光學(xué)觸控裝置及其相關(guān)的圖像偵測(cè)組件和定位方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光學(xué)觸控裝置的定位方法，適用在光學(xué)觸控裝置。所述光學(xué)觸控裝置包括一個(gè)圖像偵測(cè)組件。所述圖像偵測(cè)組件偵測(cè)遮光物的成像位置，并根據(jù)所述成像位置產(chǎn)生所述遮光物在平面上的觸碰位置。所述圖像偵測(cè)組件具有多個(gè)畫素。所述定位方法包括將所述多個(gè)畫素沿第一方向劃分成第一群與第二群，當(dāng)所述第一群和所述第二群同時(shí)偵測(cè)到所述遮光物形成的暗點(diǎn)時(shí)，分析所述暗點(diǎn)分別在所述第一群與所述第二群成像的面積比值，以及根據(jù)所述面積比值計(jì)算所述暗點(diǎn)在所述圖像偵測(cè)組件的所述成像位置。本發(fā)明的光學(xué)觸控裝置及其相關(guān)圖像偵測(cè)組件和定位方法可精確地計(jì)算出暗點(diǎn)在感測(cè)區(qū)域的位置，以提高使用遮光物進(jìn)行觸控定位的準(zhǔn)確度。
【專利說(shuō)明】光學(xué)觸控裝置及其相關(guān)的圖像偵測(cè)組件和定位方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光學(xué)觸控裝置及其定位方法，特別是有關(guān)一種可提高坐標(biāo)定位精確度的光學(xué)觸控裝置及其相關(guān)的圖像偵測(cè)組件和定位方法。

【背景技術(shù)】
[0002]觸控功能已成為現(xiàn)今許多電子裝置的常見功能，而觸控裝置即為實(shí)現(xiàn)觸控功能所需的電子組件。目前觸控裝置的種類主要包括電阻式、電容式、光學(xué)式等，電子裝置可根據(jù)不同的觸控需求而搭配不同種類的觸控裝置。
[0003]請(qǐng)參閱圖1，圖1為一種公知光學(xué)觸控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。光學(xué)觸控裝置100包括導(dǎo)光模塊110、光源模塊120以及圖像偵測(cè)模塊130。其中，導(dǎo)光模塊110包括沿矩形軌跡的三個(gè)邊依次排列的反光條112a、112b、112c。反光條112a與反光條112c相對(duì)，并且反光條112b位在反光條112a與反光條112c之間，而上述矩形軌跡內(nèi)的區(qū)域?yàn)楦袦y(cè)區(qū)114。此外，光源模塊120包括發(fā)光組件122a、122b，而此兩個(gè)發(fā)光組件122a、122b分別設(shè)置在反光條112a、112c的遠(yuǎn)離反光條112b的一端。光源模塊120用以提供光線至反光條112a、112b、112c，而反光條112a、112b、112c用以反射光源模塊120提供的光線。另外，圖像偵測(cè)模塊130包括圖像偵測(cè)組件132a、132b，而此兩個(gè)圖像偵測(cè)組件132a、132b也分別設(shè)置在反光條112a、112b的遠(yuǎn)離反光條112b的一端。圖像偵測(cè)組件132a、132b分別包括沿直線方向排列的多個(gè)畫素135。這些畫素135用來(lái)偵測(cè)位在感測(cè)區(qū)114內(nèi)的遮光物(即觸控點(diǎn))，從而進(jìn)一步根據(jù)所偵測(cè)到的信息計(jì)算出遮光物的位置(或稱坐標(biāo))。
