触摸信号的自动优化制造技术

描述了一种对光学触摸装置进行操作的方法，其中，该光学触摸装置包括面板、多个发射器和相对于所述面板布置的多个检测器，所述多个检测器被配置为接收来自所述多个发射器的光，从而限定在成对的发射器和探测器之间传输的光的检测样本。该光学触控装置还被配置为在环境光评估模式下操作，所述环境光评估模式包括以下步骤：通过使用至少一个检测器在第一积分时间内生成第一组样本以及在第二积分时间内生成第二组样本，并且将滤波器至少应用于第一组样本和第二组样本以生成指示环境光噪声的残余环境光值，其中，所述触摸装置被配置为执行以下步骤：根据所述环境光评估模式进行多次重复操作。

Automatic optimization of touch signal

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】触摸信号的自动优化
本专利技术涉及一种用于减少由入射的环境光而引起的环境光噪声对光学触摸系统的影响的方法和装置。
技术介绍
触摸感测系统(“触摸系统”)广泛用于各种应用中。通常，触摸感测系统通过触摸物体(例如手指或触控笔)与触摸表面直接接触或者通过与触摸表面接近(即，无接触)而致动。触摸感测系统例如用作便携式计算机的触摸板,位于控制面板中，并覆盖在例如手持设备(如移动电话和交互式白板)的显示器上。覆盖在显示器上或集成在显示器中的触摸板也表示为“触摸屏”。许多其他应用是本领域已知的。WO2010/064983公开了一种基于受抑全内反射(FTIR)的多点触摸系统。光片被耦合至面板中以通过全内反射(TIR)在面板内传播。当物体与面板的触摸表面接触时，传播的光将在触摸点处衰减。光传感器阵列位于触摸表面的周边，以检测每个光片的接收光，并产生穿过所述触摸表面的每个光路的信号值。光传感器的信号值通过相应的参考值归一化并输入至图像重建算法中，该算法产生衰减值在触摸表面上的二维分布。这使得能够当一个或多个用户与触摸表面交互时重复确定触摸的当前位置、大小、形状。在FTIR系统中，触摸需要在干扰的背景下进行检测，例如，来自触摸表面上的指纹和其他类型的涂抹。干涉的影响可能不仅随着时间而变化，而且还会在触摸表面上变化，使得任何时候都难以正确地检测在触摸表面上的触摸。WO2011/028169提出了操纵参考值以对衰减图案中污染的影响进行补偿，WO2011/049512提出了跟踪污染物贡献的二维背景图案并使用背景图案来产生补偿污染的衰减图案。光学触摸系统通常需要以高灵敏度设计，由于触摸物体可能仅导致传播光的例如小于1％的小衰减。因此，某些系统可以设计成检测0.1％至0.01％的衰减。为了确保适当的触摸检测，WO2011/078769提出了监测信号值的时间可变性以识别触摸系统性能降低的潜在原因(例如，由于组件故障)并实施纠正措施以解决不可靠的信号值。WO2013/115710描述了处理光学触摸系统的输出信号以生成一组数据样本，该数据样本包括当光信号被发送时的开启能量值和当没有光信号被发送时的关闭能量值。根据所述关闭能量值确定所估计的环境值。通过从每个实际检测线的开启能量值中减去所估计的环境值来生成环境补偿的能量值。然而，该技术仅对未调制的光噪声源(例如太阳光)或用低频调制的光噪声源(例如白炽灯)提供显著的改进。该技术对于诸如荧光照明的调制噪声源提供了不佳的结果。因此，需要一种在包括各种类型的环境光噪声的环境中改善光学触摸系统性能的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是至少部分地克服现有技术的一个或多个限制。本专利技术的第一实施例描述了一种操作光学触摸装置的方法，该光学触摸装置包括：面板(10)，多个发射器(30a，31a，32a)和相对于所述面板布置的多个检测器(30b，31b，32b)，所述多个检测器被配置为接收来自多个发射器的光，从而限定在成对的发射器和检测器之间传输的光的检测样本(D)，控制器被耦合至所述多个发射器以生成信号，并且其中每个检测器被配置为生成输出信号，所述光学触摸装置被配置为在一系列重复进行操作的数据采样模式下操作，每次重复包括以下步骤：在每次重复期间根据定时配置来开启和关闭所述发射器，使得针对每个检测器生成的所述输出信号包括用于所述检测样本(D)的开启能量值和至少一个关闭能量值；处理所述输出信号以生成一组数据样本，每个数据样本被生成为表示所述检测样本(D)之一的检测能量；以及处理该组数据样本以检测与面板的相互作用，该光学触摸装置还被配置为在环境光评估模式下操作，所述环境光评估模式包括以下步骤：通过使用至少一个检测器在第一积分时间内生成第一组样本以及在第二积分时间内生成第二组样本；以及将滤波器至少应用于所述第一组样本和所述第二组样本以生成指示环境光噪声的残余环境光值，其中该方法包括以下步骤：根据所述环境光评估模式对所述光学触摸装置进行多次重复操作，其中所述第一积分时间和所述第二积分时间中至少一者的长度在重复之间变化；选择生成了最佳残余环境光值的第一积分时间和/或第二积分时间；以及以与所选择的第一积分时间和/或第二积分时间对应的定时配置在数据采样模式下操作所述光学触摸装置。