光學觸敏裝置中用觸摸事件模板檢測多觸摸事件的制作方法
【專利說明】光學觸敏裝置中用觸摸事件模板檢測多觸摸事件
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請是要求2012年4月30日提交的“在光學觸敏裝置中用觸摸事件模板檢測多角蟲摸事件(Detecting Multitouch Events in an Optical Touch-Sensitive DeviceUsing Touch Event Templates) ”的美國申請序列號13/460，703的優先權的PCT申請。本PCT申請還要求2012年4月30日提交的“光學觸敏裝置中用線狀圖像檢測多觸摸事件(Detecting Multitouch Events in an Optical Touch-Sensitive Device Using LineImages)”的美國申請序列號13/460，704的優先權。本PCT申請還要求2012年4月30日提交的“光學觸敏裝置中通過組合光束信息檢測多觸摸事件(Detecting Multitouch Eventsin an Optical Touch-Sensitive Device by Combining Beam Informat1n)，，的美國申請序列號13/460，709的優先權。
[0003]這些申請(13/460，703、13/460，704、13/460，709)它們各自是2011 年 2 月 18 日提交的“光學觸敏裝置中用于檢測多觸摸事件的方法和裝置(Method and Apparatus forDetecting a Multitouch Event in an Optical Touch-Sensitive Device)，，的美國申請序列號13/059,817的部分延續；其是2009年8月7日提交的“光學觸敏裝置中用于檢測多觸摸事件的方法和裝置(Method and Apparatus for Detecting a Multitouch Eventin an Optical Touch-Sensitive Device) ” 的國際申請號號 PCT/EP2009/005736 在美國法典第35項第371款下的美國國家階段申請；該申請要求2008年8月7日提交的IE申請S2008/0652的優先權以及2008年10月10日提交的IE申請S2008/0827的優先權。
[0004]這些申請(13/460，703、13/460，704、13/460，709)它們各自還是2011 年 2 月18日提交的“具有調制發射器的光控系統(Optical Control System With ModulatedEmitters)”的美國申請序列號N0.13/059，772的部分延續；該申請是2009年8月7日提交的“具有調制發射器的光控系統(Optical Control System With Modulated Emitters)”的國際階段申請號PCT/EP2009/05739在美國法典第35項第371款下的美國國家階段申請；該申請要求2008年8月7日提交的IE申請S2008/0651的優先權。
[0005]這些申請的內容均通過引用將其全文結合在此。
技術領域
[0006]本發明總體上涉及檢測觸敏裝置中的觸摸事件，具體地，涉及能夠檢測多觸摸事件的光學方法。
【背景技術】
[0007]用于與計算裝置進行交互的觸敏顯示器變得越來越普遍。存在許多不同的用于實現觸敏顯示器和其他觸敏裝置的技術。這些技術的示例包括:例如，電阻式觸摸屏、表面聲波觸摸屏、電容式觸摸屏以及某些類型的光學觸摸屏。
[0008]然而，這些方法中的許多目前都經受缺點的損害。例如，一些技術可以很好地作用于小尺寸的顯示器，如用在許多現代移動電話中，但不能很好地縮放以適應大尺寸屏幕，如與膝上計算機或甚至臺式計算機連用的顯示器中。對于需要特殊加工的表面或在該表面中使用特殊元件的技術，將屏幕尺寸增大線性因數N意味著必須對該特殊處理進行縮放以處理比該屏幕大N2倍的區域或意味著需要N2倍個特殊元件。這可能會導致產量低得過分或成本過分地高。
[0009]一些技術的另一個缺點是它們不能夠或難以處理多觸摸事件。當多個觸摸同時發生時，發生多觸摸事件。這會在原始檢測信號中引入模糊性，于是必須解決這些模糊性。重要的是，必須迅速并且在計算上高效的方式來解決這些模糊性。如果太慢，則該技術將不能傳遞該系統所需的觸摸采樣率。如果計算上太集中，那么這將抬高該技術的成本和功耗。
[0010]另一個缺點是，這些技術未必能夠滿足日益增長的分辨率需求。假設該觸敏表面是具有長和寬度尺寸LXW的矩形。進一步假設應用要求分別以δ?和δ W的準確度定位觸摸點。那么所需的有效分辨率為:R = (Lff)/(δ I δ w)。我們將R表達為觸摸點的有效數量。隨著技術的進步，在R中的分子通常會增大，并且分母通常會降低，從而導致所需的觸摸分辨率R整體上增加的趨勢。
[0011]因此，需要改善的觸敏系統。

【發明內容】

[0012]光學觸敏裝置能夠確定多個同時觸摸事件的位置。該光學觸敏裝置包括多個發射器和檢測器。每個發射器產生由這些檢測器接收的光束。這些光束優選地被復用，這種方式使得許多光束能夠由檢測器同時接收。觸摸事件干擾這些光束。觸摸事件模板用于基于哪些光束已經受到干擾來確定實際觸摸事件。
[0013]在其中一方面，先驗地確定一組預期觸摸事件的觸摸事件模板集。預期觸摸事件的每個觸摸事件模板由將被預期觸摸事件干擾的至少兩個光束定義。將觸摸事件模板與指示哪些光束已經受到實際觸摸事件干擾的信息進行比較。由此，確定實際觸摸事件。在一種方法中，所接收的信息是對這些光束的干擾的數值測量，并且該比較基于對定義觸摸事件模板的光束的數值測量求平均(或以其他方式算術地組合)。
[0014]在其中一個變體中，預期觸摸事件包括觸摸事件類(一類或更多類)，例如，橢圓形觸摸事件或圓形觸摸事件。該觸摸事件類能夠被參數化，例如作為尺寸、取向或位置的函數。相應的觸摸事件模板作為這些參數的函數跨越該觸摸事件類。例如，可以針對不同直徑的圓形接觸區域或不同尺寸、離心率和位置的橢圓形接觸區域構造觸摸事件模板集。
[0015]另一個方面，光束的數量和/或不同光束的相對重要性可以變化。例如，該觸摸事件模板集能夠包括預期觸摸事件的一系列觸摸事件模板。由不同數量的光束定義這一系列中的每個模板。因此，某個預期觸摸事件可以有2光束、4光束、6光束等模板。更少的光束通常產生更快的結果；更多的光束通常產生更可靠的結果。不同的光束還可以是給定相對權重例如，反映與觸摸事件的中心的接近程度、角度差異和/或發射器/檢測器差異。
[0016]另一方面，能夠使用模板模型。模板模型是能夠用于生成許多不同的觸摸事件模板的模型。例如，該模型可以是變量的函數，并且代入變量的不同值產生不同的模板。在一種方法中，接收到的關于光束干擾的信息與一般模板模型相匹配，包括確定變量的值；而不是使用模板模型生成所有單獨的模板然后匹配所有單獨的模板。
[0017]另一方面，對稱性用于減少模板數量和/或加速處理。可以以一種同樣加速處理、降低功耗、和/或減少內存或數據存儲需求的順序處理這些模板。
[0018]其他方面包括與上文相關的裝置、系統和軟件。
【附圖說明】
[0019]現將參照附圖通過舉例描述本發明的實施例，在附圖中:
[0020]圖1是根據一實施例的光學觸敏裝置的示意圖。
[0021]圖2是根據一個實施例的確定觸摸事件的位置的流程圖。
[0022]圖3A至圖3F展示了與光束進行觸摸交互的不同機制。
[0023]圖4是二進制和模擬觸摸交互的圖形。
[0024]圖5A至圖5C是不同形狀的光束足跡的俯視圖。
[0025]圖6A至圖6B是展示了分別行進穿過窄光束和寬光束的觸摸點的俯視圖。
[0026]圖7是圖6的窄光束和寬光束的二進制和模擬響應的圖形。
[0027]圖8A至SB展示了發射器的活動區域覆蓋范圍的俯視圖。
[0028]圖SC至圖8D是展示了檢測器的活動區域覆蓋范圍的俯視圖。
[0029]圖SE是展示交替的發射器和檢測器的俯視圖。
[0030]圖9A至9C是從不同的光束終端的視點展示了被觸摸點中斷的光束圖案的俯視圖。
[0031]圖9D展示了基于圖9A至圖9C的中斷的光束和圖1OA至圖1OC的線狀圖像的觸摸點的估計的俯視圖。
[0032]圖1OA至1C是對應于圖9A至9C中所示的情況的線狀圖像的圖形。
[0033]圖1lA是展示行進穿過兩個相鄰的寬光束的觸摸點的俯視圖。
[0034]圖1lB是圖1lA的兩個寬光束的模擬響應的圖形。
[0035]圖1lC展示行進穿過許多相鄰的窄光束的觸摸點的俯視圖。
[0036]圖12A至圖12E展示用于觸摸事件的模板的光束路徑的俯視圖。
[0037]圖13是確定觸摸位置的多遍方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0038]1.介紹
[0039]A.裝置概述
[0040]圖1是根據一個實施例的光學觸敏裝置100的示意圖。光學觸敏裝置100包括控制器110、發射器/檢測器驅動電路120和觸敏表面組件130。表面組件130包括表面131，在其上將檢測觸摸事件。為了方便，表面131所定義的區域有時可以被稱為活動區域或活動表面，即使該表面本身可以是完全被動的結構。組件130還包括沿活動表面131的外圍設置的發射器和檢測器。在此示例中，有J個被標注為Ea至EJ的發射器和K個被標注為Dl至DK的檢測器。該裝置也還包括觸摸事件處理器140，可以作為控制器110的部分或如圖1所示單獨地實現觸摸事件處理器。標準化API可以用于與觸摸事件處理器140通信，例如，在觸摸事件處理器140和控制器110之間，或在觸摸事件處理器140和與該觸摸事件處理器連接的其它裝置之間。
[0041]發射器/檢測器驅動電路120充當控制器110與發射器Ej和檢測器Dk之間的接口。這些發射器產生由檢測器接收的光學“光束”。優選地，由其中一個發射器產生的光由不只一個檢測器接收，并且每個檢測器接收來自超過一個發射器的光。為了方便，“光束”將指從一個發射器到一個檢測器的光，即使它可以是去向許多檢測器的大光扇的部分而不是獨立的光束。從發射器Ej到檢測器Dk的光束將被稱為光束jk。圖1清楚地標注光束al、&2、&3、61和成作為示例。活動區域131內的觸摸將干擾某些光束，從而改變在檢測器Dk處所接收的光束。有關這些改變的數據被通信到觸摸事件處理器140，該觸摸事件處理器140對數據進行分析以確定表面131上的觸摸事件的位置(一個或更多)(和次數)。
[0042]如圖1中所示的光學方法的一個優點是