物件檢測方法以及用于光學觸控系統的校正裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種光學觸控系統，且特別涉及一種光學觸控系統的物件檢測方法以及用于光學觸控系統的校正裝置。
【背景技術】
[0002]隨著觸控技術的發展，觸控面板逐漸與顯示裝置整合形成觸控式屏幕，以供使用者直接透過觸控方式進行輸入操作。光學觸控系統因具有高準確度、可靠度佳、損壞率低、支援多點觸控以及反應速度快且不受面板制造工藝技術的影響等優點，已被廣泛運用于各類中大型電子顯示產品，例如游客導覽系統或工業控制系統。
[0003]目前光學觸控系統包括至少一影像傳感器以及多個發光二極管，例如紅外光發光二極管(Infrared Light Emitting D1de, IR LED)。簡單來說，于光學觸控系統運作時,上述發光二極管會發出光線照射光學觸控系統的觸控面板。當任一物件，例如手指或是觸控筆，接觸該觸控平板時，該物件會遮蔽部份光線而于觸控平板形成遮蔽陰影。隨后，光學觸控系統利用影像傳感器提取橫跨觸控平面的影像，并根據所提取影像中是否存在物件影像以及物件影像的成像位置，計算出物件相對于觸控面板的位置，進而達到觸控操作。
[0004]然而，當光學觸控系統無法有效地依據影像辨識判斷物件是否觸控平面(例如當物件是懸浮于觸控平面時，則容易會造成誤判而導致誤動作，從而影響光學觸控系統的運作)。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明實施例提供一種物件檢測方法以及用于光學觸控系統的校正裝置。所述物件檢測方法及校正裝置可使光學觸控系統快速且準確地判斷接近光學觸控系統的觸控平面的物件是否觸碰觸控平面或懸浮于觸控平面，據以有效提升光學觸控系統中觸控點的辨識率。
[0006]本發明實施例提供一種物件檢測方法，此物件檢測方法適用于具至少一影像傳感器的光學觸控系統。所述物件檢測方法包括下列步驟。首先，預先儲存一預設觸控值查表，其中所述預設觸控值查表記錄對應第一影像傳感器所提取影像中多個物件影像的成像位置的多個預設觸控值。其次，提取第一影像，其中第一影像具有對應一指示物的至少一個物件影像。其后，產生對應第一影像的第一亮度曲線。接著，于第一亮度曲線中，界定第一檢測區。接著，獲取對應物件影像的成像位置的至少一個該預設觸控值。而后，比較該第一亮度曲線中對應該第一檢測區內至少一個亮度值與至少一個該預設觸控值。
[0007]當比較結果顯示指示物是觸碰觸控面板時，根據物件影像于該第一影像的成像位置，計算指示物相對于觸控面板的觸控位置，以輸出一光標參數控制一顯示裝置上一光標的運作；當比較結果顯示該指示物是懸浮于觸控面板時，則不計算指示物的觸控位置，且不輸出光標參數。
[0008]本發明實施例另提供一種用于光學觸控系統的校正裝置，此校正裝置包括觸控面板、至少一發光元件、第一影像傳感器、參考標示裝置以及校正處理單元。觸控面板另具有第一邊、第二邊、相對于第一邊的第三邊以及相對于第二邊的第四邊。所述發光兀件用以產生一光線照亮觸控面板。第一影像傳感器是設置于第一邊與第二邊的交界處。第一影像傳感器的影像感測范圍至少涵蓋觸控面板的第二邊與第三邊。參考標示裝置具有多個參考標示。該些參考標示是位于一輔助框架上，且該些參考標示至少包括第一組參考標示以及第二組參考標示。當輔助框架設置于觸控面板上時，第一組參考標示位于第四邊，而第二組參考標示位于第三邊。校正處理單元耦接第一影像傳感器。所述校正處理單元驅動第一影像傳感器提取具對應多校正物件的多物件影像以及該些參考標示的多個第一校正影像。校正處理單元并根據該些第一校正影像，獲取對應該些物件影像的多個預設觸控值。校正處理單元根據各該物件影像以及該些參考標示在對應的第一校正影像的成像位置，計算各該校正物件相對于觸控面板的位置。該校正處理單元并根據各該校正物件相對于觸控面板的位置以及對應的該些預設觸控值，產生一預設觸控值查表。
[0009]本發明實施例還提供一種非暫態的電腦可讀取媒體(non-transitory computerreadable medium),此非暫態式電腦可讀取媒體用以記錄一組電腦可執行程序，當電腦可讀取記錄媒體被處理器讀取時，處理器可執行上述光學觸控系統的物件檢測方法中的該些步驟。
[0010]綜上所述，本發明實施例提供一種物件檢測方法，可透過比較所提取的橫跨觸控面板的影像中遮蔽區域與預設對應遮蔽區域位置之間的亮度差異，快速且準確地辨識所檢測到的物件是否觸碰觸控面板或是懸浮于觸控面板。所述物件檢測方法并可根據判斷結果，決定是否計算檢測到的物件的觸碰位置坐標，進而提升光學觸控系統中觸控點辨識率與運作效益。
[0011]上文以概略地敘述本發明的技術特征及所達到的技術效果，為使能更進一步了解本發明的特征及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發明，而非對本發明的權利范圍作任何的限制。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明實施例提供的光學觸控系統的系統架構示意圖。
[0013]圖2是本發明實施例提供的影像傳感器所提取的背景影像的二維影像以及對應背景影像的背景亮度曲線的示意圖。
[0014]圖3A是本發明實施例提供的背景亮度曲線以及對應具物件影像的第一影像的第一亮度曲線的示意圖。
[0015]圖3B是本發明另一實施例提供的背景亮度曲線以及對應具物件影像的第一影像的亮度曲線的示意圖。
[0016]圖4是本發明實施例提供的第一亮度曲線與背景亮度曲線的亮度差異計算過程示意圖。
[0017]圖5是本發明實施例提供的光學觸控系統的物件檢測方法的流程示意圖。
[0018]圖6是本發明另一實施例提供的光學觸控系統的物件檢測方法的流程示意圖。
[0019]圖7是本發明另一實施例提供的光學觸控系統的物件檢測方法的流程示意圖。
[0020]圖8是本發明另一實施例提供的光學觸控系統的物件檢測方法的流程示意圖。
[0021]圖9是本發明另一實施例提供的光學觸控系統的物件檢測方法的流程示意圖。
[0022]圖10是本發明實施例提供的第一檢測區界定方法的流程示意圖。
[0023]圖11是本發明實施例提供的用于光學觸控系統的校正裝置的架構示意圖。
[0024]圖12A?12C分別是本發明實施例提供的校正物件布設位置的示意圖。
[0025]圖13是本發明實施例提供的校正方法的流程示意圖。
[0026]圖14是本發明實施例提供的預設觸控值的獲取方法的流程示意圖。
[0027]圖15是本發明另一實施例提供的光學觸控系統的系統架構示意圖。
[0028]圖16是本發明實施例提供的光學觸控系統的物件檢測方法的流程示意圖。
[0029]其中，附圖標記說明如下:
[0030]1、4:光學觸控系統
[0031]11:觸控面板
[0032]110:觸控面
[0033]111,311:第一邊
[0034]113、313:第二邊
[0035]115、315:第三邊
[0036]117、317:第四邊
[0037]120:發光元件
[0038]130:反光鏡
[0039]140:第一反光單元
[0040]150:第二反光單元
[0041]410:第三反光單元
[0042]12:影像傳感器
[0043]12a:第一影像傳感器
[0044]12b:第二影像傳感器
[0045]13:處理單元
[0046]14、36:儲存單元
[0047]15傳輸單元
[0048]16:影像顯示裝置
[0049]161:光標
[0050]2:使用者
[0051]21:手指
[0052]30:校正裝置
[0053]31:操作面板
[0054]32:第一影像傳感器
[0055]33:發光元件
[0056]34:參考標示裝置
[0057]35:校正處里單元
[0058]DR:背景區域
[0059]BR:強光區域
[0060]H:觸控感測區域的高度
[0061]Pl ?PN:像素
[0062]FB:影像
[0063]CPll ?CPXY、CP1’ ?CPj’、CPl’’ ?CPz’’:校正物件
[0064]C10、C20、C30、C30，:曲線
[0065]LBl:左邊界
[0066]RBl:右邊界
[0067]H_UB:強光上邊界
[0068]H_LB:強光下邊界
[0069]P_BG1?P_BGK:背景亮度值
[0070]P_TP1 ?Ρ_ΤΡΚ:亮度值
[0071]Al?Α15:參考標示
[0072]D1、D2、D3:距離
[0073]S500?S590:步驟流程
[0074]S61?SMO:步驟流程
