專利名稱：具軌跡檢測功能的光學(xué)觸控系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸控系統(tǒng)，，尤其涉及一種具有軌跡檢測功能的光學(xué)觸控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一般的觸控系統(tǒng)主要包括一觸控板、一處理裝置，以及一顯示面板。通常使用者會將手指放在觸控板上移動，以通過處理裝置，來對應(yīng)地移動顯示面板中的一目標物(如一光標)。在背景技術(shù)中，通常使用者手指移動的距離會等于光標移動的距離。換句話說，觸控板的大小需得和顯不面板一樣大，而會使得成本上升。若要縮小觸控板的大小，便得將光標所移動的距離，設(shè)定為手指移動的距離的一個固定的倍數(shù)，然而這樣做會降低觸控板的精確度。舉例來說，若觸控板僅寬X，則若使用者要將光標向右移動2X，他必須要將手指放在觸控板上，并向右移動兩次，每次最多移動X，才能使得光標向右移動2X?；蛘?，將觸控板上所檢測到手指的移動距離信息乘以兩倍，如此使用者便可向右移動一次X，而可讓光標向右移動2X，但這么作就降低了精確度。因此，在背景技術(shù)的觸控系統(tǒng)中，制造商得面臨成本增加或精確度下降的難題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種具軌跡感測功能的光學(xué)觸控系統(tǒng)，以解決上述問題。
該光學(xué)觸控系統(tǒng)包括一光源，用來發(fā)射一特定光線；一感測數(shù)組，用來在一預(yù)定時間內(nèi)，取樣一指不物反射該特定光線的光線，以據(jù)以產(chǎn)生一第一與一第二感測影像信號；一移動檢測器，用來根據(jù)該第一與該第二感測影像信號，判斷該指示物移動的軌跡以輸出一動態(tài)向量信號；以及一處理器，用來根據(jù)該動態(tài)向量信號與該預(yù)定時間，控制該目標物的移動行為；其中該指示物是于該感測數(shù)組的一第一區(qū)域內(nèi)移動。
本發(fā)明還提供一種控制一光學(xué)觸控系統(tǒng)的方法。該方法包括檢測一指示物于一預(yù)定時間內(nèi)的一動態(tài)向量信號；以及根據(jù)該動態(tài)向量信號與該預(yù)定時間，控制一目標物移動。


圖1是說明本發(fā)明的具軌跡感測功能的光學(xué)觸控系統(tǒng)的示意圖。
圖2是說明本發(fā)明的光學(xué)觸控系統(tǒng)根據(jù)指示物的位移、角度與速度信息，來移動目標物的示意圖。
圖3是說明本發(fā)明的光學(xué)觸控系統(tǒng)根據(jù)指示物的位移、角度與加速度信息，來移動目標物的示意圖。
圖4是說明當(dāng)指示物的位置位于一特定區(qū)域時，本發(fā)明的光學(xué)觸控系統(tǒng)以別種方式來移動目標物的示意圖。
圖5說明本發(fā)明的光學(xué)式觸控系統(tǒng)中觸控板與顯示面板間的關(guān)是的示意圖。
其中，附圖標記說明如下
100光學(xué)觸控系統(tǒng)
110顯示面板
130處理器
210濾光器
220感測數(shù)組
250接近傳感器
270移動檢測器
280光源
IR感測影像信號
SC2、SC6控制信號
MV動態(tài)向量信號
F手指
C游標
D1、D2、D3、D4、D5距離
Q2、Q4、Q5角度具體實施方式
本發(fā)明的光學(xué)觸控系統(tǒng)可包括一處理器，或者與一處理器連接，用以控制一顯示面板中一目標物的移動。
請參考圖1。圖1是為說明本發(fā)明的具軌跡感測功能的光學(xué)觸控系統(tǒng)100的示意圖，在本實施例中，光學(xué)觸控系統(tǒng)包括處理器。光學(xué)觸控系統(tǒng)包括一濾光器(filter) 210、 一感測數(shù)組220、一接近(proximity)檢測器250、一移動檢測器270、一光源280、一處理器 130，以及一顯示面板110。另外，于本發(fā)明的實施例中，將觸控板定義為濾光器210與感測數(shù)組220的結(jié)合。
濾光器210用來過濾一特定波段的光線，如可見光范圍的波段。因此，感測數(shù)組 220所感測到的光線便集中于濾光器210所未濾除的波段，如不可見光的波段。而光源280 便根據(jù)此一特性，發(fā)射不可見光，如此，當(dāng)使用者欲移動顯示面板110上的光標C時，會將其手指F(即指示物)靠近到光學(xué)式觸控板(其中包括濾光器210以及感測數(shù)組220)上，此時手指F便可以穿透濾光器210來抵達感測數(shù)組220。
然后使用者可以移動他的手指F，以移動光標C。這時候光源280所發(fā)出的光線會被手指F反射至感測數(shù)組240，由于感測數(shù)組220加設(shè)了濾光器210，因此感測數(shù)組220所檢測到的光線便可判斷是由光源280所發(fā)射，再經(jīng)過手指F反射的光線，使感測數(shù)組220得以在一預(yù)定時間內(nèi)，持續(xù)取樣手指F反射該特定光線的光線，以據(jù)以產(chǎn)生一第一感測影像信號以及一第二感測影像信號。
因此，利用光源280所發(fā)出 的不可見光，讓手指F可在感測數(shù)組220上成像以產(chǎn)生感測影像信號IR，其感測影像形狀可例如為指紋形狀。接近檢測器250便可根據(jù)感測影像信號IR，判斷手指F與感測數(shù)組220的距離D1，以據(jù)以產(chǎn)生控制信號SC2，來控制移動檢測器270的啟動與關(guān)閉。
更明確地說，接近檢測器250根據(jù)感測影像信號IR所反映出的光線強度，判斷手指F與感測數(shù)組220的距離Dl。當(dāng)所判斷的距離Dl大于一指示距離時，表示手指F可能沒有在感測數(shù)組220的周圍，此時可不需要作移動檢測，因此控制信號SC2會關(guān)閉移動檢測 器270以節(jié)省電力。反之，當(dāng)所判斷的距離Dl小于該指示距離時，表示手指F應(yīng)該靠近于 感測數(shù)組220，此時便需要作移動檢測，因此控制信號SC2會啟動移動檢測器270以進行移 動檢測。
移動檢測器270用來接收感測數(shù)組220所產(chǎn)生的感測影像信號IR，并根據(jù)連續(xù)數(shù) 個感測影像信號IR的變化，來判斷手指F的軌跡(亦即移動方向信息與移動距離信息)，而 產(chǎn)生一動態(tài)向量信號MV。動態(tài)向量信號MV包括手指F的移動距離信息(相對距離)與移 動角度。
舉例來說，實際上感測數(shù)組220會以一固定頻率來對手指F進行取樣，因此相鄰的 兩張感測影像信號IRl與IR2(未圖示)的差異即為動態(tài)向量信號MV。也就是說，移動檢測 器270可將后一張感測影像信號IR2減去前一張感測影像信號IRl，便可得到手指F的動態(tài) 向量信號W。再者，由于知道感測數(shù)組220的取樣頻率，因此可以知道相鄰感測影像信號 IRl與IR2間隔的時間。如此一來，根據(jù)手指F的動態(tài)向量信號MV以及相鄰感測影像信號 IRl與IR2間隔的時間，便可得知手指F于移動時的速度信息與加速度信息。
處理器130接收動態(tài)向量信號MV，并套入一預(yù)定的算法，產(chǎn)生控制信號SC6，以移 動顯示面板Iio上的光標C。舉例來說，處理器130可以設(shè)計為根據(jù)動態(tài)向量信號MV與手 指F移動的速度信息，來移動光標C ;或者，根據(jù)動態(tài)向量信號MV與手指F移動的加速度信 息，來移動光標C，加速度信息可由分析速度信息而獲得。
另外，處理器130也可耦接于感測數(shù)組220 (未圖標)。由于通過移動檢測器270 得到的信息(動態(tài)向量信號MV)并無法得知手指F的實際位置，因此若為了要得知手指F的 實際位置(亦即手指于觸控板上的位置)，處理器130便需直接接收感測影像信號IR。得 知手指F的位置的好處是在于處理器130可另外再根據(jù)手指F的位置，來控制光標C移動 的方式。
以下圖式將以實例說明本發(fā)明的光學(xué)觸控系統(tǒng)100的運作方式。于下列圖式中， 是以俯視的方式來表現(xiàn)光學(xué)觸控系統(tǒng)100，且為了方便說明，省略濾光器210。另外，下列實 施例僅說明感測數(shù)組220取樣到相鄰兩感測影像信號而得出的動態(tài)向量信號MV，多個感測 影像信號的運作方式可以依此類推不再贅述。
請參考圖2。圖2是為說明本發(fā)明的光學(xué)觸控系統(tǒng)100根據(jù)指示物的位移、角度與 速度信息，來移動目標物的示意圖。如圖2所示,動態(tài)向量信號MV表示手指F以角度Q2, 移動了距離D2。原本光標C會同樣以角度Q2，移動距離信息D2 ;然而處理器130另外根據(jù) 了手指F移動的速度信息V(D2/T，T為感測數(shù)組220的取樣周期)，調(diào)高了光標C所移動 的距離成為D3。也就是說，距離D3與D2以及速度信息V的關(guān)系可以如下式來表示D3 = D2XVXC = D2XD2/TXC =⑶22/T，其中C為一常數(shù)。舉例來說，設(shè)常數(shù)C為1，若使用者 在5秒(T)內(nèi)以定速度信息移動了 10公厘(D2)，所造成光標移動的距離為20公厘(D3 = 102/5);若使用者在2秒(T)內(nèi)以定速度信息移動了 10公厘(D2)，所造成光標移動的距離 為=50 公厘(D3 = 102/2)。
請參考圖3。圖3是為說明本發(fā)明的光學(xué)觸控系統(tǒng)100根據(jù)指示物的位移、角度與 加速度信息，來移動目標物的示意圖。如圖3所示，動態(tài)向量信號MV表示手指F以角度Q4， 移動了距離D4。原本光標C會同樣以角度Q4，移動距離信息D4 ;然而處理器130另外根據(jù)了手指F移動的加速度信息E (E可為D2/ (T2)，其中T為感測數(shù)組220的取樣周期時間)， 調(diào)高了光標C所移動的距離成為D5。也就是說，距離D5與D4以及加速度信息E的關(guān)系可以如下式來表示D5 = D4XEXC = D4XD4/T2XC = CD42/T2，其中C為一常數(shù)。舉例來說，設(shè)常數(shù)C為1，若使用者在5秒(T)內(nèi)以從O開始加速而移動了 10公厘(D4)，所造成光標移動的距離4公厘(D5 = 102/52);若使用者在2秒(T)內(nèi)以定速度信息移動了 10公厘 (D4)，所造成光標移動的距離25公厘(D5 = 102/22)。
請參考圖4。圖4是為說明當(dāng)指示物的位置位于一特定區(qū)域時，本發(fā)明的光學(xué)觸控系統(tǒng)100以別種方式來移動目標物的示意圖。如圖4所示，本發(fā)明可定義區(qū)域Al為一特定區(qū)域，以執(zhí)行另一種移動目標物的方式。當(dāng)手指F落于區(qū)域Al內(nèi)且停駐時，處理器130可設(shè)定光標C根據(jù)先前移動的方向，持續(xù)移動，而移動的速度信息可以設(shè)定為先前移動的速度信息或一預(yù)定速度信息，并不影響本發(fā)明適用。意即可將感測數(shù)組區(qū)分為第一區(qū)域與第二區(qū)域，當(dāng)指示物于第一區(qū)域內(nèi)移動時，感測數(shù)組持續(xù)輸出動態(tài)向量信號以移動該目標物， 當(dāng)指示物移動至該感測數(shù)組的一第二區(qū)域且停駐于該第二區(qū)域時，以停駐前的該動態(tài)向量信號使該目標物持續(xù)移動。
圖5A與圖5B說明本發(fā)明的光學(xué)式觸控系統(tǒng)中觸控板與顯示面板之間關(guān)系的示意圖。圖5A表示光學(xué)式觸控板與顯示面板之間有重迭的區(qū)域，也就是說光學(xué)式觸控板設(shè)置于顯示面板的上方。這種實施方式常應(yīng)用于現(xiàn)今的智能型手機。圖5B表示光學(xué)式觸控板與顯示面板之間沒有重迭的區(qū)域。這種實施方式常應(yīng)用于筆記型計算機。本發(fā)明的光學(xué)式觸控系統(tǒng)可以圖5A或圖5B來實現(xiàn)，亦即可應(yīng)用于智能型手機、筆記型計算機，或其它電子裝置。 在圖5A的實現(xiàn)方式下，亦即所謂直接接觸，處理器130所使用的函數(shù)可為線性函數(shù)。較佳地，手指F移動多少，目標物C就移動多少，或成一倍數(shù)比例關(guān)系。在圖5B的實現(xiàn)方式下， 亦即所謂間接接觸，處理器130所使用的函數(shù)可為非線性函數(shù)。較佳地，光標C所移動的距離會大于手指F所移動的距離。
另外，使用者可將上述圖2、3、4所述的實施例于以結(jié)合或修改，例如同時考慮速度信息與加速度信息、或在特定區(qū)域內(nèi)只考慮角度而不考慮速度信息與加速度信息…等， 其變化不勝枚舉，應(yīng)為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所能輕易推導(dǎo)，因此不再贅述。
總結(jié)來說，本發(fā)明所提供的光學(xué)觸控系統(tǒng)，可以根據(jù)指示物(手指)的速度信息與動態(tài)向量信號，來選擇性地移動所顯示的目標物(光標)。如此一來，當(dāng)使用者想要讓光標移動較大的距離，使用者可以以較快的速度信息移動手指，光標便會移動較大的距離?；蛘撸褂谜呖梢砸苿邮种钢烈惶囟▍^(qū)域，讓光標持續(xù)往該方向移動。因此，本發(fā)明提供了可以降低觸控板尺寸(亦即降低感測數(shù)組/濾光器的大小)同時維持精準度的方案，以讓使用者更方便使用本發(fā)明的光學(xué)觸控系統(tǒng)。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種具軌跡感測功能的光學(xué)觸控系統(tǒng)，用以根據(jù)感測的軌跡，移動一顯示面板中的一目標物，其特征在于，該光學(xué)觸控系統(tǒng)包括一光源，用來發(fā)射一特定光線；一感測數(shù)組，用來在一預(yù)定時間內(nèi)，持續(xù)取樣一指示物反射該特定光線的光線，以據(jù)以產(chǎn)生一第一感測影像信號以及一第二感測影像信號，分別與一第一感測影像信號以及一第二感測影像信號相關(guān)；以及一移動檢測器，用來根據(jù)該第一與該第二感測影像信號，輸出一動態(tài)向量信號，代表該指示物移動的軌跡；其中該指示物是于該感測數(shù)組的一第一區(qū)域內(nèi)移動。