專利名稱：光源補償方法
技術領域：
本發明涉及一種光源補償方法，并且特別是涉及應用于光學觸控系統的光源補償
方法，用以針對光源因過亮或長期使用所造成的光源衰減時，做出補償的解決方案。
背景技術：
隨著科技的日新月異，越來越多的電子信息產品，其功能越來越完備，人們也將其 所需的信息一一的通過各式各樣的輸入方法，通過各式各樣的輸入裝置，例如鍵盤、鼠標 等，輸入其所擁有的電子信息產品。而為了符合讓人們能夠快速且方便輸入信息的需求， 現今電子信息產品的輸入方式及裝置也越來越多樣化，其中觸控式面板為當今主流技術之 一。由于觸控式面板讓使用者可直覺地用手寫輸入的方式操作電子信息產品，因此使得越 來越多的電子信息產品的操作接口都開始改用觸控式面板，致使觸控式面板的需求也日益 成長。 現將觸控式面板的工作方式敘述如下當手指觸碰感測器(sensor)時，會有模擬 信號輸出。接著，由控制器將模擬信號轉換為計算機可以接受的數字信號，再經由計算機里 的觸控驅動程序整合各元件編譯。最后，由顯示卡輸出屏幕信號在屏幕上顯示出所觸碰的 位置。而觸控式面板依照結構和感測形式的不同，大致上可區分為電阻式觸控面板、電容式 觸控面板、光學式觸控面板…等。其中，光學式觸控面板近幾年借著發光二極管質量的提高 和工藝的精進，使得越來越多的廠商相繼投入相關技術的開發。 已知的光學式觸控面板的工作方式是由四周圍的紅外線發射器和接收器所組成 的，X軸和Y軸所產生的紅外線形成矩陣式排列，當不透明物體遮斷其中的光線之后自然就 能定位出X軸和Y軸的坐標。 請參考圖1、圖2A以及圖2B。圖l示出了光學觸控面板4的示意圖，其中遮斷物 44置于光學觸控面板4。圖2A示出了圖1中的紅外線接收器42擷取到遮斷物44的影像 的示意圖，其中發光二極管40所發出的光源過亮。圖2B示出了圖1中的紅外線接收器42 擷取到遮斷物44的影像的另一示意圖，其中發光二極管40所發出的光源過暗。如圖l所 示，已知的光學觸控面板4包括有多個發光二極管40(圖1中以兩個發光二極管為例)以 及多個紅外線接收器42。當遮斷物44置于光學觸控面板4上，且光學式觸控面板4中的發 光二極管40的光源過亮時，將會導致紅外線接收器42所擷取到的遮斷物44遮斷的影像有 光暈現象而有部分無法辨識的區域440，如圖2A中虛線所圍的區域440所示；而如果發光 二極管40光源隨著使用時間變長而產生光衰減現象，同樣也將會導致紅外線接收器42所 擷取到的遮斷物44遮斷的影像有部分無法辨識的區域442產生，如圖2B虛線所圍的區域 442所示。 有鑒于此，本發明的主要范疇提供一種光源補償方法，其可應用于光學觸控系統 中，并可利用定電流(constant current)來驅動發光二極管，進而使發光二極管亮度維持 在最適當狀態。藉此，即可改善因發光二極管光源太亮導致紅外線接收器所擷取到物體遮 斷影像的光暈現象。另外，影像灰階技術也將改善因發光二極管因光衰減而無法辨識的情形。
發明內容
本發明提出一種光源補償方法，其可應用于光學觸控系統中。光學觸控系統包括 至少一發光二極管、至少一感光元件以及反光體。發光二極管可用來朝向反光體照射光線。 反光體具有圖樣。感光元件可用來感測經照射后的反光體。本發明光源補償方法包括下列 步驟 (a)動態地調整光線的亮度； (b)動態地擷取關于圖樣的M個影像，其中M為大于1的自然數；
(c)分別記錄關于此M個影像的M個調制轉移函數值； (d)從此M個影像中，選取其調制轉移函數值大于第一預定參考值的N個影像，其 中N為大于1的自然數； (e)從此N個影像中，選取其灰階值小于第二預定參考值，且其調制轉移函數值最 大的影像；以及 (f)以具有對應此影像的亮度的光線照射反光體。 此外，本發明提出另一種光源補償方法，其可應用于光學觸控系統中。光學觸控系
