感测和跟踪表面上的辐射阻挡对象的系统和方法技术方案

公开了各种系统和方法，其用于估算表面上的一个或多个辐射阻挡对象的位置。多个辐射源和辐射传感器定位在表面周围。基于每个辐射传感器的辐射强度信号，确定对应相对于每个辐射传感器的至少一些辐射阻挡对象的位置的多个的扇区。通过分析扇区的各种组合估算辐射阻挡对象的位置。在一些实施例中，基于对应扇区的组合的多边形的特征，估算辐射阻挡对象的尺寸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
描述的实施例涉及用来感测和跟踪表面上的一个或多个辐射阻挡对象的系统、方法和传感器。
技术介绍
当一个或多个对象如手指、触针、笔或其它对象定位在表面上或移动通过表面时，各种各样的计算机输入和其它装置都需要跟踪它们。例如，计算机监视器和其它显示屏可配备有触摸屏，其允许用户使用手指或触针在它们移动通过屏幕的显示表面时向计算机提供输入。相似地，白色书写板可配备有笔定位传感系统，其跟踪一个或多个笔在它们移动通过白色书写板的书写表面时的位置。现有的系统存在各种各样的缺陷，包括复杂度和成本过高、影响其精度和响应时间的高计算开销以及其它缺陷。
技术实现思路
本专利技术提供各种各样的系统，用于当辐射阻挡对象定位在表面上或移动通过表面时，检测一个或多个辐射阻挡对象的存在和位置。该表面可以是任意类型的表面，如，计算机监视器或其它显示器件的显示表面(如白色书写板、电子公告板、纸板或墙壁的书写表面)或者如玩具或游戏的其它表面。根据本专利技术的第一方面的各种实施例包括框架或外壳，多个辐射源和辐射传感器安装在其上面。该框架将典型地但不一定安装到底层系统的外壳、框架或支架上或者与之结合，底层系统如白色书写板、监视器、电子公告板、游戏、玩具或其它装置。在一些实施例中，该框架或外壳可以与监视器结合，以形成触摸屏。控制器顺序激活部分或全部辐射源。辐射源可以以扫描方式从框架的一侧向另一侧被激活，或者它们可以以不同的次序激活。当每个辐射源被激活时，测量部分或全部辐射传感器上的辐射事件。存在于框架内的辐射阻挡对象典型地阻挡或衰减一些辐射源和一些辐射传感器之间的一个或多个路径。通过逐次测量由这种阻挡造成的辐射衰减，可以估算辐射阻挡对象的位置。在根据本专利技术的另一方面的实施例中，一个或多个扩散器用来扩散由辐射源发射的射线。尤其是当辐射阻挡对象阻挡两个或多个辐射源和辐射传感器之间的路径时，该扩散器可以更精确地估算辐射阻挡对象的位置。在一些实施例中，由辐射源发射的射线在调制频率上被调制或者用调制图形调制。传感器感测调制频率或图形，并忽略没有按照频率或图形调制的辐射，在估算辐射阻挡对象的位置时，减少周围和其它寄生辐射的影响。在一方面，提供一种用于感测表面上的一个或多个辐射阻挡对象的位置的系统。该表面安装到框架上或内，并且在一些实施例中，该表面和框架通常是矩形的。辐射源提供在框架上，并且跨越该表面发射射线。辐射传感器提供在框架上的两个或多个位置上。定位每个传感器，使来自多个辐射源的辐射可以入射在每个传感器上。每个传感器向控制器提供对应入射在其上的辐射强度的辐射强度等级。控制器与辐射源耦合，并顺序激活辐射源。当每个辐射源都被激活时，来自辐射源的辐射可以入射在部分或全部辐射传感器上。控制器采样来自辐射传感器的辐射强度等级。辐射强度等级结合成每个辐射源的辐射强度信号。当表面上存在辐射阻挡对象时，辐射阻挡对象将典型地阻挡或衰减由一个多个辐射源发射的辐射到达每个辐射传感器。有效地，当激活了衰减辐射源时，辐射传感器在辐射阻挡对象的阴影内。