TWI544381B - 觸控輸入系統及其觸控位置產生裝置及方法 - Google Patents

Description

觸控輸入系統及其觸控位置產生裝置及方法

本發明關於一種觸控輸入系統及其觸控位置產生裝置及方法，尤指一種使用觸控位置產生裝置實施觸控操作之觸控輸入系統及其觸控位置產生裝置及方法。

目前的觸控技術可概分為兩種，一種是由提供觸控表面之裝置來判斷觸控位置，另一種是由實施觸碰之觸控筆來提供觸碰資訊以供其他裝置利用。於前者，電容、電阻式的觸控技術都屬於此類，大部分的光學式的觸控技術也是。於後者，觸控筆雖可提供觸碰資訊，例如相對於觸控表面移動的距離，但此局部性的觸碰資訊並無法使該觸控筆能僅以該觸碰資訊而決定於該觸控表面上之觸控位置，於實作上，實際的觸控位置則需其他裝置，通常是提供該觸控表面之裝置根據該觸碰資訊及其他輔助資訊始能進行觸控位置之判斷。換言之，於前者，觸控功能需由提供該觸控表面之裝置來實現；於後者，觸控功能需由觸控筆及提供該觸控表面之裝置協同運作來實現。因此，目前的觸控技術均需依靠提供該觸控表面之裝置，使得目前的觸控技術缺乏設計及使用彈性。

鑑於先前技術中的問題，本發明的目的之一在於提供一種方法，用以決定一觸控位置產生裝置於一觸控表面上之一觸控位置。該方法能獨立於提供該觸控表面之裝置而決定該觸控位置，有效解決目前的觸控技術缺乏設計及使用彈性的問題。

本發明之方法用以決定一觸控位置產生裝置於一觸控表面上之一觸控位置，一反射結構環繞該觸控表面設置並突出於該觸控表面，該方法包含使用該觸控位置產生裝置靠近該觸控表面並朝向該反射結構發射光線；使用該觸控位置產生裝置以接收被該反射結構相對於該觸控表面反射之該光線；以及使用該觸控位置產生裝置以根據該接收的光線，決定該觸控位置。藉此，該方法透過該觸控位置產生裝置而能獨立於提供該觸控表面之裝置以決定該觸控位置；換言之，該方法能利用該觸控位置產生裝置而輕鬆地適用於各種觸控表面(例如顯示幕、投影幕等)以提供觸控功能。

本發明之另一目的在於提供一種觸控輸入系統，使用本發明之方法，故具有獨立於提供該觸控表面之裝置之觸控位置判斷機制，同樣能有效解決目前的觸控技術缺乏設計及使用彈性的問題。

本發明之觸控輸入系統包含一觸控表面、一反射結構及一觸控位置產生裝置。該反射結構環繞該觸控表面設置並突出於該觸控表面。該觸控位置產生裝置包含一筆身、一發光及接收模組及一處理模組。該筆身用以於該觸控表面實施觸控操作。該發光及接收模組設置於筆身，該發光及接收模組用以朝向該反射結構發射光線並接收被該反射結構相對於該觸控表面反射之該光線。該處理模組與該發光及接收模組通訊連接，該處理模組用以根據該接收的光線而決定該筆身於該觸控表面上之一觸控位置。藉此，該觸控位置產生裝置能獨立於提供該觸控表面之裝置而能決定該觸控位置；換言之，該觸控輸入系統能輕鬆地適用於各種觸控表面(例如顯示幕、投影幕等)。

本發明之另一目的在於提供一種觸控位置產生裝置，使用於本發明之觸控輸入系統，故該觸控位置產生裝置具有獨立於提供該觸控表面之裝置之觸控位置判斷機制，同樣能有效解決目前的觸控技術缺乏設計及使用彈性的問題。

本發明之觸控位置產生裝置使用於一觸控輸入系統，該觸控輸入系統包含一觸控表面及一反射結構，該反射結構環繞該觸控表面設置並突出 於該觸控表面，該觸控位置產生裝置包含一筆身、一發光及接收模組及一處理模組。該筆身用以於該觸控表面實施觸控操作。該發光及接收模組設置於該筆身，該發光及接收模組用以朝向該反射結構發射光線並接收被該反射結構相對於該觸控表面反射之該光線，該發光及接收模組根據該接收的光線而產生複數個量測值。該處理模組設置於該筆身並與該發光及接收模組通訊連接，該處理模組用以根據該複數個量測值而決定該筆身於該觸控表面上之一觸控位置。同理，該觸控位置產生裝置能獨立於提供該觸控表面之裝置而能決定該觸控位置；換言之，該觸控位置產生裝置於該反射結構設置存在之前提下，即能輕鬆地適用於各種觸控表面(例如顯示幕、投影幕等)。

相較於先前技術，本發明之觸控位置產生裝置利用環繞該觸控表面設置之該反射結構反射光線之特性，獲取該觸控位置產生裝置相對於該反射結構之相對位置資訊，例如發光、接收的時間差，並透過反射結構相對於該觸控表面之設置關係，本發明即能決定出於該觸控表面上之該觸控位置，無需與提供該觸控表面之裝置協同運作。因此，本發明之觸控輸入系統及其方法能獨立於提供該觸控表面之裝置而決定出該觸控位置，故能輕易地適用於各種尺寸的觸控表面，提供更具彈性的設計及使用。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

