光學(xué)觸控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及輸入系統(tǒng)，尤其涉及光學(xué)觸控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 光學(xué)觸控系統(tǒng)藉由光源發(fā)射器與接收器執(zhí)行觸控顯示功能。本申請?zhí)岢鲆环N適用 于筆記本電腦的短距離手勢輸入裝置，利用兩顆鏡頭的運(yùn)算，讓使用者既可以選擇使用手 勢操控電腦，亦可達(dá)到平面觸控功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于上述目的，本發(fā)明公開了一種光學(xué)觸控系統(tǒng)，包括一顯不面板、一第一光學(xué)感 測元件、一第一發(fā)光元件、一第二光學(xué)感測元件、一第二發(fā)光元件、以及一控制器。該第一光 學(xué)感測元件，設(shè)置于該顯示面板的一第一角落。該第一發(fā)光元件，設(shè)置于該第一光學(xué)感測元 件上，朝一第一方向發(fā)射一第一光線。該第二光學(xué)感測元件，設(shè)置于該顯示面板和該第一角 落相對的一第二角落。該第二發(fā)光元件，設(shè)置于該第二光學(xué)感測元件上，朝一第二方向發(fā)射 一第二光線。該控制器，用于關(guān)閉所有上述發(fā)光元件并打開上述第一光學(xué)感測元件以獲取 一第一幀，只打開該第二發(fā)光元件并打開上述第一光學(xué)感測元件以獲取一第二幀，關(guān)閉所 有上述發(fā)光元件并打開上述第二光學(xué)感測元件以獲取一第三幀，只打開該第一上述發(fā)光元 件并打開上述第二光學(xué)感測元件以獲取一第四幀，以及根據(jù)該第一、第二、第三、以及第四 幀判定一手勢。
【附圖說明】
[0004] 圖1是顯示本發(fā)明實(shí)施例中一種輸入界面的示意圖。
[0005] 圖2是顯示本發(fā)明實(shí)施例中一種光學(xué)觸控系統(tǒng)2的示意圖。
[0006] 圖3是顯本發(fā)明實(shí)施例中另一種光學(xué)觸控系統(tǒng)3的意圖。
[0007] 圖4是顯示本發(fā)明實(shí)施例中另一種光學(xué)觸控系統(tǒng)4的示意圖。
[0008] 圖5是顯本發(fā)明實(shí)施例中另一種光學(xué)觸控系統(tǒng)5的意圖。
[0009] 圖6是顯示本發(fā)明實(shí)施例中一種光學(xué)觸控系統(tǒng)6的方塊圖。
[0010] 圖7是顯示本發(fā)明實(shí)施例中一種手勢判定方法7的流程圖。
[0011] 圖8是顯示本發(fā)明實(shí)施例中另一種手勢判定方法8的流程圖。
[0012] 圖9是顯示本發(fā)明實(shí)施例中另一種手勢判定方法9的流程圖。
[0013] 圖10是顯示本發(fā)明實(shí)施例中另一種手勢判定方法10的流程圖。
[0014] 圖11是顯示本發(fā)明實(shí)施例中另一種手勢判定方法11的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 在此必須說明的是，于下公開內(nèi)容中所提出的不同實(shí)施例或范例，用以說明本發(fā) 明所公開的不同技術(shù)特征，其所描述的特定范例或排列用以簡化本發(fā)明，然非用以限定本 發(fā)明。此外，在不同實(shí)施例或范例中可能重復(fù)使用相同的參考數(shù)字與符號，這些重復(fù)使用 的參考數(shù)字與符號用以說明本發(fā)明所公開的內(nèi)容，而非用以表示不同實(shí)施例或范例間的關(guān) 系。
[0016] 圖1是顯示本發(fā)明實(shí)施例中一種輸入界面的示意圖，包括筆記本電腦1、鍵盤12以 及光學(xué)感測電路10。該輸入界面的輸入檢測區(qū)域可分為區(qū)域1、2和3。區(qū)域1用于檢測虛 擬觸碰屏幕輸入；區(qū)域2用于檢測3D手勢輸入；區(qū)域3用于檢測鍵盤輸入。
