專利名稱：模塊化位置感測(cè)系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文的實(shí)施方式涉及位置感測(cè)系統(tǒng)和方法。具體地，涉及用于感測(cè)空間中或飛機(jī)上的一個(gè)或多個(gè)對(duì)象的位置的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
大型顯示板可以由顯示模塊組成，顯示模塊可以以各種組合形式組合。各種組合形式提供了不同大小的顯示板。已知的用于為這些顯示板增加觸摸功能的系統(tǒng)和方法既笨重又昂貴，這是由于它們通常并非設(shè)計(jì)為與顯示模塊的組合一起使用。當(dāng)期望給各種形狀和配置的表面增加觸摸功能時(shí)，類似的問題可能產(chǎn)生。期望提供一種感測(cè)對(duì)象(例如手指、筆尖以及其他輻射阻斷對(duì)象)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)適于與表面一起使用，并且適于感測(cè)具有各種形狀和配置的區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
本文描述的示例性實(shí)施方式提供了與用于在感測(cè)區(qū)域中確定一個(gè)或多個(gè)輻射阻斷對(duì)象相對(duì)于各個(gè)輻射源和輻射傳感器的位置的系統(tǒng)和方法有關(guān)的細(xì)節(jié)。在一些實(shí)施方式中，感測(cè)區(qū)域的形狀可以對(duì)應(yīng)于底層設(shè)備，例如白板、顯示監(jiān)測(cè)器和其他設(shè)備。在一些實(shí)施方式中，該系統(tǒng)可包括底層表面或與底層表面一起使用，底層表面例如白板、壁、顯示屏的表面或其他大體上平坦的表面。在一些實(shí)施方式中，顯示屏可以由顯示模塊的陣列組裝而成。輻射源可以發(fā)射可見光譜和其他光譜(例如紫外或紅外光譜)的輻射。本文描述的實(shí)施方式僅僅是示例性的，其他實(shí)施和配置也是可能的。在第一方面，一些實(shí)施方式提供:一種用于在感測(cè)區(qū)域中感測(cè)輻射阻斷對(duì)象的位置的模塊化位置感測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:系統(tǒng)控制器；以及耦接到系統(tǒng)控制器的多個(gè)系統(tǒng)模塊，其中，系統(tǒng)模塊至少部分地圍繞感測(cè)區(qū)域，其中系統(tǒng)模塊包括一個(gè)或多個(gè)輻射源以及一個(gè)或多個(gè)輻射傳感器。在一些實(shí)施方式中，系統(tǒng)控制器耦接到每個(gè)系統(tǒng)模塊。在一些實(shí)施方式中，系統(tǒng)控制器物理地耦接到至少一些系統(tǒng)模塊。在一些實(shí)施方式中，系統(tǒng)控制器通過無(wú)線通信系統(tǒng)耦接到至少一些系統(tǒng)模塊。在一些實(shí)施方式中，系統(tǒng)還包括系統(tǒng)通信總線，用于允許系統(tǒng)控制器與每個(gè)系統(tǒng)模塊通信。在一些實(shí)施方式中，每個(gè)模塊包括用于耦接至相鄰模塊的一個(gè)或多個(gè)連接器，系統(tǒng)通信總線包括模塊間的互連。在一些實(shí)施方式中，每個(gè)模塊包括耦接到系統(tǒng)控制器的模塊控制器，其中:至少一些模塊控制器配置為響應(yīng)于從系統(tǒng)控制器接收的控制指令控制至少一個(gè)輻射傳感器的運(yùn)行；及至少一些模塊控制器配置為響應(yīng)于從系統(tǒng)控制器接收的控制指令控制至少一個(gè)輻射源的運(yùn)行。在一些實(shí)施方式中，每個(gè)模塊包括耦接到系統(tǒng)控制器的模塊控制器，并且其中每個(gè)模塊控制器響應(yīng)于從系統(tǒng)控制器接收的控制指令控制至少一個(gè)輻射源的運(yùn)行。在一些實(shí)施方式中，系統(tǒng)模塊包括多個(gè)模塊，所述多個(gè)模塊選自從下述構(gòu)成的群組選擇的模塊的組合:邊緣傳感器模塊；內(nèi)部拐角傳感器模塊；外部拐角傳感器模塊；邊緣輻射源模塊；內(nèi)部拐角輻射源模塊；外部拐角輻射源模塊；邊緣混合類型模塊；內(nèi)部拐角混合類型模塊；外部拐角混合類型模塊；以及邊緣間隔物模塊。