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1、10申请公布号CN102073400A43申请公布日20110525CN102073400ACN102073400A21申请号200910225943322申请日20091123G06F3/04120060171申请人广达电脑股份有限公司地址中国台湾桃园县72发明人康登杰陈金进萧志杰74专利代理机构北京市柳沈律师事务所11105代理人史新宏54发明名称利用暂存图像的基于图像的坐标输入装置及方法57摘要本发明提供一种基于图像的坐标输入装置及方法，用以检测在检测时间间隔内N个对象在坐标输入区域上的位置，其中N等于1或2。根据本发明，自检测时间间隔的启始时间点起，关于N个对象及坐标输入区域的周围的背。
2、景于第一视野处的连续的第一图像以及于第二视野处的连续的第二图像被撷取并暂存。根据本发明的装置及方法是根据暂存的连续第一图像及连续第二图像判断N个对象的数目并计算N个对象在该检测时间间隔内在坐标输入区域上的位置。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书6页附图5页CN102073405A1/2页21一种基于图像的坐标输入装置，该基于图像的坐标输入装置用以检测在一检测时间间隔内N个对象在一坐标输入区域上的位置，N等于1或2，该基于图像的坐标输入装置包含一第一图像撷取元件，该第一图像撷取元件被安置在该坐标输入区域的周围的一第一位置，该第一图像撷取元件用以自该。
3、检测时间间隔的启始时间点起撷取关于该N个对象及该坐标输入区域的周围的一背景的连续的第一图像；一第二图像撷取元件，该第二图像撷取元件被安置在该坐标输入区域的周围的一第二位置，该第二图像撷取元件用以自该检测时间间隔的启始时间点起撷取关于该N个对象及该坐标输入区域的周围的该背景的连续的第二图像；一暂存器，该暂存器分别电连接至该第一图像撷取元件以及该第二图像撷取元件，该暂存器用以暂存该等连续的第一图像以及该等连续的第二图像；以及一处理单元，该处理单元电连接至该暂存器，该处理单元用以取得该等连续的第一图像以及该等连续的第二图像，该处理单元并且根据该等第一图像及/或该等第二图像判断一变异，该处理单元并且根。
4、据该变异、该等第一图像以及该等第二图像计算该N个对象在该检测时间间隔内在该坐标输入区域上的位置。2根据权利要求1所述的基于图像的坐标输入装置，其中该变异指示该N个对象在该等第一图像或该等第二图像上的投影随着时间扩张，并且该处理单元根据该变异、该等第一图像以及该等第二图像计算该两个对象在该检测时间间隔内在该坐标输入区域上的位置。3根据权利要求1所述的基于图像的坐标输入装置，其中该变异指示该N个对象在该等第一图像或该等第二图像上的投影从一个暗块变成两个暗块，并且该处理单元根据该变异、该等第一图像以及该等第二图像计算该两个对象在该检测时间间隔内在该坐标输入区域上的位置。4根据权利要求1所述的基于图像。
5、的坐标输入装置，其中该等第一图像以及该等第二图像提供两组候选位置供该处理单元的计算，该变异指示该两组候选位置中一组候选位置中的一个位置大体上随着时间静止，并且该处理单元根据该变异、该等第一图像以及该等第二图像计算具有该静止位置的该组候选位置为该两个对象在该检测时间间隔内在该坐标输入区域上的位置。5根据权利要求1所述的基于图像的坐标输入装置，其中该等第一图像以及该等第二图像提供两组候选位置供该处理单元的计算，该变异指示该两组候选位置中一组候选位置中的一相关的几何参数大体上随着时间不变，并且该处理单元根据该变异、该等第一图像以及该等第二图像计算具有该不变的几何参数的该组候选位置为该两个对象在该检测。
