CN101866246A - Multi-touch optical input device - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域technical field
本发明涉及一种输入装置,尤其涉及一种多点触控式光学输入装置。The invention relates to an input device, in particular to a multi-touch optical input device.
背景技术Background technique
近年来,触控屏幕已成为消费性电子产品非常重要的人机界面,且逐渐地取代键盘与鼠标的功能,使键盘与鼠标成为配件而非必要品。触控屏幕的演进,从以往的电阻式、电容式等单点触控技术(single-touch),到现今的投影电容式、光学式、数字摄影式等多点触控技术(multi-touch)。单点触控技术往往只能够让使用者点选按钮或是模拟鼠标功能,就应用方面较无法多元化。而现今的多点触控技术,可以同时检测到至少两点以上的指标接触,以达到以往单点触控技术难以达到的功能,例如图像的旋转、缩放等等,因此相较于传统的单点式触控屏幕(single-touch panel),多点式触控屏幕(multi-touch panel)能够提供更多有趣且方便的人机操作界面。In recent years, the touch screen has become a very important human-machine interface of consumer electronics products, and gradually replaces the functions of the keyboard and mouse, making the keyboard and mouse an accessory rather than a necessity. The evolution of touch screens, from the previous single-touch technology (single-touch) such as resistive and capacitive, to the current multi-touch technology (multi-touch) such as projected capacitive, optical and digital photography . Single-touch technology often only allows users to click buttons or simulate mouse functions, and cannot be diversified in terms of applications. Today's multi-touch technology can detect at least two points of contact at the same time, so as to achieve functions that were difficult to achieve in the previous single-touch technology, such as image rotation, zooming, etc. Single-touch panel and multi-touch panel can provide more interesting and convenient man-machine interface.
触控屏幕的种类繁多,不同类别的触控屏幕技术各具有其优缺点。目前电子产品常使用的单点触控屏幕技术大约可分成:电阻式、电容式、表面声波及光学式等等。电阻式的触控屏幕可以用手指或笔等任何指标物体按压屏幕上的电阻薄膜产生电阻的变化,借此来检测XY轴坐标。电阻式的触控屏幕具有价格便宜、防水、耐污性佳及耐刮等优点,但缺点是透光度不佳、精准度不够及使用寿命较低。表面电容式的触控屏幕无法以任意的指标物体来操作,必须使用可导电的指标物体,例如人的手指。当人的手指触碰到面板表面时,此时人的手指会吸取微量的电流,引起电容值的变化,控制器则会依据电流被吸取的比例以计算XY轴坐标。表面电容式触控技术只要轻微碰触即可反应,而电阻式触控技术则必须施加较大的按压力,因此表面电容式触控技术具有较灵敏的优点。光学式触控技术利用光源接收遮断原理,将面板范围内布满光源与接收器并组成矩阵,当光线遭遮断时,即可取得无法收到信号的接收器的位置,进而确定XY轴坐标。光学式触控技术具有高透光率且可以用任何指标物体来操作及具由寿命长的特性。There are many types of touch screens, and each type of touch screen technology has its own advantages and disadvantages. At present, the single-touch screen technologies commonly used in electronic products can be roughly divided into: resistive, capacitive, surface acoustic wave, optical, and so on. The resistive touch screen can detect the XY axis coordinates by pressing the resistive film on the screen with any index object such as a finger or a pen to produce a change in resistance. Resistive touch screens have the advantages of cheap price, waterproof, good stain resistance and scratch resistance, but the disadvantages are poor light transmittance, insufficient accuracy and low service life. The surface capacitive touch screen cannot be operated with any pointing object, and must use a conductive pointing object, such as a human finger. When the human finger touches the surface of the panel, the human finger will absorb a small amount of current at this time, causing a change in the capacitance value, and the controller will calculate the XY axis coordinates based on the ratio of the current absorbed. The surface capacitive touch technology can respond to a slight touch, while the resistive touch technology requires a relatively large pressing force, so the surface capacitive touch technology has the advantage of being more sensitive. Optical touch technology utilizes the principle of blocking light source reception to form a matrix of light sources and receivers within the panel area. When the light is blocked, the position of the receiver that cannot receive the signal can be obtained, and then the XY axis coordinates can be determined. Optical touch technology has high light transmittance and can be operated with any index object and has the characteristics of long life.
