專利名稱：觸控系統(tǒng)及其取得指示物的位置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸控領(lǐng)域的技術(shù)，特別是涉及一種可較準確地進行座標定位的觸
控系統(tǒng)及其取得指示物的位置的方法。
背景技術(shù)：
請參閱圖1所示，是現(xiàn)有習知的一種觸控系統(tǒng)(touch system)的示意圖?，F(xiàn)有習 知的觸控系統(tǒng)100除了包括有面板(panel) 110，還包括有影像感測裝置120與130，以及處 理電路140。面板110具有一觸控表面(touchsurface)112，其外型為一矩形。影像感測裝 置120與130皆位于觸控表面112的同一邊(boundary)，且分別配置在觸控表面112的不 同角落，以使得這二個影像感測裝置的感測范圍共同涵蓋觸控表面112。此外，影像感測裝 置120與130皆耦接至處理電路140。 當一指示物(pointer) 150觸碰(或鄰近)觸控表面112時，影像感測裝置120與 130便能分別沿著感測路線(sensing line) 162與164而感測到指示物150，并分別將取得 的影像傳送給處理電路140。接著，處理電路140便會從接收到的影像中找出感測路線162 與164，并根據(jù)這二條感測路線來計算出指示物150的座標值，以便完成指示物150的座標 值的偵測。 然而，由于處理電路140只能從影像感測裝置120與130所取得的影像來偵測出 指示物150的座標值，因此偵測出來的座標值容易有很大的誤差，導致這種觸控系統(tǒng)的座 標定位并非很準確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新的觸控系統(tǒng)，其可較準確地進行座標定位。 本發(fā)明的另一目的在于提供一種新的取得指示物的位置的方法，其適合應(yīng)用于至
少具有三個影像感測裝置的觸控系統(tǒng)。 本發(fā)明提出一種觸控系統(tǒng)，其包括有一觸控表面、至少三個影像感測裝置及一處 理電路。觸控表面的形狀為四邊形。上述影像感測裝置分別配置在觸控表面的不同角落， 且上述影像感測裝置的感測范圍共同涵蓋觸控表面。處理電路耦接上述每一影像感測裝 置，當有一指示物鄰近觸控表面時，處理電路便以每二個影像感測裝置為一組的方式，來從 每組影像感測裝置所取得的影像去偵測出指示物的一座標值，并在偵測出至少二筆座標值 后，依據(jù)偵測出的座標值來計算指示物的座標值的平均值。 本發(fā)明另提出了一種取得指示物的位置的方法，適用于一觸控系統(tǒng)，其中此觸控 系統(tǒng)具有形狀為四邊形的一觸控表面及至少三個影像感測裝置，這些影像感測裝置分別配 置在觸控表面的不同角落，且這些影像感測裝置的感測范圍共同涵蓋觸控表面。在所述方 法中，當有一指示物鄰近觸控表面時，便以每二個影像感測裝置為一組的方式，來從每組影 像感測裝置所取得的影像去偵測出上述指示物的一座標值。接著，在偵測出至少二筆座標 值后，依據(jù)偵測出的座標值來計算指示物的座標值的平均值。
在本發(fā)明的一較佳實施例中，計算上述座標值的平均值的方式，包括是以算數(shù)平 均、幾何平均或調(diào)和平均的方式來進行計算。 在本發(fā)明的一較佳實施例中，計算上述座標值的平均值的時機，包括是在偵測出 指示物的N筆座標值后，依據(jù)此N筆座標值來計算指示物的座標值的平均值，其中N為由上 述所有影像感測裝置取其中二個的所有可能組合的數(shù)量。 本發(fā)明是在觸控系統(tǒng)中配置至少三個影像感測裝置，并以每二個影像感測裝置為 一組的方式，來從每組影像感測裝置所取得的影像去偵測出指示物的一座標值，且在偵測 出至少二筆座標值后，依據(jù)偵測出的座標值來計算指示物的座標值的平均值。是以，相對于 習知技術(shù)而言，本發(fā)明的觸控系統(tǒng)可較準確地進行座標定位。 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)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的觸控系統(tǒng)及其取得指示物的位置的方法其具體實
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，詳細說明如后。 請參閱圖2所示，是本發(fā)明一實施例的觸控系統(tǒng)的示意圖。本發(fā)明的觸控系統(tǒng)200