6、时间间隔内在该坐标输入区域上的位置。6根据权利要求5所述的基于图像的坐标输入装置，其中该组候选位置的相关的几何参数是该组候选位置之间的一向量或一距离。7一种基于图像的坐标输入方法，该基于图像的坐标输入装置用以检测在一检测时间间隔N个对象在一坐标输入区域上的位置，N等于1或2，该基于图像的坐标输入装置包含A于一第一视野处，自该检测时间间隔的启始时间点起撷取关于该N个对象及该坐标输入区域的周围的一背景的连续的第一图像；权利要求书CN102073400ACN102073405A2/2页3B于不同于该第一视野的一第二视野处，自该检测时间间隔的启始时间点起撷取关于该N个对象及该坐标输入区域的周围的该背景。
7、的连续的第二图像；C暂存该等连续的第一图像以及该等连续二图像；D根据该等暂存的第一图像及/或该等暂存的第二图像，判断一变异；以及E根据该变异、该等第一图像以及该等第二图像计算该N个对象在该检测时间间隔内在该坐标输入区域上的位置。8根据权利要求7所述的基于图像的坐标输入方法，其中于步骤D判断的该变异指示该N个对象在该等第一图像或该等第二图像上的投影随着时间扩张，并且于步骤E该两个对象在该检测时间间隔内在该坐标输入区域上的位置是根据该变异、该等第一图像以及该等第二图像计算而得。9根据权利要求7所述的基于图像的坐标输入方法，其中于步骤D判断的该变异指示该N个对象在该等第一图像或该等第二图像上的投影从。
8、一个暗块变成两个暗块，并且于步骤E该两个对象在该检测时间间隔内在该坐标输入区域上的位置是根据该变异、该等第一图像以及该等第二图像计算而得。10根据权利要求7所述的基于图像的坐标输入方法，其中该等第一图像以及该等第二图像提供两组候选位置供计算、判断，于步骤D判断的该变异指示该两组候选位置中一组候选位置中的一个位置大体上随着时间静止，并且于步骤E具有该静止位置的该组候选位置是根据该变异、该等第一图像以及该等第二图像计算为该两个对象在该检测时间间隔内在该坐标输入区域上的位置。11根据权利要求7所述的基于图像的坐标输入方法，其中该等第一图像以及该等第二图像提供两组候选位置供计算、判断，于步骤D判断的该。
9、变异指示该两组候选位置中一组候选位置中的一相关的几何参数大体上随着时间不变，并且于步骤E具有该不变的几何参数的该组候选位置是根据该变异、该等第一图像以及该等第二图像计算为该两个对象在该检测时间间隔内在该坐标输入区域上的位置。12根据权利要求11所述的基于图像的坐标输入方法，其中该组候选位置的相关的几何参数是该组候选位置之间的一向量或一距离。权利要求书CN102073400ACN102073405A1/6页4利用暂存图像的基于图像的坐标输入装置及方法技术领域0001本发明是关于一种基于图像的坐标输入装置及方法IMAGEBASEDCOORDINATEINPUTAPPARATUSANDMETHOD，。
10、并且特别地，本发明是关于一种利用暂存的图像并基于图像的坐标输入装置及方法。背景技术0002由于触控式屏幕TOUCHSCREEN能让操作者直觉地通过接触方式进行相对显示器的坐标输入的优点，触控式屏幕已成为现今显示器常见配置的输入装置。触控式屏幕已广泛地应用于各类具有显示器的电子产品中，例如，监视器、笔记本型计算机、平板计算机、自动柜员机、销售点终端机、游客导览系统、工业控制系统，等。0003除了传统电阻式、电容式等操作者必须接触的触控屏幕外，利用图像撷取元件IMAGECAPTURINGDEVICE让操作者无需真正接触到显示器的坐标输入方式也已被采用。利用图像撷取元件的基于图像的坐标输入方法的相关。
11、先前技术请见美国专利公告号第4,507,557号专利，在此不多做赘述。0004随着通过触控屏幕执行多点输入的趋势，基于图像的坐标输入方法也有能执行多点输入的发展，相关先前技术请见美国专利公告号第7,411,575号专利。然而，基于图像的坐标输入方法若要实时判断多点输入的坐标必须有充足的运算资源。0005此外，基于图像的坐标输入方法极有可能在一检测时间间隔内，因多点输入的坐标相当接近，而无法实时判断、区分这些点的坐标位置。0006因此，本发明的一范畴旨在提供一种基于图像的坐标输入装置及方法。并且特别地，根据本发明的基于图像的坐标输入装置及方法是利用暂存的图像来判断多点输入的坐标位置。藉此，在充足。
