在輸入觸摸面板上使用傳感模塊確定真正觸點的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一個用來確定輸入觸摸面板上真正觸點的方法和系統(tǒng)。使用兩個光學(xué)傳感模塊對來確定兩組可能觸摸區(qū)，并對虛擬陰影區(qū)進行重疊檢測以找出潛在觸點。采用遮擋檢測以從潛在觸點獲取真正觸點。本發(fā)明的方法能夠快速可靠地獲取真正觸點。此外，本發(fā)明的交互式輸入系統(tǒng)包括具有不同波長的相應(yīng)光學(xué)發(fā)射器的光學(xué)傳感模塊、以及不同峰值傳輸波長的光學(xué)濾光器，從而避免在光學(xué)傳感模塊的信號檢測期間產(chǎn)生干擾效應(yīng)和過曝信號。
【專利說明】在輸入觸摸面板上使用傳感模塊確定真正觸點的方法及系統(tǒng)
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及一個有關(guān)觸摸屏技術(shù)的觸摸檢測系統(tǒng)，特別涉及一種用來確定輸入觸摸屏上真正觸點(true point)的方法和系統(tǒng)。
【【背景技術(shù)】】
[0002]隨著圖像顯示技術(shù)的快速發(fā)展，利用直接觸摸以進行數(shù)據(jù)輸入的觸摸屏，已經(jīng)成為日益普及的顯示裝置，并被廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品。
[0003]然而,大多數(shù)傳統(tǒng)觸摸屏僅能夠在一個時間內(nèi)檢測到單個觸點(touch point)。一旦用戶同時在觸摸屏上觸摸兩個或多個觸點，將會出現(xiàn)檢測錯誤。另外，這種傳統(tǒng)觸摸屏的觸摸感應(yīng)區(qū)(touch sensing area)通常較小。
[0004]隨著交互式白板應(yīng)用裝置越來越受歡迎，強烈需要能夠提供一個能夠處理多輸入并具有較大觸摸感區(qū)的交互式輸入系統(tǒng)。目前，光學(xué)觸摸檢測技術(shù)被看作是一種能夠?qū)崿F(xiàn)上述需要的有效方法。
[0005]光學(xué)觸摸檢測技術(shù)是基于檢測被觸摸表面上光線行進的光路徑，并綜合使用光傳感器、光發(fā)射器、數(shù)字信號處理、和算法來確定觸點。通常，沿著觸摸感應(yīng)區(qū)邊緣安置兩個光學(xué)組件，其視場(field of view)覆蓋整個觸摸感應(yīng)區(qū)。通過檢測視場內(nèi)的光線阻斷，光傳感器用以確定跟蹤觸摸感應(yīng)區(qū)內(nèi)的任何物體移動。在大多數(shù)情況下，光傳感器和光發(fā)射器(如發(fā)光二極管)，是被一起集成在一個光學(xué)組件內(nèi)。
[0006]一些光學(xué)觸摸檢測系統(tǒng)還包括安置在觸摸感應(yīng)區(qū)周圍的回射(retro-reflective)材料,用以將從光發(fā)射器發(fā)出的光反射或?qū)蚧氐焦鈧鞲衅?。在本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)眾所周知，大多數(shù)安裝在面板邊框(bezel segment)的回射材料都能夠?qū)⒐饩€沿著發(fā)光方向返射回去。
[0007]—旦在檢測面板上有物體阻斷光線，該物體將投射一個陰影在面板邊框上，這被認為是回射光線減弱。利用這個原理，第一光傳感器將記錄陰影位置以確定投射到面板邊框上的第一陰影方向。同時，第二光傳感器將在其視場內(nèi)記錄投射到面板邊框上的第二陰
影位置。
[0008]根據(jù)光線阻斷，從兩個陰影線的交叉點，使用三角測量法可以得到觸點。利用進一步的計算，可以確定觸點的坐標。
[0009]然而，當同時有兩個或多個觸摸點時，問題就產(chǎn)生了。例如，兩個觸點在觸摸區(qū)的邊緣上會產(chǎn)生四個陰影，導(dǎo)致四個交叉點。它們之中只有兩個是真正的觸點，而另外兩個被看作是鬼點(ghost point)。至于用來計算觸點坐標的常用三角算法,鬼點和觸點都被看作是潛在點，它們必須被進一步評估來確定哪些才是真正的觸點。
[0010]一種辨別鬼點和真正觸點的常用方法是沿著觸摸區(qū)域增加安置光傳感器數(shù)量。例如，使用四個光傳感器并安置在觸摸區(qū)域的四個角上。盡管增加光傳感器數(shù)量能夠改善三角法精度，但同時也增加了潛在點的數(shù)量，它們都必須被評估以獲取真正的觸點。例如，當有兩個真正觸點和四個光傳感器時，會產(chǎn)生24個潛在點。如果有四個觸點，那么將產(chǎn)生96個潛在點。 [0011]一個潛在點對就是一對(兩個)潛在點。如果一對潛在點內(nèi)的各個潛在點非?？拷?，那么很可能這個潛在點對表示一個真正觸點。因此，為了找出真正觸點，分析要求找出相距最小的潛在點對的所有組合，并通過頻率的分級和排序從該集合中選出真正觸點。