統包括至少一發光二極管、至少一感光元件以及反光體。發光二極管可用來朝向反光體照
射光線。反光體具有圖樣。感光元件可用來擷取關于經照射的圖樣的影像。本發明光源補
償方法包括下列步驟 (a)調整光線的亮度； (b)計算圖樣的調制轉移函數值； (c)判斷調制轉移函數值是否大于第一預定參考值，若是，則執行步驟(d)，若否， 則重新執行步驟(a); (d)判斷此圖樣的灰階值是否小于第二預定參考值，若是，則以經調整的光線照射 反光體，若否，則重新執行步驟(a)。 相較于現有技術，本發明光源補償方法利用定電流來驅動發光二極管，使發光二 極管亮度維持在最適當狀態，藉以改善因發光二極管光源太亮導致紅外線接收器抓到的物 體遮斷影像的光暈現象，而影像灰階技術也將改善因發光二極管太暗時無法辨識的情形。
關于本發明的優點與精神可以通過以下的發明詳述及附圖得到進一步的了解。
圖1示出了光學觸控面板的示意圖； 圖2A示出了圖1中的紅外線接收器擷取到遮斷物的影像的示意圖； 圖2B示出了圖1中的紅外線接收器擷取到遮斷物的影像的另一示意圖； 圖3示出了根據本發明的一具體實施例的光學觸控系統的示意圖； 圖4示出了根據本發明的一具體實施例的光源補償方法的步驟流程圖； 圖5示出了定電流脈沖寬度調制控制器調整操作的示意圖； 圖6示出了圖3中的感光元件感測反光體影像的亮度分布的示意圖； 圖7示出了圖3中的感光元件感測的反光體的影像的示意圖；以及
圖8示出了根據本發明的另一具體實施例的光源補償方法的步驟流程圖。
附圖符號說明
1、4:光學觸控系統 S202-S310 :流程步驟
具體實施例方式
請參考圖3，圖3示出了根據本發明的一具體實施例的光學觸控系統1的示意圖。 本發明提出一種光源補償方法，應用于光學觸控系統1。光學觸控系統1包括發光二極管 14、感光元件16、反光體12、面板10以及脈沖寬度調制(Pulse Width Modulation,P麗)控 制器18。在此要說明的是，本具體實施例中的發光二極管14與感光元件16的數量都為兩 個，但并不以此為限，視實際應用或設計時的所需而可選擇地改變。 這些發光二極管14可用來朝向反光體12照射光線，其中反光體12為沿著面板10 邊緣設置的邊框。反光體12具有多個遮斷部120，而這些遮斷部120可形成圖樣。感光元 件16可用來感測經照射后的反光體12。脈沖寬度調制控制器18電連接至發光二極管14， 并可用來調整光線的亮度。 請參考圖4，圖4示出了根據本發明的一具體實施例的光源補償方法的步驟流程
圖。本發明光源補償方法包括以下步驟 首先，執行步驟S202，動態地調整光線的亮度； 接著，執行步驟S204，動態地擷取關于圖樣的M個影像，其中M為大于1的自然數；
接著，執行步驟S206，分別記錄關于此M個影像的M個調制轉移函數(Modulation Transfer Function, MTF)值； 接著，執行步驟S20S，從此M個影像中，選取其調制轉移函數值大于第一預定參考 值的N個影像，其中N為大于1的自然數； 接著，執行步驟S210，從此N個影像中，選取其灰階值小于第二預定參考值，且其 調制轉移函數值最大的影像； 最后，執行步驟S212，以具有對應此影像的亮度的光線照射反光體12。
