本发明涉及一种光学触控装置，包含：一光源，投射线性光；一导光模块，含有一光学信息萃取位置，此导光模块可将该光源投射的线性光转变成平面光，并将该平面光导引至该光学信息萃取位置上，并根据自该光学信息萃取位置输入或反射的光而产生光学信息；以及一影像感测模块，其感测该导光模块所产生的光学信息，并根据该光学信息来产生电子讯号，其中该影像感测模块位于该导光模块的侧方。同时，本发明还提供一种光学触控装置的控制方法。
一导光模块，含有一光学信息萃取位置，此导光模块可将该光源投射的线性光转变成平面光，并将该平面光导引至该光学信息萃取位置上，并根据自该光学信息萃取位置输入或反射的光而产生光学信息；以及一影像感测模块，其感测该导光模块所产生的光学信息，并根据该光学信息来产生电子讯号，该电子讯号输出至一处理电路，以产生三维信息，其中该影像感测模块位于该导光模块的侧方，且其中，该影像感测模块具有两个传感器，其中心位置距离为T，传感器的聚焦距离为f，则该三维信息依以下方式计算获得：X＝(T×xl)/(xl-xr)
其中xl，yl为其中一个传感器以该传感器的中心位置为原点所得二维坐标，xr，yr为另一个传感器以该传感器的中心位置为原点所得二维坐标。
2.如权利要求1所述的光学触控装置，其中，该光源为红外线光源。
3.如权利要求1所述的光学触控装置，其中，更包含有一输入装置，此输入装置的一部份为反光材质。
4.如权利要求1所述的光学触控装置，其中，更包含有一组透镜，设置在该导光模块与该影像感测模块之间。
5.如权利要求1所述的光学触控装置，其中，更包含有一组透镜，设置在该导光模块与该光学信息萃取位置之间。
6.如权利要求4或5所述的光学触控装置，其中，该组透镜与该导光模块整合成一体。
7.如权利要求2所述的光学触控装置，其中，更包含有一反馈控制电路，根据该导光模块所产生的光学信息，而反馈控制该光源的亮度。
8.如权利要求7所述的光学触控装置，其中，该反馈控制电路自该影像感测模块接收讯号，或自该处理电路接收讯号。
9.如权利要求1所述的光学触控装置，其中，该光学信息萃取位置为一表面，或一开孔。
10.如权利要求1所述的光学触控装置，其中，该光学信息萃取位置为一表面，且该表面为一可按压的按钮的一部份。
11.如权利要求1所述的光学触控装置，其中，该光学信息萃取位置的至少大部分面积可为手指或一输入装置所遮蔽。
12.一种光学触控装置的控制方法，其特征在于，包含：投射线性光；
提供一导光模块，其含有一光学信息萃取位置，且该导光模块将该线性光转变成平面光，并将该平面光导引至该光学信息萃取位置上；
令该导光模块根据自该光学信息萃取位置输入或反射的光而产生光学信息；以及自该导光模块的侧方感测该导光模块所产生的光学信息，并根据该光学信息来产生电子讯号，其中，该导光模块在该光学信息萃取位置对面具有一斜面，且自该光学信息萃取位置输入或反射的光投射至该斜面进行反射而产生该光学信息。
13.如权利要求12所述的控制方法，其中，该导光模块剖面为梯形，且该线性光为红外线光源，投射自该斜面下方。
14.如权利要求13所述的控制方法，其中，更包含：根据该光学信息产生回馈讯号，以回馈控制红外线的照射亮度。
15.如权利要求12所述的控制方法，其中，更包含：根据该电子讯号，控制一显示装置上的光标。
16.如权利要求12所述的控制方法，其中，更包含：根据该电子讯号，产生三维信息。
17.如权利要求12所述的控制方法，其中，更包含：以至少部分为反光材质的对象，在该导光模块的光学信息萃取位置上移动。
18.如权利要求12所述的控制方法，其中，该光学信息萃取位置为一表面，或一开孔。
19.如权利要求12所述的控制方法，其中，该光学信息萃取位置的至少大部分面积可为手指或一输入装置所遮蔽。
光学触控装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种光学触控装置，其以光学方式侦测输入装置的移动而产生讯号。本发明也涉及控制该装置的方法。
背景技术
[0002] 触控装置已为现今常见的电子元件，可见于例如笔记本电脑的触控板(touchpad)、或如自动柜员机、个人数字助理机、电子辞典等的触控式屏幕(touch screen or touch panel)等等。目前各种触控装置是以电阻式或电容式的方式来感测触控的位置。电阻式的驱动原理是利用电压降的方式来找坐标轴，当电阻式触控屏幕被触到的时候，由于回路被导通，而会产生电压降，且在面板的水平和垂直方向上，随位置的不同，电压降也不同，因此控制器可根据电压降来计算出坐标。电容式的架构则是以ITO(Indium Tin Oxide)玻璃为主体，其驱动原理是在ITO玻璃的四角放电，使表面形成一个均匀的电场，当可以导电的物体，例如手指，使微量的电流导通流失，控制器便计算出电流流失的比例，并进而算出X轴和Y轴坐标。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种崭新的光学触控装置，其驱动原理既非电阻式亦非电容式，而是以光学方式侦测输入装置的移动。因此，输入装置既不需要对屏幕或触控板施压，也不需要具有导电性。而且本发明的触控装置在制作上不需要使用复杂的元件与制程，成本远较现有电阻式或电容式触控装置来得低。
