[发明专利]提取代表触摸表面上一个或多个物体的触摸数据

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年10月19日提交的第0950770-8号瑞典专利申请以及于2009年10月19日提交的第61/272,667号美国临时申请的权益，这两个申请通过引用结合在此。

技术领域

本发明涉及触摸传感板以及与此类板相关数据处理技术。

背景技术

在更大形状内，触摸传感板正用于向计算机、移动电话、电子测量和测试装置、游戏装置等提供输入数据。板可以为用户配置一个图形用户接口(GUI)，以便用户使用例如指针、触笔或一个或多个手指进行相互作用。GUI可以是固定的或动态的。固定GUI可以是例如置于板之上、之下或内部的印刷物的形式。动态GUI可以由与板相整合或置于板下方的一个显示屏来提供，或由一个投射器投射到板上的图像来提供。

存在很多已知的为板提供触摸传感的技术，例如通过使用照相机来捕获从板上的触摸点散射的光，或者通过将电阻式线删、电容式传感器、应变计等结合到板中。

US2004/0252091披露了一种基于受抑全内反射(FTIR)的替代技术。光线片层被耦合进入板以便通过全内反射在板内部进行传播。当一个物体触碰板的表面时，两个或更多个光线片层将在触摸点上局部地衰减。多个光传感器阵列位于板的周边以便对每个光线片层进行检测。通过对所接收到的光内所观察到的所有衰减进行几何回溯并对其进行三角测量可创建穿过表面的光场的大致断层扫描重构。以此得出有关每个接触区域的位置和大小的数据。

US2009/0153519还提出了使用FTIR技术进行板的触摸检测以及用于板内光场重构的断层扫描处理。这里，断层扫描处理是基于断层扫描系统的一种线性模型，Ax＝b。矩阵A是在工厂时测定的，并且其伪逆矩阵A^-1是使用截断SVD算法来计算的，并它在测量信号上操作从而产生板内光电导率的一种二维展示。x＝A^-1b。该提议方法既是就处理而言要求很高并且缺乏对高频成分的抑制，从而可以在二维展示中导致大量噪点。

发明内容

本发明的一个目的是为穿过触摸表面的光场重构提供一种替代技术，具体是一种如下技术：能够确定足够精度的触摸相关数据以便区分同时接触触摸表面的多个物体并且还能够区分不同类型的物体。

借助于方法、计算机程序产品、提取触摸数据的装置、以及根据独立的权利要求触摸传感装置、由从属权利要求定义的其实施方案至少部分地实现在以下描述中可以出现的此目的以及其他目的。

本发明的一个第一方面是一种用在触摸传感装置中的方法。该装置包括：定义了一个触摸表面和一个相对表面的一个透光板；用于在该板内部提供多个光线片层的一个光源安排，其中所述片层包括通过内反射在该触摸表面和该相对表面之间传播的光；以及用于测量透射光能量的一种光传感器安排，其中该光源安排与该光传感器安排被安排成在触摸表面上定义多条检测线D_j的一个网格，而每条检测线D_j都代表从该光源安排到该光传感器安排穿过该触摸表面的一条光路，其中将该触摸传感装置配置为使得触碰触摸表面的一个或多个物体在所述的检测线D_j网格造成一种局部衰减。该方法包括以下步骤：获取一个输出向量，该输出包含多个信号值，这些信号值表示由该光传感器安排在一组检测线上的所接收的光；由至少一个二维基函数来代表在该触摸表面的一个二维衰减场，其中这个或每个基函数在其二维形状内定义了一个衰减强度；并且基于所述检测线组到这个或每个基函数的映射，通过对该衰减强度和这个或每个基函数的位置中至少一项进行优化来计算一个估算衰减场，这样使得该估算衰减场给出该输出向量；并且对该估算衰减场进行处理以便提取与所述的一个或多个物体相关的触摸数据。

这个第一方面产生了穿过触摸表面的一个二维估算衰减场，即，衰减值的空间分布，其中每个触摸物体造成典型地表现为一个衰减改变的区域。因此，可以对衰减场进行处理从而区分同时接触触摸表面的多个物体。进而，有可能的是提取二维触摸数据，例如，每个触摸物体在触摸表面的坐标体系内的位置和/或衰减。其他类型的触摸数据包括每个触摸物体的面积和/或形状，这允许进一步区分不同的物体。因此，对于一个给定尺寸的物体而言，接触面积可以是所施加压力的函数，至少对于灵活物体(例如指尖)而言，还可以为每个触摸物体估算物体和触摸表面之间的接触压力。