專利名稱：便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)以及感測(cè)物體位置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及觸控領(lǐng)域的技術(shù)，且特別是涉及一種便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)、便攜式光學(xué)觸控裝置以及感測(cè)物體位置的方法。
背景技術(shù)：
圖1為現(xiàn)有的一種光學(xué)觸控系統(tǒng)的立體圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，光學(xué)觸控系統(tǒng)100包括有面板104、影像感測(cè)模塊106與108、處理電路110、反射組件112、反射組件114與反射組件 116。此外，圖中的標(biāo)號(hào)118所指的四邊形區(qū)域是用以作為光學(xué)觸控系統(tǒng)100的觸控區(qū)域， 而影像感測(cè)模塊106與108是設(shè)置在上述觸控區(qū)域118的二個(gè)不同的角落，使得這二個(gè)影像感測(cè)模塊的感測(cè)范圍可以分別涵蓋觸控區(qū)域118。在此例中，觸控區(qū)域118的形狀為四邊形，且較佳為矩形。而圖中的標(biāo)號(hào)102所指的是一物件。在光學(xué)觸控系統(tǒng)100的這些構(gòu)件中，反射組件112、反射組件114與反射組件116 為回復(fù)反射材質(zhì)(retro-reflective material)所構(gòu)成，都用以將入射光線(如紅外光) 反射至觸控區(qū)域118內(nèi)。影像感測(cè)模塊106與108都用以擷取觸控區(qū)域118內(nèi)的影像。而處理電路110則用以接收影像感測(cè)模塊106與108所擷取到的影像，并依據(jù)影像感測(cè)模塊 106與108所擷取到的影像來計(jì)算出影像中的物體102相對(duì)于觸控區(qū)域118的坐標(biāo)。圖2為圖1的光學(xué)觸控系統(tǒng)進(jìn)行單點(diǎn)觸控的說明圖。在圖2中，標(biāo)號(hào)與圖1中的標(biāo)號(hào)相同者表示為相同構(gòu)件。如圖2所示，影像感測(cè)模塊106能沿著感測(cè)路線202感測(cè)到物體102，而影像感測(cè)模塊108則能沿著感測(cè)路線204感測(cè)到物件102。因此，只要處理電路110能取得感測(cè)路線202與204這二者的直線方程式，并計(jì)算出感測(cè)路線202與204的交點(diǎn)，就能獲得物體102的坐標(biāo)。以下將說明光學(xué)觸控系統(tǒng)100如何取得感測(cè)路線202與204這二者的直線方程式，然此將先從影像感測(cè)模塊106與108的構(gòu)造來進(jìn)行說明。以影像感測(cè)模塊106為例，其構(gòu)造一如圖3所示。圖3為影像感測(cè)模塊106的構(gòu)造示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D3，影像感測(cè)模塊106包括有紅外光發(fā)射裝置302、光學(xué)鏡片組304、只能讓紅外光通過的紅外光濾光裝置306以及影像傳感器308。其中，紅外光發(fā)射裝置302用以發(fā)射紅外光來照射觸控區(qū)域118、反射組件112、反射組件114與反射組件116，而影像傳感器308則用以依序透過紅外光濾光裝置306與光學(xué)鏡片組304來取得觸控區(qū)域118內(nèi)的影像，以便將取得的影像傳送給處理電路110。當(dāng)物體102位于觸控區(qū)域118內(nèi)時(shí)，影像感測(cè)模塊106便能取得含有物體102的影像，如圖4所示。圖4為影像感測(cè)模塊106所感測(cè)到的影像的示意圖。在圖4中，標(biāo)號(hào)402所指的白色區(qū)域即是因紅外光發(fā)射裝置302發(fā)射紅外光照射反射組件114與116所反射的光線在影像中形成亮度較高的亮區(qū)(bright zone)，上述亮區(qū)402就是主要的感測(cè)區(qū)。而標(biāo)號(hào)404 就是物體102遮蔽亮區(qū)402所造成的暗區(qū)。藉由圖2及圖4可知，只要處理電路110能得知角度α (即感測(cè)路線202與觸控區(qū)域118上邊的夾角)及暗區(qū)404的重心或中心，就能進(jìn)一步計(jì)算出感測(cè)路線202的直線方程式。同理，處理電路110也能按照相同的方式來計(jì)算出感測(cè)路線204的直線方程式。而物體102的坐標(biāo)即為感測(cè)路線202與204的交點(diǎn)。圖1所示的這種光學(xué)觸控系統(tǒng)能夠執(zhí)行類似鼠標(biāo)、鍵盤或觸控板等用于計(jì)算機(jī)的使用者輸入接口的功能，讓使用者直接以手指頭即可執(zhí)行輸入操作。然而，由于光學(xué)觸控系統(tǒng)100必需有實(shí)體的面板104、反射組件112、反射組件114與反射組件116來進(jìn)行操作，因此使用環(huán)境受到限制。再者，實(shí)體面板104、反射組件112、反射組件114與反射組件116的價(jià)格不便宜，使得這種光學(xué)觸控系統(tǒng)的成本居高不下。另外，由于面板104具有一定體積， 且反射組件112、反射組件114與反射組件116也具有一定長(zhǎng)度，使得光學(xué)觸控系統(tǒng)100的尺寸無法縮得更小而便于攜帶。由前述可知，使用環(huán)境、成本、體積及攜帶性為現(xiàn)有光學(xué)觸控系統(tǒng)100有待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的觸控系統(tǒng)不易于攜帶的不足，本發(fā)明提供一種便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，一種便攜式光學(xué)觸控裝置以及一種適用于前述的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)及裝置感測(cè)物體位置的方法。本發(fā)明提出一種便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，其包括有第一影像感測(cè)模塊、第二影像感測(cè)模塊、長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置、通訊接口與處理電路。上述二個(gè)影像感測(cè)模塊的感測(cè)范圍為部份重迭，而上述部分重迭的區(qū)域用以定義一觸控區(qū)域。長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置連接第一影像感測(cè)模塊與第二影像感測(cè)模塊，用以調(diào)整第一影像感測(cè)模塊與第二影像感測(cè)模塊之間的距離。當(dāng)有一物體位于觸控區(qū)域內(nèi)，處理電路便依據(jù)上述二個(gè)影像感測(cè)模塊所感測(cè)到的物體的影像來計(jì)算物體的坐標(biāo)，并透過通訊接口輸出所述坐標(biāo)。本發(fā)明另提出一種便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，其包括有第一影像感測(cè)模塊、第二影像感測(cè)模塊、連接裝置、通訊接口與處理電路。上述二個(gè)影像感測(cè)模塊的感測(cè)范圍為部份重迭，而上述部分重迭的區(qū)域用以定義一觸控區(qū)域。連接裝置連接第一影像感測(cè)模塊與第二影像感測(cè)模塊，其中第一影像感測(cè)模塊與第二影像感測(cè)模塊之間的距離為預(yù)定長(zhǎng)度。當(dāng)有一物體位于觸控區(qū)域內(nèi)，處理電路便依據(jù)上述二個(gè)影像感測(cè)模塊所感測(cè)到的物體的影像來計(jì)算物體的坐標(biāo)，并透過通訊接口輸出所述坐標(biāo)。本發(fā)明又提出一種可感測(cè)至少一物體位置的便攜式光學(xué)觸控裝置，其包括有第一影像感測(cè)模塊、第二影像感測(cè)模塊、處理電路與顯示屏幕。第一影像感測(cè)模塊又包含有第一影像傳感器、第一紅外光發(fā)射裝置、第一紅外光濾光裝置及一第一光學(xué)鏡片組。第二影像感測(cè)模塊又包含有第二影像傳感器、第二紅外光發(fā)射裝置、第二紅外光濾光裝置及第二光學(xué)鏡片組。其中，第一影像感測(cè)模塊與第二影像感測(cè)模塊的感測(cè)范圍為部份重迭，且部分重迭的區(qū)域用以定義一觸控區(qū)域。第一紅外光發(fā)射裝置與第二紅外光發(fā)射裝置用以發(fā)射紅外光以照射位于觸控區(qū)域的一物體。第一影像感測(cè)模塊與第二影像感測(cè)模塊分別透過第一紅外光濾光裝置與第二紅外光濾光裝置來分別取得物體反射紅外光的影像。第一光學(xué)鏡片組與第二光學(xué)鏡片組分別設(shè)置在第一影像傳感器與第二影像傳感器前方，用來使所對(duì)應(yīng)的影像傳感器的視角呈現(xiàn)至少90度。