[0012]假設(shè)有四個潛在點，則有6個組合的潛在點對，必須計算每一對內(nèi)潛在點之間的分隔距離。對96個潛在點而言，將會產(chǎn)生4560個潛在點對。如上所述，一旦找出了所有的潛在點對，計算出每一對內(nèi)潛在點之間的距離，然后，將計算出的距離進行比較并排序，以確定表示真正觸點的潛在點對。這種分析需要大量計算，特別是同時處理許多觸點時。
[0013]除了在消除鬼點時遇到的困難，一旦所有傳感模塊同時曝光，還可能出現(xiàn)過曝信號和干擾效應(yīng)，因為從傳感模塊發(fā)出的光會干擾由其它傳感模塊接收的信號。
[0014]US2011/0205189A1披露了一種方法和系統(tǒng)，其根據(jù)計算從兩對光傳感器獲得的兩個潛在點之間的距離來解決多點觸摸情況。但是，這類計算很低效、費力且耗時。
[0015]如US2011/0169727A1所披露的，通過降低從某個傳感模塊發(fā)出的光強度，傳感模塊依次曝光，從而避免潛在點的產(chǎn)生和信號檢測時的干擾效應(yīng)。然而，如果觸摸物體移動非常快，將在不同位置獲取觸摸物體，從而使得找出觸摸物體的準確位置更加困難。
【發(fā)明概述】
[0016]本發(fā)明提供一種方法和系統(tǒng)，用于確定輸入觸摸面板上的真正觸點。
[0017]因此，本發(fā)明的第一方面是提供一種方法，通過使用虛擬陰影區(qū)而確定大尺寸多輸入觸摸面板上的真正觸點，該方法在確定真正觸點時能夠增加計算速度和可靠性。
[0018]根據(jù)一個實施例，本發(fā)明方法包括以下步驟:對一個觸摸感應(yīng)區(qū)同時曝光光傳感模塊；根據(jù)光學(xué)傳感模塊檢測到的信號而確定真實陰影區(qū)；根據(jù)第一傳感模塊對檢測到的真實陰影區(qū)，通過三角映射而計算出第一組可能觸摸區(qū)；根據(jù)第二傳感模塊對檢測到的真實陰影區(qū)，通過三角映射而計算出第二組可能觸摸區(qū)；在第一可能觸摸區(qū)和第二可能觸摸區(qū)之間進行重疊檢測；當重疊時確定可能觸摸區(qū)為潛在觸點；并使用遮擋檢測來分析潛在觸點，從而獲得真正觸點。
[0019]依照本發(fā)明的不同實施例，在第一組和第二組可能觸摸區(qū)之間的虛擬陰影區(qū)進行重疊檢測，以獲得真正觸點并消除鬼點。虛擬陰影區(qū)的重疊檢測包括以下步驟:通過使用由另一個傳感模塊對所確定的另一個可能觸摸區(qū)，以確定每個光學(xué)傳感模塊的虛擬陰影區(qū)；對每個光學(xué)傳感模塊，檢測真正陰影區(qū)和虛擬陰影區(qū)之間的重疊，當有重疊時，確定可能觸摸區(qū)為一個潛在觸點。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在真正陰影區(qū)和虛擬陰影區(qū)之間的重疊檢測步驟還包括以下步驟:確定真正陰影區(qū)的角度范圍，其由真正陰影區(qū)的內(nèi)角和外角所定義；確定虛擬陰影區(qū)的角度范圍，其由虛擬陰影區(qū)的內(nèi)角和外角所定義；比較真正陰影區(qū)的角度范圍和虛擬陰影區(qū)的角度范圍，當真正陰影區(qū)的角度范圍和虛擬陰影區(qū)的角度范圍重疊時，確定真正陰影區(qū)和虛擬陰影區(qū)有重疊。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的不同實施例，遮擋檢測是通過檢查每個陰影區(qū)，還檢查潛在觸點是否是陰影區(qū)里的唯一點，來確定潛在觸點是否為一個真正觸點。遮擋檢測包括的步驟有:檢查所有陰影區(qū)的潛在觸點數(shù)目，當潛在觸點是陰影區(qū)里的唯一點時，確定該潛在觸點為真正觸點。
[0022]根據(jù)另一個實施例，本發(fā)明的方法包括步驟:在一個觸模感應(yīng)區(qū)上同時放曝光學(xué)傳感模塊；根據(jù)光學(xué)傳感模塊所檢測出的信號，來確定真正陰影區(qū)；根據(jù)第一傳感模塊對檢測出的真正陰影區(qū)，通過三角映射，而計算出第一組可能觸摸區(qū)；根據(jù)第二傳感模塊對檢測出的真正陰影區(qū)，通過三角映射，而計算出第二組可能觸摸區(qū)；在第一組和第二組可能觸摸區(qū)之間的虛擬陰影區(qū)進行重疊檢查，如果有重疊，那么確定可能觸摸區(qū)為真正觸點。
[0023]本發(fā)明的第二方面是提供一個交互式輸入系統(tǒng)，通過采用具有不同波長的光發(fā)射器以及相應(yīng)的濾光器，用以降低干擾效應(yīng)并消除在光學(xué)傳感模塊進行信號檢測期間的過曝信號，以確定大尺寸多輸入觸摸面板上的真正觸點。