12、的运算资源或无法实时判断、区分多点输入的坐标位置等情况下，根据本发明的基于图像的坐标输入装置及方法仍能回溯暂存的图像，进而判断多点输入的坐标位置。发明内容0007根据本发明的一较佳具体实施例的基于图像的坐标输入装置，其用以检测在检测时间间隔DETECTINGINTERVAL内N个对象OBJECT在坐标输入区域COORDINATEINPUTREGION上的位置，其中N等于1或2。根据本发明的基于图像的坐标输入装置包含第一图像撷取元件、第二图像撷取元件、暂存器BUFFER以及处理单元PROCESSINGUNIT。第一图像撷取元件被安置在坐标输入区域的周围的第一位置，并且用以自检测时间间隔的启始时间。
13、点起撷取关于N个对象以及坐标输入区域的周围的背景的连续的第一图像。第二图像撷取元件被安置在坐标输入区域的周围的第二位置，并且用以自检测时间间隔的启始时间点起撷取关于N个对象以及坐标输入区域的周围的背景的连续的第二图像。暂存器分别电连接至第一图像撷取元件以及第二图像撷取元件。暂存器用以暂存该等连续的第一图像以及该等连续二图像。处理单元电连接至暂存器。处理单元用以取得该等连续的第一图像以说明书CN102073400ACN102073405A2/6页5及该等连续的第二图像。处理单元并且根据该等第一图像及/或该等第二图像判断一变异VARIATION。处理单元并且根据该变异、该等第一图像以及该等第二图像。
14、计算N个对象在检测时间间隔内在坐标输入区域上的位置。0008根据本发明的一较佳具体实施例的基于图像的坐标输入方法，其用以检测在检测时间间隔N个对象在坐标输入区域上的位置，其中N等于1或2。根据本发明的基于图像的坐标输入方法首先是于第一视野处，自检测时间间隔的启始时间点起撷取关于N个对象以及坐标输入区域的周围的背景的连续的第一图像。接着，根据本发明的基于图像的坐标输入方法是于不同于第一视野的第二视野处，自检测时间间隔的启始时间点起撷取关于N个对象以及坐标输入区域的周围的背景的连续的第二图像。接着，根据本发明的基于图像的坐标输入方法是暂存该等连续的第一图像以及该等连续二图像。接着，根据本发明的基于。
15、图像的坐标输入方法是根据该等暂存的第一图像及/或该等暂存的第二图像，判断一变异。最后，根据本发明的基于图像的坐标输入方法是根据该变异、该等第一图像以及该等第二图像计算N个对象在检测时间间隔内在坐标输入区域上的位置。0009于一具体实施例中，该变异指示N个对象在该等第一图像或该等第二图像上的投影随着时间扩张。在此情况下，根据该变异、该等第一图像以及该等第二图像，两个对象在检测时间间隔内在坐标输入区域上的位置被判断、计算而得。0010于一具体实施例中，该变异指示N个对象在该等第一图像或该等第二图像上的投影从一个暗块变成两个暗块。在此情况下，根据该变异、该等第一图像以及该等第二图像，两个对象在检测时。
16、间间隔内在坐标输入区域上的位置被判断、计算而得。0011于一具体实施例中，该等第一图像以及该等第二图像即提供两组候选位置供计算。该变异指示两组候选位置中一组候选位置中的一个位置大体上随着时间静止。在此情况下，根据该变异、该等第一图像以及该等第二图像，具有静止位置的该组候选位置被判断、计算为两个对象在检测时间间隔内在坐标输入区域上的位置。0012于一具体实施例中，该等第一图像以及该等第二图像即提供两组候选位置供计算。该变异指示两组候选位置中一组候选位置中的相关的几何参数大体上随着时间不变。在此情况下，根据该变异、该等第一图像以及该等第二图像，具有不变的几何参数的该组候选位置被判断、计算为两个对象。
17、在检测时间间隔内在坐标输入区域上的位置。0013关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。附图说明0014图1是根据本发明的一较佳具体实施例的基于图像的坐标输入装置的架构示意图。0015图2是示意地绘示T0及T1两时间点所撷取的图像案例，并且于此案例中，图像上的投影随着时间扩张。0016图3是示意地绘示T0及T1两时间点所撷取的图像案例，并且于此案例中，随着时间图像上的投影从一个暗块变成两个暗块。0017图4是示意地标示T0及T1两时间点坐标输入区域上的候选位置，并且于此案例中，位置M1大体上随着时间静止。说明书CN102073400ACN102073405A3/。
18、6页60018图5是示意地标示T0及T1两时间点坐标输入区域上的候选位置，并且于此案例中，位置M1与位置M2之间形成的向量大体上随着时间不变。0019图6是根据本发明的一较佳具体实施例的基于图像的坐标输入方法的流程图。0020主要元件标号说明00211基于图像的坐标输入装置10标输入区域0022102坐标输入区域的周围11边框002312第一图像撷取元件13回复反射元件002414第二图像撷取元件16暂存器002518处理单元P1、P2位置00262坐标输入方法S20S28流程步骤具体实施方式0027本发明提供一种基于图像的坐标输入装置及方法。并且特别地，根据本发明的基于图像的坐标输入装置及方。
19、法是利用暂存的图像来判断多点输入的坐标位置。藉此，在没有充足的运算资源或无法实时判断、区分多点输入的坐标位置等情况下，根据本发明的基于图像的坐标输入装置及方法仍能回溯暂存的图像，进而判断多点输入的坐标位置。以下通过对判断、区分两点输入的较佳具体实施例的详细说明，藉以充分解说关于本发明的多点输入的特征、精神、优点以及实施上的可行性。0028请参阅图1，图1是根据本发明的一较佳具体实施例的基于图像的坐标输入装置1的架构示意图。根据本发明的基于图像的坐标输入装置1用以检测在检测时间间隔内N个对象例如，手指、指示笔，等在坐标输入区域10上的位置P1、P2，其中N等于1或2。0029如图1所示，根据本发。
20、明的基于图像的坐标输入装置1包含第一图像撷取元件12、第二图像撷取元件14、暂存器16以及处理单元18。0030同样示于图1，根据本发明的基于图像的坐标输入装置1并且包含隆起并且环绕坐标输入区域10的边框11。第一图像撷取元件12被安置在坐标输入区域10的周围102的第一位置，如图1所示边框11的左上角隅处。第二图像撷取元件14被安置在坐标输入区域10的周围102的第二位置，如图1所示边框11的右上角隅处。如同传统的基于图像的坐标输入装置一般，根据本发明的基于图像的坐标输入装置1并且包含分别装设在左上角隅及右上角隅的点光源未绘示于图1中。于此架构中，根据本发明的基于图像的坐标输入装置1并且包含。
21、装设在边框11三个内缘的回复反射元件RECTROREFLECTIVEDEVICE13，用以回复反射安置在左上角隅处点光源发射的光线至第一图像撷取元件12以及回复反射安置在右上角隅处点光源发射的光线至第二图像撷取元件14，进而让第一图像撷取元件12与第二图像撷取元件14能撷取关于坐标输入区域10的周围102的背景的图像以及对象在图像上的投影。此外，关于基于图像的坐标输入装置的先前技术，已有多种不同光源型态、反射元件与导光元件的设计方案被提出。例如，在坐标输入区域的周围的三个内缘安置线光源以取代点光源而无需回复反射元件的设计。需强调的是，根据本发明的基于图像的坐标输入装置及方法皆可以实施于采用上述。
22、各种光源、反射元件与导光元件设计的基于图像的坐标输入装置。0031特别地，第一图像撷取元件12用以自检测时间间隔的启始时间点起撷取关于N个说明书CN102073400ACN102073405A4/6页7对象以及坐标输入区域10的周围102的背景的连续的第一图像。同样地，第二图像撷取元件14用以自检测时间间隔的启始时间点起撷取关于N个对象以及坐标输入区域10的周围102的背景的连续的第二图像。0032暂存器16分别电连接至第一图像撷取元件12以及第二图像撷取元件14。暂存器16用以暂存该等连续的第一图像以及该等连续二图像。0033处理单元18电连接至暂存器16。处理单元18用以取得该等连续的第一。
