[发明专利]用于检测和跟踪触摸对象的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于检测和跟踪与触摸屏交互的对象的方法。研制本发明主要为了提高红外式触摸屏的多点触摸能力，下面将关于这种应用描述本发明。然而，将理解本发明不局限于该特定领域的使用。

相关申请

本申请要求2009年10月16日提交的澳大利亚临时专利申请No.2009905037以及2009年12月15提交的美国临时专利申请No.61/286,525的优先权，这两个临时申请的内容通过引用并入本文。

背景技术

绝不应认为在整个说明书中对现有技术的任何讨论承认这样的现有技术是广泛公知的或者形成本领域的常见的一般概念的一部分。

基于触摸感应的输入设备（不管输入区是否与显示屏对应，其在本发明中都称为触摸屏）长期以来在电子设备（例如计算机、个人数字助理（PDA）、手持游戏机和销售点信息服务亭）中使用，而且现在正出现在其它便携消费电子设备中，例如移动电话。一般来说，支持触摸的设备允许用户例如通过触摸一个或多个图形元素（例如在显示屏上出现的虚拟键盘的图标或按键）或者通过在显示屏或平板上写或画来与该设备交互。

几种触摸感应技术是公知的，包括电阻的、表面电容的、投射电容的、声表面波的、光学的和红外的，所有这些在多个方面（例如成本、可靠性、亮光下观看的舒适度、感应不同类型对象的能力（例如手指、戴手套的手指或尖笔）或者单触摸或多点触摸能力）具有优势和劣势。

各种触摸感应技术在它们的多点触摸能力（即它们在面对两个或多个同时出现的触摸事件时的性能）方面有很大程度不同。一些早期的触摸感应技术（例如电阻的和表面电容的）完全不适合于检测多个触摸事件，它们将两个同时出现的触摸事件报告为这两个实际的点之间的中途“幻像触摸”。某些其它触摸感应技术具有良好的多点触摸能力，但是在其它方面是有劣势的。一个示例是在美国专利申请公开No.2006/0097991A1中介绍的适合于探寻每个节点（“全点可寻址的”设备）的投射电容触摸屏，像一般的投射电容触摸屏一样，其仅能够感知某些触摸对象（例如戴手套的手指和非导电的尖笔是不适合的）并且使用众所周知降低显示可观看性（尤其在明亮的阳光下）的高折射率透明导电膜。在另一示例中，在美国专利申请公开No.2006/0284874A1和2008/0029691A1中介绍的基于摄像机的系统特别笨重，不适合于手持设备。另一种具有良好多点触摸能力的触摸技术是“内嵌式”触摸，其中一系列传感器集成有显示屏（例如LCD或OLED显示屏）的多个像素。这些传感器通常是光检测器（例如美国专利No.7,166,966和美国专利申请公开No.2006/0033016A1中公开的），但是除此以外，包括微开关（US2006/0001651A1）和可变电容（US2008/0055267A1）的变型也是公知的。内嵌式方法不能被改型并且通常向集成有传感器的显示屏的制造和控制增加复杂度。而且，那些依赖于环境光遮挡的技术不能在低光照条件下工作。

依赖能量路径的遮挡（即部分阻挡或完全阻挡）来检测和定位触摸对象的触摸屏占据中立角色，因为它们能够检测多个触摸事件的存在，但是经常不能准确地确定这些触摸事件的位置，这种情况通常称为“双触摸模糊（double touch ambiguity）”。为了说明，图1示出传统红外式触摸屏2，例如在美国专利No.3,478,220和No.3,764,813中描述的，其包括沿矩形输入区6的两个相邻侧边的多排分立的光源4（例如LED），多排分立的光源4向沿该输入区的其它两个侧边的相对的多排光检测器10发射两组平行光束8。感应光通常位于光谱的红外区，但是可选地可以是可见光或紫外光。同时存在的两个触摸对象A和B能够由每个坐标轴中的两条光束或多组光束的部分阻挡或完全阻挡检测到，然而将明白，在没有额外信息的情况下，它们的实际位置12、12′不能够与位于标示的矩形16的另外两个斜对角的两个“幻像”点14、14′区别开。除感应能量路径呈声波形式而不是呈光束形式以外，声表面波（SAW）触摸输入设备使用类似的原理工作并且像美国专利No.6,723,929中介绍的那样具有同样的双触摸模糊问题。投射电容触摸屏也属于此类，其仅探询行和列，因而导致比全点可寻址的工作更快的扫描速率，见美国专利申请公开No.US 2008/0150906A1。