CN102298458A - 触摸系统及其定位方法 - Google Patents

Abstract

一种触摸系统的定位方法，其利用下列步骤获得一组当前正确位置：从当前图像窗口中获得两组可能位置以与一组先前正确位置相比较；或者，从当前图像窗口中获得四组可能位置互相比较，用以正确获得多个指示物相对于触摸系统的二维座标。本发明还提供一种触摸系统。

Description

触摸系统及其定位方法

技术领域

本发明涉及一种触摸装置，特别涉及一种光学式触摸系统及其定位方法。

背景技术

请参照图1a及1b所示，图1a示出了一种光学式触摸系统的示意图；图1b示出了图1a的触摸系统所包含的两个图像传感器所获取的图像窗口的示意图。

触摸系统9包含触摸面90及两个图像传感器91及91′。图像传感器91及91′用以分别获取横跨该触摸面90的图像窗口W₉₁及W₉₁′。当手指81靠近或碰触该触摸面90时，图像传感器91及91′所获取的图像窗口W₉₁及W₉₁′则分别包含该手指的手指影像I₈₁及I₈₁′。处理单元92则可根据该手指影像I₈₁位于该图像窗口W₉₁中的一维位置及该手指影像I₈₁′位于该图像窗口W₉₁′中的一维位置计算出该手指81相对于该触摸面90的二维座标。

然而，当多个手指同时靠近或碰触该触摸面90时，这些手指相对于部分图像传感器有可能出现相互遮蔽的情形。例如图1a中，当两手指81及82靠近或碰触该触摸面90时，图像传感器91沿感测路径a获取手指81及82的影像而图像传感器91′分别沿感测路径b及c获取手指81及82的影像。对于图像传感器91而言，由于手指81遮蔽手指82，因此该图像传感器91所获取的图像窗口W₉₁中仅包含一个手指影像I₈₁+I₈₂(即手指影像I₈₁及I₈₂的重合影像)。此时，该处理单元92便无法根据这些手指影像I₈₁′、I₈₂′及I₈₁+I₈₂正确计算不同手指相对于该触摸面90的二维座标。

有鉴于此，有必要提出一种能够正确定位多个指示物的光学式触摸系统的定位方法。

发明内容

本发明的一目的是提出一种触摸系统及其定位方法，用以正确获得多个指示物相对于触摸系统的二维座标。

本发明提出一种触摸系统的定位方法，该触摸系统包含第一传感器及第二传感器用以获取横跨一触摸面及操作于该触摸面的两个指示物的图像窗口，该定位方法包含下列步骤：由该第一传感器获取第一图像窗口；由该第二传感器获取第二图像窗口；判定该第一图像窗口及第二图像窗口中指示物影像的数目；当该第一图像窗口及第二图像窗口中指示物影像的数目不同时，根据该第一图像窗口及第二图像窗口产生二维空间；连接该第一传感器与该第一图像窗口中指示物影像两外侧边缘在该二维空间的映射位置并连接该第二传感器与该第二图像窗口中指示物影像两外侧边缘在该二维空间的映射位置以形成四边形；计算该四边形的四条第一角平分线；连接获取较多指示物影像的传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点在该二维空间的映射位置以与所述第一角平分线相交产生第一可能位置。

另一实施方式中，该第一传感器获取该第一图像窗口及该第二传感器获取该第二图像窗口之前一个影像获取时间决定有所述指示物相对于该触摸面的一组先前正确位置。该定位方法还包含下列步骤：将所述第一可能位置与该组先前正确位置相比较以获得一组当前正确位置。

另一实施方式中，该触摸系统还包含第三传感器用以获取横跨该触摸面及该指示物的图像窗口。该定位方法还包含下列步骤：由该第三传感器获取第三图像窗口；判定该第一图像窗口至第三图像窗口中指示物影像的数目；当这些图像窗口中其中两个指示物影像的数目小于另一图像窗口时，将该第三图像窗口映射至该二维空间；连接获取较少指示物影像的两传感器与其所获取的图像窗口的指示物影像两外侧边缘在该二维空间的映射位置以形成四边形；计算该四边形的四条第二角平分线；连接获取较多指示物影像的传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点在该二维空间的映射位置以与所述第二角平分线相交产生第二可能位置；以及比较所述第一可能位置及第二可能位置以获得一组当前正确位置。

另一实施方式中，该触摸系统还包含第三传感器用以获取横跨该触摸面及该指示物的图像窗口。该定位方法还包含下列步骤：由该第三传感器获取第三图像窗口；判定该第一图像窗口至第三图像窗口中指示物影像的数目；当所述图像窗口中其中两个指示物影像的数目大于另一图像窗口时，将该第三图像窗口映射至该二维空间；连接获取较多指示物影像的两传感器中的其中一个传感器与其所获取的图像窗口的指示物影像两外侧边缘在该二维空间的映射位置并连接获取较少指示物影像的传感器与其所获取的图像窗口的指示物影像两外侧边缘在该二维空间的映射位置以形成四边形；计算该四边形的四条第三角平分线；连接获取较多指示物影像的两传感器中的其中一个传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点在该二维空间的映射位置以与所述第三角平分线相交产生第三可能位置；以及比较所述第一可能位置及第三可能位置以获得一组当前正确位置。

另一实施方式中，该触摸系统还包含第三传感器用以获取横跨该触摸面及该指示物的图像窗口。该定位方法还包含下列步骤：由该第三传感器获取第三图像窗口；判定该第一图像窗口至第三图像窗口中指示物影像的数目；当这些图像窗口中其中两个指示物影像的数目大于另一图像窗口时，将该第三图像窗口映射至该二维空间；连接获取较多指示物影像的两传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点在该二维空间的映射位置以形成四边形；以该四边形的四个角为所述指示物相对该触摸面的第四可能位置；及比较所述第一可能位置及第四可能位置以获得一组当前正确位置。