[0004] 本发明的第二目的在于，提出一种触控装置的控制方法。
[0005] 为达上述目的，在本发明的其中一个实施例中，提供了一种光学触控装置，包含：一光源，投射线性光；一导光模块，含有一光学信息萃取位置，此导光模块可将该光源投射的线性光转变成平面光，并将该平面光导引至该光学信息萃取位置上，并根据自该光学信息萃取位置输入或反射的光而产生光学信息；以及一影像感测模块，其感测该导光模块所产生的光学信息，该电子讯号输出至一处理电路，以产生三维信息，并根据该光学信息来产生电子讯号，其中该影像感测模块位于该导光模块的侧方，且其中，该影像感测模块具有两个传感器，其中心位置距离为T，传感器的聚焦距离为f，则该三维信息依以下方式计算获得：X＝(T×xl)/(xl-xr)；Y＝(T×yl)/(xl-xr)；Z＝f×[T/(xl-xr)]，其中xl，yl为其中一个传感器以该传感器的中心位置为原点所得二维坐标，xr，yr为另一个传感器以该传感器的中心位置为原点所得二维坐标。
[0006] 上述实施例中，可设置一个内部红外线光源。又，在导光模块与影像感测模块之间可设置一组透镜。此外，可再设置一个反馈控制电路，以根据导光模块所产生的光学信息，而反馈控制内部光源的亮度。影像感测模块所产生的电子讯号，可通过一处理电路来处理，而产生讯号控制光标，或控制其它电路的动作，或产生三维信息。
[0007] 此外，根据本发明的另一个实施例，也提供一种光学触控装置的控制方法，包含：投射线性光；提供一导光模块，其含有一光学信息萃取位置，且该导光模块将该线性光转变成平面光，并将该平面光导引至该光学信息萃取位置上；令该导光模块根据自该光学信息萃取位置输入或反射的光而产生光学信息；以及自该导光模块的侧方感测该导光模块所产生的光学信息，并根据该光学信息来产生电子讯号，其中，该导光模块在该光学信息萃取位置对面具有一斜面，且自该光学信息萃取位置输入或反射的光投射至该斜面进行反射而产生该光学信息。
[0008] 下面通过具体实施例详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
附图说明
[0009] 图1为本发明的第一实施例；
[0010] 图2说明如何计算三维坐标信息；
[0011] 图3为本发明的第二实施例；
[0012] 图4为本发明之第三实施例；
[0013] 图5为图4实施例的一个应用例。
[0014] 图中符号说明
[0015] 10 光学触控装置
[0016] 11 机壳
[0017] 12 光源
[0018] 14 导光模块
[0019] 141 触控表面
[0020] 15 透镜模块
[0021] 151，152 透镜
[0022] 16 影像感测模块
[0023] 17 反馈控制电路
[0024] 20 输入装置
[0025] 21 反光材质
[0026] 30 处理电路
[0027] 40 显示屏幕
[0028] 41 光标
具体实施方式
[0029] 本发明中的附图均属示意，主要意在表示元件间的结构与功能关系，而非限定元件的形状或其间的比例关系。本发明的光学触控装置可应用于触控板、触控屏幕、或其它控制用途。事实上本发明的光学触控装置并不绝对需要“触”控，但因本发明目的之一在于对现有触控装置提供另一种解决方案，因此仍沿用“触控装置”的用语。
[0030] 请参阅图1，本发明的光学触控装置10基本上包括光源12、导光模块14、以及影像感测模块16，其外部则设有输入装置20。输入装置20可以是任何对象，例如手指、笔状物、等等，而不必是光学触控装置10的专属零件；输入装置20不必具有导电性。光源12的作用是将光投射至导光模块14内，其位置不必须如图所示，而可在其它位置，例如触控表面141的正上方或侧上方。如果自然光源够强，则光源12亦可省略；但一般而言宜提供光源12，且以红外线光源为佳，以求光线亮度稳定。导光模块14的作用是将输入装置20的移动状态传达给影像感测模块16；导光模块本身已为实用的技术，可使用塑料注塑成型、喷墨技术、或压印技术来制作，其制作方法非本发明的重点，因此不予详细说明。例如棱镜，即为导光模块14的其中一种较简单形式。在较复杂的形式中，导光模块14内包括导光板(未示出)，可将从光源12发出的线性光源转变成折射性的平面光源，均匀投射至触控屏幕表面141，并且将从触控屏幕表面141所接收的输入或反射光线传达给影像感测模块16，使影像感测模块16得以撷取有关输入装置20移动的光学信息。较佳而言，输入装置20的前端可加设反光材质21，如此可使影像感测模块16所撷取的光学信息更为正确。输入装置20不需要向触控表面141施压，因此并不绝对需要直接接触触控表面141。与沿用“触控装置”用语的原因相似，本发明中使用“触控表面”一词，并非意指输入装置20必须和触控表面141接触，而是表示其功能类似于现有技术的触控板、触控屏幕等。
