TWI498785B - 觸控感應裝置以及觸碰點偵測方法 - Google Patents

Description

觸控感應裝置以及觸碰點偵測方法

本發明係有關於觸控式螢幕，尤其是有關於利用針孔結構收集反射光來感應觸控點的裝置與方法。

觸控式界面已廣泛使用在各種電子裝置中，例如手持式行動裝置或者是顯示面板。現今技術中，感應觸碰點之位置的方式通常是使用與電阻式或電容式的感應陣列，疊合在操作界面上以偵測觸碰位置。然而對於大型顯示面板而言，要實作感應陣列的成本極高。另外一方面，有些傳統的觸控式界面採用影像偵測的方式，利用攝影器材判斷觸控感應的表層是否接受到觸碰。然而，攝影器材的實作額外增加了感光元件和鏡頭的成本，而且遇到多點觸碰的情況時，往往必須設置多組感光元件和鏡頭同時運作，才有辦法區分多個觸碰點之位置。因此，傳統觸控感應的製作成本總是相當昂貴。

本發明提出一種觸控感應，可在不使用高成本攝影器材的前提下感應觸控點的位置。本發明實施例之觸控感應裝置，包含一觸控墊，受到四個邊框的圍繞。其中第一、第二及第三邊框上包含倒反射(retro-reflection)材質。本發明實施例在兩側邊框設置光源和針孔，並在觸控墊外緣之針孔後方設置感光元件接收該些針孔投射的成像。該第一、第二、第三邊框上的倒反射材質可將光源反射至針孔而投射在感光元件上形成影像。藉由判斷成像中的陰影位置，可判斷觸碰點在該觸控墊上的位置。

一第一光源和第一針孔設置於該第一邊框和該第四邊框之交界處。第一光源發出第一光束照射第二邊框和第三邊框，以產生第一反射光。另一方面，一第二光源和第二針孔設置於該第二邊框和該第四邊框之交界處。該第二光源發出第二光束照射該第一邊框和第三邊框，以產生一第二反射光。一第一感光模組設置於該觸碰墊外緣與該第一針孔相隔一特定距離處，用以感應該第一反射光透過該第一針孔投射於該第一感光模組上的一第一成像。一第二感光模組設置於該觸碰墊外緣與該第二針孔相隔該特定距離處，用以感應該第二反射光透過該第二針孔投射於該第二感光模組上的一第二成像。該第一感光模組及該第二感光模組接收該第一成像和該第二成像之後傳送至一處理器。

當至少一物體碰觸於該觸控墊時，該處理器可根據該第一成像以及該第二成像進行一影像分析程序，以判斷該至少一物體與該觸控墊之觸碰點的座標位置。

本發明另一實施例是基於上述觸控感應裝置所執行的觸碰點偵測方法。詳細實施例將搭配圖示於下段說明。

相對於習知觸控偵測技術，本發明實施例採用針孔投射原理來產生成像，減低了使用鏡頭及攝影裝置的成本。除此之外，觸控感應的設置方式亦經過特定的安排，以利多點觸控的偵測。第1圖係為本發明實施例之一觸控感應裝置100。該觸控感應裝置100中設置有一觸控墊150，作為接受觸碰之界面。在該觸控墊150的四週，設置了一第一邊框110、一第二邊框120、一第三邊框130和一第四邊框140。其中為了說明起見，定義該第一邊框110和第二邊框120分立觸控墊150的左右兩側，而該第三邊框130和第四邊框140分別擺設於觸控墊150的上側與下側。

該第一、第二及第三邊框上設置了一種倒反射(retro-reflection)材質，可讓任何角度的入射光沿著原來入射路徑反射回去。倒反射的材質運用可搭配各種廣泛的既有技術而實施，因此詳細作法不在此介紹。在觸控墊150的右上角，第一邊框110和第四邊框140的交界處，設置了一第一針孔112和一第一光源114。該第一光源114可發出一視野範圍為90度的第一光束，恰好完全照射該第二邊框120和該第三邊框130之全部區域。而該第一針孔112可收集該第二邊框120和第三邊框130反射回來的第一反射光。在該觸控墊150外緣與該第一針孔112相隔一特定距離處，設置了一第一感光模組116。該第一反射光可透過該第一針孔112投射於該第一感光模組116上，形成一第一成像。基本上，只要第一光源114和第二邊框120、第三邊框130之間沒有遮蔽物，該第一成像呈現出來的即是第二邊框120和第三邊框130本身的倒影。