除了包括有面板210，還包括有影像感測裝置220、230、240與250，以及處理電路260。 上述的面板210具有一外型為四邊形的觸控表面212，在此例中為矩形。 上述的影像感測裝置220、230、240及250分別配置在觸控表面212的不同角落，
以使得這四個影像感測裝置的感測范圍共同涵蓋觸控表面212。此外，影像感測裝置220、
230、240及250皆耦接至上述的處理電路260。 當一指示物270觸碰(或鄰近)觸控表面212，使得影像感測裝置220、230、240及 250皆感測到指示物270時，這四個影像感測裝置就會分別將取得的影像傳送給處理電路 260。接著，處理電路260便會以每二個影像感測裝置為一組的方式，來從每組影像感測裝 置所取得的影像去偵測出指示物270的一座標值，并在偵測出六筆座標值后，依據(jù)偵測出 的這六筆座標值來計算指示物270的座標值的平均值。而前述的數(shù)值-六，就是這四個影 像感測裝置取其中二個的所有可能組合的數(shù)量。詳細說明如下。 假設(shè)處理電路260從影像感測裝置220及230所取得的影像偵測出指示物270的 座標值為(xl， yl)，從影像感測裝置230及250所取得的影像偵測出指示物270的座標值 為(x2， y2)，從影像感測裝置250及240所取得的影像偵測出指示物270的座標值為(x3， y3)，從影像感測裝置240及220所取得的影像偵測出指示物270的座標值為(x4， y4)，從 影像感測裝置220及250所取得的影像偵測出指示物270的座標值為(x5， y5)，而從影像 感測裝置230及240所取得的影像偵測出指示物270的座標值為(x6， y6)，那么處理電路 260就會依據(jù)偵測出的這六筆座標值來計算指示物270的座標值的平均值。
上述的處理電路260可以是以算數(shù)平均(arithmetic mean)、幾何平均 (geometric mean)、調(diào)和平均(harmonic mean)或者其他的方式來計算指示物270的座標 值的平均值。以算數(shù)平均方式而言，上述六筆座標值于x軸方向的平均值，以及在y軸方向 的平均值分別如下列式(1)及式(2)所示 xe = (x,X2+X3+X4+Xs+Xe)/6......(1)ye= (y,y2+y3+y4+ys+y6)/6……(2) 其中xe及ye分別是x軸方向的平均值及y軸方向的平均值，是以指示物270的座 標值的平均值為(^， y》。此外，以幾何平均方式而言，上述六筆座標值于x軸方向的平均 值，以及在y軸方向的平均值分別如下列式(3)及式(4)所示 xg = x x2 x x3 x x4 x x5 x x6......(3) 力=^少1 X少2 X ^3 X少4 X少5 X少6(4) 其中xg及yg分別是x軸方向的平均值及y軸方向的平均值，是以指示物270的座 標值的平均值為(xg， yg)。另外，以調(diào)和平均方式而言，上述六筆座標值于x軸方向的平均 值，以及在y軸方向的平均值分別如下列式(5)及式(6)所示
xh = 6/ ((1/x》+ (l/x2) + (l/x3)
+ (l/x4) + (l/x5) + (l/x6))...... (5)yh = 6/ ((l/yi) + (l/y2) + (l/y3)
+(l/y4) + (l/y5) + (l/y6))...... (6) 其中Xh及yh分別是x軸方向的平均值及y軸方向的平均值，是以指示物270的座 標值的平均值為(xh， yh)。 據(jù)此，由于處理電路260能從六組影像感測裝置所取得的影像來偵測出六筆指示 物270的座標值，并計算出這六筆座標值的平均值，故在指示物270的定位上不易有很大的 誤差，使得這種觸控系統(tǒng)的座標定位較習知技術(shù)的座標定位來得準確。
盡管在上述實施例中，是從六組影像感測裝置所取得的影像來偵測出六筆指示物 270的座標值，然后再計算出這六筆座標值的平均值，進而達到縮小定位誤差的效果，然而 擴展來說，只要能偵測出至少二筆指示物270的座標值，然后再計算出這幾筆座標值的平 均值，就能達到近似的效果。此外，影像感測裝置的數(shù)量也并非限定為四個，只要觸控系統(tǒng) 200中具有至少三個影像感測裝置，便能夠計算出指示物270的座標值的平均值。