[0004]詳細(xì)地說(shuō)，圖像偵測(cè)組件132a的視野涵蓋反光條112b、112c，也就是說(shuō)，圖像偵測(cè)組件132a的這些畫素135分別用以感測(cè)反光條112b、112c的一部分。當(dāng)遮光物位在感測(cè)區(qū)114內(nèi)時(shí)，圖像偵測(cè)組件132a所偵測(cè)到的由遮光物造成的暗點(diǎn)是位在反光條112b、反光條112c或是反光條112b、112c的連接處，而此暗點(diǎn)可由圖像偵測(cè)組件132a的部分畫素135偵測(cè)到。同理，圖像偵測(cè)組件132b的視野涵蓋反光條112a、112b，也就是說(shuō)，圖像偵測(cè)組件132b的這些畫素135分別用以感測(cè)反光條112a、112b的一部分。當(dāng)遮光物位在感測(cè)區(qū)114內(nèi)時(shí)，圖像偵測(cè)組件132b所偵測(cè)到的由遮光物造成的暗點(diǎn)是位在反光條112a、反光條112b或反光條112a、112b的連接處，而此暗點(diǎn)可由圖像偵測(cè)組件132b的部分畫素135偵測(cè)到。
[0005]公知光學(xué)觸控裝置100通常采用中心算法或重心算法來(lái)計(jì)算遮光物所造成的暗點(diǎn)的位置，進(jìn)而對(duì)遮光物進(jìn)行定位。但是，采用中心算法或重心算法并不能精確的確定所有位在感測(cè)區(qū)114的遮光物所造成的暗點(diǎn)的位置。具體而言，在采用中心算法的情況下，公知光學(xué)觸控裝置100的感測(cè)區(qū)114內(nèi)存在非敏感區(qū)(insensitive area) 114a。當(dāng)遮光物位在非敏感區(qū)114a時(shí)，因光線的偏斜角較大，所以用中心算法所計(jì)算出的暗點(diǎn)的位置容易產(chǎn)生誤差。此外，在采用重心算法的情況下，當(dāng)遮光物所造成的暗點(diǎn)位在兩相鄰反光條的連接處時(shí)，用重心算法所計(jì)算出的暗點(diǎn)的位置容易產(chǎn)生誤差。
[0006]請(qǐng)參閱圖2，圖2為采用中心算法來(lái)計(jì)算位在圖1的非敏感區(qū)的遮光物所造成的暗點(diǎn)的位置的示意圖。以圖像偵測(cè)組件132b為例，在采用中心算法來(lái)計(jì)算位在非敏感區(qū)114a的遮光物A所造成的暗點(diǎn)Al的位置時(shí)，圖像偵測(cè)組件132b的第η個(gè)畫素135η至第r個(gè)畫素1351都偵測(cè)到遮光物A所造成的位在反光條112a的暗點(diǎn)Al。通過(guò)上述的中心算法所計(jì)算出的暗點(diǎn)Al的中心等于(n + r)/2，也即暗點(diǎn)Al的中心應(yīng)所述對(duì)應(yīng)到第(n + r)/2個(gè)畫素135m。但實(shí)際上，通過(guò)遮光物A的中心以及暗點(diǎn)Al的中心的直線L是連到畫素135m’。也就是說(shuō),暗點(diǎn)Al的正確的中心是對(duì)應(yīng)到的畫素135m’，而非畫素135m。同理，圖像偵測(cè)組件132a也存在相似的問(wèn)題，因此采用中心算法來(lái)計(jì)算位在非敏感區(qū)114a的遮光物A所造成的暗點(diǎn)Al的位置時(shí)，較容易產(chǎn)生誤差。
[0007]請(qǐng)參閱圖3，圖3為采用重心算法來(lái)計(jì)算位在圖1的感測(cè)區(qū)的遮光物所造成的暗點(diǎn)的位置的示意圖。以圖像偵測(cè)組件132a為例來(lái)說(shuō)明采用重心算法來(lái)計(jì)算位在感測(cè)區(qū)114的遮光物B所造成的暗點(diǎn)BI的位置。圖像偵測(cè)組件132a的第x個(gè)畫素135x至第y個(gè)畫素135y都偵測(cè)到遮光物B所造成的暗點(diǎn)BI。上述的重心算法的計(jì)算公式如下:

