專利名稱：一種定位補償?shù)姆椒捌涔鈱W式觸控模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種補償方法及其光學式觸控模塊，特別是涉及一種應用于一觸控物位于一屏幕的一觸控面上的定位補償?shù)姆椒捌涔鈱W式觸控模塊。
背景技術：
就一般光學式觸控模塊而言，觸控點的定位都是利用攝影機擷取觸控物位于屏幕的觸控面上的邊框影像，再經(jīng)由觸控物在邊框影像中與邊框的相對位置比對并利用三角函數(shù)計算而得。請參閱圖1，其為現(xiàn)有技術定位一觸控物10的示意圖。如圖1所示，一第一攝影機 12以及一第二攝影機14分別設置于一觸控面16的左右頂角上，在圖1中，第一攝影機12 所在的位置座標被設為原點(即平面座標值為(0，0))，第一攝影機12至第二攝影機14的距離為W，第一攝影機12所擷取到對應觸控物10的攝影角度為θ工，第二攝影機14所擷取到對應觸控物10的攝影角度為θ 2，則由圖1可知，觸控物10位于觸控面16上的平面座標值即可通過下列公式計算而得X = [W*tan ( θ 2) ] / [tan ( θ》+tan ( θ 2)]；Y = X*tan ( θ》。由上述可知，觸控物在觸控面上的定位精準度取決于攝影機所擷取到對應觸控物的攝影角度是否正確而定。然而，由于攝影機常會因某些因素，如在光學式觸控模塊使用期間遭受碰撞、組裝不良等，而偏轉離開原本預設的架設角度，因此就會造成觸控物的攝影角度失真，從而產(chǎn)生光學觸控定位錯誤的問題，故往往需要重新調整攝影機的架設角度，此即會造成光學式觸控模塊在實際應用上的諸多不便。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明提供一種應用于一觸控物位于一屏幕的一觸控面上的定位補償?shù)姆椒捌涔鈱W式觸控模塊，藉以解決上述的問題。本發(fā)明提供一種應用于一觸控物位于一屏幕的一觸控面上的定位補償?shù)姆椒?，該方法包含有設置一標記單元于該屏幕的一邊框上、記錄該標記單元在一理想邊框影像內的一理想像素點位置、朝該觸控面擷取一實際邊框影像，以及根據(jù)該標記單元的該理想像素點位置以及在該實際邊框影像內的一實際像素點位置判斷是否調整該觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系。本發(fā)明還提供一種光學式觸控模塊，其包含有一屏幕、一標記單元、至少一影像擷取裝置，以及一影像處理裝置。該屏幕具有一觸控面以及一邊框。該標記單元設置于該邊框上。該影像擷取裝置設置于該屏幕上，該影像擷取裝置用來朝該觸控面擷取一實際邊框影像。該影像處理裝置設置于該屏幕內且電連接于該影像擷取裝置，該影像處理裝置包含有一記錄單元以及一處理單元。該記錄單元用來記錄該標記單元在一理想邊框影像內的一理想像素點位置。該處理單元用來根據(jù)該標記單元的該理想像素點位置以及在該實際邊框影像內的一實際像素點位置判斷是否調整一觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系。綜上所述，本發(fā)明是利用設置標記單元于屏幕的邊框上以及比對標記單元的理想像素點位置與實際像素點位置的方式，判斷是否需調整觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系。


圖1為現(xiàn)有技術定位觸控物的示意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明一實施例所提出的光學式觸控模塊的示意圖。圖3為圖2的影像處理裝置的功能方塊示意圖。圖4為本發(fā)明利用圖2的光學式觸控模塊進行觸控物位于屏幕的觸控面上的定位補償?shù)姆椒ǖ牧鞒虉D。圖5為圖2的標記單元的攝影角度與像素點位置的對應關系示意圖。圖6為圖5的影像擷取裝置順時針偏轉一偏移角度的示意圖。附圖符號說明10 觸控物12第一攝影機14 第二攝影機16、110 觸控面100 光學式觸控模塊102 屏幕104 標記單元106 影像擷取裝置108 影像處理裝置112 邊框114 記錄單元116 處理單元步驟400,402,404,406,408,410