[0024]根據(jù)一個實施例，本發(fā)明的交互式輸入系統(tǒng)包括一個觸摸感應(yīng)區(qū)、光學(xué)傳感模塊(其安置在觸摸感應(yīng)區(qū)周圍以在觸摸感應(yīng)區(qū)內(nèi)形成一個感應(yīng)區(qū))。從光學(xué)傳感模塊中選出至少一個第一光學(xué)傳感模塊，其包括具有第一波長的第一光發(fā)射器。從光學(xué)傳感模塊中選出至少一個第二光學(xué)傳感模塊，其安置在第一光學(xué)傳感模塊對角上，包括具有第二波長的第二光發(fā)射器。第一和第二波長是不同的。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，交互式輸入系統(tǒng)的第一光學(xué)傳感模塊還包括第一濾光器，其允許具有第一波長的光穿過。第二光學(xué)傳感模塊還包括第二光濾波器，其允許具有第二波長的光穿過。 [0026]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，第一光學(xué)傳感模塊還包括具有第二波長的第二光學(xué)發(fā)射器。第二光學(xué)傳感模塊還包括具有第一波長的第一光學(xué)發(fā)射器。在第一和/或第二光學(xué)傳感模塊里的第一和第二光學(xué)發(fā)射器可以由不同電流驅(qū)動。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，光學(xué)傳感模塊還包括一個安置在濾光器上方或下方的回射器。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0028]以下將結(jié)合附圖詳細描述本發(fā)明的實施例，其中:
[0029]圖1顯示本發(fā)明一個實施例的確定輸入觸摸面板上真正觸點的方法步驟流程圖；
[0030]圖2A顯示本發(fā)明一個實施例的在觸摸感應(yīng)區(qū)上有兩個觸點、在觸摸感應(yīng)區(qū)四個角上有四個光學(xué)傳感模塊的示意圖；
[0031]圖2B顯示由第一光學(xué)傳感模塊對所確定的第一組可能觸摸區(qū)的示意圖；
[0032]圖2C顯示由第二光學(xué)傳感模塊對所確定的第二組可能觸摸區(qū)的示意圖；
[0033]圖2D顯示在觸摸感應(yīng)區(qū)上有三個潛在觸點的示意圖；
[0034]圖3顯示本發(fā)明一個實施例的虛擬陰影區(qū)重疊檢測的步驟流程圖；
[0035]圖4顯示本發(fā)明一個實施例的虛擬陰影區(qū)進行重疊檢測的一個示例流程示意圖；
[0036]圖5顯示本發(fā)明一個實施例的通過比較角度范圍進行虛擬陰影區(qū)重疊檢測的一個示例流程示意圖；
[0037]圖6顯示本發(fā)明另一個實施例的通過比較角度范圍進行虛擬陰影區(qū)進行重疊檢測的示意圖；
[0038]圖7顯示本發(fā)明一個實施例的在其相應(yīng)虛擬陰影區(qū)上潛在觸點的表格；[0039]圖8是顯示圖7結(jié)果用于遮擋檢測的另一個表格；
[0040]圖9顯示通過圖8結(jié)果遮擋檢測而確定真正觸點的示意圖；
[0041]圖9A顯示本發(fā)明另一個實施例的第一組可能觸點和第二組可能觸點的示意圖；
[0042]圖9B顯示圖9A結(jié)果的四個潛在觸點的示意圖；
[0043]圖9C顯示圖9B結(jié)果用于遮擋檢測的表格；
[0044]圖10顯示本發(fā)明另一個實施例的不需要遮擋檢測以確定輸入觸摸面板上真正觸點的方法步驟流程圖；
[0045]圖11顯不本發(fā)明一個實施例的確定輸入觸摸面板上真正觸點的交互式輸入系統(tǒng)示意圖；
[0046]圖12A顯示本發(fā)明另一個實施例的確定輸入觸摸面板上真正觸點的交互式輸入系統(tǒng)不意圖；
[0047]圖12B顯示本發(fā)明一個實施例的一個光學(xué)傳感模塊。
【發(fā)明詳述】
[0048]在以下的描述里，根據(jù)本發(fā)明，一個利用虛擬陰影區(qū)以確定大尺寸多輸入觸摸面板上真正觸點的方法和系統(tǒng)被闡述為優(yōu)選范例。凡是對其作出沒有脫離本發(fā)明范圍和精神的修改，包括增加和/或替換，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員都是顯而易見的。為了不模糊本發(fā)明，可能會省略一些具體細節(jié)，但是，本披露會使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本教義，而無需進行過多的試驗。
[0049]本發(fā)明提供一種方法和系統(tǒng)，其`通過使用虛擬陰影區(qū)進行重疊檢查以確定大尺寸多輸入觸摸面板上真正觸點，從而提高在找出交互式觸摸面板上真正觸點時的計算速度和
可靠性。
[0050]圖1顯示本發(fā)明一個實施例通過使用虛擬陰影區(qū)以確定大尺寸多輸入觸摸面板上真正觸點的方法步驟流程圖。在步驟101，安置在觸摸感應(yīng)區(qū)周圍的所有光學(xué)傳感模塊同時曝光。在步驟102，從光學(xué)傳感模塊檢測到的信號中確定陰影區(qū)。在步驟103，根據(jù)從光學(xué)傳感模塊選擇出的第一對光學(xué)傳感模塊檢測到的陰影區(qū)，通過三角映射計算出第一組可能觸摸區(qū)域。在步驟104，根據(jù)從光學(xué)傳感模塊選出的第二對光學(xué)傳感模塊所檢測出的陰影區(qū)，通過三角映射計算出第二組可能觸摸區(qū)域。在步驟105，進行虛擬陰影區(qū)重疊檢測，以檢查第一組和第二組可能觸摸區(qū)之間的重疊，從而找出潛在觸點。在步驟106，在遮擋檢測(occlusion checking)之后,從潛在觸點中獲取真正觸點。