目前大多数的应用仍以单点式触控技术为主,现行的多点式触控技术,例如Apple的iPhone,多采用电容式做法来实现多点触控,然而多点触控目前较大的问题在于庞大的体积、价格较高且良率较差,因此较不利于大尺寸设计与应用。At present, most applications are still based on single-point touch technology. The current multi-touch technology, such as Apple's iPhone, mostly uses capacitive methods to achieve multi-touch. However, multi-touch is currently relatively large. The problem lies in the huge size, high price and poor yield rate, so it is not conducive to large-scale design and application.
因此,如何发展一种可改善公知技术缺陷的多点触控式输入装置,实为目前迫切需要研发的课题。Therefore, how to develop a multi-touch input device that can improve the defects of the known technology is an urgent research and development issue.
发明内容Contents of the invention
本发明的目的在于提供一种多点触控式光学输入装置,可根据电子产品的操作系统升级为具多点触控功能时,选择性地使不具有触控功能的屏幕或显示面板升级为具多点触控功能的屏幕或显示面板,或者可以直接于一实体平面上提供多点触控输入的人机界面,以取代传统的触控面板或输入装置。The purpose of the present invention is to provide a multi-touch optical input device, which can selectively upgrade the screen or display panel without touch function to a multi-touch function according to the operating system of the electronic product. A screen or display panel with multi-touch function, or a man-machine interface that can directly provide multi-touch input on a physical plane, to replace traditional touch panels or input devices.
本发明的另一目的在于提供一种多点触控式光学输入装置,无需实体触控面板,仅需一实体平面,且不论实体平面的大小或形状,即可实现多点触控输入的功能。Another object of the present invention is to provide a multi-touch optical input device, which does not need a physical touch panel, only needs a physical plane, and regardless of the size or shape of the physical plane, the function of multi-touch input can be realized .
本发明的又一目的在于提供一种多点触控式光学输入装置,可让使用者靠手指操作开启文件、浏览文件以及直接手写输入文字,同时用手指或是多个触控点来操作翻转、放大、缩小等动作。本发明的多点触控式光学输入装置可精确地感应使用者的操作指令,不易受外界干扰,降低误判的机率,且架构简化,体积较小,可降低成本以及应用于大尺寸。Another object of the present invention is to provide a multi-touch optical input device, which allows users to use fingers to open files, browse files, and directly input text by hand, while using fingers or multiple touch points to operate and flip , zoom in, zoom out and other actions. The multi-touch optical input device of the present invention can accurately sense the user's operation command, is less susceptible to external interference, reduces the probability of misjudgment, and has a simplified structure and small volume, which can reduce costs and be applied to large sizes.
为达上述目的,本发明的一较广义实施方式为提供一种多点触控式光学输入装置,用于一实体平面上形成一触控区域,该多点触控式光学输入装置至少包括:一第一光学感测模块,具有一第一激光光源及第一图像提取装置,该第一激光光源产生一第一光线,该第一图像提取装置提取该第一光线经由该触控区域上的一个或多个指标物体所反射的一第一反射光;以及一第二光学感测模块,具有一第二激光光源及第二图像提取装置,该第二激光光源产生一第二光线,该第二图像提取装置提取该第二光线经由该触控区域上的所述一个或多个指标物体所反射的一第二反射光。其中,该第一光学感测模块及该第二光学感测模块通过该第一反射光及该第二反射光取得代表所述一个或多个指标物体的坐标位置信息的光学信息。In order to achieve the above purpose, a broader implementation of the present invention is to provide a multi-touch optical input device for forming a touch area on a solid plane, the multi-touch optical input device at least includes: A first optical sensing module has a first laser light source and a first image extraction device, the first laser light source generates a first light, and the first image extraction device extracts the first light through the touch area A first reflected light reflected by one or more index objects; and a second optical sensing module with a second laser light source and a second image extraction device, the second laser light source generates a second light, the first The second image extraction device extracts a second reflected light from the second light reflected by the one or more index objects on the touch area. Wherein, the first optical sensing module and the second optical sensing module obtain optical information representing coordinate position information of the one or more index objects through the first reflected light and the second reflected light.
本发明的多点触控式光学输入装置可精确地感应使用者的操作指令,不易受外界干扰,降低误判的机率,且架构简化,体积较小,可降低成本以及应用于大尺寸。The multi-touch optical input device of the present invention can accurately sense the user's operation command, is less susceptible to external interference, reduces the probability of misjudgment, and has a simplified structure and small volume, which can reduce costs and be applied to large sizes.
附图说明Description of drawings
图1A:为本发明较佳实施例的多点触控式光学输入装置的架构示意图。FIG. 1A is a schematic structural diagram of a multi-touch optical input device according to a preferred embodiment of the present invention.