本发明还提出一种触摸系统的定位方法，该触摸系统包含第一传感器、第二传感器及第三传感器用以获取横跨一触摸面及操作于该触摸面的两个指示物的图像窗口，该定位方法包含下列步骤：由三个传感器分别获取图像窗口；判定这些图像窗口中指示物影像的数目；根据这些图像窗口形成二维空间；当这些图像窗口中其中两个图像窗口的指示物影像的数目小于另一图像窗口时，执行下列步骤：连接获取较少指示物影像的两传感器与其所获取的图像窗口的指示物影像两外侧边缘在该二维空间的映射位置以形成四边形；计算该四边形的四条第二角平分线；以及连接获取较多指示物影像的传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点在该二维空间的映射位置以与所述第二角平分线相交产生第二可能位置；当这些图像窗口中其中两个图像窗口的指示物影像的数目大于另一图像窗口时，执行下列步骤：连接获取较多指示物影像的两传感器中的其中一个传感器与其所获取的图像窗口的指示物影像两外侧边缘在该二维空间的映射位置并连接获取较少指示物影像的传感器与其所获取的图像窗口的指示物影像两外侧边缘在该二维空间的映射位置以形成四边形；计算该四边形的四条第三角平分线；以及连接获取较多指示物影像的两传感器中的其中一个传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点在该二维空间的映射位置以与所述第三角平分线相交产生第三可能位置。

另一实施方式中，所述传感器在获取所述图像窗口之前一个影像获取时间决定有所述指示物相对于该触摸面的一组先前正确位置，该定位方法还包含下列步骤：当所述图像窗口中其中两个图像窗口的指示物影像的数目小于另一图像窗口时，比较所述第二可能位置与所述一组先前正确位置以求得一组当前正确位置；以及当所述图像窗口中其中两个图像窗口的指示物影像的数目大于另一图像窗口时，比较所述第三可能位置与所述一组先前正确位置以求得一组当前正确位置。

另一实施方式中，该定位方法还包含下列步骤：选择两个获取不同指示物影像数目的传感器；分别连接该两个传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像两外侧边缘在该二维空间的映射位置以形成四边形；计算该四边形的四条第一角平分线；连接该两个传感器中获取较多指示物影像的传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点在该二维空间的映射位置以与所述第一角平分线相交产生第一可能位置；其中当所述图像窗口中其中两个图像窗口的指示物影像的数目小于另一图像窗口时，比较所述第二可能位置与所述第一可能位置以求得一组当前正确位置；及当所述图像窗口中其中两个图像窗口的指示物影像的数目大于另一图像窗口时，比较所述第三可能位置与所述第一可能位置以求得一组当前正确位置。

另一实施方式中，当所述图像窗口中其中两个图像窗口的指示物影像的数目大于另一图像窗口时，该定位方法还包含下列步骤：连接获取较多指示物影像的两个传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点在该二维空间的映射位置以形成四边形；以该四边形的四个角作为第四可能位置；以及比较所述第三可能位置及第四可能位置以求得一组当前正确位置。

本发明还提出一种触摸系统，包含触摸面、至少两个传感器以及一处理单元。该触摸面供至少一个指示物操作于其上以相对操控该触摸系统。所述传感器用以获取横跨该触摸面及操作于该触摸面的指示物的图像窗口。该处理单元，根据所述传感器所获取的图像窗口产生二维空间，通过连接所述传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像两外侧边缘在该二维空间的映射位置以获得四边形及该四边形的角平分线，并通过连接获取相对较多指示物影像的传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点在该二维空间的映射位置以与所述角平分线相交产生可能位置。

本发明的触摸系统及其定位方法中，当至少有一个图像传感器所获取的指示物的数目等于实际指示物的数目时，即使其他图像传感器所获取的指示物的数目小于实际指示物的数目，仍能够计算出所有指示物的正确位置。

本发明的触摸系统及其定位方法中，处理单元所处理的二维影像信息，例如二维座标、边界线、定位线以及角平分线等，是根据多个图像传感器所分别获取的一维图像窗口映射而得到的；其中，角平分线例如可利用该四边形的四个边通过向量运算而得到。

附图说明

图1a示出了一种光学式触摸系统的示意图。

图1b示出了图1a的触摸系统所包含的图像传感器所获取的图像窗口的示意图。

图2a示出了本发明第一实施例的触摸系统的示意图。

图2b示出了本发明第一实施例的触摸系统所包含的图像传感器所获取的图像窗口的示意图。

图2c示出了本发明第一实施例的触摸系统的定位方法的示意图。

图2d示出了本发明第一实施例的触摸系统的定位方法的流程图。

图3示出了本发明第二实施例的触摸系统的示意图。

图4a示出了本发明第二实施例的触摸系统的定位方法的第一实施方式的示意图。

图4b示出了本发明第二实施例的触摸系统的定位方法的第一实施方式的流程图。

图4c示出了本发明第二实施例的触摸系统的定位方法的第二实施方式的示意图。

图4d示出了本发明第二实施例的触摸系统的定位方法的第二实施方式的流程图。

图5a至图5d示出了本发明第二实施例的触摸系统的定位方法的第三实施方式的示意图。

图5e示出了本发明第二实施例的触摸系统的定位方法的第三实施方式的流程图。

图6a示出了本发明第二实施例的触摸系统的定位方法的第四实施方式的示意图。

图6b示出了本发明第二实施例的触摸系统的定位方法的第四实施方式的流程图。

【主要附图标记】

1、1′触摸系统            10 触摸面

11、11′、11″传感器      12 处理单元

81 指示物                 82 指示物

W11、W11′图像窗口        I81、I82、I′指示物影像

E81、E82 指示物影像边缘   E81′、E82′指示物影像边缘

81′、82′指示物影像      C81、C82 指示物影像中心

L1～L4 边界线             PL1、PL2 定位线

P1～P4 可能位置           V1～V4角平分线

S 二维空间                A～D 四边形的角

S10～S18 步骤             S21～S28 步骤

S31～S38 步骤             S41～S48 步骤

S51～S56 步骤

9 触摸系统                90 触摸面

91、91′图像传感器        92 处理单元

I81+I82 指示物影像        I81′、I82′指示物影像

W91、W91′图像窗口        a、b、c 感测路径

具体实施方式

为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显，下文将结合所附图示，作详细说明如下。从本发明的说明中，相同的构件是以相同的标记表示，以符合之前的描述。

