CN103649877A - 多点触摸识别装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多点触摸识别装置，该多点触摸识别装置通过利用倾斜角测量方法在实际触摸位置和虚像位置中区分虚像，以使用于测量触摸位置的时间最小化，且更准确地测量该位置。

Description

多点触摸识别装置

技术领域

本发明涉及一种多点触摸识别装置，作为触摸测量信号的一个例子，在通过红外线来判断在触摸面中是否存在红外线的路径障碍而测量几个物体的位置的触摸屏幕装置中，不仅能区分被实际触摸的位置的实像和未被实际触摸的虚像，而且能改善触摸测量运算速度，即使触摸位置快速变化，使用者也能对其准确地进行识别。

背景技术

红外线触摸利用排列的多个红外线发送触摸测量信号接收部，通过由物体造成的红外线的遮挡，根据是否有红外线接收来测量物体的位置。

在这种方式中使用的红外线信号以几十到几百KHz的交流信号进行辐射后，根据是否存在物体对收集的交流信号进行平均来测量信号的大小。

在这种方式中，存在如下的问题：由于用于平均收集的交流信号的时间和由高频信号造成的多个红外线触摸测量信号接收部的频率响应的显著的降低，因此带来灵敏度以及整体响应速度的限制，并由于在发光部和光接收部工作的其它光源而相互干扰，从而无法保证接收部接收准确的信号，由此，不仅不能算出准确的坐标，而且在发光部与光接收部之间辐射红外线信号的情况下，不能根据被遮挡的坐标判断是否存在物体的部分即生成虚像坐标。

为了解决上述问题而提出的注册专利第10-1018397号中，提出了用于除去虚像的装置以及方法，据此，为了除去虚像，在执行第一扫描控制模式之后感测到多点触摸的情况下，需要另外执行第二扫描控制模式。

图14是注册专利第10-1018397号公开的能够除去虚像的红外线触摸屏幕装置的简略结构图。

但是，根据注册专利第10-1018397号公开的方式，有时会出现如下情况：即使在第一扫描控制模式中实际发生了多点触摸也不能正确地进行识别。

具体地，根据在注册专利第10-1018397号公开的方式，在发生新的触摸的情况下，在执行第一扫描控制模式后被识别为多点触摸时驱动独立的第二扫描控制模式，除去多点触摸中被判断为虚像的物体，如果多点触摸的移动频繁或较快，在执行第二扫描控制模式期间即使发生新的多点触摸，也因为正在执行第二扫描控制模式而不会转换为第一扫描控制模式，从而存在不能测量新的多点触摸的问题。

发明内容

发明要解决的问题

本发明是为了解决如上所述的问题而提出的，其目的在于提供一种多点触摸识别装置以在触摸屏幕装置中产生多重触摸时能够区分实际被触摸的位置和虚像的位置。

此外，本发明是为了解决如上所述的问题而提出的，其另一个目的在于提供一种利用倾斜角测量方法能够区分虚像的多点触摸识别装置。

此外，本发明的另一个目的在于提供一种能使用于测量触摸位置的时间最小化的多点触摸识别装置。

用于解决问题的方案

为了解决如上所述的问题，本发明的多点触摸识别装置，其特征在于，包括：多个发送部组部，该多个发送部组部由向接收模块组部呈放射状地连续地发送触摸测量信号的触摸测量信号发送部组合而成；多个接收模块组部，该多个接收模块组部具有至少三个以上的多个接收模块，以使在直角、锐角以及钝角的位置的从所述发送部组部发送的测量信号分别按各个接收模块以直角、锐角以及钝角方式同时进行接收；发送部驱动时钟部，该发送部驱动时钟部驱动时钟以使包括在各个所述发送部组部的同一个指针的触摸测量信号发送部同时被驱动；控制部，该控制部根据从所述多个接收模块组部接收的触摸测量信号运算触摸区域的x、y坐标或直径的大小；以及触摸面板，该触摸面板的输入是由使用者触摸输入。

为了解决如上所述的问题，本发明的另一个多点触摸识别装置，其特征在于，包括：发送模块，该发送模块包括一个以上的接收元件，以呈放射状地发送具有脉冲的触摸测量信号；接收模块，该接收模块包括一个以上的接收元件，以接收从所述发送模块发送的所述触摸测量信号；控制部，该控制部根据从所述接收模块接收的触摸测量信号运算触摸区域的坐标或直径的大小；以及触摸面板，该触摸面板的输入是由使用者触摸输入，对于从发送元件呈放射状发送的触摸测量信号，位于直角、钝角以及锐角的接收元件对直角、锐角或钝角的触摸信号进行连续接收。

