TW201435685A - 多點觸控系統 - Google Patents

Abstract

一種多點觸控系統，包括一紅外線光柵裝置與一處理單元。紅外線光柵裝置由多個成對之紅外線接收發射單元組成；處理單元內建記憶體，用以執行實體層多點偵測機制。實體層多點偵測機制包括十字定位程序、斜角掃描程序與判定程序。十字定位程序以相互正交之縱軸與橫軸掃描方式，根據多個遮蔽物，產生多個遮斷方塊。斜角掃描程序以斜角掃描方式，用縱軸前傾掃描線、縱軸後仰掃描線、橫軸斜上掃描線與橫軸斜下掃描線切割上述多個遮斷方塊。最後，判定程序根據斜角掃描程序切割遮斷方塊之結果，判定所述多個遮斷方塊分屬真實遮蔽物或虛擬遮蔽物。

Description

多點觸控系統

本發明是有關於一種觸控技術，特別是關於一種紅外線觸控技術。

觸控螢幕按感測器工作原理，大致上可分為電容式、電阻式、紅外線式、聲波式與光學影像處理式。紅外線式觸控螢幕是利用收發紅外線的成對二極體，形成可被遮斷的光柵，以遮斷信號蘭定位操作點。

請參考第1圖，第1圖是習知之紅外線觸控屏的結構示意圖；第1圖中，習知之紅外線觸控屏0100不外乎由在縱軸方向成對之紅外線發射模組0110和紅外線接收模組0120，與在橫軸方向成對之紅外線發射模組0130與紅外線接收模組0140所組成。其工作原理即在於當觸控點0101出現時，會遮斷紅外線，形成縱軸遮斷信號與橫軸遮斷信號。顯而易見地，當有兩個以上操作點0101出現在紅外線觸控屏0100時，單純的遮斷信號只能定義出四個觸控點，而無法用以確認操作點0101具體出現在一條直線光路徑上的哪個位置，故而會形成誤判點0102，俗稱鬼點。

故，本發明之發明人有鑑於上述缺失，乃蒐集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此一多點觸控系統。

依據本發明一實施方式，提出一種多點觸控系統，包括一紅外線光柵裝置與一處理單元。紅外線光柵裝置係由多個成對之紅外線接收發射單元所組成；處理單元則內建一記憶體，用以執行一實體層多點偵測機制。實體層多點偵測機制包括一十字定位程序、一斜角掃描程序與一判定程序。十字定位程序係於紅外線光柵裝置以相互正交之縱軸與橫軸掃描方式，根據多個遮蔽物，產生多個遮斷方塊。斜角掃描程序係於紅外線光柵裝置以斜角掃描方式，用縱軸前傾掃描線、縱軸後仰掃描線、橫軸斜上掃描線與橫軸斜下掃描線切割上述多個遮斷方塊。最後，判定程序係根據斜角掃描程序切割遮斷方塊之結果，判定所述多個遮斷方塊分屬真實遮蔽物或虛擬遮蔽物。

值得注意的是，在本發明其他實施方式中，斜角掃描程序可以切割遮斷方塊以產生多個待鑑定幾何圖形。而且，判定程序可以計算這些待鑑定幾何圖形之特徵數據，以判定遮斷方塊分屬真實遮蔽物或虛擬遮蔽物。舉例來說，可以用待鑑定幾何圖形之面積大小或邊長數值作為判定依據。

另一方面，十字定位程序亦可於紅外線光柵裝置以前後兩次相鄰掃描程序取得之遮蔽物位置為兩個對角，產生多個大面積矩形圖案作為遮斷方塊，供斜角掃描程序切割，藉以因應遮蔽物快速移動時，斜角掃描程序的四條掃描線可能來不及切割十字定位程序中，以當次掃描程序取得之遮斷方塊。此外，十字定位程序還可以於紅外線光柵裝置，用前兩次相鄰掃描程序取得之遮蔽物 位置移動向量，來預測遮蔽物位置落點區段，以作為當次掃描程序之依據。

從另一個角度觀之，在本發明其他實施方式中，多點觸控系統還可以包括一顯示層機制。顯示層機制係根據上述判定程序之判定結果，以真實遮蔽物之存續時間為依據，產生多個觸控點。另一方面，顯示層機制也可以回傳控制信號給實體層多點偵測機制，以充作待鑑定的多個遮蔽物。

