CN111488068A - 光学触控装置与光学触控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光学触控装置与光学触控方法。光学触控装置具有一触控区域，且包括一光源模块、至少一光学感测模块以及一处理单元。光源模块包括多个发光元件，其中各发光元件在不同时段中分别对触控区域提供一检测光束。处理单元耦接光源模块与至少一光学感测模块。在各发光元件提供各检测光束时，处理单元控制至少一光学感测模块依据各检测光束的位置而分别对一对应的预定检测范围进行检测并输出的一感测信号。处理单元依据感测信号计算出于触控区域上的一触控物的位置。

Description

光学触控装置与光学触控方法

技术领域

本发明涉及一种触控装置与触控方法，且特别是涉及一种光学触控装置与光学触控方法。

背景技术

近年来触控式的电子产品由于操作方便，直觉性高，因此深受消费者喜爱而已渐渐成为市场上的主流趋势。在以往使用的电阻式、电容式、背投影式的触控荧幕中，以电容式触控荧幕的触控效果最好，但其成本也最为昂贵，且会随着荧幕尺寸的变大而增加，因而限制了电容式触控荧幕的应用。为寻求电容式触控荧幕的替代方案，目前有一种利用光学感测模块检测触碰位置的光学式触控技术，其具有成本低、准确度佳等优点，在竞争的市场中更具有优势，目前也已成为大尺寸触控荧幕的另外一种选择。

一般而言，光学式触控技术是利用在荧幕的边缘设置光源模块与光学感测模块，并经由光源模块的导光构件将触控光源导引于触控区域后，根据触控物反射或遮断触控光源的部分光线而致使光学感测模块产生触碰特征来进行判断，并因此计算出触控物所在的位置。

然而，对于采用触控物反射部分光线而进行判断的方式而言，由于光学感测模块的感光度较弱，因此当检测距离太远时，就不易检测到触控物所反射的光线。因此若要使光学感测模块确实产生触控物的触碰特征，就必须采用光强度更强的红外光源。然而，此时由于光源能量强，传播距离越远，因此也可能导致易受环境干扰，而让触控系统产生错误的触控点，不利于判断。举例而言，若此时触控有效区附近有其他比触控物的反射率高的高反光物质(如镜子、金属面等等)，即便这些高反光物质位于触控有效区外，但由于其反射率较触控物更高，因此所产生的反射信号可能会比触控物还清晰，而让光学感测模块计算出错误的触控点位置。

发明内容

本发明提供一种光学触控装置，具有良好的准确度。

本发明提供一种光学触控方法，具有良好的准确度。

本发明的一种光学触控装置具有一触控区域。触控区域具有一第一侧边与一第二侧边，第一侧边与第二侧边彼此相对，且光学触控装置包括一光源模块、至少一光学感测模块以及一处理单元。光源模块包括多个发光元件，其中这些发光元件邻近于触控区域的第一侧边，且沿着与第一侧边平行的一排列方向排列，各发光元件在不同时段中分别对触控区域提供一检测光束。至少一光学感测模块，具有一光轴方向，且光轴方向偏离检测光束于该触控区域中的行进方向。一处理单元耦接光源模块与至少一光学感测模块，其中处理单元控制光源模块的各发光元件轮流对触控区域提供各检测光束，且在各发光元件提供各检测光束时，处理单元控制至少一光学感测模块依据各检测光束的位置而分别对一对应的预定检测范围进行检测并输出的一感测信号，且处理单元依据这些感测信号计算出于触控区域上的一触控物的位置。

本发明的一种光学触控方法包括下列步骤。控制一光源模块的多个发光元件分别在不同时段中对一触控区域提供一检测光束，其中触控区域具有一第一侧边与一第二侧边，第一侧边与第二侧边彼此相对，且这些发光元件邻近于触控区域的第一侧边，且沿着与第一侧边平行的一排列方向排列。控制至少一光学感测模块依据检测光束的位置而分别对一对应的预定检测范围进行检测并输出的一感测信号，其中至少一光学感测模块具有一光轴方向，且光轴方向偏离检测光束于该触控区域中的行进方向。依据各感测信号计算出于触控区域上的一触控物的位置。

在本发明的一实施例中，上述的各检测光束为一准直检测光束，处理单元控制光源模块的其中一发光元件对触控区域提供准直检测光束，且在光源模块的其他各发光元件都完成对触控区域提供各准直检测光束的步骤后，处理单元控制光源模块的其中一发光元件再次对触控区域提供准直检测光束。

在本发明的一实施例中，上述的处理单元控制各发光元件依序对触控区域提供各准直检测光束。

在本发明的一实施例中，上述的各检测光束为一准直检测光束，各发光元件提供的准直检测光束与第一侧边以及第二侧边分别相交于一第一检测边界位置与一第二检测边界位置，在其中一发光元件提供发光元件的准直检测光束时，准直检测光束的第一检测边界位置与第二检测边界位置与至少一光学感测模块的位置的连线定义出准直检测光束所对应的预定检测范围。

