光学触敏装置中用触摸事件模板检测多触摸事件的制作方法
【专利说明】光学触敏装置中用触摸事件模板检测多触摸事件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请是要求2012年4月30日提交的“在光学触敏装置中用触摸事件模板检测多角虫摸事件(Detecting Multitouch Events in an Optical Touch-Sensitive DeviceUsing Touch Event Templates) ”的美国申请序列号13/460，703的优先权的PCT申请。本PCT申请还要求2012年4月30日提交的“光学触敏装置中用线状图像检测多触摸事件(Detecting Multitouch Events in an Optical Touch-Sensitive Device Using LineImages)”的美国申请序列号13/460，704的优先权。本PCT申请还要求2012年4月30日提交的“光学触敏装置中通过组合光束信息检测多触摸事件(Detecting Multitouch Eventsin an Optical Touch-Sensitive Device by Combining Beam Informat1n)，，的美国申请序列号13/460，709的优先权。
[0003]这些申请(13/460，703、13/460，704、13/460，709)它们各自是2011 年 2 月 18 日提交的“光学触敏装置中用于检测多触摸事件的方法和装置(Method and Apparatus forDetecting a Multitouch Event in an Optical Touch-Sensitive Device)，，的美国申请序列号13/059,817的部分延续；其是2009年8月7日提交的“光学触敏装置中用于检测多触摸事件的方法和装置(Method and Apparatus for Detecting a Multitouch Eventin an Optical Touch-Sensitive Device) ” 的国际申请号号 PCT/EP2009/005736 在美国法典第35项第371款下的美国国家阶段申请；该申请要求2008年8月7日提交的IE申请S2008/0652的优先权以及2008年10月10日提交的IE申请S2008/0827的优先权。
[0004]这些申请(13/460，703、13/460，704、13/460，709)它们各自还是2011 年 2 月18日提交的“具有调制发射器的光控系统(Optical Control System With ModulatedEmitters)”的美国申请序列号N0.13/059，772的部分延续；该申请是2009年8月7日提交的“具有调制发射器的光控系统(Optical Control System With Modulated Emitters)”的国际阶段申请号PCT/EP2009/05739在美国法典第35项第371款下的美国国家阶段申请；该申请要求2008年8月7日提交的IE申请S2008/0651的优先权。
[0005]这些申请的内容均通过引用将其全文结合在此。
技术领域
[0006]本发明总体上涉及检测触敏装置中的触摸事件，具体地，涉及能够检测多触摸事件的光学方法。
【背景技术】
[0007]用于与计算装置进行交互的触敏显示器变得越来越普遍。存在许多不同的用于实现触敏显示器和其他触敏装置的技术。这些技术的示例包括:例如，电阻式触摸屏、表面声波触摸屏、电容式触摸屏以及某些类型的光学触摸屏。
[0008]然而，这些方法中的许多目前都经受缺点的损害。例如，一些技术可以很好地作用于小尺寸的显示器，如用在许多现代移动电话中，但不能很好地缩放以适应大尺寸屏幕，如与膝上计算机或甚至台式计算机连用的显示器中。对于需要特殊加工的表面或在该表面中使用特殊元件的技术，将屏幕尺寸增大线性因数N意味着必须对该特殊处理进行缩放以处理比该屏幕大N2倍的区域或意味着需要N2倍个特殊元件。这可能会导致产量低得过分或成本过分地高。
[0009]一些技术的另一个缺点是它们不能够或难以处理多触摸事件。当多个触摸同时发生时，发生多触摸事件。这会在原始检测信号中引入模糊性，于是必须解决这些模糊性。重要的是，必须迅速并且在计算上高效的方式来解决这些模糊性。如果太慢，则该技术将不能传递该系统所需的触摸采样率。如果计算上太集中，那么这将抬高该技术的成本和功耗。
[0010]另一个缺点是，这些技术未必能够满足日益增长的分辨率需求。假设该触敏表面是具有长和宽度尺寸LXW的矩形。进一步假设应用要求分别以δ?和δ W的准确度定位触摸点。那么所需的有效分辨率为:R = (Lff)/(δ I δ w)。我们将R表达为触摸点的有效数量。随着技术的进步，在R中的分子通常会增大，并且分母通常会降低，从而导致所需的触摸分辨率R整体上增加的趋势。
[0011]因此，需要改善的触敏系统。
【发明内容】
[0012]光学触敏装置能够确定多个同时触摸事件的位置。该光学触敏装置包括多个发射器和检测器。每个发射器产生由这些检测器接收的光束。这些光束优选地被复用，这种方式使得许多光束能够由检测器同时接收。触摸事件干扰这些光束。触摸事件模板用于基于哪些光束已经受到干扰来确定实际触摸事件。