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，該光學(xué)觸控系統(tǒng)另包括一處理器， 用來根據(jù)該動態(tài)向量信號與該預(yù)定時間，控制該目標物的移動。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，該光學(xué)觸控系統(tǒng)還包括一接近檢測器，用來判斷該指示物與該光學(xué)觸控系統(tǒng)之間的一指示距離；其中當(dāng)該接近檢測器判斷該指示距離大于一預(yù)定值時，該移動檢測器關(guān)閉。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，該動態(tài)向量信號包括一移動距離信息與一移動方向信息；該移動方向信息用以移動該目標物；該移動距離信息與該預(yù)定時間，用以產(chǎn)生一速度信息，并根據(jù)該速度信息與該移動距離信息，移動該目標物。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)該指示物移動至該感測數(shù)組的一第二區(qū)域且停駐于該第二區(qū)域時，以停駐前的該動態(tài)向量信號使該目標物持續(xù)移動。
6.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，該目標物持續(xù)根據(jù)一預(yù)定速度信息移動。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于，還包括一濾光器，設(shè)置于該感測數(shù)組，以濾除非該光源所發(fā)射的光線。
8.—種控制一光學(xué)觸控系統(tǒng)的方法，用以根據(jù)感測的軌跡，移動一顯示面板中的一目標物，其特征在于，該方法包括在一預(yù)定時間內(nèi)，持續(xù)取樣一指示物反射該特定光線的光線，以據(jù)以產(chǎn)生一第一影像信號以及一第二影像信號，分別與一第一感測影像信號以及一第二感測影像信號相關(guān)； 根據(jù)該第一與該第二感測影像信號，輸出一動態(tài)向量信號，代表該指示物移動的軌跡；其中該指示物是于該感測數(shù)組的一第一區(qū)域內(nèi)移動。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，根據(jù)該動態(tài)向量信號與該預(yù)定時間，控制該目標物移動，包括根據(jù)該動態(tài)向量信號的一移動方向信息，移動該目標物；根據(jù)該動態(tài)向量信號的一移動距離信息與該預(yù)定時間，產(chǎn)生一速度信息；以及根據(jù)該移動距離信息與該速度信息，移動該目標物。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，該方法還包括檢測該指示物與該光學(xué)觸控系統(tǒng)之間的距離。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，當(dāng)該指示物與該光學(xué)觸控系統(tǒng)之間的距離大于一預(yù)定值時，停止檢測該指示物的動態(tài)向量信號。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，該方法還包括檢測該指示物于該光學(xué)觸控系統(tǒng)的一位置；以及當(dāng)該位置位于該光學(xué)觸控系統(tǒng)的一特定區(qū)域且停駐于該特定區(qū)域時，以以停駐前的該動態(tài)向量信號使該目標物持續(xù)移動。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，控制該目標物持續(xù)移動包括控制該目標物持續(xù)以一預(yù)定速度信息移動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具軌跡感測功能的光學(xué)觸控系統(tǒng)包括一光源，用來發(fā)射一特定光線；一感測數(shù)組，用來在一預(yù)定時間內(nèi)，取樣一指示物反射該特定光線的光線，以據(jù)以產(chǎn)生一第一與一第二感測影像信號；一移動偵測器，用來根據(jù)該第一與該第二感測影像信號，判斷該指示物移動的軌跡以輸出一動態(tài)向量信號；以及一處理器，用來根據(jù)該動態(tài)向量信號與該預(yù)定時間，控制一目標物的移動行為；其中該指示物是于該感測數(shù)組的一第一區(qū)域內(nèi)移動。
文檔編號G06F3/042GK102999225SQ20111027112
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者呂志宏, 吳志彥, 陳信嘉 申請人:原相科技股份有限公司