在一些實(shí)施方式中，系統(tǒng)模塊包括多個(gè)模塊，所述多個(gè)模塊選自從下述構(gòu)成的群組選擇的模塊的組合:輻射傳感器模塊；輻射源模塊；以及反射器模塊。在一些實(shí)施方式中，至少一些系統(tǒng)模塊的尺寸記錄在可訪問的存儲(chǔ)器中。在一些實(shí)施方式中，感測(cè)區(qū)域位于表面之上。在一些實(shí)施方式中，感測(cè)區(qū)域位于顯示屏的表面之上。在一些實(shí)施方式中，感測(cè)區(qū)域位于模塊化顯示屏的表面之上。在一些實(shí)施方式中，至少一些系統(tǒng)模塊的至少一些尺寸對(duì)應(yīng)于形成模塊化顯示屏的顯示模塊的一個(gè)或多個(gè)尺寸。在一些實(shí)施方式中，至少一些系統(tǒng)模塊包括一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)散器，用于擴(kuò)散由一個(gè)或多個(gè)輻射源發(fā)射出的輻射。在一些實(shí)施方式中，控制器包括用于將系統(tǒng)耦接至外部設(shè)備的接口。在一些實(shí)施方式中，相鄰的系統(tǒng)模塊彼此之間電且機(jī)械地耦接。在一些實(shí)施方式中，系統(tǒng)在一些實(shí)施方式中，感測(cè)區(qū)域大體上是矩形的，并且其中，至少兩個(gè)輻射傳感器鄰近于感測(cè)區(qū)域的第一邊緣定位，并且多個(gè)輻射源鄰近于感測(cè)區(qū)域的其他邊緣定位。在另一方面，一些實(shí)施方式提供了一種運(yùn)行模塊化位置感測(cè)系統(tǒng)的方法，該方法包括:鄰近于感測(cè)區(qū)域提供一組系統(tǒng)模塊；確定安裝至至少一些系統(tǒng)模塊的多個(gè)輻射源的位置；確定安裝至至少一個(gè)系統(tǒng)模塊的兩個(gè)或多個(gè)輻射傳感器的位置；將對(duì)應(yīng)于每個(gè)輻射傳感器的輻射強(qiáng)度信號(hào)組合；及基于輻射強(qiáng)度信號(hào)，估計(jì)輻射阻斷對(duì)象的位置。在一些實(shí)施方式中，確定輻射源的位置包括確定一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)模塊的位置以及基于至少一些系統(tǒng)模塊的尺寸確定安裝至這些系統(tǒng)模塊的輻射源的位置。在一些實(shí)施方式中，確定輻射傳感器的位置包括確定一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)模塊的位置以及基于至少一些系統(tǒng)模塊的尺寸確定安裝至這些系統(tǒng)模塊的輻射傳感器的位置。在一些實(shí)施方式中，該方法包括:順序地確定系統(tǒng)模塊耦接在一起的順序，并且根據(jù)系統(tǒng)模塊的順序確定輻射源和輻射傳感器的位置。在一些實(shí)施方式中，在至少一些輻射源被順序地激活時(shí)，通過從輻射傳感器順序地采樣輻射強(qiáng)度水平而組合對(duì)應(yīng)于輻射傳感器的每個(gè)輻射強(qiáng)度信號(hào)。在一些實(shí)施方式中，同時(shí)地組合輻射強(qiáng)度信號(hào)。在一些實(shí)施方式中，至少一個(gè)輻射源在不同的強(qiáng)度被分開激活，從而產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于第一福射傳感器的福射強(qiáng)度信號(hào)和對(duì)應(yīng)于第二福射傳感器的福射強(qiáng)度信號(hào)。在一些實(shí)施方式中，順序地組合輻射強(qiáng)度信號(hào)。在一些實(shí)施方式中，組合對(duì)應(yīng)于第一輻射傳感器的第一輻射強(qiáng)度信號(hào)，隨后，組合對(duì)應(yīng)于第二福射傳感器的福射強(qiáng)度信號(hào)。在一些實(shí)施方式中，外部設(shè)備在接口處耦接到系統(tǒng)控制器。
在一些實(shí)施方式中，該方法還包括將一個(gè)或多個(gè)輻射阻斷對(duì)象的位置報(bào)告給外部設(shè)備。在下文說明書中的各種示例性實(shí)施方式進(jìn)一步描述了各種實(shí)施方式的這些以及其他方面。


