物件检测方法以及用于光学触控系统的校正装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光学触控系统，且特别涉及一种光学触控系统的物件检测方法以及用于光学触控系统的校正装置。
【背景技术】
[0002]随着触控技术的发展，触控面板逐渐与显示装置整合形成触控式屏幕，以供使用者直接透过触控方式进行输入操作。光学触控系统因具有高准确度、可靠度佳、损坏率低、支援多点触控以及反应速度快且不受面板制造工艺技术的影响等优点，已被广泛运用于各类中大型电子显示产品，例如游客导览系统或工业控制系统。
[0003]目前光学触控系统包括至少一影像传感器以及多个发光二极管，例如红外光发光二极管(Infrared Light Emitting D1de, IR LED)。简单来说，于光学触控系统运作时,上述发光二极管会发出光线照射光学触控系统的触控面板。当任一物件，例如手指或是触控笔，接触该触控平板时，该物件会遮蔽部份光线而于触控平板形成遮蔽阴影。随后，光学触控系统利用影像传感器提取横跨触控平面的影像，并根据所提取影像中是否存在物件影像以及物件影像的成像位置，计算出物件相对于触控面板的位置，进而达到触控操作。
[0004]然而，当光学触控系统无法有效地依据影像辨识判断物件是否触控平面(例如当物件是悬浮于触控平面时，则容易会造成误判而导致误动作，从而影响光学触控系统的运作)。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明实施例提供一种物件检测方法以及用于光学触控系统的校正装置。所述物件检测方法及校正装置可使光学触控系统快速且准确地判断接近光学触控系统的触控平面的物件是否触碰触控平面或悬浮于触控平面，据以有效提升光学触控系统中触控点的辨识率。
[0006]本发明实施例提供一种物件检测方法，此物件检测方法适用于具至少一影像传感器的光学触控系统。所述物件检测方法包括下列步骤。首先，预先储存一预设触控值查表，其中所述预设触控值查表记录对应第一影像传感器所提取影像中多个物件影像的成像位置的多个预设触控值。其次，提取第一影像，其中第一影像具有对应一指示物的至少一个物件影像。其后，产生对应第一影像的第一亮度曲线。接着，于第一亮度曲线中，界定第一检测区。接着，获取对应物件影像的成像位置的至少一个该预设触控值。而后，比较该第一亮度曲线中对应该第一检测区内至少一个亮度值与至少一个该预设触控值。
[0007]当比较结果显示指示物是触碰触控面板时，根据物件影像于该第一影像的成像位置，计算指示物相对于触控面板的触控位置，以输出一光标参数控制一显示装置上一光标的运作；当比较结果显示该指示物是悬浮于触控面板时，则不计算指示物的触控位置，且不输出光标参数。
[0008]本发明实施例另提供一种用于光学触控系统的校正装置，此校正装置包括触控面板、至少一发光元件、第一影像传感器、参考标示装置以及校正处理单元。触控面板另具有第一边、第二边、相对于第一边的第三边以及相对于第二边的第四边。所述发光兀件用以产生一光线照亮触控面板。第一影像传感器是设置于第一边与第二边的交界处。第一影像传感器的影像感测范围至少涵盖触控面板的第二边与第三边。参考标示装置具有多个参考标示。该些参考标示是位于一辅助框架上，且该些参考标示至少包括第一组参考标示以及第二组参考标示。当辅助框架设置于触控面板上时，第一组参考标示位于第四边，而第二组参考标示位于第三边。校正处理单元耦接第一影像传感器。所述校正处理单元驱动第一影像传感器提取具对应多校正物件的多物件影像以及该些参考标示的多个第一校正影像。校正处理单元并根据该些第一校正影像，获取对应该些物件影像的多个预设触控值。校正处理单元根据各该物件影像以及该些参考标示在对应的第一校正影像的成像位置，计算各该校正物件相对于触控面板的位置。该校正处理单元并根据各该校正物件相对于触控面板的位置以及对应的该些预设触控值，产生一预设触控值查表。
[0009]本发明实施例还提供一种非暂态的电脑可读取媒体(non-transitory computerreadable medium),此非暂态式电脑可读取媒体用以记录一组电脑可执行程序，当电脑可读取记录媒体被处理器读取时，处理器可执行上述光学触控系统的物件检测方法中的该些步骤。
[0010]综上所述，本发明实施例提供一种物件检测方法，可透过比较所提取的横跨触控面板的影像中遮蔽区域与预设对应遮蔽区域位置之间的亮度差异，快速且准确地辨识所检测到的物件是否触碰触控面板或是悬浮于触控面板。所述物件检测方法并可根据判断结果，决定是否计算检测到的物件的触碰位置坐标，进而提升光学触控系统中触控点辨识率与运作效益。
[0011]上文以概略地叙述本发明的技术特征及所达到的技术效果，为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与附图仅用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。
【附图说明】
[0012]图1是本发明实施例提供的光学触控系统的系统架构示意图。
[0013]图2是本发明实施例提供的影像传感器所提取的背景影像的二维影像以及对应背景影像的背景亮度曲线的示意图。
[0014]图3A是本发明实施例提供的背景亮度曲线以及对应具物件影像的第一影像的第一亮度曲线的示意图。
[0015]图3B是本发明另一实施例提供的背景亮度曲线以及对应具物件影像的第一影像的亮度曲线的示意图。
[0016]图4是本发明实施例提供的第一亮度曲线与背景亮度曲线的亮度差异计算过程示意图。
[0017]图5是本发明实施例提供的光学触控系统的物件检测方法的流程示意图。
[0018]图6是本发明另一实施例提供的光学触控系统的物件检测方法的流程示意图。
[0019]图7是本发明另一实施例提供的光学触控系统的物件检测方法的流程示意图。
[0020]图8是本发明另一实施例提供的光学触控系统的物件检测方法的流程示意图。
[0021]图9是本发明另一实施例提供的光学触控系统的物件检测方法的流程示意图。
[0022]图10是本发明实施例提供的第一检测区界定方法的流程示意图。
[0023]图11是本发明实施例提供的用于光学触控系统的校正装置的架构示意图。
[0024]图12A?12C分别是本发明实施例提供的校正物件布设位置的示意图。
[0025]图13是本发明实施例提供的校正方法的流程示意图。
[0026]图14是本发明实施例提供的预设触控值的获取方法的流程示意图。
[0027]图15是本发明另一实施例提供的光学触控系统的系统架构示意图。
[0028]图16是本发明实施例提供的光学触控系统的物件检测方法的流程示意图。
[0029]其中，附图标记说明如下:
[0030]1、4:光学触控系统
[0031]11:触控面板
[0032]110:触控面
[0033]111,311:第一边
[0034]113、313:第二边
[0035]115、315:第三边
[0036]117、317:第四边
[0037]120:发光元件
[0038]130:反光镜
[0039]140:第一反光单元
[0040]150:第二反光单元
[0041]410:第三反光单元
[0042]12:影像传感器
[0043]12a:第一影像传感器
[0044]12b:第二影像传感器
[0045]13:处理单元
[0046]14、36:储存单元
[0047]15传输单元
[0048]16:影像显示装置
[0049]161:光标
[0050]2:使用者
[0051]21:手指
[0052]30:校正装置
[0053]31:操作面板
[0054]32:第一影像传感器
[0055]33:发光元件
[0056]34:参考标示装置
[0057]35:校正处里单元
[0058]DR:背景区域
[0059]BR:强光区域
[0060]H:触控感测区域的高度
[0061]Pl ?PN:像素
[0062]FB:影像
[0063]CPll ?CPXY、CP1’ ?CPj’、CPl’’ ?CPz’’:校正物件
[0064]C10、C20、C30、C30，:曲线
[0065]LBl:左边界
[0066]RBl:右边界
[0067]H_UB:强光上边界
[0068]H_LB:强光下边界
[0069]P_BG1?P_BGK:背景亮度值
[0070]P_TP1 ?Ρ_ΤΡΚ:亮度值
[0071]Al?Α15:参考标示
[0072]D1、D2、D3:距离
[0073]S500?S590:步骤流程
[0074]S61?SMO:步骤流程
[0075]S710?S75O:步骤流程
[0076]S801?S807:步骤流程
[0077]S901?S907:步骤流程
[0078]S1001 ?SlOl3:步骤流程
[0079]S1301 ?S1311:步骤流程
[0080]S1401 ?S1405:步骤流程
[0081]S1601 ?S1615:步骤流程
【具体实施方式】
[0082]在下文中，将通过【附图说明】本发明的各种例示实施例来详细描述本发明。然而，本发明所述的概念可以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。此外，在附图中相同参考数字可用以表示类似的元件。
[0083]〔光学触控系统的实施例〕
[0084]请参照图1，图1绘示本发明实施例提供的光学触控系统的系统架构示意图。光学触控系统I用以感测至少一指示物(pointer)的触控位置。所述指示物可例如为使用者2的手指21、触控笔(stylus)或触控杆等触控物件，但本发明并不以此为限。
[0085]光学触控系统I包括触控面板11、影像传感器12、发光兀件120、反光镜130、第一反光单元140、第二反光单元150、处理单元13、储存单元14、传输单元15以及影像显示装置16。发光元件120、影像传感器12、储存单元14、传输单元15以及影像显示装置16分别耦接于处理单元13。简单来说，于光学触控系统I运作时，处理单元13会根据影像传感器12的感测结果，对应控制影像显示装置16上光标161的动作。
[0086]影像传感器12、发光元件120、反光镜130、第一反光单元140以及第二反光单元150皆是配置在触控面板11上。所述面板11可例如为一白板(whiteboard)、透明板(例如玻璃板或塑胶板)或一触控屏幕(touch screen)。
[0087]于本实施例中，触控面板11实质上为一块矩形板，且所述触控面板11具有一触控面110，而触控面110的形状亦为矩形。所述触控面110为一反光镜或一反光面。触控面板11具四条直线边，亦即第一边111、第二边113、相对于第一边111的第三边115以及相对于第二边113的第四边117。第一边111与第二边113相交形成第一角落(first corner)；第一边111与第四边117相交形成第二角落(second corner);第二边113与第三边115相交形成第三角落(third corner);第三边115与第四边117相交形成第四角落(fourthcorner)。
[0088]触控面110、发光元件120、反光镜130、第一反光单元140以及第二反光单元150所包围的区域为光学触控系统I的触控感测区TR。所述触控感测区TR具有一高度H，其中高度H是依据光学触控系统I的实际架构与运作需求来设置。
[0089]发光元件120是设置在触控面板11的第一边111。发光元件120用以提供光学触控系统I运作时所需光源。发光元件120用以发出不可见光(invisible light),例如红外光(infrared light)或紫外光(ultrav1let light),以照亮整个触控面板11。
[0090]于一实施方式中，发光元件120可包括多个发光体，且该些发光体是沿触控面板11的第一边111排列。于另一实施方式中，发光元件120亦可包括一发光体与一导光元件(light guide),例如导光板。发光体将产生光线以散射方式散布至整个导光兀件,并由导光元件将光线均匀射出至触控面板11上。所述发光体可例如为红外光发光二极管(IRLED)或紫外光二极管(UV LED)。发光元件120所发出的光线也可以是可见光(visiblelight)。发光元件120的实际实施方式可依据光学触控系统I的实际运作需求来设置，本实施例并不限制。
[0091]反光镜130是设置于触控面板11的第四边117上，且反光镜130是凸出于触控面110上。具体地说，反光镜130是由触控面110往触控面110的上方延伸高度H。反光镜130包含一反光镜面，且反光镜面面向触控面板11，以反射发光元件120所发出的不可见光或可见光至触控面板11。
[0092]反光镜130同时用以形成对应触控感测区TR的镜像(mirror image),并产生在触控面110上进行操作的指示物的镜像(未绘示于图1)。反光镜130可以是