坐标定位方法和设备技术

本发明专利技术提供一种用于定位平面上的至少一个触摸点的坐标定位设备及其方法。所述坐标定位设备包括：第一检测单元在所述平面的第一位置，其包括第一发光元件和第一光接收元件；第二检测单元在所述平面的第二位置，其包括第二发光元件和第二光接收元件；第一光学元件，其沿所述平面的边缘布置，以用于反射和回射来自所述第一和第二发光元件的光；以及第二和第三光学元件，其沿所述第一光学元件邻近的两个边缘布置，以用于执行反射和回射来自所述第一和所述第二发光元件的光或从所述第一光学元件反射的光，其中基于由所述第一和所述第二光接收元件接收的光的所检测强度来定位所述至少一个触摸点，且将光的所述所检测强度与第一阈值和第二阈值进行比较。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及坐标定位装置和坐标定位方法，且更明确地说，涉及能够定位 多个对象的坐标的坐标定位装置及其坐标定位方法。
技术介绍
用于定位对象的坐标的各种坐标定位装置是已知的。一些坐标定位装置可从指点 仪器(例如笔、指尖或结合此类装置使用的特定装置)检测对象的坐标。因此，用户可用指点 仪器来输入信息。用于定位对象的坐标的常规坐标定位装置中所使用的常见技术包含机械按钮、交 叉光束、表面声波、电容感测以及电阻性材料。在这些装置之中，使用交叉光束的装置不受 显示面板大小限制，且因此在成本方面具竞争性。举例来说，格里芬的第4，820，050号美国专利揭示一种固态光学位置确定设备， 其具有LED光源和图像传感器。然而，所述设备只能定位一个对象的坐标，从而导致应用受 到一定限制。另一实例是由西根(Segen)的标题为“使用单个一维图像传感器来感测触笔位置 (Sensing stylus position using single I-D image sensor)，，的第5，484，966号美国专 利揭示的设备。所述设备利用两个反射镜和一个图像传感器，但只能定位一个对象的坐标。为解决上述两种常规技术的问题，第2009/0，066，662号美国专利公开案提出一 种能够区分多个触摸点的系统，第2008/0143682号美国专利公开案也提出一种具有多触 摸辨识功能的显示装置。然而，上述两个专利公开案均需要至少三个图像传感器，这大大增 加了制造成本。为克服上述缺点，第12/700，598号美国专利申请案提供一种坐标定位设备，其能 够通过仅利用两个检测器和一反射镜来检测对象的镜像图像来定位多个对象的坐标，从而 降低制造成本。然而，计算的复杂性随着待定位的触摸点的数目而增加。
技术实现思路
鉴于上文，提供一种坐标定位设备，其具有定位两个或两个对象的坐标的能力，制 造成本小于使用常规技术的装置，且降低计算的复杂性。在一个方面中，提供一种用于定位平面上的至少一个触摸点的坐标定位设备。所 述坐标定位设备包括第一检测单元，其包括第一发光元件和第一光接收元件，所述第一检 测单元布置在所述平面的第一位置处；第二检测单元，其包括第二发光元件和第二光接收 元件，所述第二检测单元布置在所述平面的第二位置处；第一光学元件，其沿所述平面的边 缘布置，以用于反射和回射来自所述第一和所述第二发光元件的光；以及第二和第三光学 元件，其沿所述平面的两个边缘布置，以用于执行反射和回射来自第一和第二发光元件的 光或从第一光学元件反射的光这两个动作中的至少一者，所述两个边缘均邻近第一光学元 件沿其布置的边缘，其中基于第一和第二光接收元件所接收到的光的所检测强度来定位所述至少一个触摸点，且将光的所检测强度与第一阈值和第二阈值进行比较。在另一方面中，提供一种用于定位平面上的至少一个触摸点的坐标定位方法。所 述方法包括产生对应于在不同角度上由第一发光元件发射且由第一光接收元件检测的光 的强度的多个第一信号；产生对应于在不同角度上由第二发光元件发射且由第二光接收元 件检测的光的强度的多个第二信号；基于第一信号与第一阈值和第二阈值的比较来获得多 个第一候选触摸点；基于第二信号与第一阈值和第二阈值的比较来获得多个第二候选触摸 点；以及基于第一与第二候选触摸点的重叠来定位所述至少一个触摸点。下文在标题为“具体实施方式”的部分中描述这些和其它特征、方面和实施例。