附圖中:圖1示出了第一種示例性模塊化位置感測(cè)系統(tǒng)；圖2示出了圖1的系統(tǒng)的一些元件；圖3示出了圖1的系統(tǒng)的輻射源和模塊控制器；圖4示出了圖1的系統(tǒng)的一些元件；圖5示出了圖1的系統(tǒng)的邊緣傳感器模塊；圖6示出了在圖1的系統(tǒng)中確定模塊布置和確定幾何關(guān)系的方法；圖7示出了識(shí)別圖1的系統(tǒng)中的輻射阻斷對(duì)象的位置的方法；圖8示出了另一種示例性模塊化位置感測(cè)系統(tǒng)；圖9示出了圖8的系統(tǒng)的外部拐角輻射源模塊；圖10示出了圖8的系統(tǒng)的邊緣輻射源/傳感器模塊；圖11示出了另一種示例性模塊化位置感測(cè)系統(tǒng)；圖12示出了又一種示例性模塊化位置感測(cè)系統(tǒng)；及圖13和14示出了圖12的系統(tǒng)的輻射傳感器模塊。附圖僅僅是下文描述和示出的實(shí)施方式的說明性表示。它們不是限制性的并且未按比例繪制。
具體實(shí)施例方式首先參考圖1，其示出了第一模塊化位置感測(cè)系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括多個(gè)系統(tǒng)模塊101，包括拐角模塊102和邊緣模塊104。系統(tǒng)200還包括系統(tǒng)控制器106。邊緣和拐角模塊組裝在一起以至少部分地封閉感測(cè)區(qū)域108。通常，感測(cè)區(qū)域108將位于表面110之上。系統(tǒng)控制器106控制系統(tǒng)100的運(yùn)行。系統(tǒng)控制器106包括處理器120，其可以是任意類型的能夠運(yùn)行系統(tǒng)100的設(shè)備或元件，例如硬件元件、軟件元件或包括硬件以及軟件或固件或二者的元件。例如，處理器120可以是微處理器、微控制器、門陣列或任意類型的數(shù)據(jù)處理或計(jì)算設(shè)備。處理器可以編程為或配置為運(yùn)行系統(tǒng)100及其元件并且與外部設(shè)備進(jìn)行通信。系統(tǒng)控制器106還可包括存儲(chǔ)器122，處理器120可以訪問該存儲(chǔ)器122。處理器120控制系統(tǒng)控制器106和系統(tǒng)100的運(yùn)行。指令可以記錄在存儲(chǔ)器122中，并且可以加載至處理器中以配置處理器執(zhí)行控制、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸和通信操作，從而如下所述地控制系統(tǒng)控制器106和系統(tǒng)100的操作。除了指令之外，數(shù)據(jù)可以記錄在存儲(chǔ)器122中。系統(tǒng)控制器106包括接口 124，在該實(shí)施方式中，接口 124是通用串行總線端口。處理器120耦接到接口 124。外部設(shè)備(未示出)可以通過接口 124耦接到處理器120上，允許處理器將感測(cè)區(qū)域108中的輻射阻斷對(duì)象的位置報(bào)告給外部設(shè)備和從外部設(shè)備接收控制指令和數(shù)據(jù)。在其他實(shí)施方式中，接口可以是任意類型的通信接口。例如，接口 124可以是模擬接口或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接口，例如串行數(shù)據(jù)端口或并行數(shù)據(jù)端口。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可以包括各種類型的模塊，各種類型的模塊包括輻射源模塊、傳感器模塊和混合類型模塊。系統(tǒng)100包括拐角輻射源模塊102r和拐角傳感器模塊102s、邊緣輻射源模塊104r、邊緣傳感器模塊104s和邊緣間隔物模塊104ο。每個(gè)模塊電耦接至并且機(jī)械耦接至一個(gè)或多個(gè)相鄰的模塊。在系統(tǒng)100中，按順序組裝下述模塊，從系統(tǒng)模塊Ola開始并逆時(shí)針移去，從而環(huán)繞感測(cè)區(qū)域108:
權(quán)利要求
1.一種用于在感測(cè)區(qū)域中感測(cè)輻射阻斷對(duì)象位置的模塊化位置感測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: -系統(tǒng)控制器；以及 -耦接到系統(tǒng)控制器的多個(gè)系統(tǒng)模塊，其中，系統(tǒng)模塊至少部分地圍繞感測(cè)區(qū)域，其中系統(tǒng)模塊包括一個(gè)或多個(gè)輻射源以及一個(gè)或多個(gè)輻射傳感器。
2.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括系統(tǒng)通信總線，用于允許系統(tǒng)控制器與每個(gè)系統(tǒng)模塊通信。