具體實施例方式請參閱圖2，其為根據(jù)本發(fā)明一實施例所提出的一光學式觸控模塊100的示意圖， 由圖2可知，光學式觸控模塊100包含有一屏幕102、一標記單元104、至少一影像擷取裝置 106 (于圖2中顯示二個)，以及一影像處理裝置108。屏幕102具有一觸控面110，以供使用者進行觸控操作。標記單元104設置于屏幕102的一邊框112上，在此實施例中，標記單元104可為一符號，其顏色異于邊框112的顏色，以利后續(xù)標記單元104的像素點位置的辨識，但不受此限，標記單元104也可為其他可提供辨識功效的元件，如反光片、發(fā)光裝置(例如發(fā)光二極管)等。影像擷取裝置106以面向觸控面110的方式分別設置于屏幕102的左右頂角上，藉以擷取相對應的邊框影像，以供后續(xù)進行觸控物(如觸控筆、使用者的手指等)于屏幕102的觸控面110上的光學觸控定位之用，其中，影像擷取裝置106可為一攝影機。請參閱圖3，其為圖2的影像處理裝置108的功能方塊示意圖，影像處理裝置108 設置于屏幕102上且電連接于影像擷取裝置106，由圖3可知，影像處理裝置108包含有一記錄單元114以及一處理單元116，其中影像處理裝置108可為一硬件、一軟件或一韌件，藉以進行相關的影像運算處理。記錄單元114用來記錄標記單元104在理想邊框影像內的理想像素點位置，而處理單元116則是用來根據(jù)標記單元104的理想像素點位置以及在實際邊框影像內的實際像素點位置判斷是否調整觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系。
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接著，請參閱圖4，其為本發(fā)明利用圖2的光學式觸控模塊100進行觸控物位于屏幕102的觸控面110上的定位補償?shù)姆椒ǖ牧鞒虉D，該方法包含有下列步驟。步驟400 設置標記單元104于屏幕102的邊框112上；步驟402 記錄單元114記錄標記單元104在一理想邊框影像內的一理想像素點位置；步驟404 影像擷取裝置106朝觸控面110擷取一實際邊框影像；步驟406 處理單元116判斷標記單元104在該實際邊框影像內的一實際像素點位置是否異于該理想像素點位置；若是，則執(zhí)行步驟408 ；若否，則執(zhí)行步驟410 ；步驟408 處理單元116根據(jù)該實際像素點位置與該理想像素點位置的差值產(chǎn)生一位置補償值，并根據(jù)該位置補償值調整觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系；步驟410:結束。在上述步驟中所提及的觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系，其可經(jīng)由出廠前的內部檢測而預先內建于光學式觸控模塊100內，藉以作為后續(xù)獲取觸控物的攝影角度以進行其座標定位的參考依據(jù)，舉例來說，其可在影像擷取裝置106朝觸控面110所擷取到的具有一特定橫向解析度(如具有640個像素點)的一邊框影像中，擷取出分別對應攝影角度等于0度以及90度的像素點位置(如第10像素點位置對應0度的攝影角度，第640 像素點位置對應90度的攝影角度)，以作為此對應關系的邊界條件，再加上觸控物的像素點位置與其所對應的攝影角度呈線性關系，因此，只要得知觸控物位于該邊框影像的像素點位置，即可藉由此對應關系并利用內插法計算出觸控物相對于影像擷取裝置106的攝影角度，此處所提及的攝影角度可定義為目標物(即觸控物或標記單元104)與如圖2所示的二影像擷取裝置106之間所夾的角度。如此一來，就可以參照上述現(xiàn)有技術所提及的運算公式計算出觸控物在觸控面110上的平面座標值，從而完成觸控物的平面定位。于此就上述步驟并僅針對圖2所示的位于屏幕102的右頂角上的影像擷取裝置 106與影像處理裝置108之間的定位補償運算進行說明，至于位于屏幕102的左頂角上的影像擷取裝置106與影像處理裝置108之間的定位補償運算，其可以此類推，故于此不再贅述。