在實際應用中，光學觸控系統1通過本發明光源補償方法調整過后的定電流，藉 以經由脈沖寬度調制控制器18以驅動發光二極管14。而發光二極管14的亮度將維持在最 適當狀態，并朝向反光體12照射光線。其中，反光體12具有多個遮斷部120，這些遮斷部 120形成圖樣。而感光元件16則感測經照射后的反光體12的影像。 請參考圖5，圖5示出了定電流脈沖寬度調制控制器調整操作的示意圖。其調整過 程如下說明 首先，根據本發明的光源補償方法將特定觸控物置于光學觸控系統1上。 然后，根據本發明的光源補償方法將脈沖寬度調制控制器18的工作比(duty
10 :面板
14 :發光二極管
18 :脈沖寬度調制控制器
42 :紅外線接收器
120 :遮斷部
40 :發光二極管 44 :遮斷物
440、442 :區域
12 :反光體 16 :感光元件ratio) d從最低調至最高。如圖5所示，工作比d = R/L，其中R為電壓單位周期內的電壓 導通時間，L則為電壓的單位周期。而平均電流Ia = c^20mA，其中平均電流Ia為驅動發光 二極管14的電流。通過調整d值的變化由最小值到最大值，Ia也隨著變化，致使發光二極 管14的亮度從最暗變化到最暗。 接著，如圖6所示，圖6示出了圖3中的感光元件16感測反光體12影像的亮度分 布的示意圖，其中反光體12經發光二極管14照射。在圖6中，縱軸代表亮度L，而橫軸則代 表反光體12沿長度方向的坐標x。其中，
調制轉移函數值=+ ￡咖)丄。
其中，Lmax、Lmin、L。以及La分別為感光元件16感測經照射后的反光體12的亮度最 大值、亮度最小值、平均值以及最大值減平均值。在實際應用上，將調制轉移函數值控制在 一較佳的范圍，例如0.8-1。在此較佳的范圍內，可以改善發光二極管14過亮時由感光元 件16所感測的影像的質量。但是也可能會使得發光二極管14有過暗的問題。
因此，根據本發明的光源補償方法接著進行影像灰階的調整。因為發光二極管14 太暗時將使得感光元件16感測到的影像其對比度過低，因此進行影像灰階的調整將刪除 調制轉移函數值通過如上所述的調整。 最后，根據本發明的光源補償方法針對同時通過調制轉移函數調整及影像灰階調 整的影像選出最適當的工作比d值。 請參考圖7，圖7示出了圖3中的感光元件16感測的反光體12的影像的示意圖。 經由本發明光源補償方法實施后，感光元件16感測經照射后的反光體12的影像將具有清 晰的輪廓，如圖7所示。 相較于現有技術，本發明光源補償方法利用定電流來驅動發光二極管，使發光二 極管亮度維持在最適當狀態，藉以改善因發光二極管光源太亮導致紅外線接收器抓到的物 體遮斷影像的光暈現象，而影像灰階技術也將改善因發光二極管太暗時影像無法辨識的情 形。 此外，根據本發明的另一具體實施例，本發明提出另一種光源補償方法，其可應用 于光學觸控系統1中。光學觸控系統1包括發光二極管14、感光元件16、反光體12、面板 10以及脈沖寬度調制(Pulse Width Modulation, P麗)控制器18。 發光二極管14可用來朝向反光體12照射光線，其中反光體12為沿著面板10邊 緣設置的邊框。反光體12具有多個遮斷部120，而這些遮斷部120形成圖樣。感光元件16 可用來擷取關于經照射的圖樣的影像。脈沖寬度調制控制器18電連接至發光二極管14，用 以調整光線的亮度。 請參考圖8，圖8示出了根據本發明的另一具體實施例的光源補償方法的步驟流
程圖。本發明光源補償方法包括下列步驟 首先，執行步驟S302，調整光線的亮度； 接著，執行步驟S304，計算圖樣的調制轉移函數值； 接著，執行步驟S306，判斷調制轉移函數值是否大于第一預定參考值，若是，則執 行步驟S308，若否，則重新執行步驟S302 ;
接著，執行步驟S308，判斷圖樣的灰階值是否小于第二預定參考值，若是，則執行
步驟S310，以經調整的光線照射反光體12，若否，則重新執行步驟S302。 相較于現有技術，本發明光源補償方法利用定電流來驅動發光二極管，使發光二
極管亮度維持在最適當狀態，藉以改善因發光二極管光源太亮導致紅外線接收器抓到的物
體遮斷影像的光暈現象，而影像灰階技術也將改善因發光二極管太暗時無法辨識的情形。 通過以上較佳具體實施例的詳述，希望能更加清楚描述本發明的特征與精神，而
并非以上述所披露的較佳具體實施例來對本發明的范疇加以限制。相反地，其目的是希望
能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本發明的權利要求的范疇內。因此，本發明的權利要
求的范疇應該根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等
性的安排。
權利要求
一種光源補償方法，應用于一光學觸控系統，該光學觸控系統具有至少一發光二極管、至少一感光元件以及一反光體，該發光二極管用以朝向該反光體照射一光線，該反光體具有一圖樣，該感光元件用以感測該經照射的反光體，該光源補償方法包括下列步驟(a)動態地調整該光線的亮度；(b)動態地擷取關于該圖樣的M個影像，其中M為大于1的自然數；(c)分別記錄關于該M個影像的M個調制轉移函數值；(d)從該M個影像中，選取其調制轉移函數值大于一第一預定參考值的N個影像，其中N為大于1的自然數；(e)從該N個影像中，選取其灰階值小于一第二預定參考值，且其調制轉移函數值最大的一影像；以及(f)以具有對應該影像的一亮度的該光線照射該反光體。
2. 如權利要求1所述的光源補償方法，其中該光學觸控系統進一步包括一面板，該反 光體為沿該面板的邊緣設置的一邊框。
3. 如權利要求1所述的光源補償方法，其中該反光體具有多個遮斷部，這些遮斷部形 成該圖樣。
4. 如權利要求1所述的光源補償方法，其中該光學觸控系統進一步包括一脈沖寬度調 制控制器，電連接至該發光二極管，用以調整該光線的亮度。
5. —種光源補償方法，應用于一光學觸控系統，該光學觸控系統具有至少一發光二極 管、至少一感光元件以及一反光體，該發光二極管用以朝向該反光體照射一光線，該反光體 具有一圖樣，該感光元件用以擷取關于該經照射的圖樣的一影像，該光源補償方法包括下 列步驟(a) 調整該光線的亮度；(b) 計算該圖樣的一調制轉移函數值；(c) 判斷該調制轉移函數值是否大于一第一預定參考值，若是，則執行步驟(d);以及(d) 判斷該圖樣的灰階值是否小于一第二預定參考值，若是，則以該經調整的光線照射 該反光體，若否，則重新執行步驟(a)。
6. 如權利要求5所述的光源補償方法，其中該光學觸控系統進一步包括一面板，該反 光體為沿該面板的邊緣設置的一邊框。
7. 如權利要求5所述的光源補償方法，其中該反光體具有多個遮斷部，這些遮斷部形 成該圖樣。
8. 如權利要求5所述的光源補償方法，其中該光學觸控系統進一步包括一脈沖寬度調 制控制器，電連接至該發光二極管，用以調整該光線的亮度。
全文摘要
本發明提出一種光源補償方法，應用于光學觸控系統。光學觸控系統包括發光二極管、感光元件以及反光體，發光二極管用以朝向反光體照射光線，反光體具有一圖樣，感光元件用以感測經照射后的反光體。本發明光源補償方法是針對光學觸控系統的發光二極管因過亮或長期使用所造成的光源衰減時，提供一種光源補償的解決方案。
文檔編號H05B37/02GK101795511SQ20091000966
公開日2010年8月4日 申請日期2009年2月2日 優先權日2009年2月2日
發明者吳柏毅, 張晉綱, 柳昀呈, 黃奕銘 申請人:廣達電腦股份有限公司