图1B:为图1A的侧截面结构示意图。FIG. 1B is a schematic diagram of the side cross-sectional structure of FIG. 1A .
图2A:为显示多个指标物体同时于本发明的多点触控式光学输入装置的触控区域进行输入的示意图。FIG. 2A : is a schematic diagram showing that a plurality of index objects are simultaneously input in the touch area of the multi-touch optical input device of the present invention.
图2B:为图2A中第一光学感测模块及第二光学感测模块分别取得代表所述多个指标物体坐标位置的光学信息。FIG. 2B : obtaining optical information representing the coordinate positions of the plurality of index objects for the first optical sensing module and the second optical sensing module in FIG. 2A .
图3A:为显示多个指标物体同时于本发明的多点触控式光学输入装置的触控区域进行输入的另一状态示意图。FIG. 3A is a schematic view showing another state where a plurality of index objects simultaneously input on the touch area of the multi-touch optical input device of the present invention.
图3B:为图3A中第一光学感测模块及第二光学感测模块分别取得代表所述多个指标物体坐标位置的光学信息。FIG. 3B : obtaining optical information representing the coordinate positions of the plurality of index objects for the first optical sensing module and the second optical sensing module in FIG. 3A .
图4A:为显示多个指标物体同时于本发明的多点触控式光学输入装置的触控区域进行输入的另一状态示意图。FIG. 4A is a schematic view showing another state where a plurality of index objects simultaneously input on the touch area of the multi-touch optical input device of the present invention.
图4B:为图4A中第一光学感测模块及第二光学感测模块分别取得代表所述多个指标物体坐标位置的光学信息。FIG. 4B : obtaining optical information representing the coordinate positions of the plurality of index objects for the first optical sensing module and the second optical sensing module in FIG. 4A .
图5A:为显示多个指标物体同时于本发明的多点触控式光学输入装置的触控区域进行输入的另一状态示意图。FIG. 5A is a schematic view showing another state where a plurality of index objects simultaneously input on the touch area of the multi-touch optical input device of the present invention.
图5B:为图5A中第一光学感测模块及第二光学感测模块分别取得代表所述多个指标物体坐标位置的光学信息。FIG. 5B : obtaining optical information representing the coordinate positions of the plurality of index objects for the first optical sensing module and the second optical sensing module in FIG. 5A .
图6A:为显示多个指标物体同时于本发明的多点触控式光学输入装置的触控区域进行输入的另一状态示意图。FIG. 6A is a schematic view showing another state where a plurality of index objects simultaneously input on the touch area of the multi-touch optical input device of the present invention.
图6B:为图6A中第一光学感测模块及第二光学感测模块分别取得代表所述多个指标物体坐标位置的光学信息。FIG. 6B : obtaining optical information representing the coordinate positions of the plurality of index objects for the first optical sensing module and the second optical sensing module in FIG. 6A .
图7:其显示本发明另一较佳实施例的多点触控式光学输入装置的架构示意图。FIG. 7 : It shows a schematic structural diagram of a multi-touch optical input device according to another preferred embodiment of the present invention.
图8A及图8B:其分别显示本发明的多点触控式光学输入装置实际应用的架构示意图。FIG. 8A and FIG. 8B : respectively show the schematic diagrams of the practical application of the multi-touch optical input device of the present invention.
上述附图中的附图标记说明如下:The reference numerals in the above-mentioned accompanying drawings are explained as follows:
1 多点触控式光学输入装置 10 本体1 Multi-touch
11 第一光学感测模块 12 第二光学感测模块11 The first
3 触控区域 4 指标物体3 Touch Area 4 Indicator Object
101 侧面 102 开口101 side 102 opening
111 第一激光光源 112 第一图像提取装置111 The first
113 第一棱镜 L1 第一光线113 First prism L1 First ray
R1 第一反射光 113a、123a 第一表面R1 first reflected light 113a, 123a first surface
113b、123b 第二表面 121 第二激光光源113b, 123b
122 第二图像提取装置 123 第二棱镜122 Second
L2 第二光线 R2 第二反射光L2 Second Ray R2 Second Reflected Light
C1 第一起始位置 C2 第一终点位置C1 First start position C2 First end position
D1 第二起始位置 D2 第二终点位置D1 Second starting position D2 Second end position
41 第一指标物体 42 第二指标物体41 The
43 第三指标物体 44 第四指标物体43 The third index object 44 The fourth index object
t1、t2、t3 时间 2 显示面板t1, t2,
14 承载座 15 滑动机构14
a43、a42、a41、a44、b41、b42、b43、b44 波a43, a42, a41, a44, b41, b42, b43, b44 waves
具体实施方式Detailed ways
体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的方式上具有各种的变化,其皆不脱离本发明的范围,且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用,而非用以限制本发明。Some typical embodiments embodying the features and advantages of the present invention will be described in detail in the description in the following paragraphs. It should be understood that the present invention is capable of various changes in different ways without departing from the scope of the present invention, and that the description and drawings therein are illustrative in nature and not intended to limit the present invention. invention.