首先，由步驟400可知，其可先在屏幕102的邊框112上設置標記單元104(如在光學式觸控模塊100出廠前)，其中標記單元104可設置于邊框112上對應某一特定攝影角度 (如60度，但不受此限)的位置；接著，即可使用記錄單元114記錄標記單元104在該理想邊框影像內的該理想像素點位置(步驟40 ，此處所提及的理想邊框影像為影像擷取裝置 106沒有偏轉離開原本架設角度時朝觸控面110所擷取的邊框影像，而在此條件下，標記單元104的攝影角度與像素點位置的對應關系，舉例來說，可如圖5所示，其為圖2的標記單元104的攝影角度與像素點位置的對應關系示意圖，也就是說，由圖5可知，在影像擷取裝置106沒有偏轉離開原本架設角度以及在第10像素點位置對應0度的攝影角度且第640 像素點位置對應90度的攝影角度的條件下，標記單元104可位于影像擷取裝置106所擷取的邊框影像中的第430像素點位置上，且對應的攝影角度為60度。接著，當使用者實際使用觸控物(如手指或觸控筆等)在觸控面110上進行觸控操作時，影像擷取裝置106就會朝觸控面110擷取該實際邊框影像(步驟404)，此處所提及的該實際邊框影像為影像擷取裝置106在實際使用光學式觸控模塊100下朝觸控面110所擷取到的邊框影像，其會受到影像擷取裝置106的架設角度有無偏轉的影響而可能產(chǎn)生與上述理想邊框影像不一致的情況。因此，在擷取到該實際邊框影像以獲取標記單元104在該實際邊框影像內的該實際像素點位置后，處理單元116就會開始判斷標記單元104的該實際像素點位置是否異于該理想像素點位置(步驟406)。若是處理單元116判斷出標記單元104的該實際像素點位置與該理想像素點位置一致，則代表影像擷取裝置106的架設角度沒有出現(xiàn)偏轉的情況， 因此處理單元18就會直接執(zhí)行步驟410而結束光學式觸控模塊100的定位補償流程。另一方面，若是處理單元116判斷出標記單元104的該實際像素點位置異于該理想像素點位置，則代表影像擷取裝置106的架設角度可能已經(jīng)因某些因素(如在光學式觸控模塊100使用期間遭受碰撞、組裝不良等)而發(fā)生偏轉，此時，為了避免后續(xù)針對觸控物的平面定位發(fā)生錯誤，處理單元116就會根據(jù)該實際像素點位置與該理想像素點位置的差值產(chǎn)生該位置補償值，并根據(jù)該位置補償值調整觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系(步驟408)，如此即可完成光學式觸控模塊100的定位補償流程。舉例來說，首先由圖5可知，第10像素點位置對應0度的攝影角度，第640像素點位置對應90度的攝影角度，而標記單元104位于影像擷取裝置106所擷取的邊框影像中的第430像素點位置上，且對應的攝影角度為60度；此時，若是影像擷取裝置106所擷取到的標記單元104于該實際邊框影像內的該實際像素點位置為第437像素點位置，也就是標記單元104的像素點位置已從該理想像素點位置向右偏移增加了 7個像素點，此即表示影像擷取裝置106已從圖5所示的架設角度順時針偏轉了一偏移角度α (如圖6所示)，因此， 處理單元116就會根據(jù)該實際像素點位置與該理想像素點位置的差值計算出該位置補償值(即437-430 = +7)，并且利用該位置補償值調整觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系，換句話說，觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系就會從上述第10像素點位置對應0度的攝影角度且第640像素點位置對應90度的攝影角度的關系，平移調整成第17像素點位置對應0度的攝影角度且第647像素點位置對應90度的攝影角度的關系，至于其他調整后的像素點位置與攝影角度的對應關系，則是可利用內插法計算而得。值得一提的是， 由于像素點位置與其所對應的攝影角度呈線性關系，因此，根據(jù)上述位置補償值，處理單元 116亦可計算出影像擷取裝置106的偏移角度α等于1度([(90/630) *7])。