[0017] 兩顆光學(xué)感測電路10分別置于筆記本電腦1的左右兩端的底部，其檢測區(qū)域的交 集包含預(yù)定虛擬觸碰屏幕，即區(qū)域1。兩顆光學(xué)感測電路10可用以檢測區(qū)域1和區(qū)域2內(nèi) 的使用者手勢輸入。當(dāng)使用者的手落入?yún)^(qū)域3時(shí)，光學(xué)感測電路10無法檢測到使用者的手。 該輸入界面可藉由在區(qū)域1、2和3內(nèi)所檢測到的輸入而判定不同的輸入種類。當(dāng)雙手放在 鍵盤12上時(shí)，光學(xué)感測電路10不會(huì)發(fā)現(xiàn)手指的存在，此時(shí)為一般操作模式。當(dāng)手掌舉起進(jìn) 入三維手勢區(qū)域2時(shí)，此時(shí)為手勢模式，使用者可執(zhí)行揮動(dòng)換頁或?yàn)g覽的功能。當(dāng)手指進(jìn)入 二維觸碰區(qū)域1時(shí)，此時(shí)為觸控模式，當(dāng)手指越過虛擬觸碰屏幕的虛擬平面時(shí)，使用者可執(zhí) 行點(diǎn)選的功能。
[0018] 圖2是顯示本發(fā)明實(shí)施例中一種光學(xué)觸控系統(tǒng)2的示意圖，適用于圖1的輸入界 面，包括顯示面板20、包括左光學(xué)感測元件221和左發(fā)光元件241的左光學(xué)感測電路、以 及包括右光學(xué)感測元件222和右發(fā)光元件242的右光學(xué)感測電路。顯示面板20的左方和 右方分別放置左背景物體261和右背景物體262。左背景物體261和右背景物體262可 例如為水壺、茶杯、書本、墻面、或其他環(huán)境物體。顯示面板20可為液晶顯示器（Liquid CrystalDisplay，LCD)或薄膜晶體管液晶顯不器（ThinFilmTransistorLiquidCrystal Display，TFT-IXD)。光學(xué)感測元件221和222分別設(shè)置于顯示面板20的左角落Cl和右角 落C2,并可為紅外線傳感器、紫外線傳感器、色彩傳感器、或電荷稱合元件（ChargeCoupled Device,CCD)圖像傳感器，為一種利用光敏兀件將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器。發(fā)光兀 件241和242可為發(fā)光二極管（Light-EmittingDiode，LED)，且分別設(shè)置于光學(xué)感測元件 221 和 222 上。
[0019] 若是光學(xué)感測兀件感測手勢時(shí)同邊的發(fā)光兀件同時(shí)打亮，環(huán)境物體261或262會(huì) 同時(shí)被發(fā)光元件打亮變成背景，而當(dāng)背景亮度大于手指亮度時(shí)，此時(shí)手指揮動(dòng)經(jīng)過區(qū)域2 或3時(shí)則光學(xué)感測元件會(huì)無法精準(zhǔn)辨識指尖的位置而造成手勢的誤判。例如，當(dāng)左光學(xué)感 測元件221要擷取圖像時(shí)，左發(fā)光元件241同時(shí)點(diǎn)亮照亮手勢操控空間；而當(dāng)右光學(xué)感測元 件222要擷取圖像時(shí)，右發(fā)光元件242同時(shí)點(diǎn)亮照亮手勢操控的空間，當(dāng)左背景物體261或 右背景物體262為淡色或反光物體而打亮后的背景物體亮度大于手指亮度時(shí)可能會(huì)造成 光學(xué)感測元件的誤判。
[0020] 本發(fā)明實(shí)施例將相同邊發(fā)光元件與光學(xué)感測元件的開啟時(shí)間錯(cuò)開而同時(shí)打開相 反邊的發(fā)光元件與光學(xué)感測元件，意即當(dāng)左光學(xué)感測元件221要擷取圖像時(shí)，僅靠右發(fā)光 元件242點(diǎn)亮照亮手勢操控空間，由于右發(fā)光元件242照射角度的關(guān)系右背景物體262不 會(huì)被照亮，手指會(huì)被右發(fā)光元件242打亮而右邊背景形成暗處；反之換成右光學(xué)感測元件 222擷取圖像時(shí)同時(shí)使用左發(fā)光元件241打亮手指而不照亮左背景物體261，因此圖像運(yùn)算 時(shí)就不會(huì)發(fā)生背景干擾的問題。