此外，在本发明各图示中仅示出了了部分构件并省略了与本发明说明不直接相关的构件。

本发明的触摸系统包含至少两个图像传感器。该触摸系统的定位方法适用于使用者(未绘示)利用多个指示物操控该触摸系统且这些指示物相对于至少一个图像传感器相互遮蔽；而且，多个图像传感器所获取的图像窗口中包含指示物影像的数目不同于实际指示物的数目。此外，当多个图像传感器所获取的图像窗口中所包含指示物影像的数目均与实际指示物的数目相同时，则可利用其他公知方法直接追踪每一指示物的二维座标。

请参照图2a所示，其示出了本发明第一实施例的触摸系统的示意图。触摸系统1包含触摸面10、第一传感器11、第二传感器11′及处理单元12。该触摸面10例如可为白板(white board)、触摸屏幕(touch screen)或适当物件的表面；当该触摸面10为触摸屏幕时，该触摸面10可同时用以示出操控的情形，例如示出游标的动作或预设功能(画面滚动、物件缩放等)。此外，该触摸系统1还可包含显示器，用以显示操控的情形。

该第一传感器11及第二传感器11′例如可为CCD图像传感器、CMOS图像传感器或其他适当的图像传感器，用以于每一影像获取时间同步获取横跨该触摸面10的图像窗口。这些传感器可具有滤除可见光的功能以排除环境光的干扰，例如，但不限于，在图像传感器前设置特定频带的滤光器。该处理单元12用以处理该第一传感器11及该第二传感器11′所获取的图像窗口并进行指示物的追踪及定位，例如计算指示物81及82分别相对于该触摸面10的二维座标。本发明中，指示物例如可为手指、触摸笔、棒或其他适当物件。可以了解的是，该第一传感器11及第二传感器11′的设置位置并不限于图中所示，例如该第一传感器11可设置于左下角而该第二传感器11′可设置于右下角。

请参照图2b所示，其示出了图2a的第一传感器11所获取的图像窗口W₁₁及第二传感器11′所获取的图像窗口W₁₁′。该图像窗口W₁₁包含相对于这些指示物81及82的指示物影像I₈₁及I₈₂并具有一数值范围，例如0～960，以形成一维空间；该图像窗口W₁₁′包含相对于这些指示物81及82的指示物影像I′(重合影像)并具有一数值范围，例如0～960，以形成一维空间。可以了解的是，所述数值范围可根据实际触摸面10的尺寸决定。

图2b中，相对于第二传感器11′，由于指示物81遮蔽指示物82，因此图像窗口W₁₁′仅包含一个指示物影像I′。根据图像窗口W₁₁及W₁₁′的一维数值范围，可映射一二维空间S(如图2c所示)，其对应于该触摸面10。换句话说，图像窗口W₁₁及W₁₁′的一组数值可对应于该二维空间S上的二维座标；例如(W₁₁，W₁₁′)＝(0，0)对应该二维空间S的左上角而(W₁₁，W₁₁′)＝(960，960)对应该二维空间S的右下角，但本发明并不限于此。图像窗口的数值与二维座标的对应关系可根据实际应用设定。

本发明各实施例的定位方法是从该二维空间S中利用二维座标(twodimensional coordinates)及向量运算(vector arithmetic)来实现的。

请参照图2a～2d所示，图2d示出了本发明第一实施例的触摸系统的定位方法的流程图，包含下列步骤：由第一传感器获取第一图像窗口(步骤S₁₀)；由第二传感器获取第二图像窗口(步骤S₁₁)；判定该第一图像窗口及第二图像窗口中指示物影像的数目(步骤S₁₂)；当该第一图像窗口及第二图像窗口中指示物影像的数目不同时，根据该第一图像窗口及第二图像窗口产生一二维空间(步骤S₁₃)；连接该第一传感器与该第一图像窗口中指示物影像两外侧边缘在该二维空间的映射位置以形成第一边界线及第二边界线，连接该第二传感器与该第二图像窗口中指示物影像两外侧边缘在该二维空间的映射位置以形成第三边界线及第四边界线(步骤S₁₄)；计算该第一边界线至第四边界线所形成的四边形的四条第一角平分线(步骤S₁₅)；连接获取较多指示物影像的传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点在该二维空间的映射位置以形成两条第一定位线(步骤S₁₆)；以所述第一定位线及第一角平分线的交点作为第一可能位置(步骤S₁₇)；以及将所述第一可能位置与一组先前正确位置相比较以得到一组当前正确位置(步骤S₁₈)，其中该组先前正确位置是根据该第一传感器及第二传感器在前一影像获取时间(取样时间)所决定的。此外，比较所述第一可能位置与一组先前正确位置之前，亦可将该四边形两对角的角平分线相对应的两个第一可能位置视为一组第一可能位置，并以组为单位与该组先前正确位置相比较。

传感器11及11′分别在取样时间t获取图像窗口W₁₁及W₁₁′，此时图像窗口W₁₁及W₁₁′中的其中一者仅包含一个指示物影像(步骤S₁₀、S₁₁)；同时，假设传感器11及11′分别在取样时间t-1获取的图像窗口W₁₁及W₁₁′均包含两个指示物影像，亦即在取样时间t-1中，指示物81及82相对于任何图像传感器均不相互遮蔽。

请参照图2a～2c所示，处理单元12处理图像窗口W₁₁及W₁₁′以判定图像窗口W₁₁及W₁₁′是否包含相同数目的指示物影像(步骤S₁₂)。当该处理单元12判定该第一图像窗口W₁₁及第二图像窗口W₁₁′中指示物影像的数目不同时，则根据该第一图像窗口W₁₁及第二图像窗口W₁₁′产生一二维空间S(图2c)，例如此时该第一图像窗口W₁₁包含两个指示物影像I₈₁及I₈₂而该第二图像窗口W₁₁′仅包含一个指示物影像I′(步骤S₁₃)。接着，利用本发明的定位方法求得指示物81及82分别相对于该触摸面10的位置。该处理单元12此时将该指示物81及82分别映射为该二维空间S的指示物影像81′及82′；此外，该第一传感器11及该第二传感器11′则分别映射于该二维空间S的(0，0)及(960，0)的位置。可以了解的是，这些图像传感器映射于该二维空间S的位置是根据这些图像传感器设置于该触摸面10的位置而决定的。

接着，连接该第一传感器11在该二维空间S的映射位置(0，0)及该第一图像窗口W₁₁中指示物影像I₈₁及I₈₂两最外侧边缘E₈₁及E₈₂在该二维空间S的映射位置以形成第一边界线L₁及第二边界线L₂；连接该第二传感器11′在该二维空间S的映射位置(960，0)及该第二图像窗口W₁₁′中指示物影像I′两最外侧边缘E₈₁′及E₈₂′在该二维空间S的映射位置以形成第三边界线L₃及第四边界线L₄(步骤S₁₄)。计算该第一边界线L₁至第四边界线L₄所形成的四边形ADBC的四条第一角平分线V₁～V₄；其中，第一角平分线V₁可利用向量

与

求得，同理，角平分线V₂～V₄可利用类似方式求得(步骤S₁₅)。

接着，连接获取较多指示物影像的传感器(第一传感器11)在该二维空间S的映射位置(0，0)与其所获取的第一图像窗口W₁₁中指示物影像的预设点(例如中心或重心)在该二维空间S的映射位置(例如指示物影像的中心C₈₁及C₈₂)以形成两条定位线PL₁及PL₂(步骤S₁₆)。以该第一等定位线PL₁及PL₂与第一角平分线V₁～V₄的四个交点作为第一可能位置P₁～P₄；其中，该四边形ADBC的两对角的角平分线相对应的两个第一可能位置可视为一组第一可能位置，例如P₁及P₂为一组第一可能位置而P₃及P₄为另一组第一可能位置(步骤S₁₇)。最后，将第一可能位置P₁～P₄与该第一传感器11及第二传感器11′于前一取样时间t-1所决定的一组先前正确位置相比较以求得一组当前正确位置(步骤S₁₈)；例如一种实施例中，分别比较该组先前正确位置与两组第一可能位置P₁、P₂及P₃、P₄的距离、位移方向及位移速度等特征。当该组先前正确位置与其中一组第一可能位置的距离最短、移动方向或移动速度较相近时，该组第一可能位置则为当前正确位置，例如此时为P₃及P₄。另一实施例中，例如分别将四个第一可能位置P₁～P₄分别与该组先前正确位置相比较以获得两个当前正确位置。

可以了解的是，图2d中的各步骤亦可混合进行，这些步骤仅用以叙述本发明的定位方法的实施方式，并非用以限定本发明。例如，步骤S₁₅中所求得的四边形亦可从步骤S₁₄中求得。

请参照图3所示，其示出了本发明第二实施例的触摸系统1′的示意图，其包含触摸面10、第一传感器11、第二传感器11′、第三传感器11″及处理单元12。本实施例与第一实施例的差异仅在于该触摸系统1′包含三个图像传感器。同样地，该处理单元12处理这些图像传感器所获取的图像窗口并据以形成一二维空间。本发明的定位方法则通过在该二维空间进行座标及向量运算来实现。可以了解的是，该第一传感器11、第二传感器11′及第三传感器11″所设置的位置并不限于图中所揭示，例如该第三传感器11″亦可设置于左下角。

请参照图4a所示，其示出了本发明第二实施例的触摸系统的定位方法的第一实施方式的示意图，其示出了该处理单元12根据所有图像传感器获取的图像窗口所形成一二维空间S并假设其四个角落分别为(0，0)、(X，0)、(0，Y)、(X，Y)。此实施方式用以处理该触摸系统1′的两个图像传感器所获取的图像窗口中指示物影像的数目小于另一图像传感器所获取的图像窗口中指示物影像的数目的情形，例如此时该第一传感器11及第二传感器11′所获取的图像窗口仅包含一个指示物影像而第三传感器11″所获取的图像窗口包含两个指示物影像。本实施方式可用以求得两组可能位置或求得一组当前正确位置。

图4b示出了本实施方式的定位方法的流程图，包含下列步骤：由三个传感器分别获取图像窗口(步骤S₂₁)；判定这些图像窗口中指示物影像的数目(步骤S₂₂)；当这些图像窗口中其中两个图像窗口中指示物影像的数目小于另一图像窗口时，根据这些图像窗口形成一二维空间(步骤S₂₃)；连接获取较少指示物影像的两个传感器与其所获取的图像窗口的指示物影像两外侧边缘在该二维空间的映射位置以形成四条边界线(步骤S₂₄)；计算这些边界线所形成的四边形的四条第二角平分线(步骤S₂₅)；连接获取较多指示物影像的传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点在该二维空间的映射位置以形成两条第二定位线(步骤S₂₆)；以这些第二定位线及第二角平分线的交点作为第二可能位置(步骤S₂₇)；将这些第二可能位置与一组先前正确位置相比较以得到一组当前正确位置(步骤S₂₈)，其中该组先前正确位置是根据该第一传感器至第三传感器在前一取样时间所决定的。

请同时参照图4a及4b所示，传感器11、11′及11″分别在取样时间t获取图像窗口，此时这些图像窗口中的其中两个图像窗口仅包含一个指示物影像(步骤S₂₁)；同时，假设传感器11、11′及11″分别在取样时间t-1获取的图像窗口均包含两个指示物影像，亦即在取样时间t-1中，指示物81及82相对于任何图像传感器均不相互遮蔽。

处理单元12判定这些图像窗口所包含指示物影像的数目(步骤S₂₂)。当该处理单元12判定这些图像窗口中其中两个图像窗口中的指示物影像的数目小于另一图像窗口时，则根据这些图像窗口形成一二维空间S；例如，此处该第一传感器11及第二传感器11′所获取的图像窗口仅包含一个指示物影像而该第三传感器11″所获取的图像窗口包含两个指示物影像(步骤S₂₃)。该处理单元12此时将该指示物81及82分别映射为该二维空间S的指示物影像81′及82′；此外，该第一传感器11、第二传感器11′以及第三传感器11″分别映射于二维空间S中的(0，0)、(X，0)及(X，Y)位置。同样地，这些图像传感器映射于该二维空间S的位置是根据这些图像传感器设置于该触摸面10的位置而决定的。

接着，连接获取较少指示物影像的两个传感器(该第一传感器11及第二传感器11′)在该二维空间S的映射位置(0，0)及(X，0)与其所获取的图像窗口的指示物影像两最外侧边缘在该二维空间S的映射位置以形成四条边界线L₁～L₄(步骤S₂₄)。计算该第一边界线L₁至第四边界线L₄所形成的四边形ADBC的四条第二角平分线V₁～V₄(步骤S₂₅)。连接获取较多指示物影像的传感器(第一传感器11)在该二维空间S的映射位置(X，Y)与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点(例如中心或重心)的映射位置C₈₁及C₈₂以形成两条第二定位线PL₁及PL₂(步骤S₂₆)。以第二定位线PL₁及PL₂与第二等角平分线V₁～V₄的四个交点P₁～P₄作为第二可能位置(步骤S₂₇)。

本实施方式中，该处理单元12可根据此时所求得的第二可能位置P₁～P₄与后述其他实施方式所求得的其他可能位置相比较以获得一组当前正确位置；或者，将第二可能位置P₁～P₄与该第一传感器11至第三传感器11″在前一取样时间t-1的一组先前正确位置相比较(如第1实施例所示)以求得一组当前正确位置(步骤S₂₈)，例如比较该组先前正确位置与第二可能位置P₁～P₄的距离、位移方向及/或位移速度较相近者以作为一组当前可能位置，例如此时为P₁及P₂。

请参照图4c所示，其示出了本发明第二实施例的触摸系统1′的定位方法的第二实施方式的示意图，此实施方式同样用以处理该触摸系统1′的两个图像传感器所获取的图像窗口中指示物影像的数目小于另一图像传感器所获取的图像窗口中指示物影像的数目。本实施方式可用以求得两组可能位置或求得一组当前正确位置。

图4d示出了本实施方式的定位方法的流程图，包含下列步骤：由三个传感器分别获取图像窗口(步骤S₃₁)；判定这些图像窗口中指示物影像的数目(步骤S₃₂)；当这些图像窗口中其中两个图像窗口中的指示物影像的数目小于另一图像窗口时，根据这些图像窗口形成一二维空间(步骤S₃₃)；连接获取较多指示物影像的传感器与其所获取的图像窗口的指示物影像两外侧边缘在该二维空间的映射位置以形成两条边界线，连接获取较少指示物影像的两传感器中的其中一个传感器与其所获取的图像窗口的指示物影像两外侧边缘在该二维空间的映射位置以形成另两条边界线(步骤S₃₄)；计算这些边界线所形成的四边形的四条角平分线(步骤S₃₅)；连接获取较多指示物影像的传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点在该二维空间的映射位置以形成两条定位线(步骤S₃₆)；以这些定位线及角平分线的交点作为可能位置(步骤S₃₇)；将这些可能位置与一组先前正确位置相比较以得到一组当前正确位置(步骤S₃₈)，其中该组先前正确位置是根据该第一传感器至第三传感器在前一取样时间所决定的。

请同时参照图4c及4d所示，传感器11、11′及11″分别在取样时间t获取图像窗口，此时这些图像窗口中的其中两个图像窗口仅包含一个指示物影像(步骤S₃₁)；同时假设传感器11、11′及11″分别在取样时间t-1获取的的图像窗口均包含两个指示物影像。

处理单元12判定这些图像窗口所包含指示物影像的数目(步骤S₃₂)。当该处理单元12判定这些图像窗口中的其中两个图像窗口中的指示物影像数目小于另一图像窗口时，根据这些图像窗口形成一二维空间S(步骤S₃₃)，其中该等指示物81及82分别映射为该二维空间S的指示物影像81′及82′。

接着，由获取较多指示物影像的传感器(第三传感器11″)与获取较少指示物影像的两个传感器中的其中一个传感器(第一传感器11或第二传感器11′)按照第1实施例的方法求得可能位置(步骤S₃₄～步骤S₃₇)或一组当前正确位置(步骤S₃₈)，其详细实施方式已说明于第一实施例中，故在此不再赘述。

本实施方式中，处理单元12可根据当前图像窗口所求得的可能位置与第一实施例的第一可能位置或第二实施例的第一实施方式的第二可能位置相比较以获得一组当前正确位置，例如比较这些可能位置间的最短距离；或者，将本实施方式所获得的可能位置与该第一传感器11至第三传感器11″在前一取样时间t-1的一组先前正确位置相比较(如第1实施例所示)，以求得一组当前正确位置。

请参照图5a至5d所示，其示出了本发明第二实施例的触摸系统1′的定位方法的第三实施方式的示意图，其示出了该处理单元12根据所有图像传感器所获取的图像窗口所形成的一二维空间S并假设其四个角落分别为(0，0)、(X，0)、(0，Y)、(X，Y)。此实施方式用以处理该触摸系统1′的两个图像传感器所获取的图像窗口中指示物影像的数目大于另一图像传感器所获取的图像窗口中指示物影像的数目，例如此时该第一传感器11及第三传感器11″所获取的图像窗口包含两个指示物影像而第二传感器11′所获取的图像窗口仅包含一个指示物影像。本实施方式亦可用以求得两组可能位置或一组当前正确位置。