須注意的是，在圖2所示的架構(gòu)中，若處理電路260從一組影像感測裝置所取得的 影像來偵測出指示物270的座標值的方式，是以計算這組影像感測裝置的二條感測路線的 交點的方式來求得時，便須注意圖3所示的情況。圖3繪示指示物270位于觸控表面212 的對角線的情況。如圖所示，在此情況下，影像感測裝置220的感測路線282及影像感測裝 置250的感測路線284 二者會沒有交點，是以處理電路260在計算指示物270的座標值的 平均值時，便不該利用到這組影像感測裝置所取得的影像來計算指示物270的座標值的平 均值。 類似地，若圖3所示的指示物270不僅位于影像感測裝置220及250之間的對角線 上，還位于影像感測裝置230及240之間的對角線上，那么處理電路260在計算指示物270 的座標值的平均值時，便不該利用到這二組影像感測裝置所取得的影像來計算指示物270 的座標值的平均值。同理，即使觸控系統(tǒng)200中僅具有三個影像感測裝置，或是具有四個以 上的影像感測裝置，也應(yīng)注意前述的情況。 請參閱圖4所示，是本發(fā)明另一實施例的觸控系統(tǒng)的示意圖。本發(fā)明另一實施例 的觸控系統(tǒng)400，其與圖2所示的觸控系統(tǒng)200的不同的處在于，此觸控系統(tǒng)400多了對應(yīng) 影像感測裝置的數(shù)量的四個子處理電路，分別以402、404、406及408來標示。每一子處理電 路耦接在其中一影像感測裝置及處理電路260之間，用以對影像感測裝置所取得的影像的 資料進行預(yù)處理，以便處理電路260依據(jù)子處理電路處理過后的資料來偵測出指示物270 的座標值。 請參閱圖5所示，是本發(fā)明再一實施例的觸控系統(tǒng)的立體示意圖。本發(fā)明再一實 施例的觸控系統(tǒng)500主要是沿用圖2所示的觸控系統(tǒng)200的架構(gòu)，并再增設(shè)反射體502而 成。此反射體502配置在觸控表面212上，并且圍繞觸控表面212，而這個反射體502的內(nèi) 緣具有反射材質(zhì)504，例如是回復(fù)反射材質(zhì)(retro-reflective material)。
請參閱圖6所示，是一種適合與圖5的反射體502搭配使用的影像感測裝置的示 意圖。本發(fā)明的此影像感測裝置600包括有紅外線(infra-red， IR)照明裝置602、只能讓 紅外線通過的紅外線濾光裝置604以及光感測器(photosensor)606。其中光感測器606是 透過紅外線濾光裝置604來取得觸控表面的影像，并用以耦接至處理電路或子處理電路。 此外，紅外線照明裝置602可以利用紅外線發(fā)光二極管(IR LED)來實現(xiàn)，而紅外線濾光裝 置604則可以利用紅外線濾光片(IR-pass filter)來實現(xiàn)。
假設(shè)圖5的影像感測裝置240采用圖6所示的影像感測裝置600的架構(gòu)，且其紅外線照明裝置正常工作，那么此影像感測裝置240所感測到的影像便如圖7所示。圖7為圖5的影像感測裝置240所感測到的影像的示意圖。于此圖中，標示700表示為影像感測裝置240的影像感測窗(imagesensing window)。而標示702即是藉由反射體502的反射材質(zhì)504反射光線而在影像上形成亮度較高的亮區(qū)(bright zone)，此亮區(qū)702就是主要的感測區(qū)。至于標示704，則是指示物270所造成的暗紋。藉由上述可知，反射材質(zhì)504是在影像感測裝置240獲取觸控表面212的影像時，用來做為指示物270的主要背景，以利于突顯指示物270的位置。 藉由上述各實施例的教示，還可以歸納出一種取得指示物的位置的方法，如圖8所示。圖8是本發(fā)明一實施例的取得指示物位置的方法的主要流程圖。本發(fā)明的取得指示物位置的方法適用于一種觸控系統(tǒng)，而所述觸控系統(tǒng)具有形狀為四邊形的一觸控表面及至少三個影像感測裝置，這些影像感測裝置分別配置在觸控表面的不同角落，且這些影像感測裝置的感測范圍共同涵蓋觸控表面。在此方法中，當有一指示物鄰近觸控表面時，便以每二個影像感測裝置為一組的方式，來從每組影像感測裝置所取得的影像去偵測出上述指示物的一座標值(如步驟S802所示)。接著，在偵測出至少二筆座標值后，依據(jù)偵測出的座標值來計算指示物的座標值的平均值(如步驟S804所示)。 當然，如先前各實施例所述，計算上述座標值的平均值的方式，包括是以算數(shù)平均、幾何平均或調(diào)和平均的方式來進行計算。此外，計算上述座標值的平均值的時機，包括是在偵測出指示物的N筆座標值后，依據(jù)此N筆座標值來計算指示物的座標值的平均值，其中N為由上述所有影像感測裝置取其中二個的所有可能組合的數(shù)量。 值得一提的是，從二個影像感測裝置所取得的影像去偵測出指示物的座標值，是可以采用多種不同的方法，例如可以采用美國第4， 782， 328號專利中所提出的方法。然而，以下將再提出另一種方法，以提供系統(tǒng)設(shè)計者多一種選擇。請參閱圖9所示，其是觸控系統(tǒng)偵測指示物的座標值的一說明圖。在圖9中，標示220及230皆為影像感測裝置，而標示212則是形狀為矩形的觸控表面。至于標示270，其表示為指示物。影像感測裝置220及230會分別沿著感測路線902及904而感測到指示物270。是以，只要取得這二條感測路線的直線方程式，就可以求取這二條感測路線的交點，以作為指示物270的座標值。再以圖10及圖ll來進一步說明。 圖10為求取感測路線902的直線方程式的說明圖。請參照圖IO，要求取感測路線902的直線方程式，就要先取得點A及點A'的座標值。由于觸控表面212的大小固定，因此點A、B、C及D的座標值為已知，故只有點A'的X座標為未知。是以，可以在點B及點D之間再提供一條假想線906，使得感測路線902及假想線906的交點為點Z。如此一來，線
段]i萬、萬^及^所組成的H角形，以及線段^、 Z^及^所組成的H角形，這二
個三角形會是相似三角形(similar triangles)而呈現(xiàn)出一比例關(guān)系。接下來，由于影像感測裝置220的解析度亦為已知，故可藉由計算假想線906中，線段E的畫素數(shù)量及線段^的畫素數(shù)量，而得知這二個線段的比例。由于線段萬及線段^也是呈現(xiàn)出同樣的比例關(guān)系，且線段萬的長度為已知，故可求出線段^的長度而取得點A'的X座標。于是，接下來便可根據(jù)點A及點A'的座標值來求取感測路線902的直線方程式。
同理，感測路線904的直線方程式也可采用相似的方式來求取，如圖11所示。圖11是求取感測路線904的直線方程式的說明圖。請參照圖11，其中標示908亦為假想線，
而點Z'即為感測路線904及假想線908的交點。是以，線段^、 ^及^所組成的三角形，以及線段^ 、 ^及^^所組成的三角形，這二個三角形也會是相似三角形而呈現(xiàn)出一比例關(guān)系。接下來，便可取得^及^這二個線段的比例，并據(jù)以計算出線段^的長度而取得點B'的X座標。于是，接下來便可根據(jù)點B及點B'的座標值來求取感測路線904的直線方程式。在取得感測路線902及904的直線方程式的后，就可以進一步計算出感測路線902及904的交點。 綜上所述，本發(fā)明系在觸控系統(tǒng)中配置至少三個影像感測裝置，并以每二個影像
感測裝置為一組的方式，來從每組影像感測裝置所取得的影像去偵測出指示物的一座標
值，且在偵測出至少二筆座標值后，依據(jù)偵測出的座標值來計算指示物的座標值的平均值。
是以，相對于現(xiàn)有習知的技術(shù)而言，本發(fā)明的觸控系統(tǒng)可較準確地進行座標定位。 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖
然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，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)，當可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更
動或修飾為等同變化的等效實施例，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)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、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)。
9
權(quán)利要求