處理電路用以依據(jù)上述二個(gè)影像感測(cè)模塊所感測(cè)到的物體的影像來計(jì)算并輸出物體的坐標(biāo)。至于顯示屏幕，其用以顯示并反應(yīng)處理電路所輸出的物體坐標(biāo)。本發(fā)明再提出一種可感測(cè)至少一物體位置的便攜式光學(xué)觸控裝置，其包括有第一影像感測(cè)模塊、第二影像感測(cè)模塊、處理電路與顯示屏幕。第一影像感測(cè)模塊又包含有第一影像傳感器、第一光學(xué)鏡片組、第一雷射光發(fā)射裝置及第一光學(xué)鏡片。第二影像感測(cè)模塊又包含有第二影像傳感器、第二光學(xué)鏡片組、第二雷射光發(fā)射裝置及第二光學(xué)鏡片。其中，第一影像感測(cè)模塊與第二影像感測(cè)模塊的感測(cè)范圍為部份重迭，且部分重迭的區(qū)域用以定義一觸控區(qū)域。第一雷射光發(fā)射裝置與第二雷射光發(fā)射裝置分別用以發(fā)射一點(diǎn)雷射光并分別透過第一光學(xué)鏡片與第二光學(xué)鏡片轉(zhuǎn)換為一線雷射光以分別照射位于觸控區(qū)域的一物體。 第一影像傳感器與第二影像傳感器用以分別透過第一光學(xué)鏡片組與第二光學(xué)鏡片組取得物體反射線雷射光的影像。第一光學(xué)鏡片組與第二光學(xué)鏡片組分別用來使所對(duì)應(yīng)的影像傳感器的視角呈現(xiàn)至少90度。處理電路用以依據(jù)上述二個(gè)影像感測(cè)模塊所感測(cè)到的物體的影像來計(jì)算并輸出物體的坐標(biāo)。至于顯示屏幕，其用以顯示并反應(yīng)處理電路所輸出的物體坐標(biāo)。本發(fā)明還提出一種感測(cè)物體位置的方法，其適用于一便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)。所述的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)包括有第一影像感測(cè)模塊、第二影像感測(cè)模塊、長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置、處理電路與通訊接口。其中，上述二個(gè)影像感測(cè)模塊的感測(cè)范圍為部份重迭，而上述部分重迭的區(qū)域用來定義一觸控區(qū)域。長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置連接第一影像感測(cè)模塊與第二影像感測(cè)模塊，用以調(diào)整第一影像感測(cè)模塊與第二影像感測(cè)模塊之間的距離。上述方法包括有藉由上述二個(gè)影像感測(cè)模塊擷取位于觸控區(qū)域內(nèi)的物體的影像；藉由處理電路依據(jù)上述二個(gè)影像感測(cè)模塊所擷取的物體的影像來計(jì)算物體的坐標(biāo)；以及藉由通訊接口輸出物體的坐標(biāo)。本發(fā)明主要是采用二個(gè)影像感測(cè)模塊與一處理電路來構(gòu)建一便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，是使二個(gè)影像感測(cè)模塊的感測(cè)范圍部份重迭，使得上述部分重迭的區(qū)域可用來定義一觸控區(qū)域。如此一來，當(dāng)有一物體位于觸控區(qū)域內(nèi)，處理電路便可依據(jù)這二個(gè)影像感測(cè)模塊所感測(cè)到的物體的影像來計(jì)算物體的坐標(biāo)。而在進(jìn)一步的設(shè)計(jì)中，可使二個(gè)影像感測(cè)模塊發(fā)射紅外光或雷射光以照射物體，藉此取得物體反射紅外光或雷射光的影像，讓處理電路可依據(jù)這樣的影像來計(jì)算物體的坐標(biāo)。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1為現(xiàn)有的一種光學(xué)觸控系統(tǒng)的立體圖。圖2為圖1的光學(xué)觸控系統(tǒng)進(jìn)行單點(diǎn)觸控的說明圖。圖3為影像感測(cè)模塊106的構(gòu)造示意圖。圖4為影像感測(cè)模塊106所感測(cè)到的影像的示意圖。圖5為依照本發(fā)明一實(shí)施例的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)的立體示意圖。圖6也為圖5所示的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)的立體示意圖。圖7為圖5所示的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)的俯視透視示意圖。
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圖8為影像感測(cè)模塊510的側(cè)視透視示意圖。圖9為圖7所示的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)進(jìn)行單點(diǎn)觸控的說明圖。圖10為處理電路570接收兩影像傳感器512及532的影像數(shù)據(jù)及后續(xù)處理的示意圖。圖11為影像傳感器512感測(cè)到的影像中的物體位置與對(duì)應(yīng)角度圖。圖12繪示影像感測(cè)模塊510的內(nèi)部構(gòu)件的另外一種設(shè)置方式。圖13說明最遠(yuǎn)視野的計(jì)算方式。圖14繪示改造后的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)500。圖15繪示處理電路在觸控區(qū)域中所定義的鼠標(biāo)功能圖案。圖16為本發(fā)明的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)設(shè)置在電子裝置的溝槽中的示意圖。圖17為依照本發(fā)明一實(shí)施例的感測(cè)物體位置的方法的基本流程。
100 光學(xué)觸控系統(tǒng) 102,502 物件 104 面板 106、108、510、530 影像感測(cè)模塊 110、570 處理電路 112、114、116 反射組件 118 觸控區(qū)域 202、204、902、904 感測(cè)路線 402,1012,1022 亮區(qū) 404 暗區(qū) 500 便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng) 5101.5301殼體 51011 第一部分51012 第二部分 5101A 底面 5102.5302透光區(qū)域 512A 影像擷取面 302、518、538 紅外光發(fā)射裝置 304、516、536 光學(xué)鏡片組 306、514、534 紅外光濾光裝置 308、512、532 影像傳感器 582、584、586 虛線 550 長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置560 通訊接口 590 觸控區(qū)域 802 真實(shí)工作表面1010、1020 影像 1014、1016、1024、1026 邊緣 1602 電子裝置A、B、E、F 點(diǎn) D 最遠(yuǎn)視野H 高度 L、M、R 區(qū)域 S1702、S1704、S1706 步驟5161、5162、520、5361、5362、540 光學(xué)鏡片1018、1028、1018A、1018B、1018C 物體的中心、重心或平均值α、β、α 1、β 1、θ 1、θ 2、θ 3 角度
具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)、可感測(cè)至少一物體位置的便攜式光學(xué)觸控裝置以及感測(cè)物體位置的方法其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、方法(制造方法、加工方法)、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。第一實(shí)施例圖5為依照本發(fā)明一實(shí)施例的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)的立體示意圖，圖6也為圖5所示的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)的立體示意圖，而圖7為圖5所示的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)的俯視透視示意圖。請(qǐng)先參照?qǐng)D5及圖7，上述便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)500包括有影像感測(cè)模塊 510、影像感測(cè)模塊530、長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置550、通訊接口 560以及處理電路570。影像感測(cè)模塊510具有殼體5101，而上述殼體5101具有透光區(qū)域5102。影像感測(cè)模塊530具有殼體5301，而上述殼體5301具有透光區(qū)域5302。長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置550的二端分別連接殼體5101與5301，用以調(diào)整影像感測(cè)模塊510與530之間的距離。