顯示了圖13的檢測(cè)圖的一部分，其中S條實(shí)屯、豎直線 代表=個(gè)發(fā)射光束的一部分，四條實(shí)屯、對(duì)角線代表四個(gè)檢測(cè)光束。如上所述，最大檢測(cè)水平 的點(diǎn)位于發(fā)射光束與檢測(cè)光束相交的頂點(diǎn)處。在圖16中標(biāo)出了S個(gè)運(yùn)樣的頂點(diǎn)，即：p0、rl 和dl，每個(gè)標(biāo)記位于它相應(yīng)頂點(diǎn)的右側(cè)。在接觸物體處于PO與dl之間的中點(diǎn)的情況下，代 表點(diǎn)PO的檢測(cè)信號(hào)和代表點(diǎn)dl的檢測(cè)信號(hào)的比率大約是相等的。而且，只要接觸物體沿 著PO和dl之間的對(duì)角虛線平移，則該比率保持恒定。因此，基于檢測(cè)相同LED的相鄰PD 的兩個(gè)最高檢測(cè)信號(hào)之間的比率，可W在圖16中平行于對(duì)角虛線畫(huà)出一條線，并且接觸位 置應(yīng)當(dāng)是在所畫(huà)線上的某處。取決于該比壟的幅值，該所畫(huà)線將更靠近頂點(diǎn)PO或者dl。
[0113] 引理2:如果平行于L邸的豎直發(fā)射器線平移反射物體，那么檢測(cè)兩個(gè)相鄰L邸的 一個(gè)PD的檢測(cè)信號(hào)之間的關(guān)系保持恒定。
[0114] 圖16也顯示了引理2。頂點(diǎn)PO代表LED光束，它的反射在距離激活的LED偏離n 的PD處被檢測(cè)。頂點(diǎn)rl代表相鄰的LED光束，它的反射在距離激活的L邸偏離n+1的PD 處被檢測(cè)。然而，由于用于rl的激活的LED是用于PO的激活的LED的相鄰物，用于PO的 偏離為n的相同的PD被用于rl，因?yàn)榫嚯xrlLED的該P(yáng)D偏離是n+1。在接觸物體位于pO 與rl之間的中點(diǎn)處的情況下，代表點(diǎn)PO的檢測(cè)信號(hào)和代表點(diǎn)rl的檢測(cè)信號(hào)的比率將大約 相等。而且，只要沿著PO和rl之間的豎直虛線平移接觸物體，則該比奎保持恒定。因此， 基于檢測(cè)兩個(gè)相鄰LED的一個(gè)PD的兩個(gè)最高檢測(cè)信號(hào)之間的比率，可W在圖16中平行于 所述豎直虛線畫(huà)一條線，并且所述接觸位置應(yīng)當(dāng)在該所畫(huà)的線上的某處。取決于該比奎的 幅值，該所畫(huà)的線將更靠近頂點(diǎn)PO或rl。
[0115]引理3:將引理1和引理2結(jié)合起來(lái)提供了長(zhǎng)菱形區(qū)域，接觸位于該長(zhǎng)菱形區(qū)域 中。該長(zhǎng)菱形區(qū)域的頂點(diǎn)中的=個(gè)是頂點(diǎn)rl、PO和dl。而且，精確的接觸位置是在引理1 的所畫(huà)線與引理2的所畫(huà)線之間的相交點(diǎn)處。
[0116] 引理1-3適用于從單個(gè)點(diǎn)反射光的小的接觸物體。更大的接觸物體垂直于L邸光 束沿著物體的一側(cè)反射。因此，在大的接觸物體的情況下，具有代表一系列反射點(diǎn)的更寬更 均勻的最大檢測(cè)值分布，所述一系列反射點(diǎn)離它們相應(yīng)的L邸是等距離的。引理4-6與大 的接觸物體相關(guān)。
[0117] 引理4:如果垂直于LED的豎直發(fā)射線平移反射物體，那么檢測(cè)相同L邸的相鄰PD 的檢測(cè)信號(hào)之間的關(guān)系保持恒定。
