起見，光學路徑將被示為展開的。因此，源、光束和傳感器將被示為位于一個平面內。在實際的實現方式中，源和傳感器通常不會與光束位于同一平面內。能夠使用各種耦合方法。平面波導或光纖可用于耦合到/來自實際光束路徑的光。還可以使用自由空間耦合(例如，透鏡和反射鏡)。還可使用組合，例如沿著一個維度的波導和沿著另一維度的自由空間。在2011年7月22日提交的“光耦合器(OpticalCoupler) ”的美國申請序列號61/510，989中描述了各種耦合器設計，該申請通過引用以其全文結合于此。
[0075]D.光束路徑
[0076]觸敏系統的另一方面是光束和光束路徑的形狀和位置。在圖1至圖2中，這些光束被示為線。這些線應該被解釋為代表光束，但這些光束本身不必要是窄的筆形光束。圖5A至圖5C展示了不同的光束形狀。
[0077]圖5A示出一種點發射器E、點檢測器D以及從發射器到檢測器的窄“筆形”光束510。在圖5B中，點發射器E產生由寬檢測器D接收的扇形光束520。在圖5C中，寬發射器E產生由寬檢測器D接收的“矩形”光束530。這些是光束的俯視圖，并且所示的形狀是這些光束路徑的足跡。因此，光束510有線狀足跡，光束520具有在發射器處窄在檢測器處寬的三角形足跡，并且光束530具有相對恒定寬度的矩形足跡。在圖5中，檢測器和發射器由它們的寬度表示，正如光束路徑所看到的。實際光源和傳感器可以不那么寬。相反，光學器件(例如，柱面透鏡或反射鏡)能夠用于有效地放寬實際光源和傳感器的橫向范圍或使其變窄。
[0078]圖6A至6B和圖7示出足跡的寬度如何能夠確定透射系數Tjk是否表現為二進制或模擬量。在這些圖中，觸摸點具有接觸區域610。假設觸摸被完全阻擋，從而到達接觸區域610的任何光將被阻擋。圖6A示出當觸摸點左到右移動經過窄光束時發生了什么。在最左邊的情況下，光束完全沒有被阻擋(即，最大Tjk)，直到接觸區域610的右邊緣中斷該光束。此刻，該光束被完全阻擋(即，最小Tjk)，中間場景也是如此。它繼續被完全阻擋，直到整個接觸區域移動通過光束。然后，光束再次完全未阻擋，如右側的場景所示。圖7中的曲線710示出了作為接觸區域610的橫向位置X的函數的透射率Tjk。最小和最大Tjk之間的急劇過渡顯示出這個響應的二元性質。
[0079]圖6B示出當觸摸點左到右移動經過寬光束時發生了什么。在最左邊的情況下，光束剛開始被阻擋。透射率Tjk開始下降但處于最小值和最大值之間的某個值。隨著觸摸點阻擋更多光束時，透射率Tjk繼續下降，直到光束被完全阻擋的中間情形。然后，隨著接觸區域離開光束，透射率Tjk開始再次增大，如右側的情形所示。圖7中的曲線720示出作為接觸區域610的橫向位置X的函數的透射率Tjk。在X的較廣范圍上的過渡示出此響應的模擬性質。
[0080]圖5至圖7考慮了單獨的光束路徑。在大多數實現方式中，每個發射器和每個檢測器將支持多條光束路徑。
[0081]圖8A展示了由點發射器產生的光束圖案的俯視圖。發射器Ej向寬檢測器Dl至DK發射光束。為清楚起見，三個光束是陰影的:光束jl、光束j (K-1)以及中間光束。每個光束具有扇形足跡。所有足跡的集合是發射器Ej的覆蓋區域。即，落入發射器Ej的覆蓋區域內的任何觸摸事件將干擾來自發射器Ej的光束中的至少一個。圖SB是類似的示意圖，除了發射器Ej是寬發射器并產生具有“矩形”足跡的光束(實際上是梯形，但我們會稱它們為矩形)。如圖8A所示，三個陰影光束針對相同的檢測器。