【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)觸控裝置的定位方法，適用在光學(xué)觸控裝置，所述光學(xué)觸控裝置包括一個(gè)圖像偵測(cè)組件，所述圖像偵測(cè)組件偵測(cè)遮光物的成像位置，并根據(jù)所述成像位置產(chǎn)生所述遮光物在平面上的觸碰位置，所述圖像偵測(cè)組件具有多個(gè)畫素，其特征在于，所述定位方法包括: 將所述多個(gè)畫素沿第一方向劃分成第一群與第二群； 當(dāng)所述第一群和所述第二群同時(shí)偵測(cè)到所述遮光物形成的暗點(diǎn)時(shí)，分析所述暗點(diǎn)分別在所述第一群與所述第二群成像的面積比值；以及 根據(jù)所述面積比值計(jì)算所述暗點(diǎn)在所述圖像偵測(cè)組件的所述成像位置。
2.如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于，當(dāng)所述第一群偵測(cè)到所述遮光物形成的所述暗點(diǎn)時(shí)，通過(guò)第一算法計(jì)算所述暗點(diǎn)在所述圖像偵測(cè)組件的所述成像位置，而當(dāng)所述第二群偵測(cè)到所述遮光物形成的所述暗點(diǎn)時(shí)，通過(guò)第二算法計(jì)算所述暗點(diǎn)在所述圖像偵測(cè)組件的所述成像位置。
3.如權(quán)利要求2所述的定位方法，其特征在于，所述第一算法為重心算法，所述第二算法為中心算法。
4.如權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述光學(xué)觸控裝置具有感測(cè)區(qū)域，各圖像偵測(cè)組件的所述第二群的偵測(cè)視野涵蓋所述感測(cè)區(qū)域中相對(duì)所述圖像偵測(cè)組件的角落。
5.如權(quán)利要求2所述的定位方法，其特征在于，根據(jù)所述面積比值計(jì)算所述暗點(diǎn)在所述圖像偵測(cè)組件的所述成像位置包括: 比較所述暗點(diǎn)位在所述第一群與所述第二群成像的所述面積比值； 由所述面積比值的最大值來(lái)選定所述暗點(diǎn)位在所述第一群或所述第二群；以及 利用相應(yīng)算法計(jì)算所述暗點(diǎn)的所述成像位置。
6.如權(quán)利要求2所述的定位方法，其特征在于，當(dāng)所述暗點(diǎn)在所述第一群與所述第二群的所述面積比值相等時(shí)，設(shè)定所述暗點(diǎn)位在所述第二群，或根據(jù)所述圖像偵測(cè)組件偵測(cè)到的前一暗點(diǎn)的位置，設(shè)定所述暗點(diǎn)位在所述第一群或所述第二群。
7.如權(quán)利要求2所述的定位方法，其特征在于，根據(jù)所述面積比值計(jì)算所述暗點(diǎn)在所述圖像偵測(cè)組件的所述成像位置包括: 利用所述第一算法與所述第二算法分別計(jì)算所述暗點(diǎn)在所述第一群和所述第二群的第一分群成像位置與第二分群成像位置； 將所述暗點(diǎn)在所述第一群與所述第二群成像的所述面積比值分別設(shè)為權(quán)重指數(shù)；以及將所述暗點(diǎn)在所述第一群和所述第二群分別的所述第一分群成像位置與所述第二分群成像位置乘以所述相應(yīng)權(quán)重指數(shù)并加總，以得到所述暗點(diǎn)的所述成像位置。