附图说明结合附图描述特征、方面和实施例，其中图1是展示根据实施例的坐标定位设备的结构的平面视图的示意图； 图2是沿图1中的线AA'的坐标定位设备的横截面图3A是表示实施为图像传感器的检测单元中的像素数目与检测角度之间的关系的图3B是常规图像传感器的示意图； 图3C是常规激光扫描单元的示意图； 图4是优选实施例中的坐标定位设备的侧视图； 图5A是说明当存在一触摸点时检测单元的操作的图； 图5B是说明由检测单元的接收元件产生的信号的图； 图6A是说明当存在两个触摸点时坐标定位设备的操作的图； 图6B是说明由检测单元的接收元件产生的信号的图； 图6C是说明由另一检测单元的接收元件产生的信号的图； 图7A是根据优选实施例的坐标定位方法的流程图； 图7B是说明第一候选触摸点的定位的图； 图7C是说明第二候选触摸点的定位的图； 图8A是说明当存在两个触摸点时坐标定位设备的另一操作的图； 图8B是说明由检测单元的接收元件产生的信号的图； 图8C是说明由另一检测单元的接收元件产生的信号的图； 图9A是根据另一优选实施例的坐标定位方法的流程图； 图9B是说明根据另一优选实施例的第一候选触摸点的定位的图；以及 图9C是说明根据另一优选实施例的第二候选触摸点的定位的图。具体实施例方式图1是展示根据实施例的坐标定位设备100的结构的平面视图的示意图。图2展 示沿图1中的线AA'的坐标定位设备100的横截面图。坐标定位设备100包括检测单元2 和4;光学元件6、8、10和12 (其可被省略)以及处理单元(图中未展示)。所述光学元件布 置在坐标定位设备100的触摸衬底上。以图2为例。光学元件6和12在触摸衬底14上方。检测单元2和4中的每一者包括发光元件和光接收元件。所述发光元件用于从不同角度发射光。光接收元件用于接收来自不同角度的光，且进一步基于来自不同角度的光 的强度而产生信号。当指点仪器(例如笔、指尖或特定装置)触摸一触摸衬底(或触摸面板) 时，向触摸点发射的光被阻挡。也就是说，对应于指示触摸点的方向的信号的强度被消除。 因此，指示触摸点的方向可由光接收元件检测。由于检测单元2和4两者均检测指示触摸 点的方向，因此可通过两个所确定方向的交叉来确定触摸点的位置。在优选实施例中，检测单元2和4可为两个激光扫描单元、两个图像传感器单元， 或一激光扫描单元和一图像传感器单元。请参看图3A，其为展示图像传感器的操作的图。 图3A描绘实施为图像传感器的检测单元中的像素数目与检测角度之间的关系。图像传感 器具有多个像素，其各自经配置以便检测表示为“ θ ”的对应角度处的光强度。基于每一像 素的检测结果而产生表示来自不同角度的光的强度的信号。图3Β说明常规图像传感器的 示意图。如所描绘，图像传感器包含LED、孔径光阑、透镜和用于接收光的传感器。激光扫描单元的操作不同于图像传感器的操作。图3C是常规激光扫描单元的示 意图。激光扫描单元包括激光源、光束分裂器、检测器和MEMS反射镜。可通过旋转MEMS反 射镜来改变激光扫描单元所发射的光的角度。由于激光扫描单元是常规技术，因此省略激 光扫描单元的每一组件的操作的细节。此处也省略不同类型的激光扫描单元的应用，因为 所属领域的技术人员可基于此
中的一般知识容易地将不同类型的激光扫描单元 应用于本专利技术。请参看图1和图4，图4说明优选实施例的坐标定位设备100的侧视图。在图4 中，光学元件6包括中间夹有反射镜层34的两个回射器层32。在优选实施例中，光学元件 6沿与由检测单元2和4位于其上的隅角连接的边缘相对的边缘布置，且光学元件8、10为 回射器，且邻近光学元件6而布置。在另一实施例中，在必要时，光学元件12可布置在与光 学元件6相对的边缘处。优选实施例的坐标定位设备100的操作如图1所描绘。在图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于定位平面上的至少一个触摸点的坐标定位设备，其特征在于，所述坐标定位设备至少包括：第一检测单元，其包括第一发光元件和第一光接收元件，所述第一检测单元布置在所述平面的第一位置处；第二检测单元，其包括第二发光元件和第二光接收元件，所述第二检测单元布置在所述平面的第二位置处；第一光学元件，其沿所述平面的边缘布置，以用于反射和回射来自所述第一和所述第二发光元件的光；以及第二和第三光学元件，其沿所述平面的两个边缘布置，以用于执行反射和回射来自所述第一和所述第二发光元件的光或从所述第一光学元件反射的光这两个动作中的至少一者，所述两个边缘均邻近所述第一光学元件沿其布置的所述边缘，其中基于由所述第一和所述第二光接收元件所接收到的光的检测强度而定位所述至少一个触摸点，且将光的所述检测强度与第一阈值和第二阈值进行比较。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：朱秀玲，蔡振荣，
申请(专利权)人：香港应用科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：HK[]