控制器识别辐射强度等级相比基准或阈值强度等级衰减了的相邻辐射源的范围，辐射源可称为衰减辐射源。相邻衰减辐射源的范围可包括一个或多个辐射源。控制器识别与每个辐射传感器的位置相关的且当从该辐射传感器观察时对应衰减辐射源的范围的扇区。每个扇区是以辐射传感器为中心且在衰减辐射源的范围之间延伸的圆的一部分。分析对应每个辐射传感器的扇区，以识别它们之间的重叠区域，产生多边形。辐射阻挡对象的位置估算在与多边形相关的点上。在一些实施例中，辐射阻挡对象可以估算成定位在多边形的质心或几何中心。在其它实施例中，可识别与多边形相关的其他几何位置。[0011 ] 在一些实施例中，可以通过识别与至少一个辐射强度信号中的每个辐射阻挡对象的位置对应的扇区，估算两个或多个辐射阻挡对象的位置。通过识别对应扇区的不同组合之间的重叠区的多边形，估算每个辐射阻挡对象的位置。在一些实施例中，通过分析对应辐射阻挡对象的多边形的尺寸，估算辐射阻挡对象的尺寸。例如，依据辐射阻挡对象的估算位置和多边形的顶之间的每个线的平均长度，可以估算辐射阻挡对象的尺寸。在其它实施例中，多边形的尺寸可以依据多边形的面积来估笪这里描述的一些实施例提供一种估算辐射阻挡对象在表面上的位置的方法，该方法包括:提供至少三个辐射传感器，其包含第一辐射传感器、第二辐射传感器和第三辐射传感器；提供多个辐射源，其中:由至少一些辐射源发射的辐射横穿该表面，并且入射在每个传感器上；收集对应每个辐射传感器的辐射强度信号，包括对应第一辐射传感器的第一辐射强度信号、对应第二福射传感器的第二福射强度信号和对应第三福射传感器的第三福射强度信号；基于识别扇区的一个或多个组合的辐射强度信号，识别对应每个辐射源的一个或多个扇区；选择组合中的一个或多个；和基于选择的组合，估算辐射阻挡对象的位置。在一些实施例中，选择一个或多个组合包括选择对应表面上存在的辐射阻挡对象的估算数目的组合的数目。在一些实施例中，选择一个或多个组合包括:识别对应组合中的一个或多个的多边形；和选择对应具有最大面积的多边形的组合。在一些实施例中，选择一个或多个组合包括:识别对应组合中的一个或多个的多边形；并选择对应具有最大面积的多边形的组合。在一些实施例中，选择一个或多个组合包括:识别对应组合中的一个或多个的多边形；并选择对应产生扇区的较大角跨距的多边形的组合。在一些实施例中，选择一个或多个组合包括:识别对应组合中的一个或多个的多边形；并且选择对应产生扇区的最大角跨距的多边形的组合。在一些实施例中,选择一个或多个组合包括至少选择对应每个扇区的组合。在一些实施例中，该方法进一步包括记录触摸板中一个或多个辐射阻挡对象的估算位置。在一些实施例中，估算至少一个辐射阻挡对象的位置包括:识别对应选择的组合中的一个的多边形；和基于该多边形估算辐射阻挡对象的位置。在一些实施例中，基于多边形估算辐射阻挡对象的位置包括识别与多边形相关的点。在一些实施例中，被识别的点在多边形内内切的圆的中心。在一些实施例中，被识别的点在外接多边形的圆的中心。在一些实施例中，被识别的点是从该点到多边形的边的最短距离的总和最小的点。在一些实施例中，该方法进一步包括调节至少一个辐射强度信号以计算周围辐射。在一些实施例中，调节周围辐射的辐射强度信号包括获得对应辐射传感器的周围辐射强度等级并基于该周围辐射强度等级调节辐射强度信号。在一些实施例中，通过在顺序激活至少一些辐射源时顺序采样来自辐射传感器的辐射强度等级来收集对应辐射传感器的每个辐射强度信号。在一些实施例中，辐射强度信号是同时收集的。在一些实施例中，至少一个辐射源用不同的强度分开激活，以产生对应第一辐射传感器的福射强度信号和对应第二福射传感器的福射强度信号。