光学侦测装置及其同步调整方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光学侦测装置的同步调整方法，用来将图像传感器的曝光频率同步指示光源的闪烁频率。所述方法包括获取连续图像组，分析所述连续图像组的各图像的亮度值，以及根据二张图像的亮度比值与所述图像传感器的占空比调整所述曝光频率。其中，所述图像传感器的所述曝光频率高于所述指示光源的所述闪烁频率。本发明专利技术的光学侦测装置可自动进行频率同步调整，使得光学侦测装置正确地判断具有主动式发光功能的触控笔是否存在光学触控系统的屏幕上，并进一步快速计算出触控笔的位置及移动轨迹。

【技术实现步骤摘要】
光学侦测装置及其同步调整方法
本专利技术涉及一种光学侦测装置，特别是有关一种可追踪主动式参考光源的发光频率的光学侦测装置及其同步调整方法。
技术介绍
为了抵抗背景光源噪声，传统的光学侦测装置通常会使用具特定闪烁频率的参考光源，方便光学侦测装置滤除噪声。由于参考光源的闪烁时序会因其内建电源的电量不足而改变，为了让图像传感器可正确地获取所述特定闪烁频率的参考光源，依据图像传感器的曝光时序与参考光源的闪烁时序是否同步，可分为同步闪烁和异步闪烁两种侦测方法。传统的同步闪烁技术先由光学侦测装置发出信号，所述信号由参考光源的收发端接收后，再依据信号接收时间调整参考光源的闪烁时序，使其同步图像传感器的曝光时序。然而此方法需在参考光源设置信号收发器，具有成本昂贵的缺点。
技术实现思路
本专利技术提供一种可追踪主动式参考光源的发光频率的光学侦测装置及其同步调整方法，以解决上述的问题。本专利技术公开一种光学侦测装置的同步调整方法，用来将图像传感器的曝光频率同步于指示光源的闪烁频率。所述方法包括获取连续图像组，分析所述连续图像组的各图像的亮度值，以及根据二张图像的亮度比值与所述图像传感器的占空比调整所述曝光频率。其中，所述图像传感器的所述曝光频率高于所述指示光源的所述闪烁频率。本专利技术还公开分析所述连续图像组的各图像的亮度值包括判断所述连续图像组的全亮图像以及相邻的非全亮图像的亮度比值。本专利技术还公开分析所述连续图像组的各图像的亮度值包括判断所述连续图像组的半亮图像相对全亮图像的亮度比值。本专利技术还公开调整所述曝光频率包括改变所述图像传感器的启动时间，以使所述曝光频率同步于所述闪烁频率。本专利技术还公开所述方法进一步包括所述连续图像组有部分图像无法获取到所述指示光源时，依预设阶段调降所述图像传感器的所述曝光频率。本专利技术还公开所述方法进一步包括根据所述连续图像组的其中一个半亮图像相对另一个半亮图像的时间单位差，得到所述指示光源的占空比或闪烁周期，以及根据所述闪烁周期相应地调整所述图像传感器的所述曝光频率。本专利技术还公开所述方法进一步包括设定所述图像传感器的像素数组的局部区域，以及加总所述局部区域所有像素的亮度值。本专利技术还公开所述亮度值为各图像的部分像素的总亮度值或平均亮度值。本专利技术还公开所述方法进一步包括比较各图像的部分像素的亮度值与门坎值，以及依据比较结果判断所述图像传感器是否读取到所述指示光源。本专利技术还公开所述方法进一步包括在所述图像传感器读取到所述指示光源时，提高所述图像传感器的所述曝光频率，进行所述曝光频率与所述闪烁频率的同步调整，以及所述曝光频率同步于所述闪烁频率后降低所述图像传感器的所述曝光频率。本专利技术还公开所述方法进一步包括计算所述连续图像组中未读取到所述指示光源的图像张数，以及所述图像张数大于默认值时所述图像传感器进入休眠模式。本专利技术还公开所述图像传感器的占空比小于所述指示光源的占空比。本专利技术还公开一种光学侦测装置的同步调整方法，用来将图像传感器的曝光频率同步于指示光源的闪烁频率。所述方法包括依据预设相位差移动所述曝光频率，获取多个连续图像组，分析各连续图像组的各图像的亮度值，以及根据相邻图像的亮度变化调整所述图像传感器。本专利技术还公开所述方法进一步包括找出具有全暗图像相邻全亮图像的所述连续图像组，以及获取所述连续图像组的所述曝光频率同步于所述闪烁频率的信息。本专利技术还公开一种光学侦测装置，用来侦测指示光源。所述光学侦测装置包括图像传感器以及控制单元。所述图像传感器用来获取连续图像组。所述控制单元电连接所述图像传感器。所述控制单元分析所述连续图像组的各图像的亮度值，并根据二张图像的亮度比值与所述图像传感器的占空比来调整所述图像传感器的曝光频率。