值得注意的是，顯示層機制在設計上，也可以監控實體層多點偵測機制中的斜角掃描程序，以任一掃描線上至少存在一觸控點的技術觀念為依據，來判定真實點或虛擬點，進而產生所述觸控點。此一技術於斜角掃描程序所述四條掃描線，因作用在紅外線光柵裝置之邊緣區域而無法提供有效數據時，可以發揮極大的作用。

最後，顯示層機制亦可於一實施方式中，配置多個觸控點編號以對應上述多個觸控點，且於相鄰數次掃描程序中，在時間軸上，對前後位置較近之觸控點，配以同一觸控點編號。藉此，配得到舊有編號的觸控點便不需要再控制實體層多點偵測機制加以確認，而經實體層多點偵測機制確認之新觸控點，顯示層機制再產生新的觸控點編號以配置之。

綜上所述，前述諸實施方式之多點觸控系統以十字定位程序產生方框，再用斜角掃描程序加以切割的方式，令兩相鄰觸控點在逼近硬體設備解析度極限的情況下，仍可被辨識出來，而不需要 預先知道產生觸控點之操作物的接觸面積大小。此外，斜角掃描程序可以克服習知之鬼點的問題；且在紅外線光柵裝置之邊緣區域，斜角掃描程序部分數據無效時，顯示層機制亦可補其缺。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及構造，茲繪圖就本發明各實施方式詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全了解。

請參閱第2圖，第2圖是本揭示內容諸實施方式之收發單元配置架構圖。具體而言，本揭示內容之多點觸控系統，可搭配應用於傳統L型架構之觸控屏，如第2圖(A)所示；另外，本揭示內容之多點觸控系統亦可搭配應用在如第2圖(B)所示之紅外線一發一收型式的環狀架構、紅外線一發多收型式的環狀架構如第2圖(C)、(D)所示。具體而言，在如第2圖(B)所示之紅外線一發一收型式的環狀架構中，其所搭配的驅動電路與韌體掃描方式為同時驅動成對的一個紅外線發射單元及其對面的一個紅外線接收單元，記錄其是否被遮斷。反之，若為如第2圖(C)、(D)所示之紅外線一發多收型式的環狀架構，則其搭配的驅動電路與韌體掃描方式則為同時驅動一個紅外線發射單元及其對面若干個紅外線接收單元。值得注意的是，基於紅外線光形隨距離擴散的物理特性，非於特定時間點預設為接收的紅外線接收單元，特別是位於此一特定時間點預設為接收的紅外線接收單元附近者，並不會被驅動。

請再參考第3圖，第3圖是第2圖所示之收發單元配置架構的驅動電路示意圖。如第3圖(A)所示，L型架構之觸控屏0310可以單純利用一個微控制器(MCU)0301來整合所有的信號；亦即所有的紅外線發射單元0311以定址的方式編碼，將信號串聯到微控制器0301及其電路；所有的紅外線接收單元0312亦比照辦理。惟，此舉造成紅外線收發單元電路上的信號線佈局過密與走線較長，需額外處理信號干擾的問題。另一方面，如第3圖(B)所示，無論是紅外線一發一收型式或一發多收型式的環型架構之觸控屏0320，皆可以將若干相鄰的紅外線收發單元整合為一模組電路板0321，各以可程式邏輯陣列(FPGA)0302處理，然後再整合在一個微控制器(MCU)0301。更進一步的說，以可程式邏輯陣列(FPGA)0302處理的模組電路板，可以對其所屬的若干紅外線收發單元進行個別定址；進而對微控制器(MCU)0301而言，達到多組收發單元分群定址的多工並行架構；只要留意光形的有效角度範圍，即可各自獨立設定發射及接收之時序，進而提升整體掃描效率。