[011引引理4-6被顯示在圖17中。圖17顯示了圖13的檢測(cè)圖的一部分，其中S條實(shí)屯、 豎直線代表=條發(fā)射光束的一部分，四條實(shí)屯、對(duì)角線代表四條檢測(cè)光束。如上所述，最大檢 測(cè)水平的點(diǎn)位于發(fā)射光束與檢測(cè)光束相交的頂點(diǎn)處。在圖17中標(biāo)記了=個(gè)運(yùn)樣的頂點(diǎn)，即 p0，rl和dl，每個(gè)標(biāo)記位于它的相應(yīng)頂點(diǎn)的右側(cè)。在大的反射物體位于PO和dl之間的情況 下，代表點(diǎn)PO的檢測(cè)信號(hào)和代表點(diǎn)dl的檢測(cè)信號(hào)的比率大約是相等的。而且，只要接觸物 體沿著PO和dl之間的水平虛線平移，則該比奎保持恒定。因此，基于檢測(cè)相同LED的相鄰 PD的兩個(gè)最高檢測(cè)信號(hào)之間的比率，可W在圖17中平行于對(duì)角虛線畫(huà)出一條線，并且接觸 位置應(yīng)當(dāng)是在所畫(huà)線上的某處。取決于該比奎的幅值，該所畫(huà)線將更靠近頂點(diǎn)PO或者dl。
[0119] 過(guò)里互如果平行于L邸的豎直發(fā)射器線平移反射物體，那么具有距離它們相應(yīng)的 L邸類似偏離的檢測(cè)信號(hào)之間的關(guān)系保持恒定。
[0120] 因?yàn)橐?設(shè)及寬的反射物體，所述反射物體在距離一排LED同等距離的多個(gè)位 置反射光，所W兩個(gè)最高檢測(cè)數(shù)值將來(lái)自距離它們相應(yīng)的L邸具有類似偏離的相鄰的PD。 因此，引理5也顯示在圖17中。頂點(diǎn)PO代表LED光束，其反射在距離激活的L邸偏離n的 PD處被檢測(cè)。頂點(diǎn)rl代表相鄰的L邸光束，其反射也在距離它的激活的L邸偏離n的PD 處被檢測(cè)。在接觸物體位于PO和rl之間的點(diǎn)的情況下，代表點(diǎn)PO的檢測(cè)信號(hào)和代表點(diǎn)rl 的檢測(cè)信號(hào)的比率將大約是相等的。而且，只要接觸物體沿著PO和rl之間的豎直虛線平 移，則該比率保持恒定。因此，基于檢測(cè)兩個(gè)相鄰LED的兩個(gè)相鄰PD的兩個(gè)最高檢測(cè)信號(hào) 之間的比率，可W在圖17中平行于豎直虛線畫(huà)一條線，并且接觸位置應(yīng)當(dāng)在所畫(huà)線上的某 處。取決于該比率的幅値，該所畫(huà)線將更靠近頂點(diǎn)PO或者rl。
[0121] 引理6:將引理4和引理5結(jié)合起夾提供了矩形區(qū)域，接觸位于所冰矩形區(qū)域中。 該矩形區(qū)域的頂點(diǎn)中的=個(gè)是圖17中的頂點(diǎn)rl、PO和dl。而且，接觸位置是在引理4的 所畫(huà)線與引理5的所畫(huà)線之間的相交點(diǎn)處。
[0122] 根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例，基于引理1-6的結(jié)合推導(dǎo)出接觸位置。該方法W=個(gè) 步驟進(jìn)行。步驟1:計(jì)算沿著兩個(gè)相鄰L邸光束的兩個(gè)插入點(diǎn)。步驟2:畫(huà)出連接所述兩個(gè) 插入點(diǎn)的線。步驟3 :通過(guò)插入在步驟1計(jì)算的兩個(gè)端點(diǎn)的幅值而計(jì)算沿著在步驟2畫(huà)出 的線的點(diǎn)。參照?qǐng)D18描述該方法。
[0123] 圖18顯示了圖13的檢測(cè)圖的一部分，其中所述=條實(shí)屯、豎直線代表=個(gè)發(fā)射器 光束的一部分，四條實(shí)屯、對(duì)角線代表四個(gè)檢測(cè)光束，如上所述，最大檢測(cè)水平的點(diǎn)位于發(fā)射 光束與檢測(cè)光束相交的頂點(diǎn)處。在圖18中標(biāo)出了六個(gè)運(yùn)樣的頂點(diǎn)，即，pO、do和dl，每個(gè) 標(biāo)記在相應(yīng)頂點(diǎn)的右邊，W及rla、r化和rlc，每個(gè)標(biāo)記在相應(yīng)頂點(diǎn)的左邊。當(dāng)執(zhí)行該方法 時(shí)，點(diǎn)PO是用于該接觸物體的最大檢測(cè)信號(hào)。用于點(diǎn)PO的PD具有兩個(gè)相鄰的PD, -個(gè)在 左邊（用于檢測(cè)點(diǎn)dl)，一個(gè)在右邊（用于檢測(cè)點(diǎn)do)，運(yùn)兩個(gè)相鄰的PD也檢測(cè)如用于PO的 L邸相同的LED。使用具有較高檢測(cè)信號(hào)的PD。在圖16A中，檢測(cè)與PO相同LED的相鄰PD 的第二檢測(cè)信號(hào)是dl。在PO和dl處的標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)信號(hào)被插入，W便在頂點(diǎn)PO和dl之間 的L邸光束上產(chǎn)生新的位置cO。除了位置CO之外，該插入還計(jì)算在CO處的信號(hào)的幅值。
[0124] 接著，該方法計(jì)算沿著相鄰L邸光束的第二新位置。因此，比較來(lái)自左和右相鄰光 束的相關(guān)反射并且應(yīng)用返回較大信號(hào)的光束。在圖18中，選擇在PO光束左邊的光束。頂 點(diǎn)r化使用與用于pO相同的PD,但是它檢測(cè)左相鄰LED。接著，比較在rla和rlc處的標(biāo)準(zhǔn) 化信號(hào)并且選擇較大的信號(hào)。插入r化檢測(cè)信號(hào)和所選擇的rla/rlc信號(hào)W便在頂點(diǎn)r化 和rla或rlc之間的L邸光束上產(chǎn)生新的位置cl。除了位置CO之外，該插入還計(jì)算在Cl 處的信號(hào)的幅值。
[0125] 所述兩個(gè)點(diǎn)CO和Cl限定一條線，將要在所述線上發(fā)現(xiàn)接觸位置。運(yùn)是圖17中的 虛線。所計(jì)算的CO和Cl處的信號(hào)幅值被插入W確定沿著該線條的接觸位置。
[0126] 如上所述，運(yùn)兩個(gè)信號(hào)之間的關(guān)系被表達(dá)為它們之間的商（q)。假設(shè)源光束光強(qiáng)度 在光束中屯、線的兩側(cè)上表現(xiàn)為正常分配。反射強(qiáng)度與光強(qiáng)成比例。還假設(shè)反射的檢測(cè)信號(hào) 值在檢測(cè)中屯、線的兩側(cè)作為正常分配被分配。運(yùn)些分配的標(biāo)準(zhǔn)偏差根據(jù)反射物體的距離而 改變，但是假設(shè)在小的距離范圍內(nèi)是恒定的。
[0127]由于信號(hào)的反射（r)和檢測(cè)（d)強(qiáng)度和f分別是正常分配，所W它們被表 示為高斯函數(shù)：
[0129]其中i是r或者d，X是反射位置，Xu是源光束或者傳感器檢測(cè)線的位置，P1(X)是 在當(dāng)前反射距離處的典型峰值強(qiáng)度，并且A是幅值。那么兩個(gè)強(qiáng)度之間的商是：
[0131]賦值XG[0,1]，并且近似^..;;:W ，則等式2可W簡(jiǎn)化成：
[0133] 運(yùn)就給出了插入的坐標(biāo)X:
[0135] W及幅值A(chǔ):
[0137] 在一些實(shí)施例中，當(dāng)將要由接近傳感器檢測(cè)的物體的尺寸和形狀是已知的時(shí)候， 應(yīng)用霍夫變換。例如，當(dāng)使用手指執(zhí)行輸入時(shí)，在檢測(cè)平面中它的預(yù)期形狀是已知尺寸的楠 圓。在運(yùn)種情況下，處理器702在檢測(cè)平面中設(shè)有多個(gè)候選楠圓。處理器702確定哪個(gè)共 激活發(fā)射器-檢測(cè)器對(duì)的檢測(cè)器產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)，并且識(shí)別與其關(guān)聯(lián)的位置。