图5e示出了本实施方式的定位方法的流程图，包含下列步骤：由三个传感器分别获取图像窗口(步骤S₄₁)；判定这些图像窗口中指示物影像的数目(步骤S₄₂)；当这些图像窗口中其中两个图像窗口中的指示物影像的数目大于另一图像窗口时，根据这些图像窗口形成一二维空间(步骤S₄₃)；连接获取较多指示物影像的两个传感器中其中一个传感器与其所获取的图像窗口的指示物影像两外侧边缘在该二维空间的映射位置以形成两条边界线，连接获取较少指示物影像的传感器与其所获取的图像窗口的指示物影像两外侧边缘在该二维空间的映射位置以形成另两条边界线(步骤S₄₄)；计算这些边界线所形成的四边形的四条第三角平分线(步骤S₄₅)；连接获取较多指示物影像的传感器中其中一个传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点在该二维空间的映射位置以形成两条第三定位线(步骤S₄₆)；以这些第三定位线及第三角平分线的交点作为第三可能位置(步骤S₄₇)；将这些第三可能位置与一组先前正确位置相比较以得到一组当前正确位置(步骤S₄₈)，其中该组先前正确位置是根据该第一传感器至第三传感器在前一取样时间所决定的。

请同时参照图5a至5e所示，传感器11、11′及11″分别在取样时间t获取图像窗口，此时这些图像窗口中的其中两个图像窗口仅包含一个指示物影像(步骤S₄₁)；同时，假设传感器11、11′及11″分别在取样时间t-1获取的图像窗口均包含两个指示物影像。

处理单元12判定这些图像窗口所包含指示物影像的数目(步骤S₄₂)。当该处理单元12判定这些图像窗口中其中两个图像窗口中的指示物影像数目大于另一图像窗口时，根据这些图像窗口形成一二维空间S(步骤S₄₃)。该处理单元12此时将该指示物81及82分别映射为该二维空间S的指示物影像81′及82′；此外，该第一传感器11、第二传感器11′及第三传感器11″分别映射于该二维空间的(0，0)、(X，0)及(X，Y)位置。

接着，连接获取较多指示物影像的两个传感器中的其中一个传感器(例如图5a及5b选择第一传感器11而图5c及5d选择第三传感器11″)在该二维空间S的映射位置(0，0)或(X，Y)及其所获取的图像窗口的指示物影像两最外侧边缘在该二维空间S的映射位置以形成两条边界线L₁及L₂，连接获取较少指示物影像的传感器(第二传感器11′)在该二维空间S的映射位置(X，0)及其所获取的图像窗口的指示物影像两最外侧边缘在该二维空间S的映射位置以形成另两条边界线L₃及L₄(步骤S₄₄)。计算这些边界线L₁～L₄所形成的四边形ADBC的四条第三角平分线V₁～V₄(步骤S₄₅)。连接获取较多指示物影像的传感器中的其中一个传感器(例如图5a及5d选择第三传感器11″而图5b及5c选择第一传感器11)在该二维空间S的映射位置(0，0)或(X，Y)与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点(例如中心或重心)的映射位置C₈₁及C₈₂以形成两条第三定位线PL₁及PL₂(步骤S₄₆)。以这些第三定位线PL₁及PL₂与这些第三角平分线V₁～V₄的四个交点P₁～P₄作为第三可能位置(步骤S₄₇)。

本实施方式中，该处理单元12可根据此时所求得的第三可能位置P₁～P₄与第一实施例的第一可能位置、第二实施例的第一实施方式的第二可能位置或第二实施方式的可能位置相比较以获得一组当前正确位置；或者，将这些第三可能位置与该第一传感器11至第三传感器11″在前一取样时间t-1的一组先前正确位置相比较(如第1实施例所示)以求得一组当前正确位置(步骤S₄₈)。可以了解的是，本实施方式亦可根据两个获取不同指示物影像数目的图像传感器(例如第一传感器11及第二传感器11′或第二传感器11′及第三传感器11″)计算两组可能位置，其实施方式已描述于第1实施例，故在此不再赘述。

请参照图6a所示，其示出了本发明第二实施例的触摸系统1′的定位方法的第四实施方式的示意图，其示出了该处理单元12根据所有图像传感器获取的图像窗口所形成一二维空间S并假设其四个角落分别为(0，0)、(X，0)、(0，Y)、(X，Y)。此实施方式用以处理该触摸系统1′的两个图像传感器所获取的图像窗口中指示物影像的数目大于另一图像传感器所获取的图像窗口中指示物影像的数目，例如此时该第一传感器11及第二传感器11′所获取的图像窗口包含两个指示物影像而该第三传感器11″所获取的图像窗口仅包含一个指示物影像。本实施方式可用以求得两组可能位置或求得一组当前正确位置。

图6b示出了本实施方式的定位方法的流程图，包含下列步骤：由三个传感器分别获取图像窗口(步骤S₅₁)；判定这些图像窗口中指示物影像的数目(步骤S₅₂)；当这些图像窗口中其中两个图像窗口中的指示物影像的数目大于另一图像窗口时，根据这些图像窗口形成一二维空间(步骤S₅₃)；连接获取较多指示物影像的两个传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点在该二维空间的映射位置以形成一四边形(步骤S₅₄)；以该四边形的四个角作为第四可能位置(步骤S₅₅)；将这些第四可能位置与一组先前正确位置相比较以得到一组当前正确位置(步骤S₅₆)，其中该组先前正确位置是根据该第一传感器至第三传感器在前一取样时间所决定的。

请同时参照图6a及6b所示，传感器11、11′及11″分别在取样时间t获取图像窗口，此时这些图像窗口中的其中一个图像窗口仅包含一个指示物影像(步骤S₅₁)；同时，假设传感器11、11′及11″在取样时间t-1获取的图像窗口均包含两个指示物影像。

处理单元12判定这些图像窗口所包含指示物影像的数目(步骤S₅₂)。当该处理单元12判定这些图像窗口中其中两个图像窗口中的指示物影像数目大于另一图像窗口时，根据这些图像窗口形成一二维空间S(步骤S₅₃)，其中该指示物81及82分别映射为该二维空间S的指示物影像81′及82′；该第一传感器11、第二传感器11′及第三传感器11″则分别映射于该二维空间的(0，0)、(X，0)及(X，Y)的位置。

接着，连接获取较多指示物影像的两个传感器(第一传感器11及第二传感器11′)在该二维空间S的映射位置(0，0)及(X，0)与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点(例如重心或中心)在该二维空间S的映射位置以形成一四边形ADBC(步骤S₅₄)。以该四边形ADBC的四个角作为第四可能位置(步骤S₅₅)。

本实施方式中，该处理单元12可根据此时所求得的第四可能位置P₁～P₄与第一实施例或第二实施例的各实施方式中所求得的可能位置相比较以获得一组当前正确位置；或者，将本实施方式所获得的第四可能位置与该第一传感器11至第三传感器11″在前一取样时间t-1的一组先前正确位置相比较(如第1实施例所示)以求得一组当前正确位置(步骤S₅₆)。可以了解的是，本实施方式亦可根据两个获取不同指示物影像数目的图像传感器(例如第二传感器11′及第三传感器11″)计算两组可能位置，其实施方式已说明于第1实施例，故在此不再赘述。

综而言之，本发明的触摸系统的定位方法是从当前图像窗口中获得两组可能位置并与先前图像窗口的一组先前正确位置相比较以获得一组当前正确位置；或者，在当前图像窗口中利用不同实施方式分别获得两组可能位置相比较以获得一组当前正确位置。本发明中，所述先前图像窗口为当前图像窗口之前的一有效图像窗口，例如当当前图像窗口的相邻前一图像窗口因影像品质不佳而定义为无效图像窗口时，所述先前图像窗口可为当前图像窗口前第二个图像窗口或第n个图像窗口。

此外，虽然上述各实施例使用两个指示物进行说明，但本发明的定位方法亦可适用于两个以上指示物的定位，并不仅限于两个指示物。

此外，在比较可能位置时，并不限定必须同时比较一组可能位置，亦可利用单一可能位置依序比较以求得当前正确位置，例如利用任一种实施方式所获得的四个位置(P₁，P₂，P₃，P₄)与另一实施方式所获得的四个位置(P₁′，P₂′，P₃′，P₄′)分别比较；或者，利用任一种实施方式所获得的四个位置(P₁，P₂，P₃，P₄)与前一图像窗口的一组先前正确位置依序比较位置、移动速度和/或移动方向，以获得两个或一组当前正确位置。

如前所述，由于已知触摸系统具有无法正确定位多个指示物的问题，因此本发明还提出一种触摸系统(图2a及3)及其定位方法(图2d、4b、4d、5e及6b)，其能够正确追踪及定位多个指示物相对于一触摸系统的二维座标。

虽然本发明已以前述实施例揭示，然而其并非用以限定本发明，任何本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可作各种更动与修改。因此本发明的保护范围应当以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims (15)

1.一种触摸系统的定位方法，该触摸系统包含第一传感器及第二传感器，用以获取横跨触摸面及操作于该触摸面的两个指示物的图像窗口，该定位方法包含下列步骤：

由所述第一传感器获取第一图像窗口；

由所述第二传感器获取第二图像窗口；

判定所述第一图像窗口及第二图像窗口中指示物影像的数目；

当所述第一图像窗口及第二图像窗口中指示物影像的数目不同时，根据所述第一图像窗口及第二图像窗口产生一二维空间；

连接所述第一传感器与所述第一图像窗口中指示物影像两外侧边缘在所述二维空间的映射位置并连接所述第二传感器与所述第二图像窗口中指示物影像两外侧边缘在所述二维空间的映射位置以形成一四边形；

计算该四边形的四条第一角平分线；以及

连接获取较多指示物影像的传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点在所述二维空间的映射位置，以与所述第一角平分线相交产生第一可能位置。

2.根据权利要求1所述的定位方法，该方法还包含下列步骤：以所述四边形两对角的第一角平分线所对应的两个第一可能位置作为一组第一可能位置。

3.根据权利要求1所述的定位方法，其中所述第一传感器获取所述第一图像窗口以及所述第二传感器获取所述第二图像窗口之前一个影像获取时间决定有所述指示物相对于所述触摸面的一组先前正确位置，该定位方法还包含下列步骤：将所述第一可能位置与所述一组先前正确位置相比较以获得一组当前正确位置。

4.根据权利要求3所述的定位方法，其中所述比较为比较所述第一可能位置与所述一组先前正确位置的距离、移动方向及移动速度。

5.根据权利要求1所述的定位方法，其中该触摸系统还包含第三传感器，用以获取横跨所述触摸面及所述指示物的图像窗口，该定位方法还包含下列步骤：

由所述第三传感器获取第三图像窗口；

判定所述第一图像窗口至第三图像窗口中指示物影像的数目；

当所述第一图像窗口、第二图像窗口及第三图像窗口中其中两个图像窗口中的指示物影像的数目小于另一图像窗口时，将所述第三图像窗口映射至所述二维空间；

连接获取较少指示物影像的两个传感器与其所获取的图像窗口的指示物影像两外侧边缘在所述二维空间的映射位置以形成一四边形；

计算该四边形的四条第二角平分线；

连接获取较多指示物影像的传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点在所述二维空间的映射位置以与所述第二角平分线相交产生第二可能位置；及

比较所述第一可能位置及第二可能位置以获得一组当前正确位置。

6.根据权利要求1所述的定位方法，其中该触摸系统还包含第三传感器用以获取横跨所述触摸面及所述指示物的图像窗口，该定位方法还包含下列步骤：

由所述第三传感器获取第三图像窗口；

判定所述第一图像窗口至第三图像窗口中指示物影像的数目；

当所述第一图像窗口、第二图像窗口及第三图像窗口中其中两个图像窗口中的指示物影像的数目大于另一图像窗口时，将所述第三图像窗口映射至所述二维空间；

连接获取较多指示物影像的两个传感器中的其中一个传感器与其所获取的图像窗口的指示物影像两外侧边缘在所述二维空间的映射位置并连接获取较少指示物影像的传感器与其所获取的图像窗口的指示物影像两外侧边缘在所述二维空间的映射位置以形成一四边形；

计算该四边形的四条第三角平分线；

连接获取较多指示物影像的两个传感器中的其中一个传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点在所述二维空间的映射位置以与所述第三角平分线相交产生第三可能位置；及

比较所述第一可能位置及第三可能位置以获得一组当前正确位置。

7.根据权利要求1所述的定位方法，其中该触摸系统还包含第三传感器，用以获取横跨所述触摸面及所述指示物的图像窗口，该定位方法还包含下列步骤：

由所述第三传感器获取第三图像窗口；

判定所述第一图像窗口至第三图像窗口中指示物影像的数目；

当所述第一图像窗口、第二图像窗口及第三图像窗口中其中两个图像窗口中的指示物影像的数目大于另一图像窗口时，将所述第三图像窗口映射至所述二维空间；

连接获取较多指示物影像的两个传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点在所述二维空间的映射位置以形成一四边形；

以该四边形的四个角为第四可能位置；及

比较所述第一可能位置及第四可能位置以获得一组当前正确位置。

8.根据权利要求1、5、6或7所述的定位方法，其中所述预设点为指示物影像的中心或重心。

9.一种触摸系统的定位方法，该触摸系统包含第一传感器、第二传感器及第三传感器，用以获取横跨触摸面及操作于该触摸面的两个指示物的图像窗口，该定位方法包含下列步骤：

由三个传感器分别获取图像窗口；

判定所述图像窗口中指示物影像的数目；

根据所述图像窗口形成一二维空间；

当所述图像窗口中其中两个图像窗口中的指示物影像的数目小于另一图像窗口时，执行下列步骤：

连接获取较少指示物影像的两个传感器与其所获取的图像窗口的指示物影像两外侧边缘在所述二维空间的映射位置以形成一四边形；

计算该四边形的四条第二角平分线；以及

连接获取较多指示物影像的传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点在所述二维空间的映射位置以与所述第二角平分线相交产生第二可能位置；

当所述图像窗口中的其中两个图像窗口中的指示物影像的数目大于另一图像窗口时，执行下列步骤：

连接获取较多指示物影像的两个传感器中的其中一个传感器与其所获取的图像窗口的指示物影像两外侧边缘在所述二维空间的映射位置并连接获取较少指示物影像的传感器与其所获取的图像窗口的指示物影像两外侧边缘在所述二维空间的映射位置以形成一四边形；

计算该四边形的四条第三角平分线；以及

连接获取较多指示物影像的两个传感器中的其中一个传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点在所述二维空间的映射位置以与所述第三角平分线相交产生第三可能位置。

10.根据权利要求9所述的定位方法，其中所述传感器在获取所述图像窗口之前一个影像获取时间决定有所述指示物相对于所述触摸面的一组先前正确位置，该定位方法还包含下列步骤：

当所述图像窗口中其中两个图像窗口中的指示物影像的数目小于另一图像窗口时，比较所述第二可能位置与所述一组先前正确位置以求得一组当前正确位置；以及

当所述图像窗口中其中两个图像窗口中的指示物影像的数目大于另一图像窗口时，比较所述第三可能位置与所述一组先前正确位置以求得一组当前正确位置。

11.根据权利要求9所述的定位方法，该方法还包含下列步骤：

选择两个获取不同指示物影像数目的传感器；

分别连接该两个传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像两外侧边缘在所述二维空间的映射位置以形成一四边形；

计算该四边形的四条第一角平分线；

连接该两个传感器中获取较多指示物影像的传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点在所述二维空间的映射位置以与所述第一角平分线相交产生第一可能位置。

12.根据权利要求11所述的定位方法，该方法还包含下列步骤：

当所述图像窗口中其中两个图像窗口中的指示物影像的数目小于另一图像窗口时，比较所述第二可能位置与所述第一可能位置以求得一组当前正确位置；及

当所述图像窗口中其中两个图像窗口中的指示物影像的数目大于另一图像窗口时，比较所述第三可能位置与所述第一可能位置以求得一组当前正确位置。

13.根据权利要求9所述的定位方法，其中当所述图像窗口中其中两个图像窗口中的指示物影像的数目大于另一图像窗口时，该定位方法还包含下列步骤：

连接获取较多指示物影像的两个传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点在所述二维空间的映射位置以形成一四边形；

以该四边形的四个角为第四可能位置；以及

比较所述第三可能位置及所述第四可能位置以求得一组当前正确位置。

14.根据权利要求9、11或13所述的定位方法，其中所述预设点为指示物影像的中心或重心。

15.一种触摸系统，包含：

触摸面，供至少一个指示物操作于其上以相对操控该触摸系统；

至少两个传感器，用以获取横跨所述触摸面及操作于所述触摸面的指示物的图像窗口；以及

处理单元，根据所述传感器所获取的图像窗口产生一二维空间，通过连接所述传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像两外侧边缘在所述二维空间的映射位置以获得一四边形及该四边形的角平分线，并通过连接获取相对较多指示物影像的传感器与其所获取的图像窗口中指示物影像的预设点在所述二维空间的映射位置以与所述角平分线相交产生可能位置。

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