一種觸控系統(tǒng)，其特征在于包括一觸控表面，形狀為一四邊形；至少三個影像感測裝置，分別配置在該觸控表面的不同角落，且所述影像感測裝置的感測范圍共同涵蓋該觸控表面；以及一處理電路，耦接上述每一影像感測裝置，當有一指示物鄰近該觸控表面時，該處理電路以每二個影像感測裝置為一組的方式，從每組影像感測裝置所取得的影像去偵測出該指示物的一座標值，并在偵測出至少二筆座標值后，依據(jù)偵測出的座標值來計算該指示物的座標值的平均值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控系統(tǒng)，其特征在于其中所述的處理電路包括是以算數(shù)平 均、幾何平均或調(diào)和平均的方式來計算該指示物的座標值的平均值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控系統(tǒng)，其特征在于其中所述的處理電路包括是在偵測出 該指示物的N筆座標值后，依據(jù)該N筆座標值來計算該指示物的座標值的平均值，其中N為 由所述影像感測裝置取其中二個的所有可能組合的數(shù)量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控系統(tǒng)，其特征在于其還包括對應(yīng)所述影像感測裝置的數(shù) 量的子處理電路，其中，每一子處理電路耦接于其中一影像感測裝置及該處理電路之間，用 以對影像感測裝置所取得的影像的資料進行預(yù)處理，以便該處理電路依據(jù)子處理電路處理 過后的資料來偵測出該指示物的座標值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控系統(tǒng)，其特征在于其還具有一反射體，該反射體配置在 該觸控表面上，并圍繞該觸控表面，該反射體的內(nèi)緣具有反射材質(zhì)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控系統(tǒng)，其特征在于其中所述的每一影像感測裝置具有一 紅外線照明裝置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的觸控系統(tǒng)，其特征在于其中所述的紅外線照明裝置包括一紅 外線發(fā)光二極管。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的觸控系統(tǒng)，其特征在于其中所述的每一影像感測裝置還具有 只能讓紅外線通過的一紅外線濾光裝置，且每一影像感測裝置是透過其紅外線濾光裝置來 取得該觸控表面的影像。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控系統(tǒng)，其特征在于其中所述的觸控表面的形狀為一矩形。
10. —種取得指示物的位置的方法，適用于一觸控系統(tǒng)，其特征在于其中該觸控系統(tǒng)具 有形狀為四邊形的一觸控表面及至少三個影像感測裝置，所述影像感測裝置分別配置在該 觸控表面的不同角落，且所述影像感測裝置的感測范圍共同涵蓋該觸控表面，該方法包括 以下步驟當有一指示物鄰近該觸控表面時，以每二個影像感測裝置為一組的方式，從每組影像 感測裝置所取得的影像去偵測出該指示物的一座標值；以及在偵測出至少二筆座標值后，依據(jù)偵測出的座標值來計算該指示物的座標值的平均值。
11. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的方法，其特征在于其中所述的計算該指示物的座標值的平均值包括是以算數(shù)平均、幾何平均或調(diào)和平均的方式來計算該指示物的座標值的平均值。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于其中包括是在偵測出該指示物的N筆座標值后，依據(jù)該N筆座標值來計算該指示物的座標值的平均值，其中N為由所述影像感測裝 置取其中二個的所有可能組合的數(shù)量。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)一種觸控系統(tǒng)及其取得指示物的位置的方法。所述觸控系統(tǒng)包括有一觸控表面、至少三個影像感測裝置及一處理電路。觸控表面的形狀為四邊形。上述影像感測裝置分別配置在觸控表面的不同角落，且上述影像感測裝置的感測范圍共同涵蓋觸控表面。處理電路耦接上述每一影像感測裝置，當有一指示物鄰近觸控表面時，處理電路便以每二個影像感測裝置為一組的方式，來從每組影像感測裝置所取得的影像去偵測出指示物的一座標值，并在偵測出至少二筆座標值后，依據(jù)偵測出的座標值來計算指示物的座標值的平均值。本發(fā)明可較準確地進行座標定位。
文檔編號G06F3/041GK101751165SQ200810180718
公開日2010年6月23日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者林卓毅 申請人:原相科技股份有限公司