接著，處理器 702對(duì)于共激活發(fā)射器-檢測(cè)器對(duì)中的任兩個(gè)（它們的兩個(gè)關(guān)聯(lián)位置是相鄰的）插入檢測(cè) 信號(hào)，W確定那兩個(gè)關(guān)聯(lián)位置之間的中間位置。處理器702然后為每個(gè)中間位置分配一方 位。所述方位垂直于將運(yùn)兩個(gè)相鄰的關(guān)聯(lián)位置連接起來(lái)的線。圖19中顯示了運(yùn)個(gè)過(guò)程。 [013引 圖19顯示了位置902-906,每個(gè)與一發(fā)射器-檢測(cè)器對(duì)關(guān)聯(lián)。位置902交插有位 置903W產(chǎn)生具有水平方位的中間位置952。與位置902對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)在該示例性例子 中大于與位置903對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)。因此，中間位置952的位置相比較位置903更靠近位 置902。類似地，中間位置953應(yīng)用位置904和905而插入，其中與位置904對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信 號(hào)大于與位置905對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)，并且利用位置905和906而插入位置954,其中與運(yùn)些 位置對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)大約是相等的，因此位置954在位置905和位置906之間的中點(diǎn)處。
[0139] 對(duì)于每個(gè)候選楠圓，處理器702將匹配值分配給候選楠圓，所述匹配值代表候選 楠圓的邊與中間位置的位置和方位之間的匹配程度。圖20顯示了四個(gè)楠圓955-958。因?yàn)?所插位置953的方位與運(yùn)些楠圓中它的相應(yīng)位置的方位不匹配，所W所插位置953被分配 與楠圓955和956的高匹配值W及與楠圓957和958的非常低（或者零）的匹配值。
[0140] 處理器702計(jì)算對(duì)于每個(gè)候選楠圓的如此分配的匹配值的總和，并且規(guī)定具有如 此計(jì)算的最大總和的那個(gè)候選楠圓為檢測(cè)平面中物體的位置。
[0141] 實(shí)施
[0142] 為了最值過(guò)濾信號(hào)。最值是大于它的八個(gè)緊鄰相鄰物（頂部、底部、左側(cè)、右側(cè)和 四個(gè)對(duì)角相鄰物）的信號(hào)。對(duì)于觸敏區(qū)域的W下部分，即在該部分中反射物體產(chǎn)生兩個(gè)檢 測(cè)信號(hào)（即，位于距離有效L邸偏離+n處的一個(gè)檢測(cè)信號(hào)W及偏離-n處的一個(gè)檢測(cè)信號(hào)）， 將通過(guò)反射物體產(chǎn)生兩個(gè)最值。在該情況下，在一些實(shí)施例中，僅僅使用運(yùn)兩個(gè)最值中的較 大一個(gè)。圖21顯示了最大值930。
[0143] 如上所解釋的，最大信號(hào)是反射物體位于其中的區(qū)域的一個(gè)角部。該區(qū)域是連接 郵鄰相鄰物的矩形或菱形。選擇該區(qū)域W包括最強(qiáng)信號(hào)，推導(dǎo)的反射位置將位于該區(qū)域內(nèi) 的某處。
[0144] 接著，比較鄰近所述最大信號(hào)的兩個(gè)信號(hào)，即，位于最大信號(hào)PD的任一側(cè)上的兩 個(gè)PD檢測(cè)與最大信號(hào)相同的LED。運(yùn)些與圖21中的最大值930上面和下面的頂點(diǎn)相對(duì)應(yīng)， 沿著相同的發(fā)射光束。選擇運(yùn)兩個(gè)信號(hào)中的較大一個(gè)，并且相應(yīng)地，矩形或菱形物體位置區(qū) 域的一側(cè)從最大信號(hào)頂點(diǎn)延伸至選擇的相鄰頂點(diǎn)。在圖21中，選擇最大值930上面的頂點(diǎn)。
