具备补偿信号轮廓的触摸表面制造技术

一种用于确定透光性面板的触摸表面上的至少一个物体的位置的设备、方法和计算机可读介质。所述方法包括以下步骤：将光引入面板用于通过在触摸表面和相对表面之间的内反射传播；接收在面板中传播的光；以及迭代地i)确定(401)由光探测装置接收的光的当前信号轮廓(Si)，ii)当条件满足时，更新(403)由光探测装置接收的光的背景信号轮廓(Srefj)，iii)根据背景信号轮廓(Srefj)和当前信号轮廓(Si)计算(405)当前补偿信号轮廓(Ti)，以及iv)当物体触摸到触摸表面并且由此衰减在面板中传播的光时，根据补偿信号轮廓(Ti)确定(406)位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于探测在触摸表面上的物体的位置的技术。该触摸表面可以是触摸感应面板的一部分。
技术介绍
触摸感应面板越来越大程度地被用于向计算机、电子测量与测试设备、游戏装置等提供输入数据。面板可以配备有图形用户界面(GUI)，用户使用例如指示器、触笔或者一个或更多的手指与图形用户界面进行互动。GUI可以是固定的或者是动态的。固定的GUI 可以例如以印刷品的形式放置在面板的上方、下方或者内部。动态的GUI可以通过将显示屏与面板集成或者将显示屏放置在面板下部提供，或者通过由投影仪将图像投射到面板提 {共。有众多已知的用于对面板提供触摸感应的技术，例如，通过使用摄像头捕捉散射到面板上的触摸的点的光线，或者通过将电阻性线栅、电容式传感器、应变传感器等并入面板。US2004/0252091公开了可供选择的触摸感应技术，该技术基于受抑全内反射 (FTIR)。来自两个空间分隔的光源的发散光束被耦合入面板，以通过全内反射在面板内部传播。来自每个光源的光被均勻地轮廓在整个面板。光传感器阵列位于面板的周围附近以探测来自光源的光。当物体逐渐与面板的表面接触时，光会在触摸点处被局部地衰减。物体的位置通过在光传感器阵列处的基于来自每个源的光的衰减的三角检测确定。美国3，673，327公开了相似的触摸感应技术，其中光束发射器阵列被沿着面板的两个边缘放置，以建立通过内部反射传播通过面板的交叉光束栅。相应的光束探测器阵列被放置于面板的相对边缘。当物体触摸面板的表面时，在触摸点交叉的光束会被衰减。在探测器阵列上的衰减光束直接识别物体的位置。这些已知的FIlR技术遭受昂贵之苦，本质上，因为它们需要使用相对复杂的设备以用于如此精确地测量光，这样的精确度为可能令人满意地将触摸面板的物体与可能出现在面板上的其它的、无关的物体区分开来。概述鉴于以上内容，本专利技术的目的是提供对以上技术和先前技术的改进。更具体地，目的是提供具备考虑到屏幕上任意无关物体的改进的分辨率的设备。因此提供了一种用于确定触摸表面上至少一个物体的位置的设备，该设备包括透光性面板，其限定了触摸表面和相对表面；照明装置，其配置为将光引入面板以使光在触摸表面和相对表面通过内反射传播；光探测装置，其配置为接收在面板中传播的光；以及处理器单元，其配置为迭代地i)确定由光探测装置接收的光的当前信号轮廓，ii)当条件满足时，更新由光探测装置接收的光的背景信号轮廓，iii)根据背景信号轮廓和当前信号轮廓计算当前补偿信号轮廓，以及iv)当物体触摸到触摸表面并且由此衰减在面板中传播的光时，根据补偿信号轮廓确定位置。关于这点，应当注意到存在许多用于将光引入面板的不同技术和用于接收光的技术。这意味着本专利技术设备可以使用任意合适的光引入/光接收技术，因为本专利技术的核心在于处理器单元能够如何安排以处理用于确定物体的位置的多种信号轮廓。这里，“信号轮廓 (signal profile)”可以表示通过使用光探测装置接收的(以及隐式测量的)光的能量。 因此，照明装置在面板的内耦合部位引入光，而光探测装置在面板的外耦合部位探测光。相应地，信号轮廓表示在外耦合部位内的不同空间位置接收的能量。这里，当前信号轮廓可以被称为当前投影信号，背景信号轮廓可以被称为背景投影信号，以及补偿信号轮廓可以被称为补偿投影信号。