图1A为本发明较佳实施例的多点触控式光学输入装置的架构示意图,以及图1B为图1A的侧截面结构示意图。如图1A及图1B所示,本发明的多点触控式光学输入装置1包括本体10、第一光学感测模块11以及第二光学感测模块12。其中,第一光学感测模块11及第二光学感测模块12设置于本体10内,且于一实体平面2上形成一触控区域3,以取得代表指标物体4坐标位置的光学信息。在本实施例中,本体10为一壳体,该本体10的至少一侧面101具有一开口102。在本实施例中,指标物体4可为人的手指或笔,且不以此为限。在一些实施例中,实体平面2可为桌面或不具触控功能的显示面板的显示区域,且不以此为限。FIG. 1A is a schematic structural diagram of a multi-touch optical input device according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a schematic diagram of a side cross-sectional structure of FIG. 1A . As shown in FIG. 1A and FIG. 1B , the multi-touch
在本实施例中,第一光学感测模块11包括第一激光光源111、第一图像提取装置112、第一棱镜(prism)113,其中第一激光光源111具有较高的指向性,可反射出较佳的光点。第一激光光源111是以例如扫描或导光方式于触控区域3上打上一均匀光线,其中该第一激光光源111所投射的第一光线L1可为不可见光,例如红外光,但不以此为限。第一图像提取装置112可为例如光线传感器、摄影装置(camera)或线性图像传感器(linear image sensor),以用于接收第一光线L1经指标物体4反射的第一反射光R1,以探测该指标物体4的相对坐标位置,并利用接收到的光学信息转换成电子信号输入至一电子产品的控制器(未图示),以达到多点触控的功能。第一棱镜113设置于第一激光光源111所投射的第一光线L1的路径上,且架构为可使第一光线L1穿透以及接收第一反射光R1,并将第一反射光R1通过一次全反射导向第一图像提取装置112,以使第一图像提取装置112可以取得代表该指标物体4的相对坐标位置的光学信息。第一激光光源111邻设且面向第一棱镜113的第一表面113a,使第一光线L1可经由第一表面113a穿透第一棱镜113。第一图像提取装置112邻设且面向第一棱镜113的第二表面113b,使第一反射光R1可经由第二表面113b的一次全反射而导向第一图像提取装置112。In this embodiment, the first
在本实施例中,第二光学感测模块12包括第二激光光源121、第二图像提取装置122、第二棱镜(prism)123,其中第二激光光源121具有较高的指向性,可反射出较佳的光点。第二激光光源121是以例如扫描或导光方式于触控区域3上打上一均匀光线,其中该第二激光光源121所投射的第二光线L2可为不可见光,例如红外光,但不以此为限。在本实施例中,第二激光光源121所投射的第二光线L2与第一激光光源111所投射的第一光线L1具有不同波长。第二图像提取装置122可为例如光线传感器、摄影装置(camera)或线性图像传感器(linear image sensor),以用于接收第二光线L2经指标物体4反射的第二反射光R2,以探测该指标物体4的相对坐标位置,并利用接收到的光学信息转换成电子信号输入至一电子产品的控制器(未图示),以达到多点触控的功能。第二棱镜123设置于第二激光光源121所投射的第二光线L2的路径上,且架构为可使第二光线L2穿透以及接收第二反射光R2,并将第二反射光R2通过一次全反射导向第二图像提取装置122,以使第二图像提取装置122可以取得代表该指标物体4的相对坐标位置的光学信息。第二激光光源121邻设且面向第二棱镜123的第一表面123a,使第二光线L2可经由第一表面123a穿透第二棱镜123。第二图像提取装置122邻设且面向第二棱镜123的第二表面123b,使第二反射光R2可经由第二表面123b的一次全反射而导向第二图像提取装置122。In this embodiment, the second
在一些实施例中,第一光学感测模块11与第二光学感测模块12设置于本体10的两相对端部,使第一激光光源与第二激光光源所投射的第一光线L1以及第二光线L2的夹角大体上垂直。在一些实施例中,第一激光光源111、第一图像提取装置112及第一棱镜113可架构为一模块形式或可分离地设置于本体10内。在一些实施例中,第二激光光源121、第二图像提取装置122及第二棱镜123可架构为一模块形式或可分离地设置于本体10内。In some embodiments, the first
在本实施例中,第一光学感测模块11以及第二光学感测模块12可利用第一图像提取装置112以及第二图像提取装置122取得代表指标物体4的光学信息,例如相位差及反射光强度,即可定位出指标物体4的X轴与Y轴坐标位置信息。图2A显示多个指标物体同时于本发明的多点触控式光学输入装置的触控区域进行输入的示意图,以及图2B为图2A中第一光学感测模块及第二光学感测模块分别取得代表所述多个指标物体坐标位置的光学信息。如图1A、图1B、图2A及图2B所示,第一光学感测模块11的第一激光光源111是由第一起始位置C1扫描至第一终点位置C2,例如由0度扫描至90度角。同时,第二光学感测模块12的第二激光光源121也会由第二起始位置D1扫描至第二终点位置D2。在本实施例中,第一终点位置C2与第二起始位置D1为相同标线位置。第一光学感测模块11的第一激光光源111所发射出的第一光线L1会快速地由第一起始位置C1扫描至第一终点位置C2。当扫描至第一指标物体41、第二指标物体42及第三指标物体43时,第一图像提取装置112会于不同扫描时间t1、t2、t3分别从第三指标物体43、第二指标物体42及第一指标物体41接收到不同或相同强度的第一反射光R1,例如于时间t1、t2、t3分别取得具有相同强度或不同强度的波a43、a42、a41,其中第二指标物体42的距离较近,反射光的强度较强。