[0051]—般來說，本發(fā)明的光學(xué)傳感模塊包括光學(xué)傳感器如線掃描傳感器(line scansensor)或區(qū)域圖像傳感器(area image sensor),以及光學(xué)發(fā)射器。確定觸摸感應(yīng)區(qū)上的觸點取決于在檢測面板上行進的光線檢測以及任何光線阻斷的檢測。在多數(shù)情況下，安置在觸摸感應(yīng)區(qū)邊緣上的面板邊框包括回射材料，以將光線回射到光學(xué)傳感模塊，從而進行觸點檢測。此外，在本發(fā)明里，在第一組和第二組可能觸摸區(qū)之間的重疊檢測是強制性的，但第一組和第二組可能觸摸區(qū)之間的虛擬陰影區(qū)重疊檢測是一個優(yōu)選項。
[0052]在一個實施例里，至少使用三個光學(xué)傳感模塊，從而形成第一和第二光學(xué)傳感模塊對。例如，當有三個光學(xué)傳感模塊A、B和C時,光學(xué)傳感模塊A和B可以形成第一光學(xué)傳感模塊對，而光學(xué)傳感模塊B和C可以形成第二光學(xué)傳感模塊對。
[0053]根據(jù)本發(fā)明一個典型實施例，為了便于描述，有兩個真正觸點和四個安置在觸摸感應(yīng)區(qū)四個角上的光學(xué)傳感模塊。如圖2A所示，有一個矩形觸摸感應(yīng)區(qū)，以及安置在觸摸感應(yīng)區(qū)四個角上的四個光學(xué)傳感模塊，表示為模塊I (201)、2 (202),3 (203)和4 (204)。在觸摸感應(yīng)區(qū)上有兩個觸點T1和1~2。通過檢測這些模塊視場內(nèi)的光阻斷，模塊I (201)、2(202),3 (203)和4 (204)能夠確定陰影區(qū)。
[0054]模塊I (201)和模塊2 (202)形成第一光學(xué)傳感模塊對。如圖2B所不,模塊I(201)確定兩個分別由T1和T2的光阻斷所引起的陰影區(qū)Lll和L12，模塊2 (202)確定另外兩個分別由T1和T2的光阻斷所引起的陰影區(qū)域L21和L22。由第一光學(xué)傳感模塊對所確定的陰影區(qū)L11、L12、L21和L22通過三角映射進行三角測量，以計算第一組可能觸摸區(qū)，包括 P11、P12、P13 和 P14。
[0055]類似地，模塊3 (203)和模塊4 (204)形成第二光學(xué)傳感模塊對。如圖2C所示，模塊3 (203)確定兩個分別由T2和T1的光阻斷所引起的陰影區(qū)域L31和L32，模塊4 (204)確定兩個分別由T2和T1的光阻斷所引起的陰影區(qū)域L41和L42。由第二光學(xué)傳感模塊對所確定的陰影區(qū)域L31、L32、L41和L42，通過三角映射進行三角計算，以獲取第二組可能觸摸區(qū)，包括 P21、P22、P23 和 P24。
[0056]在獲得第一組和第二組可能觸摸區(qū)之后，進行虛擬陰影區(qū)重疊檢測以獲得潛在觸點。如圖2D所示，P11、P12和P13分別與P21、P22和P23重疊，從而得到三個潛在觸點P1、P2和P3。但是，P2不是一個真正觸點，盡管在P12和P22之間有重疊。因此，進行遮擋檢測能夠從這些潛在觸點中清除P2。最后，僅有Pl和P3被確定為真正觸點，其等同于T1和
T2O
[0057]圖3顯示本發(fā)明另一個實施例的虛擬陰影區(qū)重疊檢測的流程圖。在步驟301，利用檢測到的信號，確定每個光學(xué)傳感模塊的真正陰影區(qū)。真正陰影區(qū)等同于在步驟102所確定的陰影區(qū)。在步驟302，通過使用由另一個光學(xué)傳感模塊對所確定的另一個可能觸摸區(qū)，確定每個光學(xué)傳感模塊的虛擬陰影區(qū)。在步驟303，對每個光學(xué)傳感模塊，檢查真正陰影區(qū)及其對應(yīng)虛擬陰影區(qū)之間的重疊。在步驟304，可能的觸摸區(qū)被確定為一個潛在觸點，其對所有的光學(xué)傳感模塊都有重疊。
[0058]圖4顯示本發(fā)明一個實施例典型的虛擬陰影區(qū)重疊檢測的流程示意方框圖。方框401顯示觸摸感應(yīng)區(qū)上有兩個觸點T1和T2,以及四個光學(xué)傳感模塊，表示為模塊I (41)、2
(42)、3 (43)和4 (44)，它們被安置在觸摸感應(yīng)區(qū)的四個角上。方框402顯示有四個可能觸摸區(qū)Rl、R2、R3和R4，它們由頂部的兩個光學(xué)傳感模塊I (41)和2 (42)所定義。方框403顯示另外四個可能觸摸區(qū)R/、R2’、R/和R4’，它們由底部的兩個光學(xué)傳感模塊3 (43)和4 (44)所定義。方框404顯示以可能觸摸區(qū)R1為一個范例，用來確定真正陰影和虛擬陰影區(qū)，其中包括有關(guān)模塊I (41)、2 (42),3 (43)和4 (44)的真正陰影I (411)、真正陰影2 (412)、虛擬陰影3 (413)和虛擬陰影4 (414)。方框405顯示以可能觸摸區(qū)R/為一個范例，用來確定真正陰影和虛擬陰影區(qū)，其中包括有關(guān)模塊I (41)、2 (42),3 (43)和4