3.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，系統(tǒng)控制器耦接到每個(gè)系統(tǒng)模塊。
4.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，系統(tǒng)控制器物理地耦接到至少一些系統(tǒng)模塊。
5.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)控制器通過無(wú)線通信系統(tǒng)耦接到至少一些系統(tǒng)模塊。
6.如權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其中，每個(gè)模塊包括用于耦接至相鄰模塊的一個(gè)或多個(gè)連接器，系統(tǒng)通信總線包括模塊間的互連。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中，每個(gè)模塊包括耦接到系統(tǒng)控制器的模塊控制器，其中: -至少一些模塊控制器配置為響應(yīng)于從系統(tǒng)控制器接收的控制指令以控制至少一個(gè)輻射傳感器的運(yùn)行；及` -至少一些模塊控制器配置為響應(yīng)于從系統(tǒng)控制器接收的控制指令以控制至少一個(gè)輻射源的運(yùn)行。
8.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中，每個(gè)模塊包括耦接到系統(tǒng)控制器的模塊控制器，并且其中每個(gè)模塊控制器控制響應(yīng)于從系統(tǒng)控制器接收的控制指令的至少一個(gè)輻射源的運(yùn)行。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中，系統(tǒng)模塊包括多個(gè)模塊，所述多個(gè)模塊選自從下述構(gòu)成的群組選擇的模塊的組合: -邊緣傳感器模塊； -內(nèi)部拐角傳感器模塊； -外部拐角傳感器模塊； -邊緣輻射源模塊； -內(nèi)部拐角輻射源模塊； -外部拐角輻射源模塊； -邊緣混合類型模塊； -內(nèi)部拐角混合類型模塊； -外部拐角混合類型模塊；以及 -邊緣間隔物模塊。
10.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中，系統(tǒng)模塊包括多個(gè)模塊，所述多個(gè)模塊選自從下述構(gòu)成的群組選擇的模塊的組合: -輻射傳感器模塊； -輻射源模塊；以及 -反射器模塊。
11.如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中，至少一些系統(tǒng)模塊的尺寸記錄在可訪問的存儲(chǔ)器中。
12.如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)的系統(tǒng),其中，感測(cè)區(qū)域位于表面之上。
13.如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)的系統(tǒng),其中，感測(cè)區(qū)域位于顯示屏的表面之上。
14.如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)的系統(tǒng),其中，感測(cè)區(qū)域位于模塊化顯示屏的表面之上。
15.如權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中，至少一些系統(tǒng)模塊的至少一些尺寸對(duì)應(yīng)于形成模塊化顯示屏的顯示模塊的一個(gè)或多個(gè)尺寸。
16.如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中，至少一些系統(tǒng)模塊包括一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)散器，用于擴(kuò)散由一個(gè)或多個(gè)輻射源發(fā)射出的輻射。
17.如權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中，控制器包括用于將系統(tǒng)耦接至外部設(shè)備的接口。
18.如權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中，相鄰的系統(tǒng)模塊彼此之間電且機(jī)械地耦接。
19.如權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中，感測(cè)區(qū)域大體上是矩形的，并且其中，至少兩個(gè)輻射傳感器鄰近于感測(cè)區(qū)域的第一邊緣定位，并且其中多個(gè)輻射源鄰近于感測(cè)區(qū)域的剩余邊緣定位。
20.一種運(yùn)行模塊化位置感測(cè)系統(tǒng)的方法，該方法包括: -鄰近于感測(cè)區(qū)域提供一組系統(tǒng)模塊； -確定安裝至至少一些系統(tǒng)模塊的多個(gè)輻射源的位置； -確定安裝至至少一個(gè)系統(tǒng)模塊的兩個(gè)或多個(gè)輻射傳感器的位置； -將對(duì)應(yīng)于每個(gè)輻射傳感器的輻射強(qiáng)度信號(hào)組合；及 -基于輻射強(qiáng)度信號(hào)，估計(jì)輻射阻斷對(duì)象的位置。
21.如權(quán)利要求20的方法，其中，確定輻射源的位置包括確定一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)模塊的位置以及基于至少一些系統(tǒng)模塊的尺寸確定安裝至這些系統(tǒng)模塊的輻射源的位置。
22.如權(quán)利要求20或21的方法，其中，確定輻射傳感器的位置包括確定一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)模塊的位置以及基于至少一些系統(tǒng)模塊的尺寸確定安裝至這些系統(tǒng)模塊的輻射傳感器的位置。
23.如權(quán)利要求20的方法，包括:順序地確定系統(tǒng)模塊耦接在一起的順序,并且根據(jù)系統(tǒng)模塊的順序確定輻射源和輻射傳感器的位置。
24.如權(quán)利要求20-23中任一項(xiàng)的方法，其中，在至少一些輻射源被順序地激活時(shí)，通過從輻射傳感器順序地采樣輻射強(qiáng)度水平而組合對(duì)應(yīng)于輻射傳感器的每個(gè)輻射強(qiáng)度信號(hào)。
25.如權(quán)利要求20-24中任一項(xiàng)的方法，其中，同時(shí)地組合輻射強(qiáng)度信號(hào)。
26.如權(quán)利要求20-24中任一項(xiàng)的方法，其中，順序地組合輻射強(qiáng)度信號(hào)。
27.如權(quán)利要求20-26中任一項(xiàng)的方法，其中，至少一個(gè)輻射源在不同的強(qiáng)度被分開激活，從而產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于第一輻射傳感器的輻射強(qiáng)度信號(hào)和對(duì)應(yīng)于第二輻射傳感器的輻射強(qiáng)度信號(hào)。
28.如權(quán)利要求26的方法，其中，組合對(duì)應(yīng)于第一輻射傳感器的第一輻射強(qiáng)度信號(hào)，隨后，組合對(duì)應(yīng)于第二福射傳感器的第二福射強(qiáng)度信號(hào)。
29.如權(quán)利要求20-28中任一項(xiàng)的方法，還包括將外部設(shè)備在接口處耦接到系統(tǒng)控制器。
30.如權(quán)利要求29的系統(tǒng)，還包括將一個(gè)或多個(gè)輻射阻斷對(duì)象的位置報(bào)告給外部設(shè)備。`
全文摘要
描述了模塊化位置感測(cè)系統(tǒng)以及使用該系統(tǒng)的方法的各種實(shí)施方式。該系統(tǒng)可用于在感測(cè)區(qū)域中檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)輻射阻斷對(duì)象的位置。感測(cè)區(qū)域可以位于諸如壁、白板、顯示屏或模塊化顯示屏的表面之上。當(dāng)與模塊化顯示屏一起使用時(shí)，該系統(tǒng)可包括系統(tǒng)模塊，系統(tǒng)模塊的尺寸對(duì)應(yīng)于用于形成模塊化顯示屏的顯示模塊。
文檔編號(hào)G01V8/22GK103119476SQ201180039120
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月9日
發(fā)明者A·尤圖庫(kù)里, J·克拉克 申請(qǐng)人:百安托國(guó)際有限公司