在本发明的一实施例中，当上述的处理单元分别对对应的预定检测范围进行检测时，至少一光学感测模块依据接收到的光线产生感测信号，且处理单元判断感测信号是否位于准直检测光束所对应的预定检测范围内以及判断感测信号是否大于一阈值，若是，则判断感测信号为有效感测信号后，输出对应的有效感测信号。

在本发明的一实施例中，上述的各准直检测光束的宽度尺寸小于触控物的尺寸。

在本发明的一实施例中，上述的至少一光学感测模块的数量为一个，且光学感测模块邻近于与第一侧边相邻的其中一角落。

在本发明的一实施例中，上述的触控区域具有一第三侧边与一第四侧边，第三侧边与第四侧边彼此相对，且第三侧边与第四侧边连接第一侧边与第二侧边，且至少一光学感测模块的数量为一个，光学感测模块邻近于第三侧边或第四侧边。

在本发明的一实施例中，上述的各检测光束为一准直检测光束，各发光元件的各准直检测光束的行进方向相同。

在本发明的一实施例中，上述的至少一光学感测模块的数量为两个，这些光学感测模块分别对应触控区域的二角落而配置，且各光学感测模块的光轴方向与检测光束于触控区域中的行进方向不平行。

在本发明的一实施例中，上述的控制光源模块的这些发光元件分别在不同时段中对触控区域提供准直检测光束的方法包括下列步骤。控制光源模块的其中一发光元件对触控区域提供准直检测光束，且在光源模块的其他各发光元件都完成对触控区域提供各准直检测光束的步骤后，处理单元控制光源模块的其中一发光元件再次对触控区域提供准直检测光束。

在本发明的一实施例中，上述的控制光源模块的这些发光元件分别在不同时段中对触控区域提供准直检测光束的方法包括以下步骤。控制光源模块的各发光元件依序对触控区域提供各准直检测光束。

在本发明的一实施例中，上述的控制至少一光学感测模块依据准直检测光束的位置而分别对对应的预定检测范围进行检测并输出对应的有效感测信号的方法包括下列步骤。至少一光学感测模块依据接收到的光线产生感测信号。判断感测信号是否位于准直检测光束所对应的预定检测范围内以及判断感测信号是否大于一阈值，若是，则判断感测信号为有效感测信号。输出有效感测信号。

基于上述，本发明的光学触控装置以及光学触控方法可针对光源模块的各发光元件设定预定检测范围来进行关于有效感测信号的判断，而可过滤环境中的高反光物体所反射的杂光信号的干扰，进而提高触控点位置的精确度。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。

