專利名稱：具有反射器的光學(xué)觸摸屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及光學(xué)觸摸面板。
背景技術(shù)：
以下美國專利公開相信代表了本領(lǐng)域的目前狀態(tài)美國專利6，954，197。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明尋求提供改進(jìn)的光學(xué)觸摸面板。因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供了一種觸摸面板，其包括大體平坦的表面；至少兩個(gè)照明器，用于照亮大體平行于所述大體平坦的表面的感測平面；至少一個(gè)可選擇驅(qū)動(dòng)的反射器，當(dāng)被驅(qū)動(dòng)時(shí)，其操作為反射來自所述至少兩個(gè)照明器中的至少一個(gè)的光；至少一個(gè)傳感器，用于基于感測所述感測平面中的光生成輸出；以及處理器，其接收來自所述至少一個(gè)傳感器的所述輸出，并且提供觸摸位置輸出指示。優(yōu)選地，來自所述至少一個(gè)傳感器的所述輸出指示所述感測平面的角區(qū)域，在所述感測平面的角區(qū)域中，由所述感測平面中的至少一個(gè)對象的存在阻擋來自所述至少一個(gè)照明器的光；并且所述處理器所包括的功能操作為使至少一個(gè)二維形狀與所述角區(qū)域的交叉相關(guān)聯(lián)；選擇足以表示所有所述角區(qū)域的所述至少一個(gè)二維形狀的最小數(shù)量；以及基于所述至少一個(gè)二維形狀的所述最小數(shù)量，計(jì)算所述至少一個(gè)對象的所述存在相對于所述大體平坦的表面的至少一個(gè)位置。此外，所述至少一個(gè)對象包括至少兩個(gè)對象；所述至少一個(gè)二維形狀包括至少兩個(gè)二維形狀；所述至少一個(gè)二維形狀的所述最小數(shù)量包括所述至少一個(gè)二維形狀中的至少兩個(gè)；并且所述至少一個(gè)位置包括至少兩個(gè)位置。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述功能操作為選擇所述至少一個(gè)可選擇驅(qū)動(dòng)的反射器的多個(gè)驅(qū)動(dòng)模式，以提供所述觸摸位置輸出指示。此外，所述至少兩個(gè)照明器中的至少一個(gè)是可選擇驅(qū)動(dòng)的；并且對象碰撞陰影處理功能操作為選擇所述至少一個(gè)可選擇驅(qū)動(dòng)的照明器的對應(yīng)的多個(gè)驅(qū)動(dòng)模式。此外，所述對象碰撞陰影處理功能操作為處理來自與所述至少一個(gè)可選擇驅(qū)動(dòng)的照明器的所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)模式相對應(yīng)的所述至少一個(gè)傳感器中所選擇的傳感器的輸出，以提供所述觸摸位置輸出指示。優(yōu)選地，所述觸摸位置輸出指示包括至少兩個(gè)對象的位置。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，還提供了一種觸摸面板，其包括大體平坦的表面；至少一個(gè)照明器，用于照亮大體平行于所述大體平坦的表面的感測平面；至少一個(gè)傳感器，用于感測來自所述至少一個(gè)照明器的光并指示所述感測平面中的至少一個(gè)對象的存·在；以及處理器，包括的功能操作為接收來自指示所述感測平面的角區(qū)域的所述至少一個(gè)傳感器的輸入，在所述感測平面的角區(qū)域中，由所述感測平面中的所述至少一個(gè)對象的存在阻擋來自所述至少一個(gè)照明器的光；使至少一個(gè)二維形狀與所述角區(qū)域的交叉相關(guān)聯(lián)；選擇足以表示所有的所述角區(qū)域的所述至少一個(gè)二維形狀的最小數(shù)量；并且基于所述至少一個(gè)二維形狀的所述最小數(shù)量，計(jì)算所述至少一個(gè)對象的存在相對于所述大體平坦的表面的至少一個(gè)位置。優(yōu)選地，所述觸摸面板還包括至少一個(gè)反射器，其配置為反射來自所述至少一個(gè)照明器的光。此外，所述至少一個(gè)反射器包括一維后向反射器。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述至少一個(gè)照明器包括邊發(fā)射光學(xué)光波導(dǎo)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述至少一個(gè)對象包括至少兩個(gè)對象；所述至少一個(gè)二維形狀包括至少兩個(gè)二維形狀；所述至少一個(gè)二維形狀的所述最小數(shù)量包括所述至少一個(gè)二維形狀中的至少兩個(gè)；并且所述至少一個(gè)位置包括至少兩個(gè)位置。根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施例，還提供了一種用于計(jì)算位于與觸摸面板相關(guān)聯(lián)的感測平面中的至少一個(gè)對象的至少一個(gè)位置的方法，所述方法包括采用至少一個(gè)照明器照亮所述感測平面；感測由指示所述感測平面的角區(qū)域的傳感器接收的光，在所述感測平面的角區(qū)域中，由所述感測平面中的所述至少一個(gè)對象的存在阻擋來自所述至少一個(gè)照明器的光；使至少一個(gè)二維形狀與所述角區(qū)域的交叉相關(guān)聯(lián)；選擇足以重建所有所述角區(qū)域的所述至少一個(gè)二維形狀的最小數(shù)量；使所述感測平面中的對象位置與所述至少一個(gè)二維形狀的所述最小數(shù)量中的每個(gè)二維形狀相關(guān)聯(lián)；以及提供觸摸位置輸出指示，其包括所述每個(gè)二維形狀的所述對象位置。優(yōu)選地，所述至少一個(gè)對象包括至少兩個(gè)對象；所述至少一個(gè)二維形狀包括至少兩個(gè)二維形狀；所述至少一個(gè)二維形狀的所述最小數(shù)量包括所述至少一個(gè)二維形狀中的至少兩個(gè)；并且所述觸摸位置對象指示包括所述至少兩個(gè)對象的所述至少兩個(gè)位置。根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施例，還提供了一種觸摸面板，其包括大體平坦的表面；至少一個(gè)照明器，用于照亮大體平行于所述大體平坦的表面的感測平面；至少一個(gè)反射器，操作為反射來自所述至少一個(gè)照明器的光；至少一個(gè)二維后向反射器，操作為后向反射來自所述至少一個(gè)照明器和所述至少一個(gè)反射器中的至少一個(gè)的光；至少一個(gè)傳感器，用于基于感測所述感測平面中的光生成輸出；以及處理器，其接收來自所述至少一個(gè)傳感器的所述輸出，并且提供觸摸位置輸出指示。優(yōu)選地，所述至少一個(gè)照明器包括兩個(gè)照明器；所述至少一個(gè)二維后向反射器包括三個(gè)二維后向反射器；并且所述至少一個(gè)傳感器包括兩個(gè)傳感器。可替換地，所述至少一個(gè)反射器包括兩個(gè)反射器；并且所述至少一個(gè)二維后向反射器包括兩個(gè)二維后向反射器。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述至少一個(gè)反射器包括一維后向反射器。優(yōu)選地，來自所述至少一個(gè)傳感器的所述輸出指示所述感測平面的角區(qū)域，在所述感測平面的角區(qū)域中，由所述感測平面中的至少一個(gè)對象的存在阻擋來自所述至少一個(gè)照明器的光；并且所述處理器所包括的功能操作為使至少一個(gè)二維形狀與所述角區(qū)域的交叉相關(guān)聯(lián)；選擇足以表示所有所述角區(qū)域的所述至少一個(gè)二維形狀的最小數(shù)量；以及基于所述至少一個(gè)二維形狀的所述最小數(shù)量，計(jì)算所述至少一個(gè)對象的存在相對于所述大體平坦的表面的至少一個(gè)位置。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述至少一個(gè)對象包括至少兩個(gè)對象；所述至少一個(gè)二維形狀包括至少兩個(gè)二維形狀；所述至少一個(gè)二維形狀的所述最小數(shù)量包括所述至少一個(gè)二維形狀中的至少兩個(gè)；并且所述觸摸位置對象指示包括所述至少兩個(gè)對象的所述至少兩個(gè)位置。