所述滤波器可以被配置为根据第二组样本和第一组样本之间的差值来生成指示环境光的残余环境光值。所述最佳残余环境光值可以对应于具有最低量值的残余环境光值。所述第一积分时间可以与第二积分时间长度相同。第一积分时间和第二积分时间之间可以出现有第一稳定时段。所述环境光评估模式还可以包括以下步骤：使用至少一个检测器(30b’)在第一积分时间内生成第一组样本，在第二积分时间内生成第二组样本，以及在第三积分时间内生成第三组样本；以及将环境光滤波器应用于所述第一组样本、所述第二组样本和所述第三组样本以产生指示环境光噪声的残余环境光值，其中，所述触摸装置被配置为以与所确定的环境光评估模式重复的所述第一积分时间、所述第二积分时间和所述第三积分时间对应的定时配置在数据采样模式下操作。所述第一积分时间可以与所述第三积分时间长度相同。所述第二积分时间和所述第三积分时间之间可以出现有第二稳定时段。所述第二积分时间可以对应于开启信号的积分时间，所述第一积分时间对应于所述开启信号之前的关闭信号的积分时间，并且所述第三积分时间对应于所述开启信号之后的所述关闭信号的积分时间。所述环境光滤波器可以被配置为根据在所述第二积分时间内所采样的信号与平均值之间的差值来生成指示环境光的残余环境光值，所述平均值为在所述第一积分时间内所采样的信号和在所述第三积分时间内所采样的信号的平均值。环境光滤波器可以被配置为根据在所述第二积分时间内所采样的信号与线性插值之间的差值来生成指示环境光的残余环境光值，所述线性插值为在所述第一积分时间内所采样的信号和在所述第三积分时间内所采样的信号的线性插值。所述环境光评估模式的步骤可以每帧执行一次，每帧执行一次以上，或者每帧执行少于一次。所述环境光评估模式步骤可以在每帧的开始、中间或结尾执行。可以针对所述触摸装置的多个检测器确定所述残余环境光值，并且其中，根据多个残余环境光值确定最佳残余环境光值。函数可以是所述残余环境光值的平均值或最大值。所述第一积分时间、所述第二积分时间和所述第三积分时间的不同配置的总数可以大于2，并且其中所述装置被配置为在随后的环境光评估模式重复中根据该总数的配置循环。优选地，该总数的配置中介于1个与10个之间的配置可以在每帧被测试。优选地，所述第一积分时间或所述第三积分时间可以具有3微秒至30微秒之间的长度。优选地，每个环境光评估模式重复以0.1微秒与20微秒之间的步长改变所述第一积分时间或第三积分时间。最佳残余环境光值还可以被选择为所述第一积分时间和所述第二积分时间以及所述残余环境光值的函数。超过性能阈值并且具有最短的第一积分时间和第二积分时间的残余环境光值可以被选择为最佳残余环境光值。所述系统可以被配置为在与触摸系统的触摸交互正在发生的同时，，不改变在所述数据采样模式下操作的所述光学触摸装置所使用的所述第一积分时间、所述第二积分时间和所述第三积分时间。本专利技术的第二实施例描述了一种光学触摸装置(100)，包括：面板(10)，多个发射器(30a，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对光学触摸装置(100)进行操作的方法，所述光学触摸装置包括：·面板(10)，·多个发射器(30a，31a，32a)和多个检测器(30b，31b，32b)，所述多个检测器相对于所述面板布置，所述多个检测器被配置为接收来自所述多个发射器的光，从而限定在成对的发射器和探测器之间传输的光的检测样本(D)，·控制器，所述控制器被耦合至所述多个发射器以生成信号，并且其中，所述每个检测器配置为生成输出信号，所述光学触摸装置被配置为在一系列重复进行操作的数据采样模式下操作，每次重复包括以下步骤：·在每次重复期间根据定时配置来开启和关闭所述发射器，使得针对每个检测器生成的所述输出信号包括用于所述检测样本(D)的开启能量值和至少一个关闭能量值，·处理所述输出信号以产生一组数据样本，每个数据样本被生成为表示所述检测样本(D)之一的检测能量，以及·处理该组数据样本以检测与所述面板的相互作用，·所述光学触摸装置还被配置为在环境光评估模式下操作，所述环境光评估模式包括以下步骤：·通过使用至少一个检测器，在第一积分时间内生成第一组样本以及在第二积分时间内生成第二组样本，以及·将滤波器至少应用于所述第一组样本和所述第二组样本以生成指示环境光噪声的残余环境光值，其中，所述方法包括以下步骤：·根据所述环境光评估模式对所述光学触摸装置进行多次重复操作，其中，所述第一积分时间和所述第二积分时间中至少一者的长度在重复之间变化，·选择生成了最佳残余环境光值的第一积分时间和/或第二积分时间，以及·以与所选择的第一积分时间和/或第二积分时间对应的定时配置在所述数据采样模式下操作所述光学触摸装置。