[发明专利]光学触控系统及光学触控位置检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学触控系统及光学触控位置检测方法，特别是涉及一种使用单一镜头检测触控物距离及方向的光学触控系统及光学触控位置检测方法。

背景技术

使用于显示器的触控技术除了将屏幕内建电容式或电感式触控面板外，还包括外加具有影像感测器的镜头模块于显示器周边，用以检测触控位置的光学触控技术。

现有的光学触控技术使用两个镜头模块，并配置于触控平面的不同角落，使两者的视野同时涵盖整个触控平面。而触控平面上的触控点位置则是藉由触控物与两个镜头的连线后的交点来决定。

如图1所示，镜头模块101、102配置于触控区域103的两个角落，使镜头模块101与102的视野都能涵盖整个触控区域103。而触控区域103的边缘还配置了线性光源104及反向反射镜(Retro-reflector)105，其中反向反射镜105包围触控区域103的三个边，并可将任意方向入射的光线以接近入射的方向反射回去。因此线性光源104可照亮整个触控区域103并通过反向反射镜105将光线反射回镜头模块101与102。当有一触控物碰触触控区域103产生一触控点107时，因触控物挡住了与镜头模块101、102连线方向的反射光，因此镜头模块101、102都会在其影像感测器的某一像素位置获得暗点。最后，处理器106再根据镜头模块101、102的影像感测器的暗点位置，判断触控点107相对于镜头模块101、102的方向，并计算出触控点107的实际位置。

除此之外，现有的光学触控技术也有使用一个镜头模块配置于触控平面的角落，再搭配平面镜的构造。

如图2所示，镜头模块201配置于触控区域203的一个角落，使镜头模块201的视野涵盖整个触控区域203。另外，触控区域203的边缘还配置了线性光源204及平面镜(Mirror)205。因为平面镜205可将镜头模块201镜像至对称的位置，故此架构实质上仍等同于有两个镜头模块存在。而线性光源204通过平面镜205照亮整个触控区域203并将光线反射回镜头模块201。当有一触控物碰触触控区域203产生一触控点207时，因触控物挡住了两个方向的光线经由平面镜205反射至镜头模块201，故镜头模块201内的影像感测器会在某两个像素位置产生暗点。最后，处理器206再根据镜头模块201的影像感测器的两个暗点位置对应的方向，计算出触控点207的实际位置。

因此，现有技术的光学触控系统无论是使用两个镜头模块搭配反向反射镜或是一个镜头模块搭配平面镜的架构，都会导致制造成本提高。本发明有鉴于此，而提出一种仅使用一个镜头模块来检测触控点位置的光学触控系统及光学触控位置检测方法，因本发明的光学触控系统不需要线性光源、平面镜、反向反射镜等组件，故可以降低整个光学触控系统的制造成本。

发明内容

有鉴于上述降低制造成本的需求，本发明提供一种光学触控系统，包括：一镜头模块，具有一透镜及一影像感测器，使至少一触控物通过该透镜成像于该影像感测器；一主动光源，用以照亮该触控物；一处理器，根据该影像感测器的影像大小或影像亮度来判断该触控物与该镜头模块的距离，并且根据在该影像感测器的影像位置来判断该触控物的方向，计算该触控物的位置；以及一触控面，提供该触控物进行触控操作，其中该镜头模块配置于该触控面的周边，使该镜头模块的视野可涵盖该触控面上的任意位置。

上述的光学触控系统中，该主动光源设置于该镜头模块上，并且提供足够强度的光，使该触控物可将来自该主动光源的光反射回该透镜模块。

根据本发明一个实施例，上述的光学触控系统中的该主动光源为红外光发光二极管或红外光激光二极管，且该影像感测器的影像检测范围为红外线影像。

根据本发明一个实施例，上述的光学触控系统中，该影像感测器的影像大小是由该影像所占像素数目而定。且该处理器根据该影像感测器的影像大小来判断该触控物与该镜头模块的距离时，依据以下公式计算：

W1/W2＝D2/D1，

其中，D1、D2为该触控物与该镜头模块的距离，W1、W2为该触控物与该镜头模块距离D1、D2时的影像宽度。

根据本发明一个实施例，上述的光学触控系统中，该影像感测器的影像亮度是由该影像灰阶值高低而定。且该处理器根据该影像感测器的影像亮暗来判断该触控物与该镜头模块的距离时，依据以下公式计算：

L1/L2＝(D2/D1)²，

其中，D1、D2为该触控物与该镜头模块的距离，L1、L2为该触控物与该镜头模块距离D1、D2时的影像亮度。