解决光学触摸屏的多点触摸情景的系统和方法技术方案

技术编号:5046654 阅读:276 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
根据触摸区域内由阻断光的物体所投下的阴影的方向,光学触摸检测系统可以依赖于触摸区域内对点进行三角测量。当两个阻断同时发生时,从阴影所三角测量的假点和真实的触摸点能够彼此区分而不依赖于额外的光检测器。在一些实施方式中,当使用多个光源时,根据由光检测器检测的阴影长度的变化能够确定或估算从触摸点到单个光检测器的距离。根据该距离,通过将从阴影扩展确定的距离与从触摸点的三角测量位置计算的距离相比较,能够识别真实的触摸点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本主题涉及触摸显示系统,其允许用户通过在表面上或在表面附近触摸来与一个 或多个处理装置交互。
技术介绍
图1示出了基于光学/红外线触摸检测系统100的示例,该系统依赖于在光路中 传播的光的检测,所述光路位于触摸表面上的区域104(下文中成为“触摸区域”)中的一个 或多个检测平面内。图2描述了系统100的一部分的透视图。例如,用于触摸屏的光学成 像能够使用行扫描或区域成像照相机、数字信号处理、前照明或背照明、以及算法的组合以 确定触摸的点或区域。在这个示例中,两个光检测器102A和102B设置为对沿着触摸屏区 域的一个或多个边缘设置的边框106 (表示为106A、106B、以及106C)进行成像。光检测器 102可以是行扫描或区域照相机,光检测器102被定向以通过检测返回到光检测器的视场 110的光的中断来追踪靠近触摸屏的表面的任何物体的运动,视场110具有光学中心112。如图2所示,在一些系统中,光能够通过沿着光检测器的光轴排列的IR-LED发射 器114而横跨触摸屏的表面发射,以沿着触摸区域104的边缘利用通过窗口 116返回的光 来检测由回射表面107所反射的光是否存在。如图1所示,在108处,沿着触摸区域104的 边缘的回射表面将光从其源自的方向返回。可选地,光可以通过沿着触摸区域104的一个或多个边缘的部件来发射,在没有 物体阻断的情况下,所述部件将光引导为横跨触摸区域并进入光检测器102。如图2的透视图所示,如果物体118 (在这个示例中是指示笔)在检测平面内阻断 光线,则物体将在边框(在这个示例中是106A)上投下阴影120,其记录为表面107的回射 光的减少。在这个具体的示例中,光检测器102A将记录阴影120的位置以确定投在边框 106A上的阴影的方向,而光检测器102B将记录在其视场中的边框部分106B或106C上的回 射表面上投下的阴影。图3示出了涉及与系统100的触摸区域104相关的触摸点T的位置的几何关系。 根据所检测的光的阻断,触摸点τ能够通过两条线122和124的交叉进行三角测量。线122 和124分别对应于从由光检测器102A和102B成像的阴影的中心到位于光检测器102A和 102B中的相应的检测器位置的光线轨迹。相对于由检测器102B所检测的光,一个阴影的边 界121和123被示出。光检测器102A和102B之间的距离W是已知的,而角α和β能够通过线122和 124来确定。触摸点T的坐标(Χ,Υ)能够通过式子tana = Υ/Χ和tan β = Y/(W~X)来确定。然而,如图4所示,如果同时触摸两点则会出现问题,“同时”是指在求取光阻断的 过程中、在给定的时间间隔内发生的触摸。图4示出了两个触摸点Tl和T2,和在触摸区域104的边缘处的四个产生的阴影 126、128、130、以及132。虽然在这个示例中没有示出中心线,但是点Tl可以根据分别经由 光检测器102A和102B检测的各自的阴影126和128的中心线进行三角定位。点T2可以 根据分别经由光检测器102A和102B检测的各自的阴影130和132的中心线进行三角定 位。然而,阴影126和132在Gl处相交,而阴影128和130在G2处相交,阴影的中心线能 够三角测量相应的“假”点,“假”点是所有潜在触摸位置坐标。然而,当只有两个光检测器 时,这些“假点”很难区分于“真实的”触摸点,在“真实的”触摸点处,触摸区域的光线是实 际地阻断的。
技术实现思路