[0145] 接著，比較來(lái)自左邊相鄰LED和右邊相鄰LED的信號(hào)，W決定是否將反射物體所處 的區(qū)域延伸到左邊或右邊。在左側(cè)，使用直接在第一區(qū)域側(cè)上的位置的左邊的兩個(gè)位置，加 上直接在它們下面的另一個(gè)位置。在右側(cè)，它是右邊的兩個(gè)點(diǎn)，加上它們上面的另一個(gè)點(diǎn)。 包含最高信號(hào)的那一側(cè)是所述區(qū)域延伸到其上的那一側(cè)。在左側(cè)，如果最高信號(hào)比最低信 號(hào)更強(qiáng)，則反射物體位于其中的區(qū)域被確定為是矩形。如果不是，則它是菱形，所述菱形延 伸W包括最低位置。在右側(cè)，進(jìn)行相同的比較。如果最低信號(hào)比最高信號(hào)更強(qiáng)，則反射物體 位于其中的那個(gè)區(qū)域被確定為是矩形。如果不是，則它是菱形，所述菱形延伸W包括最高位 置。在圖21中，反射物體位于其中的那個(gè)區(qū)域是延伸至左邊和下面的菱形，即，在它的右下 角具有頂點(diǎn)930的菱形931。
[0146]如上所解釋的，代表來(lái)自一個(gè)LED的兩個(gè)反射檢測(cè)的每對(duì)選取的頂點(diǎn)被插入，W獲得限定線932的兩個(gè)點(diǎn)（在圖18中，CO和Cl)，反射物體位于所述線932上。計(jì)算所述 點(diǎn)的位置和幅值，如上所述。
[0147] 再次使用相同的插入方法W獲得沿著該線的反射位置W及它的幅值。所述幅值可 W解釋為反射率，該反射率又與反射物體的直徑成比例。
[0148] 有時(shí)，識(shí)別多個(gè)未連接的最值。在運(yùn)些情況下，計(jì)算每個(gè)最大值的插入位置和反射 率。發(fā)現(xiàn)具有高于限定闊值的反射率或幅度值的那些坐標(biāo)作為反射物體位置而儲(chǔ)存。因此， 代表整個(gè)被掃描接觸區(qū)域的框架可W包含聯(lián)立的接觸物體的列表，每個(gè)物體具有相應(yīng)的位 置。
[0149] 在一系列運(yùn)些框架中，時(shí)間t+1處的框架中的反射物體與時(shí)間t處的前面框架的 反射物體相比較。根據(jù)配對(duì)物體之間的最小距離，應(yīng)用貪屯、配對(duì)算法，對(duì)運(yùn)兩個(gè)框架中的物 體配對(duì)。配對(duì)的物體作為相同物體被跟蹤。沒(méi)有配對(duì)的新障礙作為新的跟蹤目標(biāo)被添加， 移除掉沒(méi)有與新跟蹤目標(biāo)配對(duì)的舊跟蹤目標(biāo)。
[0150]所跟蹤障礙的位置和反射率參數(shù)作為舊參數(shù)被計(jì)算（在時(shí)間t)，基于恒定速度利 用預(yù)測(cè)被更新，并且朝著新參數(shù)分部插入（在時(shí)間t+1)。使用檢測(cè)的位置Id連同追蹤的速 度矢量V。來(lái)更新之前追蹤的位置1。，W確定更新的位置Ii和速度V1:
[OW]Ii= (1-a) (l〇+ev〇) +aId,(等式 6)
[015引Vi=Ii-Io,(等式 7)
[0153] 其中a是在插入中應(yīng)用于檢測(cè)的（t+1)位置的相對(duì)重量，并且0代表假設(shè)速度 有多恒定。
[0154]參照?qǐng)D22和23(a)-(f)，它們是根據(jù)本發(fā)明的用于不同觸感屏幕系統(tǒng)實(shí)施例的簡(jiǎn) 化的接觸檢測(cè)圖。如上所述，光學(xué)接近傳感器PD與透鏡配對(duì)，所述透鏡對(duì)于角度0優(yōu)化反 射光的檢測(cè)，通過(guò)圖22和23(a)-(f)中所顯示的對(duì)角線表示。圖22和23(a)-(f)中的豎 直線代表由傳感器L邸發(fā)出的光。檢測(cè)熱點(diǎn)是豎直發(fā)射光束與對(duì)角優(yōu)化檢測(cè)路徑之間的交 叉點(diǎn)。運(yùn)些熱點(diǎn)由每個(gè)交點(diǎn)處的小圓表示。
