TWI470482B - 位置追蹤方法 - Google Patents

Description

位置追蹤方法

本發明係有關於一種觸摸屏的位置追蹤方法，特別是一種基於預測的觸摸屏的位置追蹤方法。

當外部導電物件接近或觸碰觸摸屏時，觸摸屏可偵測到外部導電物件位置。由於觸摸屏可能受到許多雜訊的干擾，因此偵測到的外部導電物件的位置會產生偏移。請參照圖1所示，輸入軌跡Itrack是外部導電物件在觸摸屏上移動的軌跡，而輸出軌跡Otrack是觸摸屏偵測到的軌跡，輸出軌跡Otrack受到雜訊干擾而產生抖動的現象，尤其是在外部導電物件靜止時，偵測到的位置可能在外部導電物件週圍跳動，跳動的程度隨著雜訊增大而增大。

由此可見，上述現有技術顯然存在有不便與缺陷，而極待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品及方法又沒有適切的結構及方法能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新的技術，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。

因為雜訊的干擾，依據觸摸屏的信號產生的位置可能會抖動。因此會採用一係數進行過濾程序，依據偵測到的偵測 位置與朝最新的回報位置退縮，以降低或濾除因觸摸屏雜訊干擾所造成的回報位置的抖動。當外部數量變多使得相應於偵測每一個外部物件的偵測位置的時間變長時，調整係數，使得偵測到的外部物件的數量越多，回報位置就越接近偵測位置。

本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種位置追蹤方法，包括：連續地偵測一觸摸屏上接近或觸碰觸摸屏的外部物件的一數量與相應於每一個外部物件的一偵測位置；連續地依據該數量決定小於1的一係數，其中外部物件的數量越多則係數越小；以及連續地依據係數與每一個外部物件的一偵測位置分別產生一回報位置，其中係數越小則回報位置離偵測位置越近。

本發明的目的及解決其技術問題還可以是採用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種位置追蹤方法，包括：連續地偵測一觸摸屏上接近或觸碰觸摸屏的外部物件的一數量與相應於每一個外部物件的一偵測位置；連續地依據該數量決定小於1的一係數，其中外部物件的數量越多則係數越小；連續地在相應於相同外部物件的最新偵測到的偵測位置與相應於相同外部物件的在前一個偵測到的偵測位置間產生相應於相同外部物件的一虛擬偵測位置；連續地依據係數與每一個外部物件的偵測位置分別產生一回報位置，其中係數越小則回報位置離偵測位置越近；以及連續地依據係數與每一個外部物件的虛擬偵測位置分別產生一虛擬回報位置，其中係數越小則虛擬回報位置離虛擬偵測位置越近。

藉由上述技術方案，本發明至少具有下列優點及有益效果：以過濾程序來解決抖動的問題，並且依偵測到的外部物件的數量來調整過濾的程度，可以在抖動嚴重時降低抖動， 在抖動不嚴重時，減低回報位置與偵測位置間的差距。

本發明將詳細描述一些實施例如下。然而，除了所揭露的實施例外，本發明亦可以廣泛地運用在其他的實施例施行。本發明的範圍並不受該些實施例的限定，乃以其後的申請專利範圍為準。而為提供更清楚的描述及使熟悉該項技藝者能理解本發明的發明內容，圖示內各部分並沒有依照其相對的尺寸而繪圖，某些尺寸與其他相關尺度的比例會被突顯而顯得誇張，且不相關的細節部分亦未完全繪出，以求圖示的簡潔。

為了解決先前技術的問題，一般會採取一種過濾(filter)程序，來濾除或減低前述抖動的問題。請參照圖2所示，可以是依據最新回報位置(前一個回報位置)與最新偵測位置(目前偵測位置)間以一比例進行內差運算決定新的回報位置。例如，觸摸屏依據輸入軌跡Itrack依序偵測到回報位置I1,I2,...,I5，當I2被偵測到時，依據最新回報位置(假設最新回報位置位於I1)與最新偵測位置I2間以一比例(例如40%)進行過濾程序，產生新的回報位置O2。同理，當最新偵測位置I3被偵測出來時，是以最新回報位置I2與最新偵測位置I3進行過濾程序以產生新的回報位置O3。依此類推，可由連續產生的回報位置產生前述的輸出軌跡Otrack。由圖2可以看出，輸出軌跡Otrack落後於輸入軌跡Itrack一段相當大的距離。

因此，在本發明一實施例中，是採用一種基於預測的位置追蹤方法，來解決線性抖動的問題，並同時拉近輸出軌跡與輸入軌跡間的距離。

請參照圖3所示，為依據本發明的第一實施例的示意 圖，觸摸屏是依序偵測出連續的偵測位置(如偵測位置I1,I2,...,I5)，並且依據所述的偵測位置預測出連續的預測位置(如預測位置P3,P4與P5)，基於所述的預測位置，依據最新回報位置(前一個回報位置)與最新預測位置(目前預測位置)進行過濾程序以產生新的回報位置。例如，預測位置可以是依據至少兩個回報位置預測出來，如依據回報位置I1與I3預測出預測位置P3，依據回報位置I2與I4預測出預測位置P4與依據回報位置I3與I5預測出預測位置P5。在本範例中可是以等速度的方式預測出預測位置，例如以相差一個、兩個或多個時間單位的在前回報位置與在後回報位置來計算出移動速度或向量，依據移動速度或向量基於在後回報位置預測出k個時間單位後的位置，其中k可以是自然數或實數，例如k可以是1或1.5。之後，再以過濾程序進行線性內插產生新的回報位置。

換言之，前述的預測與過濾程序可以是採用線性貝茲曲線。給定點L0、L1，線性貝茲曲線只是一條兩點之間的直線。這條線由下式給出：B (t )=(1-t )L 0+tL 1。當進行預測時，L0與L1為回報位置(如前述的回報位置I1與I3)，其中t>1(如1.5)，並且產生的B(t)為新的預測位置。當進行過濾程序時，L0與L1分別為最新回報位置與最新預測位置(如回報位置O2與預測位置P3)，其中係數t [0,1]，並且產生的B(t)為新的回報位置。

本技術領域具有通常知識的技術人員可以得知其他依據至少兩個回報位置預測出預測位置及過濾程序的方式。例如採用二次方貝茲曲線(Bézier Curve)，例如二次方貝茲曲線的路徑由給定點L0、L1、L2的函數B(t)追蹤：B (t )=(1-t )² L 0+2t (1-t )L 1+t ² L 2。當進行預測時，L0、L1與L2為回報位置，其中t>1，並且產生的B(t)為新的預測位置。當進行過濾程序時，L0與L1為最新兩個回報位置並且L2為最新 預測位置，其中係數t [0,1]，並且產生的B(t)為新的回報位置。

對照圖2與圖3，由於圖3採用預測位置，圖3的輸出軌跡Otrack與輸入軌跡Itrack較為接近。例如圖3的回報位置O5較接近偵測位置I5。

相對於第一實施例，在本發明的第二實施例中，更包括分別在所述的偵測位置的每一對相鄰的兩偵測位置間加入至少一虛擬偵測位置，所述的偵測位置與虛擬偵測位置構成連續的輸入位置。虛擬偵測位置可以是每一對相鄰的兩偵測位置間的中央位置，或是依據前述貝茲曲線產生。據此，可以將所述的偵測位置加倍，成為所述的輸入位置。本技術領域具有通常知識的技術人員可以得知每一對相鄰的兩偵測位置間加入的虛擬偵測位置可以是一個、兩個或更多個。

請參照圖4所示，觸摸屏是依序偵測出連續的偵測位置(如偵測位置I1,I2,...,I5)來產生連續的虛擬偵測位置(I1-1,I2-1,...I4-1)，以組成連續的輸入位置(I1,I1-1,I2,I2-1,...,I4,I4-1,I5)，並且依據所述的輸入位置預測出連續的預測位置(如預測位置P3,P3-1,P4,P4-1與P5)，基於所述的預測位置，依據最新回報位置(前一個回報位置)與最新預測位置(目前預測位置)進行過濾程序以產生新的回報位置(如回報位置O3,O3-1,O4,O4-1與O5)。在本範例中回報位置O2-1為回報位置O3在前的一個回報位置。

前述的預測位置的預測及產生回報位置的過濾程序以於第一實施例中說明，在此不再贅述。由圖4可以看出，相對於圖1,2與3，由於圖4的回報位置的數目增加，輸出軌跡Otrack顯得更平滑，可更加改善前述軌跡抖動的問題。

本發明的技術手段可應用於大多數的觸摸屏，如電阻式、表面聲波式、紅外線式、光學式、表面電容式、投射電容式或其他可回報位置以顯示輸出軌跡的觸摸屏。此外，本 發明可用來回報一個或多個外部導電物件移動的輸出軌跡。

請參照圖5，為依據本發明第一實施例提出的一種基於預測的位置追蹤方法的流程示意圖。首先，如步驟510所示，在一外部物件接近或觸碰觸摸屏時，連續地由觸摸屏接收的信號產生相應於外部物件的一個偵測位置。接下來，如步驟530所示，連續地依據最新產生的偵測位置與至少一個在前產生的偵測位置產生一預測位置。再接下來，如步驟550所示，連續地依據包括最新產生的預測位置在內的至少一預測位置與包括最新產生的一回報位置在內的至少一回報位置產生新的回報位置。

請參照圖6，為依據本發明第一實施例提出的另一種基於預測的位置追蹤方法的流程示意圖。如步驟610所示，在一外部物件接近或觸碰觸摸屏時，由觸摸屏接收的信號產生相應於外部物件的連續多個偵測位置。接下來，如步驟630所示，依據所述的偵測位置產生連續多個預測位置，其中每一個預測位置分別依據至少兩個預測位置產生。再接下來，如步驟650所示，依據所述的預測位置產生連續多個回報位置，其中每一個回報位置分別依據至少一預測位置與至少一回報位置產生。

在本發明的一範例中，預測位置是依據最新產生的兩個偵測位置的向量乘上大於1的一預定倍數產生。換言之，在兩個偵測位置中，是由較舊的偵測位置為起點並且以較新的偵測位置為終點產生的向量乘上大於1的預定倍數，來產生新的向量，預測位置基於較舊的偵測位置位於新的向量的終點。在本發明中，以兩個位置產生另一個位置的方式可以是以上述例子的方式，也可以是以其他方式進行，本發明並不加以限制。

在本發明的另一範例中，預測位置是依據兩個偵測位置 的向量乘上大於1的一預定倍數產生，其中所述的兩個偵測位置間存在至少一個偵測位置。綜合上述，產生預測位置所依據的兩個偵測位置可以是相鄰的，也可以是不相鄰的，本發明並不加以限制。

相對於預測位置是乘上大於1的一預定倍數產生，回報位置是乘上小於1的一預定倍數產生。例如，回報位置是依據最新產生的回報位置與最新產生的預測位置的向量乘上小於1的一預定倍數產生。

在圖4的例子中，所述的輸入位置中，輸入位置I1-1,I2-1,...,I4-1可視為虛擬輸入位置，並且在所述的預測位置中，預測位置P3-1,P4-1可視為虛擬預測位置。同樣地，在所述的回報位置中，回報位置O3-1,O4-1可視為虛擬回報位置。所述的虛擬回報位置增加了報點率，也使得線性更為平滑。

請參照圖7，更包括在圖5的過程中如步驟520所示，連續地依據最新產生的偵測位置與相鄰的偵測位置間產生一虛擬偵測位置。接下來，如步驟540所示，連續地依據最新產生的虛擬偵測位置與至少一個在前產生的虛擬偵測位置產生一虛擬預測位置。再接下來，如步驟560所示，連續地依據包括最新產生的虛擬預測位置在內的至少一虛擬預測位置與包括最新產生的一虛擬回報位置在內的至少一虛擬回報位置產生新的虛擬回報位置。

請再參照圖8，更包括在圖6的過程中如步驟620所示，依據所述的偵測位置產生連續多個虛擬預測位置，其中每一個虛擬預測位置位於兩個相鄰的偵測位置之間。接下來，如步驟640所示，依據所述的虛擬偵測位置產生連續多個虛擬預測位置，其中每一個虛擬預測位置分別依據至少兩個虛擬預測位置產生。再接下來，如步驟660所示，依據所述的虛 擬預測位置產生連續多個虛擬回報位置，其中每一個虛擬回報位置分別依據至少一虛擬預測位置與至少一虛擬回報位置產生。

在本發明的一範例中，虛擬預測位置是依據最新產生的兩個虛擬偵測位置的向量乘上大於1的一預定倍數產生。並且在本發明的另一範例中，虛擬回報位置是依據最新產生的虛擬回報位置與最新產生的虛擬預測位置的向量乘上小於1的一預定倍數產生。綜合上述，產生虛擬預測位置所依據的兩個虛擬偵測位置可以是相鄰的，也可以是不相鄰的，本發明並不加以限制。

此外，相對於虛擬預測位置是乘上大於1的一預定倍數產生，虛擬回報位置是乘上小於1的一預定倍數產生。例如，虛擬預測位置是依據兩個虛擬偵測位置的向量乘上大於1的一預定倍數產生，其中所述的兩個虛擬偵測位置間存在至少一個虛擬偵測位置。

由於虛擬回報位置是介於回報位置間，因此最新(產生)的虛擬回報位置可視為先於最新(產生)的回報位置。據此，本發明更包括連續地提供最新的虛擬回報位置與最新的回報位置，其中最新的虛擬回報位置先於最新的回報位置被提供。

此外，前述的預測位置、回報位置、虛擬預測位置與虛擬回報位置是以二次方貝茲曲線產生。

在電容式觸摸屏的偵測時，在單位時間中提供的回報位置的數量稱為報點率。報點率可以是固定地，也可以是變動地。例如美國專利申請案12/499,981所揭露的偵測方式，每次偵測的時間隨著接近或觸碰觸摸屏的外部物件的數量改變，外部物件的數量越多，花在偵測的時間越長。雖然偵測的時間變長，但是相對偵測到的位置也變多，整體的報點率不見得會變少，但是並不固定。

但是相對每一個外部物件來說，偵測到新的偵測位置的時間變長，假設以同樣速度移動的條件下，偵測到新的偵測位置與在前一次偵測到的偵測位置會變長。如果前述的係數t [0,1]不變，會報位置會相對地落後偵測位置很多。

因此，本發明提出一種位置追蹤方法，是依據從觸摸屏的信號偵測到的外部物件的數量來調整前述的係數t ，使得偵測到的外部物件的數量越多，回報位置就越接近偵測位置。例如，當外部物件的數量較少時，如1個，採用較小的係數，如圖2所示。又例如，當外部物件的數量較多時，如5個，採用較大的係數，如圖9所示。

請參照圖10，為依據本發明提出的一種位置追蹤方法。如步驟1010所示，連續地偵測一觸摸屏上接近或觸碰觸摸屏的外部物件的一數量與相應於每一個外部物件的一偵測位置。由於可能在觸摸屏上偵測到多個外部物件(接近或觸碰)的偵測位置，依據先前偵測到的各外部物件的偵測位置的歷史，可以判斷出每一個偵測到的新的偵測位置分別相應的外部物件。相對於偵測到的新的偵測位置，相應於相同外部物件的在前的偵測位置，都屬於相應於相同外部物件的偵測位置的歷史。接下來，如步驟1020所示，連續地依據該數量決定小於1的一係數，其中外部物件的數量越多則係數越小。再接下來，如步驟1040所示，連續地依據係數與每一個外部物件的一偵測位置分別產生一回報位置，其中係數越小則回報位置離偵測位置越近。換言之，外部物件的數量越多，則回報位置離偵測位置越近。相反地，外部物件的數量越少，則係數越大，並且回報位置離偵測位置也越遠。

在本發明的一範例中，每一個外部物件的回報位置是依據最新產生的回報位置與偵測位置產生。例如，回報位置=(最新產生的回報位置x(1-係數)+偵測位置x係數)。回報位置也 可以是如前述說明，以二次方貝茲曲線來產生，本發明並不加以限制。另外，回報位置也可是如前述圖5與圖7的說明所述，採用預測的方式來產生，在此不再贅述。

請參照圖11，為依據本發明的最佳模式提出的另一種位置追蹤方法，相對於圖10，更包括步驟1030與1050。如步驟1030所示，連續地在相應於相同外部物件的最新偵測到的偵測位置與相應於相同外部物件的在前一個偵測到的偵測位置間產生相應於相同外部物件的一虛擬偵測位置。如前述說明所示，虛擬偵測位置可以是位於相應於相同外部物件的相鄰(前後)的兩偵測位置間。之後，如步驟1050所示，連續地依據係數與每一個外部物件的虛擬偵測位置分別產生一虛擬回報位置，其中係數越小則虛擬回報位置離虛擬偵測位置越近。換言之，外部物件的數量越多，則虛擬回報位置離虛擬偵測位置越近。相反地，外部物件的數量越少，則係數越大，並且虛擬回報位置離虛擬偵測位置也越遠。

在本發明的一範例中，每一個外部物件的虛擬回報位置是依據最新產生的虛擬回報位置與虛擬偵測位置產生。例如，虛擬回報位置=(最新產生的虛擬回報位置x(1-係數)+虛擬偵測位置x係數)。虛擬回報位置也可以是如前述說明，以二次方貝茲曲線來產生，本發明並不加以限制。另外，虛擬回報位置也可是如前述圖6與圖8的說明所述，採用預測的方式來產生，在此不再贅述。

此外，本發明更包括連續地提供相應於每一個外部物件的新產生的虛擬回報位置，以及連續地提供相應於每一個外部物件的新產生的回報位置，其中相應於每一個外部物件的新產生的虛擬回報位置的提供先於相應於每一個外部物件的新產生的回報位置的提供。

以上述的法來解決抖動的問題，並且依偵測到的外部物 件的數量來調整係數，可以在抖動嚴重時降低抖動，在抖動不嚴重時，減低回報位置與偵測位置間的差距。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用以限定本發明的申請專利範圍；凡其他為脫離本發明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包括在下述的申請專利範圍。

Itrack‧‧‧輸入軌跡

Otrack‧‧‧輸出軌跡

I1,I2,...,I5‧‧‧偵測位置

I1-1,I2-1,...I4-1‧‧‧虛擬偵測位置

P3,P3-1,P4,P4-1與P5‧‧‧預測位置

O2,O2-103,O3-1,O4,O4-1與O5‧‧‧回報位置

圖1為先前技的追蹤報點的示意圖；圖2與圖9為採用過濾程序的追蹤報點的示意圖；圖3為依據本發明的基於預測的位置追蹤報點的示意圖；圖4為依據本發明加入虛擬回報位置的基於預測的位置追蹤報點的示意圖；圖5與圖6為依據本發明的第一實施例的基於預測的位置追蹤方法的流程示意圖；圖7與圖8為依據本發明的第二實施例的基於預測的位置追蹤方法的流程示意圖；以及圖10與11為依據本發明提出的位置追蹤方法的流程示意圖。

Itrack‧‧‧輸入軌跡

Otrack‧‧‧輸出軌跡

I1,I2,...,I5‧‧‧偵測位置

I1-1,I2-1,...I4-1‧‧‧虛擬偵測位置

P3,P3-1,P4,P4-1與P5‧‧‧預測位置

O2-1,O3,O3-1,O4,O4-1與O5‧‧‧回報位置

Claims (9)

1. 一種位置追蹤方法，包括：連續地偵測一觸摸屏上接近或觸碰觸摸屏的外部物件的一數量與相應於每一個外部物件的一偵測位置；連續地依據該數量決定小於1的一係數，其中外部物件的數量越多則係數越小；以及連續地依據係數與每一個外部物件的一偵測位置分別產生一回報位置，其中係數越小則回報位置離偵測位置越近。
2. 根據申請專利範圍第1項之位置追蹤方法，其中每一個外部物件的回報位置是依據最新產生的回報位置與偵測位置產生。
3. 根據申請專利範圍第2項之位置追蹤方法，其中回報位置=(最新產生的回報位置x(1-係數)+偵測位置x係數)。
4. 一種位置追蹤方法，包括：連續地偵測一觸摸屏上接近或觸碰觸摸屏的外部物件的一數量與相應於每一個外部物件的一偵測位置；連續地依據該數量決定小於1的一係數，其中外部物件的數量越多則係數越小；連續地在相應於相同外部物件的最新偵測到的偵測位置與相應於相同外部物件的在前一個偵測到的偵測位置間產生相應於相同外部物件的一虛擬偵測位置；連續地依據係數與每一個外部物件的偵測位置分別產生一回報位置，其中係數越小則回報位置離偵測位置越近；以及連續地依據係數與每一個外部物件的虛擬偵測位置分別產生一虛擬回報位置，其中係數越小則虛擬回報位置離虛擬偵測位置越近。
5. 根據申請專利範圍第4項之位置追蹤方法，其中每一個外部物件的回報位置是依據最新產生的回報位置與最新偵測到的偵測位置產生。
6. 根據申請專利範圍第5項之位置追蹤方法，其中回報位置=(最新產生的回報位置x(1-係數)+最新偵測到的偵測位置x係數)。
7. 根據申請專利範圍第4項之位置追蹤方法，其中每一個外部物件的虛擬回報位置是依據最新產生的虛擬回報位置與最新偵測到的虛擬偵測位置產生。
8. 根據申請專利範圍第7項之位置追蹤方法，其中虛擬回報位置=(最新產生的虛擬回報位置x(1-係數)+最新偵測到的虛擬偵測位置x係數)。
9. 根據申請專利範圍第4項之位置追蹤方法，更包括：連續地提供相應於每一個外部物件的新產生的虛擬回報位置；以及連續地提供相應於每一個外部物件的新產生的回報位置，其中相應於每一個外部物件的新產生的虛擬回報位置的提供先於相應於每一個外部物件的新產生的回報位置的提供。