本专利技术可依据获取的连续图像的亮度值辨识图像传感器与指示光源的相位差，以供光学侦测装置自动进行频率同步调整，使得光学侦测装置可正确地判断具有主动式发光功能的触控笔是否存在光学触控系统的屏幕上，并进一步快速计算出触控笔的位置及移动轨迹。附图说明图1为本专利技术实施例的光学触控系统的示意图。图2为本专利技术实施例的频率同步调整方法的流程图。图3A、图3B分别为本专利技术实施例的指示光源与图像传感器的频率比较图。图4为本专利技术实施例的频率侦测方法的流程图。图5为本专利技术实施例的光学侦测装置的操作流程图。图6为本专利技术另一实施例的频率同步调整方法的流程图。图7A、图7B、图7C分别为图6所示的指示光源与图像传感器的频率比较图。其中，附图标记说明如下：10光学触控系统12光学侦测装置14指示光源16图像传感器18控制单元步骤200、202、204步骤400、402、404步骤500、502、504、506、507、508、510、512、514步骤600、602、604、606具体实施方式请参阅图1，图1为本专利技术实施例的光学触控系统10的示意图。光学触控系统10包括光学侦测装置12以及指示光源14，光学侦测装置12用来侦测及追踪指示光源14的光信号的光强和移动轨迹，以判断使用者通过指示光源14所下达的控制指令。其中，指示光源14为具有主动式发光功能的触控笔。光学侦测装置12包括图像传感器16以及控制单元18。图像传感器16设置在光学触控系统10的屏幕角落，并朝向屏幕表面以获取连续图像组。屏幕可不设置反光条，或进一步涂布可吸收光能的材料，以提供一个均匀黑暗的背景。当指示光源14在屏幕上移动时，图像传感器16便可侦测到相应光信号的变化。控制单元18电连接图像传感器16。由于图像传感器16的占空比与曝光频率皆为已知，但指示光源14的闪烁频率会因触控笔内建电池的电力衰减而降低，因此本专利技术的光学侦测装置12会通过控制单元18实时地分析连续图像组的各图像的亮度值，并根据二张图像的亮度比值与图像传感器16的占空比来调整图像传感器16的曝光频率，以将图像传感器16的曝光频率调整到同步于指示光源14的闪烁频率，确保光学侦测装置12可精准判断指示光源14的移动轨迹。一般来说，一个光学侦测装置12可包括一个或一个以上的图像传感器16以及一个控制单元18，而光学触控系统10可具有一个或多个光学侦测装置12，分设在屏幕的各角落或各边界。光学触控系统10具有多个光学侦测装置12时，多个光学侦测装置12之间可共享一个控制单元18，而所共享的控制单元18可独立于所有光学侦测装置12之外，或设置在其中一个光学侦测装置12内部。在使用过程中，光学侦测装置12启动所有图像传感器16以侦测指示光源14，图像传感器16根据获取图像进行触控笔的定位计算。当图像传感器16读取不到指示光源14，则光学侦测装置12进入休眠模式。为了节省能源消耗，休眠模式的控制单元18仅启动其中一个图像传感器16侦测指示光源14，此时图像传感器16判断图像中是否有触控笔存在而不进行定位计算，并根据指示光源14的光信号变化进行频率的同步调整。进一步来说，光学触控系统10有一个以上的图像传感器16可具有第一操作模式和第二操作模式，而且第一操作模式的曝光频率大于第二操作模式的曝光频率。一般使用状态时，控制单元18控制多个图像传感器16操作在第二操作模式，侦测指示光源14的光信号变化并进行定位计算。当光学侦测装置12进入休眠模式，控制单元18关闭大多数图像传感器16，仅保留其中一个图像传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学侦测装置的同步调整方法，用来将图像传感器的曝光频率同步指示光源的闪烁频率，其特征在于，所述方法包括：获取连续图像组；分析所述连续图像组的各图像的亮度值；以及根据二张图像的亮度比值与所述图像传感器的占空比调整所述曝光频率；其中，所述图像传感器的所述曝光频率高于所述指示光源的所述闪烁频率。

【技术特征摘要】