(44)的虛擬陰影I (415)、虛擬陰影2 (416)、真正陰影3 (417)和真正陰影4 (418)。如方框406所示，在模塊I (41)、2 (42),3 (43)和4 (44)的真正陰影區(qū)和虛擬陰影區(qū)之間進行重疊檢測。方框407顯示了一個在R1和R/之間的重疊陰影區(qū)，表示為P1，其被確定為一個潛在觸點區(qū)。
[0059]根據(jù)本發(fā)明一個實施例，可以通過比較真正陰影區(qū)的一個角度范圍和虛擬陰影區(qū)的一個角度范圍，來檢測真正陰影區(qū)和虛擬陰影區(qū)之間的重疊。以R1和R/之間的重疊作為一個范例，如圖5所示。方框501顯示模塊2(42)的真正陰影區(qū)的內(nèi)角Θ21和外角θ22。方框502顯示模塊2 (42)的虛擬陰影區(qū)的內(nèi)角Θ21 ’和外角θ22’。如方框503所示，當真正陰影區(qū)的角度范圍(由Θ21和θ22之間的可能角度數(shù)值范圍所確定)，與虛擬陰影區(qū)的角度范圍(由Θ21’和θ22’之間的可能角度數(shù)值范圍所確定)重疊時，其被看做是有重疊。一旦模塊I (42)、3 (43)和4 (44)的真正陰影的角度范圍也與其對應(yīng)的虛擬陰影區(qū)的角度范圍重疊時，那么R1和R/之間的重疊區(qū)域就被定為一個潛在觸點區(qū)。否則，如圖6所示，如果對于R3和R/，在真正陰影區(qū)的角度范圍和虛擬陰影區(qū)的角度范圍之間沒有重疊時，那么這些可能的觸摸區(qū)就被定義為鬼點。
[0060]綜合而言，真正陰影區(qū)和虛擬陰影區(qū)之間的重疊檢測包括以下步驟:確定真正陰影區(qū)的角度范圍(其由真正陰影區(qū)的內(nèi)角和外角所定義)，確定虛擬陰影區(qū)的角度范圍(其由虛擬陰影區(qū)的內(nèi)角和外角所定義)，比較真正陰影區(qū)的角度范圍和虛擬陰影區(qū)的角度范圍，當它們的角度范圍重疊時，確定真正陰影區(qū)和虛擬陰影區(qū)有重疊。
[0061]但是，在一些情況下，一旦兩個鬼點非?？拷?，使用虛擬陰影區(qū)進行重疊檢測并不能有效消除所有的鬼點。例如，當在圖2A-D所示的實施例里得到三個潛在觸點Ρ1、Ρ2和Ρ3時，僅使用兩個觸點。結(jié)果，在去除所有鬼點時為了增強可靠性，進行遮擋檢測。遮擋檢測是通過檢查每個陰影區(qū)以檢測潛在觸點是否是陰影區(qū)里的唯一點，從而來確定潛在觸點是否是真正觸點。
[0062]回到圖2A-D所示的實施例，有三個潛在觸點Ρ1、Ρ2和Ρ3，它們是通過其對應(yīng)的陰影區(qū)檢測出的，如圖7的表格所示。例如，潛在觸點Pl是在有關(guān)模塊I (201)、2 (202),3(203)和 4 (204)的陰影區(qū) L11、L21、L32 和 L42 上。
[0063]上述結(jié)果還被列于圖8的表格里以進行遮擋檢測。表格的第一列表示潛在觸點。表格的第一行表不光學(xué)傳感模塊，其對應(yīng)檢測到的陰影區(qū)被顯不在表格的第二行。然后在表格的隨后列里形成一個矩陣。Y表不在相應(yīng)陰影區(qū)里有一個相應(yīng)潛在觸點。N表不在相應(yīng)陰影區(qū)里沒有相應(yīng)潛在觸點。例如，對于模塊I (201)的L11，在Lll內(nèi)僅找到P1，而沒有找到P2和P3。對于模塊2 (202)的L22，在L22內(nèi)沒找到Pl和P2，但找到了 P3。根據(jù)遮擋檢測的原理，如果在任何陰影區(qū)里僅找到一個潛在觸點，那么該潛在觸點就被確定為一個真正觸點。如圖9所示，Pl和P3被確定為真正觸點，因為它們是其對應(yīng)陰影區(qū)里的唯一點。P2被看作是一個鬼點，因為它不是任何陰影區(qū)里的唯一點。在進行遮擋檢測之后，能夠快速可靠地找出真正觸點。
[0064]圖9A-C顯示本發(fā)明另一個實施例的遮擋檢測。有三個傳感模塊，安置在一個觸摸感應(yīng)區(qū)的同一邊緣上，包括如圖9A所示的模塊I (901)、2 (902)和3 (903)。三個傳感模塊采用相同的光學(xué)傳感器。使用了三個觸點。模塊I (901)和3 (903)形成第一傳感模塊對，用來確定第一組可能觸摸區(qū)。模塊I (901)和2 (902)形成第二傳感模塊對，用來確定第二組可能觸摸區(qū)。然后，在第一組和第二組可能觸摸區(qū)之間進行重疊檢測，如圖9B所示，找出四個潛在觸點P1、P2、P3和P4。類似于圖8，上述結(jié)果被列于圖9C的表格里。從該表格發(fā)現(xiàn)，P1、P2和P3分別是真正陰影區(qū)L21、L12、L11里的唯一點。P4被看作是一個鬼點，因為其不是由三個傳感模塊檢測到的任何真正陰影區(qū)里的唯一點。
[0065]綜合而言，遮擋檢測包括的步驟有:檢查所有陰影區(qū)的潛在觸點數(shù)量，當潛在觸點是任何陰影區(qū)里的唯一點時，就確定該潛在觸點為真正觸點。
[0066]遮擋檢測是本發(fā)明的一個可選特征，因為在某些應(yīng)用里重疊檢查能夠足夠精確地獲得真正觸點。