1‧‧‧觸控輸入系統

21‧‧‧電子裝置

10‧‧‧觸控表面

12‧‧‧反射結構

12a-d‧‧‧反射邊

14、34、44、54、64‧‧‧觸控位置產生裝置

34a、44a、64a‧‧‧觸控位置

140、340、540、640‧‧‧筆身

340a、540a‧‧‧旋轉軸向

142、342、542、642‧‧‧發光及接收模組

144、344、544、644‧‧‧處理模組

346、546‧‧‧旋轉機構

3400‧‧‧管體

3400a‧‧‧內壁面

3402‧‧‧桿件

3402a、640a‧‧‧接觸端

3422、3422a-d、5422‧‧‧測距器

3462、5462‧‧‧旋轉件

3462a‧‧‧滑軌

3462b‧‧‧外表面

3464、5464‧‧‧驅動模組

5400‧‧‧本體部

5402‧‧‧接觸部

5462a‧‧‧內齒輪

5404‧‧‧限位件

6422‧‧‧發光模組

6424‧‧‧接收模組

34642‧‧‧旋轉套筒

34642a‧‧‧通孔

34642b‧‧‧滑槽

34642c‧‧‧內壁面

34642d‧‧‧外表面

34644‧‧‧旋轉導引結構

34644a‧‧‧螺旋狀溝槽

34644b‧‧‧導柱

34646‧‧‧電磁產生裝置

54002‧‧‧開口

54004‧‧‧斷差結構

54006‧‧‧凹槽

54622‧‧‧突緣

54642‧‧‧馬達

54642a‧‧‧外齒輪

64222‧‧‧發光單元

64222a‧‧‧光源

64222b‧‧‧透鏡

74222‧‧‧發光單元

L1a-d、L2a-d、L3a-h、L4a-h、L5、L6a-h‧‧‧光線

C1‧‧‧第一座標軸

C2‧‧‧第二座標軸

S100~S140、S200~S248、S2401~S2414、S300~S348、S400~S450‧‧‧實施步驟

第1圖為本發明之觸控輸入系統之示意圖。

第2圖為本發明用於決定觸控位置之方法之主要流程圖。

第3圖為第1圖中觸控位置產生裝置之功能方塊圖。

第4圖為根據一第一實施例之觸控位置產生裝置之示意圖。

第5圖為第4圖中觸控位置產生裝置之爆炸圖。

第6圖為第4圖中觸控位置產生裝置之剖面圖。

第7圖為本發明之方法根據一第二實施例之流程圖。

第8圖為第7圖所表示之方法使用觸控位置產生裝置之俯視示意圖。

第9圖為第7圖中步驟S240根據一實施例之細部流程圖。

第10圖為第7圖中步驟S240根據另一實施例之細部流程圖。

第11圖為本發明之方法根據一第三實施例之流程圖。

第12圖為第11圖所表示之方法使用一觸控位置產生裝置之俯視示意圖。

第13圖為根據一第四實施例之觸控位置產生裝置之爆炸圖。

第14圖為第13圖中觸控位置產生裝置之剖面圖。

第15圖為根據一第五實施例之觸控位置產生裝置實施於觸控表面之側視示意圖。

第16圖為第15圖中觸控表面之發光模組之俯視配置示意圖。

第17圖為本發明之方法根據一第六實施例之流程圖。

第18圖為第17圖所表示之方法使用第15圖中觸控位置產生裝置之俯視示意圖。

請參閱第1圖及第2圖，第1圖為本發明之觸控輸入系統1之示意圖，第2圖為本發明用於決定觸控位置之方法之主要流程圖。觸控輸入系統1應用該方法並包含一觸控表面10、一反射結構12及一觸控位置產生裝置14。反射結構12環繞觸控表面10設置並突出於觸控表面10。於使用觸控輸入系統1時，根據本發明之方法，使用者可使用觸控位置產生裝置14靠近或觸碰觸控表面10並朝向反射結構12發射光線(包含光線L1a、L1b、L1c、L1d)，如步驟S100所示；接著，本發明之方法使用觸控位置產生裝置14以接收被反射結構12相對於觸控表面10反射之光線L2a、L2b、L2c、L2d，如步驟S120所示；然後，本發明之方法使用觸控位置產生裝置14以根據接收的光線L2a、L2b、L2c、L2d，決定觸控位置產生裝置14於觸控表面10上之一觸控位置(即觸控位置產生裝置14觸碰觸控表面10之處或觸控表面10最 接近觸控位置產生裝置14之處)，如步驟S140所示。其中，於步驟S140中，本發明之方法使用觸控位置產生裝置14以根據接收的光線L2a、L2b、L2c、L2d，可決定相關於自觸控位置產生裝置14至反射結構12間之距離之複數個量測值，並使用觸控位置產生裝置14以根據該複數個量測值，決定該觸控位置。為了實作便利，該量測值通常為一時間間隔，原則上該時間間隔即為光線自觸控位置產生裝置14行進至反射結構12、被反射結構12反射而再行進至觸控位置產生裝置14所需之時間，此時間即反映了光線行進的路徑長，亦即反映了觸控位置產生裝置14至反射結構12(反射處)之兩倍距離；但本發明不以此為限，例如基於測量元件之輸出(例如直接輸出距離)，本發明之方法亦可直接以距離作為量測值，並據以決定該觸控位置。

此外，原則上，觸控位置產生裝置14發射之光線能被反射結構12反射而後被觸控位置產生裝置14接收，即可實施本發明，故本發明不限於觸控位置產生裝置14實際觸碰到觸控表面10之情形。於實作上，為增加使用者觸控操作的手感，可透過反射結構12的設置，例如控制及突出於觸控表面10的高度，使得反射結構12反射觸控位置產生裝置14發射之光線時，觸控位置產生裝置14亦觸碰到觸控表面10。另外，為簡化說明觸控位置產生裝置14根據接收的光線而決定觸控位置之機制，於本文實施例均以實質上正向反射的光線(即第1圖中所示之光線L2a、L2b、L2c、L2d)為基礎，但本發明不以此為限。

請併參閱第3圖，第3圖為觸控位置產生裝置14之功能方塊圖。於實作上，觸控位置產生裝置14包含一筆身140、一發光及接收模組142及一處理模組144。筆身140可供使用者抓持並用以觸碰觸控表面10。發光及接收模組142設置於筆身140，發光及接收模組142用以朝向反射結構12發射該光線(包含光線L1a、L1b、L1c、L1d)並接收被反射結構12相對於觸控表面10正向反射之光線L2a、L2b、L2c、L2d。基於實際的發光及接收模組142之作動機制，發光及接收模組142可能需露出於筆身140設置，例如發 光及接收模組142之發光面及收光面露出筆身140以能順利地朝外發光及接收光線；但本發明不以此為限。處理模組144設置於筆身140並與發光及接收模組142通訊連接(即能達到通訊目的之連接手段，例如以有線或無線的方式連接)，處理模組144用以根據接收的光線L1b、L2b、L3b、L4b而決定筆身140於觸控表面10上之該觸控位置。進一步來說，發光及接收模組142於實作上可獨立完成量測並產生量測值，此量測值即相關於自觸控位置產生裝置14至反射結構12間之距離。處理模組144接收來自發光及接收模組142之量測值後，即可據以判斷該觸控位置。換句話說，發光及接收模組142根據該接收的光線L2a、L2b、L2c、L2d而產生複數個量測值，處理模組144根據該複數個量測值決定該觸控位置。如同前段說明，該量測值通常為一時間間隔，但本發明不以此為限。

於實作上，於觸控位置產生裝置14決定出該觸控位置後，觸控位置產生裝置14可透過處理模組144與外部的電子裝置21通訊(例如利用無線通訊)，以傳送該觸控位置之資訊至該電子裝置21。例如，電子裝置2為控制一顯示器之電腦主機，該顯示器於其顯示幕上提供該觸控表面10，電子裝置21可根據該觸控位置之資訊控制該顯示器之顯示，例如包含游標移動的顯示、包含對應物件作動的顯示等。又例如，電子裝置21為控制一投影機之電腦主機，供該投影機投射影像之屏幕即可作為該觸控表面10，電子裝置21可根據該觸控位置之資訊控制該投影機之投影，例如包含游標移動的投影、包含對應物件作動的投影等。

請參閱第4至第6圖，第4圖為根據一第一實施例之觸控位置產生裝置34之示意圖，第5圖為觸控位置產生裝置34之爆炸圖，第6圖為觸控位置產生裝置34之剖面圖。觸控位置產生裝置34與觸控位置產生裝置14邏輯結構大致相同，於觸控位置產生裝置34中，對於相同命名之元件，可參閱關於觸控位置產生裝置14之相關說明，不另贅述。觸控位置產生裝置34包含一筆身340、一發光及接收模組342、一處理模組344及一旋轉機構346。 筆身340包含一管體3400及一桿件3402，管體3400內形成之容置空間可容置旋轉機構346、處理模組344等元件。桿件3402設置於管體3400內且相對於管體3400固定，例如直接與管體3400內部結構連接。桿件3402具有一接觸端3402a，露出於管體3400，使得使用者可握持管體3400以經由接觸端3402a觸碰觸控表面10。旋轉機構346設置於筆身340內，旋轉機構346包含一旋轉件3462及一驅動模組3464，旋轉件3462可轉動地套在桿件3402上並可相對於筆身340繞著一旋轉軸向340a(以鏈線表示於第6圖中)旋轉，驅動模組3464與旋轉件3462銜接以驅動旋轉件3462旋轉。

於第一實施例中，驅動模組3464包含一旋轉套筒34642、一旋轉導引結構34644及一電磁產生裝置34646。旋轉套筒34642具有一通孔34642a，旋轉套筒34642以通孔34642a套在旋轉件3462上。其中，通孔34642a之截面與旋轉件3462之截面匹配，使得旋轉件3462與旋轉套筒34642能一起相對於桿件3402旋轉且旋轉套筒34642能沿旋轉軸向340a於旋轉件3462上滑動；例如通孔34642a及旋轉件3462之截面均為異形截面。原則上，通孔34642a及旋轉件3462之截面均非為圓形即可。於第一實施例中，旋轉套筒34642具有一滑槽34642b，形成於通孔34642a之內壁面34642c上，旋轉件3462具有一滑軌3462a，設置於旋轉件3462之外表面3462b上，滑槽34642b與滑軌3462a銜接使得旋轉件3462與旋轉套筒34642能一起相對於桿件3402旋轉且旋轉套筒34642能沿旋轉軸向340a於旋轉件3462上滑動。於實作上，亦可滑槽形成於旋轉件3462上，滑軌形成於通孔34642a中，此配置亦能達到旋轉件3462與旋轉套筒34642能一起相對於桿件3402旋轉之目的。但本發明均不以此為限。

旋轉導引結構34644設置於管體3400內並包含一螺旋狀溝槽34644a及一導柱34644b，於旋轉套筒34642之外表面34642d及管體3400之內壁面3400a上對應設置，導柱34644b可相對滑動於螺旋狀溝槽34644a中，使得當旋轉套筒34642相對於管體3400沿旋轉軸向340a移動時，受到螺旋 狀溝槽34644a及導柱34644b相互作用產生導引作用，旋轉套筒34642亦相對於管體3400繞著旋轉軸向340a旋轉，進而達到旋轉件3462旋轉的目的。於第一實施例中，螺旋狀溝槽34644a設置於旋轉套筒34642之外表面34642d，導柱34644b對應地設置於管體3400之內壁面3400a，但實作上，亦可螺旋狀溝槽34644a設置於管體3400之內壁面3400a，導柱34644b對應地設置於旋轉套筒34642之外表面34642d，亦能發揮前述旋轉套筒34642於沿旋轉軸向340a移動時，亦相對於管體3400繞著旋轉軸向340a旋轉之功效。