根據(jù)結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述將會(huì)更加充分地理解和領(lǐng)會(huì)本發(fā)明，在附圖中圖I是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)造和操作的光學(xué)觸摸面板的簡化頂視圖；圖2是兩根手指與圖I的光學(xué)觸摸面板接觸的簡化透視圖；圖3是示出觸摸面板構(gòu)造的其它細(xì)節(jié)的圖I和圖2的光學(xué)觸摸面板的簡化分解透視圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的對象碰撞陰影處理(OISP)功能的操作的簡化流程圖；圖5是示出在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)操作模式中的對象碰撞陰影處理功能的操作的光學(xué)觸摸面板的簡化頂視圖；圖6是示出觸摸面板構(gòu)造的其它細(xì)節(jié)的圖5的光學(xué)觸摸面板的簡化分解透視圖；圖7是示出在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的另一操作模式中的對象碰撞陰影處理功能的操作的光學(xué)觸摸面板的簡化頂視圖；圖8是示出在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的多級(jí)OISP功能的操作的簡化流程圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)造和操作的光學(xué)觸摸面板的簡化頂視圖；以及圖10是根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)造和操作的光學(xué)觸摸面板的簡化頂視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參照作為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)造和操作的光學(xué)觸摸面板的簡化頂視圖的圖I、作為兩根手指與圖I的光學(xué)觸摸面板接觸的簡化透視圖的圖2以及作為示出觸摸面板構(gòu)造的其它細(xì)節(jié)的圖I和圖2的觸摸面板的簡化分解透視圖的圖3。
如圖I-圖3中所不，提供了一種光學(xué)觸摸面板100,其包括大體平坦的表面102和至少兩個(gè)照明器，并且優(yōu)選為四個(gè)照明器(在這里由附圖標(biāo)記104、106、108和110表示)，所述四個(gè)照明器中優(yōu)選于至少一個(gè)，并且優(yōu)選于全部是可選擇驅(qū)動(dòng)的，以用于照亮大體上平行于大體平坦的表面102的感測平面112。照明器優(yōu)選包括含有至少一個(gè)邊發(fā)射光學(xué)光波導(dǎo)120的組件。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，至少一個(gè)邊發(fā)射光學(xué)光波導(dǎo)120從諸如LED或二極管激光器(優(yōu)選為紅外激光器或紅外LED)的光源122接收照明。如圖3中所示，光源122優(yōu)選位于組件124中，該組件124位于沿大體平坦的表面102的外圍。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，至少一個(gè)光波導(dǎo)120包括塑料桿，所述塑料桿優(yōu)選于在至少一個(gè)沿其的位置具有至少一個(gè)光散射體126，所述光散射體126優(yōu)選地與光波導(dǎo)120的至少一個(gè)光透射區(qū)域128相對，光波導(dǎo)120在所述區(qū)域128處具有光功率。光波導(dǎo)120在透射區(qū)域128的表面優(yōu)選地具有位于鄰近光散射體126的焦點(diǎn)。在所示實(shí)施例中，優(yōu)選于由沿照明器 108的整個(gè)長度的至少基本部分的塑料桿延伸的白漆的窄條來定義光散射體126。在可替換的優(yōu)選實(shí)施例中(未圖示)，光波導(dǎo)120和光散射體126集成在一起形成為單個(gè)元件，例如，通過擠壓與嵌入塑料材料的顏料一起的透明塑料材料，以在沿光波導(dǎo)120的適當(dāng)位置形成薄光散射區(qū)域126。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述至少一個(gè)光散射體126操作為散射從光源122接收并沿所述至少一個(gè)光波導(dǎo)120穿過的光。使在所述至少一個(gè)光透射區(qū)域128處的光波導(dǎo)120的光功率準(zhǔn)直，并且如由附圖標(biāo)記130大體指示的，在大體上遠(yuǎn)離散射體126的方向上引導(dǎo)散射光。應(yīng)當(dāng)理解，大體上每個(gè)感測平面112中的位置通常從沿至少一個(gè)光透射區(qū)域128的每個(gè)位置接收光。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，至少一個(gè)光波導(dǎo)120大體上連續(xù)地沿由平坦表面102定義的光幕區(qū)的外圍延伸，并且至少一個(gè)光散射體126大體上連續(xù)地沿外圍延伸，大體上在平面中引導(dǎo)光，填充外圍的內(nèi)部并從而在其中定義光幕。提供至少一個(gè)光傳感器組件140以及優(yōu)選地三個(gè)附加的物理光傳感器組件142、144以及146，來感測感測平面112中的至少一個(gè)對象的存在。將這四個(gè)傳感器組件140、142、144和146分別表示為A、B、C和D。優(yōu)選地，傳感器組件140、142、144和146均采用線性 CMOS 傳感器,諸如可從 Panavision SVI, LLC of One Technology Place, Homer, NewYork商用獲得的RPLIS-2048線性圖像傳感器。諸如手指150或152或指示筆等對象在觸摸表面102上的碰撞優(yōu)選地由一個(gè)或多個(gè)光傳感器組件140、142、144和146感測，所述一個(gè)或多個(gè)光傳感器組件140、142、144和146優(yōu)選地設(shè)置在平坦表面102的角處。傳感器組件檢測從照明器104、106、108和110接收的光的變化，所述變化由感測平面112中手指150和152的存在所產(chǎn)生。優(yōu)選地，傳感器組件140、142、144和146位于與照明器104、106、108和110相同的平面中，并具有至少90度覆蓋的視場。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，提供至少一個(gè)，并且優(yōu)選于四個(gè)部分透射的反射器，諸如鏡子162、164、166和168，所述部分透射的反射器設(shè)置在至少一個(gè)，優(yōu)選于所有四個(gè)可選擇驅(qū)動(dòng)的照明器104、106、108和110與感測平面112中間。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，至少一個(gè)，并最優(yōu)選于全部四個(gè)反射器是可選擇驅(qū)動(dòng)的。以下參照圖5和圖6進(jìn)一步描述，提供至少一個(gè)鏡子使得傳感器感測直接到達(dá)傳感器的來自照明器的生成光以及另外由照明器生成并由感測平面中的反射器反射的光。應(yīng)當(dāng)理解，可替換地，一個(gè)或多個(gè)鏡子162、164、166和168可以是完全反射的。在這種情況下，排除了位于這種鏡子之后的照明器。在另一可替換實(shí)施例中，可以排除所有的鏡子 162、164、166 和 168。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，提供接收來自所述至少一個(gè)傳感器的輸入并提供觸摸位置輸出指示的處理器170。具體回到圖I和2，可以看到在驅(qū)動(dòng)所有的照明器104、106、108和110而不驅(qū)動(dòng)所有的鏡子162、164、166和168的操作模式下手指與觸摸面板接觸的視圖，其中。在這種操作模式下，四個(gè)傳感器組件140、142、144和146以及四個(gè)照明器104、106、108和110是可
操作的。應(yīng)當(dāng)理解，這相當(dāng)于未設(shè)置鏡子的實(shí)施例。 圖I和2示出了優(yōu)選于由處理器170執(zhí)行的對象碰撞陰影處理(OISP)功能的操作。OISP功能操作為在實(shí)際對象接觸與由傳感器組件140、142、144和146感測的陰影所產(chǎn)生的虛假對象接觸之間進(jìn)行區(qū)分。下文具體參照圖I和圖2描述OISP功能，圖I和2示出了分別標(biāo)記為A、B、C和D的四個(gè)傳感器組件140、142、144和146。如圖所示，諸如手指150和152的兩個(gè)對象在這里還分別表示為用戶接觸觸摸面板100的手指I和II。手指150和152的存在使得陰影出現(xiàn)在每個(gè)傳感器組件140、142、144和146的視場的角區(qū)域中。由參照傳感器組件和手指兩者的標(biāo)記表不在每個(gè)傳感器組件140、142、144和146的相應(yīng)視場中由每根手指150和I52的接觸產(chǎn)生的角區(qū)域。因此，例如，角區(qū)域CII是指由傳感器組件C所看到的由手指II接觸產(chǎn)生的角區(qū)域。應(yīng)當(dāng)理解，所有四個(gè)傳感器組件140、142、144和146的角區(qū)域的交叉定義了多邊形陰影交叉區(qū)域，其構(gòu)成可能的對象接觸位置。這些多邊形陰影交叉區(qū)域由定義它們的相交的角位置的標(biāo)記來標(biāo)識(shí)。因此，多邊形陰影交叉區(qū)域表示為如下AIBICIDI ；AIIBIICIIDII和AIBIICIDII，并且也分別標(biāo)識(shí)為區(qū)域P1、P2和P3。還應(yīng)當(dāng)理解，可能具有比實(shí)際對象接觸位置更多的對應(yīng)于可能的對象接觸位置的多邊形陰影交叉區(qū)域。因此，在圖I和圖2所示的示例中，具有對應(yīng)于三個(gè)潛在對象接觸位置的三個(gè)多邊形陰影交叉區(qū)域，但只有兩個(gè)實(shí)際對象接觸位置。本發(fā)明的OISP功能操作為從更大數(shù)量的潛在對象接觸位置之中識(shí)別實(shí)際對象接觸位置。優(yōu)選地，OISP功能操作為從所有潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域的集合之中查找可能的對象碰撞位置的最小子集，所述子集是充足的，使得如果對象碰撞僅發(fā)生在那些區(qū)域中，則生成所有潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域的整個(gè)集合。在所示實(shí)施例中，OISP功能通常操作如下對潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域P1、P2和P3中的兩個(gè)或更多個(gè)的每一組合進(jìn)行調(diào)查，以確定在那里的對象碰撞是否會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生所有潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域P1、P2和P3?？梢岳贸Ｒ?guī)射線追蹤算法來進(jìn)行該調(diào)查。在所示實(shí)施例中，調(diào)查表明，在潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域Pl和P2這兩者處的對象碰撞不產(chǎn)生潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域P3。類似地，調(diào)查表明，在潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域P2和P3這兩者處的對象碰撞不產(chǎn)生潛在的多邊形陰影區(qū)域Pl。調(diào)查表明，在潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域Pl和P2這兩者處的對象碰撞產(chǎn)生潛在的多邊形陰影區(qū)域P3。因此，得出的結(jié)論是潛在的多邊形陰影區(qū)域P3并不對應(yīng)于實(shí)際對象碰撞位置。盡管如此，應(yīng)當(dāng)理解潛在的多邊形陰影區(qū)域P3對應(yīng)于實(shí)際對象碰撞位置是可能的。應(yīng)當(dāng)理解，另外的對象存在于精確的位置使得其完全由虛假多邊形陰影區(qū)域中的一個(gè)圍繞的可能性通常是相當(dāng)小的，從而OISP功能可以在高置信水平的情況下忽略這種可能性。還應(yīng)當(dāng)理解，通常優(yōu)選于錯(cuò)失記錄事件而不是錯(cuò)誤地輸出不存在的事件。應(yīng)當(dāng)理解，上述以及下文參照圖4進(jìn)一步描述的OISP功能操作為處理多達(dá)任意所期望數(shù)量的同時(shí)對象碰撞。還應(yīng)當(dāng)理解，可選擇驅(qū)動(dòng)的鏡子的去驅(qū)動(dòng)(de-actuation)可通過激活鏡子后面的具有充足強(qiáng)度的照明器來完成，使得可以忽略或過濾掉由部分反射的鏡子反射的額外的光。還應(yīng)當(dāng)理解，鏡子的去驅(qū)動(dòng)可以通過使鏡子充分地傾斜或移動(dòng)以將反射光引導(dǎo)出感測 平面使其不碰撞傳感器的機(jī)械裝置來完成。現(xiàn)在參照圖4，圖4是本發(fā)明的OISP功能的簡化流程圖。如圖4中所示，在步驟200中，諸如處理器170的處理器操作為接收來自諸如傳感器組件140、142、144和146的一個(gè)或多個(gè)傳感器組件的輸入。在步驟202中，處理器使用傳感器組件140、142、144和146中的每一個(gè)的輸出，以確定與每個(gè)傳感器組件相關(guān)聯(lián)的角陰影區(qū)域。隨后，在步驟204中，處理器操作為計(jì)算諸如區(qū)域PU P2和P3的多邊形陰影交叉區(qū)域。隨后，在步驟206中，處理器操作為確定多邊形陰影交叉區(qū)域的總數(shù)(Np)。應(yīng)當(dāng)理解，單個(gè)對象將產(chǎn)生單個(gè)多邊形陰影交叉區(qū)域，并且兩個(gè)多邊形陰影交叉區(qū)域僅能夠由兩個(gè)對象在這兩個(gè)多邊形陰影交叉區(qū)域處的碰撞來產(chǎn)生。因此，在步驟207，處理器測試多邊形陰影交叉區(qū)域的總數(shù)Np是否等于I或2。當(dāng)Np為I時(shí)，在步驟208中，處理器操作為輸出對應(yīng)的區(qū)域作為單個(gè)對象碰撞位置。當(dāng)Np為2時(shí)，在步驟208中，處理器操作為輸出對應(yīng)的交叉區(qū)域作為兩個(gè)對象碰撞位置。當(dāng)Np大于2時(shí)，隨后在步驟210中，處理器操作為將計(jì)數(shù)器初始化成碰撞區(qū)域的最小數(shù)量(Nt)為2。在步驟中212，處理器計(jì)算多邊形陰影交叉區(qū)域的數(shù)量Nt的所有可能的子集。應(yīng)當(dāng)理解,數(shù)量為Nt的可能子集的數(shù)量由組合函數(shù)Np! (Np-Nt) / Nt!給出。隨后，處理器操作為測試數(shù)量為Nt的可能的對象接觸位置的每個(gè)子集以查找子集，使得如果對象碰撞僅發(fā)生在該子集中的區(qū)域內(nèi)，則生成所有潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域的全部集合。因此，在步驟214中，選擇第一子集。應(yīng)當(dāng)理解，處理器可以操作為基于Nt個(gè)最大多邊形區(qū)域選擇第一子集?？商鎿Q地，處理器可以選擇第一 Nt個(gè)多邊形作為第一子集?？商鎿Q地，處理器可以選擇任意子集作為第一子集。隨后，在步驟216測試當(dāng)前子集，以查看在當(dāng)前子集中的交叉區(qū)域處的碰撞是否生成在步驟202中所生成的所有角陰影區(qū)域。如果在步驟202中生成的所有角陰影區(qū)域由當(dāng)前子集生成，則在步驟218中，處理器操作為輸出由當(dāng)前子集識(shí)別的交叉區(qū)域作為Nt個(gè)對象碰撞位置。如果在步驟202中生成的所有角陰影區(qū)域并未由當(dāng)前子集生成，則在步驟220中處理器操作為檢查當(dāng)前子集是否是數(shù)量為Nt的最后子集。如果具有剩余待測試的數(shù)量為Nt的子集，則在步驟222中選擇數(shù)量為Nt的下一子集，并且過程返回到步驟216以測試下一子集。如果不再剩余有數(shù)量為Nt的子集，則在步驟224處理器操作為遞增Nt。
隨后在步驟226，處理器測試Nt是否等于Np。如果Nt等于Np，則在步驟228中處理器操作為輸出所有識(shí)別的交叉區(qū)域作為Np個(gè)對象碰撞位置。如果Nt不等于Np，則處理器操作為返回到步驟212，以隨后測試數(shù)量為Nt的所有子集?，F(xiàn)在參照圖5和圖6，圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)造和操作的光學(xué)觸摸面板的簡化頂視圖，圖6是示出觸摸面板構(gòu)造的其它細(xì)節(jié)的圖5的光學(xué)觸摸面板的簡化分解透視圖。如圖5和圖6中所示，提供了包括大體平坦的表面302和三個(gè)照明器304、306以及308的光學(xué)觸摸面板300，所述三個(gè)照明器304、306以及308用于照亮大體上平行于大體平坦的表面302的感測平面310。光學(xué)觸摸面板300還包括鏡子314以及兩個(gè)傳感器組件316和318。光學(xué)觸摸面板300還包括類似于圖1_圖3的觸摸面板100的處理器170的處理器(未圖示)，該處理器接收來自傳感器組件316和318的輸入并利用對象碰撞陰影處理功能提供觸摸位置輸出指示。
應(yīng)當(dāng)理解，圖5的光學(xué)觸摸面板300在功能上相當(dāng)于圖I-圖3的在未驅(qū)動(dòng)照明器108而驅(qū)動(dòng)鏡子166的操作模式下的觸控面板100，并且處理器采用傳感器組件140和142的輸出來提供觸摸位置輸出指示。如圖6中所不,照明器304、306和308優(yōu)選為邊發(fā)射光學(xué)光波導(dǎo)320。邊發(fā)射光學(xué)光波導(dǎo)320優(yōu)選于接收來自諸如LED或二極管激光器(優(yōu)選為紅外激光器或紅外LED)的光源322的照明。如圖6中所示，光源322優(yōu)選地位于與傳感器組件316和318相鄰的大體平坦的表面302的角處。如圖6中進(jìn)一步所示,鏡子314優(yōu)選為一維后向反射器(retro-reflector) 330,該一維后向反射器330用作感測平面內(nèi)的普通鏡子，但是經(jīng)由反向反射行為沿垂直軸將反射光限制到感測平面。具體回到圖5，可以看出手指與觸摸面板300接觸的視圖，該觸摸面板300包括照明器304、306和308、鏡子314、以及傳感器組件316和318。圖5示出了優(yōu)選于由處理器執(zhí)行的對象碰撞陰影處理(OISP)功能的操作。OISP功能操作為在實(shí)際對象接觸與由傳感器組件316和318感測的陰影所產(chǎn)生的虛假對象接觸之間進(jìn)行區(qū)分。應(yīng)當(dāng)理解，傳感器組件316和318操作為感測來自照明器304、306和308的直射光以及來自鏡子314的反射光這兩者。下文具體參照圖5描述OISP功能，該圖5中示出了分別標(biāo)識(shí)為A和B的兩個(gè)傳感器組件316和318。如圖所示，諸如用戶的手指350和352的兩個(gè)對象接觸觸摸面板300。手指350和352的存在使得陰影出現(xiàn)在每個(gè)傳感器組件316和318的視場的角區(qū)域中。在每個(gè)傳感器組件316和318的相應(yīng)視場中由每根手指350和352的接觸產(chǎn)生的角區(qū)域基于傳感器組件而數(shù)值表示。因此，例如，角區(qū)域A1、A2、A3是指如由傳感器組件A所看到的由手指350和352的接觸產(chǎn)生的角區(qū)域，而角區(qū)域BI、B2、B3和B4是指如由傳感器組件B所看到的由手指350和352的接觸產(chǎn)生的角區(qū)域。應(yīng)當(dāng)理解，傳感器組件316和318的角區(qū)域的交叉定義了表示為PU P2、P3、P4、P5、P6、P7和P8的多邊形陰影交叉區(qū)域，這些多邊形陰影交叉區(qū)域構(gòu)成了可能的對象接觸位置。如圖5中所示，多邊形陰影交叉區(qū)域Pl由角區(qū)域A1、A2、B2和B4的交叉來定義。還應(yīng)當(dāng)理解，可能具有比實(shí)際對象接觸位置更多的對應(yīng)于可能的對象接觸位置的多邊形陰影交叉區(qū)域。因此，在圖5所示的示例中，具有對應(yīng)于八個(gè)潛在的對象接觸位置的八個(gè)多邊形陰影交叉區(qū)域，但只有兩個(gè)實(shí)際對象接觸位置。本發(fā)明的OISP功能操作為從更大數(shù)量的潛在對象接觸位置之中識(shí)別實(shí)際對象接觸位置。優(yōu)選地，OISP功能操作為從所有潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域的集合之中查找可能的對象接觸位置的最小子集，所述子集是充足的，使得如果對象碰撞僅發(fā)生在那些區(qū)域中，則生成所有潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域的整個(gè)集合。在所示實(shí)施例中，OISP功能通常如下操作對于潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7和P8中的兩個(gè)或更多 個(gè)的每一個(gè)組合進(jìn)行調(diào)查，以確定在那里的對象碰撞是否會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生所有潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域PU P2、P3、P4、P5、P6、P7和P8?？梢岳贸Ｒ?guī)射線追蹤算法來進(jìn)行該調(diào)查。在所示實(shí)施例中，調(diào)查表明，在潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域Pl和P2這兩者處的對象碰撞不產(chǎn)生潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域P3、P4、P5、P6、P7和P8。類似地，調(diào)查表明，在潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域Pl和P3這兩者處的對象碰撞不產(chǎn)生潛在的多邊形陰影區(qū)域P2、P4、P5、P6、P7和P8。