发明效果

具有如上所述的结构的本发明的多点触摸识别装置，在多点触摸屏幕装置中产生多点触摸时能够有效地区分实际被多点触摸的位置和虚像的位置，并利用倾斜角测量方式的多点触摸位置测量方法和基准坐标计算方法能够有效地区分虚像，能使测量多点触摸位置的时间最小化，从而即使多点触摸快速移动或变化也能有效地进行测量。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的多点触摸识别装置的简略结构图。

图2至图3是用于说明本发明的多点触摸识别装置中识别触摸地点的原理的图。

图4是用于说明本发明的多点触摸识别装置中特定触摸接收/发送模块出现故障时识别触摸地点的原理的另一个图。

图5是示出了本发明的多点触摸识别装置中区分实际被触摸地点和虚像的触摸地点的过程的流程图。

图6是用于说明本发明的多点触摸输入位置识别装置中根据触摸测量信号发送部的发送角来除去虚像的原理的图。

图7至图10是用于说明本发明的多点触摸识别装置中根据触摸测量信号发送部的发送角来除去虚像的过程的图。

图11是本发明的另一个实施例的以模块型构成触摸测量信号接收部的多点触摸识别装置的结构图。

图12是用于说明本发明的模块型构成触摸测量信号接收部的多点触摸识别装置的工作的图。

图13是用于说明在邻接接收/发送模块群中接收部模块相互联动的原理的图。

图14是现有技术的多点触摸屏幕装置的简略结构图。

具体实施方式

下面，参照附图以本发明所属领域技术人员能容易实施的方式对本发明的实施例进行详细地说明。但是，本发明能以各种不同的方式实现，不限定于在此说明的实施例。而且，在附图中，为了明确地说明本发明而省略了与说明无关的部分，在整个说明书中对类似的部分标注了类似的附图标记。

在整个说明书中，当提到某个部分“包括”某个构成要素时，只要没有特别相反的记载，就表示并不排除其它构成要素，而是也可以包括其他构成要素。此外，在说明书中记载的“…部”、“…模块”、“…元件”等用语表示处理至少一个功能或动作的单元，这可以由硬件、软件或硬件和软件的结合来实现。

图1是本发明的多点触摸识别装置的简略结构图。

本发明实施例的多点触摸识别装置包括X轴触摸测量信号接收部110、X轴触摸测量信号发送部120、Y轴触摸测量信号接收部130、Y轴触摸测量信号发送部140、X轴接收部驱动器111、X轴发送部驱动器121、Y轴接收部驱动器131、Y轴发送部驱动器141以及控制部230。

X轴触摸测量信号接收部110连续地排列有至少两个以上而构成所有接收部，从而接收从发送部发送的红外线。X轴触摸测量信号发送部120连续地排列有至少两个以上，从而在触摸平面上向X轴触摸测量信号接收部110侧的触摸平面发送触摸测量信号。

Y轴触摸测量信号接收部130连续地排列有至少两个以上而构成整体接收部，从而接收从发送部发送的红外线。Y轴触摸测量信号发送部140连续地排列有至少两个以上，从而在触摸平面上向Y轴触摸测量信号接收部130侧发送触摸测量信号。

X、Y轴发送部驱动器121、141以一定的时间间隔驱动X、Y轴触摸测量信号发送部120、140，向多点触摸屏幕的触摸平面辐射触摸测量信号例如红外线信号，X、Y轴接收部驱动器121、141以一定的时间间隔驱动X、Y轴触摸测量信号接收部110、130，从而接收触摸测量信号例如红外线信号和外部噪声信号例如太阳光、低频噪声等。

在上述中，虽然作为触摸测量信号例示了红外线信号，但是，需要注意的是，RF信号和LED发光信号也能作为触摸测量信号使用。

虽然在图1中例示了发送部和接收部为相对配置的结构，即，一侧只排列有发送模块、另一侧只排列有接收模块的结构，但是，需要注意的是，根据需要也可以将发送模块和接收模块交替地排列在两侧。

控制部150对由X轴触摸测量信号接收部110和Y轴触摸测量信号接收部130接收的触摸测量信号进行处理，从而计算由使用者在触摸面板上触摸的地点的特性。

对于上述的触摸地点的特性，不仅能计算X轴和Y轴的坐标，而且还能计算触摸地点的大小例如直径。

本发明的所有X轴触摸测量信号接收部110和X轴触摸测量信号发送部130在横轴上排列有N个发送元件和接收部，而且，Y轴触摸测量信号接收部120和Y轴触摸测量信号发送部140在纵轴上排列有M个发送元件和接收部。