附图说明

图1A是本发明的实施例的一种光学触控装置的架构示意图；

图1B至图1D是利用图1A的光学触控装置进行检测的示意图；

图2A至图2C是图1A的光源模块的不同发光元件所对应的不同预定检测范围的示意图；

图2D至图2E是图2C的光学感测模块的感测信号示意图；

图3A至图3F是图1A的光学触控装置的触控区域与无效感测信号的示意图；

图4A是本发明一实施例的一种光学触控方法的流程图；

图4B至图4E是图1A的光学触控装置的触控点与感测信号的示意图；

图4F是图1A的光学触控装置的触控点计算方法的示意图；

图5A是本发明的实施例的另一种光学触控装置的架构示意图；

图5B至图5C是图5A的光学触控装置的触控点与感测信号的示意图；

图5D是图5A的光学触控装置的触控点计算方法的示意图；

图6A是本发明的实施例的另一种光学触控装置的架构示意图；

图6B至图6C是图6A的光学触控装置的触控点与感测信号的示意图；

图6D是图6A的光学触控装置的触控点计算方法的示意图。

符号说明

100、500、600：光学触控装置

110：光源模块

120、120A、120B、520、620：光学感测模块

130：处理单元

A：高反光物体

A1、A2：部分

LE、LE1、LE2、LE3、LE5：发光元件

C1、C2：角落

D1：排列方向

DB1：第一检测边界位置

DB2：第二检测边界位置

DL：准直检测光束

DX：位置信息

FB1、FB2：视场边界

H：距离信息

O：触控物

Oa、Ob：位置

R：区域

RI、RI1A、RI1B、RI2A、RI2B、RI3A、RI3B：预定检测范围

S：宽度尺寸

S1：第一侧边

S2：第二侧边

S3：第三侧边

S4：第四侧边

SA、SA1、SA2、SO：信号

TA：触控区域

W：半高宽

θ：视角信息

具体实施方式

图1A是依照本发明的实施例的一种光学触控装置的架构示意图。图1B至图1D是利用图1A的光学触控装置进行检测的示意图。请参照图1A至图1D，本实施例的光学触控装置100具有一触控区域TA，在此，触控区域TA指的是光学触控装置100的有效触控区，为一通过光学触控装置100中的处理单元进行定义的一虚拟范围区域，当光学触控装置100对触控物进行检测与触控计算时，光学触控装置100仅对处于触控区域TA进行触控点的检测与位置的运算。触控区域TA具有一第一侧边S1、一第二侧边S2、一第三侧边S3与一第四侧边S4，第一侧边S1与第二侧边S2彼此相对，第三侧边S3与第四侧边S4彼此相对，且第三侧边S3连接第一侧边S1与第二侧边S2的一侧，而第四侧边S4连接第一侧边S1与第二侧边S2的另一侧。光学触控装置100包括一光源模块110、至少一光学感测模块120以及一处理单元130。举例而言，在本实施例中，光学感测模块120的数量为二，而包含光学感测模块120A、120B。处理单元130则耦接光源模块110与这些光学感测模块120A、120B。举例而言，在本实施例中，光学感测模块120A、120B可为电荷耦合元件(Charge-coupled Device,CCD)传感器或互补式金属氧化半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)传感器，但本发明不以此为限。此外，处理单元130可为硬件及/或软件所实现的功能模块，其中硬件可包括中央处理器、芯片组、微处理器等具有数据运算处理功能的硬件设备或上述硬件设备的组合，而软件则可以是作业系统、驱动程序等，但本发明也不以此为限。

具体而言，如图1A至图1C所示，在本实施例中，光源模块110包括多个发光元件LE，这些发光元件LE邻近于触控区域TA的第一侧边S1，且沿着与第一侧边S1平行的一排列方向D1排列。举例而言，各发光元件LE可为发光二极管，且能在不同时段中分别对触控区域TA提供一准直检测光束DL。如此，由于准直检测光束DL会沿垂直于排列方向D1的方向行进，而能减少与其他环境物件的干涉。具体而言，如图1A至图1C所示，在本实施例中，各发光元件LE的各准直检测光束DL的行进方向相同，且各准直检测光束DL的宽度尺寸S在最远使用距离处(如：触控区域TA的边缘)小于触控物O的尺寸，较佳为触控物O的尺寸的一半左右。举例而言，当触控物O为手指，其具有约10毫米(mm)左右的宽度时，如图1B所示，准直检测光束DL可分别在触控物O上形成一光斑，此时的光斑的尺寸(即宽度尺寸S)就需控制在约为5毫米(mm)左右的宽度。如此，由于准直检测光束DL的宽度尺寸S小，因此能适当避免环境中的反光物体反射的杂光和手指的反射信号耦合，进而能提高判断触控点的精准度。

另一方面，如图1A所示，在本实施例中，光学感测模块120A、120B分别对应触控区域TA的二角落C1、C2而配置。举例而言，在本实施例中，光学感测模块120A、120B是分别配置于触控区域TA的第一侧边S1的边缘处的二角落C1、C2。具体而言，如图1A至图1C所示，在本实施例中，光学感测模块120A、120B的光轴方向偏离准直检测光束DL于触控区域TA中的行进方向，即光学感测模块120A、120B的光轴方向与准直检测光束DL的行进方向不平行或是光学感测模块的光轴方向与准直检测光束DL的行进方向不重叠也可。具体而言，处理单元130控制光源模块110的各发光元件LE轮流对触控区域TA提供各准直检测光束DL，且在各发光元件LE提供各准直检测光束DL时，处理单元130控制至少一光学感测模块120A、120B进行检测并输出对应的一有效感测信号，且处理单元130依据这些有效感测信号计算出于触控区域TA上的一触控物O的位置。

然而，若要使光学感测模块120A、120B确实产生触控物O的触碰特征，就必须采用光强度更强的红外光源。然而，此时由于光源能量强，传播距离越远，因此也可能导致易受环境干扰，而让触控系统产生错误的触控点，不利于判断。举例而言，若此时触控有效区附近有其他比触控物O的反射率高的高反光物质(如镜子、金属面等等)，即便这些高反光物质位于触控区域TA外，但由于其反射率较触控物O更高，因此所产生的反射信号可能会比触控物O还清晰，而让光学感测模块120A、120B计算出错误的触控点位置。

一般而言，环境杂光的来源主要来自于系统外光源的干扰和系统的主动光源(即光源模块110)的反射噪声此两者。关于前者，因系统外光源的干扰在光源模块110进行照明时所取得的影像信号和光源模块110关闭时所取得的影像信号都是同时存在的。因此，在信号处理时，分别取光源模块110开启与关闭时的不同影像信号，让两种影像信号做信号相减，此时可以扣除系统外光源的干扰。另一方面，关于后者，系统的主动光源(即光源模块110)的反射噪声上，环境杂光干扰的可能来源原本有三个区块，分别为左侧、右侧(来自第三侧边S3或第四侧边S4)和地侧(即光源模块110的前方)。然而，在本实施例中，由于准直检测光束DL的行进方向是朝向触控区域TA的第二侧边S2，如此，可以避免来自触控区域TA的第三侧边S3或第四侧边S4的环境干扰，让环境杂散光干扰被控制在光源模块110的正前方(即朝向第二侧边S2处)。如此，则可简化环境杂光干扰的可能来源，并得以进一步通过处理单元130解决来自第二侧边S2处的环境杂光的干扰问题。

以下将搭配图1C至图1D，对此进行进一步地解说。

更具体而言，如图1C与图1D所示，各准直检测光束DL的宽度尺寸S虽小于触控物O，但由于触控物O可能会移动或处在各准直检测光束DL的边缘处，因此触控物O可能无法完全遮蔽准直检测光束DL，而造成漏光。举例而言，如图1C所示当触控物O处于位置Oa时，准直检测光束DL会经过触控物O的右侧边缘漏光，而被高反光物体A的部分A2反射。另一方面，如图1D所示，当触控物O向右移动至位置Ob时，准直检测光束DL则会经过触控物O的左侧边缘漏光，而被高反光物体A的部分A1反射。

这些时候，对于位于第三侧边S3侧的光学感测模块120A，会收到高反光物体A所反射的杂光信号SA，对于由高反光物体A的部分A1与部分A2所反射的杂光信号SA1、SA2，由于杂光信号SA1、SA2与触控点信号SO两者的信号位置不同，因此不会和真正的触控点信号SO耦合，可被判断为不同的信号。另一方面，如图1C所示，对于位于第四侧边S4侧的光学感测模块120B，由于杂光信号SA1、SA2与触控点信号SO的信号位置也都不同，因此光学感测模块120B所接收到的杂光信号SA1、SA2，也都不会和真正的触控点信号SO耦合，也可被判断为不同的信号。

由于被环境中的高反光物体A所反射的杂光信号SA有上述特征，即杂光信号SA的位置与真正的触控点信号SO并不相同，因此，本实施例的光学触控装置100可通过处理单元130控制光学感测模块120A、120B依据各准直检测光束DL的位置而分别对一对应的预定检测范围RI(region of interest)进行检测。换言之，本实施例的光学触控装置100可设定光学感测模块120A、120B的预定检测范围RI，如此就同时限定了光学感测模块120A、120B的视场边界，进而让反光物体A隔离在光学感测模块120A、120B的预定检测范围RI外。此时反光物体A的杂光信号SA就不会使处理单元130造成误检测，影响光学触控装置100的判断与操作。

以下将搭配图2A至图4E，针对本实施例的光学触控装置100各元件及模块的功能进行进一步地说明。其中，将搭配图2A至图2E，针对预定检测范围RI的定义以及如何判断为有效感测信号的算法进行进一步地解说。接着，将搭配图3A至图3F，针对无效感测信号的来源以及特征进行进一步地解说。之后，将搭配图4A至图4E，针对光学触控装置100的运作步骤进行进一步地解说。

图2A至图2C是图1A的光源模块的不同发光元件所对应的不同预定检测范围的示意图。图2D至图2E是图2C的光学感测模块的感测信号示意图。请参照图2A至图2C，在本实施例中，各发光元件LE在不同的光学感测模块120A、120B中都有一组对应的预定检测范围RI。具体而言，在本实施例中，各发光元件LE提供的准直检测光束DL与第一侧边S1以及第二侧边S2分别相交于一第一检测边界位置DB1与一第二检测边界位置DB2，在其中一发光元件LE提供准直检测光束DL时，准直检测光束DL的第一检测边界位置DB1与第二检测边界位置DB2与其中一光学感测模块120A、120B的位置的连线定义出准直检测光束DL在此一光学感测模块120A、120B中所对应的预定检测范围RI。如此，每一个发光元件LE在光学感测模块120A、120B中都有一组对应的预定检测范围RI。当发光元件LE循序点亮时，分别位于两角落C1、C2的光学感测模块120A、120B的对应的预定检测范围RI也会跟着切换到此一点亮的发光元件LE的对应的预定检测范围RI。

举例而言，如图2A所示，如靠近第三侧边S3侧的第一颗发光元件LE1点亮时，光学感测模块120A、120B分别有对应的预定检测范围RI1A、RI1B。如图2B所示，当点亮靠近第三侧边S3侧的第二颗发光元件LE2时，光学感测模块120A、120B分别跟着切换到第二颗发光元件LE2所对应的预定检测范围RI2A、RI2B。依此类推，如图2C所示，当点亮靠近第三侧边S3侧的第三颗发光元件LE3时，光学感测模块120A、120B分别跟着切换到第三颗发光元件LE3所对应的预定检测范围RI3A、RI3B。

进一步而言，图2D表示了光学感测模块120A、120B在这些不同的时段中所可能接收到的感测信号，横轴为接收信号的对应画素位置，纵轴为信号强度。在本实施例中，处理单元130可取得感测信号的最高点当作信号位置，并且判断感测信号位置是否大于视场边界FB1且小于视场边界FB2，如果判断后结果为「是」，则处理单元130判断感测信号落在光学感测模块120A、120B的预定检测范围RI内。如果判断后结果为「否」，则判断感测信号落在光学感测模块120A、120B的预定检测范围RI外。

并且，如图2E所示，为了过滤噪声，光学感测模块120A、120B与处理单元130除了设定预定检测范围RI外，还会设定关于最低信号宽度的一预定阈值。当处理单元130判断光学感测模块120A、120B所接收到的感测信号的信号宽度必须大于此预定阈值，才会判断其为真实的触控点信号SO。一般而言，触控信号的形状会呈现为方波或是高斯波形，因触控信号的形状不会为相同形状，因此，触控信号宽度是采用信号的半高宽W(FWHM)来定义。举例而言，由于触控物O离光学感测模块120A、120B越远，其信号宽度越小，因此，此预定阈值可由最远的检测点(即触控区域TA的边缘处)来决定。

如此，如图2A至图2E，在本实施例中，当光学感测模块120A、120B收到的感测信号被判断为落在光学感测模块120A、120B的预定检测范围RI内且大于此预定阈值时，才会被判断为真实的触控点信号SO，此时，处理单元130才会控制光学感测模块120A、120B输出对应的一有效感测信号，并基于此对应的有效感测信号进行后续关于触控点位置的计算。

图3A至图3F是图1A的光学触控装置的触控区域与无效感测信号的示意图。请参照图3A与图3D，在本实施例中，触控区域TA并没有触控物O的存在，因此当不同发光元件LE被点亮时，此时的感测信号为杂光信号SA的特征，亦即为无效感测信号。如图3A至图3C所示，在本实施例中，当靠近第三侧边S3侧的第一颗发光元件LE1点亮时，分别位于两角落C1、C2的光学感测模块120A、120B分别会接收到一感测信号SA(如图3B至图3C所示)。如图3B与图3C所示，此时的感测信号SA会落于光学感测模块120A所设的视场边界FB1、FB2内，但却会落于光学感测模块120B所设的视场边界FB1、FB2外。因此，处理单元130可基于光学感测模块120B的结果，判断感测信号SA为无效感测信号。也就是说，在本实施例中，只要感测信号落于光学感测模块120A、120B中任一者所设的视场边界FB1、FB2外，处理单元130即可判断其为无效感测信号。

此外，若环境中的高反光物体A相当接近触控区域TA的边缘时，此时光学感测模块120A、120B所收到的感测信号SA会非常接近光学感测模块120A、120B所设的视场边界FB1处。因此触控区域TA的下方需保留一定区域R不能有物体，让光学感测模块120A、120B所收到的关于环境杂光的感测信号SA和视场边界FB1至少保持一个信号宽度，以利于判断及分辨有效感测信号与无效感测信号的差异。此外，图3D至图3F则表示了当靠近第三侧边S3侧的第五颗发光元件LE5点亮时，光学感测模块120A、120B所接收到关于环境杂光的感测信号SA的特征，如图3E至图3F所示，此时的感测信号SA也都会落于光学感测模块120A、120B所设的视场边界FB1、FB2外，因此可被判断为无效感测信号。

如此，依据图2A至图3F，在本实施例中，光学触控装置100即可通过各发光元件LE对于预定检测范围RI的定义，以及对于有效感测信号与无效感测信号的判断，光学触控装置100即可过滤环境中的高反光物体A所反射的杂光信号SA的干扰。

图4A是本发明一实施例的一种光学触控方法的流程图。图4B至图4E是图1A的光学触控装置的触控点与感测信号的示意图。图4F是图1A的光学触控装置的触控点计算方法的示意图请参照图4A，在本实施例中，光学触控方法例如可利用图1A中的光学触控装置100来执行。以下并搭配图4B至图4F，来进一步描述如何利用光学触控装置100中的各元件来执行本实施例的光学触控方法。

首先，执行步骤S110，控制光源模块110的多个发光元件LE分别在不同时段中对触控区域TA提供准直检测光束DL，并控制至少一光学感测模块120A、120B依据准直检测光束DL的位置检测并输出对应的有效感测信号，其中步骤S110包含下列步骤S110A与步骤S110B。

具体而言，处理单元130可用以执行步骤S110A，点亮光源模块110的其中一发光元件LE，以对触控区域TA提供一准直检测光束DL。接着，处理单元130可用以执行步骤S110B，处理单元130控制至少一光学感测模块120A、120B依据准直检测光束DL的位置而分别对一对应的预定检测范围RI进行检测并输出对应的有效感测信号。