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.24 SE 1630274-71.一种对光学触摸装置(100)进行操作的方法，所述光学触摸装置包括：·面板(10)，·多个发射器(30a，31a，32a)和多个检测器(30b，31b，32b)，所述多个检测器相对于所述面板布置，所述多个检测器被配置为接收来自所述多个发射器的光，从而限定在成对的发射器和探测器之间传输的光的检测样本(D)，·控制器，所述控制器被耦合至所述多个发射器以生成信号，并且其中，所述每个检测器配置为生成输出信号，所述光学触摸装置被配置为在一系列重复进行操作的数据采样模式下操作，每次重复包括以下步骤：·在每次重复期间根据定时配置来开启和关闭所述发射器，使得针对每个检测器生成的所述输出信号包括用于所述检测样本(D)的开启能量值和至少一个关闭能量值，·处理所述输出信号以产生一组数据样本，每个数据样本被生成为表示所述检测样本(D)之一的检测能量，以及·处理该组数据样本以检测与所述面板的相互作用，·所述光学触摸装置还被配置为在环境光评估模式下操作，所述环境光评估模式包括以下步骤：·通过使用至少一个检测器，在第一积分时间内生成第一组样本以及在第二积分时间内生成第二组样本，以及·将滤波器至少应用于所述第一组样本和所述第二组样本以生成指示环境光噪声的残余环境光值，其中，所述方法包括以下步骤：·根据所述环境光评估模式对所述光学触摸装置进行多次重复操作，其中，所述第一积分时间和所述第二积分时间中至少一者的长度在重复之间变化，·选择生成了最佳残余环境光值的第一积分时间和/或第二积分时间，以及·以与所选择的第一积分时间和/或第二积分时间对应的定时配置在所述数据采样模式下操作所述光学触摸装置。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述滤波器被配置为根据所述第二组样本和所述第一组样本之间的差值来生成指示环境光的残余环境光值。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述最佳残余环境光值对应于具有最低量值的残余环境光值。4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述第一积分时间与所述第二积分时间长度相同。5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述第一积分时间和所述第二积分时间之间出现有第一稳定时段。6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述环境光评估模式包括以下步骤：·通过使用至少一个检测器(30b’)在第一积分时间内生成第一组样本，在第二积分时间内生成第二组样本，以及在第三积分时间内生成第三组样本，以及·将环境光滤波器应用于所述第一组样本，所述第二组样本和所述第三组样本以生成指示环境光噪声的残余环境光值，其中，所述触摸装置被配置为以定时配置在所述数据采样模式下操作，其中，所述定时配置对应于所确定的环境光评估模式重复的所述第一积分时间、所述第二积分时间和所述第三积分时间。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一积分时间与所述第三积分时间长度相同。8.根据权利要求6至7所述的方法，其中，所述第二积分时间和所述第三积分时间之间出现有第二稳定时段。9.根据权利要求6至8所述的方法，其中，所述第二积分时间对应于所述开启信号的积分时间，所述第一积分时间对应于所述开启信号之前的关闭信号的积分时间，并且所述第三积分时间对应于所述开启信号之后的关闭信号的积分时间。10.根据权利要求6至9所述的方法，其中，所述环境光滤波器被配置为根据在所述第二积分时间内所采样的信号与平均值之间的差值来产生指示环境光的残余环境光值，所述平均值为在所述第一积分时间内所采样的信号和在所述第三积分时间内所采样的信号的平均值。11.根据权利要求6至10所述的方法，其中，所述环境光...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·克里斯蒂安松，亨里克·沃尔，尼克拉斯·奥尔松，马蒂亚斯·克鲁斯，托马斯·斯文森，
申请(专利权)人：平蛙实验室股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE