[发明专利]光学触摸断层扫描

说明书

相关申请交叉引用

本申请要求JulienPiot等人于2012年11月30日提交的美国临时专利申请序列No.61/732,225在35U.S.C§119(e)下的优先权，该申请的名称为“光学触摸断层扫描(OpticalTouchTomography)”。所有前述的主题通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本发明大体涉及检测并分解触摸敏感设备上的触摸事件，更具体地，涉及检测并分解多点触摸事件。

背景技术

用于与计算设备交互的触摸敏感显示器正变得更普遍。存在用于实施触摸敏感显示器和其他触摸敏感设备的若干不同技术。这些技术的实例包括，例如，电阻式触摸屏、表面声波触摸屏、电容式触摸屏和某些类型的光学触摸屏。

然而，这些方法中的许多目前存在缺点。例如，一些技术对于(如在许多现代移动电话中使用的)小尺寸的显示器可以很好地运行，但是不能很好地适应较大屏幕尺寸(如在便携式计算机或甚至台式计算机使用的显示器中)。对于需要特定处理表面或在表面中使用特定元件的技术，屏幕尺寸线性增加N倍意味着特定处理必须被缩放以处理屏幕的N²较大面积，或意味着需要多达N²倍的许多特定元件。这能够导致不可接受的低良率或过高的成本。

一些技术的另一个缺点是在处理多点触摸事件中的无能力或困难。当多个触摸事件同时发生时，多点触摸事件发生。这能够在原始检测到的信号中引入模糊度，那么这必须被解决。重要地，模糊度必须以快速且计算有效的方式解决。如果太慢，那么该技术将不能够实现系统所需要的触摸采样速率。如果计算太密集，那么这将使该技术的成本和功耗上涨。

另一个缺点在于该技术可能不能够满足增加的分辨率要求。假设触摸敏感表面是具有长和宽尺寸为LxW的矩形。进一步假设应用要求触点分别以δl和δw的精度定位。所需的有效分辨率则为R＝(LW)/(δlδw)。R将表示为触点的有效数目。随着技术进步，R中的分子通常将增大而分母通常将减小，因此导致所需的触摸分辨率R的整体增加的趋势。

因此，需要改进的触摸敏感系统。

发明内容

一种光学触摸敏感设备具有确定多个同时触摸事件的触摸位置的能力。触摸事件干扰传播穿过触摸敏感表面的光束。在多点触摸事件中，单个光束能够由不止一个触摸事件干扰。在一方面，非线性变换被应用于光束的测量，以便线性化多个触摸事件对单个光束的影响。在另一方面，已知触摸事件(即，参考触摸)的影响提前模型化，并且随后未知触摸事件相对于参考触摸确定。

在一些实施例中，接收由多点触摸事件产生的光束测量值。光束测量值由穿过触摸敏感表面发射的不同光束产生，其中多点触摸事件干扰触摸区域附近的光束。基于光束测量值和基于传递函数的模型确定绑定值估计(bindingvalueestimate)。绑定值估计是光束干扰相对于参考触摸的测量。传递函数是从绑定值到光束测量值的传递函数。传递函数是线性的。

多点触摸事件中各个触摸事件的触摸区域(例如，触摸位置)根据绑定值估计确定。可选地，触摸事件的一个或更多个其他物理属性也被确定。在一些实施例中，产生多点触摸事件的物体(例如，手指、光笔、钢笔等)类型基于多点触摸事件的一个或更多个属性(例如，触摸区域的形状、触摸区域的面积、触摸区域的尺寸、触摸事件的压力分布或梯度、触摸事件的压力值等)来识别。

在另一方面，光学触摸敏感设备包括沿着触摸敏感表面的外围定位的多个发射器和检测器。每个发射器产生由检测器接收的光束。光束优选以一种方式被多路传输，使得许多光束能够由检测器同时接收。多点触摸事件包括在与光束交互的触摸敏感表面的各种触摸区域处的并发触摸事件。

其他方面包括部件、设备、系统、方法、过程、软件、应用程序、改进和与上述相关的其他技术。

附图说明

通过示例并参考附图，现在将描述本发明的实施例，其中：

图1是根据一个实施例的光学触摸敏感设备的图表。

图2是根据一个实施例的用于确定触摸事件的位置的流程图。

图3A-3F示出与光束进行触摸交互的不同机制。

图4是二进制和模拟触摸交互的图。

图5A-5C是不同形状的光束覆盖区的顶视图。

图6A-6B是示出分别行进通过窄光束和宽光束的触点的顶视图。

图7是图6的窄光束和宽光束的二进制和模拟响应的图。

图8A-8B是示出发射器的有源区域覆盖的顶视图。