調(diào)查表明，在潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域Pl和P5這兩者處的對象碰撞產(chǎn)生潛在的多邊形陰影區(qū)域P2、P3、P4、P6、P7和P8。因此，得出的結(jié)論是潛在的多邊形陰影區(qū)域Pl和P5對應(yīng)于實(shí)際對象碰撞位置，并且多邊形陰影區(qū)域P2、P3、P4、P6、P7和P8不對應(yīng)于實(shí)際對象碰撞位置。盡管如此，應(yīng)當(dāng)理解潛在的多邊形陰影區(qū)域P2、P3、P4、P6、P7和P8對應(yīng)于實(shí)際對象碰撞位置是可能的。應(yīng)當(dāng)理解，另外的對象存在于精確的位置使得其完全由虛假的多邊形陰影區(qū)域中的一個(gè)圍繞的可能性通常是相當(dāng)小的，從而OISP功能可以在高置信水平的情況下忽略這種可能性。還應(yīng)當(dāng)理解，通常優(yōu)選于錯(cuò)失記錄事件而不是錯(cuò)誤地輸出不存在的事件。應(yīng)當(dāng)理解，上述以及參照圖4所描述的OISP功能操作為處理多達(dá)任意期望數(shù)量的同時(shí)對象碰撞?，F(xiàn)在參照圖7，圖7示出根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)造和操作的光學(xué)觸摸面板的簡化頂視圖。如圖7中所示，提供了包括大體平坦的表面402和兩個(gè)照明器404和406的光學(xué)觸摸面板400，所述兩個(gè)照明器404和406用于照亮大體上平行于大體平坦的表面402的感測平面410。光學(xué)觸摸面板400還包括兩個(gè)鏡子412和414以及單個(gè)傳感器組件416。光學(xué)觸摸面板400還包括類似于圖I-圖3的觸摸面板100的處理器170的處理器(未圖示)，該處理器接收來自傳感器組件416的輸入并提供觸摸位置輸出指示。應(yīng)當(dāng)理解，圖7的光學(xué)觸摸面板400在功能上相當(dāng)于圖I-圖3中的在未驅(qū)動(dòng)照明器106和108而驅(qū)動(dòng)鏡子164和166的操作模式下的觸控面板100，并且處理器采用傳感器組件140的輸出來提供觸摸位置輸出指示。具體回到圖7，可以看到手指與觸摸面板400接觸的視圖，該觸摸面板400包括照明器404和406、鏡子412和414以及傳感器組件416。圖7示出了優(yōu)選于由處理器執(zhí)行的對象碰撞陰影處理(OISP)功能的操作。OISP功能操作為在實(shí)際對象接觸與由傳感器組件416感測的陰影產(chǎn)生的虛假對象接觸之間進(jìn)行區(qū)分。應(yīng)當(dāng)理解，傳感器組件416操作為感測來自照明器404和406的直射光以及來自鏡子412和414的反射光這兩者。
下文具體參照圖7描述OISP功能，該圖7示出了標(biāo)識(shí)為A的單個(gè)傳感器組件416。如圖所示，諸如用戶的手指450和452的兩個(gè)對象接觸觸摸面板400。手指450和452的存在使得陰影出現(xiàn)在傳感器組件416的視場的角區(qū)域中。在傳感器組件416的相應(yīng)視場中由每根手指450和452的接觸產(chǎn)生的角區(qū)域數(shù)值地表示為A1、A2、A3、A4、A5和A6。應(yīng)當(dāng)理解，傳感器組件416的角區(qū)域的交叉定義了表示為卩1、？2、？3、？4、？5、卩6、P7、P8、P9、P10、P11、P12、P13和P14的多邊形陰影交叉區(qū)域，這些多邊形陰影交叉區(qū)域構(gòu)成了可能的對象接觸位置。如圖6中所示，多邊形陰影交叉區(qū)域Pl由角區(qū)域Al和A6的交叉來定義，而位于手指I下的多邊形陰影交叉區(qū)域P4由角區(qū)域A1、A2和A6的交叉來定義。還應(yīng)當(dāng)理解，可能具有比實(shí)際對象接觸位置更多的對應(yīng)于可能的對象接觸位置的多邊形陰影交叉區(qū)域。因此，在圖7所示的示例中，具有對應(yīng)于14個(gè)潛在的對象接觸位置的14個(gè)多邊形陰影交叉區(qū)域，但只有兩個(gè)實(shí)際對象接觸位置。本發(fā)明的OISP功能操作為從更大數(shù)量的潛在的對象接觸位置之中識(shí)別實(shí)際對象 接觸位置。優(yōu)選地，OISP功能操作為從所有潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域的集合之中查找可能的對象接觸位置的最小子集，所述子集是充足的，使得如果對象碰撞僅發(fā)生在那些區(qū)域中，則生成所有潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域的整個(gè)集合。在所示實(shí)施例中，OISP功能通常操作如下對于潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域Pl至P14中的兩個(gè)或更多的每一個(gè)組合進(jìn)行調(diào)查，以確定在那里的對象碰撞是否會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生所有潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域Pl至P14?？梢岳贸Ｒ?guī)射線追蹤算法來進(jìn)行該調(diào)查。在所示實(shí)施例中，調(diào)查表明，在潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域Pl和P2這兩者處的對象碰撞不產(chǎn)生所有潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域P3至P14。類似地，調(diào)查表明，在潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域Pl和P3這兩者處的對象碰撞不產(chǎn)生潛在的多邊形陰影區(qū)域P2和P4至P14。調(diào)查表明，在潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域P4和P8這兩者處的對象碰撞產(chǎn)生潛在的多邊形陰影區(qū)域P1-P3、P5-P7和P9-P14。因此，得出的結(jié)論是潛在的多邊形陰影區(qū)域P1-P3、P5_P7和P9-P14并不對應(yīng)于實(shí)際對象碰撞位置。盡管如此，應(yīng)當(dāng)理解潛在的多邊形陰影區(qū)域P1-P3、P5-P7和P9-P14對應(yīng)于實(shí)際對象碰撞位置是可能的。應(yīng)當(dāng)理解，另外的對象存在于精確的位置使得其完全由虛假的多邊形陰影區(qū)域中的一個(gè)圍繞的可能性通常是相當(dāng)小的，從而OISP可以在高置信水平的情況下忽略這種可能性。還應(yīng)當(dāng)理解，通常優(yōu)選于錯(cuò)失記錄事件而不是錯(cuò)誤地輸出不存在的事件。應(yīng)當(dāng)理解，以上參照圖4所描述的OISP功能操作為處理多達(dá)任意期望數(shù)量的同時(shí)對象碰撞?，F(xiàn)在參照圖8，圖8是本發(fā)明的OISP功能的另一實(shí)施例的簡化流程圖，該OISP功能優(yōu)選用于與圖1-3的光學(xué)觸摸屏100 —起使用。在圖8的實(shí)施例中，處理器170操作為利用多個(gè)照明器/鏡子/傳感器配置來提供觸摸位置輸出指示。如圖8中所示，在步驟500中，諸如處理器170的處理器操作為選擇第一照明器/鏡子/傳感器配置。應(yīng)當(dāng)理解，如參照圖I-圖3所述，照明器/鏡子/傳感器配置可以包括驅(qū)動(dòng)所有照明器104、106、108和110、不驅(qū)動(dòng)任一個(gè)鏡子162、164、166和168、以及驅(qū)動(dòng)所有傳感器組件140、142、144和146。