請一併參考第4圖與第5圖，第4圖是本揭示內容諸實施方式之掃描方式架構圖，第5圖是本揭示內容一實施方式之掃描方式示意圖。從第4圖可知，多點觸控系統包括一紅外線光柵裝置0410與一處理單元0420。紅外線光柵裝置0410係由多個成對之紅外線接收發射單元所組成；處理單元0420則內建一記憶體0430，用以執行一實體層多點偵測機制0440。實體層多點偵測機 制0440包括一十字定位程序0441、一斜角掃描程序0442與一判定程序0443。十字定位程序0441係於紅外線光柵裝置0410以相互正交之縱軸與橫軸掃描方式，根據多個遮蔽物，產生多個遮斷方塊。斜角掃描程序0442係於紅外線光柵裝置0410以斜角掃描方式，用縱軸前傾掃描線0401、縱軸後仰掃描線0402、橫軸斜上掃描線0403與橫軸斜下掃描線0404切割上述多個遮斷方塊。最後，判定程序0443係根據斜角掃描程序0442切割遮斷方塊之結果，判定所述多個遮斷方塊分屬真實遮蔽物或虛擬遮蔽物。值得注意的是，前述成對的一組紅外線收發對並非僅指方向與直角坐標系正交的x軸與y軸兩種掃描方式，而更包含如第4圖所示之x軸前傾掃描0401、x軸後仰掃描0402、y軸斜上掃描0403，與y軸斜下掃描0404合共六種掃描方式。以L型架構之觸控屏為例，從第5圖(A)可知，本實施方式之掃描方式首先以x軸與y軸兩種掃描方式，因被觸控點遮斷而呈十字狀的定義出一方框區塊；當然，若非L型架構則所定義之區塊亦非方框。接下來，如第5圖(B)可知，本實施方式之掃描方式係利用前述四種斜角掃描方式，切割方框區塊使之重新被定義成更小的區塊；此時，只要從六條掃描線定義後的區塊之幾何特徵，就可以判定此一觸控點為真實的操作點，還是虛假的誤判點。

雖然理論上，以斜角掃描方式切過觸控點即可用以確認其為操作點還是誤判點。但是，基於紅外線收發單元本身的顆粒是有厚度的，當兩個以上觸控點互相靠近時，解析度由紅外線收發單 元顆粒大小所決定之有效判斷範圍會重疊(Occultation)，進而形成無法明確切割遮斷信號為兩個操作點的誤判。舉例而言，以手指尖直徑8mm，紅外線收發單元用雙列直插封裝元件(DIP)直徑5mm為例，截至西元2012年市售標榜多點觸控之紅外線觸控螢幕，雖因技術保密而查無其工作原理，但兩手指距離只要接近30mm即出現搶點的現象，亦即無法穩定辨識兩手指為兩個獨立的操作點。反之，前述本實施方式之掃描方式則可逼近紅外線收發單元解析度的物理極限。

更進一步的說明之，前述從六條掃描線定義後的區塊之幾何特徵來判斷觸控點，包括了下列諸般方案，可擇一實施之。以第5(B)圖來說明，吾人可預設一定值，此定值代表整體系統所承認之操作點的大小，則當切割後的區塊之任一邊長、x軸長度或y軸長度大於此一定值，則所述區塊即代表操作點；反之，若小於此一定值，則可能非操作點而是誤判點，或其他遠小於預設操作點大小之飛蟲或紙屑。除了用長度作為判斷依據，還可以用整體面積或至少切區塊兩邊的內切圓大小等方式來判斷之。另外一種便於計算的方式，是每當x軸前傾掃描0401、x軸後仰掃描0402、y軸斜上掃描0403，與y軸斜下掃描0404任一者切過原正交的x軸與y軸兩種掃描所十字定位之方框時，便調整受切處的x軸長度值與y軸長度值，待長度小於預設即判定為鬼點而剃除之。從此一觀點延伸之，本實施方式之六軸切割掃描方式可以僅預設操作點的最小值，即能從所切割的區塊中，知悉操作點的位置與大 小。

請回頭參看第4圖，在本實施方式的六軸切割掃描方式中，邊緣處勢必會有無法被六軸掃過的區域，稱為無效區。舉例來說，無效區A僅能被正交的x軸與y軸掃描、x軸前傾掃描0401與y軸斜上掃描0403經過。因此，在運算架構設計上，無效區A的判斷機制是遷就於用較少的掃描線去確認操作點位置的現實。具體作法為在非無效區處，設定遮罩(1,1,1,1,1,1)分別代表一個觸控點應受掃描的前述六條信號，即(x軸掃描，x軸前傾掃描0401,x軸後仰掃描0402,y軸掃描，y軸斜上掃描0403,y軸斜下掃描0404)。若不滿足遮罩設定即表示經某一斜角掃描後，前述區塊消失，直接判定為鬼點。但在無效區A，則需另設專屬遮罩(1,1,-,1,1,-)，則在鎖定符號”-“的位子上，即使沒收到掃描信號都當作是有信號來處理。

接下來，請看第6圖，第6圖是本揭示內容一實施方式之紅外線一發多收型式的環狀架構。如前所述，環狀架構在整體電路運算上效能較高，當然所用硬體成本也較高。而其六軸切割掃描方式與前述原理並無相異，僅是在於x軸與y軸掃描後所定義者非方框，而是不規則四邊形。更進一步的說，在紅外線一發多收型式的環狀架構中，驅動電路與韌體掃描方式為一次接收多組被遮斷信號，但仍可以形成前述區塊。其優勢在於相較於L型或環狀的一發一收逐一掃描架構，其可減少完成一次完整掃描周期所需的時脈。更具體地說，在一發一收掃描架構中，要實現六軸切 割掃描需要六個周期，但在一發多收掃描架構中，其不僅在x軸與y軸掃描所需的時脈較少，且可同步取得其他四種斜掃資訊，此處可參看前述第3圖及其說明。

接下來，仍以一發一收掃描架構說明其他配合六軸切割掃描所衍生之技術，其皆可直接轉用於一發多收掃描架構中。請參考第7圖，第7圖是本揭示內容一實施方式之區域掃描架構示意圖。在硬體規劃上，處理單元內建的記憶體可配置六條陣列(array)0702，依序對應六種掃描方式；具體而言，六條陣列0702可以想像成如第7圖所示般，一邊三條對應排列在x軸與y軸，但實際上只是編程在處理單元內建的記憶體內。因編程時已設定四種斜角掃描的斜率固定，故各陣列可用以儲存觸控點0701在各掃描方式中所產生的遮斷信號。藉此，在區域掃描模式時，便針對有值的區段執行掃描即可，茲以第8圖容後說明。值得注意的是，若編程時設定斜角掃描的斜率可動態調整，則其亦可用以剃除鬼點；但是，上述整條陣列記憶體，便須配合動態調整的斜率，不斷自我重置(reset)或利用兩組記憶體做差異性比較後，另外儲存差值，來實現所述剃除鬼點的功能。本實施方式先以固定斜率的方式，探討記憶體配置功能與區域掃描間的關係。

請一併參考第8圖，第8圖是第7圖之掃描時序示意圖。第8圖中，當觸控屏處於待機模式時，即不確定是否有至少一個操作點落在螢幕上以執行操作，此時可以選擇x軸或y軸中，短軸者執行確認是否有觸控點0701出現在屏幕上的待機掃瞄0704，此處 以y軸為例。申言之，待機的時候只掃短邊，因其顆粒數較少，故可使待機到啟動的響應速度快；另外也可以利用短邊上相關的運算電路做額外設計，例如支援複敲擊(double click)等預設功能。在實務上，即使短邊上的電路模組，因為承載較大的工作量而易損壞，所需更換的模組也可以比較少。當然，沒有操作點的時候，待機掃瞄0704速度亦可放慢以增長零組件壽命。

當確認有至少一觸控點0701出現時，如第7圖所示，其位置會被依六種掃描方式相應的紀錄在六條陣列0702上；但觸控點0701並非靜止不動的，故為了及時追蹤其位置，顯非其所座落區段位置者便應掠過或降低掃描次數，此即所謂區域掃描模式。以第7圖為例，x軸區域掃描0703共有六段，當確認觸控點0701位置落在一區段內後，即加強掃描此一區段便可。例如，請復參照第8圖，僅取x軸掃描方式做說明，其他五種掃描方式類推之；第一個完整的x軸掃描時序T1可細分為六個區域掃描0703時序依次為t1到t5。當確認觸控點0701位置落於區域掃描0703時序t4內的小區段t4'所相應範圍後，在第二次x軸掃描時序T2掃描時，即改為執行時序t1、t2、t3、t4'、t5的掃描。其中，執行時序t1、t2、t3、t5的掃描是為了即時偵測出新加入的其他觸控點，而僅執行區域掃描0703時序t4內的小區段t4'掃描，則是為了提升對所述觸控點0701的追蹤速度。第8圖僅為示意圖，恐不能顯示其設計理念，故搭配以數據說明如下：以42吋觸控屏為例，x軸即佈有155顆寬度為5mm的紅外線發光二極體，切割為對應時序 t1、t2、t3、t4、t5的五個掃描區段，則每個區段即長約15.5公分；在t4相應區段的15.5公分內，為了能快速追蹤其內一顆觸控點0701的移動軌跡，且又兼顧其他四個掃描區段合共62公分內隨時可能出現的新觸控點，故將t4相應區段的15.5公分再行以前次掃描到的觸控點0701位置左右3公分，含其本身厚度合共約6.5公分距離，切成較小的新區域掃描0703時序，即為所述t4'。