1.一种光学侦测装置的同步调整方法，用来将图像传感器的曝光频率同步指示光源的闪烁频率，其特征在于，所述方法包括：获取连续图像组；分析所述连续图像组的各图像的亮度值；以及根据二张图像的亮度比值与所述图像传感器的占空比调整所述曝光频率；其中，所述图像传感器的所述曝光频率高于所述指示光源的所述闪烁频率；所述方法进一步包括：所述连续图像组有部分图像无法获取到所述指示光源时，依预设阶段调降所述图像传感器的所述曝光频率。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，分析所述连续图像组的各图像的亮度值还包括：判断所述连续图像组的全亮图像以及相邻的非全亮图像的亮度比值；其中，当所述图像传感器的曝光频率没有同步所述指示光源的闪烁频率时，在所述曝光频率的波形中高电平与所述闪烁频率的波形中高电平完全对应时，所述图像传感器拍摄到的图像为全亮图像；在所述曝光频率的波形中高电平与所述闪烁频率的波形中高电平未完全对应时，所述图像传感器拍摄到的图像为非全亮图像。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，分析所述连续图像组的各图像的亮度值还包括：判断所述连续图像组的半亮图像相对全亮图像的亮度比值；其中，当所述图像传感器的曝光频率没有同步所述指示光源的闪烁频率时，在所述曝光频率的波形中高电平与所述闪烁频率的波形中高电平完全对应时，所述图像传感器拍摄到的图像为全亮图像；在所述曝光频率的波形中高电平与所述闪烁频率的波形中高电平部分对应时，所述图像传感器拍摄到的图像为半亮图像。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，调整所述曝光频率还包括：改变所述图像传感器的启动时间，以使所述曝光频率同步所述闪烁频率。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：根据所述连续图像组的其中一个半亮图像相对另一个半亮图像的时间单位差，得到所述指示光源的占空比或闪烁周期；以及根据所述闪烁周期相应地调整所述图像传感器的所述曝光频率；其中，当所述图像传感器的曝光频率没有同步所述指示光源的闪烁频率时，在所述曝光频率的波形中高电平与所述闪烁频率的波形中高电平部分对应时，所述图像传感器拍摄到的图像为半亮图像。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：设定所述图像传感器的像素数组的局部区域；以及加总所述局部区域所有像素的亮度值。7.如权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述亮度值为各图像的部分像素的总亮度值或平均亮度值。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：比较各图像的部分像素的亮度值与门坎值；以及依据比较结果，判断所述图像传感器是否读取到所述指示光源。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：在所述图像传感器读取到所述指示光源时，提高所述图像传感器的所述曝光频率；进行所述曝光频率与所述闪烁频率的同步调整；以及所述曝光频率同步所述闪烁频率后，降低所述图像传感器的所述曝光频率。10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：计算所述连续图像组中未读取到所述指示光源的图像张数；以及所述图像张数大于默认值时，所述图像传感器进入休眠模式。11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像传感器的占空比小于所述指示光源的占空比。12.一种光学侦测装置的同步调整方法，用来将图像传感器的曝光频率同步指示光源的闪烁频率，其特征在于，所述方法包括：依据预设相位差调整所述曝光频率；获取多个连续图像组；分析各连续图像组的各图像的亮度值；以及根据相邻图像的亮度变化调整所述图像传感器。13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：找出具有全暗图像相邻全亮图像的所述连续图像组；以及获取所述连续图像组的所述曝光频率同步所述闪烁频率的信息；其中，当所述图像传感器的曝光频率没有同步所述指示光源的闪烁频率时，在所述曝光频率的波形中高电平与所述闪烁频率的波形中高电平完全对应时，所述图像传感器拍摄到的图像为全亮图像；在所述曝光频率的波形中高电平与所述闪烁频率的波形中低电平对应时，所述图像传感器拍摄到的图像为全暗图像。14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述图像传感器的占空比小于或等于所述指示...

【专利技术属性】
技术研发人员：高铭璨，郑信基，柯怡贤，
申请(专利权)人：原相科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71