長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置550可采用多段式可伸縮長(zhǎng)度的桿體結(jié)構(gòu)或是采用滑軌結(jié)構(gòu)來達(dá)成長(zhǎng)度可調(diào)整的功能，然本發(fā)明的長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置550并不限用于上述二種實(shí)現(xiàn)方式。另外，在此例中，通訊接口 560乃是一個(gè)有線通訊接口，例如是通用串行總線(Universal Series Bus，USB)接口，但不以此為限。而通用串行總線接口的規(guī)格可為 USB1. 0、USB 1.1、USB 2. 0或USB 3.0。請(qǐng)參照?qǐng)D6，標(biāo)號(hào)與圖5中的標(biāo)號(hào)相同者表示為相同構(gòu)件。圖6主要是繪示長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置550的長(zhǎng)度可縮短到使得影像感測(cè)模塊510 與530能夠互相碰觸的情形，以方便使用者隨身攜帶。請(qǐng)參照?qǐng)D7，標(biāo)號(hào)與圖5中的標(biāo)號(hào)相同者表示為相同構(gòu)件，而標(biāo)號(hào)502表示為一物體，例如使用者的手指或筆狀物。在此例中，影像感測(cè)模塊510除了具有殼體5101之外，還包括有影像傳感器512、只能讓紅外光通過的紅外光濾光裝置514、由光學(xué)鏡片5161與5162 所組成的光學(xué)鏡片組516、紅外光發(fā)射裝置518以及光學(xué)鏡片520。其中，影像傳感器512可為電荷耦合組件(charge-coupled device，CCD)或互補(bǔ)式金氧半影像感測(cè)組件(CMOSimage sensor) 0而影像傳感器512的外型可為矩陣形式(Array)或線性形式(Linear)。另外，在此例中，影像傳感器512的視角約為30 45度，因此影像感測(cè)模塊510必須采用光學(xué)鏡片組516來將影像傳感器512的視角擴(kuò)增到至少為90度，以便使得影像感測(cè)模塊510的感測(cè)范圍至少為虛線582與584的夾角所涵蓋的區(qū)域。而在光學(xué)鏡片組516中，每一個(gè)光學(xué)鏡片可增加影像傳感器512的視角至少30度。至于紅外光發(fā)射裝置518，其所發(fā)射的紅外光會(huì)依序透過光學(xué)鏡片520與透光區(qū)域5102而照射虛線582與584的夾角所涵蓋的區(qū)域，包括物體502，使得影像傳感器512可以依序透過紅外光濾光裝置514、光學(xué)鏡片組516與透光區(qū)域5102來取得物體502反射紅外光后的影像。而這意味著，透光區(qū)域5102的形狀與大小必須設(shè)計(jì)成能讓影像傳感器512 感測(cè)到虛線582與584的夾角所涵蓋的區(qū)域的影像，同時(shí)透光區(qū)域5102也不能去阻擋到紅外光發(fā)射裝置518透過光學(xué)鏡片520所發(fā)射的紅外光的行進(jìn)方向而使紅外光無法照射到上述夾角所涵蓋的區(qū)域中的任一個(gè)位置。同樣地，影像感測(cè)模塊530除了具有殼體5301之外，還包括有影像傳感器532、 只能讓紅外光通過的紅外光濾光裝置534、由光學(xué)鏡片5361與5362所組成的光學(xué)鏡片組 536、紅外光發(fā)射裝置538以及光學(xué)鏡片540。在此例中，影像傳感器532的視角約為30 45度，因此影像感測(cè)模塊530必須采用光學(xué)鏡片組536來將影像傳感器532的視角擴(kuò)增到至少為90度，以便使得影像感測(cè)模塊530的感測(cè)范圍至少為虛線582與586的夾角所涵蓋的區(qū)域。而在光學(xué)鏡片組536中，每一個(gè)光學(xué)鏡片可增加影像傳感器532的視角至少30度。至于紅外光發(fā)射裝置538，其所發(fā)射的紅外光會(huì)依序透過光學(xué)鏡片540與透光區(qū)域5302而照射虛線582與586的夾角所涵蓋的區(qū)域，包括物體502，使得影像傳感器532可以依序透過紅外光濾光裝置534、光學(xué)鏡片組536與透光區(qū)域5302來取得物體502反射紅外光后的影像。而這意味著，透光區(qū)域5302的形狀與大小必須設(shè)計(jì)成能讓影像傳感器532 感測(cè)到虛線582與586的夾角所涵蓋的區(qū)域的影像，同時(shí)透光區(qū)域5302也不能去阻擋到紅外光發(fā)射裝置538透過光學(xué)鏡片540所發(fā)射的紅外光的行進(jìn)方向而使紅外光無法照射到上述夾角所涵蓋的區(qū)域中的任一個(gè)位置。藉由上述的描述可知，虛線582與584的夾角約為90度，而虛線582與586的夾角也約為90度。因此，影像感測(cè)模塊510與530的感測(cè)范圍為部分重迭，而上述部分重迭的區(qū)域用以定義一觸控區(qū)域590。此外，由圖7及上述的描述也可知，影像傳感器512是設(shè)置在虛線582與584相交的角落，而影像傳感器532則是設(shè)置在虛線582與586相交的角落。也就是說，影像傳感器512與532是設(shè)置在觸控區(qū)域590的二個(gè)不同角落。圖8為影像感測(cè)模塊510的側(cè)視透視示意圖。在圖8中，標(biāo)號(hào)與圖5、圖7中的標(biāo)號(hào)相同者表示為相同構(gòu)件，而標(biāo)號(hào)802則表示為一真實(shí)工作表面。如圖8所示，影像傳感器 512的影像擷取面512A與殼體5101的底面5101A呈現(xiàn)預(yù)定角度θ 1，而上述預(yù)定角度θ 1 為90度。此外，紅外光濾光裝置514、光學(xué)鏡片組516、紅外光發(fā)射裝置518 (此圖未繪示) 與光學(xué)鏡片520 (此圖未繪示)也隨著上述預(yù)定角度θ 1而設(shè)置。由于上述預(yù)定角度Θ1 為90度，因此影像傳感器512的視野(field of view)理論上為無限遠(yuǎn)，即影像傳感器512 所感測(cè)到的影像的景深理論上為無限遠(yuǎn)。然而，實(shí)際情形則視環(huán)境及組件本身的物理限制而定。此外，若紅外光發(fā)射裝置518所發(fā)射的紅外光能涵蓋影像傳感器512的視野，則當(dāng)物體502進(jìn)入到紅外光的照射范圍時(shí)，就能反射紅外光來讓影像傳感器512進(jìn)行感測(cè)。同樣地，影像感測(cè)模塊530中的影像傳感器532、紅外光濾光裝置534、光學(xué)鏡片組 536、紅外光發(fā)射裝置538以及光學(xué)鏡片540也以圖8所示的方式來設(shè)置。請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D7。在此例中，處理電路570是設(shè)置在影像感測(cè)模塊510的殼體5101 中，并且電性耦接通訊接口 560、影像傳感器512與影像傳感器532。因此，當(dāng)物體502位于觸控區(qū)域590內(nèi)，影像傳感器512與532便能擷取得物體502反射紅外光后的影像，并將該等影像數(shù)據(jù)直接傳給處理電路570，或影像傳感器512與532也能將影像數(shù)據(jù)進(jìn)行前置處理而取得影像的特征數(shù)據(jù)(例如物體影像的面積、長(zhǎng)寬比、邊界、色彩、亮度等參數(shù))后，再傳給處理電路570，以減輕處理電路570的負(fù)擔(dān)，而處理電路570便依據(jù)這些影像數(shù)據(jù)或影像的特征數(shù)據(jù)來計(jì)算出物體502的坐標(biāo)。處理電路570在取得物體502的坐標(biāo)之后，便可透過通訊接口 560將所述坐標(biāo)輸出至一電子裝置，例如是輸出至一筆記型計(jì)算機(jī)，以便上述電子裝置依據(jù)所述坐標(biāo)來進(jìn)行進(jìn)一步的操作。以下將對(duì)物體坐標(biāo)的取得方法再做進(jìn)一步的說明。圖9為圖7所示的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)進(jìn)行單點(diǎn)觸控的說明圖。在圖9中，標(biāo)號(hào)與圖7中的標(biāo)號(hào)相同者表示為相同構(gòu)件。此外，點(diǎn)A表示為影像傳感器512的設(shè)置位置，而點(diǎn)B表示為影像傳感器532的設(shè)置位置。如圖9所示，當(dāng)物體502位于觸控區(qū)域590內(nèi)，影像傳感器512便能沿著感測(cè)路線902而感測(cè)到物體502，而影像傳感器532則能沿著感測(cè)路線904而感測(cè)到物件502。因此，只要處理電路570能夠分別依據(jù)影像傳感器512、532所感測(cè)到的影像來分別取得感測(cè)路線902、904的直線方程式，就能夠進(jìn)一步計(jì)算出這二條感測(cè)路線的交點(diǎn)，進(jìn)而獲得物體502的坐標(biāo)。以下將進(jìn)一步說明處理電路570如何依據(jù)這二個(gè)影像傳感器所感測(cè)到的影像來取得上述二條感測(cè)路線的直線方程式。圖10為處理電路570接收兩影像傳感器512及532的影像數(shù)據(jù)及后續(xù)處理的示意圖。在圖10中，標(biāo)號(hào)1010表示為影像傳感器512所感測(cè)到的影像，標(biāo)號(hào)1012表示物體 502反射紅外光而在影像1010上形成亮度較高的亮區(qū)(bright zone)，標(biāo)號(hào)1014與1016 分別表示亮區(qū)1012的左邊緣及右邊緣，而標(biāo)號(hào)1018表示為亮區(qū)1012 (即物體影像)的中心(center)、重心(gravity)或平均值(mean or average)。標(biāo)號(hào) 1014、1016 與 IOl8 為景i 像1010中關(guān)于物體502的特征數(shù)據(jù)。同樣地，標(biāo)號(hào)1020表示為影像傳感器532所感測(cè)到的影像，標(biāo)號(hào)1022表示物體 502反射紅外光而在影像1020上形成亮度較高的亮區(qū)，標(biāo)號(hào)1024與1026分別表示亮區(qū) 1022的左邊緣及右邊緣，而標(biāo)號(hào)1028表示為亮區(qū)1022 (即物體影像)的中心、重心或平均值。標(biāo)號(hào)1024、1026與1028為影像1020中關(guān)于物體502的特征數(shù)據(jù)。此外，物體502的其它特征數(shù)據(jù)，例如物體影像的面積、長(zhǎng)寬比、邊界、色彩、亮度等參數(shù)，也可藉由處理電路570 來進(jìn)行處理或藉由影像傳感器512、532來進(jìn)行前置處理。而本實(shí)施例藉由處理電路570求得該等特征數(shù)據(jù)。圖11為影像傳感器512感測(cè)到的影像中的物體位置與對(duì)應(yīng)角度圖。承上述，處理電路570在接收到影像1010之后，可計(jì)算出亮區(qū)1012的中心、重心或平均值，此即物體502 在影像1010中的位置。請(qǐng)參照?qǐng)D9、圖10及圖11，為求得虛線582與感測(cè)路線902的夾角 α 1，可將影像1010平均劃分為若干等份，例如九十等份。每一等份代表角度1度，所以影像1010右邊界為角度0度，而左邊界為角度90度。當(dāng)物體的中心、重心或平均值落在影像 1010內(nèi)時(shí)，即可對(duì)應(yīng)出該位置所代表的角度α 。舉例來說，1018Α代表角度α 1為45度， 1018Β代表角度α 1為30度，1018C代表角度α 1為75度。若無剛好整數(shù)的對(duì)應(yīng)角度值時(shí)， 可用內(nèi)插法計(jì)算。而相同方法也可求得角度β 。請(qǐng)參考圖9，利用已知的A點(diǎn)坐標(biāo)值及角度α 1，即可利用點(diǎn)斜公式(point-slope form)求得感測(cè)路線902的直線方程式；同理，也可利用B點(diǎn)坐標(biāo)值及角度β 1求得感測(cè)路線904的直線方程式。因此，處理電路570就能計(jì)算這二個(gè)感測(cè)路線的交點(diǎn)，進(jìn)而求得物體 502的坐標(biāo)。這種物體坐標(biāo)計(jì)算方法，就是所謂的兩線交點(diǎn)法。另外，便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng) 500也可采用其它方法，例如三角函數(shù)法來計(jì)算出物體502的坐標(biāo)，由于上述方法已廣泛地使用在現(xiàn)有的光學(xué)觸控系統(tǒng)中，在此便不再贅述。此外，藉由上述的教示，本領(lǐng)域具有通常知識(shí)者當(dāng)知道上述便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)500也可使用在多點(diǎn)觸控(multi touch)。另外，在影像傳感器512與532的視野內(nèi)除了待測(cè)的物體502外，視野遠(yuǎn)處也可能會(huì)存在其它物體，而這些物體也會(huì)反射紅外線而干擾到光學(xué)觸控系統(tǒng)500的觸控操作，因此可利用物體所反射的光線的亮度來進(jìn)行篩選。舉例來說(但不以此為限)，處理電路570 可預(yù)設(shè)一亮度門坎值或一亮度范圍，并將影像傳感器512與532所擷取的影像中的每一像素(Pixel)的亮度值進(jìn)行檢測(cè)篩選。若一像素的亮度值超過預(yù)設(shè)的亮度門坎值或落在預(yù)設(shè)的亮度范圍內(nèi)，則上述像素的亮度值符合預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。依此方式，依序篩選影像中的每一像素的亮度值，則可濾除待測(cè)物體502以外的其它物體。值得一提的是，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，前述的紅外光發(fā)射裝置518與538都可采用至少一個(gè)紅外光發(fā)光二極管(IR LED)來實(shí)現(xiàn)；而前述的紅外光濾光裝置514與534都可采用一紅外光濾光片(IR-pass filter)來實(shí)現(xiàn)。紅外光發(fā)光二極管所發(fā)出的紅外光的波長(zhǎng)約為 800nm 960nm，一般是使用紅外光的波長(zhǎng)為850nm的紅外光發(fā)光二極管。此外，由于一般的影像傳感器的視角為30 45度，因此光學(xué)鏡片組516與536中的光學(xué)鏡片數(shù)目當(dāng)可視影像傳感器的視角以及每一光學(xué)鏡片所能增加的視角而做適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)。而盡管在此例中， 處理電路570是設(shè)置在影像感測(cè)模塊510的殼體5101內(nèi)，且通訊接口 560是設(shè)置在影像感測(cè)模塊510的殼體5101上，然此僅是用以舉例說明，并非用以限制處理電路570與通訊接口 560的配置位置。另外，前述的物體502的表面還可額外采用反光材質(zhì)來提高反光效果。此外，通訊接口 560也可是一個(gè)無線通訊接口，例如是藍(lán)芽(BlueTooth)無線傳輸接口、無線通用串行總線(Wireless Universal Series Bus,Wireless USB)接口或是超寬帶(Ultra Wide Band, UffB)無線接口。甚至，通訊接口 560可采用多種有線通訊界面與多種無線通訊界面。藉由上述的說明，可知前述觸控區(qū)域590的范圍理論上可達(dá)到無限遠(yuǎn)。然而，觸控區(qū)域590的大小仍可藉由軟件的方式來進(jìn)行限制。請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D9，在觸控區(qū)域590中，由虛線582形成的邊的長(zhǎng)度為已知，而由虛線584與586所形成的二個(gè)邊的長(zhǎng)度理論上都為無限長(zhǎng)。為使由虛線584與586所形成的二個(gè)邊的長(zhǎng)度為預(yù)定長(zhǎng)度，處理電路570可依不同應(yīng)用場(chǎng)合定義不同的觸控范圍。舉例來說，將該光學(xué)觸控系統(tǒng)500當(dāng)成一虛擬鼠標(biāo)使用時(shí)， 那么在影像感測(cè)模塊510及530前方的觸控區(qū)域590的大小便可依使用者操作實(shí)體鼠標(biāo)的使用習(xí)慣范圍而加以定義，例如是定義成15cmX 15cm(即虛線582長(zhǎng)度X虛線584長(zhǎng)度) 大小的觸控范圍?；蛘撸幚黼娐?70可藉由物體影像的大小與距離的關(guān)系來實(shí)時(shí)定義虛線584與586的預(yù)定長(zhǎng)度，也可藉由物體影像的反射光的亮度來定義上述預(yù)定長(zhǎng)度，或者是結(jié)合這二種方式來實(shí)時(shí)定義虛線584與586的預(yù)定長(zhǎng)度，并將定義的方式內(nèi)建在處理電路 570所采用的軟件或韌體當(dāng)中。如此一來，觸控區(qū)域590便可呈現(xiàn)出一具有預(yù)定面積大小的四邊形觸控范圍。承上述，在觸控區(qū)域590具有預(yù)定面積大小的情況下，處理電路570可以先計(jì)算出物體502的坐標(biāo)，然后再判斷物體502是否位于觸控區(qū)域590內(nèi)。當(dāng)物體502位于觸控區(qū)域 590內(nèi)時(shí)，處理電路570才會(huì)透過通訊接口 560輸出物體502的坐標(biāo)。當(dāng)然，處理電路570 也可以是先計(jì)算出物體502的坐標(biāo)，并透過通訊接口 560將物體502的坐標(biāo)輸出至前述的電子裝置，以讓上述電子裝置自行判斷物體502是否位于觸控區(qū)域590內(nèi)，進(jìn)而決定是否加以利用。第二實(shí)施例此例主要在說明便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)500可以是利用硬件的限制，來使得影像傳感器512與532的視野可由無限遠(yuǎn)改變?yōu)橛邢蘧嚯x，一如圖12所示。圖12繪示影像感測(cè)模塊510的內(nèi)部構(gòu)件的另外一種設(shè)置方式。在圖12中，標(biāo)號(hào)與圖5中的標(biāo)號(hào)相同者表示為相同構(gòu)件。如圖12所示，影像傳感器512的影像擷取面512A 與殼體5101的底面5101A呈現(xiàn)預(yù)定角度Θ3，而上述預(yù)定角度Θ3小于90度。此外，紅外光濾光裝置514、光學(xué)鏡片組516、紅外光發(fā)射裝置518 (此圖未繪示)與光學(xué)鏡片520 (此圖未繪示)也隨著上述預(yù)定角度θ 3而設(shè)置。其中，紅外光發(fā)射裝置518與光學(xué)鏡片520 的設(shè)置方式必須使得紅外光的行進(jìn)方向能大致平行于真實(shí)工作表平面802。由于上述預(yù)定角度θ 3為小于90度，因此影像傳感器512的視野為有限距離。也就是說，影像傳感器512 所感測(cè)到的影像的景深為有限距離。同樣地，影像感測(cè)模塊530中的影像傳感器532、紅外光濾光裝置534、光學(xué)鏡片組 536、紅外光發(fā)射裝置538以及光學(xué)鏡片540也以圖12所示的方式來設(shè)置。
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請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D9，由于影像傳感器512與532的視野由無限遠(yuǎn)改變?yōu)橛邢蘧嚯x，因此可知在觸控區(qū)域590中，由虛線584與586所形成的二個(gè)邊的長(zhǎng)度是依照影像傳感器512 與532所能感測(cè)到的最遠(yuǎn)視野來定義。而影像傳感器能感測(cè)到的最遠(yuǎn)視野可參照?qǐng)D13所示的方式來進(jìn)行計(jì)算。在圖13中，D表示為影像傳感器512能感測(cè)到的最遠(yuǎn)視野(即虛線 584或586的長(zhǎng)度)，H表示為影像傳感器512的高度，θ 2表示為角度。D、H、92之間的關(guān)系由圖中的公式0 = !1/切11(9 2)來表示，且Θ3(見圖12)加上θ 2為角度90度。舉例來說，H為5mm，θ 2為角度1. 91度，則D經(jīng)該公式計(jì)算則為H/tan(6 2)，即為約150mm。第三實(shí)施例此例主要在說明以另外一種硬件限制的方式，來使得便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)500的影像傳感器512與532的視野可由無限遠(yuǎn)改變?yōu)橛邢蘧嚯x，如圖14所示。圖14繪示改造后的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)500。在圖14中，標(biāo)號(hào)與圖5中的標(biāo)號(hào)相同者表示為相同構(gòu)件。而在圖14所示的光學(xué)觸控系統(tǒng)500中，影像感測(cè)模塊510的殼體 5101的體積被增大，且上述殼體5101具有第一部分51011與第二部分51012。通訊接口 560設(shè)置在第一部分51011，而影像傳感器512、紅外光濾光裝置514、光學(xué)鏡片組516、紅外光發(fā)射裝置518、光學(xué)鏡片520、處理電路570以及透光區(qū)域5102都設(shè)置在第二部分51012。 上述第二部分51012用以連接長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置550，且上述第二部分51012可相對(duì)于第一部分51011而旋轉(zhuǎn)。由于長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置550連接上述第二部分51012，而影像感測(cè)模塊530的殼體5301又連接長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置550，因此當(dāng)?shù)诙糠?1012相對(duì)于第一部分51011而旋轉(zhuǎn)時(shí)，長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置550與影像感測(cè)模塊530也會(huì)旋轉(zhuǎn)相同的角度。如此一來，當(dāng)上述便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)500放置或鄰近于一真實(shí)工作表面上時(shí)，影像傳感器512與532 的視野便能順著旋轉(zhuǎn)角度而由無限遠(yuǎn)改變?yōu)橛邢蘧嚯x。第四實(shí)施例藉由第一實(shí)施例的教示，可知只要便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)500的長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置550的體積夠大，影像感測(cè)模塊510便可不采用殼體5101，而可將影像傳感器512、紅外光濾光裝置514、光學(xué)鏡片組516、紅外光發(fā)射裝置518與光學(xué)鏡片520設(shè)置在長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置550的其中一端。同理，影像感測(cè)模塊530也不需采用殼體5301，而可將影像傳感器532、紅外光濾光裝置534、光學(xué)鏡片組536、紅外光發(fā)射裝置538與光學(xué)鏡片540設(shè)置在長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置550的另一端。當(dāng)然，影像傳感器512與532的感測(cè)范圍仍需部份重迭，使得上述部分重迭的區(qū)域可用來定義一觸控區(qū)域。至于通訊接口 560與處理電路570 則可任意設(shè)置，只需使處理電路570仍電性連接通訊接口 560、影像傳感器512與影像傳感器532即可。值得一提的是，在此例中，影像傳感器512與532的視野理論上也為無限遠(yuǎn)。第五實(shí)施例藉由第四實(shí)施例與第二實(shí)施例的教示，可知在第四實(shí)施例所述的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)500中，影像傳感器512與532可設(shè)計(jì)成能相對(duì)于長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置550的軸心而旋轉(zhuǎn)一預(yù)定角度，而上述預(yù)定角度小于90度。當(dāng)然，紅外光濾光裝置514、光學(xué)鏡片組516、 紅外光發(fā)射裝置518與光學(xué)鏡片520也必須隨著影像傳感器512的旋轉(zhuǎn)角度而作相對(duì)應(yīng)的適當(dāng)調(diào)整；而紅外光濾光裝置534、光學(xué)鏡片組536、紅外光發(fā)射裝置538與光學(xué)鏡片540則必須隨著影像傳感器532的旋轉(zhuǎn)角度而作相對(duì)應(yīng)的適當(dāng)調(diào)整。如此一來，當(dāng)上述便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)500放置在一真實(shí)工作表面上時(shí)，影像傳感器512與532的視野便能順著旋轉(zhuǎn)方向而由無限遠(yuǎn)改變?yōu)橛邢蘧嚯x。第六實(shí)施例此實(shí)施例主要是說明在采用了紅外光發(fā)射裝置的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)中，每一光學(xué)鏡片組中的至少一光學(xué)鏡片可交錯(cuò)涂布有多層的氧化鎂(MgO)以及多層的二氧化鈦 (Τ 02)或二氧化硅(Si02)，以使至少一光學(xué)鏡片產(chǎn)生類似于紅外光濾光裝置的效果。如此一來，原有的紅外光濾光裝置便可予以省略。值得一提的是，原有的紅外光濾光裝置就是所謂的光阻(PhotoResistor)，其成份包含了有機(jī)化合物、高分子(Polymer)以及塑料(Plastic)。第七實(shí)施例此實(shí)施例主要是說明在采用了紅外光發(fā)射裝置的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)中，每一紅外光發(fā)射裝置都可以一雷射光發(fā)射裝置取代的，且每一紅外光濾光裝置都可予以省略。此外，每一光學(xué)鏡片組中的每一光學(xué)鏡片也不需涂布氧化鎂(MgO)、二氧化鈦(Ti02)以及二氧化硅(Si02)。然必須注意的是，每一個(gè)設(shè)置在雷射光發(fā)射裝置前的光學(xué)鏡片必須能將對(duì)應(yīng)的雷射光發(fā)射裝置所發(fā)出的點(diǎn)光源轉(zhuǎn)換成線光源，以使得對(duì)應(yīng)的雷射光發(fā)射裝置所發(fā)出的雷射光能至少含蓋到觸控區(qū)域。如此一來，每一雷射光發(fā)射裝置所發(fā)出的雷射光就能照射到位于觸控區(qū)域內(nèi)的物體，而每一影像傳感器也能取得上述物體反射雷射光的影像。值得一提的是，每一雷射光發(fā)射裝置都可采用至少一個(gè)雷射光發(fā)光二極管(laser diode)來實(shí)現(xiàn)。第八實(shí)施例此實(shí)施例主要是說明在采用了長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)中，每一長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置都可用不可伸縮的連接裝置來取代。第九實(shí)施例此實(shí)施例主要是說明在本發(fā)明的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)中，處理電路可設(shè)計(jì)成能進(jìn)一步在觸控區(qū)域中定義一圖案，以便利用上述圖案虛擬一使用者輸入接口，而上述使用者輸入接口可以是一鼠標(biāo)、一鍵盤、一觸控板(Touch Pad)或是一切換開關(guān)。以第二實(shí)施例所述的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)為例，其處理電路可設(shè)計(jì)成能進(jìn)一步在觸控區(qū)域中定義一鼠標(biāo)功能的圖案，以圖15來說明的。圖15繪示上述處理電路在觸控區(qū)域中所定義的鼠標(biāo)功能圖案。在圖15中，由點(diǎn) A、點(diǎn)B、點(diǎn)E及點(diǎn)F依序相連而形成的平行四邊形區(qū)域就是所述的觸控區(qū)域590。其中，點(diǎn)A 與點(diǎn)B表示為便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)中的二個(gè)影像傳感器的設(shè)置位置。此外，區(qū)域L虛擬為鼠標(biāo)的左鍵功能，區(qū)域M虛擬為鼠標(biāo)的滾輪功能，而區(qū)域R則虛擬為鼠標(biāo)的右鍵功能。如此一來，使用者便可利用上述觸控區(qū)域590所虛擬的鼠標(biāo)功能來進(jìn)行操作。第十實(shí)施例此實(shí)施例主要是說明在第九實(shí)施例所述的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)中，可以再增設(shè)一光發(fā)射裝置，以便利用上述光發(fā)射裝置在觸控區(qū)域所對(duì)應(yīng)的真實(shí)工作表面上投射出處理電路所定義的圖案，例如投射出鼠標(biāo)功能圖案、鍵盤功能圖案等等。上述光發(fā)射裝置的光源可為可見的雷射光源或可見的紅外光源。
第i^一實(shí)施例第一實(shí)施例指出處理電路在取得物體的坐標(biāo)之后，便可透過通訊接口將所述坐標(biāo)輸出至一電子裝置。而此實(shí)施例主要是說明若是上述電子裝置具有顯示屏幕，例如是一筆記型計(jì)算機(jī)，那么本發(fā)明的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)中的處理電路更可設(shè)計(jì)成能透過通訊界面與上述電子裝置進(jìn)行通訊，以便利用上述電子裝置的顯示屏幕的光標(biāo)位置來反應(yīng) (Mapping)物體的坐標(biāo)。第十二實(shí)施例此實(shí)施例主要是說明在第十一實(shí)施例所述的電子裝置的殼體上，也可以設(shè)置有一溝槽，以便本發(fā)明的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)可設(shè)置在上述溝槽中，一如圖16所示。圖16為本發(fā)明的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)設(shè)置在電子裝置的溝槽中的示意圖。而此圖所示的電子裝置 1602以筆記型計(jì)算機(jī)為例。第十三實(shí)施例藉由第十二實(shí)施例的教示，可知若是具有顯示屏幕的便攜式電子裝置本身就內(nèi)建有本發(fā)明的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，那么上述電子裝置也可稱的為便攜式光學(xué)觸控裝置。當(dāng)然，在內(nèi)建的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)中，就不需要采用到長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置或是不可伸縮的連接裝置。此外，內(nèi)建的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)可采用紅外光發(fā)射裝置或雷射光發(fā)射裝置來照射位于觸控區(qū)域內(nèi)的物體。第十四實(shí)施例藉由前述各實(shí)施例的教示，可知若是待測(cè)的物體本身可發(fā)光，例如可發(fā)出紅外光或是雷射光，那么前述的各便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)便不需采用紅外光發(fā)射裝置或雷射光發(fā)射裝置來照射物體。當(dāng)然，原本設(shè)置在紅外光發(fā)射裝置或雷射光發(fā)射裝置前的光學(xué)鏡片及其它相關(guān)組件也可省略。統(tǒng)合上述采用長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)的各實(shí)施例，可以歸納出一種感測(cè)物體位置的方法的基本流程，一如圖17所示。圖17為依照本發(fā)明一實(shí)施例的感測(cè)物體位置的方法的基本流程。所述方法適用于一便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，上述便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)包括有第一影像感測(cè)模塊、第二影像感測(cè)模塊、長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置、處理電路與通訊接口。其中，上述二個(gè)影像感測(cè)模塊的感測(cè)范圍為部份重迭，而上述部分重迭的區(qū)域用來定義一觸控區(qū)域。長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置連接第一影像感測(cè)模塊與第二影像感測(cè)模塊， 用以調(diào)整第一影像感測(cè)模塊與第二影像感測(cè)模塊之間的距離。上述方法包括有藉由上述二個(gè)影像感測(cè)模塊擷取位于觸控區(qū)域內(nèi)的物體的影像(如步驟S1702所示)；藉由處理電路依據(jù)上述二個(gè)影像感測(cè)模塊所擷取的物體的影像來計(jì)算物體的坐標(biāo)(如步驟S1704所示)；以及藉由通訊接口輸出物體的坐標(biāo)(如步驟S1706所示)。其中，所述的處理電路可利用三角函數(shù)法或兩線交點(diǎn)法來計(jì)算出上述物體的坐標(biāo)。藉由上述各實(shí)施例的說明，可知本發(fā)明的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)可取代目前的鼠標(biāo)、鍵盤、觸控板等使用者輸入接口，且本發(fā)明的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)具有體積小、攜帶方便、可隨處置放、低成本的優(yōu)點(diǎn)。此外，本發(fā)明的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)不像目前鼠標(biāo)會(huì)受限于工作表面需平坦的限制，也不像電阻或電容式觸控板一樣需要有一實(shí)體觸控區(qū)域的限制。而藉由上述各實(shí)施例的說明，也可知本發(fā)明的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)可與具有顯示屏幕的電子裝置相結(jié)合或溝通，并可控制顯示屏幕內(nèi)的光標(biāo)的動(dòng)作，甚至可以實(shí)現(xiàn)目前市面上的觸控屏幕所有可達(dá)成的功能，如單點(diǎn)觸控、多點(diǎn)觸控等。值得一提的是，利用光學(xué)方式偵測(cè)物體的技術(shù)可稱為光學(xué)耦合(OpticalCoupling)技術(shù)，即由至少一影像傳感器感測(cè)物體所反射的光訊號(hào)，再將上述光訊號(hào)轉(zhuǎn)換為電子訊號(hào)，最后將這些影像傳感器所計(jì)算出的電子訊號(hào)進(jìn)行相關(guān)性(correlation)處理，以求得物體的特征信息。綜上所述，本發(fā)明主要是采用二個(gè)影像感測(cè)模塊與一處理電路來構(gòu)建一便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，是使二個(gè)影像感測(cè)模塊的感測(cè)范圍部份重迭，使得上述部分重迭的區(qū)域可用來定義一觸控區(qū)域。如此一來，當(dāng)有一物體(例如手指或筆狀物)位于觸控區(qū)域內(nèi)，處理電路便可依據(jù)這二個(gè)影像感測(cè)模塊所感測(cè)到的物體的影像來計(jì)算物體的坐標(biāo)。