CN101398725B - 区别多触控点系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种区别多触控点系统，包含面板、第一图像提取单元、第二图像提取单元、至少一第三图像提取单元及处理单元。在面板上指示N个触控点。第一图像提取单元及第二图像提取单元提取关于该N个触控点的第一图像及第二图像。第三图像提取单元提取关于该N个触控点的至少一第三图像。处理单元根据第一图像及第二图像计算对应该N个触控点的N组座标，并根据第三图像，从该N组座标决定一组对应该N个触控点的真实座标。

Description

区别多触控点系统及其方法

技术领域

本发明关于一种触控系统，且特别是有关于一种可区别多触控点的系统。

背景技术

近年来，由于图像显示技术不断地进步，触控式屏幕因为具有可直接通过接触方式进行输入的优点，已成为现今市面上常见的一种显示装置，并且广泛地应用于各类电子产品中，例如自动柜员机、销售点终端机、游客导览系统或工业控制系统等。

一般的触控式屏幕面板，无论是电阻式、电容式或是利用摄影机进行面板上触控点的检测，通常只能支援单一触控点的检测。因此，一旦使用者在一触控式屏幕上同时指示有两个或两个以上的触控点时，该触控式屏幕即可能会有触控点检测错误的情形发生。

因此，本发明的主要范畴在于提供一种区别多触控点系统及其方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种区别多触控点系统及其方法。根据一具体实施例，本发明的区别多触控点系统包含面板、第一图像提取单元、第二图像提取单元、至少一第三图像提取单元及处理单元。第一图像提取单元设置于面板外缘的第一位置，第二图像提取单元设置于面板外缘的相对于第一位置的第二位置，且第三图像提取单元设置于面板外缘且于第一图像提取单元与第二图像提取单元之间。

于此实施例中，当使用者在面板上指示N个触控点(N为大于1的正整数)，第一图像提取单元提取关于该N个触控点的第一图像，第二图像提取单元提取关于该N个触控点的第二图像，且第三图像提取单元提取关于该N个触控点的至少一第三图像。接着，处理单元根据提取的第一图像及提取的第二图像计算对应该N个触控点的N组座标，并根据提取的第三图像，从N组座标决定一组对应该N个触控点的真实座标。

因此，根据本发明的区别多触控点系统及区别多触控点的方法，可以真正实现在面板上的多点触控输入。

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1表示根据本发明的一具体实施例的区别多触控点系统的示意图。

图2A及图2B分别表示由第一图像提取单元及第二图像提取单元所提取的关于触控点的第一图像及第二图像。

图3表示由第三图像提取单元所提取的关于触控点的第三图像。

图4表示处理单元根据第一图像及第一图像提取单元的焦点计算对应于两触控点的直线方程式。

图5表示处理单元计算所得的对应两触控点的两组座标。

图6表示处理单元从图5所示的两组座标中决定对应两触控点的真实座标。

图7表示包含两个第三图像提取单元的区别多触控点系统。

图8表示根据本发明的一具体实施例的区别多触控点的方法的流程图。

图9表示于图8中所示的步骤S14的详细流程图。

图10表示于图8中所示的步骤S15的详细流程图。

主要元件符号说明

S11-S155：流程步骤

10、10′：区别多触控点系统    11：面板

12：第一图像提取单元          13：第二图像提取单元

14：第三图像提取单元          15：发光单元

P1、P2、A：触控点             M1、M2、M3、M4：座标

H：垂直距离                   W：水平距离

F：焦点                       L：直线

d：焦距

具体实施方式

请参阅图1，图1表示根据本发明一具体实施例的区别多触控点系统10的示意图。如图1所示，区别多触控点系统10包含面板11、第一图像提取单元12、第二图像提取单元13、第三图像提取单元14及处理单元(未显示于图中)。在面板11上有N个触控点被指示，其中N为大于1的正整数。也就是说，在面板11上会有两个或两个以上的触控点形成。

第一图像提取单元12设置于面板11外缘的第一位置，并用以提取关于该N个触控点的第一图像。第二图像提取单元13设置于面板11外缘的相对于该第一位置的第二位置，并用以提取关于该N个触控点的第二图像。第三图像提取单元14同样设置面板11外缘且于第一图像提取单元12与第二图像提取单元13之间，并用以提取关于该N个触控点的第三图像。处理单元用以根据该第一图像及该第二图像计算对应该N个触控点的N组座标，并根据该第三图像，从该N组座标决定一组对应该N个触控点的真实座标。其中该N组座标中的每一组座标分别包含N个座标。

在实际应用中，第一图像提取单元12与第二图像提取单元13可分别设置于面板11的左、右上角之处，而第三图像提取单元14设置于面板11的上方中央之处；第一图像提取单元12、第二图像提取单元13及第三图像提取单元14可为红外线摄影机。区别多触控点系统10可以进一步包含多个发光单元15。该多个发光单元15设置于面板11的周围，该N个触控点将会遮蔽该多个发光单元15所发射的部分光线。每一个发光单元15可为红外线发光二极管。

更进一步地说，上述之处理单元根据第一图像及第一图像提取单元12的焦点(如图4所示的F点)，计算对应该N个触控点的N条第一直线方程式。同时，处理单元亦根据第二图像及第二图像提取单元13的焦点，计算对应该N个触控点的N条第二直线方程式。之后，处理单元再根据该N条第一直线方程式及该N条第二直线方程式，计算对应该N个触控点的N组座标。

接着，处理单元计算该N组座标相对于第三图像提取单元14的N组第一斜率，并且处理单元根据第三图像及第三图像提取单元14的焦点，计算对应该N个触控点的N个第二斜率。

最后，处理单元比较该N个第二斜率及该N组第一斜率，选取与该N个第二斜率最接近的一组第一斜率，再从对应该选取的第一斜率的N组座标中决定对应该N个触控点的真实座标。

举例而言，若一使用者同时利用两只手指在根据本发明的区别多触控点系统10的面板11上指示两个触控点P1及P2，如图1所示。接着，第一图像提取单元12及第二图像提取单元13分别提取关于P1及P2的第一图像(如图2A所示)及第二图像(如图2B所示)。

假设区别多触控点系统10只有一个第三图像提取单元14，设置于第一图像提取单元12与第二图像提取单元13之间。请参阅图3，图3即为第三图像提取单元14所提取的关于P1及P2的第三图像。

请参阅图4，图4表示处理单元根据图像及图像提取单元的焦点计算对应于触控点的直线方程式。如图4所示，假设成像平面上有一触控点A，由于图像提取单元的焦点F以及焦距d为已知，本发明即可通过数学计算得到关于触控点A的直线方程式L。

于此实施例中，有两个触控点P1及P2存在，因此处理单元根据第一图像及第一图像提取单元12的焦点，计算得到对应P1及P2的两条第一直线方程式y＝a1x+a2及y＝d1x+d2，并且根据第二图像及第二图像提取单元13的焦点，计算得到对应P1及P2的两条第二直线方程式y＝b1x+b2及y＝c1x+c2。接着，处理单元再根据第一直线方程式(y＝a1x+a2，y＝d1x+d2)及第二直线方程式(y＝b1x+b2，y＝c1x+c2)，计算对应P1及P2的两组(共四个)座标。如图5所示，其中一组座标为M1与M2，另一组座标为M3与M4。

请参阅图5，之后，处理单元分别计算座标M1、M2、M3、M4相对于第三图像提取单元14的第一斜率m1、m2、m3、m4。以座标M1为例，若座标M1相对于第三图像提取单元14的水平距离为W，且垂直距离为H，则座标M1相对于第三图像提取单元14的第一斜率m1为H/W。同理可得m2、m3、m4。另一方面，处理单元根据第三图像及第三图像提取单元14的焦点，计算对应触控点P1及P2的两个第二斜率，即图6中直线方程式y＝e1x+e2及y＝f1x+f2的斜率e1、f1。

最后，处理单元比较第二斜率e1、f1及第一斜率m1、m2、m3、m4，选取与第二斜率e1、f1最接近(斜率最相近)的一组第一斜率m1、m2，再从座标M1、M2、M3、M4中决定对应P1及P2的真实座标M1及M2，如图6所示。

需注意的是，为避免斜率在正负无穷大跳动造成误判，本发明可先计算斜率m1、m2、m3、m4、e1、f1的倒数，再进行上述的比较，以决定对应P1及P2的真实座标。此外，比较斜率的方法有很多可以应用，如最小平方差法(相减取平方)或相减取绝对值。

除了使用斜率的外，亦可依据不同的硬件结构来选择具有代表性的参数，作为判断触控点P1、P2的依据。本发明可依据不同的需求，选用不同的判断法。

于另一具体实施例中，本发明亦可于第一图像提取单元12与第二图像提取单元13之间设置多个第三图像提取单元14。如图7所示，区别多触控点系统10′即包含两个第三图像提取单元14。区别多触控点系统10′的作用原理与区别多触控点系统10相同，在此不再赘述。

请参阅图8，图8表示根据本发明一具体实施例的区别多触控点的方法的流程图。本发明区别多触控点的方法应用于图1所示的区别多触控点系统10。如图8所示，首先，执行步骤S11，在面板11上指示N个触控点。其次，执行步骤S12，提取关于该N个触控点的第一图像(如图2A所示)及第二图像(如图2B所示)。接着，执行步骤S13，提取关于该N个触控点的第三图像(如图3所示)。之后，执行步骤S14，根据第一图像及第二图像，计算对应该N个触控点的N组座标。最后，执行步骤S15，根据第三图像，从该N组座标决定一组对应该N个触控点的真实座标。

如图9所示，该方法的步骤S14可进一步包含子步骤S141-S143。执行子步骤S141，根据第一图像以及第一参考点(即第一图像提取单元12的焦点)，计算对应该N个触控点的N条第一直线方程式。执行子步骤S142，根据第二图像以及第二参考点(即第二图像提取单元13的焦点)，计算对应该N个触控点的N条第二直线方程式。之后，执行子步骤S143，根据该N条第一直线方程式及该N条第二直线方程式，计算对应该N个触控点的该N组座标。