可替換地，照明器/鏡子/傳感器配置可以僅包括驅(qū)動(dòng)照明器104、106和110、鏡子166以及傳感器組件140和142，所述配置在功能上相當(dāng)于圖5-圖6的觸摸屏；或者可以僅包括驅(qū)動(dòng)照明器104和110、鏡子I 64和166以及傳感器組件140，所述配置在功能上相當(dāng)于圖7的觸摸屏。作為另一替代，可以由處理器選擇任意適合的照明器/鏡子/傳感器配置。在步驟502中，處理器操作為接收來 自選擇的傳感器組件的輸入，并隨后在步驟504中，使用選擇的每個(gè)傳感器組件的輸出，以確定與其相關(guān)聯(lián)的角陰影區(qū)域。隨后在步驟505中，處理器操作為計(jì)算諸如圖I的Pl、P2和P3的多邊形陰影交叉區(qū)域，并且，在步驟506中，操作為確定該照明器/鏡子/傳感器配置的多邊形陰影交叉區(qū)域的總數(shù)(Np)。如上文參照圖4所述，當(dāng)多邊形陰影交叉區(qū)域的總數(shù)Np是一個(gè)或兩個(gè)時(shí)，一個(gè)或兩個(gè)多邊形陰影區(qū)域分別對應(yīng)于一個(gè)或兩個(gè)對象碰撞位置。因此，在步驟507中，處理器測試多邊形陰影交叉區(qū)域的總數(shù)Np是否等于一個(gè)或兩個(gè)。如果多邊形陰影交叉區(qū)域的總數(shù)Np為1，則在步驟508中處理器操作為輸出對應(yīng)的區(qū)域作為對象碰撞位置，而如果Np為2，則在步驟508中處理器操作為輸出對應(yīng)的交叉區(qū)域作為兩個(gè)對象碰撞位置。當(dāng)Np大于2時(shí)，隨后在步驟510中，處理器操作為將計(jì)數(shù)器初始化成碰撞區(qū)域的最小數(shù)量(Nt)為2。在步驟512中，處理器計(jì)算多邊形陰影交叉區(qū)域的數(shù)量為Nt的所有可能的子集。隨后，處理器操作為測試數(shù)量為Nt的可能的對象接觸位置的每個(gè)子集以查找子集，使得如果對象碰撞僅發(fā)生在所述子集中的區(qū)域中，則生成所有潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域的整個(gè)集合。因此，在步驟514中，選擇第一子集作為當(dāng)前子集。隨后，在步驟516測試當(dāng)前子集，以查看在當(dāng)前子集中的交叉區(qū)域的碰撞是否生成在步驟504中所生成的所有角陰影區(qū)域。如果在步驟504中所生成的所有角陰影區(qū)域均由當(dāng)前子集生成，則在步驟518中，處理器操作為記錄由當(dāng)前子集所識(shí)別的交叉區(qū)域作對于Nt個(gè)對象碰撞位置的可能解。隨后在步驟520中，處理器檢查是否存在更多待測試的數(shù)量為Nt的子集。如果存在更多待測試的數(shù)量為Nt的子集，則隨后在步驟522中處理器選擇下一子集來測試，并繼續(xù)步驟516。如果已經(jīng)測試了數(shù)量為Nt的所有子集，則隨后在步驟524，處理器檢查是否已經(jīng)找到任何可能解。如果沒有發(fā)現(xiàn)解，則隨后在步驟526處理器遞增Nt，并隨后在步驟528測試Nt是否等于Np。如果Nt等于Np，則在步驟530中，處理器操作為輸出所有識(shí)別的交叉區(qū)域作為Np個(gè)對象碰撞位置。如果Nt不等于Np，則處理器操作為返回到步驟512，隨后測試數(shù)量為Nt的所有子集。如果在步驟524已經(jīng)找到可能解，則隨后在步驟532中處理器檢查是否已經(jīng)找到單個(gè)解。如果已經(jīng)找到單個(gè)解，則隨后在步驟534中處理器輸出識(shí)別為可能解的交叉區(qū)域作為Nt個(gè)對象碰撞位置。如果在步驟532中已經(jīng)找到一個(gè)以上的解，則隨后處理器操作為選擇另一照明器/鏡子/傳感器配置，并使用所選擇的照明器/鏡子/傳感器配置返回到步驟502。隨后比較解集合，并且輸出兩種配置所共有的解集合作為正確解。應(yīng)當(dāng)理解，如果兩種配置共有多個(gè)解集合，則可以嘗試另外的照明器/鏡子/傳感器配置，直到確定唯一的解。
應(yīng)當(dāng)理解，隨著實(shí)際碰撞事件的數(shù)量的增大，具有最小數(shù)量的驅(qū)動(dòng)事件的多個(gè)解集合的可能性也增大。通過可選擇地開啟和關(guān)閉照明器改變配置使得傳感器組件的每個(gè)構(gòu)架均能夠考慮不同的配置。因此，可重新配置的OISP功能使得觸摸面板在觸摸面板響應(yīng)速度具有非常小的整體下降情況下，可以準(zhǔn)確地響應(yīng)更大數(shù)量的碰撞事件?，F(xiàn)在參照圖9，圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)造和操作的光學(xué)觸摸面板的簡化頂視圖。如圖9中所不,提供了包括大體平坦的表面602和兩個(gè)照明器604和606的光學(xué)觸摸面板600，所述兩個(gè)照明器604和606用于照亮大體上平行于大體平坦的表面602的感測平面610。照明器604和606均優(yōu)選為LED或二極管激光器，優(yōu)選為紅外激光器或紅外LED。提供分別表示為A和B的兩個(gè)光傳感器組件620和622，以用于感測感測平面610中的至少一個(gè)對象的存在。優(yōu)選地，傳感器組件620和622均采用線性CMOS傳感器，諸如可 從PanavisionSVI, LLC of One TechnologyPlace, Homer, New York商用獲得的 RPLIS-2048線性圖像傳感器。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，優(yōu)選于提供鏡子640，并且優(yōu)選于提供沿大體平坦的表面602的邊緣設(shè)置的三個(gè)二維后向反射器642、644和646。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，鏡子640是一維后向反射器，其用作感測平面內(nèi)的普通鏡子，但是經(jīng)由后向反射行為沿垂直軸將反射光限制到感測平面。應(yīng)當(dāng)理解,來自照明器604和606的直接射在二維后向反射器642或646中任一個(gè)的光朝向與相應(yīng)的照明器604或606相鄰的傳感器組件620或622直接反射回來。還應(yīng)當(dāng)理解，射在鏡子640的光將朝向二維后向反射器642、644或646之一向前反射,并且隨后經(jīng)由鏡子640朝向與相應(yīng)的照明器604或606相鄰的傳感器組件620或622后向反射回來。諸如手指630或指示筆等對象在觸摸表面602上的碰撞優(yōu)選為由光傳感器組件620和622感測，該光傳感器組件620和622優(yōu)選于設(shè)置在平坦表面602的相鄰角處。傳感器組件可能通過鏡子640的方式來檢測由照明器604和606發(fā)射的光以及經(jīng)由反射器642、644或646后向反射的光的變化，所述變化是由感測平面610中手指630的存在所產(chǎn)生的。優(yōu)選地，傳感器組件620和622位于與照明器604和606相同的平面中，并且具有至少90度覆蓋的視場。如上文參照圖5-圖7所述的，提供至少一個(gè)鏡子使得傳感器組件感測來自照明器的生成光和另外從反射器反射的光這兩者。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，提供了接收來自傳感器組件620和622的輸入并提供觸摸位置輸出指示的處理器(未圖示)。具體回到圖9，可以看到手指與觸摸面板600接觸的視圖。應(yīng)當(dāng)理解，盡管在圖9所示的實(shí)施例中，為了簡化起見示出了單個(gè)手指接觸，然而OISP功能可操作為處理多達(dá)任意期望數(shù)量的同時(shí)對象碰撞。圖9示出了優(yōu)選于由處理器執(zhí)行的對象碰撞陰影處理(OISP)功能的操作。OISP功能操作為在實(shí)際對象接觸與由傳感器組件620和622感測的陰影所產(chǎn)生的虛假對象接觸之間進(jìn)行區(qū)分。如圖9中所示，OISP功能操作為接收來自傳感器組件620和622的輸入并且利用每一傳感器組件620和622的相應(yīng)視場中由手指630的接觸產(chǎn)生的角區(qū)域A1、A2、B1和B2，以定義構(gòu)成可能的對象接觸位置的多邊形陰影交叉區(qū)域。應(yīng)當(dāng)理解，可能具有比實(shí)際對象接觸位置更多的對應(yīng)于可能的對象接觸位置的多邊形陰影交叉區(qū)域。本發(fā)明的OISP功能操作為從更大數(shù)量的潛在的對象接觸位置之中識(shí)別實(shí)際對象接觸位置。優(yōu)選地，OISP功能操作為從所有潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域的集合之中查找可能的對象接觸位置的最小子集，所述子集是充足的，使得如果對象碰撞僅發(fā)生在那些區(qū)域中，則生成所有潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域的整個(gè)集合。應(yīng)當(dāng)理解，上述的以及下文參照圖4進(jìn)一步描述的OISP功能操作為處理多達(dá)任意期望數(shù)量的同時(shí)對象碰撞。 現(xiàn)在參照圖10，圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)造和操作的光學(xué)觸摸面板的簡化頂視圖。如圖10中所示，提供了包括大體平坦的表面702和照明器704的光學(xué)觸摸面板700，所述照明器704用于照亮大體上平行于大體平坦的表面702的感測平面710。照明器704優(yōu)選為LED或二極管激光器，優(yōu)選為紅外激光器或紅外LED。提供表示為A的光傳感器組件720，用于感測感測平面710中的至少一個(gè)對象的存在。優(yōu)選地，傳感器組件720采用線性CMOS傳感器，諸如可從Panavision SVI，LLC of OneTechnology Place, Homer, New York 商用獲得的 RPLIS-2048 線性圖像傳感器。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，優(yōu)選于提供兩個(gè)鏡子740和742，并優(yōu)選于提供沿大體平坦的表面702的邊緣設(shè)置的兩個(gè)二維后向反射器744和746。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，鏡子740和742是一維后向反射器，該鏡子740和742用作感測平面內(nèi)的普通鏡子，但是經(jīng)由后向反射行為沿垂直軸將反射光限制到感測平面。應(yīng)當(dāng)理解，來自照明器704的射在鏡子740和742的光將會(huì)直接或經(jīng)由另一鏡子朝向二維后向反射器744或746之一向前反射，并且隨后經(jīng)由鏡子740和/或742朝向傳感器組件720后向反射回來。諸如手指730或指示筆的對象在觸摸表面702上的碰撞優(yōu)選于由光傳感器組件720感測，該光傳感器組件720優(yōu)選于設(shè)置在平坦表面702的角處。傳感器組件720通過鏡子740和742的方式來檢測由照明器704發(fā)射的光和經(jīng)由反射器744或746后向反射的光的變化，所述變化是由感測平面710中手指730的存在所產(chǎn)生的。優(yōu)選地，傳感器組件720位于與照明器704相同的平面中，并具有至少90度覆蓋的視場。如上文參照圖5-圖7所述，提供至少一個(gè)鏡子使得傳感器組件感測來自照明器的生成光以及另外從反射器反射的光這兩者。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，提供接收來自傳感器組件720的輸入并提供觸摸位置輸出指示的處理器(未圖示)。具體回到圖10，可以看到手指與觸摸面板700接觸的視圖。應(yīng)當(dāng)理解，盡管在圖10所示的實(shí)施例中，為了簡化起見而示出了單個(gè)手指接觸，然而OISP功能可操作為處理多達(dá)任意期望數(shù)量的同時(shí)對象碰撞。圖10示出了優(yōu)選于由處理器執(zhí)行的對象碰撞陰影處理(OISP)功能的操作。OISP功能操作為在實(shí)際對象接觸與由傳感器組件720感測的陰影所產(chǎn)生的虛假對象接觸之間進(jìn)行區(qū)分。如圖10中所示，OISP功能操作為接收來自傳感器組件720的輸入并且利用傳感器組件720的相應(yīng)視場中由手指730的接觸產(chǎn)生的角區(qū)域Al、A2、A3和A4，以定義構(gòu)成可能的對象接觸位置的多邊形陰影交叉區(qū)域。應(yīng)當(dāng)理解，可能具有比實(shí)際對象接觸位置更多的對應(yīng)于可能的對象接觸位置的多邊形陰影交叉區(qū)域。本發(fā)明的OISP功能操作為從更大數(shù)量的潛在的對象接觸位置之中識(shí)別實(shí)際對象接觸位置。優(yōu)選地，OISP功能操作為從所有潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域的集合之中查找可能的對象接觸位置的最小子集，所述子集是充足的，使得如果對象碰撞僅發(fā)生在那些區(qū)域中， 則生成所有潛在的多邊形陰影交叉區(qū)域的整個(gè)集合。應(yīng)當(dāng)理解，上述的以及下文參照圖4進(jìn)一步描述的OISP功能操作為處理多達(dá)任意期望數(shù)量的同時(shí)對象碰撞。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于下文所具體請求保護(hù)的內(nèi)容。相反，本發(fā)明的范圍包括本領(lǐng)域技術(shù)人員在參照附圖閱讀前述描述后會(huì)想到的上文所描述的特征的各種組合和子組合及其修改和變型，并且這些并非現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種觸摸面板，包括 大體平坦的表面； 至少兩個(gè)照明器，用于照亮大體平行于所述大體平坦的表面的感測平面； 至少一個(gè)可選擇驅(qū)動(dòng)的反射器，當(dāng)被驅(qū)動(dòng)時(shí)操作為反射來自所述至少兩個(gè)照明器中的至少一個(gè)的光； 至少一個(gè)傳感器，用于基于感測所述感測平面中的光生成輸出；以及 處理器，接收來自所述至少一個(gè)傳感器的所述輸出，并且提供觸摸位置輸出指示。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的觸摸面板，其中 來自所述至少一個(gè)傳感器的所述輸出指示所述感測平面的角區(qū)域，在所述感測平面的角區(qū)域中，由所述感測平面中的至少一個(gè)對象的存在阻擋來自所述至少一個(gè)照明器的光；并且 所述處理器所包括的功能操作為 使至少一個(gè)二維形狀與所述角區(qū)域的交叉相關(guān)聯(lián)； 選擇足以表示所有所述角區(qū)域的所述至少一個(gè)二維形狀的最小數(shù)量；以及基于所述至少一個(gè)二維形狀的所述最小數(shù)量，計(jì)算所述至少一個(gè)對象的存在相對于所述大體平坦的表面的至少一個(gè)位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的觸摸面板，其中 所述至少一個(gè)對象包括至少兩個(gè)對象； 所述至少一個(gè)二維形狀包括至少兩個(gè)二維形狀； 所述至少一個(gè)二維形狀的所述最小數(shù)量包括所述至少一個(gè)二維形狀中的至少兩個(gè)；并且 所述至少一個(gè)位置包括至少兩個(gè)位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的觸摸面板，其中，所述功能操作為選擇所述至少一個(gè)可選擇驅(qū)動(dòng)的反射器的多個(gè)驅(qū)動(dòng)模式，以提供所述觸摸位置輸出指示。