[0082]注意，每個發射器Ej可以不針對每個檢測器Dk產生光束。在圖1中，考慮將從發射器Ea到檢測器DK的光束路徑aK。首先，發射器Ea產生的光可以不在這個方向上行進(即，發射器的輻射角度可能不夠寬)，從而可能完全不存在物理光束，或檢測器的受光角度可能不足夠寬，從而使得檢測器沒有檢測到入射光。第二，即使存在光束并且它是可檢測的，仍然可能被忽略，因為光束路徑沒有位于產生有用信息的位置上。因此，透射系數Tjk可以不具有發射器Ej和檢測器Dk的所有組合的值。
[0083]能夠使用不同的量來描述來自發射器的單獨光束的足跡以及來自發射器的所有光束的覆蓋區域。空間范圍(即，寬度)、角度范圍(即，發射器的輻射角度、檢測器的受光角度)和足跡形狀是能夠用于描述單獨的光束路徑以及單獨的發射器的覆蓋區域的量。
[0084]從一個發射器Ej到其中一個檢測器Dk的單獨的光束路徑能夠由發射器Ej的寬度、檢測器Dk的寬度和/或定義兩者之間的光束路徑的角度和形狀來描述。
[0085]對于其中一個發射器Ej，這些單獨的光束路徑能夠聚集在所有檢測器上，以產生發射器Ej的覆蓋區域。發射器Ej的覆蓋區域能夠由發射器Ej的寬度、相關檢測器Dk的聚集寬度和/或定義來自發射器Ej的光束路徑聚集的角度和形狀來描述。注意，這些單獨的足跡可以重疊(見圖8B，靠近該發射器)。因此，發射器的覆蓋區域可以不等于其足跡的總和。(發射器的足跡的總和)/(發射器的覆蓋區域)的比例是重疊量的其中一個量度。
[0086]能夠在所有發射器上聚集單獨的發射器的覆蓋區域，以獲得系統的總體覆蓋范圍。在這種情況下，總體覆蓋區域的形狀不是那么讓人感興趣，因為它應覆蓋活動區域131的全部。然而，活動區域131內并不是所有點都將被同等覆蓋。一些點可以被許多光束路徑橫跨，而其他點被少得多的光束路徑橫跨。光束路徑在活動區域131上的分布可以通過計算活動區域內有多少條光束路徑橫跨不同的(x，y)點來表征。光束路徑的取向是分布的另一個方面。從均大致地在同一方向上運行的三個光學路徑導出的(x，y)點通常將是與被均以離彼此60度的角度運行的三個光束路徑所橫跨的點相比更弱的分配。
[0087]以上針對發射器的討論也適用于檢測器。也能夠針對檢測器進行構造圖8A至圖8B中針對發射器構造的示意圖。例如，圖SC示出圖SB的檢測器Dl的類似示意圖。S卩，圖8C示出由檢測器Dl接收的所有光束路徑。注意，在此示例中，到檢測器Dl的光學路徑僅來自沿著活動區域的底部邊緣的發射器。(在此示例設計中)左邊緣上的發射器不值得連接到D1，并且在右邊緣上不存在發射器。圖8D示出檢測器Dk的示意圖，這是適合圖SB中的發射器Ej的相似位置。
[0088]檢測器Dk的覆蓋區域則是檢測器Dk接收的光束的所有足跡的聚集。所有檢測器覆蓋區域的聚集給出總體系統覆蓋。
[0089]E.活動區域覆蓋
[0090]活動區域131的覆蓋取決于光束路徑的形狀，但還依賴于發射器和檢測器的配置。在大多數應用中，活動區域在形狀上是矩形的，并且發射器和檢測器沿著該矩形的四條邊定位。
[0091]在一種優選的方法中，發射器和檢測器沿著這些邊交錯，而不是僅沿某些邊具有發射器和僅沿其他邊具有檢測器。圖8E示出這樣一個示例，其中，發射器和檢測器沿著所有四條邊交替。這些陰影光束示出發射器Ej的覆蓋區域。
[0092]F.復用
[0093]因為多個發射器向多個檢測器發射多個光束，并且由于單獨的光束的行為是通常所希望的，因此使用復用/解復用方案。例如，每個檢測器通常輸出指示入射光的強度的單個電信號，無論此光是否是來自由其中一個發射器所產生的一個光束或來自許多發射器所產生的許多光束。然而，透射率Tjk是單獨的光束jk的特性。