[0031] 影像感测模块16撷取光学信息后，可将该信息转换成电子讯号，传送给处理电路30。视光学触控装置10的应用场合而定，处理电路30的输出讯号可作不同的用途，例如，当光学触控装置10为笔记本电脑上的触控板时，处理电路30的输出讯号可用以控制显示屏幕40上的光标41移动；当光学触控装置10为自动柜员机上的触控式屏幕时，可用以控制其它装置(未示出)进行动作，例如转帐等。
[0032] 影像感测模块16所撷取的光学信息为二维信息；如仅需计算二维平面上的移动，例如单纯控制光标41移动时，已很充分。若需根据输入装置20的三维移动来提供其它功能，例如在屏幕选单上进行选择，则可在影像感测模块16中设置两个以上的传感器，并根据所接收的影像、两传感器间的相对距离、传感器的焦距等，计算出输入装置20的三维移动。详言之，如图2所示，假设左右两传感器的中心位置距离为T，传感器的聚焦距离为f，影像中包含某对象，且该对象在左方传感器所得二维影像中的x坐标是xl，在右方传感器所得二维影像中的x坐标是xr(假设以传感器的中心位置为原点，则xr在右方传感器中心位置的左方，故为负值)，而该对象距离传感器的距离为Z，则根据相似三角形定理，[0033] xl/f＝X/Z，且-xr/f＝(T-X)/Z
[0034] 故可求出该对象的三维信息：
[0035] X＝(T×xl)/(xl-xr)
[0036] Y＝(T×yl)/(xl-xr)(其中yl在图中未示出)
[0037] Z＝f×[T/(xl-xr)]
[0038] 借助此方式，即可产生对象的三维信息。
[0039] 当然，以上计算方式仅为可行的作法之一，除以上所述方式外，亦可采用其它方式来计算三维信息。如何计算三维信息，并非本发明的重点，故不予赘述所有的可能作法与细节。重点是，本发明较现有触控装置多提供了另一个维度的信息，使运用性更为广泛。
[0040] 请参阅图3，此为本发明的另一个实施例。本实施例的光学触控装置10除包括光源12、导光模块14、影像感测模块16之外，另包括透镜模块15，以及反馈控制电路17。透镜模块15中可包含一个或多个透镜151-152，以协助影像感测模块16更精确地捕捉影像。反馈控制电路17的作用在于调整光源12的亮度。当影像感测模块16感测到的光线太弱，以致感测效果不佳时，反馈控制电路17即可根据影像感测模块16的状况，反馈调整光源12的亮度。
[0041] 在上述图1和图3中，将输入装置20绘成远小于触控表面141，但此非表示输入装置20的面积必须小于触控表面141的面积。图4标出本发明的另一个实施例，如图所示，本实施例中的输入装置20(例如为手指)，其面积可遮蔽触控表面141的大部分或全部面积。通过侦测输入装置20表面图案的移动(例如指纹的移动变化)，便可产生二维或三维信息，以供例如控制光标、选择选单中的选项等。由于输入装置20可遮蔽触控表面141的大部分面积，因此在本实施例中，不绝对必要设置触控表面141，亦即该处可以仅为机壳11上的一个开孔。不论是否设置触控表面141或仅提供开孔，皆可在该位置萃取光学信息。在某些情况下，提供触控表面141的作用主要为防止外界尘埃落入机体内部造成污染；便利辨识输入装置20的移动，反为次要。在另外某些情况下，触控表面141本身是一个可以按压的按钮的一部份，以提供其它控制功能；此时作为按钮的功能为主要，便利辨识输入装置20的功能，反为次要。
[0042] 在图4所示实施例中，为了进一步缩小整体光学触控装置的体积，可将导光模块14和透镜模块15整合成一体。当然，视装置本身的设计而定，亦可将其分开，或不设置透镜模块15。
[0043] 图4的光学触控装置例如可应用于较小型的电子装置如手机、个人数字助理、携带式音乐播放装置等中；图5标出其中一个应用例，可将光学触控装置设置在手机之内(未示出)，触控表面141或开孔则例如可设置在手机显示屏幕的下方、按钮的上方。
[0044] 以上已针对较佳实施例来说明本发明，但是以上所述，仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范围。对于本领域技术人员，当可在本发明精神内，立即思及各种等效变化。举例而言，所示的各元件，可在其间添加不影响其主要功能的其它附加元件；处理电路30虽绘示为光学触控装置10的外部元件，亦可整合为内部元件；反馈控制电路17的输入讯号可自影像感测模块16撷取，亦可自处理电路30撷取，等等。凡此种种，有各种等效变化的可能。故凡依本发明的概念与精神所为的均等变化或修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。