電磁產生裝置34646設置於管體3400內並能以磁力驅動旋轉套筒34642沿旋轉軸向340a移動。於實作上，電磁產生裝置34646為可產生一感應磁場之裝置，例如電磁鐵，而旋轉套筒34642得以磁性材料或足可被磁鐵吸附之材料製作。藉此，當電磁產生裝置34646作用時，旋轉套筒34642即可被電磁產生裝置34646吸引而相對於管體3400沿旋轉軸向340a移動，且受到螺旋狀溝槽34644a及導柱34644b相互作用而同時相對於管體3400繞著旋轉軸向340a旋轉。於此配置中，根據使用者握持筆身340(或管體3400)之視角，電磁產生裝置34646位於旋轉套筒34642之上方，故旋轉套筒34642透過電磁產生裝置34646產生之感應磁場而向上靠近電磁產生裝置34646，並透過自身重量而下落。但本發明不以此為限。例如，旋轉套筒34642能產生一永久磁場，例如以磁鐵製作旋轉套筒34642，或於旋轉套筒34642上設置一永久磁鐵，使得電磁產生裝置34646透過該感應磁場與該永久磁場交互作用以能控制旋轉套筒34642沿旋轉軸向340a前進(或謂向上)及後退(或謂向下)移動。例如，可透過對電磁產生裝置34646導通以不同流向的電流，使得電磁產生裝置34646與旋轉套筒34642間產生相吸或相斥的磁力，其中相斥磁力可加速旋轉套筒34642向下移動的速度。

發光及接收模組342包含一測距器3422(以影線方塊表示於第4至第6圖中)，設置於旋轉機構346之旋轉件3462上，使得測距器3422能隨著旋轉件3462相對於筆身340(或管體3400)旋轉，進而能朝向四周發射光線。 於實作上，測距器3422可為但不限於一雷射測距儀。於第一實施例中，測距器3422固定於旋轉件3462之露出於管體3400之部分(即旋轉件3462下端的圓盤部分)上，故測距器3422之發光面及收光面亦露出於管體3400；但本發明不以此為限。處理模組344設置於管體3400內。為簡化說明，於第一實施例中，處理模組344亦負責觸控位置產生裝置34之控制操作及電源供應(利用透過電池)，因此，處理模組344與電磁產生裝置34646電連接(以粗虛線表示於第6圖中)以能控制旋轉機構346之作動。處理模組344與測距器3422無線通訊連接以能接收來自測距器3422關於量測值之輸出，此配置有利於測距器3422隨著旋轉件3462旋轉。另外，測距器3422可使用獨立電源，且此獨立電源亦隨測距器3422設置於旋轉件3462下端的圓盤部分。

補充說明的是，於第一實施例中，發光及接收模組342僅使用一個測距器3422，故旋轉套筒34642需能旋轉一圈(即360度)以上，以使發光及接收模組342能朝向四周發射光線。於實作上，發光及接收模組342亦可使用多個測距器3422，例如使用四個測距器3422且平均(或謂等圓周角度)設置，此時旋轉套筒34642僅需能旋轉四分之一圈(即90度)以上即可實現發光及接收模組342能朝向四周發射光線之目的。旋轉套筒34642可旋轉之角度(或圈數)可由旋轉套筒34642於管體3400內沿旋轉軸向340a可移動之距離及形成於旋轉套筒34642上螺旋狀溝槽34644a可提供之導程而定，此可為習知技藝者基於本說明書而能完成，不另贅述。

請併參閱第7圖及第8圖，第7圖為本發明之方法根據一第二實施例之流程圖，第7圖所示之流程圖使用前述觸控位置產生裝置34且仍以第2圖所示之流程圖為基礎。第8圖為本發明之方法使用觸控位置產生裝置34之俯視示意圖，其中觸控位置產生裝置34與前述反射結構12及觸控表面10搭配使用，觸控位置產生裝置34以圓圈表示於第8圖中，觸控位置產生裝置34於觸控表面10之觸控位置34a以十字標記表示於第8圖中。於該第二實施例中，觸控表面10呈矩形，反射結構12包含四反射邊12a-d，用以反射光線。 反射邊12a-d對應地設置於觸控表面10之周邊。對應於第2圖中步驟S100，於該第二實施例中，本發明之方法使用觸控位置產生裝置34以周期性地朝向四周發射光線，如第7圖中步驟S200所示。於實作上，於步驟S200中，本發明之方法可透過使旋轉件3462相對於筆身340(或管體3400)旋轉，進而以達到旋轉測距器3422之目的，以產生朝向反射結構12發射之光線L3a-h。亦即，測距器3422於旋轉的同時，朝向筆身340(或管體3400)的四周發射光線；其中，為簡化圖面，於第8圖中僅表現數道光線示意。於邏輯上，於步驟S200中，觸控位置產生裝置34利用發光及接收模組342掃描四周(即360度)。

對應於第2圖中步驟S120，於該第二實施例中，本發明之方法使用觸控位置產生裝置34之測距器3422接收被反射結構12之反射邊12a-d正向反射之光線L3a、L3c、L3e、L3g，如第7圖中步驟S220所示。其中，光線L3b、L3d、L3f、L3h因無法被反射邊12a-d正向反射，故不會被測距器3422接收。藉此，透過測距器3422接收被反射結構12之反射邊12a-d正向反射之光線L3a、L3c、L3e、L3g，本發明之方法即可決定出觸控位置產生裝置34(或更精確的說是測距器3422)至各個反射邊12a-d(或更精確的說是反射邊12a-d反射光線L3a、L3c、L3e、L3g之處)之距離。補充說明的是，原則上，正向反射係指入射光與反射光平行(即入射光與反射光間之夾角為零)，但於實作上，基於測距器3422之量測機制，通常仍可容許相當小的夾角存在，此夾角於整個觸控表面10的尺度下，可視之為零，故此夾角於邏輯上仍屬滿足本發明正向反射之要求。換言之，前述正向反射係指實質上的正向反射，於入射光與反射光間之夾角小於一可容許值時，即邏輯上仍屬滿足本發明正向反射之要求。

對應於第2圖中步驟S140，於該第二實施例中，本發明之方法使用觸控位置產生裝置34以根據接收的光線L3a、L3c、L3e、L3g，依序決定自測距器3422發射光線L3a-h至測距器3422接收正向反射的光線L3a、L3c、L3e、L3g之四個有效量測值，如第7圖中步驟S240所示。原則上，此四個 有效量測值即對應自測距器3422至反射邊12a-d之距離，故處理模組344根據此四個有效量測值即能決定出觸控位置34a。於該第二實施例中，本發明之方法接著使用觸控位置產生裝置34以根據該四個有效量測值中之第一及第三個有效量測值之一比值，決定觸控位置34a沿一第一座標軸C1之一座標，如第7圖中步驟S242所示；又，本發明之方法亦使用觸控位置產生裝置34以根據該四個有效量測值中之第二及第四個有效量測值之一比值，決定觸控位置34a沿一第二座標軸C2之一座標，如第7圖中步驟S244所示。藉此，透過，對應第一座標軸C1及第二座標軸C2之座標，觸控位置34a即被定位。

此外，於該第二實施例中，第一及第三個有效量測值即對應測距器3422接收正向反射的光線L3a、L3e，第二及第四個有效量測值即對應測距器3422接收正向反射的光線L3c、L3g。又，光線L3a、L3e均為沿觸控表面10之長邊方向行進之光線，光線L3c、L3g均為沿觸控表面10之短邊方向行進之光線，故第一座標軸C1平行於觸控表面10之長邊，第二座標軸C2平行於觸控表面10之短邊。於實作上，第一個有效量測值亦可能對應觸控表面10之短邊，故本發明之方法可利用該四個有效量測值之相對關係以判斷第一座標軸C1及第二座標軸C2與觸控表面10之長邊及短邊之關係。於該第二實施例中，本發明之方法還包含若該四個有效量測值中之第一及第三個有效量測值之和大於該四個有效量測值中之第二及第四個有效量測值之和時，決定第一座標軸C1對應觸控表面10之長邊且第二座標軸C2對應觸控表面10之短邊，如第7圖中步驟S246所示；若該四個有效量測值中之第一及第三個有效量測值之和小於該四個有效量測值中之第二及第四個有效量測值之和時，決定第一座標軸C1對應觸控表面10之短邊且第二座標軸C2對應觸控表面10之長邊，如第7圖中步驟S248所示。

於步驟S240中，該四個有效量測值於實作上可利用檢驗值來判斷測距器3422產生之量測值是否有效而決定。於該第二實施例中，本發明之方法定義二個檢驗值，該二個檢驗值其中之一係基於光線沿觸控表面10之一第 一邊來回行進所需的時間而決定，該二個檢驗值其中之另一係基於光線沿觸控表面10之一第二邊來回行進所需的時間而決定。該四個有效量測值中之第一及第三個有效量測值之和等於該二檢驗值其中之一，且該四個有效量測值中之第二及第四個有效量測值之和等於該二檢驗值其中之另一。為便於說明，於該第二實施例中，觸控表面10之長邊指定為該第一邊，觸控表面10之短邊指定為該第二邊。因此，以第8圖所示之情形，該四個有效量測值中之第一及第三個有效量測值(即分別對應於光線L3a、L3e)之和等於對應觸控表面10之長邊之檢驗值，且該四個有效量測值中之第二及第四個有效量測值(即分別對應於光線L3c、L3g)之和等於對應觸控表面10之短邊之檢驗值。

補充說明的是，於實作上，測距器3422並非位於觸控位置產生裝置34之結構中心線上，因此，觸控位置產生裝置14於相對兩側所接收之光線(例如光線L3a、L3e)，行進之路徑長之和並非剛好等於觸控表面10之長邊的兩倍，而是實際上略小於觸控表面10之長邊的兩倍。因此，於實作上，前述兩個檢驗值亦需考慮此現象而決定。但為便於說明，於邏輯上，觸控位置產生裝置14可視為一點，測距器3422即位於該點上。於此邏輯架構下，該二個檢驗值即為光線沿觸控表面10之長邊及短邊來回行進所需的時間。至於此邏輯架構與實際架構之差異，本技術領域習知技藝者自可基於本說明書之說明而可解決，例如對量測值、檢驗值或該觸控位置之座標進行補償或修正。於本說明書中，關於本發明之各實施例均以此邏輯架構進行說明，不另贅述。

另外，於觸控位置產生裝置14實際運作中，測距器3422可能連續取得的四個量測值並非剛好依序對應反射邊12a-d之正向反射光線L3a、L3c、L3e、L3g，造成觸控位置決定的錯誤。例如測距器3422連接接收正向反射光線L3a、L3c、L3e後，跳過正向反射光線L3g，又再接收正向反射光線L3a。此時，根據第二及第四個測量值(即對應正向反射光線L3c、L3a)並無法決定出如前述預期的觸控位置34a沿第二座標軸C2之座標。因此，於實作上，於步驟S240中，本發明之方法將對測距器3422產生之量測值進行篩 選以決定出該四個有效量測值。請併參閱第9圖，第9圖為步驟S240根據一實施例之細部流程圖。本發明之方法根據測距器3422接收的光線正向反射光線L3a、L3c、L3e、L3g，產生自觸控位置產生裝置34之測距器3422發射光線L3a、L3c、L3e、L3g至觸控位置產生裝置34之測距器3422接收正向反射的光線L3a、L3c、L3e、L3g之複數個連續的量測值，如步驟S2401所示；其中，該複數個連續的量測值均大於一下閥值且小於一上閥值。此閥值的設計可用以排除非預期的量測，例如多次反射、外部光線干擾、甚至是裝置內部雜訊等。於實作上，該下閥值可設定為零(例如容許觸控位置產生裝置34貼著反射結構12實施觸控操作)，該上閥值可設定為該二個檢驗值其中之大者(即對應觸控表面10之長邊之檢驗值)；但本發明不以此為限。

接著，本發明之方法自該複數個連續的量測值中，連續取出四個量測值以設定為一第一、一第二、一第三及一第四量測值，如步驟S2402所示。本發明之方法判斷是否該複數個連續的量測值中之第一及第三個量測值之和等於該二檢驗值其中之一且該複數個連續的量測值中之第二及第四個量測值之和等於該二檢驗值其中之另一，如步驟S2403所示。若步驟S2403判斷結果為是，則本發明之方法將該第一、第二、第三及第四量測值設定為該四個有效量測值，如步驟S2404所示。換言之，若該複數個連續的量測值中之第一及第三個量測值之和等於該二檢驗值其中之一，且該複數個連續的量測值中之第二及第四個量測值之和等於該二檢驗值其中之另一時，該第一、第二、第三及第四量測值設定為該四個有效量測值。

若步驟S2403判斷結果為否，則依不同情形作不同處理。若該複數個連續的量測值中之第一及第三個量測值之和等於該二檢驗值其中之一，且該複數個連續的量測值中之第二及第四個量測值之和不等於該二檢驗值其中之另一時，接續自該複數個連續的量測值中取出下一個量測值以設定為該第四量測值，如步驟S2405所示。若該複數個連續的量測值中之第一及第三個量測值之和不等於該二檢驗值其中之一，且該複數個連續的量測值中之第 二及第四個量測值之和等於該二檢驗值其中之另一時，接續自該複數個連續的量測值中取出下一個量測值以設定為該第一量測值，如步驟S2406所示。此時，流程再回到步驟S2403，以確認更新後的該第一、第二、第三及第四量測值是否為有效的量測值。

一般而言，該四個有效量測值原則上即為測距器3422於旋轉角度間隔90度時所產生之量測值，故於實作上，本發明之方法亦可基於此特性決定該四個有效量測值。請併參閱第10圖，第10圖為步驟S240根據另一實施例之細部流程圖。本發明之方法根據測距器3422接收的光線正向反射光線L3a、L3c、L3e、L3g，產生自觸控位置產生裝置34之測距器3422發射光線L3a至觸控位置產生裝置34之測距器3422接收正向反射的光線(例如光線L3a)之一初始量測值，如步驟S2411所示；其中，該初始量測值均大於一下閥值且小於一上閥值。關於此閥值之說明，與前述關於步驟S2401中之閥值說明相同，不再贅述。

接著，本發明之方法根據測距器3422接收的光線L3a及該初始量測值，決定關於測距器3422，對應該初始量測值之一初始旋轉角度，如步驟S2412所示；根據測距器3422接收的光線L3a、L3c、L3e、L3g，依序對應於自該初始旋轉角度依序累加90度、180度及270度之三個接續的旋轉角度，產生自觸控位置產生裝置34之測距器3422發射光線L3c、L3e、L3g至觸控位置產生裝置34之測距器3422接收該正向反射的光線L3c、L3e、L3g之三個接續的量測值，如步驟S2413所示。若該三個接續的量測值亦均滿足大於該下閥值且小於該上閥值之要求，則本發明之方法可將該初始量測值及該三個接續的量測值(即共四個量測值)設定為該四個有效量測值，如步驟S2414所示。補充說明的是，於實作上，步驟S2411至步驟S2414可於測距器3422產生多筆量測值後執行，亦可動態執行，例如一旦獲取該初始量測值後，觸控位置產生裝置34可僅於測距器3422旋轉至相對於初始旋轉角度累加90度、180度及270度時，處理測距器3422產生之量測值。

補充說明的是，於該第二實施例中，本發明之方法採用相對的有效量測值(例如第一與第三個有效量測值、第二與第四個有效量測值)之比值決定座標，但本發明不以此為限，例如使用有效量測值與對應的檢驗值之比值，或直接使用有效量測值決定座標。此外，於該第二實施例中，因觸控表面10呈矩形，反射結構12對應地包含四個反射邊12a-d，故原則上，處理模組344能對應地決定出四個有效量測值；但本發明不以此為限。例如於實作上，反射結構12對應觸控表面的輪廓而可能包含更多或更少的反射邊，使得處理模組344能對應地決定出更多或更少的有效量測值並能據此量測值而決定出相對於觸控表面上之觸控位置。

另外，於該第二實施例中，觸控位置產生裝置34之發光及接收模組342使用一個測距器3422用以朝向反射結構12發射光線L3a-h並接收被反射結構12相對於觸控表面10正向反射之光線L3a、L3c、L3e、L3g；於實作上，透過使旋轉件3462旋轉360度(即一圈)以使觸控位置產生裝置34四周均被光線照射。於實作上，若觸控位置產生裝置34使用四個測距器，則僅需使旋轉件3462旋轉90度(即四分之一圈)即可使觸控位置產生裝置34四周均被光線照射，以此類推。此外，當使用四個測距器時，原則上，當其中一個測距器接收到正向反射之光線時，其他三個測距器亦能接收到正向反射之光線，此時，該四個測距器產生之量測直即可直接作為前述的四個有效量測值。

進一步來說，請參閱第11圖及第12圖。第11圖為本發明之方法根據一第三實施例之流程圖，第11圖所示之流程圖仍以第2圖所示之流程圖為基礎。第12圖為本發明之方法使用一觸控位置產生裝置44之俯視示意圖，其中觸控位置產生裝置44與前述反射結構12及觸控表面10搭配使用，觸控位置產生裝置44之結構與觸控位置產生裝置34相同，主要不同之處在於觸控位置產生裝置44使用四個測距器3422a-d，等距設置於旋轉件3462上，故關於觸控位置產生裝置44之結構說明，請逕參閱前述觸控位置產生裝置34之相關說明及圖式，不另贅述。於第12圖中，觸控位置產生裝置44以圓圈 表示於第12圖中，觸控位置產生裝置44於觸控表面10之觸控位置44a以十字標記表示於第12圖中，其中觸控位置產生裝置44之四個測距器3422a-d以小矩形標示於圓圈周邊，分別一第一、一第二、一第三及一第四方向朝向四周設置(於第12圖中即向右、向上、向左及向下之方向)，該第一方向與該第三方向相反，該第二方向與該第四方向相反。對應於第2圖中步驟S100，於該第三實施例中，本發明之方法使用觸控位置產生裝置44以周期性地朝向四周發射光線，如第11圖中步驟S300所示。於實作上，於步驟S300中，本發明之方法可透過使旋轉件3462相對於筆身340(或管體3400)旋轉，進而以達到旋轉測距器3422a-d之目的，以產生朝向反射結構12發射之光線L4a-h。亦即，測距器3422a-d於旋轉的同時，朝向筆身340(或管體3400)的四周發射光線L4a-h；其中，為簡化圖面，於第12圖中僅表現數道光線示意。於邏輯上，於步驟S300中，觸控位置產生裝置44利用發光及接收模組342掃描四周，測距器3422a-d分別同時掃描90度，測距器3422a-d整體即可掃描360度。