如果仔细审阅本公开的内容和/或本申请主题的一个或多个实施方式中的做法, 本专利技术主题的目的和优势对本领域技术人员将是显而易见的。根据本主题的一个或多个方面,能够彼此区分假点和真实的触摸点而不依赖于额 外的光检测器。在一些实施方式中,当使用多个光源和/或不同图案的光时,根据由光检测 器检测的阴影长度的变化能够确定或估算从触摸点到单个光检测器的距离。该距离能够用 于验证一个或多个潜在触摸位置坐标。例如,能够测量由来自主光源的第一图案的光的阻断而投下的阴影。接着,第二图 案的光能够用于照亮触摸区域。阴影的长度的变化将与从阻断点(例如,触摸点)到光检测 器的距离成正比。第二图案的光可以从次级光源发射或者通过改变光如何从主光源发射来 发射。将通过三角测量确定的距可能触摸点的距离和通过阴影扩展确定的距离一起考虑, 以确定哪些可能触摸点是“真实的”触摸点,而哪些可能触摸点是“假”触摸点。附图说明在说明书的其余部分更具体的阐述充分和能够实现的公开,包括附加权利要求的 最佳实施方式和对本领域技术人员的指引。说明书参考下列附图,其中在不同特征中使用 相同的参考标号旨在说明相同或者类似的部件图1是示出示例性常规触摸屏系统的框图;图2是图1的系统的透视图;图3是示出涉及计算典型的光学触摸屏系统中的触摸点的几何关系的图;图4是示出当在光学触摸系统中发生多个同时触摸时,出现“假点”的图;图5是示出根据本主题的一个或多个方面配置的示例性触摸检测系统的框图;图6A和6B示出了由来自次级光源的光的阻断引起的、由不同触摸点投下的阴影 中的变化;图7A和7B示出了阴影扩展长度和光检测器距离之间更详细的关系;图8是示出解决多点触摸情景的示例性方法的流程图;图9是示出潜在触摸点与对实际触摸点估算的距离之间的距离的图;以及图10是示出示例性触摸屏系统的框图。 具体实施例方式现在将详细地参考多个可选的示例性实施方式和附图。通过说明提供每个实施 例,实施例不是作为限制。本领域的技术人员将明白,在没有背离公开和权利要求的范围或 者精神的条件下,可以进行修改和变化。例如,作为一个实施方式的一部分说明或者描述的 特征可以使用在另一个实施方式上,以产生更进一步的实施方式。因而,希望的是随后的公 开内容包括如在权利要求和权利要求的等同物范围内发生的修改和变化。图5是示出了依照本主题的一个或者多个方面配置的示例性触摸检测系统200的 框图。在这个实施例中,两个光学单元202A和202B设置在触摸区域204的角处,触摸区域 204在三个边上由具有部分206A、206B、以及206C的回射边框206来界定。每个光学单元 202可以包括光检测器,例如行扫描传感器、区域成像照相机、或其他适合的传感器。在这个 示例中,光学单元202还包括主照明系统,主照明系统发光以照亮将光线返回到其起源点 的回射器(在触摸区域内没有任何干扰)。例如,参见美国专利第6,362,468号,其整体以 引用方式并入本文。 每个光学单元202的光检测器包括具有由光线轨迹212表示的光学中心的视场 210。相对于光学中心的所检测的光的图案中的阻断的位置能够用于确定相对于光学单元 的阴影的方向。如上所述,在触摸区域204中的一点处的光的阻断可以对应于由一个检测 器(即,光学单元202A的检测器)所检测的第一阴影,和由第二检测器(即,光学单元202B 的检测器)所检测的第二阴影。通过三角测量阴影,能够确定相对于触摸区域204的阻断 的位置。图5还示出了次级照明系统208。次级照明系统208包括距光学单元202B的检测 器(和光学单元202A的检测器)已知距离设置的一个或多个光源。如光线轨迹213所示, 次级照明系统208发射相对于本示例中的或光学单元202本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种确定多个触摸点的方法,所述方法包括:使用第一检测器检测在触摸区域内第一点处由光的阻断引起的第一阴影;改变在所述触摸区域内传播的光,以使得至少一个阴影的长度改变;根据所改变的阴影的长度,计算从所述第一点到所述第一检测器之间的距离;以及使用所计算的距离以针对所述第一点验证潜在触摸位置坐标。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:约翰大卫牛顿
申请(专利权)人:奈克斯特控股有限公司
类型:发明
国别省市:NZ[新西兰]

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