光學觸控系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光學系統，特別是涉及可利用光學裝置判斷觸控位置的一種光學觸控系統。
【背景技術】
[0002]隨著科技進步，具有觸控面板的電子裝置，例如智能手機、智能電視、筆記型計算機、觸控屏幕等等也越來越普遍。然而，對于許多使用者來說，其所具有的電子裝置，例如傳統LCD/LED電視或顯示器等等，并未具備觸控功能。因此，若使用者欲讓傳統的電視或顯示器具有觸控功能，往往僅能更換具有觸控功能的電視或顯示器，這也往往造成使用者的負擔。

【發明內容】

[0003]本發明提供一種光學觸控系統，包括:一顯示單元；一光源；一圖像獲取單元，用以獲取該顯示單元前由該光源所發射出的光線所反射的多張圖像；以及一處理器，其中該處理器依據這些圖像判斷在該顯示單元前的一操作空間是否具有一目標物件，其中當該處理器判斷該目標物件位于該操作空間的一觸控區域時，該處理器判斷該目標物件進行一觸控操作，其中當該處理器判斷該目標物件位于該操作空間的一手勢區域時，該處理器判斷該目標物件進行一手勢操作。
【附圖說明】
[0004]圖1顯示依據本發明一實施例中的光學觸控系統的功能方塊圖。
[0005]圖2A顯示依據本發明一實施例中光學式觸控系統的俯視圖。
[0006]圖2B顯示依據本發明一實施例中光學式觸控系統的側視圖。
[0007]圖2C顯示依據本發明一實施例中的獲取圖像的示意圖。
[0008]圖3A顯示依據本發明一實施例中的利用光學觸控系統以校正深度關系的示意圖。
[0009]圖3B顯示依據本發明一實施例中的校正基準圖像的示意圖。
[0010]圖3C顯不依據本發明另一實施例中的校正基準圖像的不意圖。
[0011]圖3D顯示依據本發明另一實施例中的獲取圖像的示意圖。
[0012]圖3E顯示依據本發明一實施例中的光源120所發射出的特定圖案的示意圖。
[0013]圖3F顯示依據本發明一實施例中的光源120所發射出的特定圖案的示意圖。
[0014]圖4顯示依據本發明一實施例中的光學深度計算的示意圖。
[0015]圖5顯示依據本發明一實施例中利用光學觸控系統計算觸控位置的示意圖。
[0016]圖6顯示依據本發明一實施例中的觸控方法的流程圖。
[0017]附圖符號說明
[0018]100-光學觸控系統；
[0019]110-圖像獲取單元；
[0020]111-透鏡；
[0021]112-傳感器陣列；
[0022]120-光源；
[0023]130-處理器；
[0024]140-顯示單元；
[0025]200-相機模塊
[0026]210-操作空間；
[0027]220、222-虛線；
[0028]230-玻璃區域；
[0029]240-觸控區域；
[0030]250-手勢區域；
[0031]280-獲取圖像；
[0032]300、400-校正基準平面；
[0033]310 — 340-區塊；
[0034]350-校正基準圖像；
[0035]360-校正圖像；
[0036]270、500-目標物件；
[0037]H、f、Z、Z，_ 距離；
[0038]h1、h2_像素坐標位置。
【具體實施方式】
[0039]為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉一優選實施例，并配合附圖詳細說明如下。
[0040]圖1顯示依據本發明一實施例中的光學觸控系統的功能方塊圖。如圖1所示，光學觸控系統100包括一圖像獲取單元110、一光源120、一處理器130、以及一顯示單元140。在一實施例中，圖像獲取單元110及光源120可整合于一相機模塊中，并可安裝于顯示單元140的邊緣。舉例來說，圖像獲取單元110可為一紅外線相機，且光源120可為紅外光(infrared light)光源，但本發明并不限于此。圖像獲取單元110持續獲取在顯示單元140表面上的觸控物件的圖像，且處理器130分析圖像獲取單元110所獲取的圖像，并判斷在圖像中的觸控物件及其在三維操作空間中的位置。
[0041]圖2A顯示依據本發明一實施例中光學式觸控系統的俯視圖。圖2B顯示依據本發明一實施例中光學式觸控系統的側視圖。如圖2A所示，包括圖像獲取單元110及光源120的相機模塊200安裝于顯示單元140的其中一角落，其中圖像獲取單元110具有一操作空間210，例如以上方視角所得到的是介于虛線220及222之間的范圍。請參考圖2B，一般來說，顯示單元140的表面由一層玻璃142所組成，圖像獲取單元110以一拍攝視角α進行獲取圖像。因此，處理器130由所獲取的圖像中判斷目標物件270 (例如手指、手掌或觸控筆)在顯示單元140上方的操作空間210中的位置。
[0042]圖2C顯示依據本發明一實施例中的獲取圖像的示意圖。圖像獲取單元110所拍攝的獲取圖像280如圖2C所示。舉例來說，該獲取圖像可分為幾個區域，例如玻璃區域(glasszone) 230、觸控區域(touch zone) 240、以及手勢區域(gesture zone) 250,其他部分在拍攝范圍外的部分均屬于無效區(invalid zone)。當目標物件270位于觸控區域240,則處理器130判斷使用者欲在顯示單元140的表面進行觸控操作。當目標物件位于手勢區域250，處理器130判斷使用者欲進行手勢操作，且處理器130由獲取圖像280中計算目標物件270的深度變化及行動軌跡，藉以判斷其手勢動作。
[0043]更進一步而言，觸控區域240為在玻璃區域230上面在一預定像素距離之內的空間，其中預定像素距離為10像素，但本發明并不限于此。除此之外，觸控區域240及手勢區域250藉由獲取圖像中的像素位置來區分。舉例來說，在獲取圖像280中的左上角的A1點坐標(XA1，YA1)為(0，0)，且右下角的B1點坐標(XB1，YB1)為(200，200)，其中往右為X軸，往下為Y軸。舉例來說，手勢區域250的左上角同樣為A1點，其坐標為(0，0)，且其右下角的B2點坐標為(200，100)。觸控區域240的左上角為A2點，其坐標(XA2, YA2)為(0，100)，且其右下角的為A3點，其坐標(XA3，YA3)為(200，110)。更進一步而言，當目標物件接近顯示單元140的表面時，獲取圖像280中的觸控區域會產生相應在X、Y軸的灰階信息。處理器130再搭配獲取圖像280中的像素位置與深度的對應關系，即可算出目標物件在顯示單元140的表面上的觸控位置。
[0044]圖3A顯示依據本發明一實施例中的利用光學觸控系統以校正深度關系的示意圖。圖3B顯示依據本發明一實施例中的校正基準圖像的示意圖。如圖3A所示，在光學觸控系統100進行深度關系的校正時利用在一預定距離的一校正基準平面300，例如墻，其中校正基準平面300與光學觸控系統100之間的距離是一已知距離D，且光學觸控系統100中的光源120對校正基準平面300的墻面發射具有特定圖案的校正基準圖像350。當圖像獲取單元110為一紅外線照相機時，其所獲取的圖像僅有灰階信息。需注意的是，圖3B以相反的灰階值表示。舉例來說，如圖3B所示，為了便于說明，黑色光斑(實際上白色光斑)