同樣地，一第二針孔122和一第二光源124設置於觸控墊150的左上角，第二邊框120和第四邊框140之交界處。該第二光源124可發出一視角範圍為90度的第二光束，恰好照射該第一邊框110和該第三邊框130之全部區域。由該第一邊框110和第三邊框130產生之第二反射光，則可由該第二針孔122負責收集。一第二感光模組126設置於該觸碰墊外緣與該第二針孔122相隔該特定距離處，用以感應該第二反射光透過該第二針孔122投射於該第二感光模組126上的一第二成像。

換言之，只要有任何物體接近或碰觸該觸控墊150的表面任何位置，該第一感光模組116上的第一成像和該第二感光模組126上的第二成像中的對應位置會出現顏色、亮度或樣紋之改變。舉例來說，該第一光源114及該第二光源124可以是特定燈具或發光二極體，用以產生特定射線例如雷射光、紅外線甚或是冷光，而該第一感光模組116和第二感光模組126可為對應的接收器。更進一步的說，可見光也可應用於本實施中來作為光源，本發明之實作並無限制。

本發明實施例係利用偵測這些改變來判斷觸碰點的位置。在觸控感應裝置100中，有一運算單元160耦接該第一感光模組116及該第二感光模組126，用以接收該第一成像和該第二成像以進行影像分析。當至少一物體碰觸於該觸控墊150時，該運算單元160根據該第一成像以及該第二成像以判斷該至少一物體與該觸控墊150之觸碰點的座標位置。至於詳細的判斷方式，將於下段詳細說明。

第2圖係為本發明感應第一觸碰點P1之實施例。為了方便說明起見，第2圖簡化了第1圖以呈現觸控墊150上的光線路徑。在本發明實施例中，為了方便計算，第一感光模組116與第二感光模組126的長度可以設定為相同，表示為S。第一感光模組116與第四邊框140呈45度夾角，中垂線指向該第一針孔112，使第一感光模組116之兩端點和第一針孔112之連線形成一等腰三角形，可以透過第一針孔112完整的接收觸控墊150中任何位置投射進來的光線，尤其是來自第二邊框120和第三邊框130的反射光。同樣的，第二感光模組126之兩端點和第一針孔112之連線亦形成一等腰三角形，可接收來自第一邊框110和第三邊框130的反射光。

當有一物體例如手指或觸控筆接觸了觸控墊150的第一觸碰點P1時，第二邊框120和第三邊框130的反射光被遮蔽而到達不了該第一針孔112，因而在第一感光模組116上的t1位置投射了一個影子j1。同樣的，在第二感光模組126上的t2處，第一觸碰點P1透過第二針孔122投射了一個影子j2。由於觸控墊150是平面，第一感光模組116和第二感光模組126只需要感測一維(即線性)的影像即可判斷第一觸碰點P1之位置，因此該第一感光模組116和該第二感光模組126可以是特定的單行結構，不需要大面積畫素陣列。而且此應用場合中，只需要感測特定光源的變化，例如灰階，未必需要精細的顏色階調。因此成本比起傳統的感光元件，是相當低廉。舉例來說，該第一感光模組116和第二感光模組126上的第一成像和該第二成像呈現出來即是特定顏色之細長線條影像。

如第2圖所示，該第一邊框110及第二邊框120的長度即為觸控墊150的高度，表示為H，而第三邊框130和第四邊框140的長度，也代表觸控墊150的寬度，表示為W。為了計算出該第一觸碰點P1所在的座標(x,y)，本發明實施例利用第1圖的運算單元160進行了一影像分析程序，主要包含夾角換算和座標換算兩個步驟。如第2圖所示，本發明定義第一觸碰點P1至第一針孔112的連線與第一邊框110的夾角為θ₁ ，而第一觸碰點P1至第二針孔122的連線與第二邊框120的夾角為θ₂ 。