作为另一个例子，在X轴触摸测量信号接收部110和X轴触摸测量信号发送部130交替配置的情况下，X轴触摸测量信号接收部110和X轴触摸测量信号发送部130的个数之和总共为2N个，其中，N个设置在横轴的一侧，另外N个设置在横轴的另一侧，Y轴触摸测量信号接收部120和Y轴触摸测量信号发送部140的个数之和总共为2M个，其中，M个设置在纵轴的一侧，另外M个设置在纵轴的另一侧。

下面，对具有如上所述的结构的本发明的多点触摸识别装置中计算触摸地点的特性，即，计算坐标和触摸区域的大小的方法进行说明。

首先，对从相对的水平轴（X轴）触摸测量信号接收部接收的红外线光的大小定义为X(0)，对从第二个触摸测量信号接收部接收的红外线光的大小定义为X(1)，对从第三个触摸测量信号接收部接收的红外线光的大小定义为X(2)，对从第k个接收模块的接收部接收的红外线光的大小定义为X(k-1)，对从第N个接收模块的接收部接收的红外线光的大小定义为X(N-1)。

对从垂直轴（Y轴）接收模块的接收部接收的红外线光的大小定义为Y(0)，对从第二个接收模块的接收部接收的红外线光的大小定义为Y(1)，对从第三个接收模块的接收部接收的红外线光的大小定义为Y(2)，对从第k个接收模块的接收部接收的红外线光的大小定义为Y(k-1)，对从第M个接收模块的接收部接收的红外线光的大小定义为Y(M)。

为了识别触摸输入而确认从发送部发送的触摸测量信号是否被物体所干扰，各X轴触摸测量信号接收部执行从0到第N-1个值和对Y(k)从0到第M-1个值进行依次测量的扫描。

当通过第k个扫描将从触摸测量信号接收部接收的触摸测量信号的接收值设为X(k-1)和Y(k-1)时，使k相对于X轴从1变到N、相对于Y轴从1变到M，所有触摸测量信号接收部得到根据扫描的触摸测量信号的接收值，利用该值求出阻碍从触摸测量信号发送部发送的触摸测量信号的移动的多个物体的多重坐标和该多个物体的直径。

首先，通过数学式1和2对触摸测量信号的接收值进行归一化。

数学式1

$N_x\left(k\right)=\frac{{(X_{\max }\left(k\right)-X\left(k\right))}^n}{{\left(X_{\max }\left(k\right)\right)}^n}\×G$

在此，n是1或2等的自然数，用于决定信号的噪声成分的响应程度是线性还是非线性，当n=1时，有利于计算背景（Background）噪声成分少的信号，当n>1时，为有利于背景噪声信号多的情况的测量方式。

G是缩放比例值，一般设定为1或100，由数学式1求出的测量值是对X轴的测量值的归一化的值。Y轴也可以用与X轴相同的方式求出坐标。

数学式2

$N_y\left(k\right)=\frac{{(Y_{\max }\left(k\right)-Y\left(k\right))}^n}{{\left(Y_{\max }\left(k\right)\right)}^n}\×G$

由数学式2求出的测量值是对Y轴的测量值的归一化的值。

在上述中，X_max和Y_max分别定义为X轴和Y轴中测量的触摸信号中最大的值。

利用所述归一化的测量值来求出触摸区域的坐标的公式如下述的数学式3和数学式4所示。

相当于第n个的X坐标由下述的数学式3求出，Y坐标由下述的数学式4求出。

数学式3

$x\left(n\right)=\frac{\underset{i}{\overset{i+w}{\mathrm{\Σ}}}W\×(i+1)\×N_x\left(i\right)}{\underset{i}{\overset{i+w}{\mathrm{\Σ}}}{N}_x\left(i\right)}$

数学式4

$y\left(n\right)=\frac{\underset{j}{\overset{j+h}{\mathrm{\Σ}}}H\×(j+1)\×N_y\left(j\right)}{\underset{j}{\overset{j+h}{\mathrm{\Σ}}}{N}_y\left(j\right)}$

其中，i是从0到N的自然数，j是从0到M的自然数，w：X轴触摸区域接收部个数，h：Y轴触摸区域接收部个数。

另一方面，利用所述归一化的测量值求出触摸区域的直径的公式如下述的数学式5和数学式6所示。

即，相当于第n个的X坐标的直径由下述的数学式5求出，Y坐标的直径由下述的数学式6求出。

数学式5

$\mathrm{dx}\left(n\right)=\underset{i}{\overset{i+w}{\mathrm{\Σ}}}W\×N_x\left(i\right)$