同时,第二光学感测模块12的第二激光光源121所发射出的第二光线L2会快速地由第二起始位置D1扫描至第二终点位置D2。当扫描至第一指标物体41、第二指标物体42及第三指标物体43时,因第二指标物体42及第三指标物体43相对于第二激光光源121是位于第一指标物体41的后方,因此第二图像提取装置122仅能于扫描时间t2时从第一指标物体41接收到第二反射光R2,例如于时间t2取得特定强度的波b41。因此,通过第一光学感测模块11可弥补仅由一第二光学感测模块12进行感测所可能造成的误测(例如第二指标物体42及第三指标物体43被第一指标物体41遮蔽,使其光学信息无法仅利用第二光学感测模块12测得),因此第一光学感测模块11与第二光学感测模块12可相互配合,借此可有效地感测出多个指标物体的数量、反射光强度及扫描的时间等光学信息,再将此光学信息传送至一电子产品的控制器进行演算,以取得多个指标物体的坐标位置信息,以利控制。In this embodiment, the first
图3A为显示多个指标物体同时于本发明的多点触控式光学输入装置的触控区域进行输入的另一状态示意图,以及图3B为图3A中第一光学感测模块及第二光学感测模块分别取得代表所述多个指标物体坐标位置的光学信息。如图1A、图1B、图3A及图3B所示,第一光学感测模块11的第一激光光源111是由第一起始位置C1扫描至第一终点位置C2,例如由0度扫描至90度角。同时,第二光学感测模块12的第二激光光源121也会由第二起始位置D1扫描至第二终点位置D2。在本实施例中,第一终点位置C2与第二起始位置D1为相同标线位置。第一光学感测模块11的第一激光光源111所发射出的第一光线L1会快速地由第一起始位置C1扫描至第一终点位置C2。当扫描至第一指标物体41、第二指标物体42及第三指标物体43时,因第二指标物体42及第三指标物体43相对于第一激光光源111位于第一指标物体41的后方,因此第一图像提取装置112仅能于扫描时间t2时从第一指标物体41接收到第一反射光R1,例如于时间t2取得特定强度的波a41。同时,第二光学感测模块12的第二激光光源121所发射出的第二光线L2会快速地由第二起始位置D1扫描至第二终点位置D2。当扫描至第一指标物体41、第二指标物体42及第三指标物体43时,第二图像提取装置122会于不同扫描时间t1、t2、t3分别从第一指标物体41、第二指标物体42及第三指标物体43接收到不同或相同强度的第二反射光R2,例如于时间t1、t2、t3分别取得具有相同强度或不同强度的波b41、b42、b43,其中第二指标物体42的距离较近,反射光的强度较强。因此,通过第二光学感测模块12可弥补仅由一第一光学感测模块11进行感测所可能造成的误测(例如第二指标物体42及第三指标物体43被第一指标物体41遮蔽,使其光学信息无法仅利用第一光学感测模块11测得),因此第一光学感测模块11与第二光学感测模块12可相互配合,借此可有效地感测出多个指标物体的数量、反射光强度及扫描的时间等光学信息,再将此光学信息传送至一电子产品的控制器进行演算,以取得多个指标物体的坐标位置信息,以利控制。FIG. 3A is a schematic diagram showing another state where a plurality of index objects are simultaneously input in the touch area of the multi-touch optical input device of the present invention, and FIG. 3B is a diagram of the first optical sensing module and the second optical sensing module in FIG. 3A The sensing module respectively obtains optical information representing the coordinate positions of the plurality of index objects. As shown in FIG. 1A, FIG. 1B, FIG. 3A and FIG. 3B, the first
图4A为显示多个指标物体同时于本发明的多点触控式光学输入装置的触控区域进行输入的另一状态示意图,以及图4B为图4A中第一光学感测模块及第二光学感测模块分别取得代表该多个指标物体坐标位置的光学信息。如图1A、图1B、图4A及图4B所示,第一光学感测模块11的第一激光光源111是由第一起始位置C1扫描至第一终点位置C2,例如由0度扫描至90度角。同时,第二光学感测模块12的第二激光光源121也会由第二起始位置D1扫描至第二终点位置D2。在本实施例中,第一终点位置C2与第二起始位置D1为相同标线位置。第一光学感测模块11的第一激光光源111所发射出的第一光线L1会快速地由第一起始位置C1扫描至第一终点位置C2。当扫描至第一指标物体41、第二指标物体42及第三指标物体43时,第一图像提取装置112会于不同扫描时间t1、t2、t3分别从第一指标物体41、第二指标物体42及第三指标物体43接收到不同强度的第一反射光R1,例如于时间t1、t2、t3分别取得具有不同强度的波a41、a42、a43,其中第一指标物体41、第二指标物体42及第三指标物体43的距离依序渐增,反射光的强度则依序递减。同时,第二光学感测模块12的第二激光光源121所发射出的第二光线L2会快速地由第二起始位置D1扫描至第二终点位置D2。当扫描至第一指标物体41、第二指标物体42及第三指标物体43时,第二图像提取装置122会于不同扫描时间t1、t2、t3分别从第一指标物体41、第二指标物体42及第三指标物体43接收到不同强度的第二反射光R2,例如于时间t1、t2、t3分别取得具有不同强度的波b41、b42、b43,其中第一指标物体41、第二指标物体42及第三指标物体43的距离依序渐减,反射光的强度则依序递增。