在第一感光模組116和第二感光模組126感測到陰影j1和j2之後，運算單元160遂根據下列公式進行夾角換算：

其中θ表示由針孔至感光元件上之投影點之連線，與縱軸(如第一邊框110和第二邊框120)之夾角。t代表投影點在感光元件上的位置，而S為感光元件之總長度。以第一感光模組116和第二感光模組126之長度皆為S為例，第2圖中的θ₁ 和θ₂ 可根據j1和j2之位置代入第(1)式而得：

上述公式係基於第一感光模組116和第二感光模組126與第四邊框140呈45度角設置方式所推得。若是第一感光模組116和第二感光模組126的擺設角度有所不同，則獲得的公式也會不同。本發明並不限定實際的做法。然而只要是透過第一針孔112和第二針孔122，事實上該觸控墊150上不論是任何一點之座標，皆可在第一感光模組116和第二感光模組126上產生一對一的對應關係。因此，只要透過適當的換算公式，即可根據j1和j2算出座標(x,y)。

更確切地說，以第2圖為例，由於第一觸碰點P1係為由第一針孔112和第二針孔122延伸出來的兩條直線之交點，在求得θ₁ ，θ₂ 之後，運算單元160可進一步根據該θ₁ ，θ₂ ，觸控墊150的高度H以及寬度W進行一轉換運算，以三角函數之聯立方程式求得該第一觸碰點P1的位置座標。而本例中所使用的轉換運算所使用的公式，省略推導過程後，可直接表示結果如下：

由第(4)式和第(5)式可知，基本上第一觸碰點P1的座標(x,y)是由角度各為θ₁ 和θ₂ 的兩條線段交叉的聯立方程式解，再根據觸控墊150之長寬換算而得。實際的方程式可能隨著針孔之擺設位置以及觸控墊150之長寬不同而異。因此本發明實施例並不限定第(4)式和第(5)式的詳細計算方式。為了簡化後續說明，在此將轉換函式在此一般化地表示為：

P(x,y)=F(Θ_a ,Θ_b )　(6)

其中P(x,y)表示任一點P的座標，而F(Θ_a ,Θ_b )可概括代表第(4)式和第(5)式的運算過程，意指代入任何數值的Θ_a 和Θ_b 皆可在交叉點找出一組對應的座標(x,y)。舉例來說，將θ₁ ，θ₂ 代入第(6)式，即可求得第一觸碰點P1的座標值，表示如下：

P1(x,y)=F(θ₁ ,θ₂ )　(7)

更進一步地，本發明可應用在多點觸控的場合。第3圖係為本發明同時感應第一觸碰點P1和第二觸碰點P2之實施例。在觸控墊150中，由於同時出現兩個觸碰點P1和P2，該第二邊框120和第三邊框130的第一反射光受到遮蔽而在第一感光模組116上產生兩個陰影K1和K2，而同樣地，該第二感光模組126上出現兩個陰影K3和K4。將陰影K1、K2、K3和K4之位置代入第(1)式，可得到對應第一針孔112的兩個角度θ₁ 、θ₂ ，以及對應第二針孔122的兩個角度φ₁ 、φ₂ 。為了反推出兩個觸碰點P1和P2的實際座標，運算單元160的計算邏輯是，以第一針孔112和第二針孔122出發點，各別以角度θ₁ ,θ₂ ，及φ₁ ,φ₂ 延伸出兩條直線，在觸控墊150上產生四個交叉點P1、P2、Q1和Q2。根據第(6)式，其座標可表示為：

P1(x,y)=F(θ₁ ,θ₂ )　(8)

P2(x,y)=F(φ₁ ,φ₂ )　(9)

Q1(x,y)=F(θ₂ ,φ₁ )　(10)

Q2(x,y)=F(θ₁ ,φ₂ )　(11)

換言之，對運算單元160而言，可能的解有兩組，一組是(P1，P2)，而另一組是(Q1，Q2)。如果第一觸碰點在P1，則第二觸碰點必然在P2。相對的，如果第一觸碰點在Q1，則第二觸碰點必然在Q2。由於單憑四個投影K1、K2、K3和K4無法確定何為真正的解，P1、P2、Q1和Q2只能列為候選解。為了確認真正的解，本發明實施例進一步提出下列做法。