[0013]在其中一方面，先验地确定一组预期触摸事件的触摸事件模板集。预期触摸事件的每个触摸事件模板由将被预期触摸事件干扰的至少两个光束定义。将触摸事件模板与指示哪些光束已经受到实际触摸事件干扰的信息进行比较。由此，确定实际触摸事件。在一种方法中，所接收的信息是对这些光束的干扰的数值测量，并且该比较基于对定义触摸事件模板的光束的数值测量求平均(或以其他方式算术地组合)。
[0014]在其中一个变体中，预期触摸事件包括触摸事件类(一类或更多类)，例如，椭圆形触摸事件或圆形触摸事件。该触摸事件类能够被参数化，例如作为尺寸、取向或位置的函数。相应的触摸事件模板作为这些参数的函数跨越该触摸事件类。例如，可以针对不同直径的圆形接触区域或不同尺寸、离心率和位置的椭圆形接触区域构造触摸事件模板集。
[0015]另一个方面，光束的数量和/或不同光束的相对重要性可以变化。例如，该触摸事件模板集能够包括预期触摸事件的一系列触摸事件模板。由不同数量的光束定义这一系列中的每个模板。因此，某个预期触摸事件可以有2光束、4光束、6光束等模板。更少的光束通常产生更快的结果；更多的光束通常产生更可靠的结果。不同的光束还可以是给定相对权重例如，反映与触摸事件的中心的接近程度、角度差异和/或发射器/检测器差异。
[0016]另一方面，能够使用模板模型。模板模型是能够用于生成许多不同的触摸事件模板的模型。例如，该模型可以是变量的函数，并且代入变量的不同值产生不同的模板。在一种方法中，接收到的关于光束干扰的信息与一般模板模型相匹配，包括确定变量的值；而不是使用模板模型生成所有单独的模板然后匹配所有单独的模板。
[0017]另一方面，对称性用于减少模板数量和/或加速处理。可以以一种同样加速处理、降低功耗、和/或减少内存或数据存储需求的顺序处理这些模板。
[0018]其他方面包括与上文相关的装置、系统和软件。
【附图说明】
[0019]现将参照附图通过举例描述本发明的实施例，在附图中:
[0020]图1是根据一实施例的光学触敏装置的示意图。
[0021]图2是根据一个实施例的确定触摸事件的位置的流程图。
[0022]图3A至图3F展示了与光束进行触摸交互的不同机制。
[0023]图4是二进制和模拟触摸交互的图形。
[0024]图5A至图5C是不同形状的光束足迹的俯视图。
[0025]图6A至图6B是展示了分别行进穿过窄光束和宽光束的触摸点的俯视图。
[0026]图7是图6的窄光束和宽光束的二进制和模拟响应的图形。
[0027]图8A至SB展示了发射器的活动区域覆盖范围的俯视图。
[0028]图SC至图8D是展示了检测器的活动区域覆盖范围的俯视图。
[0029]图SE是展示交替的发射器和检测器的俯视图。
[0030]图9A至9C是从不同的光束终端的视点展示了被触摸点中断的光束图案的俯视图。
[0031]图9D展示了基于图9A至图9C的中断的光束和图1OA至图1OC的线状图像的触摸点的估计的俯视图。
[0032]图1OA至1C是对应于图9A至9C中所示的情况的线状图像的图形。
[0033]图1lA是展示行进穿过两个相邻的宽光束的触摸点的俯视图。
[0034]图1lB是图1lA的两个宽光束的模拟响应的图形。
[0035]图1lC展示行进穿过许多相邻的窄光束的触摸点的俯视图。
[0036]图12A至图12E展示用于触摸事件的模板的光束路径的俯视图。
[0037]图13是确定触摸位置的多遍方法的流程图。
【具体实施方式】
[0038]1.介绍
[0039]A.装置概述
[0040]图1是根据一个实施例的光学触敏装置100的示意图。光学触敏装置100包括控制器110、发射器/检测器驱动电路120和触敏表面组件130。表面组件130包括表面131，在其上将检测触摸事件。为了方便，表面131所定义的区域有时可以被称为活动区域或活动表面，即使该表面本身可以是完全被动的结构。组件130还包括沿活动表面131的外围设置的发射器和检测器。在此示例中，有J个被标注为Ea至EJ的发射器和K个被标注为Dl至DK的检测器。该装置也还包括触摸事件处理器140，可以作为控制器110的部分或如图1所示单独地实现触摸事件处理器。标准化API可以用于与触摸事件处理器140通信，例如，在触摸事件处理器140和控制器110之间，或在触摸事件处理器140和与该触摸事件处理器连接的其它装置之间。
[0041]发射器/检测器驱动电路120充当控制器110与发射器Ej和检测器Dk之间的接口。这些发射器产生由检测器接收的光学“光束”。优选地，由其中一个发射器产生的光由不只一个检测器接收，并且每个检测器接收来自超过一个发射器的光。为了方便，“光束”将指从一个发射器到一个检测器的光，即使它可以是去向许多检测器的大光扇的部分而不是独立的光束。从发射器Ej到检测器Dk的光束将被称为光束jk。图1清楚地标注光束al、&2、&3、61和成作为示例。活动区域131内的触摸将干扰某些光束，从而改变在检测器Dk处所接收的光束。有关这些改变的数据被通信到触摸事件处理器140，该触摸事件处理器140对数据进行分析以确定表面131上的触摸事件的位置(一个或更多)(和次数)。
[0042]如图1中所示的光学方法的一个优点是