[0067]圖10顯示本發(fā)明另一個實施例的通過使用虛擬陰影區(qū)而不進行遮擋檢測來確定大尺寸輸入觸摸面板上真正觸點的方法步驟流程圖。在步驟1001，安置在觸摸感應(yīng)區(qū)周圍的所有光學(xué)傳感模塊同時曝光。在步驟1002，從光學(xué)傳感模塊檢測到的信號而確定虛擬陰影區(qū)。在步驟1003，根據(jù)從光學(xué)傳感模塊選出的第一光學(xué)傳感模塊對所檢測到的陰影區(qū)，通過三角映射而計算出第一組可能觸摸區(qū)。在步驟1004，根據(jù)從光學(xué)傳感模塊選出的第二光學(xué)傳感模塊對所檢測到的陰影區(qū)，通過三角映射而計算出第二組可能觸摸區(qū)。在步驟1005，進行虛擬陰影區(qū)重疊檢測，檢測第一組和第二組可能觸摸區(qū)之間的重疊，以找出觸點。
[0068]本發(fā)明的第二方面是提供一個交互式輸入系統(tǒng)，通過采用不同波長的光發(fā)射器，用以確定大尺寸多輸入觸摸面板上的真正觸點，以及采用相應(yīng)的濾光器，用以降低干擾效應(yīng)的并消除在光傳感模塊的信號檢測期間的過曝信號。
[0069]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，交互式輸入系統(tǒng)包括一個觸摸感應(yīng)區(qū)、至少三個光學(xué)傳感模塊(它們安置在觸摸感應(yīng)區(qū)周圍，用以在觸摸感應(yīng)區(qū)內(nèi)形成一個重疊感應(yīng)區(qū))。從光學(xué)傳感模塊選出至少一個第一光學(xué)傳感模塊，包括具有第一波長的第一光學(xué)發(fā)射器。從光學(xué)傳感模塊選出至少一個第二光學(xué)傳感模塊，其位于第一光學(xué)傳感模塊的對面角上，包括具有第二波長的第二光學(xué)發(fā)射器。第一和第二波長是不同的。使用具有不同波長的不同光學(xué)發(fā)射器的優(yōu)點是便于減輕光學(xué)傳感模塊進行信號檢測期間出現(xiàn)的干擾效應(yīng)。
[0070]圖11顯不本發(fā)明一個實施例的交互式輸入系統(tǒng)。其有四個光學(xué)傳感模塊，表不為傳感模塊I (111)、2 (112),3 (113)和4 (114)，它們分被別安置在觸摸感應(yīng)區(qū)的四個角上。傳感模塊I (111)安置在傳感模塊4 (114)的對角上。傳感模塊2 (112)安置在傳感模塊3 (113)的對角上。觸摸感應(yīng)區(qū)被面板邊框圍住。回射器安裝在面板邊框的內(nèi)面，使得每個光學(xué)傳感模塊能夠檢測到其相應(yīng)的反射光。傳感模塊I (111)和3 (113)包括一個具有峰值波長λ I的紅外線發(fā)光二極管(IR LED)光源，而傳感模塊2 (112)和4 (114)包括另一個具有峰值波長λ 2的IR LED光源。由于波長入1和λ 2是不同的，在傳感模塊1(111)進行反射光(波長X1)檢測期間，傳感模塊I (111)不太可能被來自傳感模塊4 (114)的波長為λ2的直射光干擾。
[0071]另外，傳感模塊I (111)和3 (113)還包括一個峰值傳輸波長為λ:的IR濾光器，其被安置在光傳感器的前面，從而能夠過濾掉波長不同于X1的光，特別是來自傳感模塊4
(114)的波長為λ2的光。最終，來自傳感模塊4 (114)的直射光的過曝信號能夠在傳感模塊I (111)的信號檢測期間被消除。類似地，傳感裝置2 (112)和4 (114)還包括一個峰值傳輸波長為\2的IR濾光器，基于相同理由，其被安置在光傳感器的前面。
[0072]優(yōu)選地，傳感模塊I (111)和3 (113)包括一個回射器，其被安置在IR濾光器的上方或下方以回射分別來自傳感模塊4 (114)和2 (112)的具有波長λ2的光。在此設(shè)置下，能夠解決傳感模塊4 (114)和2 (112)的黑區(qū)(black zone)問題，因為它們發(fā)出的光，在傳感模塊I (111)和3 (113)的位置上能夠被回射回來進行檢測。類似地，傳感模塊2
(112)和4 (114)也包括一個回射器,基于相同原因,其被安置在IR濾光器的上方或下方，以回射具有波長X1的光。[0073]傳感模塊I (111)和3 (113)還包括一個峰值波長為λ 2的IR LED光源，而傳感模塊2 (112)和4 (114)還包括另一個峰值波長為LED光源。在一個傳感模塊里，兩個不同波長的IR LED光源是由不同電流驅(qū)動以發(fā)出不同光強度的光。例如，在傳感模塊I (111)和3 (113)里，波長A1的IR LED光源可以比波長λ 2的IR LED光源以更高的電流驅(qū)動，因為由波長LED光源發(fā)出的光需要通過回射材料反射回去，并分別被傳感模塊I (111)和3(113)里的傳感器檢測到，由波長λ2的IR LED光源發(fā)出的光，僅需要被傳感模塊4 (114)和2 (112)直接檢測到。利用此設(shè)置，能夠消除傳感模塊4 (114)和2 (112)的黑區(qū)問題。