在硬體規格方面，本實施方式之處理單元採微控制器(MCU)，取其內建記憶體，而非使用高單價高規格之中央處理器(CPU)再外加記憶體；蓋兩者之應用領域分屬不同技術等級之類別也。具體而言，微控制器(MCU)之選用，可以考量到以循序邏輯支援32點觸控的規格，建議值為時脈160MHz。另一方面，其放置程式碼的編程記憶體(program memory)因程式碼可以壓縮處理，故較不講究；但其用於運算的資料記憶體(data memory)則與所能支援之觸控點數相關，建議值為128Kbyte。此外，若採環狀架構，則可程式邏輯陣列(FPGA)以多硬體區塊做多重執行序，規格自異於前述，於本技術領域中具有通常知識者，得依本實施方式之教示如第3圖，選用恰當的規格來符合所需的觸控點數與響應速度。

請再參考第9圖，其係本揭示內容一實施方式之利用掃描機制進一步剃除鬼點的運算架構示意圖。在掃描機制中，承前所述，設x軸前傾掃描0401為參數X1及x軸後仰掃描0402為參數Xr，則六條陣列(array)0702如第9圖所示，其所記載之資訊即為相應 之掃描線參數與一個指標參數pointer；此指標參數pointer之設計與用途是基於一條被遮斷的掃描線上至少會有一個真實的點，而能藉以判斷實點，進而剃除鬼點。請一併參考第10圖，其係第9圖之指標參數pointer的運作示意圖；舉例來說，在P0時段內，先基於x軸掃描與y軸掃描，將所有點位找出；在P1時段內，x軸前傾掃描0401對應之記憶體，紀錄了斜率參數X1、遮斷位置(例如第26-28顆紅外線接收二極體)，及代表點位數量的指標參數pointer=1；然後，在P2時段內，x軸後仰掃描0402對應之記憶體，會同樣紀錄斜率參數Xr、遮斷位置，並因其與兩條x軸前傾掃描0401線交錯，而將指標參數pointer次數加一(pointer++)；依此類推，與y軸相應之陣列(array)0702亦作如是紀錄。此時，若指標參數pointer>=1，則表示一條被遮斷的掃描線上至少會有一個真實的點；反之，若有被遮斷之記憶體位置，所載指標參數pointer=1，則其必為鬼點。

另一方面，關於斜率參數Xr等之資料，若不及時記載於陣列(array)0702記憶體內，則亦可採用一組固定斜率的掃描線，並將之設定為一個配置記憶體空間(structure)，其內容包含：掃描的起點、終點及計數參數(counter)用以紀錄在一個掃描週期內，掃到遮斷點的次數，但其次數是整體掃描完以後再一次填入，而非如前所述指標參數pointer次數動態加一(pointer++)。換句話說，六條掃描線先互相切割交錯，切完後產生遮斷位置與數量，再將數量回填到配置記憶體空間(structure)，然後找出一條掃描線上點數不 足一點者，即為鬼點。

接下來，請參考第11圖，其係本揭示內容一實施方式之鬼點剃除機制示意圖。承第4圖所示，在無效區A內，即使經前述機制處理後，因掃描線不足，其掃描結果仍可能存在鬼點，因此本實施方式提出一種預測式的鬼點排除機制；當然，此機制亦可在有效區內執行。首先，如第11圖所示，以兩個觸控點為例，其最多會出現兩個鬼點；故以掃描點既有位置資訊，將四個點位切割使其分屬四個象限，則鬼點的產生必在對角象限，所以兩實點呈對角，則臨域的點位為鬼點。此外，在點數隨時間變化的狀況下，可先以距離為基準，將後來出現的點位，判定為與前一次掃描時間中出現且距離較近者為同一點；或直接以對角出現的點位為實點，單獨出現在臨域的點位為鬼點。依此，三個觸控點最多會出現六個鬼點，四個觸控點最多會出現十二個鬼點，皆可類推計算之。