更详细而言，执行步骤S110B的方法可包含下述步骤。在本实施例中，当处理单元130分别对对应的预定检测范围RI进行检测时，至少一光学感测模块120A、120B依据接收到的光线产生一感测信号。处理单元130判断感测信号是否位于准直检测光束DL所对应的预定检测范围RI内以及判断感测信号是否大于一阈值，若是，则判断感测信号为有效感测信号后，输出对应的有效感测信号，以供后续步骤用以计算触控点位置。举例而言，如图4B至图4E所示，以点亮靠近第三侧边S3侧的第五颗发光元件LE5为例，当此一发光元件LE5被点亮时，处理单元130即能取得如图4C与图4E所示的有效感测信号。如图4C所示，由邻近第四侧边S4的光学感测模块120B所取得的有效感测信号即为真实触控点的信号。而如图4E所示，由邻近第三侧边S3的光学感测模块120A所取得的有效感测信号亦即为真实触控点的信号。(其中，关于预定检测范围RI的定义，以及对于有效感测信号与无效感测信号的判断的执行细节可同时参照图2A至图3F的相关叙述段落，在此就不再赘述。)

进一步而言，在完成点亮光源模块110的其中一发光元件LE后，处理单元130会关闭此一发光元件LE后，并再点亮另一发光元件LE，并重复操作步骤S110A与步骤S110B，再关闭第二次点亮的发光元件LE，并再点亮另一发光元件LE，并再次重复操作步骤S110A与步骤S110B，直至光源模块110的所有发光元件LE都完成步骤S110A与步骤S110B一次。在本实施例中，处理单元130控制各发光元件LE依序对触控区域TA提供各准直检测光束DL。但本发明不以此为限。在其他实施例中，各发光元件LE的点亮也可不依照固定顺序，但需所有发光元件LE都完成点亮、执行步骤S110A与步骤S110B一次、并关闭后，才能使同一发光元件LE重新执行步骤S110A与步骤S110B。

换言之，当光学触控装置100的处理单元130控制光源模块110的其中一发光元件LE对触控区域TA提供准直检测光束DL后，光学触控装置100须在光源模块110的其他各发光元件LE都完成对触控区域TA提供各准直检测光束DL的步骤后，处理单元130才会使光源模块110的此一发光元件LE再次对触控区域TA提供准直检测光束DL。举例而言，在本实施例中，光学触控装置100的基本回报速度频率为100赫兹(Hz)，因此处理单元130的处理时间以及后续的运算时间需要在10毫秒内完成，因此光源模块110需至少在此一时间的部分时段内(因为还需要保留运算时间)将所有发光元件LE都点亮过一次，以取得触控区域TA中的各个位置上关于触控物O的有效感测信号，以供后续步骤进行运算。

当光源模块110的所有发光元件LE都完成步骤S110A与步骤S110B一次后，处理单元130即能执行步骤S120，依据各有效感测信号计算出于触控区域TA上的触控物O的位置。举例而言，如图4F所示，处理单元130可基于这些有效感测信号在光学感测模块120A、120B中所对应的像素位置，而计算并取得这些有效感测信号在光学感测模块120A、120B中所对应的视角，进而取得触控物O于触控区域TA中相对于光学感测模块120A、120B的视角。如此，基于这些视角信息，处理单元130即可利用三角定位法，计算出一触控坐标，而取得真实的触控点位置。

如此一来，光学触控装置100即可针对各发光元件LE设定一预定检测范围RI来进行关于有效感测信号的判断，而可过滤环境中的高反光物体A所反射的杂光信号SA的干扰，进而提高触控点位置的精确度。

值得注意的是，在前述的实施例中，光学触控装置100虽以具有二光学感测模块120A、120B为例示，但本发明不以此为限。在其他的实施例中，光学触控装置100也可仅具有一光学感测模块。以下将另举两实施例来做进一步的说明。

图5A是依照本发明的实施例的另一种光学触控装置的架构示意图。图5B至图5C是图5A的光学触控装置的触控点与感测信号的示意图。图5D是图5A的光学触控装置的触控点计算方法的示意图。请参照图5A至图5D，本实施例的光学触控装置500与图1A的光学触控装置100类似，而差异如下所述。请参照图5A，在本实施例中，光学感测模块520的数量为一个，且光学感测模块520邻近于与第一侧边S1相邻的其中一角落C1或角落C2，只要光学感测模块520的感测范围涵盖触控区域TA即可。举例而言，在本实施例中，光学感测模块520邻近于第一侧边S1与第三侧边S3相接的角落C1。并且，如图5B至图5C所示，光学触控装置100即可针对各发光元件LE设定一预定检测范围RI来进行关于有效感测信号的判断，而可过滤环境中的高反光物体A所反射的杂光信号SA的干扰。进一步而言，如图5C所示，光学感测模块520也可判断光学感测模块520所取得的感测信号是有效感测信号或无效感测信号的判断。换言之，光学触控装置500也可用以执行图4A的光学触控方法，并使光学感测模块520取得有效感测信号。

然而，在本实施例中，由于光学触控装置500只具有一光学感测模块520，因此在进行相关运算后，只能取得触控物O于触控区域TA中相对于此光学感测模块520的视角信息θ，但由于处理单元130也能取得此一视角信息θ是在点亮哪一颗发光元件LE时取得的信息。如此，如图5D所示，也等同处理单元130能同时取得触控物O于触控区域TA中相对于此光学感测模块520的视角信息θ以及触控物O于触控区域TA中的X轴向的位置信息DX。如此一来，如图5D所示，处理单元130即可利用已知的光学感测模块520距第二侧边S2的最短距离信息H、上述的视角信息θ以及位置信息DX以及三角函数公式计算出触控物O的触控坐标，而取得真实的触控点位置。