[0074]傳感模塊I (111)和3 (113)還可以包括擴散板，其被安置在峰值波長λ 2的IRLED光源的前面，以獲得均勻持續(xù)照射，分別由對面的傳感模塊4 (114)和2 (112)接收到。類似地，傳感模塊4 (114)和2 (112)還可以包括擴散板，基于相同理由，其被安置在峰值波長IRLED光源的前面。
[0075]圖12Α顯不本發(fā)明另一個實施例的交互式輸入系統(tǒng)。其有四個光學(xué)傳感模塊,標記為傳感模塊I (121)、2 (122),3 (123)和4 (124)，它們安置在觸摸感應(yīng)區(qū)的四個角上，并分別由兩個電路板控制。觸摸感應(yīng)區(qū)由面板邊框圍住。有均勻的光條，安裝在面板邊框的內(nèi)面以發(fā)出某個波長的光，從而每個光學(xué)傳感模塊都能夠檢測到從光條發(fā)出的光。每個傳感模塊，如圖12B所示，都包括一個圖像傳感器(未在圖中顯示)、一個PCB板1201、兩個與光條具有相同峰值波長的IR LED光源1202和1203(這兩個光源1202和1203應(yīng)該具有相同的波長)、一個擴散板1204 (用于改變發(fā)出光輪廓)、以及一個峰值傳輸波長與光條波長相同的IR濾光器1205。在這種設(shè)置下，黑區(qū)問題得以解決。
[0076]通過使用通用或?qū)Ｓ糜嬎阊b置的通用或?qū)Ｓ霉怆妭鞲衅?、計算機處理器、或包括但不限于數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的電子電路、以及依照本披露而配置或編程的其它可編程邏輯裝置，可以實施在此披露的本發(fā)明。根據(jù)本披露的教義，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠容易地準備在通用或?qū)Ｓ糜嬎阊b置、計算機處理器、或可編程邏輯裝置上運行的計算機指令或軟件代碼。
[0077]在一些實施例里，本發(fā)明包括其中存有計算機指令或軟件代碼的計算機存儲媒介，這些指令和代碼可被用來編程計算機或微處理器以執(zhí)行本發(fā)明的任何過程。存儲媒介可以包括但不限于軟盤、光盤、藍光光盤、DVD、CD-ROM、以及磁光盤、ROM、RAM、閃存裝置、或適合存儲指令、代碼和/或數(shù)據(jù)的任何類型的媒介或裝置。
[0078]出于說明和描述的目的，已提供了對本發(fā)明的前面的描述。其不是窮盡性的，也不將本發(fā)明限于所揭示的確切形式。鑒于以上教示，許多修改和變型對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯而易見的。
[0079]在此所選擇的和所描述的實施例是為了更好地解釋本發(fā)明的原理及其實施應(yīng)用，從而本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的不同實施例、以及根據(jù)具體特定應(yīng)用而做出不同修改。這意味著本發(fā)明的范圍是由所附權(quán)利要求及其等價物設(shè)定。
【權(quán)利要求】
1.一種確定交互式輸入系統(tǒng)里觸摸感應(yīng)區(qū)上真正觸點的方法，包括: 根據(jù)光學(xué)傳感模塊檢測到的信號，確定真正陰影區(qū)； 根據(jù)從所述光學(xué)傳感模塊中選出的第一傳感模塊對所確定的真正陰影區(qū)，通過三角映射而計算出第一組可能觸摸區(qū)； 根據(jù)從所述光學(xué)傳感模塊中選出的第二傳感模塊對所確定的真正陰影區(qū)，通過三角映射而計算出第二組可能觸摸區(qū)； 對所述第一組和第二組可能觸摸區(qū)之間的虛擬陰影區(qū)進行重疊檢測；和 確定那些重疊的可能觸摸區(qū)為觸點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述對虛擬陰影區(qū)進行重疊檢測的步驟還包括: 通過使用由另一個光學(xué)傳感模塊對所確定的另一個可能觸摸區(qū)，確定每個光學(xué)傳感模塊的虛擬陰影區(qū)；和 檢測每個光學(xué)傳感模塊的真正陰影區(qū)和虛擬陰影區(qū)之間的重疊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述真正陰影區(qū)和虛擬陰影區(qū)之間的重疊檢測的步驟包括: 比較所述光學(xué)傳感模塊的虛擬陰影區(qū)角度范圍和真正陰影區(qū)角度范圍；和當所述真正陰影區(qū)角度范圍和虛擬陰影區(qū)角度范圍重疊時，確定所述真正陰影區(qū)和所述虛擬陰影區(qū)有重疊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟:通過遮擋檢測，檢查真正陰影區(qū)以檢測觸點是否是任何真正陰影區(qū)內(nèi)的唯一點，而從所述觸點中獲取真正觸點。
