[发明专利]利用光学触摸感应装置、使接触与有源仪器相关联的仪器检测

说明书

一种光学触摸感应装置检测由装设(例如，笔、笔针)引起的触摸事件以及区分这些事件与手指引起的触摸事件。在一些实施例中，不同的仪器也可以被区分。光学触摸感应装置包括多个发射器和检测器。每个发射器产生被检测器接收的光学波束。光学波束优选地以某种方式被复用，使得许多光学波束可以同时被检测器接收。触摸事件干扰光学波束，例如由于受抑全内反射。指示哪些光学波束已经被干扰的信号被分析以检测一个或更多个触摸事件。该分析也区分仪器触摸事件与手指触摸事件。

(一个或更多个)相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2016年5月23日提交的题目为“AssociatingContacts with Active Instruments(使接触与有源仪器相关联)”的美国临时专利申请序列号为No.62/340,474的优先权，该临时专利申请的主题通过引用整体被并入本文中。

技术领域

本发明总体涉及在触摸感应装置中检测触摸事件。

背景技术

用于与计算装置交互的触摸感应显示器变得越来越普遍。存在用于实施触摸感应显示器和其他触摸感应装置的许多不同的技术。这些技术的示例包括，例如，电阻式触摸屏、表面声波触摸屏、电容式触摸屏和某些类型的光学触摸屏。

然而，这些方法中的许多目前都存在缺陷。例如，一些技术针对小型的显示器可以很好地工作，如用在许多现代移动电话中，但是却不能很好地按比例缩放到如笔记本电脑或者甚至台式计算机使用的显示器中那样的更大的屏幕大小。对于要求特殊处理的表面或在表面中使用特殊元件的技术，以线性因子N来增大屏幕大小意味着特别处理必须被按比例缩放以处理N²倍更大面积的屏幕或者意味着需要N²倍的许多特殊元件。这可能导致无法接受的低收益或过分地高成本。

一些技术的另一个缺陷是它们不能或难以处理多点触摸事件。多点触摸事件在多个触摸事件同时发生时发生。这可能在原始检测信号中引入歧义，该歧义随后必须被解决。重要的是，歧义必须快速地并且以计算方面有效的方式被解决。如果太慢，那么技术将不能递送系统需要的触摸采样率。如果计算方面太密集，那么这将抬高技术的成本和功耗。

另一个缺陷是技术可能不能满足增长的分辨率需求。假设触摸感应表面是具有长和宽尺寸LxW的矩形。进一步假设一个应用要求触摸点定位的精度分别为δl和δw。那么所需的有效分辨率为R＝(L W)/(δlδw)。我们将R表达为有效数量的触摸点。随着技术的进步，R中的分子总体上将增大并且分母总体上将减小，从而造成所需的触摸分辨率R整体呈上升趋势。

因此，需要改进的触摸感应系统。

发明内容

一种光学触摸感应装置检测由仪器(例如，笔、笔针)引起的触摸事件以及区分这些事件与手指引起的触摸事件。在一些实施例中，不同的仪器也可以被区分。

光学触摸感应装置包括多个发射器和检测器。每个发射器产生被检测器接收的光学波束。光学波束优选地以某种方式被复用，使得许多光学波束可以同时被检测器接收。触摸事件干扰光学波束，例如由于受抑全内反射。指示哪些光学波束已经被干扰的信号被分析以检测一个或更多个触摸事件。该分析也区分仪器触摸事件与手指触摸事件。

在许多不同的基础上，仪器可以与手指区分。一个示例是接触面积。这可以包括接触面积的大小、形状和不对称。仪器的接触面积也可以被设计成包括多个不相交的区域。另一个示例是衰减率。仪器可以由将展现比手指更高衰减率的材料来构建。时间行为也可以被使用。手指接触表面通常具有与仪器接触表面不同的时间方面。对于衰减或增强光学波束，实际的仪器响应也可以被策划成与由手指所引起的不同。因为仪器被制造，所以可以实现更多种类的响应，包括将传入光学波束重新引导到不同的方向以及将传入光学波束分成多个传出光学波束。波长也是另一种自由度，其可以被用于区分仪器与手指和其它仪器两者。