如此一来，光学触控装置500也可针对各发光元件LE设定预定检测范围RI来进行关于有效感测信号的判断，而可过滤环境中的高反光物体A所反射的杂光信号SA的干扰，进而提高触控点位置的精确度，进而实现与前述光学触控装置100类似的功能与优点，在此就不再赘述。

图6A是依照本发明的实施例的另一种光学触控装置的架构示意图。图6B至图6C是图6A的光学触控装置的触控点与感测信号的示意图。图6D是图6A的光学触控装置的触控点计算方法的示意图。请参照图6A至图6D，本实施例的光学触控装置600与图1A的光学触控装置100类似，而差异如下所述。请参照图6A，在本实施例中，光学感测模块620可邻近于第三侧边S3或第四侧边S4，且光学感测模块620的一感测面朝向触控区域TA，以使其感测范围涵盖触控区域TA。换言之，光学感测模块620可设于第三侧边S3或第四侧边S4的其中一者上，只要光学感测模块620的感测范围涵盖触控区域TA即可。举例而言，在本实施例中，光学感测模块620位于第三侧边S3上，并朝向触控区域TA，而面向第四侧边S4。

并且，如图6B至图6C所示，光学触控装置600也可针对各发光元件LE设定一预定检测范围RI来进行关于有效感测信号的判断，而可过滤环境中的高反光物体A所反射的杂光信号SA的干扰。进一步而言，如图6C所示，光学感测模块620也可判断光学感测模块620所取得的感测信号是有效感测信号或无效感测信号的判断。换言之，光学触控装置600也可用以执行图4A的光学触控方法，并使光学感测模块620取得有效感测信号。

并且，类似于图5A的光学触控装置500，在本实施例中，光学触控装置600的处理单元130也能同时取得触控物O于触控区域TA中相对于此光学感测模块620的视角信息θ以及触控物O于触控区域TA中的X轴向的位置信息DX。如此一来，光学触控装置600的处理单元130即可利用已知的光学感测模块620距第二侧边S2的最短距离信息H、上述的视角信息θ以及位置信息DX以及三角函数公式计算出触控物O的触控坐标，而取得真实的触控点位置。

如此一来，光学触控装置600也可针对各发光元件LE设定预定检测范围RI来进行关于有效感测信号的判断，而可过滤环境中的高反光物体A所反射的杂光信号SA的干扰，进而提高触控点位置的精确度，进而实现与前述光学触控装置100类似的功能与优点，在此就不再赘述。

综上所述，本发明的光学触控装置以及光学触控方法可针对光源模块的各发光元件设定预定检测范围来进行关于有效感测信号的判断，而可过滤环境中的高反光物体所反射的杂光信号的干扰，进而提高触控点位置的精确度。

虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (20)

1.一种光学触控装置，具有触控区域，该触控区域具有第一侧边与第二侧边，该第一侧边与该第二侧边彼此相对，其特征在于，该光学触控装置包括：

光源模块，包括多个发光元件，其中该些发光元件邻近于该触控区域的该第一侧边，且沿着与该第一侧边平行的一排列方向排列，各该发光元件在不同时段中分别对该触控区域提供检测光束；

至少一光学感测模块，具有光轴方向，且该光轴方向偏离该检测光束于该触控区域中的行进方向；以及

处理单元，耦接该光源模块与该至少一光学感测模块，其中该处理单元控制该光源模块的各该发光元件轮流对该触控区域提供各该检测光束，且在各该发光元件提供各该检测光束时，该处理单元控制该至少一光学感测模块依据各该检测光束的位置而分别对一对应的预定检测范围进行检测并输出感测信号，且该处理单元依据该些感测信号计算出于该触控区域上的触控物的位置。

2.如权利要求1所述的光学触控装置，其中各该检测光束为准直检测光束，该处理单元控制该光源模块的其中一该发光元件对该触控区域提供该准直检测光束，且在该光源模块的其他各该发光元件都完成对该触控区域提供各该准直检测光束的步骤后，该处理单元控制该光源模块的其中一该发光元件再次对该触控区域提供该准直检测光束。

3.如权利要求2所述的光学触控装置，其中该处理单元控制各该发光元件依序对该触控区域提供各该准直检测光束。

4.如权利要求1所述的光学触控装置，其中各该检测光束为准直检测光束，各该发光元件提供的该准直检测光束与该第一侧边以及该第二侧边分别相交于第一检测边界位置与第二检测边界位置，在其中一该发光元件提供该发光元件的该准直检测光束时，该准直检测光束的该第一检测边界位置与该第二检测边界位置与该至少一光学感测模块的位置的连线定义出该准直检测光束所对应的该预定检测范围。