第4a圖係為本發明同時感應第一觸碰點P1和第二觸碰點P2之另一實施例。在第四邊框140的中點，額外設置了一第三針孔132，用以捕捉額外一組成像，藉此輔助第一針孔112和第二針孔122判斷多點觸控之正確解。由於第三針孔132的視野範圍有180度，可在其外緣設置左半部感光器136和右半部感光器146。左半部感光器136和右半部感光器146具有相同長度，互相垂直擺設而形成等腰三角形。而該左半部感光器136及該右半部感光器146之中垂線各正對該第三針孔132。藉此，可透過第三針孔132完整捕捉180度的視野，收集第一邊框110，第二邊框120和第三邊框130之反射光投射出來的成像。其中左半部感光器136可偵測的視野範圍為觸控墊150的左半部，而右半部感光器146的視野範圍為觸控墊150的右半部，因此在觸控墊150中任何位置的觸碰點之陰影皆可透過第三針孔132被偵測到。雖然在此感光模組的設置方式為左半部感光器136和右半部感光器146垂直擺設，但是也可能有其他捕捉180度視角的實作方式，例如以第三針孔132為圓心設置一個半圓弧形的感光元件。本發明並不限定其實作方式。

以第4a圖為例，若是有兩個物體同時接觸該觸控墊150的點P1和P2處，則在第一感光模組116上形成陰影K1和K2，在第二感光模組126上形成陰影K3和K4。其中第一觸碰點P1實際上位於觸控墊150的右半部，因此落入右半部感光器146的成像範圍，在右半部感光器146上形成了陰影K5。另一方面，第二觸碰點P2實際上位於觸控墊150的左半部，所以在左半部感光器136上形成陰影K6。當左半部感光器136和右半部感光器146感測到此狀況，運算單元160可依照第(1)式，從第一感光模組116上的陰影K1、K2，和第二感光模組126上的陰影K3、K4各推導出兩個角度θ₁ ,θ₂ ，及角度φ₁ ,φ₂ ，接著依照第(8)、(9)、(10)、(11)式找出兩組可能的候選解(P1、P2)和(Q1、Q2)。另一方面，左半部感光器136所偵測到的陰影K6代入第(1)式後可得θ₃ ，其延伸直線與第二針孔122延伸而來的角度為θ₂ 和φ₂ 的兩條直線交叉於R1和P2兩點，座標值根據第(6)式可推得為：

R1(x,y)=F(θ₃ ,θ₂ )　(12)

P2(x,y)=F(θ₃ ,φ₂ )　(13)

再另一方面，右半部感光器146所偵測到的陰影K5代入第(1)式後可得θ₄ ，其延伸直線與第一針孔112延伸而來的θ₁ 和φ₁ 交叉於R2和P1兩點，座標值根據第(6)式可推得為：

R2(x,y)=F(θ₄ ,φ₁ )　(14)

P1(x,y)=F(θ₁ ,θ₄ )　(15)

由第(12)式至第(15)式之四個解可知，單憑左半部感光器136上的陰影K6和第二感光模組126上的陰影K3、K4只能判斷出兩個可能結果R1和P2，而單憑右半部感光器146上的陰影K5和第一感光模組116上的陰影K1、K2只能判斷出兩個可能結果R2和P1。然而將第(12)至(15)式與先前第(8)至(11)式比較，可以立刻發現(P1、P2)是兩組候選解的交集，至此已可確認(P1、P2)就是實際觸碰點的位置。

在某些狀況中，第一觸碰點P1和P2可能同時位於左半部，或同時位於右半部。但是推算的原理基本上相同，並不受到位置差異的影響。舉例來說，第4b圖係為本發明同時感應第一觸碰點P1和第二觸碰點P2之另一情況。有兩個觸控物體同時接觸該觸控墊150的第一觸碰點P1和P2處，則在第一感光模組116上形成陰影K1和K2，在第二感光模組126上形成陰影K3和K4。其中第一觸碰點P1和P2實際上皆位於觸控墊150的右半部，因此落入右半部感光器146的成像範圍，在右半部感光器146上形成了陰影K5和K6。至此，運算單元160可依照第(1)式，從第一感光模組116上的陰影K1、K2，和第二感光模組126上的陰影K3、K4各推導出兩組角度θ₁ 、θ₂ ，及φ₁ 、φ₂ ，接著依照第(8)、(9)、(10)、(11)式找出兩組可能的候選解(P1、P2)和(Q1、Q2)。另一方面，右半部感光器146所偵測到的陰影K5和K6代入第(1)式後可得θ₃ 和φ3，其延伸直線與第一針孔112延伸而來的θ₁ 和φ₁ 總共交叉於P1、P2、R1和R2四點，座標值根據第(6)式可推得為：