如图10所示，该方法的步骤S15可进一步包含子步骤S151-S155。执行子步骤S151，计算该N组座标相对于第三参考点(即第三图像提取单元14的焦点)的N组第一斜率。其次，执行子步骤S152，根据第三图像以及第三参考点，计算对应该N个触控点的N个第二斜率。接着，执行子步骤S153，比较该N个第二斜率以及该N组第一斜率。之后，执行子步骤S154，选取与该N个第二斜率最接近的一组第一斜率。最后，执行子步骤S155，从该N组座标决定该组对应该N个触控点的真实座标。

相较于先前技术，根据本发明的区别多触控点系统及区别多触控点的方法，可以实现面板上的多点触控输入以避免传统上的触控式屏幕无法正确辨识多个触控点的缺点。

通过以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具有等效性的安排于本发明所欲申请的权利要求的范畴内。因此，本发明所申请的权利要求的范畴应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及有等效性的安排。

Claims (10)

1.一种区别多触控点系统，包含：

一面板，在该面板上指示N个触控点，N为一大于1的正整数；

一第一图像提取单元，设置于该面板外缘的一第一位置，用以提取关于该N个触控点的一第一图像；

一第二图像提取单元，设置于该面板外缘的一相对于该第一位置的第二位置，用以提取关于该N个触控点的一第二图像；

至少一第三图像提取单元，设置于该面板外缘且于该第一图像提取单元与该第二图像提取单元之间，用以提取关于该N个触控点的至少一第三图像；以及

一处理单元，该处理单元根据该第一图像以及该第一图像提取单元的焦点，计算对应该N个触控点的N条第一直线方程式，该处理单元根据该第二图像以及该第二图像提取单元的焦点，计算对应该N个触控点的N条第二直线方程式，并且该处理单元根据该N条第一直线方程式以及该N条第二直线方程式，计算对应该N个触控点的N组座标，该处理单元计算该N组座标相对于该第三图像提取单元的N组第一斜率，并且该处理单元根据该第三图像以及该第三图像提取单元的焦点，计算对应该N个触控点的N个第二斜率，并根据一演算法从该N组第一斜率中选取一组第一斜率，再从对应该选取的第一斜率的N组座标中决定对应该N个触控点的真实座标。

2.如权利要求1所述的区别多触控点系统，进一步包含多个发光单元，设置于该面板的周围，该N个触控点遮蔽该多个发光单元所发射的部分光线。

3.如权利要求2所述的区别多触控点系统，其中该多个发光单元每一个为一红外线发光二极管。

4.如权利要求1所述的区别多触控点系统，其中该N组座标每一组包含N个座标。

5.如权利要求1所述的区别多触控点系统，其中该演算法先计算该N个第二斜率以及该N组第一斜率的倒数，再分别针对每一该N组第一斜率的倒数与该N个第二斜率的倒数进行最小平方法或相减取绝对值得到N个数值，选取该N个数值中最小者。 

6.如权利要求1所述的区别多触控点系统，其中该第一图像提取单元、该第二图像提取单元以及该第三图像提取单元皆为红外线摄影机。

7.如权利要求1所述的区别多触控点系统，其中该第一图像提取单元与该第二图像提取单元分别设置于该面板的左上角与右上角；而该第三图像提取单元设置于该面板的上方中央。

8.一种区别多触控点的方法，包含下列步骤：

(a)在一面板上指示N个触控点，N为一大于1的正整数；

(b)由第一图像提取单元和第二图像提取单元分别提取关于该N个触控点的一第一图像以及一第二图像；

(c)由第三图像提取单元提取关于该N个触控点的至少一第三图像；

(d)根据该第一图像以及该第二图像，计算对应该N个触控点的N组座标，具体包括如下步骤：根据该第一图像以及一第一参考点，计算对应该N个触控点的N条第一直线方程式；并根据该第二图像以及一第二参考点，计算对应该N个触控点的N条第二直线方程式；以及根据该N条第一直线方程式以及该N条第二直线方程式，计算对应该N个触控点的N组座标；以及

(e)根据该至少一第三图像，从该N组座标决定一组对应该N个触控点的真实座标，具体包括如下步骤：计算该N组座标相对于一第三参考点的N组第一斜率；并根据该第三图像以及该第三参考点，计算对应该N个触控点的N个第二斜率；根据一演算法从该N组第一斜率中选取一组第一斜率；以及根据对应该选取的第一斜率的N组座标中决定对应该N个触控点的真实座标，

其中，该第一参考点是该第一图像提取单元的焦点，该第二参考点是该第二图像提取单元的焦点，该第三参考点是该第三图像提取单元的焦点。

9.如权利要求8所述的方法，其中该N组座标每一组包含N个座标。

10.如权利要求8所述的方法，其中该演算法先计算该N个第二斜率以及该N组第一斜率的倒数，再分别针对每一该N组第一斜率的倒数与该N个第二斜率的倒数进行最小平方法或相减取绝对值，得到N个数值，选取该N个数值中最小者。 

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