数学式6

$\mathrm{dy}\left(n\right)=\underset{i}{\overset{i+h}{\mathrm{\Σ}}}H\×N_y\left(i\right)$

其中，i是从0到N的自然数，j是从0到M的自然数，w：X轴触摸区域接收部个数，h：Y轴触摸区域接收部个数。

另一方面，本发明的多点触摸输入位置识别装置中，为了识别触摸区域，计算对触摸测量信号接收部中测量的测量值进行归一化的N_x(k)和N_y(k)，测量该值比第一基准值T_lower（T_较低）大的情况，在该值中根据连续得到最少一个以上的值符合第二基准值T_higher>N_x(k)、N_y(k）的条件的值通过所述数学式3至数学式6求出坐标和直径。

在所述数学式中，W=S/N、H=S/M，S是画面的最大分辨率，N和M分别是X和Y轴的触摸测量信号接收/发送部的个数。

作为另一个实施例，测量触摸区域中的概率密度值来决定触摸坐标的有效性。

具体地，如数学式7和数学式8所示定义触摸区域的概率密度测量值。

数学式7

$T_x\left(n\right)=\left(\underset{i}{\overset{i+w}{\mathrm{\Σ}}}{N}_x\left(i\right)\right)/W$

数学式8

$T_y\left(n\right)=\left(\underset{j}{\overset{i+h}{\mathrm{\Σ}}}{N}_y\left(j\right)\right)/H$

可以通过由所述数学式7和8确定的概率密度函数而决定的值设定为在数学式3至数学式6中使用的第一基准值T_lower和第二基准值T_higher（T_较高）。

图2和图3是用于说明本发明的多点触摸识别装置中识别触摸地点的原理的图，图5是示出了根据本发明第一实施例区分实际触摸地点和虚像的触摸地点的过程的流程图。

下面参照图2和图3对本发明的多点触摸识别装置中区分实际触摸地点和虚像的触摸地点的过程进行说明。

首先，触摸测量信号接收部测量从触摸测量信号发送部发送的触摸测量信号中的最大值，即相当于X_max(k)和Y_max(k)的值（S501步骤）。

判断对X_max(k)和Y_max(k)的测量是否结束，如果已结束（S502步骤），则移动到S503步骤。在S502步骤中测量值被认为是在触摸面不存在阻碍红外线的物体。

在S503步骤中，测量是否从触摸测量信号接收部接收到触摸测量信号。即，在各个触摸测量信号接收部中测量X(k)和Y(k)。

在S504步骤中判断测量是否结束，如果已结束，则移动到S505步骤。

在S505步骤中，对用于测量触摸区域的值即坐标和直径等而使用的变量进行初始化。即，将各个变量设定为n=0、m=0、w=0、h=0、i=0、j=0。

其中，n是在X轴中得到的触摸点的坐标和直径的个数，m是在Y轴中得到的触摸点的坐标和直径的个数，i是X轴的传感器部的值X(k)的指针，为从0到N，j是Y轴的传感器部的值Y(k)的指针，为从0到M，W=S/N，H=S/M，在此，S是画面的最大分辨率。

在S506步骤中，计算所述数学式1和数学式2。

在S507步骤中，计算归一化的N_x(k)和N_y(k)，对于该值计算符合大于第一基准值T_lower时的值，将移动到S511步骤。在不大于第一基准值T_lower时，将移动到S508步骤。

在S508步骤中，判断W和H值是否为零，当不为零时，判断为存在按压触摸，则移动到S514步骤以计算最终坐标。当为零时，则移动到S509步骤。

在S509步骤中，对W和H进行初始化，利用所述的数学式3和数学式4计算x(n)和y(m)。

在S510步骤中，对W和H进行初始化，利用数学式5和数学式6计算dx(n)和dy(m)。

在S511步骤中，当S507步骤中测量的N_x(k)和N_y(k)值中比第一基准值T_lower大时，判断为存在对触摸测量信号的阻碍，对w和h的值分别进行加一。

在S512步骤中，根据计算的坐标和直径是否满足限制条件，例如，是否满足特定直径以上的限制，从而判断无法认定为触摸的条件等，当判断结果符合条件时，则移动到步骤S513，否则，删除坐标信息而移动到S514步骤。在此，条件测量可以为如所述的数学式7和数学式8所示的判断条件。

在S513步骤中，对n和m的指针值分别进行加一，在S514步骤中，对i和j的指针值分别进行加一。

在S515步骤中，n×m的坐标中结束对触摸测量信号的测量，在该坐标中除去无法测量物体是否存在的虚像，只区分实际触摸点的坐标。

在S508步骤中，判断W和H值是否为零，当不为零时，判断为存在按压触摸，移动到S514步骤以计算最终坐标。当为零时，则移动到S509步骤。

当为按下触摸的状态时，将坐标传送给信息设备，为测量新的坐标而移动到S503步骤。

在S520步骤中，判断i=(N-1)是否满足j=(M-1)的条件，在满足的情况下，视为对所有的触摸测量信号的测量值的计算已结束，而移动到S515步骤，否则，移动到S506步骤，测量下一个N_x(k)和N_y(k）。

当放开触摸维持一定时间时，移动到S501步骤，再次测量X_max(k)和Y_max(k)，否则，移动到S503步骤。

在图5的S507步骤中，只将满足下述的数学式9和10的触摸区域作为对象来执行。

数学式9

$P_x\left(k\right)=\underset{i=0}{\overset{l}{\mathrm{\Σ}}}{N}_x(k+i)\×S_x\left(i\right)$

数学式10

$P_y\left(k\right)=\underset{i=0}{\overset{l}{\mathrm{\Σ}}}{N}_y(k+i)\×S_y\left(i\right)$

在此，Sx(i)和Sy(i)是预先定义的匹配触摸图案的匹配滤波器，l是匹配滤波器的采样个数。

如上所述，应用匹配滤波器的理由如下，通过只将测量的触摸区域值中特定的触摸图案识别为触摸，从而能够保证触摸区域的识别率的提高。

图4是用于说明本发明的多点触摸输入位置识别装置中特定触摸接收/发送模块故障时识别触摸地点的原理的另一个图。

一般来说，当在红外线接收触摸测量信号发送部产生不良时，不能判断是否进行了触摸。因此，为了解决如所述的由元件故障引起的不能进行信号测量的问题，在图5的S506中，如图4所示，第k个接收触摸测量信号发送部出故障时，即，在X_max(k)=0和Y_max(k)=0时，如N_x(k)=N_x(k-1)所述，通过将N_x(k)、N_y(k)分别替换为N_x(k-1)、N_y(k-1)值来计算坐标，从而能够防止由故障造成的触摸屏幕的误操作。

图6是用于说明本发明的第一实施例的多点触摸识别装置中根据触摸测量信号发送部的发送角除去虚像的原理的图。

图7至10是用于说明本发明第一实施例的多点触摸识别装置中根据发送测量信号发送部的发送角除去虚像的过程的图。

在以矩阵形式设置的触摸屏幕中，为了除去多点坐标的虚像，如图6所示，叙述通过触摸测量信号发送部的发送角来判断路径上是否存在物体并测量第三坐标来除去虚像的方法。虚像除去方法在图7的S515步骤中处理。

在图7中，当从第k+d个触摸测量信号发送部发送触摸测量信号时，以使接收已发送的触摸测量信号的触摸测量信号接收部成为第k个的方式以斜角进行扫描而测量X(k)。

同理，当从第k个触摸测量信号发送部发送触摸测量信号时，以使接收该辐射红外线的触摸测量信号接收部成为第k+d个的方式以斜角进行扫描来测量X（k+d）。

在此情况下，参照图7，叙述如下的除去虚像的方法，即，为了根据实际触摸区域与触摸测量信号接收部的距离在分别以矩阵方式配置的触摸面除去虚像，而从触摸测量信号发送部发送的触摸测量信号的移动路径上，判断是否存在由物体的移动造成的阻碍，并测量以下说明的第三坐标。虚像除去方法在图7的S715步骤中处理。

在图9中，当从第k+d个触摸测量信号发送部发送触摸测量信号时，以使接收发送的触摸测量信号的接收部成为第k个的方式以斜角进行扫描来测量。

在图8中，当从第k个触摸测量信号发送部发送触摸测量信号时，以使接收部成为第k+d个的方式以斜角进行扫描来测量触摸位置。

在此情况下，在图7中，当将实际被触摸的区域与触摸测量信号接收部的距离分别设为y(n)、y(n+1)（图7中图示为yT(n)、yT+1(n)）时，分别通过下述的数学式11和数学式12求出。

数学式11

$y\left(n\right)=\frac{\underset{i=0}{\overset{d}{\mathrm{\Σ}}}{W}_T\×(i+1)\×N_x(k+i)}{\underset{i=0}{\overset{d}{\mathrm{\Σ}}}{N}_x(k+i)}$

数学式12

$y(n+1)=\frac{\underset{i=0}{\overset{d}{\mathrm{\Σ}}}{W}_T\×(i+1)\×N_x(j+i)}{\underset{i=0}{\overset{d}{\mathrm{\Σ}}}{N}_x(j+i)}$

在此，W_T=S/d，S是X轴的分辨率，d是以斜角进行扫描时作为决定斜角的角度的因子而决定以斜角扫描的斜率。

为了除去虚像（Ghost Image），通过如下的步骤来实现。

首先，如图8所示，以直角方向发送触摸测量信号，测量触摸区域的坐标。在此情况下，如果形成多点的物体A、B、C置于触摸面，就会以不能区分虚像B的状态测量A、B、C和D的正交坐标。但是，在图9、图10中，当实际以斜角信号进行多点扫描时，就只会测量作为触摸物体的A、C、D，而不会测量虚像B。

接着，如图9所示，以向左侧方向具有斜角的方式，即，以使触摸测量信号在接收部相对于下部面具有钝角的方式从触摸测量信号发送部进行发送，对从触摸测量信号发送部发送的触摸测量信号进行扫描，从而测量触摸区域的坐标。

对应于具有通过正交坐标测量的虚像的坐标的倾斜坐标由下述的数学式13和数学式14计算。

所述正交坐标如图8所示，在接收元件以直角对触摸物体进行实际扫描时，测量的正交坐标是[x₀(n)和y₀(m)]。所谓对应于所述虚像的坐标的倾斜坐标（X_TC，Y_TC），是在如图9、图10所示假设倾斜扫描时，通过数学式将正交坐标[x₀(n)和y₀(m)]换算为预测存在触摸物体的倾斜坐标（X_TC，Y_TC）。即，下述数学式是将包括正交坐标所具有的虚像换算为倾斜坐标的坐标。

数学式13

$x_{\mathrm{TC}}(n+m)=x_o\left(n\right)-y_o\left(m\right)\left(\frac{d}{Y_C}\right)$

数学式14

$y_{\mathrm{TC}}(n+m)=y_o\left(m\right)-x_o\left(n\right)\left(\frac{d}{X_C}\right)$

其中，通过下述的数学式15和数学式16测量由数学式13和数学式14计算的换算后的倾斜坐标值（X_TC，Y_TC）与如图8所示的通过对实际以斜角发送的触摸测量信号进行扫描而得到的多个坐标（X_T，Y_T）的距离。

数学式15

D_xr＝|x_T(n)-x_TC(m)|

数学式16

D_yr＝|y_T(n)-y_TC(m)|

其中，x_o(n)、y_o(n)是具有通过正交扫描得到的虚像的坐标，X_c和Y_c表示使用的触摸测量信号接收部的个数。

当D_xr(n）、D_yr(n)比特定的极限值大时，坐标判定为相当于虚像。上述的特定的极限值是根据使用的红外线接收部传感器的密度而预先决定的。

如图10所示，以向左侧方向具有斜角的方式，即以使触摸测量信号在接收部相对于下部面具有锐角的方式从触摸测量信号发送部进行发送，触摸测量信号接收部对接收的触摸测量信号进行扫描来测量触摸区域的坐标。

在此，对应于具有通过正交坐标[x_o(n)，y_o(m)]测量的虚像的坐标的倾斜坐标（X_TC，Y_TC）由下述的数学式17和数学式18来计算。

数学式17

$x_{\mathrm{TC}}(n+m)=x_o\left(n\right)+y_o\left(m\right)\left(\frac{d}{Y_C}\right)$

数学式18

$y_{\mathrm{TC}}(n+m)=y_o\left(m\right)+x_o\left(n\right)\left(\frac{d}{X_C}\right)$

由下述的数学式19和数学式20测量计算的值（X_TC，Y_TC）与通过对以斜角发送的触摸测量信号进行扫描而得到的多个坐标（X_T，Y_T）的距离。

数学式19

D_xr(n)＝|x_T(n)-x_TC(n)|

数学式20

D_yr(n)＝|y_r(n)-y_TC(n)|

如果D_xl(n)、D_yl(n)比特定的极限值大，则坐标判断为相当于虚像。上述的特定的极限值取决于使用的红外线接收部传感器的密度。

其中，x_o(n)、y_o(m)是具有通过正交扫描得到的虚像的坐标，X_c和Y_c表示使用的触摸测量信号接收部的个数。

如图9、图10所示，在以斜角进行扫描时，关于从触摸测量信号发送部发送的触摸测量信号，应注意的是从一个触摸测量信号发送部向触摸测量信号接收部和与接收部连接的面连续地发送直角的发送信号和斜角（钝角或锐角）的触摸测量信号。