P1(x,y)=F(θ₁ ,θ₃ )　(16)

P2(x,y)=F(φ₁ ,φ3)　(17)

R1(x,y)=F(θ₃ ,φ₁ )　(18)

R2(x,y)=F(θ₁ ,φ3)　(19)

由第(16)式至第(19)式之四個解可知，單憑右半部感光器146上的陰影K5、K6和第一感光模組116上的陰影K1、K2只能判斷出可能的候選結果有(P1、P2)或(R1、R2)兩種。然而將第(16)至(19)式與先前第(8)至(11)式比較，可以立刻發現(P1、P2)是兩組候選解皆符合的交集，至此已可確認(P1、P2)就是實際觸碰點的位置。

另一方面，基於相同原理，若是利用第二感光模組126測得的角度θ₂ ,φ₂ 與右半部感光器146測得的角度θ₃ ,φ3聯立代入第(6)式，也同樣可以找出多個可能候選解，但是其中必然與第(8)至(11)式存在交集，也就是(P1、P2)。更進一步地說，在某些情況下，求得的候選解可能超出了觸控墊150的範圍，則可以直接排除其可能性，藉此加速判定真正的觸碰點座標。

綜上所述，多點觸控的判定方式實際上是在解聯立方程式。欲確認兩個觸碰點的位置，至少需要兩條聯立方程式。第一感光模組116搭配第二感光模組126的條件足以提供第一組候選解答，而左右兩半部感光器136/146搭配第一/第二感光模組116/126可提供第二組候選解答。第一組和第二組候選解答之交集，即具有充分的聯立方程式解答條件。同理，若是有N個以上的觸碰點發生於該觸控墊150上，可藉由N+1組針孔，配合同樣的運算規則而判斷每一觸碰點之位置。

第5圖係為本發明感應第一觸碰點P1之實施例的流程圖。第2圖之運算過程可以簡單歸納為下列流程。首先在步驟501中，啟動如第1圖所示之觸控感應裝置100。第一光源114和第二光源124發出光束，而第一針孔112和第二針孔122利用針孔投射原理將第一邊框110，第二邊框120和第三邊框130的反射光投射在第一感光模組116和第二感光模組126上。觸控墊150上接受一物體之觸碰，而觸碰點位於第一觸碰點P1。在步驟503中，第一感光模組116的t1處偵測到一陰影j1。藉第(1)式可求得該第一觸碰點P1至第一針孔112連線與該第一邊框110之夾角θ₁ 。另一方面，在步驟505中，第二感光模組126在t2處偵測到一陰影j2，進而推算出θ₂ 。接著在步驟507中，將θ₁ 和θ₂ 代入如第(4)和第(5)式所述之聯立方程式，即可求得第一觸碰點P1之座標。

第6圖係為本發明同時感應第一觸碰點P1和第二觸碰點P2之實施例的流程圖。首先在步驟601中啟動如第1圖所示之觸控感應裝置100，並同時接受多點觸碰。在步驟603中，由第一感光模組116和第二感光模組126感測到之成像，可求得第一組候選解，例如第(8)至(11)式所示之座標值。在步驟605中，由第一/第二感光模組116/126和左右半部感光器136/146感測到的成像聯立求解，可得到第二組候選解，例如第(12)至(15)式所示之座標值。在步驟607中，比較第一組候選解和第二組候選解中之交集，即可判定實際觸碰點之座標。例如第(13)和(15)式所述之第一觸碰點P1和第二觸碰點P2之座標值。

本發明實施例之觸控感應裝置100可應用在手持式行動裝置中，或者大型投影幕、觸控面板或手寫版。觸控墊，邊框與針孔之實際擺設可視實際運用而有不同的長寬變化及相對位置之調整。例如第一光源114和第二光源124的位置可以是設置在不影響針孔接收反射光之任何位置。觸控墊150之範圍大小可以小於等於第一邊框110，第二邊框120，第三邊框130和第四邊框140所圍起來的面積。運算單元160可以是專門執行成像的分析運算的硬體線路，也可以是由一可執行作業統及軟體來達成功能之處理器。