而在進(jìn)一步的設(shè)計(jì)中，可使二個(gè)影像感測(cè)模塊發(fā)射紅外光或雷射光以照射物體，藉此取得物體反射紅外光或雷射光的影像，讓處理電路可依據(jù)這樣的影像來計(jì)算物體的坐標(biāo)。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于包括一第一影像感測(cè)模塊；一第二影像感測(cè)模塊，其中該第一影像感測(cè)模塊與該第二影像感測(cè)模塊的感測(cè)范圍部份重迭，而上述部分重迭的區(qū)域用以定義一觸控區(qū)域；一長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置，連接該第一影像感測(cè)模塊與該第二影像感測(cè)模塊，用以調(diào)整該第一影像感測(cè)模塊與該第二影像感測(cè)模塊之間的距離；一通訊接口 ；以及一處理電路，當(dāng)有一物體位于該觸控區(qū)域內(nèi)，該處理電路便依據(jù)該第一影像感測(cè)模塊與該第二影像感測(cè)模塊所感測(cè)到的該物體的影像來計(jì)算該物體的坐標(biāo)，并透過該通訊接口輸出所述坐標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于該第一影像感測(cè)模塊包括有一第一殼體與一第一影像傳感器，而該第二影像感測(cè)模塊則包括有一第二殼體與一第二影像傳感器，該第一影像傳感器與該第二影像傳感器分別設(shè)置在該第一殼體與該第二殼體中，并都電性耦接該處理電路，該第一殼體與該第二殼體用以連接該長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置， 且分別具有一第一透光區(qū)域與一第二透光區(qū)域，使得該第一影像傳感器與該第二影像傳感器可分別透過該第一透光區(qū)域與該第二透光區(qū)域感測(cè)影像，并使得該第一影像傳感器與該第二影像器的感測(cè)范圍可部份重迭，該第一影像傳感器的影像擷取面與該第一殼體的底面呈現(xiàn)一預(yù)定角度，該第二影像傳感器的影像擷取面與該第二殼體的底面也呈現(xiàn)該預(yù)定角度，且該預(yù)定角度為90度，該觸控區(qū)域的形狀為一四邊形，該四邊形具有依序連接的一第一邊、一第二邊、一第三邊與一第四邊，該第一邊與該第四邊相交的角落為該第一影像傳感器的設(shè)置位置，該第一邊與該第二邊相交的角落為該第二影像傳感器的設(shè)置位置，且該第二邊與該第四邊的長(zhǎng)度為一預(yù)定長(zhǎng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于該第一影像感測(cè)模塊包括有一第一殼體與一第一影像傳感器，而該第二影像感測(cè)模塊則包括有一第二殼體與一第二影像傳感器，該第一影像傳感器與該第二影像傳感器分別設(shè)置在該第一殼體與該第二殼體中，并都電性耦接該處理電路，該第一殼體與該第二殼體用以連接該長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置， 且分別具有一第一透光區(qū)域與一第二透光區(qū)域，使得該第一影像傳感器與該第二影像傳感器可分別透過該第一透光區(qū)域與該第二透光區(qū)域感測(cè)影像，并使得該第一影像傳感器與該第二影像器的感測(cè)范圍可部份重迭，該第一影像傳感器的影像擷取面與該第一殼體的底面呈現(xiàn)一預(yù)定角度，該第二影像傳感器的影像擷取面與該第二殼體的底面也呈現(xiàn)該預(yù)定角度，且該預(yù)定角度小于90度，該觸控區(qū)域的形狀為一四邊形，該四邊形具有依序連接的一第一邊、一第二邊、一第三邊與一第四邊，該第一邊與該第四邊相交的角落為該第一影像傳感器的設(shè)置位置，該第一邊與該第二邊相交的角落為該第二影像傳感器的設(shè)置位置，且該第二邊與該第四邊的長(zhǎng)度是依照該第一影像傳感器與該第二影像傳感器所能感測(cè)到的最遠(yuǎn)視野來定義。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或者3所述的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于該第一殼體具有一第一部分與一第二部分，該通訊接口設(shè)置在該第一部分，而該第一影像傳感器與該第一透光區(qū)域設(shè)置在該第二部分，該第二部分用以連接該長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置，且該第二部分可相對(duì)于該第一部分而旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或者3所述的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于該每一影像感測(cè)模塊更包括有一紅外光發(fā)射裝置及只能讓紅外光通過的一紅外光濾光裝置，該每一紅外光發(fā)射裝置用以發(fā)射紅外光照射該物體，且該每一影像傳感器是透過其對(duì)應(yīng)的該紅外光濾光裝置來取得該物體反射該紅外光的影像。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或者3所述的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于該每一影像感測(cè)模塊更包括有一紅外光發(fā)射裝置及一光學(xué)鏡片組，該每一紅外光發(fā)射裝置用以發(fā)射紅外光照射該物體，該每一光學(xué)鏡片組中的至少一光學(xué)鏡片交錯(cuò)涂布有多層的氧化鎂以及多層的二氧化鈦或二氧化硅，且該每一影像傳感器是透過其對(duì)應(yīng)的該光學(xué)鏡片組來取得該物體反射該紅外光的影像，且該每一光學(xué)鏡片組用來使所對(duì)應(yīng)的該影像傳感器的視角呈現(xiàn)至少90 度。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或者3所述的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于該每一影像感測(cè)模塊更包括有一雷射光發(fā)射裝置及一光學(xué)鏡片，該每一雷射光發(fā)射裝置用以發(fā)射一點(diǎn)雷射光并透過其對(duì)應(yīng)的該光學(xué)鏡片轉(zhuǎn)換為一線雷射光以照射位于該觸控區(qū)域的該物體，且該每一影像傳感器用以取得該物體反射該線雷射光的影像。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于該第一影像感測(cè)模塊包括有一第一影像傳感器，而該第二影像感測(cè)模塊包括有一第二影像傳感器，該第一影像傳感器與該第二影像傳感器分別連接該長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置的二端，并都電性耦接該處理電路，該觸控區(qū)域的形狀為一四邊形，該四邊形具有依序連接的一第一邊、一第二邊、一第三邊與一第四邊，該第一邊與該第四邊相交的角落為該第一影像傳感器的設(shè)置位置，該第一邊與該第二邊相交的角落為該第二影像傳感器的設(shè)置位置，且該第二邊與該第四邊的長(zhǎng)度為一預(yù)定長(zhǎng)度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于該第一影像感測(cè)模塊包括有一第一影像傳感器，而該第二影像感測(cè)模塊包括有一第二影像傳感器，該第一影像傳感器與該第二影像傳感器分別連接該長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置的二端，并都電性耦接該處理電路，該第一影像傳感器可相對(duì)于該長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置的軸心而旋轉(zhuǎn)一預(yù)定角度，該第二影像傳感器也可相對(duì)于該長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置的軸心而旋轉(zhuǎn)該預(yù)定角度，且該預(yù)定角度小于90度，該觸控區(qū)域的形狀為一四邊形，該四邊形具有依序連接的一第一邊、一第二邊、一第三邊與一第四邊，該第一邊與該第四邊相交的角落為該第一影像傳感器的設(shè)置位置，該第一邊與該第二邊相交的角落為該第二影像傳感器的設(shè)置位置，且該第二邊與該第四邊的長(zhǎng)度是依照該第一影像傳感器與該第二影像傳感器所能感測(cè)到的最遠(yuǎn)視野來定義。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或者9所述的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于該每一影像感測(cè)模塊更包括有一紅外光發(fā)射裝置及只能讓紅外光通過的一紅外光濾光裝置，該每一紅外光發(fā)射裝置用以發(fā)射紅外光以照射該物體，且該每一影像傳感器是透過其對(duì)應(yīng)的該紅外光濾光裝置來取得該物體反射該紅外光的影像。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或者9所述的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于該每一影像感測(cè)模塊更包括有一紅外光發(fā)射裝置及一光學(xué)鏡片組，該每一紅外光發(fā)射裝置用以發(fā)射紅外光以照射該物體，該每一光學(xué)鏡片組中的至少一光學(xué)鏡片交錯(cuò)涂布有多層的氧化鎂以及多層的二氧化鈦或二氧化硅，且該每一影像傳感器是透過其對(duì)應(yīng)的該光學(xué)鏡片組來取得該物體反射該紅外光的影像，該每一光學(xué)鏡片組用來使所對(duì)應(yīng)的該影像傳感器的視角呈現(xiàn)至少90度。
12.根據(jù)權(quán)利要求8或者9所述的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于該每一影像感測(cè)模塊更包括有一雷射光發(fā)射裝置及一光學(xué)鏡片，該每一雷射光發(fā)射裝置用以發(fā)射一點(diǎn)雷射光并透過其對(duì)應(yīng)的該光學(xué)鏡片轉(zhuǎn)換為一線雷射光以照射位于該觸控區(qū)域的該物體，且該每一影像傳感器用以取得該物體反射該線雷射光的影像。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于該通訊接口包括有線通訊接口與無線通訊界面至少其中之一，所述有線通訊接口包括以通用串行總線接口來實(shí)現(xiàn)，而所述無線通訊界面包括以藍(lán)芽無線傳輸接口來實(shí)現(xiàn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于該處理電路更進(jìn)一步在該觸控區(qū)域中定義一圖案，以便利用該圖案虛擬一使用者輸入接口，該使用者輸入接口包括是一鼠標(biāo)、一鍵盤、一觸控板或是一切換開關(guān)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于該通訊接口將所述坐標(biāo)輸出至一電子裝置，該電子裝置具有一顯示屏幕，而該處理電路可透過該通訊接口與該電子裝置進(jìn)行通訊，以便利用該顯示屏幕的一光標(biāo)位置來反應(yīng)出該物體的坐標(biāo)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，其更包括一光發(fā)射裝置，該光發(fā)射裝置用以在該觸控區(qū)域所對(duì)應(yīng)的一真實(shí)工作表面上投射出一圖案，使得該處理電路可更進(jìn)一步在該觸控區(qū)域內(nèi)定義該圖案，以便利用該圖案虛擬一使用者輸入接口，而該使用者輸入接口包括是一鼠標(biāo)、一鍵盤、一觸控板或是一切換開關(guān)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于該處理電路利用三角函數(shù)法或兩線交點(diǎn)法計(jì)算出該物體的坐標(biāo)。
18.一種便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，其特征在于包括一第一影像感測(cè)模塊；一第二影像感測(cè)模塊，其中該第一影像感測(cè)模塊與該第二影像感測(cè)模塊的感測(cè)范圍為部份重迭，而上述部分重迭的區(qū)域用以定義一觸控區(qū)域；一連接裝置，連接該第一影像感測(cè)模塊與該第二影像感測(cè)模塊，其中該第一影像感測(cè)模塊與該第二影像感測(cè)模塊之間的距離為一預(yù)定長(zhǎng)度；一通訊接口 ；以及一處理電路，當(dāng)有一物體位于該觸控區(qū)域內(nèi)，該處理電路便依據(jù)該第一影像感測(cè)模塊與該第二影像感測(cè)模塊所感測(cè)到的該物體的影像來計(jì)算該物體的坐標(biāo)，并透過該通訊接口輸出所述坐標(biāo)。
19.一種可感測(cè)至少一物體位置的便攜式光學(xué)觸控裝置，其特征在于包括一第一影像感測(cè)模塊，包含一第一影像傳感器、一第一紅外光發(fā)射裝置、一第一紅外光濾光裝置及一第一光學(xué)鏡片組；一第二影像感測(cè)模塊，包含一第二影像傳感器、一第二紅外光發(fā)射裝置、一第二紅外光濾光裝置及一第二光學(xué)鏡片組；其中，該第一影像感測(cè)模塊與該第二影像感測(cè)模塊的感測(cè)范圍為部份重迭，且該部分重迭的區(qū)域用以定義一觸控區(qū)域；該第一紅外光發(fā)射裝置與該第二紅外光發(fā)射裝置用以發(fā)射紅外光以照射位于該觸控區(qū)域的一物體；該第一影像感測(cè)模塊與該第二影像感測(cè)模塊分別透過該第一紅外光濾光裝置與該第二紅外光濾光裝置來分別取得該物體反射該紅外光的影像；該第一光學(xué)鏡片組與該第二光學(xué)鏡片組分別設(shè)置在該第一影像傳感器與該第二影像傳感器前方，用來使所對(duì)應(yīng)的該影像傳感器的視角呈現(xiàn)至少90度；一處理電路，依據(jù)該第一影像感測(cè)模塊與該第二影像感測(cè)模塊所感測(cè)到的該物體的影像來計(jì)算并輸出該物體的坐標(biāo)；以及一顯示屏幕，用以顯示并反應(yīng)該處理電路所輸出的該物體坐標(biāo)。
20.一種可感測(cè)至少一物體位置的便攜式光學(xué)觸控裝置，其特征在于包括 一第一影像感測(cè)模塊，包含一第一影像傳感器、一第一光學(xué)鏡片組、一第一雷射光發(fā)射裝置及一第一光學(xué)鏡片； 一第二影像感測(cè)模塊，包含一第二影像傳感器、一第二光學(xué)鏡片組、一第二雷射光發(fā)射裝置及一第二光學(xué)鏡片； 其中，該第一影像感測(cè)模塊與該第二影像感測(cè)模塊的感測(cè)范圍為部份重迭，且該部分重迭的區(qū)域用以定義一觸控區(qū)域；該第一雷射光發(fā)射裝置與該第二雷射光發(fā)射裝置分別用以發(fā)射一點(diǎn)雷射光并分別透過該第一光學(xué)鏡片與該第二光學(xué)鏡片轉(zhuǎn)換為一線雷射光以分別照射位于該觸控區(qū)域的一物體；該第一影像傳感器與該第二影像傳感器用以分別透過該第一光學(xué)鏡片組與該第二光學(xué)鏡片組取得該物體反射該線雷射光的影像；該第一光學(xué)鏡片組與該第二光學(xué)鏡片組分別用來使所對(duì)應(yīng)的該影像傳感器的視角呈現(xiàn)至少90度；一處理電路，依據(jù)該第一影像感測(cè)模塊與該第二影像感測(cè)模塊所感測(cè)到的該物體的影像來計(jì)算并輸出該物體的坐標(biāo)；以及一顯示屏幕，用以顯示并反應(yīng)該處理電路所輸出的該物體坐標(biāo)。
21.—種感測(cè)物體位置的方法，適用于一便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)，該便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)包括有一第一影像感測(cè)模塊、一第二影像感測(cè)模塊、一長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置、一處理電路與一通訊接口，其中該第一影像感測(cè)模塊與該第二影像感測(cè)模塊的感測(cè)范圍為部份重迭，而上述部分重迭的區(qū)域用來定義一觸控區(qū)域，該長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置連接該第一影像感測(cè)模塊與該第二影像感測(cè)模塊，用以調(diào)整該第一影像感測(cè)模塊與該第二影像感測(cè)模塊之間的距離，其特征在于該方法包括藉由該第一影像感測(cè)模塊與該第二影像感測(cè)模塊擷取位于該觸控區(qū)域內(nèi)的一物體的影像；藉由該處理電路依據(jù)該第一影像感測(cè)模塊與該第二影像感測(cè)模塊所擷取的該物體的影像來計(jì)算該物體的坐標(biāo)；以及由該通訊接口輸出該物體的坐標(biāo)。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)以及感測(cè)物體位置的方法。上述便攜式光學(xué)觸控系統(tǒng)包括有第一影像感測(cè)模塊、第二影像感測(cè)模塊、長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置、通訊接口與處理電路。所述二影像感測(cè)模塊的感測(cè)范圍為部份重迭，而上述部分重迭的區(qū)域用以定義一觸控區(qū)域。長(zhǎng)度可調(diào)整連接裝置連接第一影像感測(cè)模塊與第二影像感測(cè)模塊，用以調(diào)整第一影像感測(cè)模塊與第二影像感測(cè)模塊之間的距離。當(dāng)有一物體位于觸控區(qū)域內(nèi)，處理電路便依據(jù)上述二影像感測(cè)模塊所感測(cè)到之物體的影像來計(jì)算物體的坐標(biāo)，并透過通訊接口輸出所述坐標(biāo)。
文檔編號(hào)G06F3/042GK102298469SQ20101021900
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者林宏宇 申請(qǐng)人:林宏宇