23、图像以及该等连续的第二图像。处理单元18并且根据该等第一图像及/或该等第二图像判断一变异。处理单元18并且根据该变异、该等第一图像以及该等第二图像计算N个对象在检测时间间隔内在坐标输入区域10上的位置。0034针对N个对象为两个对象并依序落在坐标输入区域10上且两个对象的位置相当接近的情况，于一具体实施例中，该变异指示N个对象在该等第一图像或该等第二图像上的投影随着时间扩张。例如，如图2所示，T0时间点成像图像第一图像或第二图像上的投影的宽度为X1，T1时间点同样成像图像上的投影位置未移动且其的宽度为X2，处理单元18将判断出成像图像的投影随着时间扩张。在此情况下，根据该变异、该等第一图像以及。
24、该等第二图像，两个对象在检测时间间隔内在坐标输入区域10上的位置被判断、计算而得。在此强调，上述通过投影随着时间扩张对两点输入的判断也适用于对两点以上的输入。0035针对N个对象为两个对象并同时或依序落在坐标输入区域10上且两个对象的位置相当接近的情况，于一具体实施例中，该变异指示N个对象在该等第一图像或该等第二图像上的投影从一个暗块变成两个暗块。例如，如图3所示T0时间点成像图像第一图像或第二图像上的投影为一个暗块，T1时间点同样成像图像上的投影则变成两个暗块。在此情况下，根据该变异、该等第一图像以及该等第二图像，两个对象在检测时间间隔内在坐标输入区域10上的位置被判断、计算而得。在此强调，。
25、上述通过投影的暗块数目的变化对两点输入的判断也适用于对两点以上的输入。0036针对N个对象为且运算资源不足以实时判断、区分落在坐标输入区域10上的两个对象的位置的情况，于一具体实施例中，该等第一图像以及该等第二图像即提供两组候选位置供计算。该变异指示两组候选位置中一组候选位置中的一个位置大体上随着时间静止。例如，如图4所示在T0时间点有两组候选位置M1T0，M2T0以及M3T0，M4T0，在T1时间点，同样有两组候选位置M1T1，M2T1以及M3T1，M4T1。特别地，M1T0与M1T1坐标相同。通过回溯该等第一图像以及该等第二图像，处理单元18将判断出位置M1随着时间静止。在此情况下，根据该。
26、变异、该等第一图像以及该等第二图像，具有静止位置的该组候选位置被判断、计算为两个对象在检测时间间隔内在坐标输入区域10上的位置，例如图4中M1T0，M2T0。在此强调，上述通过候选位置中的一个位置大体上随着时间静止对两点输入的判断也适用于对两点以上的输入。0037针对运算资源不足以实时判断、区分落在坐标输入区域10上的两个对象的位置的情况，于一具体实施例中所示，该等第一图像以及该等第二图像即提供两组候选位置供计算。该变异指示两组候选位置中一组候选位置中的相关的几何参数大体上随着时间不变。例如，如图5所示在T0时间点有两组候选位置M1T0，M2T0以及M3T0，M4T0，在T1时间点，同样有两组。
27、候选位置M1T1，M2T1以及M3T1，M4T1。M1T0与M2T0之间形成的向量V1，M3T0说明书CN102073400ACN102073405A5/6页8与M4T0之间形成的向量V2，M1T1与M2T1之间形成的向量V1，M3T1与M4T1之间形成的向量V2。特别地，V1与V1之间的相异甚小，V2与V2之间则有明显的差异。在此情况下，根据该变异、该等第一图像以及该等第二图像，具有不变的几何参数的该组候选位置被判断、计算为两个对象在检测时间间隔内在坐标输入区域10上的位置，例如图5中M1T0，M2T0。在此强调，上述通过候选位置中的一组候选位置中的一相关的几何参数大体上随着时间不变对两点输。
28、入的判断也适用于对两点以上的输入。于实际应用中，一组候选位置中被应用来判断的相关几何参数，除了一组候选位置之间的向量外，也可采用一组候选位置之间的距离等几何参数。0038请参阅图6，图6是绘示根据本发明的一较佳具体实施例的基于图像的坐标输入方法2的流程图。根据本发明的基于图像的坐标输入方法2用以检测在检测时间间隔N个对象在坐标输入区域上的位置，其中N等于1或2。0039如图6所示，根据本发明的基于图像的坐标输入方法2首先是同时执行步骤S20及步骤S22。于步骤S20中，于第一视野处，关于N个对象以及坐标输入区域的周围的背景的连续的第一图像是自检测时间间隔的启始时间点起撷取。于步骤S22中，于不。