[01巧]圖22顯示了S角形部分919,運(yùn)里物體不被傳感器檢測(cè)。圖23(a)-(f)顯示了 光學(xué)接近傳感器能夠檢測(cè)物體的區(qū)域的尺寸如何取決于傳感器的PD所優(yōu)化的角度。在圖 23(a)中 0 = 20。；在圖 23(b)中，0 = 30。；在圖 23(c)中 0 = 40。；在圖 23(d)中 0 =50。；在圖23(e)中0 = 60。；在圖23訊中0 = 70。。在圖23(a)-訊的例子中， 離傳感器條的最大距離是120毫米，并且條是91毫米長(zhǎng)，沿著條的相鄰光學(xué)元件之間的間 距是7毫米。在圖23(a)中，屏幕的高度（120毫米）覆蓋有檢測(cè)熱點(diǎn)。
[0156] 運(yùn)些熱點(diǎn)的密度可W被分解成光學(xué)X分辨率和光學(xué)y分辨率，所述光學(xué)X分辨率 是傳感器條中的相鄰光學(xué)元件之間的間距，所述光學(xué)y分辨率取決于角度0。圖23(a)-(f) 中顯示的例子顯示了沿y維度增加的分辨率如何對(duì)應(yīng)于較淺的檢測(cè)區(qū)域。
[0157] 因此，本發(fā)明教導(dǎo)了雙分辨率屏幕，藉此郵鄰傳感器條的窄的區(qū)域提供了高分辨 率的接觸檢測(cè)，離傳感器條更遠(yuǎn)的第二區(qū)域提供了低分辨率的接觸檢測(cè)。參照?qǐng)D24和25， 它們是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的雙分辨率傳感器的簡(jiǎn)化視圖。圖24顯示了接觸式傳感器條 511、窄的高分辨率檢測(cè)區(qū)域921和低分辨率檢測(cè)區(qū)域922。對(duì)于該雙分辨率傳感器的一個(gè) 應(yīng)用是提供GUI,其中鍵盤和其它輕拍激活式控制位于高分辨率區(qū)域，而在低分辨率區(qū)域中 支持諸如揮動(dòng)手勢(shì)和捏巧手勢(shì)等粗手勢(shì)。
[0158] 兩種方案提供了多分辨率區(qū)域。第一種方案在每?jī)蓚€(gè)發(fā)射器之間放置兩個(gè)檢測(cè) 器。因此，每個(gè)透鏡間距具有兩個(gè)檢測(cè)器和一個(gè)發(fā)射器，并且每個(gè)透鏡將四個(gè)不同的反射光 束引導(dǎo)到四個(gè)不同的檢測(cè)器上。運(yùn)顯示在圖25中，該圖顯示了發(fā)射器101-103W及檢測(cè)器 201-204。
[0159] 第二種方案教導(dǎo)了一種接觸式傳感器條，其中針對(duì)第一檢測(cè)角度（例如0 1 = 50° )優(yōu)化一些PD透鏡，并且針對(duì)不同檢測(cè)角度（例如目2=20° )優(yōu)化其它PD透鏡。所 述第一檢測(cè)角度提供了郵鄰所述條的高分辨率檢測(cè)區(qū)域，并且所述第二檢測(cè)角度W較低的 分辨率提供遠(yuǎn)離所述傳感器條的檢測(cè)。
[0160] 參照?qǐng)D26(a)和26化），它們是用于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的雙分辨率傳感器中的兩 個(gè)檢測(cè)圖的簡(jiǎn)化視圖。圖26(a)顯示了從傳感器延伸120毫米的區(qū)域，但是具有20毫米的 低光學(xué)y分辨率，圖26化）顯示了靠近傳感器的檢測(cè)區(qū)域，具有6毫米的較高光學(xué)y分辨率。
[0161] 在建議的雙分辨率傳感器條的特定實(shí)施例中，保持上面參照?qǐng)D4和圖5描述的交 替的LED101和PD201布局，并且PD101