[0075]S710?S75O:步驟流程
[0076]S801?S807:步驟流程
[0077]S901?S907:步驟流程
[0078]S1001 ?SlOl3:步驟流程
[0079]S1301 ?S1311:步驟流程
[0080]S1401 ?S1405:步驟流程
[0081]S1601 ?S1615:步驟流程
【具體實施方式】
[0082]在下文中，將通過【附圖說明】本發明的各種例示實施例來詳細描述本發明。然而，本發明所述的概念可以許多不同形式來體現，且不應解釋為限于本文中所闡述的例示性實施例。此外，在附圖中相同參考數字可用以表示類似的元件。
[0083]〔光學觸控系統的實施例〕
[0084]請參照圖1，圖1繪示本發明實施例提供的光學觸控系統的系統架構示意圖。光學觸控系統I用以感測至少一指示物(pointer)的觸控位置。所述指示物可例如為使用者2的手指21、觸控筆(stylus)或觸控桿等觸控物件，但本發明并不以此為限。
[0085]光學觸控系統I包括觸控面板11、影像傳感器12、發光兀件120、反光鏡130、第一反光單元140、第二反光單元150、處理單元13、儲存單元14、傳輸單元15以及影像顯示裝置16。發光元件120、影像傳感器12、儲存單元14、傳輸單元15以及影像顯示裝置16分別耦接于處理單元13。簡單來說，于光學觸控系統I運作時，處理單元13會根據影像傳感器12的感測結果，對應控制影像顯示裝置16上光標161的動作。
[0086]影像傳感器12、發光元件120、反光鏡130、第一反光單元140以及第二反光單元150皆是配置在觸控面板11上。所述面板11可例如為一白板(whiteboard)、透明板(例如玻璃板或塑膠板)或一觸控屏幕(touch screen)。
[0087]于本實施例中，觸控面板11實質上為一塊矩形板，且所述觸控面板11具有一觸控面110，而觸控面110的形狀亦為矩形。所述觸控面110為一反光鏡或一反光面。觸控面板11具四條直線邊，亦即第一邊111、第二邊113、相對于第一邊111的第三邊115以及相對于第二邊113的第四邊117。第一邊111與第二邊113相交形成第一角落(first corner)；第一邊111與第四邊117相交形成第二角落(second corner);第二邊113與第三邊115相交形成第三角落(third corner);第三邊115與第四邊117相交形成第四角落(fourthcorner)。
[0088]觸控面110、發光元件120、反光鏡130、第一反光單元140以及第二反光單元150所包圍的區域為光學觸控系統I的觸控感測區TR。所述觸控感測區TR具有一高度H，其中高度H是依據光學觸控系統I的實際架構與運作需求來設置。
[0089]發光元件120是設置在觸控面板11的第一邊111。發光元件120用以提供光學觸控系統I運作時所需光源。發光元件120用以發出不可見光(invisible light),例如紅外光(infrared light)或紫外光(ultrav1let light),以照亮整個觸控面板11。
[0090]于一實施方式中，發光元件120可包括多個發光體，且該些發光體是沿觸控面板11的第一邊111排列。于另一實施方式中，發光元件120亦可包括一發光體與一導光元件(light guide),例如導光板。發光體將產生光線以散射方式散布至整個導光兀件,并由導光元件將光線均勻射出至觸控面板11上。所述發光體可例如為紅外光發光二極管(IRLED)或紫外光二極管(UV LED)。發光元件120所發出的光線也可以是可見光(visiblelight)。發光元件120的實際實施方式可依據光學觸控系統I的實際運作需求來設置，本實施例并不限制。
[0091]反光鏡130是設置于觸控面板11的第四邊117上，且反光鏡130是凸出于觸控面110上。具體地說，反光鏡130是由觸控面110往觸控面110的上方延伸高度H。反光鏡130包含一反光鏡面，且反光鏡面面向觸控面板11，以反射發光元件120所發出的不可見光或可見光至觸控面板11。
[0092]反光鏡130同時用以形成對應觸控感測區TR的鏡像(mirror image),并產生在觸控面110上進行操作的指示物的鏡像(未繪示于圖1)。反光鏡130可以是