[0031 ] 在一些实施例中，辐射强度信号是顺序收集的。在一些实施例中，基于辐射强度信号中的辐射强度等级的不同，确定多个扇区的边缘。在一些实施例中，通过识别辐射源的范围确定多个扇区的边缘，所述辐射源的范围以比该范围的任一边上的辐射源小一选择的阈值衰减。这里公开的一些实施例提供一种估算表面上辐射阻挡对象的尺寸的方法，该方法包括:提供两个或多个辐射传感器，其包括第一辐射传感器、第二辐射传感器；提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种估算表面上的辐射阻挡对象的位置的方法，该方法包括：‑提供至少三个辐射传感器，其包含第一辐射传感器、第二辐射传感器和第三辐射传感器；‑提供多个辐射源，其中：‑由至少一些辐射源发射的辐射横穿该表面，并且入射在每个传感器上；‑收集对应每个辐射传感器的辐射强度信号，包括对应第一辐射传感器的第一辐射强度信号、对应第二辐射传感器的第二辐射强度信号和对应第三辐射传感器的第三辐射强度信号；‑基于辐射强度信号，识别对应每个辐射源的一个或多个扇区；‑识别扇区的一个或多个组合；‑选择组合中的一个或多个；和‑基于选择的组合，估算辐射阻挡对象的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.02.28 US 61/447,6781.一种估算表面上的辐射阻挡对象的位置的方法，该方法包括: -提供至少三个辐射传感器，其包含第一辐射传感器、第二辐射传感器和第三辐射传感器； -提供多个辐射源，其中: -由至少一些辐射源发射的辐射横穿该表面，并且入射在每个传感器上； -收集对应每个辐射传感器的辐射强度信号，包括对应第一辐射传感器的第一辐射强度信号、对应第二辐射传感器的第二辐射强度信号和对应第三辐射传感器的第三辐射强度信号; -基于辐射强度信号，识别对应每个辐射源的一个或多个扇区； -识别扇区的一个或多个组合； -选择组合中的一个或多个；和 -基于选择的组合，估算辐射阻挡对象的位置。2.根据权利要求1的方法，其中选择一个或多个组合包括选择对应表面上存在的辐射阻挡对象的估算数目的组合的数目。3.根据权利要求1或2的方法，其中选择一个或多个组合包括: -识别对应组合中的一个或多个的多边形；和 -选择对应具有最大面积的多边形的组合。4.根据权利要求1或2的方法，其中选择一个或多个组合包括: -识别对应组合中的一个或多个的多边形；和 -选择对应具有最大面积的多边形的组合。5.根据权利要求1至4任一项的方法，其中选择一个或多个组合包括: -识别对应组合中的一个或多个的多边形；和 -选择对应产生扇区的较大角跨距的多边形的组合。6.根据权利要求1至4任一项的方法，其中选择一个或多个组合包括: -识别对应组合中的一个或多个的多边形；和 -选择对应产生扇区的最大角跨距的多边形的组合。7.根据权利要求1至6任一项的方法，其中选择一个或多个组合包括至少选择对应每个扇区的组合。8.根据权利要求1至7任一项的方法，进一步包括记录触摸表中的一个或多个辐射阻挡对象的估算位置。9.根据权利要求1至8任一项的方法，其中估算至少一个辐射阻挡对象的位置包括: -识别对应选择的组合中的一个的多边形；和 -基于该多边形估算辐射阻挡对象的位置。10.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·尤图库里，J·克拉克，
申请(专利权)人：百安托国际有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA