光学触控系统及其物件分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种触控系统，且特别涉及一种光学触控系统以及其物件分析方法。
【背景技术】
[0002] 随着触控技术的发展，面板逐渐与显示设备整合形成触摸屏，以供使用者直接通 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、支持多点 触控以及反应速度快且不受面板制造技术的影响等优点，目前已广泛地应用于各类中大型 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感测器以及多个发光二极管，例如红外光发光 二极管（Infrared Light Emitting Diode, IR LED)。在光学触控系统运行时，上述发光二 极管会发出光线照射光学触控系统的触控平面。当一物件，例如手指或是触控笔，接触该触 控平面时，该物件会遮蔽部份光线而于触控平面形成遮蔽阴影。光学触控系统会利用影像 感测器撷取横跨触控平面的影像，并根据所撷取影像中是否存在阴影以及阴影成像位置计 算出物件相对于触控平面上的位置，进而达到触控操作的功能。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例提供一种光学触控系统以及其物件分析方法，此物件分析方法可快 速且准确地判断接近光学触控系统的触控平面的物件是触碰触控平面或悬浮于触控平面， 以此有效提升光学触控系统中触控点的识别率。
[0005] 本发明实施例提供一种光学触控系统的物件分析方法，此物件分析方法包括下列 步骤。首先，驱动一影像感测装置撷取横跨该触控面的第一影像。所述第一影像具有对应该 指示物的一物件影像。接着，在所述第一影像中定义出对应该物件影像的一影像区域。而 后，根据影像区域中多个像素之间的亮度差异，判断该指示物是否触碰触控面或是悬浮于 触控面。当判断该指示物触碰触控面时，根据第一影像中该物件影像的成像位置，计算该指 示物相对于该面板的一触控坐标。
[0006] 本发明实施例另提供一种光学触控系统的物件分析方法，其中光学触控系统包括 面板、第一影像感测装置以及第二影像感测装置。所述第一影像感测装置与第二影像感测 装置是分别设置于面板上不同位置，且具有重叠的影像感测范围。所述物件分析方法包括 下列步骤。首先，驱动第一影像感测装置以及第二影像感测装置撷取对应面板的触控面的 第一背景影像以及第二背景影像。而后，驱动第一影像感测装置以及第二影像感测装置分 别撷取横跨该触控面的第一影像及第二影像。所述第一影像具有对应该指示物的第一物件 影像，而所述第二影像具有对应该指示物的第二物件影像。接着，在第一影像中定义出对应 第一物件影像的第一影像区域。而在第二影像中定义出对应第二物件影像的第二影像区 域。随后，分别根据第一影像区域以及第二影像区域中多个像素之间的亮度差异，判断指示 物是触碰触控面或是悬浮于触控面。
[0007] 本发明实施例还提供一种光学触控系统，且所述光学触控系统耦接一影像显示设 备。所述光学触控系统包括一面板、至少一发光源、一反光镜、至少一反光单元、影像感测装 置以及处理单元。所述面板具有一触控面。该至少一发光元件用以产生一光线照亮该触控 面。所述反光镜用以产生该面板的镜像。该至少一反光单元用以反射该发光元件产生的该 光线。影像感测装置用以撷取横跨该触控面的多张影像，且该多个影像的至少其中之一具 有对应指示物的一物件影像以及一镜像。处理单元耦接影像感测装置以及该发光元件。当 处理单元驱动该影像感测装置撷取横跨该触控面的一第一影像，且所述第一影像具有对应 该指示物的该物件影像以及该镜像时，处理单元在该第一影像中定义对应该物件影像的一 影像区域。处理单元根据影像区域内多个像素之间的亮度差异，判断该指示物是否触碰触 控面或是悬浮于触控面。处理单元并根据判断结果，决定是否计算该指示物相对于该面板 的一触控坐标。
[0008] 本发明实施例还提供一种非瞬时的计算机可读取媒体（non-transitory computer readable medium)，此非瞬时式计算机可读取媒体用以记录一组计算机可执行 程序，当计算机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 分析方法中的该多个步骤。
[0009] 综上所述，本发明实施例提供一种光学触控系统以及其物件分析方法，所述物件 分析方法可根据所撷取的横跨触控面的影像中遮蔽区域的亮度分布信息，快速且准确地判 断检测到的物件是触碰触控平面或悬浮于触控面，有效辨识指示物的触控状态。所述物件 分析方法并可根据判断结果，决定是否计算检测到的物件的触控坐标，进而有效提升光学 触控系统中触控点识别率与运行效率。
[0010] 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，但是此等说明与所 附图式仅是用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。
【附图说明】
[0011] 图1是本发明实施例提供的光学触控系统的系统结构示意图。
[0012] 图2A是本发明实施例提供的影像感测装置所撷取的具有物件影像的示意图。
[0013]图2B是本发明实施例提供的影像感测装置所撷取另一具有物件影像的二维影像 的示意图。
[0014]图3A是本发明实施例提供的影像感测装置撷取的背景影像及其对应的亮度曲线 的示意图。
[0015] 图3B是本发明实施例提供的影像感测装置所撷取的具有物件影像的二维影像的 示意图。
[0016] 图3C是对应图3B所示的二维影像的亮度曲线的示意图。
[0017] 图4A~图4B分别是本发明另一实施例提供的影像感测装置所撷取的具有物件影 像的二维影像的示意图。
[0018]图5A是本发明实施例提供的光学触控系统的操作示意图。
[0019] 图5B是对应图5A的影像感测装置所撷取的部分影像的示意图。
[0020] 图6是本发明实施例提供的光学触控系统的物件分析方法的流程示意图。
[0021] 图7是本发明另一实施例提供的光学触控系统的物件分析方法的流程示意图。
[0022] 图8是本发明另一实施例提供的光学触控系统的物件分析方法的流程示意图。
[0023] 图9是本发明实施例提供的影像感测装置所撷取的具有物件影像的二维影像的 示意图。
[0024] 图10是本发明另一实施例提供的光学触控系统的物件分析方法的流程示意图。
[0025] 图11是本发明另一实施例提供的光学触控系统的物件分析方法的流程示意图。
[0026] 图12是本发明实施例提供的背景影像中强光区域界定方法的流程示意图。
[0027] 图13是本发明另一实施例提供的光学触控系统的系统结构示意图。
[0028] 图14A~图14B是本发明另一实施例提供的影像感测装置所撷取的具有物件影像 的影像的示意图。
[0029] 图15是本发明实施例提供的光学触控系统的物件分析方法的流程示意图。
[0030] 其中，附图标记说明如下：
[0031] 1、3:光学触控系统
[0032] 11 :面板
[0033] 110:触控面
[0034] 111 :第一边缘
[0035] 113:第二边缘
[0036] 115:第三边缘
[0037] 117:第四边缘
[0038] 120 :发光元件
[0039] 130 :反光镜
[0040] 140 :第一反光单元
[0041] 150 :第二反光单元
[0042] 310 :第三反光单元
[0043] 12 :影像感测装置
[0044] 1如：第一影像感测装置
[0045] Ub :第二影像感测装置
[0046] 13 :处理单元
[0047] 14 :存储单元
[0048] 15 :传输单元
[0049] 16 :影像显示设备
[0050] 161 :光标
[0051] 2:使用者
[0052] 21 :手指
[0053] DR :背景区域
[0054] BR :强光区域
[0055] H:触控感测区域的高度
[0056] P1 ~PN :像素
[0057] F1 ~F8、FB:影像
[0058] 121、121，、I21a、I21b、141、ITP、ITP，：物件影像
[0059] LB、LB1、LB2 :左边界
[0060] RB、RB1、RB2 :右边界
[0061] H_UB:强光上边界
[0062] H_LB :强光下边界
[0063] IA、IA，、IA1、IA2 :影像区域
[0064] IS :虚像空间
[0065] RS :实像空间
[0066] TP :触控点位置
[0067] TP' ：触控点的镜像位置
[0068] 120' ：发光元件的镜像
[0069] 140' ：第一反光单元的镜像
[0070] 150' ：第二反光单元的镜像
[0071] SL:第一感测路线
[0072] SL' ：第二感测路线
[0073] D1、D2、D3:距离
[0074] A1、A2:夹角
[0075] L :像素行数量
[0076] VA :视野范围
[0077] i :第i像素行
[0078] C10、C20、C30 :曲线
[0079] S6〇l~S6〇9 :步骤流程
[0080] S701~S709 :步骤流程
[0081] S801~S807 :步骤流程
[0082] S1001 ~S1007 :步骤流程
[0083] S1101 ~S1107 :步骤流程
[0084] S1201 ~S1209 :步骤流程
[0085] S1501 ~S1515 :步骤流程
【具体实施方式】
[0086] 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有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，在图式中相同参考数字可用以表示类似的元件。
[0087] 本发明的光学触控系统可主动在影像感测装置所撷取到具有对应一指示物的物 件影像的影像中定义一影像区域，并根据影像区域内的像素亮度分布信息，准确地判断靠 近或接近光学触控系统的触控区域的该指示物是触碰（touching)光学触控系统的触控平 面或是悬浮（hovering)于触控平面。以此，有效提升光学触控系统中触控点识别率与触控 灵敏度的运行。
[0088] 〔光学触控系统的实施例〕
[0089] 请参照图1，图1显示本发明实施例提供的光学触控系统的系统结构示意图。光学 触控系统1用以感测至少一指示物（p