具有二维补偿的触摸表面制造技术

一种用于确定在物体(3)和板(2)的触摸表面(4)之间的交互作用(A1)的装置。一种照明安排(12x，12y)将光(L)引入板(2)之中以便通过在该触摸表面(4)和一个相对的表面(5)之间的内反射进行传播并传向一个接收光检测安排。一个处理器单元(26)被配置成用于迭代式地i)基于所接收的光(L)来确定代表在该板(2)中光的二维分布的一种当前的光状态(Ci)，ii)根据这种当前的光状态(Ci)以及代表由杂质产生的在该板(2)中光的一种二维分布的一种先前经过更新的背景状态(Bk-1)来确定与该物体(3)的交互作用(A1)，并且iii)根据该交互作用(A1)来更新该背景状态(Bk-1)。另外还描述了一种方法和计算机可读媒质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及检测物体和触 摸表面之间的交互作用的多种技木。该触摸表面可以是一个触摸感应板的一部分。
技术介绍
为了扩展范围，触摸感应板正用于为计算机、移动电话、电子測量和测试装置、游戏装置等提供输入数据。板可以配置有一个图形用户接ロ(GUI)，以便用户使用例如指针、触笔或ー个或多个手指进行交互。GUI可以是固定的或动态的。固定GUI的形式可以是例如置于板之上、之下或内部的印刷品。动态GUI可以由与板相整合或置于板下方的一个显示屏来提供，或由ー个投射器投射到板上的图像来提供。存在很多已知的为板提供触摸感应的技术，目的是检测触摸物体和板之间的交互作用，例如通过使用照相机来捕获从板上的触摸点散射的光，或者通过将电阻式线删、电容式传感器、应变计等结合到板中。US7432893披露了一种基于受抑全内反射(FTIR)的一种替代技术。来自两个相间隔光源的发散光束耦合到ー个板中以便通过全内反射在板内部传播。每个光源的光在整个板上均匀分布。光传感器阵列位于板边缘的周围以检测来自光源的光。当物体触摸板表面时，光在接触点上局部地衰减。物体和板之间的交互作用是基于光传感器阵列上每个光源的光的衰减通过三角測量来确定的。US3673327披露了同样使用FTIR的ー种相似技术，在该技术中光束发射器阵列沿着板的两个边缘设置，以建立经由板通过内反射进行传播的交叉光束的网格。相应的光束检测器阵列置于板的相对边缘上。当ー个物体触碰板表面时，在触碰点上交叉的光束会衰減。检测器阵列上的衰减光束直接识别物体和板之间的交互作用。US2009/0153519披露了同样使用FTIR的另ー种技术，其中断层扫描仪包括多个信号流端ロ，这些信号流端ロ位于触摸板边缘周围的多个分立位置上。信号被引入板，以便穿过每个分立的板边缘位置到达很多其他分立的板边缘位置。穿过的信号经过断层扫描处理以确定在信号通过板过程中板上的触碰是否使信号出现任何变化。通过断层扫描处理的信号，确定板上出现变化的任何局部区域。此后断层扫描仪计算并输出代表板触碰和位置的信号。以上所述的FTIR技术通常能够识别触碰，但受限于无法满足从可能存在于板上的杂质中区分触碰板的相关物体。可能存在于触摸表面上的实例例如是指纹、污垢、液体以及划痕
技术实现思路
本专利技术的目的是至少部分地克服以上列出的现有技术限制中的ー项或多项。具体而言，目的是提供ー种触摸感应装置，该装置确定ー个相关物体和该装置的一个触摸表面之间的交互作用，同时仍避免将杂质解释为一次用户交互作用。因此，提供了ー种装置用于确定物体和触摸表面之间的交互作用，该装置包括一个透光板，该透光板限定了该触摸表面和一个相对的表面；ー个照明安排，该照明安排被配置成用于将光引入板以便在该触摸表面和该相对的表面之间通过内反射进行传播；ー个光检测安排，该检测安排被配置成用于接收该板中传播的光；以及一个处理器単元。该处理器単元被配置成用于迭代式地i)基于所接收的光，确定代表该板中光的当前ニ维分布的一个当前的光状态，ii)当该物体触碰该触摸表面并由此使在该板中传播的光衰减时，根据该当前的光状态以及代表由杂质产生的该板中光的ニ维分布的ー个先前经过更新的背景状态来确定与该交互作用，iii)根据该交互作用更新该背景状态。根据该交互作用更新该背景状态可以采用如下所述的不同方式完成，并且当更新背景状态时基本上意味着考虑了一次交互作用。这代表了与现有技术的ー个主要区别，现有技术更新例如所谓的“背景等级”时不关心交互作用。因此，现有技术对不同的交互作用产生相同的“背景等級”，而本文的装置可以对不同的交互作用产生不同的背景状态。因而，将该装置的处理器単元配置成用于根据交互作用来更新背景状态是可以实现的，这样对不同的交互作用而言，背景状态可以是不同的。当例如用于确定交互作用时，与传统的“背景等级”相比，背景状态提供更精确的交互作用确定。物体(例如触笔或手指)和触摸表面之间的交互作用典型地是由触碰触摸表面的物体产生的。交互作用可以限定物体在触摸表面上的位置和/或交互作用中与物体相接触的触摸表面的面积。交互作用还可以限定交互作用的形状，并且可以被称为一次触碰。通过触摸表面和相対的表面之间的内反射进行的传播典型地具有全内反射的形式，并且当该物体触碰触摸表面时，光的衰减通常涉及FTIR。应当注意，将光引入板的一些适合的技术以及接收光的技术是存在的，这包括在例如板的边缘或在板的上或下表面上很多不同的光内耦合位点和光外耦合位点中引入并接收光的可能性。广义上讲，当前的光状态可以被视为代表板中光的ニ维分布，即由相关的用户交互作用和杂质产生的触摸表面和相对的表面之间光的空间分布。例如，当前的光状态可以是ー组数据，该组数据描述光在板中的衰减、光透过板的一般透过率、板中的光强、或与光在板中的分布相关联的任意其他參数中的任意ー项。另外，由于交互作用和杂质通常导致光在触摸表面上或整个触摸表面上衰减，因此可以说当前的光状态代表光在整个触摸表面上的ニ维分布。在任何情况中，当前的光状态表明了在板中传播的光受到触碰触摸表面的物体所影响的位置。名称“当前”在这里用于代表处理器単元所执行的当前迭代过程中的光状态，但在更为广泛的方面可以被看做用于确定物体和触摸表面之间的当前交互作用的光状态。可以通过将某种重构算法应用于光检测安排所获得的原始数据而产生当前的光状态。如现 有技术中已知的，产生光本身的ニ维分布可以利用很多方式完成，因此可以采用任何适合的技术。代表杂质产生的板中光的ニ维分布的背景状态优选地由与当前的光状态相同类型的数据来代表，并且可以通过使用与重构当前的光状态相同的技术来重构。然而，背景状态不必在每个时刻都代表由板上或板中的杂质所产生的(或与杂质相关联的)光的十分精确的ニ维分布，但可以是它的估计值。另外，不必在处理器単元所执行的每个交互作用过程中对背景状态进行更新，即使这是可能的。这里，杂质典型地导致“假的”交互作用，而位于触摸表面上用于提供用户交互作用的物体产生“真实的”交互作用。通过(间歇地)更新背 景状态，当确定物体和触摸板之间的交互作用时，可以自动地抑制甚至消除由杂质产生的状态特征。这种做法的优点在于当确定交互作用时实现接触屏幕上杂质影响的减弱，因此只有与类似手指或触笔这样的“真实的”物体的交互作用才可以被确定。而且，当交互作用的确定是基于光检测安排所接收的光的衰减和光的潜在复杂分布时，该装置是尤其适合的。具体而言，在板中的内反射是由全内反射(TIR)产生并且物体的触碰产生FTIR这种情况中，已经发现该装置在仍然使用相对简单和有效的数据处理的同时可有效地确定交互作用，在这方面是十分令人满意的。该处理器単元可以被配置成用于在物体存在于触摸表面上时更新背景状态。这不一定意味着更新是由物体产生的交互作用而触发的，即使这是可能的，但并不意味着背景状态的更新是在不考虑物体存在的情况下进行的。以这种方式更新背景状态与已知技术(例如在确定交互作用时，已知技术试图考虑由于制造缺陷而产生的杂质)形成了鲜明对比。另外，已知技术经常使用在定型触摸感应板的组件时确定的静态參考“背景”。处理器単元可以被配置成用于更新背景状态的ー个第一区段，该第一区段不同于与交互作用不对应的背景状态的ー个第二区段。这里，背景状态对应于交互作用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.10.19 SE 0950767-4;2009.10.19 US 61/272,6661.ー种用于确定物体(3)与触摸表面(4)之间的交互作用(Al)的装置，该装置包括 一个透光板(2)，该透光板限定了该触摸表面(4)以及ー个相对的表面(5)， ー种照明安排(12x，12y)，该照明安排被配置成用于将光(L)引入该板(2)之中以便通过在该触摸表面(4)与该相对的表面(5)之间的内反射进行传播， 一种光检测安排(14x，14y)，该光检测安排被配置成用于接收在该板(2)中传播的光(L)，以及 一个处理器単元(26)，该处理器単元被配置成用于迭代式地 基于所接收的光(U来确定代表在该板(2)中光的当前ニ维分布的一种当前的光状态(Ci), 当该物体(3)触碰该触摸表面(4)并由此使在该板(2)中传播的光(L)衰减时，根据该当前的光状态(Ci)以及代表由杂质产生的该板(2)中光的ニ维分布的一种先前经过更新的背景状态(Blri)来确定该交互作用(Al)，并且 根据该交互作用(Al)来更新该背景状态(Blri)。2.根据权利要求I所述的装置，其中该处理器単元(26)被配置成用于在该物体(3)存在于触摸表面(4)上时更新该背景状态(Blri)。3.根据权利要求I或2所述的装置，其中该处理器単元(26)被配置成用于更新该背景状态(Blri)与该交互作用(Al)相对应的ー个第一区段，该第一区段不同于该背景状态(Bk^1)不与该交互作用(Al)相对应的ー个第二区段。4.根据权利要求I至3中任意一项所述的装置，其中该处理器単元(26)被配置成在对该背景状态(Blri)不与该交互作用(Al)相对应的ー个第二区段进行更新的同时抑制对该背景状态(Blri)与该交互作用(Al)相对应的ー个第一区段进行更新。5.根据权利要求I至4中任意一项所述的装置，其中该处理器単元(26)被配置成通过根据ー个先前背景状态的空间对应区段的值来设置该第一区段的一个值来更新该背景状态(Blri)与该交互作用(Al)相对应的ー个第一区段。6.根据权利要求I至5中任意一项所述的装置，其中该处理器単元(26)被配置成用于在该物体(3)与该触摸表面(4)之间的交互作用已经消失吋，同该背景状态(Blri)不与该交互作用(Al)相对应的ー个第二区段相比更快地更新该背景状态(Blri)与该交互作用(Al)相对应的ー个第一区段。7.根据权利要求I至6中任意一项所述的装置，其中该处理器単元(26)被配置成用于在预定的时间间隔上更新该背景状态(Blri),该预定时间间隔是根据与该触摸表面的交互作用而建立的。8.根据权利要求I至7中任意一项所述的装置，其中该处理器単元(26)被配置成基于由该光检测安排(14x，14y)所接收的光来重构该当前的光状态(Ci)以及该背景状态(Bh)。9.根据权利要求I至8中任意一项所述的装置，其中该处理器単元(26)被配置成在该物体⑶触碰该触摸表面⑷并由此使该板⑵中传播的光(L)衰减时，依据由该光检测安排(14x，14y)所接收光的时间分布的变化来确定该交互作用(Al)。10.根据权利要求I至9中任意一项所述的装置，其中该处理器単元(26)被配置成在该物体(3)触碰该触摸表面并由此使该板(2)中传播的光(L)衰减时，依据自从确定了该交互作用(Al)所经过的时间来确定该交互作用(Al)。11.根据权利要求I至10中任意一项所述的装置，其中该处理器単元(26)被...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·克里斯蒂安松，马蒂亚斯·布莱博恩·克鲁斯，奥拉·瓦斯维克，克里斯多·法拉尤斯，亨里克·沃尔，
申请(专利权)人：平蛙实验室股份公司，
类型：发明
国别省市：