對應於第2圖中步驟S120，於該第三實施例中，本發明之方法使用觸控位置產生裝置44之測距器3422a-d接收被反射結構12之反射邊12a-d正向反射之光線L4a、L4c、L4e、L4g，如第11圖中步驟S320所示。其中，光線L4b、L4d、L4f、L4h因無法被反射邊12a-d正向反射，故不會被測距器3422a-d接收。同樣的，透過測距器3422a-d接收被反射結構12之反射邊12a-d正向反射之光線L4a、L4c、L4e、L4g，本發明之方法即可決定出觸控位置產生裝置44至各個反射邊12a-d之距離。補充說明的是，於該第三實施例中，測距器3422a-d以90度等圓周角設置，故原則上，測距器3422a-d會同時對應接收到正向反射之光線L4a、L4c、L4e、L4g。關於測距器3422a-d接收光線之其他說明，可參閱前述之相關說明，不另贅述。

對應於第2圖中步驟S140，於該第三實施例中，本發明之方法使用觸控位置產生裝置44以根據測距器3422a-d接收正向反射的光線L4a、L4c、 L4e、L4g，分別地決定自測距器3422a-d發射光線L4a、L4c、L4e、L4g至測距器3422a-d接收該正向反射的光線L4a、L4c、L4e、L4g之一有效量測值，如第11圖中步驟S340所示。同樣的，此四個有效量測值即對應自測距器3422a-d至反射邊12a-d之距離，故處理模組344根據此四個有效量測值即能決定出觸控位置44a。於該第三實施例中，本發明之方法接著使用觸控位置產生裝置44以根據對應於以該第一方向及該第三方向設置之該兩個測距器3422a、3422c之該兩個有效量測值之一比值，決定觸控位置44a沿第一座標軸C1之一座標，如第11圖中步驟S342所示；又，本發明之方法亦使用觸控位置產生裝置44以根據對應於以該第二方向及該第四方向設置之該兩個測距器3422b、3422d之該兩個有效量測值之一比值，決定觸控位置44a沿第二座標軸C2之一座標，如第11圖中步驟S344所示。藉此，透過，對應第一座標軸C1及第二座標軸C2之座標，觸控位置44a即被定位。

此外，於該第三實施例中，光線L4a、L4e均為沿觸控表面10之長邊方向行進之光線，光線L4c、L4g均為沿觸控表面10之短邊方向行進之光線，故第一座標軸C1平行於觸控表面10之長邊，第二座標軸C2平行於觸控表面10之短邊。於實作上，當測距器3422a-d接收到正向反射的光線L4a、L4c、L4e、L4g時，測距器3422a產生之有效量測值對應觸控表面10之短邊(此時，光線L4a為沿觸控表面10之短邊方向行進之光線)，故本發明之方法可利用該四個有效量測值之相對關係以判斷第一座標軸C1及第二座標軸C2與觸控表面10之長邊及短邊之關係。於該第三實施例中，本發明之方法還包含若對應於以該第一方向及該第三方向設置之該兩個測距器3422a、3422c之該兩個有效量測值之和大於對應於以該第二方向及該第四方向設置之該兩個測距器3422b、3422d之該兩個有效量測值之和時，決定第一座標軸C1對應觸控表面10之長邊且第二座標軸C2對應觸控表面10之短邊，如第11圖中步驟S346所示；若對應於以該第一方向及該第三方向設置之該兩個測距器3422a、3422c之該兩個有效量測值之和小於對應於以該第二方向及該第四方 向設置之該兩個測距器3422b、3422d之該兩個有效量測值之和時，決定第一座標軸C1對應觸控表面10之短邊且第二座標軸C2對應觸控表面10之長邊，如第11圖中步驟S348所示。

於步驟S340中，該四個有效量測值於實作上可利用檢驗值來判斷測距器3422a-d產生之量測值是否有效而決定。於該第三實施例中，本發明之方法同樣定義二個檢驗值，如同前述第二實施例中之該二個檢驗值。此二檢驗值之相關說明可參閱前述之相關說明，不另贅述。同樣的，以第12圖所示之情形，該四個有效量測值中對應光線L3a、L3e之該二個有效量測值之和等於對應觸控表面10之長邊之檢驗值，且該四個有效量測值中對應光線L3c、L3g之該二個有效量測值之和等於對應觸控表面10之短邊之檢驗值。

前述各實施均以觸控位置產生裝置34、44為觸控操作之裝置為例說明，但本明不以此為限。請參閱第13圖及第14圖，第13圖為根據一第四實施例之觸控位置產生裝置54之爆炸圖，第14圖為觸控位置產生裝置54之剖面圖。觸控位置產生裝置54包含一筆身540、一發光及接收模組542、一處理模組544及一旋轉機構546。筆身540包含一本體部5400及一接觸部5402，接觸部5402與本體部5400固定連接且露出於本體部5400，使得使用者可握持本體部5400以經由接觸部5402觸碰觸控表面10。本體部5400內形成之容置空間可容置旋轉機構546、處理模組544等元件。旋轉機構546包含一旋轉件5462及一驅動模組5464，驅動模組5464與旋轉件5462銜接以驅動旋轉件5462旋轉，發光及接收模組542包含至少一測距器5422(以影線方塊表示於第13圖及第14圖中)固定於旋轉件5462上。

於該第四實施例中，旋轉件5462可轉動地設置於本體部5400內且係相對於筆身540繞著一旋轉軸向540a(以鏈線表示於第14圖中)旋轉，旋轉件5462具有一內齒輪5462a。驅動模組5464包含至少一馬達54642(於該第四實施例中為兩個馬達)，設置於本體部5400內。每一個馬達54642包含一外齒輪54642a，透過外齒輪54642a與內齒輪5462a嚙合以驅動旋轉件5462 相對於本體部5400旋轉。其中，為簡化圖面，於第14圖中，馬達54642以單一整體剖面表現；又，外齒輪54642a與內齒輪5462a之細部輪廓均予以省略。另外，旋轉件5462大致呈環狀並具有一突緣54622，本體部5400具有一開口54002及形成於開口54002之一斷差結構54004，接觸部5402自開口54002突出於本體部5400，筆身540還包含一限位件5404，卡合至斷差結構54004使得限位件5404與斷差結構54004形成一凹槽54006，突緣54622可旋轉地設置於凹槽54006中。於實作上，可於突緣54622與凹槽54006的接面間設置滾珠(如第14圖中小黑點所示者)，以使旋轉件5462的轉動更平順。

因此，觸控位置產生裝置54與觸控位置產生裝置34架構邏輯相同，故關於觸控位置產生裝置54各部件之其他說明，可參閱前述觸控位置產生裝置34中相同命名元件之相關說明，不另贅述。觸控位置產生裝置54與觸控位置產生裝置34主要不同之處在於使用不同的旋轉機制。然而，觸控位置產生裝置34、54之旋轉件3462、5462均可使測距器3422、5422旋轉，以達到朝向觸控位置產生裝置34、54四周發射光線之目的。因此，觸控位置產生裝置54之發光及接收模組542可僅含單一測距器5422，或是在四個方向上(等圓周間隔)設置四個測距器5422，故觸控位置產生裝置54亦可取代觸控位置產生裝置34、44而應用於前述各流程實施中。

前述各實施例主要基於觸控位置產生裝置34、54周期性地朝向四周發射光線，但本發明不以此為限。請參閱第15圖，其為根據一第五實施例之觸控位置產生裝置64實施於觸控表面10之側視示意圖。觸控位置產生裝置64亦沿用觸控位置產生裝置14之架構，觸控位置產生裝置64與觸控位置產生裝置34、54主要不同之處在於觸控位置產生裝置64不再以旋轉機構實現朝向四周發射光線，而是同時朝向四周發射光線。於該第五實施例中，觸控位置產生裝置64包含一筆身640、一發光及接收模組642及一處理模組644(以虛線矩形示意)。發光及接收模組642及處理模組644均設置於筆身640，發光及接收模組642同時朝向四周發射光線。關於觸控位置產生裝置64之其 他說明，可參閱關於觸控位置產生裝置14之相關說明，不另贅述。另外，於該第五實施例中，由於發光及接收模組642不會相對於筆身640旋轉，故處理模組644得與發光及接收模組642直接電連接，但本發明不以此為限。

