屏幕101，亦即使用者欲进行触控，接着进行步骤S107。在步骤S107中，控制单元会根据遮断信号计算纵轴坐标Y。请参阅图1所示，当使用者以手指200触摸显示屏幕101，手指200会遮断第一光线发射器111、第二光线发射器112与第三光线发射器113所发射的红外线，使得处于相对位置的第一光线接收器121、第二光线接收器122与第三光线接收器123无法感测到红外线。于是，第一光线接收器121、第二光线接收器122与第三光线接收器123会传送遮断信号至控制单元。控制单元会根据遮断信号得知被遮断的光线接收器120为第一光线接收器121、第二光线接收器122与第三光线接收器123，然后进行中心值或重心值的运算，以产生纵轴坐标Y。若为中心值的运算，即是将相对位置为最高和最低的第三光线接收器123和第一光线接收器121的纵轴坐标相加后除以2，所得的值即为纵轴坐标Y ;若为重心值的运算，于后文会另外举例详述，接着进行 S109。在步骤S109中，摄影机130拍摄到手指200位于显示屏幕101上的影像，同时拍摄到手指200所反射的红外线，而产生反射信号，控制单元根据此反射信号由储存单元取得校正角度α。校正角度为此触控装置在制造时预先通过校正而产生的角度值，其储存在储存单元内。位于显示屏幕101上的任一点(Pixel)皆具有相对应于此点的校正角度，控制单元根据反射信号，可找出其所代表为触控区域中的哪一点，并取得相对应于此点的校正角度，接着进行步骤S111。在步骤Slll中，控制单元通过校正角度α与纵轴坐标Y进行三角函数运算，以产生横轴坐标X，其中横轴坐标X为校正角度α的正切(tangent)乘以纵轴坐标Y，接着进行步骤S113。在步骤S113中，控制单元将纵轴坐标Y与横轴坐标X组合以产生触控点坐标值，并进行输出。请参阅图4，图4所绘示为本发明一较佳实施例的遮断信号的重心值运算的示意图。以图1所示的触控装置为例，因手指210为不规则几何构造的物体，因此当手指210触摸显示屏幕101时，因手指210的不规则几何构造所产生的空隙，导致红外线被遮断的状况可能并不一致，举例来说，手指210完全遮断了第六光线接收器126原本应感测到的红外线，此时第六光线接收器126的红外线感测值为0%，而第四光线接收器124、第五光线接收器125、第七光线接收器127与第八光线接收器128的红外线感测值则分别为80%、40%、30%与70%，在此情况下，可根据红外线感测值的比例记入权重，以重心值进行运算，产生较精确的纵轴坐标。综上所述，本发明所提出的一种触控装置，具有更省电、更省成本的优点，且计算量较低而精度较高。另外，当使用者进行触控操作时，因手指需要极接近或直接接触到显示屏幕时，才会因手指遮断红外线的发射与接收的路径而使此触控装置产生遮断信号，控制单元在接收到此遮断信号后才会进一步计算触控点坐标值，因此不容易造成使用者误触的情况。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用于限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.触控装置，适用于一显示器，该显示器(100)具有一显示屏幕(101)，该触控装置包括: 复数个光线发射器(110)，布设于该显示屏幕(101)的四边的其中一边，该些光线发射器(110)用以发射光线； 复数个光线接收器(120)，布设于该些光线发射器(110)在该显示屏幕(101)上的相对边，该些光线接收器(120)用以感测该些光线发射器(110)所发射的光线，当未感测到该光线发射器(110)的光线时产生一遮断信号； 一摄影机(130)，设置于该显示屏幕(101)的四边的其中一边，该摄影机(130)的拍摄范围涵盖该显示屏幕(101)，当不透光物体极接近或直接接触该显示屏幕(101)时产生一反射信号；以及 一控制单元，与该些光线发射器(110)、该些光线接收器(120)以及该摄影机(130)电性连接，该控制单元接收该遮断信号与该反射信号后，进一步运算以产生一触控点坐标值。
2.如权利要求1所述的触控装置，其中，该摄影机(130)设置于该显示屏幕(101)的四边的其中一边且靠近该些光线发射器(110)。
3.如权利要求2所述的触控装置，其中，该控制单元通过该些光线发射器(110)与该些光线接收器(120)的该遮断信号，进行一中心值的计算，以产生一纵轴坐标。
4.如权利要求2所述的触控装置，其中，该控制单元通过该些光线发射器(110)与该些光线接收器(120)的该遮断信号，进行一重心值的计算，以产生一纵轴坐标。
5.如权利要求3或4所述的触控装置，其中，该显示屏幕(101)的任一点对应于该摄影机(130)，皆具有一校正角度，该控制单元通过该校正角度与该纵轴坐标进行三角函数运算，以产生一横轴坐标，该纵轴坐标与该横轴坐标的组合即为该触控点坐标值。
6.如权利要求5所述的触控装置，其中，该校正角度储存于一储存单元，以供该控制单元存取及运算。
7.如权利要求1所述的触控装置，其中，该些光线发射器(110)为红外线发射器，用以发射红外线，该些光线接收器(120)为红外线接收器，用以感测红外线。
8.如权利要求7所述的触控装置，其中，该摄影机(130)为红外线摄影机，具有拍摄红外线的功能。
9.如权利要求1所述的触控装置，其中，该摄影机(130)具有广角镜头。
10.如权利要求1所述的触控装置，其中，该显示器(100)为阴极射线管显示器、液晶显示器、等离子显示器或投影机。
全文摘要
本发明是有关于一种触控装置，包括用以发射红外线的复数个光线发射器、用以接收红外线的复数个光线接收器、摄影机、储存单元与控制单元。当不透光的物体极接近或直接接触显示屏幕，会使部份光线接收器感测不到红外线而产生遮断信号，以及使摄影机产生反射信号，控制单元接收遮断信号与反射信号后，进一步运算以产生并输出触控点坐标值。本发明较现有技术，具有更省电、更省成本的优点，且计算量较低而精度较高，也不容易造成使用者误触的情况。
文档编号G06F3/042GK103164085SQ20111042299
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者林心薇, 吴季庭, 廖尤仲, 陈旭宏, 李信宏 申请人:冠捷投资有限公司