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的觸摸面板，其中 所述至少兩個(gè)照明器中的至少一個(gè)是可選擇驅(qū)動(dòng)的；并且 所述功能操作為選擇所述至少一個(gè)可選擇驅(qū)動(dòng)的照明器的相對應(yīng)的多個(gè)驅(qū)動(dòng)模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的觸摸面板，其中，所述功能操作為處理來自與所述至少一個(gè)可選擇驅(qū)動(dòng)的照明器的所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)模式相對應(yīng)的所述至少一個(gè)傳感器中所選擇的傳感器的輸出，以提供所述觸摸位置輸出指示。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的觸摸面板，其中，所述觸摸位置輸出指示包括至少兩個(gè)對象的位置。
8.一種觸摸面板，包括 大體平坦的表面； 至少一個(gè)照明器，用于照亮大體平行于所述大體平坦的表面的感測平面； 至少一個(gè)傳感器，用于感測來自所述至少一個(gè)照明器的光并指示所述感測平面中的至少一個(gè)對象的存在；以及 處理器，包括的功能操作為 接收來自指示所述感測平面的角區(qū)域的所述至少一個(gè)傳感器的輸入，在所述感測平面的角區(qū)域中，由所述感測平面中的所述至少一個(gè)對象的存在阻擋來自所述至少一個(gè)照明器的光； 使至少一個(gè)二維形狀與所述角區(qū)域的交叉相關(guān)聯(lián)； 選擇足以表示所有所述角區(qū)域的所述至少一個(gè)二維形狀的最小數(shù)量；以及基于所述至少一個(gè)二維形狀的所述最小數(shù)量，計(jì)算所述至少一個(gè)對象的存在相對于所述大體平坦的表面的至少一個(gè)位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸摸面板，還包括至少一個(gè)反射器，所述至少一個(gè)反射器配置為反射來自所述至少一個(gè)照明器的光。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的觸摸面板，其中，所述至少一個(gè)反射器包括一維后向反射器。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸摸面板，其中，所述至少一個(gè)照明器包括邊發(fā)射光學(xué)光波導(dǎo)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸摸面板，其中 所述至少一個(gè)對象包括至少兩個(gè)對象； 所述至少一個(gè)二維形狀包括至少兩個(gè)二維形狀； 所述至少一個(gè)二維形狀的所述最小數(shù)量包括所述至少一個(gè)二維形狀中的至少兩個(gè)；并且 所述至少一個(gè)位置包括至少兩個(gè)位置。
13.一種用于計(jì)算位于與觸摸面板相關(guān)聯(lián)的感測平面中的至少一個(gè)對象的至少一個(gè)位置的方法，所述方法包括 采用至少一個(gè)照明器照亮所述感測平面； 感測由指示所述感測平面的角區(qū)域的傳感器接收的光，在所述感測平面的角區(qū)域中，由所述感測平面中的所述至少一個(gè)對象的存在阻擋來自所述至少一個(gè)照明器的光； 使至少一個(gè)二維形狀與所述角區(qū)域的交叉相關(guān)聯(lián)； 選擇足以重建所有所述角區(qū)域的所述至少一個(gè)二維形狀的最小數(shù)量； 使所述感測平面中的對象位置與所述至少一個(gè)二維形狀的所述最小數(shù)量中的每個(gè)二維形狀相關(guān)聯(lián)；以及 提供觸摸位置輸出指示，所述觸摸位置輸出指示包括所述每個(gè)二維形狀的所述對象位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中 所述至少一個(gè)對象包括至少兩個(gè)對象； 所述至少一個(gè)二維形狀包括至少兩個(gè)二維形狀； 所述至少一個(gè)二維形狀的所述最小數(shù)量包括所述至少一個(gè)二維形狀中的至少兩個(gè)；并且 所述觸摸位置對象指示包括所述至少兩個(gè)對象的所述至少兩個(gè)位置。
15.—種觸摸面板,包括 大體平坦的表面； 至少一個(gè)照明器，用于照亮大體平行于所述大體平坦的表面的感測平面； 至少一個(gè)反射器，操作為反射來自所述至少一個(gè)照明器的光；至少一個(gè)二維后向反射器，操作為后向反射來自所述至少一個(gè)照明器和所述至少一個(gè)反射器中的至少一個(gè)的光； 至少一個(gè)傳感器，用于基于感測所述感測平面中的光生成輸出；以及 處理器，接收來自所述至少一個(gè)傳感器的所述輸出，并且提供觸摸位置輸出指示。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸面板，其中 所述至少一個(gè)照明器包括兩個(gè)照明器； 所述至少一個(gè)二維后向反射器包括三個(gè)二維后向反射器；并且 所述至少一個(gè)傳感器包括兩個(gè)傳感器。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸面板，其中 所述至少一個(gè)反射器包括兩個(gè)反射器；并且 所述至少一個(gè)二維后向反射器包括兩個(gè)二維后向反射器。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸面板，其中，所述至少一個(gè)反射器包括一維后向反射器。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸面板，其中 來自所述至少一個(gè)傳感器的所述輸出指示所述感測平面的角區(qū)域，在所述感測平面的角區(qū)域中，由所述感測平面中的至少一個(gè)對象的存在阻擋來自所述至少一個(gè)照明器的光；并且 所述處理器所包括的功能操作為 使至少一個(gè)二維形狀與所述角區(qū)域的交叉相關(guān)聯(lián)； 選擇足以表示所有所述角區(qū)域的所述至少一個(gè)二維形狀的最小數(shù)量；以及基于所述至少一個(gè)二維形狀的所述最小數(shù)量，計(jì)算所述至少一個(gè)對象的存在相對于所述大體平坦的表面的至少一個(gè)位置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的觸摸面板，其中 所述至少一個(gè)對象包括至少兩個(gè)對象； 所述至少一個(gè)二維形狀包括至少兩個(gè)二維形狀； 所述至少一個(gè)二維形狀的所述最小數(shù)量包括所述至少一個(gè)二維形狀中的至少兩個(gè)；并且 所述觸摸位置對象指示包括所述至少兩個(gè)對象的所述至少兩個(gè)位置。
全文摘要
一種觸摸面板，包括大體平坦的表面；至少兩個(gè)照明器，用于照亮大體平行于所述大體平坦的表面的感測平面；至少一個(gè)可選擇驅(qū)動(dòng)的反射器，操作為當(dāng)被驅(qū)動(dòng)時(shí)反射來自所述至少兩個(gè)照明器中的至少一個(gè)的光；至少一個(gè)傳感器，用于基于感測所述感測平面中的光生成輸出；以及處理器，其接收來自所述至少一個(gè)傳感器的所述輸出，并且提供觸摸位置輸出指示。
文檔編號(hào)G06F3/042GK102870077SQ201080066571
公開日2013年1月9日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月8日
發(fā)明者K·利伯曼, D·貢德斯 申請人:盧米奧有限公司