5.如权利要求4所述的光学触控装置，其中当该处理单元分别对对应的该预定检测范围进行检测时，该至少一光学感测模块依据接收到的光线产生该感测信号，且该处理单元判断该感测信号是否位于该准直检测光束所对应的该预定检测范围内以及判断该感测信号是否大于一阈值，若是，则判断该感测信号为一有效感测信号后，输出对应的该有效感测信号。

6.如权利要求1所述的光学触控装置，其中各该检测光束为一该准直检测光束，且各该准直检测光束的宽度尺寸小于该触控物的尺寸。

7.如权利要求1所述的光学触控装置，其中该至少一光学感测模块的数量为一个，且该光学感测模块邻近于与该第一侧边相邻的其中一角落。

8.如权利要求1所述的光学触控装置，其中该触控区域具有第三侧边与第四侧边，该第三侧边与该第四侧边彼此相对，且该第三侧边与该第四侧边连接该第一侧边与该第二侧边，且该至少一光学感测模块的数量为一个，该光学感测模块邻近于该第三侧边或该第四侧边。

9.如权利要求1所述的光学触控装置，其中各该检测光束为该准直检测光束，且各该发光元件的各该准直检测光束的行进方向相同。

10.如权利要求1所述的光学触控装置，其中该至少一光学感测模块的数量为两个，该些光学感测模块分别对应该触控区域的二角落而配置，且各该光学感测模块的该光轴方向与该检测光束于该触控区域中的行进方向不平行。

11.一种光学触控方法，包括：

控制光源模块的多个发光元件分别在不同时段中对触控区域提供检测光束，其中该触控区域具有第一侧边与第二侧边，该第一侧边与该第二侧边彼此相对，且该些发光元件邻近于该触控区域的该第一侧边，且沿着与该第一侧边平行的一排列方向排列；

控制至少一光学感测模块依据该检测光束的位置而分别对一对应的预定检测范围进行检测并输出感测信号，其中该至少一光学感测模块具有光轴方向，且该光轴方向偏离该检测光束于该触控区域中的行进方向；以及

依据各该感测信号计算出于该触控区域上的触控物的位置。

12.如权利要求11所述的光学触控方法，其中各该检测光束为准直检测光束，且控制该光源模块的该些发光元件分别在不同时段中对该触控区域提供该准直检测光束的方法包括：

控制该光源模块的其中一该发光元件对该触控区域提供该准直检测光束，且在该光源模块的其他各该发光元件都完成对该触控区域提供各该准直检测光束的步骤后，该处理单元控制该光源模块的其中一该发光元件再次对该触控区域提供该准直检测光束。

13.如权利要求12所述的光学触控方法，其中控制该光源模块的该些发光元件分别在不同时段中对该触控区域提供该准直检测光束的方法包括：

控制该光源模块的各该发光元件依序对该触控区域提供各该准直检测光束。

14.如权利要求11所述的光学触控方法，其中各该检测光束为准直检测光束，且各该发光元件提供的该准直检测光束与该第一侧边以及该第二侧边分别相交于第一检测边界位置与第二检测边界位置，在其中一该发光元件提供该发光元件的该准直检测光束时，该准直检测光束的该第一检测边界位置与该第二检测边界位置与该至少一光学感测模块的位置的连线定义出该准直检测光束所对应的该预定检测范围。

15.如权利要求14所述的光学触控方法，其中控制该至少一光学感测模块依据该准直检测光束的位置而分别对对应的该预定检测范围进行检测并输出该感测信号的方法包括：

该至少一光学感测模块依据接收到的光线产生该感测信号；

判断该感测信号是否位于该准直检测光束所对应的该预定检测范围内以及判断该感测信号是否大于一阈值，若是，则判断该感测信号为一有效感测信号；以及

输出该有效感测信号。

16.如权利要求11所述的光学触控方法，其中各该检测光束为一准直检测光束，且各该准直检测光束的宽度尺寸小于该触控物的尺寸。

17.如权利要求11所述的光学触控方法，其中该至少一光学感测模块的数量为一个，且该光学感测模块邻近于与该第一侧边相邻的其中一角落。

18.如权利要求11所述的光学触控方法，其中该触控区域具有一第三侧边与一第四侧边，该第三侧边与该第四侧边彼此相对，且该第三侧边与该第四侧边连接该第一侧边与该第二侧边，且该至少一光学感测模块的数量为一个，该光学感测模块邻近于该第三侧边或该第四侧边。

19.如权利要求11所述的光学触控方法，其中各该检测光束为一准直检测光束，且各该发光元件的各该准直检测光束的行进方向相同。

20.如权利要求11所述的光学触控方法，其中该至少一光学感测模块的数量为两个，该些光学感测模块分别对应该触控区域的二角落而配置，且各该光学感测模块的该光轴方向与该检测光束于该触控区域中的行进方向不平行。

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