8.如權(quán)利要求2所述的定位方法，其特征在于，根據(jù)所述面積比值計(jì)算所述暗點(diǎn)在所述圖像偵測(cè)組件的所述成像位置包括: 利用所述第一算法與所述第二算法分別計(jì)算所述暗點(diǎn)在所述圖像偵測(cè)組件的第一暫時(shí)成像位置與第二暫時(shí)成像位置； 將所述暗點(diǎn)在所述第一群與所述第二群成像的所述面積比值分別設(shè)為權(quán)重指數(shù)；以及將所述暗點(diǎn)在所述第一群和所述第二群分別的所述第一暫時(shí)成像位置與所述第二暫時(shí)成像位置乘以所述相應(yīng)權(quán)重指數(shù)并加總，以得到所述暗點(diǎn)的所述成像位置。
9.如權(quán)利要求2所述的定位方法，其特征在于，所述多個(gè)畫素沿所述第一方向進(jìn)一步劃分成所述第一群、所述第二群與第三群，所述第三群位在所述第一群與所述第二群之間，當(dāng)所述第三群偵測(cè)到所述遮光物形成的所述暗點(diǎn)時(shí)，通過(guò)第三算法計(jì)算所述暗點(diǎn)在所述圖像偵測(cè)組件的所述成像位置。
10.如權(quán)利要求9所述的定位方法，其特征在于，所述第三算法包括: 利用所述第一算法與所述第二算法分別計(jì)算所述遮光物形成所述暗點(diǎn)的第一暫時(shí)成像位置與第二暫時(shí)成像位置，以得到第一數(shù)值與第二數(shù)值； 將所述第一數(shù)值乘以第一權(quán)重α，以得到第三數(shù)值，并將所述第二數(shù)值乘以第二權(quán)重(l-α)，以得到第四數(shù)值，并且α大于或等于O并且小于或等于I ;以及 將所述第三數(shù)值與所述第四數(shù)值相加得到所述暗點(diǎn)的所述成像位置。
11.如權(quán)利要求9所述的定位方法，其特征在于，所述第三群的所述多個(gè)畫素中，當(dāng)愈多靠近所述第一群的所述多個(gè)畫素偵測(cè)到所述遮光物形成的所述暗點(diǎn)時(shí)，所述第三算法所使用的所述第一權(quán)重α愈大。
12.如權(quán)利要求9所述的定位方法，其特征在于，所述多個(gè)畫素沿所述第一方向進(jìn)一步劃分成所述第一群、所述第二群、所述第三群與第四群，所述第二群位在所述第三群與所述第四群之間，當(dāng)所述第四群偵測(cè)到所述遮光物形成的所述暗點(diǎn)時(shí)，通過(guò)所述第一算法或所述第三算法計(jì)算所述暗點(diǎn)在所述圖像偵測(cè)組件的所述成像位置。
13.一種光學(xué)觸控裝置，其特征在于，所述光學(xué)觸控裝置包括: 框體，包括第一壁、第二壁、第三壁以及第四壁，所述第一壁與所述第三壁相對(duì)，所述第二壁與所述第四壁相對(duì)，所述框體的內(nèi)側(cè)為感測(cè)區(qū)域； 光源模塊，用以提供光線至所述感測(cè)區(qū)域； 第一圖像偵測(cè)組件，設(shè)置在所述第一壁與所述第二壁的相鄰兩端之間，并且所述第一圖像偵測(cè)組件的視野涵蓋所述第三壁與所述第四壁；以及 第二圖像偵測(cè)組件，設(shè)置在所述第二壁與所述第三壁的相鄰兩端之間，并且所述第二圖像偵測(cè)組件的視野涵蓋所述第一壁與所述第四壁； 其中，所述第一圖像偵測(cè)組件與所述第二圖像偵測(cè)組件分別具有多個(gè)畫素，所述多個(gè)畫素沿第一方向劃分成第一群與第二群，當(dāng)所述第一群和所述第二群同時(shí)偵測(cè)到遮光物形成的暗點(diǎn)時(shí)，分析所述暗點(diǎn)分別在所述第一群與所述第二群成像的面積比值，并根據(jù)所述面積比值計(jì)算所述暗點(diǎn)的成像位置，以根據(jù)所述成像位置產(chǎn)生所述遮光物在平面上的觸碰位置。
14.如權(quán)利要求13所述的光學(xué)觸控裝置，其特征在于，所述第一圖像偵測(cè)組件在所述第一群偵測(cè)到所述遮光物形成的所述暗點(diǎn)時(shí)，通過(guò)第一算法計(jì)算所述暗點(diǎn)在所述第一圖像偵測(cè)組件的所述成像位置，而在所述第二群偵測(cè)到所述遮光物形成的所述暗點(diǎn)時(shí)，通過(guò)第二算法計(jì)算所述暗點(diǎn)在所述第一圖像偵測(cè)組件的所述成像位置。