雖然本發明以較佳實施例說明如上，但可以理解的是本發明的範圍未必如此限定。相對的，任何基於相同精神或對本發明所屬技術領域中具有通常知識者為顯而易見的改良皆在本發明涵蓋範圍內。因此專利要求範圍必須以最廣義的方式解讀。

100．．．觸控感應裝置

110．．．第一邊框

120．．．第二邊框

130．．．第三邊框

140．．．第四邊框

112．．．第一針孔

114．．．第一光源

116．．．第一感光模組

122．．．第二針孔

124．．．第二光源

126．．．第二感光模組

132．．．第三針孔

136．．．左半部感光器

146．．．右半部感光器

150．．．觸控墊

160．．．運算單元

第1圖係為本發明實施例之一觸控感應裝置；

第2圖係為本發明感應一觸碰點之實施例；

第3圖係為本發明同時感應兩個觸碰點之實施例；

第4a圖係為本發明同時感應兩個觸碰點之實施例；

第4b圖係為本發明同時感應兩個觸碰點之實施例；

第5圖係為本發明感應一觸碰點之實施例的流程圖；以及

第6圖係為本發明同時感應兩個觸碰點之實施例的流程圖。

100．．．觸控感應裝置

110．．．第一邊框

120．．．第二邊框

130．．．第三邊框

140．．．第四邊框

112．．．第一針孔

114．．．第一光源

116．．．第一感光模組

122．．．第二針孔

124．．．第二光源

126．．．第二感光模組

132．．．第三針孔

136．．．左半部感光器

146．．．右半部感光器

150．．．觸控墊

160．．．運算單元

Claims (21)