[0094]能夠使用不同類型的復用。根據所使用的復用方案，光束的透射特性(包括其內容和發射它們的時間)可以改變。因此，復用方案的選擇會影響光學觸敏裝置的物理結構及其操作。
[0095]其中一種方法基于碼分復用。在這種方法中，使用不同的代碼對每個發射器所產生的光束進行編碼。檢測器接收光信號，該光信號是來自不同發射器的光束的組合，但可以基于代碼將所接收的光束分成其分量。在“具有調制發射器的光控系統(Optical ControlSystem With Modulated Emitters) ”的美國申請序列號13/059,772中對此進行了進一步詳細描述，該申請通過引用結合在此。
[0096]另一種類似的方法是頻分復用。在這種方法中，由不同頻率調制來自不同發射器的光束，而不是由不同代碼調制。這些頻率足夠低，使得能夠通過電子濾波或其他電子或軟件手段來恢復檢測到的光束中的不同分量。
[0097]還能夠使用時分復用。在這種方法中，不同的發射器在不同時間發射光束。基于時序識別光束和透射系數Tjk。如果僅使用時間復用，控制器必須足夠快地循環過發射器以滿足所需觸摸采樣速率。
[0098]通常與光學系統連用的其他復用技術包括波分復用、偏振復用、空間復用和角度復用。還可以可能地應用電子調制方案(如PSK、QAM和0FDM)區分不同的光束。
[0099]可以一起使用若干種復用技術。例如，可以結合時分復用和碼分復用。可以將發射器分解成8組16個發射器，而不是碼分復用128個發射或時分復用128個發射器。這8組是時分復用的，以使在任何一個時間只有16個發射器在運行，并且那16個發射器是碼分復用的。這對及時地將任何給定點處活動的發射器的數目最小化以降低裝置的功率要求可能有利。
[0100]II1.處理階段
[0101]在圖2的處理階段220中，使用透射系數Tjk確定觸摸點的位置。能夠使用不同的方法和技術，包括候選觸摸點、線狀成像、位置內插、觸摸事件模板、多遍處理以及光束加權。
[0102]A.候選觸摸點
[0103]一種確定觸摸點的位置的方法基于識別已受到觸摸事件影響的光束(基于透射系數Tjk)，并且然后識別這些中斷的光束的交點作為候選觸摸點。能夠通過考慮靠近候選觸摸點的其他光束或考慮其它候選觸摸點來完善候選觸摸點列表。在美國專利申請號13/059,817 “用于檢測光學觸敏裝置中的多觸摸事件的方法和裝置(Method andApparatus for Detecting a Multitouch Event in an Optical Touch-SensitiveDevice) ”中對此方法進行了進一步詳細的描述，該申請通過引用結合在此。
[0104]B.線狀成像
[0105]此技術基于以下概念:檢測器所接收的光束集形成觸摸點的線狀圖像，其中，視點是檢測器的位置。該檢測器起到看向發射器集合的一維攝像機的作用。由于相互性，這對于發射器也是正確的。發射器發射的光束集形成觸摸點的線狀圖像，其中，視點是發射器的位置。
[0106]圖9至圖10示出使用圖SB至圖8D中所示的發射器/檢測器布局說明這個感念。為了方便，術語“光束終端”將用于指代發射器和檢測器。因此，來自光束終端(該光束終端可以是發射器或者檢測器)的光束集形成觸摸點的線狀圖像，其中，視點是光束終端的位置。
[0107]圖9A-C示出活動區域、發射器和檢測器的物理設置。在此示例中，存在具有接觸區域910的觸摸點。圖9A示出光束終端Dk的光束圖案，該光束圖案是從發射器Ej到檢測器Dk的所有光束。帶陰影的發射器指示光束至少部分地被觸摸點9