因此第一光学感测模块11与第二光学感测模块12可相互配合,借此可有效地感测出多个指标物体的数量、反射光强度及扫描的时间等光学信息,再将此光学信息传送至一电子产品的控制器进行演算,以取得多个指标物体的坐标位置信息,以利控制。FIG. 4A is a schematic diagram showing another state where a plurality of index objects are simultaneously input in the touch area of the multi-touch optical input device of the present invention, and FIG. 4B is a first optical sensing module and a second optical sensing module in FIG. 4A The sensing module respectively obtains optical information representing the coordinate positions of the plurality of index objects. As shown in Figure 1A, Figure 1B, Figure 4A and Figure 4B, the first
图5A为显示多个指标物体同时于本发明的多点触控式光学输入装置的触控区域进行输入的另一状态示意图,以及图5B为图5A中第一光学感测模块及第二光学感测模块分别取得代表该多个指标物体坐标位置的光学信息。如图1A、图1B、图5A及图5B所示,第一光学感测模块11的第一激光光源111是由第一起始位置C1扫描至第一终点位置C2,例如由0度扫描至90度角。同时,第二光学感测模块12的第二激光光源121也会由第二起始位置D1扫描至第二终点位置D2。在本实施例中,第一终点位置C2与第二起始位置D1为相同标线位置。第一光学感测模块11的第一激光光源111所发射出的第一光线L1会快速地由第一起始位置C1扫描至第一终点位置C2。当扫描至第一指标物体41、第二指标物体42及第三指标物体43时,第一图像提取装置112会于不同扫描时间t1、t2、t3分别从第三指标物体43、第二指标物体42及第一指标物体41接收到不同强度的第一反射光R1,例如于时间t1、t2、t3分别取得具有不同强度的波a43、a42、a41,其中第三指标物体43、第二指标物体42及第一指标物体41的距离依序渐减,反射光的强度则依序递增。同时,第二光学感测模块12的第二激光光源121所发射出的第二光线L2会快速地由第二起始位置D1扫描至第二终点位置D2。当扫描至第一指标物体41、第二指标物体42及第三指标物体43时,第二图像提取装置122会于不同扫描时间t1、t2、t3分别从第一指标物体41、第二指标物体42及第三指标物体43接收到不同强度的第二反射光R2,例如于时间t1、t2、t3分别取得具有不同强度的波b41、b42、b43,其中第一指标物体41、第二指标物体42及第三指标物体43的距离依序渐增,反射光的强度则依序递减。因此第一光学感测模块11与第二光学感测模块12可相互配合,借此可有效地感测出多个指标物体的数量、反射光强度及扫描的时间等光学信息,再将此光学信息传送至一电子产品的控制器进行演算,以取得多个指标物体的坐标位置信息,以利控制。FIG. 5A is a schematic diagram showing another state where a plurality of index objects are simultaneously input in the touch area of the multi-touch optical input device of the present invention, and FIG. 5B is a schematic view of the first optical sensing module and the second optical sensing module in FIG. 5A The sensing module respectively obtains optical information representing the coordinate positions of the plurality of index objects. As shown in Figure 1A, Figure 1B, Figure 5A and Figure 5B, the first
图6A为显示多个指标物体同时于本发明的多点触控式光学输入装置的触控区域进行输入的另一状态示意图,以及图6B为图6A中第一光学感测模块及第二光学感测模块分别取得代表所述多个指标物体坐标位置的光学信息。如图1A、图1B、图6A及图6B所示,第一光学感测模块11的第一激光光源111是由第一起始位置C1扫描至第一终点位置C2,例如由0度扫描至90度角。同时,第二光学感测模块12的第二激光光源121也会由第二起始位置D1扫描至第二终点位置D2。在本实施例中,第一终点位置C2与第二起始位置D1为相同标线位置。第一光学感测模块11的第一激光光源111所发射出的第一光线L1会快速地由第一起始位置C1扫描至第一终点位置C2。当扫描至第一指标物体41、第二指标物体42、第三指标物体43及第四指标物体44时,因第三指标物件43受第二指标物件42遮蔽,因此第一图像提取装置112会于不同扫描时间t1、t2、t3分别从第一指标物体41、第二指标物体42及第四指标物体44接收到不同或相同强度的第一反射光R1,例如于时间t1、t2、t3分别取得具有不同或相同强度的波a41、a42、a44,其中第二指标物体42的距离较近,反射光的强度较强。同时,第二光学感测模块12的第二激光光源121所发射出的第二光线L2会快速地由第二起始位置D1扫描至第二终点位置D2。