請參考第12圖，其係本揭示內容一實施方式之點位慢速移動追蹤機制的運作示意圖。當多個觸控點位慢速移動時，逐一針對每個即時產生的鬼點做判斷是極度無效率的行為，故本實施方式針對前一掃描時段已確診之點位資訊，追加記錄其移動向量(Vector)，作為接續掃描時段之掃描執行依據。以第12圖為例，點位1201從t0時段位置移動到t1時段位置時，其向量資訊至少包含了水平移動量(delta x)與垂直移動量(delta y)，故其在t2時段進行掃描時，便可直接選定t1時段所在位置，加上水平移動量(delta x)後所座落的掃描區段1202，執行x軸掃描1210；同理，x軸前傾掃描1220與x軸後仰掃描1230皆可基於同一掃描區段1202啟動之。另一方面，垂直移動量(delta y)就可以用來制定y軸掃描1240、y軸斜上掃描1250與y軸斜下掃描1260的啟動位置區段。值得注意的是，移動向量(Vector)可以預先選定一個預設值，若實際水平移動量(delta x)與垂直移動量(delta y)小於預設值，表示點位1201移動速度緩慢，則本實施方式在t1時段掃描出三個點以後，在t2時段只需要針對這三個點的預判落點位置做完整掃描即可；亦即不再對x軸掃描1210與y軸掃描1240十字定位出來的九個點逐一做斜角掃描，藉此省略確認及剃除六個鬼點所需要的斜角掃描時間。

然而，承第5圖所示，當點位1201移動速度快的時候，六條掃描線無法共構一個點，亦即在掃瞄機制中，當點位快速移動時，可能導致前述六條掃描線無法完整交會，切割定義出一面積以代表真實觸控點之位置。因此，本揭示內容另以一實施方式提出點位快速移動追蹤機制。請參考第13圖，其係本實施方式之點位快速移動追蹤機制的運作示意圖。以點位1301、1302、1303為例，在快速移動時，會隨時產生諸如點位1304等兩倍於真實觸控點的鬼點。而且，快速移動的點位1301，可能在前述x軸掃描1210與y軸掃描1240十字定位出一個小方框後，又移出方框，造成後續斜角掃描，例如x軸前傾掃描1220、x軸後仰掃描1230、y軸斜上掃描1250與y軸斜下掃描1260皆無法切割方框。因此，本 實施方式取x軸掃描1210與y軸掃描1240十字定位後，與原點位相近之三個待鑑定點位，建立大方框，則後續斜角掃描，即x軸前傾掃描1220、x軸後仰掃描1230、y軸斜上掃描1250與y軸斜下掃描1260僅需與大方框相切，即認列距離最接近原點位者，為真。

接下來，請參考第14圖，其係本實施方式之實體層(包括韌體與硬體電路)與顯示層(包括應用軟體與影像控制)的分工互動運作圖。其中，實體層1410係前述紅外線遮斷式掃描架構索取得的直觀結果，故偵測到的點位1411含實點與虛點。而顯示層1420則係用以在螢幕上實際呈現確認的觸控點1421，以及針對確認的觸控點1421提供軟體應用，例如雙敲擊開啟資料夾，兩點距離遠近變化控制影像放大縮小等。具體說明之，實體層1410先如步驟1431所示，將實際掃描到的所有點位1411資訊提供給顯示層1420，值得注意的是，前述的六軸掃描與切割後門檻值判斷等技術方案皆已在實體層1410之韌體中完成，故大部分的鬼點皆已剔除，然縱令如此，因為點位移動是一個動態的過程，故仍須後續顯示層1420配合，指導實體層1410選定需要繼續執行前述諸般技術手段的區域，方能提升整體運算效能。因此，顯示層1420會如步驟1432所述，回傳需要進一步偵測的特定位置給實體層1410。然後，實體層1410再如步驟1433所示，針對特定位置追蹤掃描，後再一次提供點位信號給顯示層1420。