5.—種確定交互式輸入系統(tǒng)里觸摸感應(yīng)區(qū)上真正觸點的方法,包括:根據(jù)光學(xué)傳感模塊檢測到的信號，確定真正陰影區(qū)； 根據(jù)從所述光學(xué)傳感模塊中選出的第一傳感模塊對所確定的真正陰影區(qū)，通過三角映射而計算出第一組可能觸摸區(qū)； 根據(jù)從所述光學(xué)傳感模塊中選出的第二傳感模塊對所確定的真正陰影區(qū)，通過三角映射而計算出第二組可能觸摸區(qū)； 在所述第一組和第二組可能觸摸區(qū)之間進行重疊檢測； 確定那些重疊的可能觸摸區(qū)為觸點；和 通過遮擋檢測，檢查真正陰影區(qū)以檢測觸點是否是任何真正陰影區(qū)里的唯一點，而從所述觸點中獲取真正觸點。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述遮擋檢測還包括以下步驟: 檢查所有真正陰影區(qū)的觸點數(shù)量；和 當所述觸點是任何真正陰影區(qū)里的唯一點時，確定所述觸點為一個真正觸點。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第一組合第二組可能觸摸區(qū)之間的重疊檢測步驟包括:對虛擬陰影區(qū)進行重疊檢測。
8.一個用于確定輸入觸摸面板上真正觸點的交互式輸入系統(tǒng),包括: 一個觸摸感應(yīng)區(qū)；和 至少三個光學(xué)傳感模塊，在所述觸摸感應(yīng)區(qū)內(nèi)形成一個重疊感應(yīng)區(qū)； 其中從所述光學(xué)傳感模塊中選出的至少一個第一光學(xué)傳感模塊，包括至少一個具有第一波長的第一光學(xué)發(fā)射器；從所述光學(xué)傳感模塊選出的至少一個第二光學(xué)傳感模塊，其位于所述第一光學(xué)模塊的對面，包括至少一個具有第二波長的第二光學(xué)發(fā)射器；和 其中所述第一波長和第二波長是不同的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的交互式輸入系統(tǒng)，其中所述第一光學(xué)傳感模塊還包括第一光學(xué)濾光器，其允許具有第一波長的光穿過；所述第二光學(xué)傳感模塊還包括第二光學(xué)濾光器，其允許具有第二波長的光穿過。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的交互式輸入系統(tǒng)，其中所述光學(xué)傳感模塊還包括一個擴散板，其安置在所述至少一個光學(xué)發(fā)射器前面。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的交互式輸入系統(tǒng),其中所述第一光學(xué)發(fā)射器和第二光學(xué)發(fā)射器是紅外線發(fā)光二極管。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的交互式輸入系統(tǒng),其中所述光學(xué)傳感模塊還包括至少一個回射器，其安置在所述光學(xué)濾光器的上方或下方。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的交互式輸入系統(tǒng),所述第一光學(xué)傳感模塊還包括具有第二波長的至少一個第二光學(xué)發(fā)射器；所述第二光學(xué)傳感模塊還包括具有第一波長的至少一個第二光學(xué)發(fā)射器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的交互式輸入系統(tǒng),其中所述光學(xué)傳感模塊里的所述第一光學(xué)發(fā)射器和第二光學(xué)發(fā)射器是由不同電流驅(qū)動的。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的交互式輸入系統(tǒng)，其中所述觸摸感應(yīng)區(qū)由面板邊框圍住，所述面板邊框具有回射器或光條。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的交互式輸入系統(tǒng)，其中所述光條發(fā)射出具有第三波長的光，其與第一波長相同或與第二波長相同。
17.根據(jù)權(quán)利要求8所述的交互式輸入系統(tǒng)，其中使用了四個光學(xué)傳感模塊，其被安置在觸摸感應(yīng)區(qū)的四個角上，并互為對角相對。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使用了四個光學(xué)傳感模塊，其被安置在觸摸感應(yīng)區(qū)的四個角上，并互為對角相對。
19.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中使用了四個光學(xué)傳感模塊，其被安置在觸摸感應(yīng)區(qū)的四個角上，并互為對角相對 。
【文檔編號】G06F3/042GK103576994SQ201310296334
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月27日
【發(fā)明者】朱秀玲, 李栩榮, 葉麗春 申請人:香港應(yīng)用科技研究院有限公司