当扫描至第二指标物体42、第四指标物体44及第三指标物体43时,因第一指标物件41受第四指标物件44遮蔽,因此第二图像提取装置122会于不同扫描时间t1、t2、t3分别从第二指标物体42、第四指标物体44及第三指标物体43接收到不同或相同强度的第二反射光R2,例如于时间t1、t2、t3分别取得具有不同或相同强度的波b42、b44、b43,其中第四指标物体44的距离较近,反射光的强度较强。因此第一光学感测模块11与第二光学感测模块12可相互配合,借此可有效地感测出多个指标物体的数量、反射光强度及扫描的时间等光学信息,再将此光学信息传送至一电子产品的控制器进行演算,以取得多个指标物体的坐标位置信息,以利控制。FIG. 6A is a schematic diagram showing another state where a plurality of index objects are simultaneously input in the touch area of the multi-touch optical input device of the present invention, and FIG. 6B is a diagram of the first optical sensing module and the second optical sensing module in FIG. 6A The sensing module respectively obtains optical information representing the coordinate positions of the plurality of index objects. As shown in Figure 1A, Figure 1B, Figure 6A and Figure 6B, the first
本发明的多点触控式光学输入装置1可将光学信息传送至一电子产品的控制器进行演算以将光学信息转换为坐标位置信息,以利控制。根据本发明的构想,控制器可将接收到的光学信息利用类似三角形定义方式演算,以利用取得的光学信息,例如反射点的数量、相位差及反射光强度以演算与定位出XY轴的坐标位置信息。The multi-touch
请参阅图7,其显示本发明另一较佳实施例的多点触控式光学输入装置的架构示意图。在此实施例中,多点触控式光学输入装置的主要架构与功能与图1A和图1B所示实施例相似,在此不再赘述,本实施例的多点触控式光学输入装置不需使用本体,因此可进一步地缩小体积以及降低成本。本发明的多点触控式光学输入装置包括第一光学感测模块11、第二光学感测模块12及承载座14,其中该承载座14于一表面上具有一滑动机构15,该第一光学感测模块11和/或第二光学感测模块12可设置于该滑动机构15上,借此可调整第一光学感测模块11与第二光学感测模块12的相对距离,以弹性地调整多点触控式光学输入装置的触控区域的尺寸,例如可调整于20英寸至42英寸之间,以增加其应用的广度与弹性。Please refer to FIG. 7 , which shows a schematic structural diagram of a multi-touch optical input device according to another preferred embodiment of the present invention. In this embodiment, the main structure and function of the multi-touch optical input device are similar to those shown in FIG. 1A and FIG. The body needs to be used, so the size and cost can be further reduced. The multi-touch optical input device of the present invention includes a first
在本实施例中,于取得指标物体的光学信息并由控制器演算成坐标位置信息后,控制器可进一步地持续判断是否检测到有无指标物体按下、多个指标物体的相对距离有无改变、指标物体有无离开触控区域等,借此配合多个指标物体的动作,便可进行例如放大图像、缩小图像、旋转图像、移动图像等等功能。In this embodiment, after obtaining the optical information of the index object and calculating it into coordinate position information by the controller, the controller can further continue to judge whether it has detected whether the index object is pressed, whether the relative distance between multiple index objects is Change, whether the pointer leaves the touch area, etc., so as to cooperate with the actions of multiple pointers, such as zooming in on the image, zooming out, rotating the image, moving the image, etc. Functions can be performed.