15.如權(quán)利要求14所述的光學(xué)觸控裝置，其特征在于，所述第一算法為重心算法，所述第二算法為中心算法。
16.如權(quán)利要求14所述的光學(xué)觸控裝置，其特征在于，所述第一圖像偵測(cè)組件比較所述暗點(diǎn)位在所述第一群與所述第二群成像的所述面積比值，由所述面積比值的最大值來(lái)選定所述暗點(diǎn)位在所述第一群或所述第二群，并利用相應(yīng)算法計(jì)算所述暗點(diǎn)的所述成像位置。
17.如權(quán)利要求14所述的光學(xué)觸控裝置，其特征在于，所述第一圖像偵測(cè)組件在所述暗點(diǎn)在所述第一群與所述第二群的所述面積比值相等時(shí)，設(shè)定所述暗點(diǎn)位在所述第二群，或根據(jù)所述第一圖像偵測(cè)組件偵測(cè)到的前一暗點(diǎn)的成像位置，設(shè)定所述暗點(diǎn)位在所述第一群或所述第二群。
18.如權(quán)利要求14所述的光學(xué)觸控裝置，其特征在于，所述第一圖像偵測(cè)組件利用所述第一算法與所述第二算法分別計(jì)算所述暗點(diǎn)的暫時(shí)成像位置或分群成像位置，將所述暗點(diǎn)在所述第一群與所述第二群成像的所述面積比值分別設(shè)為權(quán)重指數(shù)，將所述暗點(diǎn)的所述暫時(shí)成像位置或所述分群成像位置乘以所述相應(yīng)權(quán)重指數(shù)并加總，以得到所述暗點(diǎn)的所述成像位置。
19.如權(quán)利要求14所述的光學(xué)觸控裝置，其特征在于，所述第一圖像偵測(cè)組件的所述多個(gè)畫素沿所述第一方向還包括第三群，所述第三群位在所述第一群與所述第二群之間，當(dāng)所述第三群偵測(cè)到所述遮光物形成的所述暗點(diǎn)時(shí)，通過(guò)第三算法計(jì)算所述暗點(diǎn)在所述第一圖像偵測(cè)組件的所述成像位置。
20.如權(quán)利要求19所述的光學(xué)觸控裝置，其特征在于，所述第一圖像偵測(cè)組件的所述多個(gè)畫素沿所述第一方向還包括第四群，所述第二群位在所述第三群與所述第四群之間，當(dāng)所述第四群偵測(cè)到所述遮光物形成的所述暗點(diǎn)時(shí)，通過(guò)所述第一算法或所述第三算法計(jì)算所述暗點(diǎn)在所述圖像偵測(cè)組件的所述成像位置。
21.如權(quán)利要求13所述的光學(xué)觸控裝置，其特征在于，所述第二圖像偵測(cè)組件的所述多個(gè)畫素沿所述第一方向還包括第三群，所述第三群位在所述第一群與所述第二群之間。
22.如權(quán)利要求21所述的光學(xué)觸控裝置，其特征在于，所述第二圖像偵測(cè)組件的所述多個(gè)畫素沿所述第一方向還包括第四群，所述第二群位在所述第三群與所述第四群之間。
23.如權(quán)利要求13所述的光學(xué)觸控裝置，其特征在于，所述光學(xué)觸控裝置還包括: 多個(gè)導(dǎo)光組件，分別設(shè)置在所述第一壁、所述第三壁與所述第四壁。