1. 一種觸控感應裝置，用以偵測一物體之觸碰點位置，包含：一觸控墊，用以接受至少一物體之觸碰；一第一邊框、一第二邊框、一第三邊框和一第四邊框圍繞該觸控墊，其中該第一和第二邊框為對邊，該第三和第四邊框為對邊，而該第一、第二及第三邊框上包含倒反射(retro-reflection)材質；一第一針孔和一第一光源，設置於該第一邊框和該第四邊框之交界處，發出一第一光束照射該第二邊框和該第三邊框，以產生一第一反射光；一第二針孔和一第二光源，設置於該第二邊框和該第四邊框之交界處，發出一第二光束照射該第一邊框和該第三邊框，以產生一第二反射光；一第一感光模組，設置於該觸碰墊外緣與該第一針孔相隔一特定距離處，用以感應該第一反射光透過該第一針孔投射於該第一感光模組上的一第一成像；一第二感光模組，設置於該觸碰墊外緣與該第二針孔相隔該特定距離處，用以感應該第二反射光透過該第二針孔投射於該第二感光模組上的一第二 成像；一第三針孔，設置於該第四邊框之中點；一第三感光模組，設置於該第四邊框外緣正對該第三針孔，用以感應該第一反射光和該第二反射光透過該第三針孔投射於該第三感光模組上的一第三成像，其中該第三感光模組包括一左半部感光器以及一右半部感光器，該左半部感光器、該右半部感光器以及該第四邊框形成一封閉區域；以及一運算單元，耦接該第一感光模組及該第二感光模組，用以接收該第一成像、該第二成像以及該第三感光模組，而進行一影像分析程序，以判斷至少一物體與該觸控墊之觸碰點的座標位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感應裝置，其中該第一感光模組和該第二感光模組係為具有相同長度的一維結構，而該第一成像和該第二成像係為一維影像。
3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控感應裝置，其中：該第一邊框及該第二邊框具有一第一長度；該第三邊框及該第四邊框具有一第二長度。
4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控感應裝置，其中：該第一光源及該第二光源係為發光二極體；以及第一光束及該第二光束係為雷射光、紅外線或可見 光。
5. 如申請專利範圍第3項所述之觸控感應裝置，其中：當該觸控墊於一第一觸碰點受到一第一物體之碰觸時，該第一反射光受到該第一物體的遮蔽而使該第一成像包含一第一陰影，該第二反射光受到該第一物體的遮蔽而使該第二成像包含產生一第二陰影；以及該運算單元進行該影像分析程序時，係根據該第一陰影在該第一成像上之相對位置計算該第一物體至該第一針孔之連線與該第一邊框的一第一夾角，並根據該第二陰影在該第二成像上之相對位置計算該第一物體至該第二針孔之連線與該第二邊框的一第二夾角。
6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控感應裝置，其中該運算單元進行該影像分析程序時，進一步根據下列夾角公式求得該第一夾角和該第二夾角： 其中θ₁ 為該第一夾角，t₁ 為該第一陰影在該第一感光模組上的位置；其中θ₂ 為該第二夾角，t₂ 為該第二陰影在該第二感光模組上的位置；以及 S為該第一感光模組及該第二感光模組的長度。
7. 如申請專利範圍第6項所述之觸控感應裝置，其中該運算單元進行該影像分析程序時，進一步根據該第一夾角，該第二夾角，該第一長度以及該第二長度進行一轉換運算，以求得該第一觸碰點的位置座標。
8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控感應裝置，其中該轉換運算係為下列公式： 其中x係為橫座標，y係為縱座標，W係為該第一長度，H係為該第二長度。
9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控感應裝置，其中：當該觸控墊同時受到該第一物體和一第二物體碰觸不同位置時，該第一反射光受到該第一物體和該第二物體的遮蔽而在該第一成像上產生兩個陰影，而該第二反射光受到該第一物體和該第二物體的遮蔽而在該第二成像上產生兩個陰影；該運算單元將該第一成像上之兩個陰影以及該第二成像上之兩個陰影之相對位置兩兩組合代入夾角公式並進行轉換運算，得到第一組可能解，包含四個候選觸碰點座標。
10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感應裝置，其中：該第一物體及該第二物體在該第三成像上造成兩個陰影，該運算單元將該第一成像和該第三成像上之兩個陰影之相對位置兩兩組合代入上述夾角公式並進行轉換運算，得到一第二組可能解，包含四個候選觸碰點座標；該運算單元判斷該第一組可能解和該第二組可能解中具有交集的兩個候選觸碰點座標，即為該第一物體和該第二物體之實際觸碰點座標。
11. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感應裝置，其中：該左半部感光器與該右半部感光器具有相同長度且互相垂直架設於該第四邊框上形成一等腰三角形；該左半部感光器及該右半部感光器之中垂線各正對該第三針孔；以及該第三成像包含：一左半部成像，由該左半部感光器感應該第二邊框和該第三邊框上之該第一反射光所獲得；以及一右半部成像，由該右半部感光器感應該第一邊框和該第三邊框上之該第二反射光所獲得。