请参阅图8A及图8B,其分别显示本发明的多点触控式光学输入装置实际应用的架构示意图。本发明的多点触控式光学输入装置1是可拆卸地组设于一仅具显示功能的显示面板2上,借此便可使一般不具触控输入功能的显示面板2提升成为具有多点触控功能的显示面板。当然,本发明的多点触控式光学输入装置1也可直接设置于显示面板2的本体内。在其他实施例中,本发明的多点触控式光学输入装置1也可直接于一实体平面上形成触控区域,无需架构于显示面板的显示区域中,因此可应用于任何尺寸,且具有应用弹性。Please refer to FIG. 8A and FIG. 8B , which respectively show a schematic diagram of the practical application of the multi-touch optical input device of the present invention. The multi-touch
综上所述,本发明提供一种多点触控式光学输入装置,不仅可应用于便携式信息、通信或网络装置、教育、娱乐、展示等电子产品应用,且可以取代单点触控屏幕,还可以提供更人性化且有趣的人机操作界面,甚至能做到以往单点触控式或鼠标所难以做到的动作,例如多人同时于一实体平面上操作,或由游戏厂商利用此技术来开发不同于以往的游戏方式。本发明的多点触控式光学输入装置可根据电子产品的操作系统升级为具多点触控应用时,选择性地使所有目前不具有触控功能的屏幕升级为具多点触控功能的屏幕,或直接于一实体平面上提供多点触控输入的人机界面,以取代传统的触控面板或输入装置。本发明的多点触控式光学输入装置,无需实体触控面板,仅需一实体平面,且不论实体平面的大小或形状,即可实现多点触控输入的功能。此外,本发明的多点触控式光学输入装置,可精确地感应使用者的操作指令,不易受外界干扰,降低误判的机率,且架构简化,体积较小,可降低成本以及应用于大尺寸。In summary, the present invention provides a multi-touch optical input device, which can not only be applied to portable information, communication or network devices, education, entertainment, display and other electronic product applications, but also can replace single-touch screens, It can also provide a more humanized and interesting man-machine operation interface, and even achieve actions that were difficult to achieve with single-touch or mouse, such as multiple people operating on a physical plane at the same time, or by game manufacturers using this Technology to develop a game that is different from the past. The multi-touch optical input device of the present invention can selectively upgrade all screens that currently do not have a touch function to those with a multi-touch function when the operating system of an electronic product is upgraded to a multi-touch application. screen, or a man-machine interface that provides multi-touch input directly on a physical plane to replace traditional touch panels or input devices. The multi-touch optical input device of the present invention does not need a physical touch panel, but only needs a physical plane, regardless of the size or shape of the physical plane, to realize the function of multi-touch input. In addition, the multi-touch optical input device of the present invention can accurately sense the user's operation instructions, is less susceptible to external interference, reduces the probability of misjudgment, and has a simplified structure and small volume, which can reduce costs and be applied to large size.
本发明得由本领域普通技术人员任施匠思而为诸般修饰,然皆不脱如附权利要求所欲保护的范围。The present invention can be modified in various ways by those skilled in the art without departing from the protection scope of the appended claims.
Claims (14)
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