24.一種圖像偵測(cè)組件，應(yīng)用在光學(xué)觸控裝置，其特征在于，所述圖像偵測(cè)組件包括: 光接收單元，具有多個(gè)畫素，用來(lái)接收來(lái)自遮光物的光學(xué)信號(hào)，所述多個(gè)畫素沿第一方向劃分成第一群與第二群； 數(shù)位信號(hào)處理單元，電連接所述光接收單元，用來(lái)處理所述多個(gè)畫素所偵測(cè)到的所述光學(xué)信號(hào)；以及 中央處理單元，電連接所述數(shù)位信號(hào)處理單元，所述中央處理單元在所述第一群和所述第二群同時(shí)偵測(cè)到所述遮光物形成的暗點(diǎn)時(shí)，分析所述暗點(diǎn)分別在所述第一群與所述第二群成像的面積比值，并根據(jù)所述面積比值計(jì)算所述暗點(diǎn)的成像位置，以根據(jù)所述成像位置產(chǎn)生所述遮光物在平面上的觸碰位置。
25.如權(quán)利要求24所述的圖像偵測(cè)組件，其特征在于，所述中央處理單元在所述第一群偵測(cè)到所述遮光物形成的所述暗點(diǎn)時(shí)，通過(guò)第一算法計(jì)算所述暗點(diǎn)在所述第一圖像偵測(cè)組件的所述成像位置，而在所述第二群偵測(cè)到所述遮光物形成的所述暗點(diǎn)時(shí)，通過(guò)第二算法計(jì)算所述暗點(diǎn)在所述第一圖像偵測(cè)組件的所述成像位置。
26.如權(quán)利要求25所述的圖像偵測(cè)組件，其特征在于，所述第一算法為重心算法，所述第二算法為中心算法。
27.如權(quán)利要求25所述的圖像偵測(cè)組件，其特征在于，所述中央處理單元比較所述暗點(diǎn)位在所述第一群與所述第二群成像的所述面積比值，由所述面積比值的最大值來(lái)選定所述暗點(diǎn)位在所述第一群或所述第二群，并利用相應(yīng)算法計(jì)算所述暗點(diǎn)的所述成像位置。
28.如權(quán)利要求25所述的圖像偵測(cè)組件，其特征在于，所述中央處理單元在所述暗點(diǎn)在所述第一群與所述第二群的所述面積比值相等時(shí)，設(shè)定所述暗點(diǎn)位在所述第二群，或根據(jù)所述光接收單元偵測(cè)到的前一暗點(diǎn)的成像位置，設(shè)定所述暗點(diǎn)位在所述第一群或所述第二群。
29.如權(quán)利要求25所述的圖像偵測(cè)組件，其特征在于，所述中央處理單元利用所述第一算法與所述第二算法分別計(jì)算所述暗點(diǎn)的暫時(shí)成像位置或分群成像位置，將所述暗點(diǎn)在所述第一群與所述第二群成像的所述面積比值分別設(shè)為權(quán)重指數(shù)，將所述暗點(diǎn)的所述暫時(shí)成像位置或所述分群成像位置乘以所述相應(yīng)權(quán)重指數(shù)并加總，以得到所述暗點(diǎn)的所述成像位置。
30.如權(quán)利要求25所述的圖像偵測(cè)組件，其特征在于，所述多個(gè)畫素沿所述第一方向還包括第三群，所述第三群位在所述第一群與所述第二群之間，當(dāng)所述第三群偵測(cè)到所述遮光物形成的所述暗點(diǎn)時(shí)，通過(guò)第三算法計(jì)算所述暗點(diǎn)在所述第一圖像偵測(cè)組件的所述成像位置。
31.如權(quán)利要求30所述的圖像偵測(cè)組件，其特征在于，所述多個(gè)畫素沿所述第一方向還包括第四群，所述第二群位在所述第三群與所述第四群之間，當(dāng)所述第四群偵測(cè)到所述遮光物形成的所述暗點(diǎn)時(shí)，通過(guò)所述第一算法或所述第三算法計(jì)算所述暗點(diǎn)在所述圖像偵測(cè)組件的所述成像位置。
【文檔編號(hào)】G06F3/042GK104182086SQ201310194256
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2013年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月22日
【發(fā)明者】蘇宗敏, 柯怡賢, 鄭信基, 高銘璨 申請(qǐng)人:原相科技股份有限公司