請參考第15圖，其係顯示層1420判斷出點位置機制示意圖。 第15圖中，首先探討在如第4圖所示A區中，即掃描線六軸維度信號不足時的判斷機制。首先，如第15圖(A)所示，當使用者以三指觸碰前述實體層1410時，實體層1410經前述各種判斷機制後，提供三個座標信號給顯示層1420，標記為圓框。其中兩個點位並未確定是否於顯示層1420出點的，但有一個點位已經被前述各種判斷機制判定為確認的觸控點(Sure)，則如圖(A)中以方框記號代表之，表示其為確認之真實點。因此，顯示層1420定義該點位為出點位置，以菱框表示顯示層1420確實將該點位呈現出來。接下來，承前述第14圖所示，顯示層1420回饋信號要求實體層1410確認尚未出點的兩個圓框位置。然而，因其位於A區而始終無法取得六軸掃描交越確認訊號，故遲遲無法配予其方框標記表示為確認真實點。縱令如此，如第15圖(B)所示，若該圓框記號所表示之點位持續存在一段時間，表示其應為真，故配以菱框記號表示仍將他出點呈現。值得注意的是，圖(A)到圖(B)並非靜止不動，而是對點位配以編號(ID)，但即時追蹤其座標位置。舉例來說，如圖(C)所示，實體層1410偵測到一個新產生的點位，故配以圓框記號，但實體層1410因A區掃描資料不足，始終無法確認該點位為真，故不能配以方框記號；接下來，如圖(C)所示，經實體層1410與顯示層1420協力判斷後，該點位並未持續出現一段時間，亦即其在特定時間門檻值內消失，故該點可能是其他點位移動過程中產生的鬼點，所以顯示層1420始終未將其出點呈現，即標示為菱框，而僅持續命令實體層1410觀察之。值得注意的是，因為顯示 層1420認該時段內之操作為三點，故三點移動中若出現一點以上圓框記號，亦僅配予新的編號且觀察之，而不逕行出點。反之，若三點移動中，有一點消失且遠處至少一點加入之情況發生，則因原配置之三個編號(ID)仍剩一個無法匹配，故將該編號配給距離其最近的圓框位置，並出點之。易言之，圓框、方框與菱框代表一個編號取得的權限，菱框代表出點，方框表示確認為真且必因此配有菱框，圓框則表示無法確認為真但與菱框為獨立事件。

最後，請參考第16圖，其係顯示層1420另一判斷出點位置機制示意圖。承前所述，一條被遮斷的掃描線上必存在至少一個真實點位，此觀念不僅可應用於實體層1410而得出第9圖及其相關敘述之判斷機制，其亦可應用於顯示層1420而如第16圖所示。如圖(A)所示，因兩個點位(圓框)位於A區內，故其始終無法確認為真實點(無方框)，但經前述判斷機制，仍使其出點(菱框)。此時，如圖(B)所示，若在實體層1410方面，其中一個點位以另外一個點位為圓心，快速地以圓弧路徑移動，進而切入圓心點位的一條掃描路徑內，則極可能出現如圖(C)所示的狀態，亦即不僅產生一個鬼點，且因為鬼點落在原來真實點的位置上，而誤判鬼點為真，故配以菱框而出點。此時，真實的點反而需要等一段時間後，才由前述機制配以一個新的點位編號。因此，本實施方式提出之機制為利用所述一條被遮斷的掃描線上必存在至少一個真實點位的觀念，如圖(D)所示，橫軸掃描線上只有一個點位，故優先將既有編號配置之。