進一步來說，於該第五實施例中，發光及接收模組642包含一發光模組6422及一接收模組6424，發光模組6422可發射光線L5，光線L5被反射結構12反射後由接收模組6424接收。請併參閱第16圖，其為發光模組6422之俯視配置示意圖，其中鏈線表示筆身640之截面輪廓。發光模組6422包含複數個發光單元64222，為簡化圖面，以三個發光單元64222為例。每一個發光單元64222包含一光源64222a及一透鏡64222b，透鏡64222b設置於光源64222a前方以將光源64222a發射之光線調制成一線光源。透過適當地將發光單元64222環狀排列，可使得發光模組6422整體能產生同時朝向四周發射之光線。同樣的，接收模組6424包含複數個取像單元，環狀排列形成一環狀取像區(如第15圖所示者，環繞觸控位置產生裝置64之筆身640設置)，用以接收被反射結構12對反於觸控表面10正向反射之光線。其中，於實作上，每一個取像單元可包含一光學感測器及設置於光學感測器前方之一透鏡，該複數個取像單元如第16圖所示之設置架構而環狀排列，使得接收模組6424整體能接收360度之反射光。

另外，筆身640具有一接觸端640a，發光模組6422之發光單元64222位於接觸端640a與接收模組6424之取像單元之間。因此，相對於觸控表面10之垂直面，反射結構12反射光線L5形成之一定的夾角(光線L5之入射角與反射角之和)，此夾角特性可使多次反射之光線不會被接收模組6424所接收，或是搭配設置適當高度的反射結構12可使被反射結構12、筆身640或接收模組6424反射之光線不會再次被另一反射結構12反射，進而提昇處理模組644判斷觸控位置產生裝置64於觸控表面10上之一觸控位置64a(亦即接觸端640a觸碰觸控表面10處)。從另一方面而言，透過控制反射結構12反射光線L5形成之一定的夾角(光線L5之入射角與反射角之和)，亦可容許 發光模組6422與接收模組6424能相距一段距離設置而能保持正常運作。補充說明的是，光線L5相對於觸碰懷10邏輯上仍為正向反射，故處理模組644仍可據此推斷觸控位置產生裝置64與反射結構12間之距離。

請併參閱第17圖及第18圖，第17圖為本發明之方法根據一第六實施例之流程圖，第17圖所示之流程圖使用前述觸控位置產生裝置64且仍以第2圖所示之流程圖為基礎。第18圖為本發明之方法使用觸控位置產生裝置64之俯視示意圖，其中觸控位置產生裝置64與前述反射結構12及觸控表面10搭配使用，觸控位置產生裝置64以圓圈表示於第18圖中，觸控位置產生裝置64於觸控表面10之觸控位置64a以十字標記表示於第18圖中。對應於第2圖中步驟S100，於該第六實施例中，本發明之方法使用觸控位置產生裝置64同時朝向四周發射光線(例如為便於說明，以光線L6a-h為例)，如第17圖中步驟S400所示。因發光模組6422之發光單元64222採環狀設置，故發光模組6422整體產生向四周(或謂360度)發射之光線。

對應於第2圖中步驟S120，於該第六實施例中，本發明之方法使用觸控位置產生裝置64之該環狀取像區(或謂接收模組6424)接收被反射結構12之反射邊12a-d相對於觸控表面10正向反射之光線L6a、L6c、L6e、L6g，如第17圖中步驟S420所示。其中，光線L6b、L6d、L6f、L6h因無法被反射邊12a-d正向反射，故不會被接收模組6424接收。同樣的，透過接收模組6424接收被反射結構12之反射邊12a-d正向反射之光線L6a、L6c、L6e、L6g，本發明之方法即可決定出觸控位置產生裝置64至各個反射邊12a-d之距離。

對應於第2圖中步驟S140，於該第六實施例中，本發明之方法使用觸控位置產生裝置64以根據該環狀取像區(或謂接收模組6424)接收正向反射的光線L6a、L6c、L6e、L6g，決定一第一、一第二、一第三及一第四感測方位，如第17圖中步驟S440所示。其中，於實作上，由於該環狀取像區同時接收來自四周(或謂360度)的光線，透過該環狀取像區可獲得隨時間動態變化的影像分佈，此動態影像分佈亦對應接收角度(或謂360度)，因此，於此動 態影像分佈中，前述第一、第二、第三及第四感測方位即分別對應於接收正向反射的光線L6a、L6c、L6e、L6g，其中，該第一感測方位與該第三感測方位相反，該第二感測方位與該第四感測方位相反。於該第六實施例中，本發明之方法接著使用觸控位置產生裝置64以根據該環狀取像區接收該正向反射的光線L6a、L6c、L6e、L6g，於該第一、第二、第三及第四感測方位，分別地決定自觸控位置產生裝置64發射光線L6a、L6c、L6e、L6g至該環狀取像區接收正向反射的光線L6a、L6c、L6e、L6g之一第一、一第二、一第三及一第四有效量測值，如第17圖中步驟S442所示。接著，於該第三實施例中，本發明之方法接著使用觸控位置產生裝置64以根據該第一有效量測值與該第三有效量測值之一比值，決定觸控位置64a沿一第一座標軸C1之一座標，如第17圖中步驟S444所示；又，本發明之方法接著使用觸控位置產生裝置64以根據該第二有效量測值與該第四有效量測值之一比值，決定觸控位置64a沿一第二座標軸C2之一座標，如第17圖中步驟S446所示。藉此，透過，對應第一座標軸C1及第二座標軸C2之座標，觸控位置44a即被定位。

與前述第二、第三實施例一樣，於實作上，第一有效量測值亦可能對應觸控表面10之短邊(此時，光線L6a為沿觸控表面10之短邊方向行進之光線)，故於該第六實施例中，本發明之方法可利用該四個有效量測值之相對關係以判斷第一座標軸C1及第二座標軸C2與觸控表面10之長邊及短邊之關係。於該第六實施例中，本發明之方法還包含若該第一有效量測值與該第三有效量測值之和大於該第二有效量測值與該第四有效量測值之和時，決定第一座標軸C1對應觸控表面10之長邊且第二座標軸C2對應觸控表面10之短邊，如第17圖中步驟S448所示；若該第一有效量測值與該第三有效量測值之和小於該第二有效量測值與該第四有效量測值之和時，決定第一座標軸C1對應觸控表面10之短邊且第二座標軸C2對應觸控表面10之長邊，如第17圖中步驟S450所示。

此外，於步驟S442中，該四個有效量測值於實作上可利用檢驗值 來判斷發光及接收模組642產生之量測值是否有效而決定。於該第六實施例中，本發明之方法同樣定義二個檢驗值，如同前述第二實施例中之該二個檢驗值。此二檢驗值之相關說明可參閱前述之相關說明，不另贅述。同樣的，以第18圖所示之情形，該第一有效量測值與該第三有效量測值(分別對應於光線L6a、L6e)之和等於對應觸控表面10之長邊之檢驗值，該第二有效量測值與該第四有效量測值(分別對應於光線L6c、L6g)之和等於對應觸控表面10之短邊之檢驗值。

另外，補充說明的是，於前述各實施例中，觸控位置產生裝置14、34、44、54、64中之處理模組144、344、544、644皆直接設置於筆身140、340、540、640，使得觸控位置產生裝置14、34、44、54、64整體呈單一筆狀裝置，獨立運作以決定觸控位置34a、44a、64a，但本發明不以此為限。於實作上，處理模組144、344、544、644亦可設置於他處，而與發光及接收模組142、342、542、642以無線或有線的方式連接，例如連接設置於外部的電子裝置21上(例如插接於外部的電子裝置21之連接埠)，又例如設置於提供觸控表面10之螢幕主體或外部的電子裝置21內。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10‧‧‧觸控表面

12‧‧‧反射結構

12a-d‧‧‧反射邊

34‧‧‧觸控位置產生裝置

34a‧‧‧觸控位置

L3a-h‧‧‧光線

C1‧‧‧第一座標軸

C2‧‧‧第二座標軸

Claims (34)

1. 一種方法，用以決定一觸控位置產生裝置於一觸控表面上之一觸控位置，一反射結構環繞該觸控表面設置並突出於該觸控表面，該方法包含下列步驟：(a)使用該觸控位置產生裝置靠近該觸控表面並朝向該反射結構發射光線；(b)使用該觸控位置產生裝置以接收被該反射結構相對於該觸控表面反射之該光線；以及(c)使用該觸控位置產生裝置以根據該接收的光線，決定該觸控位置。
2. 如請求項1所述之方法，其中步驟(c)包含：使用該觸控位置產生裝置以根據該接收的光線，決定相關於自該觸控位置產生裝置至該反射結構間之距離之複數個量測值；以及使用該觸控位置產生裝置以根據該複數個量測值，決定該觸控位置。
3. 如請求項1所述之方法，其中於步驟(a)中，使用該觸控位置產生裝置以周期性地朝向四周發射該光線。
4. 如請求項3所述之方法，其中該觸控表面呈矩形，該反射結構包含四反射邊，用以反射該光線，對應地設置於該觸控表面之周邊，該觸控位置產生裝置包含一測距器，於步驟(a)中使用該觸控位置產生裝置以透過旋轉該測距器以產生朝向該反射結構發射之該光線，於步驟(b)中使用該觸控位置產生裝置之該測距器接收被該反射結構正向反射之該光線，以及步驟(c)包含：(c11)使用該觸控位置產生裝置以根據該接收的光線，依序決定自該測距器發射該光線至該測距器接收該正向反射的光線之四個有效量測值；(c12)使用該觸控位置產生裝置以根據該四個有效量測值中之第一及第 三個有效量測值之一比值，決定該觸控位置沿一第一座標軸之一座標；以及(c13)使用該觸控位置產生裝置以根據該四個有效量測值中之第二及第四個有效量測值之一比值，決定該觸控位置沿一第二座標軸之一座標。
5. 如請求項4所述之方法，其中該觸控表面具有一長邊及一短邊，步驟(c)包含：若該四個有效量測值中之第一及第三個有效量測值之和大於該四個有效量測值中之第二及第四個有效量測值之和時，決定該第一座標軸對應該長邊且該第二座標軸對應該短邊；以及若該四個有效量測值中之第一及第三個有效量測值之和小於該四個有效量測值中之第二及第四個有效量測值之和時，決定該第一座標軸對應該短邊且該第二座標軸對應該長邊。
6. 如請求項4所述之方法，其中該方法定義二個檢驗值，該二個檢驗值其中之一係基於光線沿該觸控表面之一第一邊來回行進所需的時間而決定，該二個檢驗值其中之另一係基於光線沿該觸控表面之一第二邊來回行進所需的時間而決定，於步驟(c11)中，該四個有效量測值中之第一及第三個有效量測值之和等於該二檢驗值其中之一，且該四個有效量測值中之第二及第四個有效量測值之和等於該二檢驗值其中之另一。
7. 如請求項4所述之方法，其中該方法定義二個檢驗值，該二個檢驗值其中之一係基於光線沿該觸控表面之一第一邊來回行進所需的時間而決定，該二個檢驗值其中之另一係基於光線沿該觸控表面之一第二邊來回行進所需的時間而決定，以及步驟(c11)包含：根據該接收的光線，產生自該觸控位置產生裝置發射該光線至該觸控位置產生裝置接收該正向反射的光線之複數個連續的量測值，該複數個連續的量測值均大於一下閥值且小於一上閥值； 自該複數個連續的量測值中，連續取出四個量測值以設定為一第一、一第二、一第三及一第四量測值；若該複數個連續的量測值中之第一及第三個量測值之和等於該二檢驗值其中之一，且該複數個連續的量測值中之第二及第四個量測值之和不等於該二檢驗值其中之另一時，接續自該複數個連續的量測值中取出下一個量測值以設定為該第四量測值；若該複數個連續的量測值中之第一及第三個量測值之和不等於該二檢驗值其中之一，且該複數個連續的量測值中之第二及第四個量測值之和等於該二檢驗值其中之另一時，接續自該複數個連續的量測值中取出下一個量測值以設定為該第一量測值；以及若該複數個連續的量測值中之第一及第三個量測值之和等於該二檢驗值其中之一，且該複數個連續的量測值中之第二及第四個量測值之和等於該二檢驗值其中之另一時，該第一、第二、第三及第四量測值設定為該四個有效量測值。
8. 如請求項4所述之方法，其中步驟(c11)包含：根據該接收的光線，產生自該觸控位置產生裝置發射該光線至該觸控位置產生裝置接收該正向反射的光線之一初始量測值，該初始量測值均大於一下閥值且小於一上閥值；根據該接收的光線及該初始量測值，決定關於該測距器，對應該初始量測值之一初始旋轉角度；根據該接收的光線，依序對應於自該初始旋轉角度依序累加90度、180度及270度之三個接續的旋轉角度，產生自該觸控位置產生裝置發射該光線至該觸控位置產生裝置接收該正向反射的光線之三個接續的量測值；以及將該初始量測值及該三個接續的量測值設定為該四個有效量測值。
9. 如請求項3所述之方法，其中該觸控表面呈矩形，該反射結構包含四反射 邊，用以反射該光線，對應地設置於該觸控表面之周邊，該觸控位置產生裝置包含四個測距器，分別以一第一、一第二、一第三及一第四方向朝向四周設置，該第一方向與該第三方向相反，該第二方向與該第四方向相反，於步驟(a)中使用該觸控位置產生裝置以透過旋轉該四個測距器以產生朝向該反射結構發射之該光線，於步驟(b)中使用該觸控位置產生裝置之該四個測距器接收被該反射結構正向反射之該光線，以及步驟(c)包含：(c21)使用該觸控位置產生裝置以根據該四個測距器接收該正向反射的光線，分別地決定自該測距器發射該光線至該測距器接收該正向反射的光線之一有效量測值；(c22)使用該觸控位置產生裝置以根據對應於以該第一方向及該第三方向設置之該兩個測距器之該兩個有效量測值之一比值，決定該觸控位置沿一第一座標軸之一座標；以及(c23)使用該觸控位置產生裝置以根據對應於以該第二方向及該第四方向設置之該兩個測距器之該兩個有效量測值之一比值，決定該觸控位置沿一第二座標軸之一座標。
10. 如請求項9所述之方法，其中該觸控表面具有一長邊及一短邊，步驟(c)包含：若對應於以該第一方向及該第三方向設置之該兩個測距器之該兩個有效量測值之和大於對應於以該第二方向及該第四方向設置之該兩個測距器之該兩個有效量測值之和時，決定該第一座標軸對應該長邊且該第二座標軸對應該短邊；以及若對應於以該第一方向及該第三方向設置之該兩個測距器之該兩個有效量測值之和小於對應於以該第二方向及該第四方向設置之該兩個測距器之該兩個有效量測值之和時，決定該第一座標軸對應該短邊且該第二座標軸對應該長邊。
11. 如請求項9所述之方法，其中該方法定義二個檢驗值，該二個檢驗值其 中之一係基於光線沿該觸控表面之一第一邊來回行進所需的時間而決定，該二個檢驗值其中之另一係基於光線沿該觸控表面之一第二邊來回行進所需的時間而決定，於步驟(c21)中，對應於以該第一方向及該第三方向設置之該兩個測距器之該兩個有效量測值之和等於該二檢驗值其中之一，且對應於以該第二方向及該第四方向設置之該兩個測距器之該兩個有效量測值之和等於該二個檢驗值其中之另一。
12. 如請求項1所述之方法，其中該觸控表面呈矩形，該反射結構包含四反射邊，用以反射該光線，對應地設置於該觸控表面之周邊，該觸控位置產生裝置包含一環狀取像區，環繞該觸控位置產生裝置設置，於步驟(b)中使用該觸控位置產生裝置之該環狀取像區接收被該反射結構相對於該觸控表面正向反射之該光線，以及步驟(c)包含：(c31)使用該觸控位置產生裝置以根據該環狀取像區接收該正向反射的光線，決定一第一、一第二、一第三及一第四感測方位，該第一感測方位與該第三感測方位相反，該第二感測方位與該第四感測方位相反；(c32)使用該觸控位置產生裝置以根據該環狀取像區接收該正向反射的光線，於該第一、第二、第三及第四感測方位，分別地決定自該觸控位置產生裝置發射該光線至該環狀取像區接收該正向反射的光線之一第一、一第二、一第三及一第四有效量測值；以及(c33)使用該觸控位置產生裝置以根據該第一有效量測值與該第三有效量測值之一比值，決定該觸控位置沿一第一座標軸之一座標；以及(c34)使用該觸控位置產生裝置以根據該第二有效量測值與該第四有效量測值之一比值，決定該觸控位置沿一第二座標軸之一座標。
13. 如請求項12所述之方法，該觸控表面具有一長邊及一短邊，步驟(c)包含：若該第一有效量測值與該第三有效量測值之和大於該第二有效量測值與該第四有效量測值之和時，決定該第一座標軸對應該長邊且該第二 座標軸對應該短邊；以及若該第一有效量測值與該第三有效量測值之和小於該第二有效量測值與該第四有效量測值之和時，決定該第一座標軸對應該短邊且該第二座標軸對應該長邊。
14. 如請求項12所述之方法，其中該方法定義二個檢驗值，該二個檢驗值其中之一係基於光線沿該觸控表面之一第一邊來回行進所需的時間而決定，該二個檢驗值其中之另一係基於光線沿該觸控表面之一第二邊來回行進所需的時間而決定，於步驟(c32)中，該第一有效量測值與該第三有效量測值之和等於該二檢驗值其中之一，且該第二有效量測值與該第四有效量測值之和等於該二個檢驗值其中之另一。
15. 一種觸控輸入系統，包含：一觸控表面；一反射結構，環繞該觸控表面設置並突出於該觸控表面；一觸控位置產生裝置，包含：一筆身，用以於該觸控表面實施觸控操作；以及一發光及接收模組，設置於該筆身，該發光及接收模組用以朝向該反射結構發射光線並接收被該反射結構相對於該觸控表面正向反射之該光線；以及一處理模組與該發光及接收模組通訊連接，該處理模組用以根據該接收的光線而決定該筆身於該觸控表面上之一觸控位置。
16. 如請求項15所述之觸控輸入系統，其中該發光及接收模組根據該接收的光線而產生複數個量測值，該處理模組根據該複數個量測值決定該觸控位置。
17. 如請求項15所述之觸控輸入系統，其中該發光及接收模組周期性地朝向四周發射該光線，該觸控位置產生裝置還包含一旋轉機構，設置於該筆身內，該發光及接收模組包含至少一測距器，與該處理模組通訊連接，該至 少一測距器用以朝向該反射結構發射該光線並接收被該反射結構相對於該觸控表面正向反射之該光線，該至少一測距器設置於該旋轉機構上，使得該至少一測距器能相對於該筆身旋轉。
18. 如請求項17所述之觸控輸入系統，其中該旋轉機構包含一旋轉件及一驅動模組，該旋轉件可相對於該筆身繞著一旋轉軸向旋轉，該驅動模組與該旋轉件銜接以驅動該旋轉件旋轉，該至少一測距器固定於該旋轉件上。
19. 如請求項18所述之觸控輸入系統，其中該筆身包含一管體及一桿件，該桿件設置於該管體內且相對於該管體固定，該桿件具有一接觸端，露出於該管體，該旋轉件可轉動地套在該桿件上，該驅動模組包含一旋轉套筒、一旋轉導引結構及一電磁產生裝置，該旋轉套筒具有一通孔，該旋轉套筒以該通孔套在該旋轉件上，該通孔之截面與該旋轉件之截面匹配，使得該旋轉件與該旋轉套筒能一起相對於該桿件旋轉且該旋轉套筒能沿該旋轉軸向於該旋轉件上滑動，該旋轉導引結構包含一螺旋狀溝槽及一導柱，於該旋轉套筒之外表面及該管體之內壁面上對應設置，該導柱可相對滑動於該螺旋狀溝槽中，該電磁產生裝置設置於該筆身並能以磁力驅動該旋轉套筒沿該旋轉軸向移動。
20. 如請求項19所述之觸控輸入系統，其中該旋轉套筒具有一滑槽，形成於該通孔之內壁面上，該旋轉件具有一滑軌，設置於該旋轉件之外表面上，該滑槽與該滑軌銜接使得該旋轉件與該旋轉套筒能一起相對於該桿件旋轉且該旋轉套筒能沿該旋轉軸向於該旋轉件上滑動。
21. 如請求項19所述之觸控輸入系統，其中該螺旋狀溝槽形成於該旋轉套筒之外表面，該導柱設置於該管體之內壁面上。
22. 如請求項19所述之觸控輸入系統，其中該旋轉套筒能產生一永久磁場，該電磁產生裝置可產生一感應磁場，該電磁產生裝置透過該感應磁場與該永久磁場交互作用以能控制該旋轉套筒沿該旋轉軸向前進及後退移動。
23. 如請求項18所述之觸控輸入系統，其中該筆身包含一本體部及一接觸部， 該接觸部與該本體部固定連接且露出於該本體部，該旋轉件可轉動地設置於該本體部內並具有一內齒輪，該驅動模組包含至少一馬達，設置於該本體部內，每一個馬達包含一外齒輪，與該內齒輪嚙合以驅動該旋轉件相對於該本體部旋轉。
24. 如請求項23所述之觸控輸入系統，其中該旋轉件大致呈環狀並具有一突緣，該本體部具有一開口及形成於該開口之一斷差結構，該接觸部自該開口突出於該本體部，該筆身還包含一限位件，卡合至該斷差結構使得該限位件與該斷差結構形成一凹槽，該突緣可旋轉地設置於該凹槽中。
25. 如請求項18所述之觸控輸入系統，其中該至少一測距器包含四個測距器，分別以一第一、一第二、一第三及一第四方向朝向四周固定於該旋轉件上，該第一方向與該第三方向相反，該第二方向與該第四方向相反。
26. 如請求項15所述之觸控輸入系統，其中該發光及接收模組包含一發光模組及一接收模組，該發光模組包含複數個發光單元，該複數個發光單元環狀排列使得該發光模組能產生同時朝向四周發射之該光線，該接收模組包含複數個取像單元，該複數個取像單元環狀排列形成一環狀取像區，用以接收被該反射結構相對於該觸控表面正向反射之該光線。
27. 一種觸控位置產生裝置，使用於一觸控輸入系統，該觸控輸入系統包含一觸控表面及一反射結構，該反射結構環繞該觸控表面設置並突出於該觸控表面，該觸控位置產生裝置包含：一筆身，用以於該觸控表面實施觸控操作；一發光及接收模組，設置於該筆身，該發光及接收模組用以朝向該反射結構發射光線並接收被該反射結構相對於該觸控表面反射之該光線，該發光及接收模組根據該接收的光線而產生複數個量測值；以及一處理模組，設置於該筆身並與該發光及接收模組通訊連接，該處理模組用以根據該複數個量測值而決定該筆身於該觸控表面上之一觸控位置。
28. 如請求項27所述之觸控位置產生裝置，還包含一旋轉機構，設置於該筆身內，其中該發光及接收模組包含至少一測距器，與該處理模組通訊連接用以朝向該反射結構發射該光線並接收被該反射結構相對於該觸控表面正向反射之該光線，該至少一測距器設置於該旋轉機構上，使得該至少一測距器能相對於該筆身旋轉。
29. 如請求項28所述之觸控位置產生裝置，其中該旋轉機構包含一旋轉件及一驅動模組，該旋轉件可相對於該筆身繞著一旋轉軸向旋轉，該驅動模組與該旋轉件銜接以驅動該旋轉件旋轉，該至少一測距器固定於該旋轉件上。
30. 如請求項29所述之觸控位置產生裝置，其中該筆身包含一管體及一桿件，該桿件設置於該管體內且相對於該管體固定，該桿件具有一接觸端，露出於該管體，該旋轉件可轉動地套在該桿件上，該驅動模組包含一旋轉套筒、一旋轉導引結構及一電磁產生裝置，該旋轉套筒具有一通孔，該旋轉套筒以該通孔套在該旋轉件上，該通孔之截面與該旋轉件之截面匹配，使得該旋轉件與該旋轉套筒能一起相對於該桿件旋轉且該旋轉套筒能沿該旋轉軸向於該旋轉件上滑動，該旋轉導引結構包含一螺旋狀溝槽及一導柱，於該旋轉套筒之外表面及該管體之內壁面上對應設置，該導柱可相對滑動於該螺旋狀溝槽中，該電磁產生裝置設置於該筆身並能以磁力驅動該旋轉套筒沿該旋轉軸向移動。
31. 如請求項30所述之觸控位置產生裝置，其中該旋轉套筒能產生一永久磁場，該電磁產生裝置可產生一感應磁場，該電磁產生裝置透過該感應磁場與該永久磁場交互作用以能控制該旋轉套筒沿該旋轉軸向前進及後退移動。
32. 如請求項29所述之觸控位置產生裝置，其中該筆身包含一本體部及一接觸部，該接觸部與該本體部固定連接且露出於該本體部，該旋轉件可轉動地設置於該本體部內並具有一內齒輪，該驅動模組包含至少一馬達，設置 於該本體部內，每一個馬達包含一外齒輪，與該內齒輪嚙合以驅動該旋轉件相對於該本體部旋轉。
33. 如請求項32所述之觸控位置產生裝置，其中該旋轉件大致呈環狀並具有一突緣，該本體部具有一開口及形成於該開口之一斷差結構，該接觸部自該開口突出於該本體部，該筆身還包含一限位件，卡合至該斷差結構使得該限位件與該斷差結構形成一凹槽，該突緣可旋轉地設置於該凹槽中。
34. 如請求項27所述之觸控位置產生裝置，其中該發光及接收模組包含一發光模組及一接收模組，該發光模組包含複數個發光單元，該複數個發光單元環狀排列使得該發光模組能產生同時朝向四周發射之該光線，該接收模組包含複數個取像單元，該複數個取像單元環狀排列形成一環狀取像區，用以接收被該反射結構相對於該觸控表面正向反射之該光線。