反之，若是影像擷取裝置106是從圖5所示的架設角度逆時針偏轉了 1度，意即影像擷取裝置106所擷取到的標記單元104于該實際邊框影像內的該實際像素點位置為第 423像素點位置，則根據(jù)上述運算流程類推可知，處理單元116就會根據(jù)該實際像素點位置與該理想像素點位置的差值計算出該位置補償值(即423-430 = -7)，并且利用該位置補償值調整觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系，換句話說，觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系就會從上述第10像素點位置對應0度的攝影角度且第640像素點位置對應90度的攝影角度的關系，平移調整成第3像素點位置對應0度的攝影角度且第633像素點位置對應90度的攝影角度的關系，至于其他調整后的像素點位置與攝影角度的對應關系，則是可利用內插法計算而得。簡言之，無論影像擷取裝置106是順時針偏轉或逆時針偏轉，影像處理裝置108均可通過標記單元104的實際像素點位置與理想像素點位置的比對計算出相對應的位置補償值，進而達到針對觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系進行最佳化調整的目的。 除此之外，邊框影像的橫向解析度數(shù)值設定(即像素點個數(shù))、觸控物的像素點位置與攝影角度的數(shù)值對應關系，以及標記單元104的攝影角度與理想像素點位置的數(shù)值設定可不限于上述所提及的數(shù)值，也就是說，只要是利用設置于屏幕邊框上的標記單元的實際像素點位置與理想像素點位置的比對以針對觸控物的平面定位進行補償調整的設計，均屬本發(fā)明所保護的范圍，至于相關數(shù)值的設定，其端視光學式觸控模塊100的實際應用而定。上述定位補償流程可應用于光學式觸控模塊100的后續(xù)影像相關處理上。舉例來說，光學式觸控模塊100可在每次啟動后自動執(zhí)行上述步驟以針對觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系進行最佳化的補償校正，因此，即使在出廠后因某些因素(如在光學式觸控模塊100使用期間遭受碰撞、組裝不良等)而造成影像擷取裝置106的架設角度發(fā)生偏轉，光學式觸控模塊100仍然可通過上述自動化補償校正而調整觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系，接著，處理單元116就可以根據(jù)已調整的觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系進行觸控物在觸控面110上的光學觸控定位，如此即可避免因影像擷取裝置106的架設角度發(fā)生偏轉所帶來的觸控物平面定位錯誤問題，從而提升光學式觸控模塊100在光學觸控定位上的準確度。至于其平面定位的相關計算，其已揭示于現(xiàn)有技術中，故于此不再贅述。相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明是利用設置標記單元于屏幕的邊框上以及比對標記單元的理想像素點位置與實際像素點位置的方式，判斷是否需調整觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系。因此，即使在出廠后因某些因素(如在光學式觸控模塊使用期間遭受碰撞、組裝不良等)而造成影像擷取裝置的架設角度發(fā)生偏轉的情況下，本發(fā)明所提供的光學式觸控模塊仍然可利用上述所提及的定位補償流程，來避免因影像擷取裝置的架設角度發(fā)生偏轉所產(chǎn)生的觸控物平面定位錯誤的情況發(fā)生，從而解決現(xiàn)有技術需重新調整影像擷取裝置架設角度的問題以及提升光學式觸控模塊在光學觸控定位上的準確度。以上所述僅為本發(fā)明的實施例，凡依本發(fā)明的權利要求所做的均等變化與修飾， 皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種應用于一觸控物位于一屏幕的一觸控面上的定位補償?shù)姆椒ǎ摲椒ò?設置一標記單元于該屏幕的一邊框上；記錄該標記單元在一理想邊框影像內的一理想像素點位置； 朝該觸控面擷取一實際邊框影像；以及根據(jù)該標記單元的該理想像素點位置以及在該實際邊框影像內的一實際像素點位置判斷是否調整該觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系。
2.如權利要求1所述的方法，其中根據(jù)該標記單元的該理想像素點位置以及在該實際邊框影像內的該實際像素點位置判斷是否調整該觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系包含有判斷出該實際像素點位置異于該理想像素點位置時，根據(jù)該實際像素點位置與該理想像素點位置的差值產(chǎn)生一位置補償值；以及根據(jù)該位置補償值調整該觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系。
3.如權利要求1所述的方法，其中設置該標記于該屏幕的該邊框上包含有 以該邊框具有一符號的方式形成該標記單元，該符號的顏色異于該邊框的顏色。
4.如權利要求1所述的方法，其中設置該標記于該屏幕的該邊框上包含有 利用設置于該邊框上的一發(fā)光裝置所發(fā)出的光線形成該標記單元。
5.如權利要求1所述的方法，其中設置該標記單元于該屏幕的該邊框上包含有 利用設置于該邊框上的一反光片形成該標記單元。
6.如權利要求1所述的方法，其還包含有根據(jù)已調整的該觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系進行該觸控物于該觸控面上的光學觸控定位。
7.一種光學式觸控模塊，其包含有 一屏幕，其具有一觸控面以及一邊框； 一標記單元，其設置于該邊框上；至少一影像擷取裝置，其設置于該屏幕上，該影像擷取裝置用來朝該觸控面擷取一實際邊框影像；以及一影像處理裝置，其設置于該屏幕內且電連接于該影像擷取裝置，該影像處理裝置包含有一記錄單元，其用來記錄該標記單元在一理想邊框影像內的一理想像素點位置；以及一處理單元，其用來根據(jù)該標記單元的該理想像素點位置以及在該實際邊框影像內的一實際像素點位置判斷是否調整一觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系。
8.如權利要求7所述的光學式觸控模塊，其中該處理單元用來于判斷出該實際像素點位置異于該理想像素點位置時，根據(jù)該實際像素點位置與該理想像素點位置的差值產(chǎn)生一位置補償值，以及根據(jù)該位置補償值調整該觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系。
9.如權利要求7所述的光學式觸控模塊，其中該標記單元為一符號，該符號的顏色異于該邊框的顏色。
10.如權利要求7所述的光學式觸控模塊，其中該標記單元為一發(fā)光裝置。
11.如權利要求10所述的光學式觸控模塊，其中該發(fā)光裝置為一發(fā)光二極管。
12.如權利要求7所述的光學式觸控模塊，其中該標記單元為一反光片。
13.如權利要求7所述的光學式觸控模塊，其中該處理單元還用來根據(jù)已調整的該觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系進行該觸控物于該觸控面上的光學觸控定位。
全文摘要
一種定位補償?shù)姆椒捌涔鈱W式觸控模塊。該定位補償方法包含有設置一標記單元于一屏幕的一邊框上、記錄該標記單元在一理想邊框影像內的一理想像素點位置、朝該屏幕的一觸控面擷取一實際邊框影像、根據(jù)該標記單元的該理想像素點位置以及在該實際邊框影像內的一實際像素點位置判斷是否調整一觸控物的像素點位置與攝影角度的對應關系。
文檔編號G06F3/042GK102566825SQ201010588000
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月14日 優(yōu)先權日2010年12月8日
發(fā)明者陳裕彥 申請人:緯創(chuàng)資通股份有限公司