更新通过光探测装置接收的光的背景信号轮廓并不意味着在通过处理器单元执行的每个迭代期间，必须更新背景信号轮廓，而是基于通过光探测装置在一些之前的或者当前的时间点接收的光确定背景信号轮廓。本专利技术的优势可能在于，当确定物体的位置时，减小触摸表面的例如污物以及损伤/缺陷的影响；通过间歇地更新背景信号轮廓，源自污物/损伤/缺陷而产生的信号特征会在补偿信号轮廓中被自动抑制甚至被消除。因此，可以通过比较简单和有效的数据处理获得物体的位置的更精确的判断。此外，当物体位置的确定基于光的衰减以及因此接收的光的相对复杂的当前信号轮廓时，本专利技术设备特别地适合。特别地，假设面板中的内反射由全(或者几乎全)内反射(TIR)引起，以及物体的触摸导致FI1R，会发现本设备在有效地处理获得的信号轮廓方面惊人地有前途。该设备还适合于处理污物从触摸表面被移除的情况，该情况通常导致在污物被移除的位置衰减的减小。在这种情况下，与污物添加到触摸表面时的情况相比，背景信号轮廓的更新可能被视为“负面的”。处理器单元可以被视为用于执行迭代过程的装置，以及在迭代过程期间，用于确定当前信号轮廓、更新背景信号轮廓、计算补偿信号轮廓和确定物体位置的装置。另外，如技术人员认识到的，处理器单元可以包括一个或者多个数据处理器，每个数据处理器执行一个或者多个所描述的处理操作。如所指出的，为了确定触摸到触摸表面的物体的位置，处理器单元执行迭代操作。 此外，迭代可以连续地执行，而与物体是否触摸到触摸表面无关。另外，可以以与所述不同的次序执行处理器单元的操作，操作可以被结合起来以及可以被划分为子操作。此外，可以通过处理器单元执行附加的操作，并且只有当处理器单元确定物体触摸到触摸表面时，某些操作才可以执行。这里，光被称为波长选定在IOnm到Imm范围内的电磁辐射，即，尽管红外光通常是最优选的光，但紫外线、可见光和红外光两者都可以被用于物体位置的探测。处理器单元可以被配置为通过将当前信号轮廓除以背景信号轮廓来计算补偿信号轮廓。通过以这种方式配置处理器单元，补偿信号轮廓可以被视为所谓的透射信号。当物体触摸到触摸表面时，透射信号可以在(相关的)透射率大约为1处具有与信号轮廓中的局部衰退本质上统一的信号水平。应该理解到，将前信号轮廓转换为透射信号可以极大地便利对指示触摸的相关信号衰退的识别。因此，通过使用除法操作将当前信号轮廓转换为透射信号，分离单独的触摸物体对透射信号中的局部衰退的作用是可能的。如技术人员所认识到的，配置为通过除法来计算补偿信号轮廓的处理器单元，不局限于仅通过除法来计算补偿信号轮廓，而是也可以执行其它的、数学上相应的运算。当然，同样适用于以下描述的信号轮廓的对数的减法操作，以及信号轮廓本身的减法操作，即使后者并不会产生透射信号，而是产生在信号水平上的绝对差。处理器单元可以被配置为通过从当前信号轮廓的对数减去背景信号轮廓的对数来计算补偿信号轮廓。当通过从当前信号轮廓的对数减去背景信号轮廓的对数来计算补偿信号轮廓时， 实现了与以上描述的除法运算相同的效果，只是在减小计算成本方面不同，因为减法运算通常是比除法处理效率更高的运算。另外，为了进一步减小需求的计算量，某个值的对数的确定可以基于在表中查找值和它的对数。在这种情况下，补偿信号轮廓与以上描述的透射信号的对数相对应。处理器单元可以被配置为通过从当前信号轮廓减去背景信号轮廓计算补偿信号轮廓。当以这种方式使用减法时，补偿信号轮廓可以被视为透射信号中的变化，并且可以被用于识别指示触摸的减小的信号水平。处理器单元可以被配置为通过从补偿信号轮廓减去之前确定的补偿信号轮廓来确定位置。信号轮廓中的每一个可以包括面板的第一主方向的相应的信号轮廓以及面板的第二主方向的相应的信号轮廓。相应地，至少4个表示面板的主方向的信号轮廓可以被用于确定物体的位置，并且当前补偿信号轮廓的计算可以相应地包括以上描述的除法/减法的两种运算。假设使用笛卡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：克里斯多·法拉尤斯，托马斯·克里斯蒂安松，亨里克·沃尔，奥拉·瓦斯维克，
申请(专利权)人：平蛙实验室股份公司，
类型：发明
国别省市：