29、同于第一视野的第二视野处，关于N个对象以及坐标输入区域的周围的背景的连续的第二图像是自检测时间间隔的启始时间点起撷取。0040接着，根据本发明的基于图像的坐标输入方法2是执行步骤S24，暂存该等连续的第一图像以及该等连续二图像。0041接着，根据本发明的基于图像的坐标输入方法2是执行步骤S26，根据该等暂存的第一图像及/或该等暂存的第二图像，判断一变异。0042最后，根据本发明的基于图像的坐标输入方法2是执行步骤S28，根据该变异、该等第一图像以及该等第二图像计算N个对象在检测时间间隔内在坐标输入区域上的位置。0043于一具体实施例中，于步骤S26判断的该变异指示N个对象在该等第一图像或该等第。
30、二图像上的投影随着时间扩张。并且，于步骤S28两个对象在检测时间间隔内在坐标输入区域上的位置是根据该变异、该等第一图像以及该等第二图像计算而得。在此强调，上述通过投影随着时间扩张对两点输入的判断也适用于对两点以上的输入。0044于一具体实施例中，于步骤S26判断的该变异指示N个对象在该等第一图像或该等第二图像上的投影从一个暗块变成两个暗块。并且，于步骤S28两个对象在检测时间间隔内在坐标输入区域上的位置是根据该变异、该等第一图像以及该等第二图像计算而得。在此强调，上述通过投影的暗块数目的变化对两点输入的判断也适用于对两点以上的输入。0045于一具体实施例中，该等第一图像以及该等第二图像提供两组。
31、候选位置供计算、判断。于步骤S26判断的该变异指示两组候选位置中一组候选位置中的一个位置大体上随着时间静止。并且，于步骤S28具有静止位置的该组候选位置是根据该变异、该等第一图像以及该等第二图像计算为两个对象在检测时间间隔内在坐标输入区域上的位置。在此强调，上述通过候选位置中的一个位置大体上随着时间静止对两点输入的判断也适用于对两点以上的输入。0046于一具体实施例中，该等第一图像以及该等第二图像提供两组候选位置供计算、判断。于步骤S26判断的该变异指示两组候选位置中一组候选位置中的相关的几何参数大说明书CN102073400ACN102073405A6/6页9体上随着时间不变。并且，于步骤S。
32、28具有不变的几何参数的该组候选位置是根据该变异、该等第一图像以及该等第二图像计算为两个对象在检测时间间隔内在坐标输入区域上的位置。在此强调，上述通过候选位置中的一组候选位置中的一相关的几何参数大体上随着时间不变对两点输入的判断也适用于对两点以上的输入。于实际应用中，一组候选位置中被应用来判断的相关几何参数可以是一组候选位置之间的向量、距离等几何参数。0047综上所述，根据本发明的基于图像的坐标输入装置及方法可以在没有充足的运算资源或无法实时判断、区分多点输入的坐标位置等情况下，利用回溯暂存的图像，进而判断多点输入的坐标位置。0048通过以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特。
33、征与精神，而并非以上述所揭露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相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求范围的范畴内。因此，本发明所申请的权利要求范围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具相等性的安排。说明书CN102073400ACN102073405A1/5页10图1说明书附图CN102073400ACN102073405A2/5页11图2图3说明书附图CN102073400ACN102073405A3/5页12图4说明书附图CN102073400ACN102073405A4/5页13图5说明书附图CN102073400ACN102073405A5/5页14图6说明书附图CN102073400A。