0100‧‧‧紅外線觸控屏

0101、0701、1421‧‧‧觸控點

0102‧‧‧誤判點

0110、0130‧‧‧紅外線發射模組

0120、0140‧‧‧紅外線接收模組

0301‧‧‧微控制器

0302‧‧‧可程式邏輯陣列

0310‧‧‧L型架構之觸控屏

0311‧‧‧紅外線發射單元

0312‧‧‧紅外線接收單元

0320‧‧‧環型架構之觸控屏

0321‧‧‧模組電路板

0401、1220‧‧‧x軸前傾掃描

0402、1230‧‧‧x軸後仰掃描

0403、1250‧‧‧y軸斜上掃描

0404、1260‧‧‧y軸斜下掃描

0410‧‧‧紅外線光柵裝置

0420‧‧‧處理單元

0430‧‧‧記憶體

0440‧‧‧實體層多點偵測機制

0441‧‧‧十字定位程序

0442‧‧‧斜角掃描程序

0443‧‧‧判定程序

0702‧‧‧陣列

0703‧‧‧區域掃描

0704‧‧‧待機掃瞄

1201、1411‧‧‧點位

1202‧‧‧掃描區段

1210‧‧‧x軸掃描

1240‧‧‧y軸掃描

1301-1304‧‧‧點位

1410‧‧‧實體層

1420‧‧‧顯示層

1431-1433‧‧‧步驟

第1圖係為習知之紅外線觸控屏的結構示意圖。

第2圖是本揭示內容諸實施方式之收發單元配置架構圖。

第3圖是第2圖所示之收發單元配置架構的驅動電路示意圖。

第4圖是本揭示內容諸實施方式之掃描方式架構圖。

第5圖是本揭示內容一實施方式之掃描方式示意圖。

第6圖是本揭示內容一實施方式之紅外線一發多收型式的環狀架構。

第7圖是本揭示內容一實施方式之區域掃描架構示意圖。

第8圖是第7圖之掃描時序示意圖。

第9圖係本揭示內容一實施方式之利用掃描機制進一步剃除鬼點的運算架構示意圖。

第10圖係第9圖之指標參數pointer的運作示意圖。

第11圖係本揭示內容一實施方式之鬼點剃除機制示意圖。

第12圖係本揭示內容一實施方式之點位慢速移動追蹤機制的運作示意圖。

第13圖係本揭示內容一實施方式之點位快速移動追蹤機制的運作示意圖。

第14圖係本揭示內容一實施方式之實體層與顯示層的分工互動運作圖。

第15圖係顯示層1420判斷出點位置機制示意圖。

第16圖係顯示層1420另一判斷出點位置機制示意圖。

0410‧‧‧紅外線光柵裝置

0420‧‧‧處理單元

0430‧‧‧記憶體

0440‧‧‧實體層多點偵測機制

0441‧‧‧十字定位程序

0442‧‧‧斜角掃描程序

0443‧‧‧判定程序

0401‧‧‧x軸前傾掃描

0402‧‧‧x軸後仰掃描

0403‧‧‧y軸斜上掃描

0404‧‧‧y軸斜下掃描

Claims (7)

1. 一種多點觸控系統，包括：一紅外線光柵裝置，係由複數個成對之紅外線接收發射單元所組成：及一處理單元，內建一記憶體，用以執行一實體層多點偵測機制，該實體層多點偵測機制包括：一十字定位程序，係於該紅外線光柵裝置以相互正交之縱軸與橫軸掃描方式，根據複數個遮蔽物，產生複數個遮斷方塊；一斜角掃描程序，係於該紅外線光柵裝置以斜角掃描方式，用縱軸前傾掃描線、縱軸後仰掃描線、橫軸斜上掃描線與橫軸斜下掃描線切割該複數個遮斷方塊；及一判定程序，係根據該斜角掃描程序切割該複數個遮斷方塊之結果，判定該複數個遮斷方塊分屬真實遮蔽物或虛擬遮蔽物。
2. 如申請專利範圍第1項所述之多點觸控系統，其中該斜角掃描程序係切割該複數個遮斷方塊以產生複數個待鑑定幾何圖形；且該判定程序，係計算該複數個待鑑定幾何圖形之特徵數據，以判定該複數個遮斷方塊分屬真實遮蔽物或虛擬遮蔽物。
3. 如申請專利範圍第1項所述之多點觸控系統，其中該十字定位程序，係於該紅外線光柵裝置以前後兩次相鄰掃描程序取得之 遮蔽物位置為兩個對角，產生複數個大面積矩形圖案，作為該複數個遮斷方塊，供該斜角掃描程序切割，藉以因應該複數個遮蔽物之快速移動。
4. 如申請專利範圍第1項所述之多點觸控系統，其中該十字定位程序，係於該紅外線光柵裝置以前兩次相鄰掃描程序取得之遮蔽物位置移動向量，預測遮蔽物位置落點區段，以作為當次掃描程序之依據。
5. 如申請專利範圍第1項所述之多點觸控系統，更包括一顯示層機制，係根據該判定程序之判定結果，以真實遮蔽物之存續時間為依據，產生複數個觸控點，且回傳控制信號予該實體層多點偵測機制，以充作待鑑定的該複數個遮蔽物。
6. 如申請專利範圍第5項所述之多點觸控系統，其中該顯示層機制係根據該實體層多點偵測機制中之該斜角掃描程序，以任一掃描線上至少存在一觸控點為依據，產生該複數個觸控點。
7. 如申請專利範圍第5項所述之多點觸控系統，其中該顯示層機制係配置複數個觸控點編號以對應該複數個觸控點，且於相鄰數次掃描程序中，對時間軸前後位置較近之觸控點，配以同一觸控點編號。