即，现有的是先从所有的触摸测量信号发送部连续地发送直角的触摸测量信号之后，再从所有的触摸测量信号发送部连续地发送斜角的触摸测量信号，但是，在本发明中，其区别点在于，是从一个触摸测量信号发送部同时呈放射状地发送直角的触摸测量信号和斜角的触摸测量信号，由相对于相应的发送部处于规定的角度即钝角、直角、锐角的接收部进行接收触摸测量信号，而用其运算触摸的坐标或直径。

图11是作为本发明的第二实施例的以模块型构成触摸测量信号接收部的多点触摸输入位置识别装置的结构图，图12是用于说明作为本发明的第二实施例的以模块型构成触摸测量信号接收部的多点触摸输入位置识别装置的工作的图。

在本发明的第二实施例的多点触摸输入位置识别装置中，从触摸测量信号发送部1160发送的触摸位置测量信号由触摸测量信号发送部1160以规定的角度呈放射状地发送，由位于预先定义的锐角、直角、钝角的3个触摸测量信号接收部1140同时测量所述触摸位置测量信号，并以规定的个数单位对触摸测量信号接收部1140进行模块化之后，将所述接收部模块A、B、C以规定个数单位进行组合而构成接收部模块组部1110。

另一方面，触摸测量信号发送部1160也同样对规定个数的触摸测量信号发送部1160进行组合而构成发送部组部1120。

接收部模块A、B、C分别通过一个接收部模块信号变换部1131、1132、1133将包括在各个接收部模块的一个触摸测量信号接收部1140接收的触摸测量信号变换为电压信号。

在所述接收部模块A、B、C分别连接有分别将作为模拟信号的电压信号变换为数字信号的A/D变换部1150，对控制部输出变换为数字值的触摸位置测量信号的接收值。

另一方面，虽然在附图中未示出，但是，发送驱动时钟部以使包括在所述发送部组部1120的相同指针的触摸测量信号发送部1160同时进行驱动的方式输出发送部驱动时钟1180。

发送驱动时钟部的驱动时钟1180提供给发送部驱动器1170而驱动触摸测量信号发送部1160，以使触摸测量信号以规定的角度呈放射状地发送。

参照图12，说明具有如上所述结构的本发明的第二实施例的多点触摸识别装置的工作。

如上所述，将所有触摸测量信号接收部以规定个数进行组合而分为接收部模块A、B、C，将组合为所述A、B、C的接收部模块重新构成为一个接收部模块组部N和N+1，触摸测量信号发送部也同样以规定个数进行组合而构成为发送部组部R_N和R_N+1。

当发送驱动时钟部的驱动时钟CLK提供给发送部驱动器时，发送部驱动器在由驱动时钟指定的各个发送部组部（R_N和R_N+1）的相同指针的发送部即R_N(n)和R_N+1(n)，呈放射状地同时发送包括有锐角的触摸测量信号R2、直角的触摸测量信号R1以及钝角的触摸测量信号R3的触摸测量信号。

在此，从一个发送部组部的触摸测量信号发送部呈放射状地发送的触摸测量信号被构成为所述接收部模块A、B、C的触摸测量信号接收部所接收，而控制部根据从一个发送部辐射的触摸测量信号中由位于预先定义规定的角度即钝角、直角、锐角的位置的接收部接收的触摸测量信号来运算触摸的坐标或直径。

即，从发送部R_N(n)发送的触摸测量信号中，控制部只使用由相对于所述发送部R_N(n)位于锐角位置的A模块的触摸测量信号接收部接收的触摸测量信号、由位于直角位置的B模块的触摸测量信号接收部接收的触摸测量信号以及由位于钝角位置的C模块的触摸测量信号接收部接收的触摸测量信号来运算触摸的坐标或直径。

关于通过所述的方式由各个接收部接收的触摸测量信号，与所述第一实施例的说明相同地利用数学式1至数学式20测量触摸位置。

根据如上所述的方式，在本发明第二实施例中，从各个发送部组部R_N、R_N+1的具有相同指针的触摸测量信号发送部同时发送触摸测量信号，触摸测量信号接收部也同样地从各个接收部模块A、B、C接收至少一个触摸测量信号，因此，不仅能比第一实施例更快速地测量触摸位置，而且能更准确地测量触摸位置，即使触摸位置快速变化，也能够快速并准确地对其进行测量。