[0021] 接著請參考圖6,其顯示本發(fā)明實(shí)施例中一種光學(xué)觸控系統(tǒng)6的方塊圖，可對應(yīng)圖 2的光學(xué)觸控系統(tǒng)2。光學(xué)觸控系統(tǒng)6包括控制器60、顯不面板62、包括左發(fā)光兀件640和 左光學(xué)傳感器642的左光學(xué)感測電路64、包括右發(fā)光兀件660和右光學(xué)傳感器662的右光 學(xué)感測電路66、輔助發(fā)光兀件68、以及存儲器69。圖6的顯7K面板62、左發(fā)光兀件640、左 光學(xué)傳感器642、右發(fā)光兀件660、和右光學(xué)傳感器662對應(yīng)圖2的顯7K面板20、左發(fā)光兀件 241、左光學(xué)傳感器221、右發(fā)光元件242、和右光學(xué)傳感器222,其功能及設(shè)定可參考前面圖 2的解釋，在此不再贅述。
[0022] 控制器60用于控制顯不面板62、包括左發(fā)光兀件640和左光學(xué)傳感器642的左光 學(xué)感測電路64、包括右發(fā)光兀件660和右光學(xué)傳感器662的右光學(xué)感測電路66、輔助發(fā)光 元件68、以及存儲器69的動(dòng)作。存儲器69儲存用于判定手勢的程序代碼，可于開機(jī)后由控 制器60載入，通過控制左發(fā)光兀件241、左光學(xué)傳感器221、右發(fā)光兀件242、和右光學(xué)傳感 器222而順序擷取圖像幀序列，進(jìn)而在手勢模式及觸控模式下判斷使用者的手勢或觸碰輸 入。輔助發(fā)光元件68為可選裝置，用于在顯示面板20下邊緣提供輔助光源來進(jìn)一步照亮 手指。在光學(xué)觸控系統(tǒng)2的例子中不需要輔助發(fā)光元件68。
[0023] 圖7的手勢判定方法7適用于光學(xué)觸控系統(tǒng)2和光學(xué)觸控系統(tǒng)6,用于以不發(fā)生背 景干擾的方式判定圖1區(qū)域1和2的手勢。手勢判定方法7可以程序代碼或電路的方式實(shí) 現(xiàn)。請同時(shí)參考圖6和圖7,當(dāng)光學(xué)觸控系統(tǒng)6開機(jī)時(shí)，控制器60可載入實(shí)現(xiàn)手勢判定方法 7的程序代碼或初始實(shí)現(xiàn)手勢判定方法7的電路，用以判定使用者手勢（S700)。
[0024] 首先，控制器60關(guān)閉所有發(fā)光兀件并打開左光學(xué)傳感器642以獲取第一幀fl，第 一幀fl包括背景和手兩者都在暗處從左邊檢測的圖像信息（S702)，接著只打開右發(fā)光元 件660并打開左光學(xué)傳感器642以獲取第二幀f2,第二幀f2包括背景在暗處而和手在亮處 從左邊檢測的圖像信息（S704)。然后，控制器60可將第一幀fl和第二幀f2兩者相減以去 除暗處的背景而留下手在亮處從左邊擷取的圖像信息。
[0025] 接下來，控制器60再次將所有發(fā)光元件關(guān)閉并打開右光學(xué)傳感器662以獲取第三 幀f3,第三幀f3包括背景和手兩者都在暗處從右邊檢測的圖像信息（S706)，接著只打開左 發(fā)光元件640并打開右光學(xué)傳感器662以獲取第四幀f4,第四幀f4包括背景在暗處而和手 在亮處從右邊檢測的圖像信息（S708)。然后，控制器60可將第三幀f3和第四幀f4兩者相 減以去除暗處的背景而留下手在亮處從右邊擷取的圖像信息。
[0026] 最后，控制器60根據(jù)幀fl到f4所計(jì)算出的從左右兩邊擷取的手的圖像信息判定 手的位置以及手勢（S710)。
[0027] 雖然圖7的實(shí)施例先擷取左邊再擷取右邊圖像信息來判斷手勢，在某些實(shí)施例中 也可以先擷取右邊再擷取左邊圖像信息。另外，在某些實(shí)施例中，將第一幀fl和第二幀f2， 以及第三幀f3和第四幀f4兩者相減去除背景的動(dòng)作也可以在判定手勢的步驟S710中執(zhí) 行。手勢判定方法7可以在光學(xué)觸控系統(tǒng)6開機(jī)時(shí)持續(xù)執(zhí)行判定使用者手勢。
[0028] 圖3是顯示本發(fā)明實(shí)施例中另一種光學(xué)觸控系統(tǒng)3的示意圖。除了在下邊緣S1 另外平均設(shè)置輔助發(fā)光元件30外，光學(xué)觸