12. 如申請專利範圍第11項所述之觸控感應裝置，其中：該運算單元將該左半部成像和該第二成像代入上述夾角公式並進行轉換運算以求出一第二組可能解之一部份候選觸碰點；以及該運算單元將該右半部成像和該第二成像代入上述夾角公式並進行轉換運算以求出該第二組可能解中之另一部份候選觸碰點。
13. 一種觸碰點偵測方法，用以偵測一觸控墊上受到至少物體觸碰之觸碰點位置，包含：提供一第一邊框、一第二邊框、一第三邊框和一第四邊框圍繞該觸控墊，其中該第一和第二邊框為對邊，該第三和第四邊框為對邊該，而該第一、第二及第三邊框上包含倒反射(retro-reflection)材質；於該第一邊框和該第四邊框之交界處提供一第一光束照射該第二邊框和該第三邊框，以產生一第一反射光；於該第二邊框和該第四邊框之交界處提供一第二光束照射該第一邊框和該第三邊框，以產生一第二反射光；設置一第一針孔於該第一邊框和該第四邊框之交界 處、一第二針孔於該第二邊框和該第四邊框之交界處以及一第三針孔於該第四邊框之中點；設置一第一感光模組於該觸碰墊外緣與該第一針孔相隔一特定距離處，用以感應該第一反射光透過該第一針孔投射於該第一感光模組上的一第一成像；設置一第二感光模組於該觸碰墊外緣與該第二針孔相隔該特定距離處，用以感應該第二反射光透過該第二針孔投射於該第二感光模組上的一第二成像；設置一第三感光模組於該第四邊框外緣正對該第三針孔，用以感應該第一反射光和該第二反射光透過該第三針孔投射於該第三感光模組上的一第三成像，其中該第三感光模組包括一左半部感光器以及一右半部感光器，該左半部感光器、該右半部感光器以及該第四邊框形成一封閉區域；以及根據該第一成像、該第二成像以及該第三成像進行一影像分析程序，以判斷至少一物體與該觸控墊之觸碰點的座標位置。
14. 如申請專利範圍第13項所述之觸碰點偵測方法，其中： 該第一感光模組和該第二感光模組係為具有相同長度的一維結構，而該第一成像和該第二成像係為一維影像；該第一邊框及該第二邊框具有一第一長度；以及該第三邊框及該第四邊框具有一第二長度。
15. 如申請專利範圍第14項所述之觸碰點偵測方法，其中提供該第一光束和第二光束的步驟包含：使用發光二極體發出紅外線或可見光。
16. 如申請專利範圍第14項所述之觸碰點偵測方法，其中：當該觸控墊於一第一觸碰點受到一第一物體之碰觸時，該第一反射光受到該第一物體的遮蔽而使該第一成像包含一第一陰影，該第二反射光受到該第一物體的遮蔽而使該第二成像包含產生一第二陰影；該影像分析程序包含：根據在該第一陰影在該第一成像上之相對位置計算該第一物體至該第一針孔之連線與該第一邊框的一第一夾角θ₁ ；根據在該第二陰影在該第二成像上之相對位置計算該第一物體至該第二針孔之連線與該第二邊框的一第二夾角θ₂ 。
17. 如申請專利範圍第16項所述之觸碰點偵測方法，其中該影像分析程序進一步包含：將該第一陰影在該第一感光模組上的位置及該第二陰影在該第二感光模組上的位置，代入下列夾角公式求得該第一夾角和該第二夾角： 其中將該第一陰影在該第一感光模組上的位置代入t時，所得θ即為該第一夾角；將該第二陰影在該第二感光模組上的位置代入t時，所得θ即為該第二夾角；以及S係為該第一感光模組及該第二感光模組的長度。
18. 如申請專利範圍第17項所述之觸碰點偵測方法，其中：該影像分析程序進一步包含：將該第一夾角，該第二夾角，該第一長度以及該第二長度代入一轉換函式，以求得該第一觸碰點的位置座標；以及該轉換函式係為： 其中x係為橫座標，y係為縱座標，W係為該第一長度，H係為該第二長度。
19. 如申請專利範圍第18項所述之觸碰點偵測方法，其中：當該觸控墊同時受到該第一物體和一第二物體碰觸不同位置時，該第一反射光受到該第一物體和該第二物體的遮蔽而在該第一成像上產生兩個陰影，該第二反射光受到該第一物體和該第二物體的遮蔽而在該第二成像上產生兩個陰影，而該第一物體及該第二物體在該第三成像上造成兩個陰影；該影像分析程序進一步包含：將該第一物體和該第二物體之陰影在該第一成像及該第二成像上之相對位置兩兩組合代入上述夾角公式和轉換函式，得到一第一組可能解，包含四個候選觸碰點座標；將該第一物體和該第二物體之陰影在該第一成像和該第三成像上之相對位置兩兩組合代入上述夾角公式和轉換函式，得到一第二組可能解，包含四個候選觸碰點座標；判斷該第一組可能解和該第二組可能解中具有交集的兩個候選觸碰點座標，即為該第一物體和該第二物體之實際觸碰點座標。
20. 如申請專利範圍第19項所述之觸碰點偵測方法， 其中：該左半部感光器與該右半部感光器，具有相同長度，互相垂直地架設於該第四邊框上形成一等腰三角形，且該左半部感光器及該右半部感光器之中垂線各正對該第三針孔；影像分析程序進一步包含：由該左半部感光器感應該第二邊框和該第三邊框上之該第一反射光獲得該第三成像之一左半部成像；以及由該右半部感光器感應該第一邊框和該第三邊框上之該第二反射光獲得該第三成像之一右半部成像。
21. 如申請專利範圍第20項所述之觸碰點偵測方法，進一步包含：將該左半部成像和該第二成像代入上述夾角公式及轉換函式以求出該第二組可能解中之一部份候選觸碰點；以及該右半部成像和該第二成像代入夾角公式及轉換公式以求出該第二組可能解中之另一部份候選觸碰點。