图13是用于说明在作为本发明的第二实施例的邻接接收发送模块群中接收部模块相互联动的原理的图。

如图13所示，在本发明的第二实施例中，从邻接的发送部组部1330、1340的触摸测量信号发送部发送的触摸测量信号中，锐角的触摸测量信号能由邻接的接收部模块组部1310、1320的接收部模块1311至1313、1321至1323内的触摸测量信号接收部进行接收，因此，与从哪一个发送部组部1330、1340的触摸测量信号发送部发送触摸测量信号无关，接收部模块组部1310、1320的至少一部分接收部模块能接收触摸测量信号。

在上述例中，虽然对接收部进行组合的例子按A、B、C三个例子进行了说明，但是，在对所有接收部以规定个数为单位进行组合的情况下，在一个接收部模块组部内可以包括N个接收部模块。

此外，虽然在上述例中例示了两个接收部模块组部，但是，根据结构也可以是两个以上的接收部模块组部。

具体地说，对所有接收部分割为M个接收部模块组部，对一个接收部模块组部分割为N个接收部模块，并且，一个接收部模块可以包括C个接收部。由此，当对X轴的所有接收部的个数设为X时，X=N×M×C成立。

工业实用性

能利用于显示器产业领域。

Claims (13)

1.一种多点触摸识别装置，其特征在于，该多点触摸识别装置包括：

多个发送部组部，该多个发送部组部由向接收模块组部呈放射状地连续地发送触摸测量信号的触摸测量信号发送部组合而成；

多个接收模块组部，该多个接收模块组部具有三个以上的接收模块，以使在直角、锐角以及钝角的位置的从所述发送部组部发送的测量信号分别按各个接收模块以直角、锐角以及钝角方式同时进行接收；

发送部驱动时钟部，该发送部驱动时钟部驱动时钟以使包括在各个所述发送部组部的同一个指针的触摸测量信号发送部同时被驱动；

控制部，该控制部根据从所述多个接收模块组部接收的触摸测量信号运算触摸区域的x、y坐标或直径的大小；以及

触摸面板，该触摸面板的输入是由使用者触摸输入。

2.一种多点触摸识别装置，其特征在于，该多点触摸识别装置包括：

发送模块，该发送模块包括一个以上的发送元件，以呈放射状地发送具有脉冲的触摸测量信号；

接收模块，该接收模块包括一个以上的接收元件，以接收从所述发送模块发送的所述触摸测量信号；

控制部，该控制部根据从所述接收模块接收的触摸测量信号运算触摸区域的坐标或直径的大小；以及

触摸面板，该触摸面板的输入是由使用者触摸输入，

对于从发送元件呈放射状发送的触摸测量信号，位于直角、钝角以及锐角的接收元件对直角、锐角或钝角的触摸信号进行连续接收。

3.根据权利要求1或2所述的多点触摸识别装置，其特征在于，

所述控制部通过下述的数学式计算触摸坐标中以直角接收的触摸信号得到的正交坐标：

$x\left(n\right)=\frac{\underset{i}{\overset{i+w}{\mathrm{\Σ}}}W\×(i+1)\×N_x\left(i\right)}{\underset{i}{\overset{i+w}{\mathrm{\Σ}}}{N}_x\left(i\right)}$

$y\left(n\right)=\frac{\underset{j}{\overset{j+h}{\mathrm{\Σ}}}H\×(j+1)\×N_y\left(j\right)}{\underset{j}{\overset{j+h}{\mathrm{\Σ}}}{N}_y\left(j\right)}$

（其中，

N_x(k)：X轴触摸测量信号测量值，N_y(k)：Y轴触摸测量信号测量值，

x(n)：X轴触摸区域坐标，y(n)：Y轴触摸区域坐标，

k：接收元件指针，X轴是0至N的自然数，Y轴是0至M的自然数，

i：X轴触摸测量信号接收部指针，j：Y轴触摸测量信号接收部指针，

w：X轴触摸区域接收部个数，h：Y轴触摸区域接收部个数，

W=S/N，H=S/M，在此，S表示画面的最大分辨率，N和M分别是X和Y轴的接收触摸测量信号发送部的个数。）

4.根据权利要求3所述的多点触摸识别装置，其中，

基于将所述正交坐标换算为与其对应的锐角或钝角的倾斜坐标来判断是否为虚像。

5.根据权利要求4所述的多点触摸识别装置，其特征在于，

基于通过下述的数学式13和数学式14将所述正交坐标换算为钝角倾斜坐标来判断是否为虚像：

[数学式13]

$x_{\mathrm{TC}}(n+m)=x_o\left(n\right)-y_o\left(m\right)\left(\frac{d}{Y_C}\right)$

[数学式14]

$y_{\mathrm{TC}}(n+m)=y_o\left(m\right)-x_o\left(n\right)\left(\frac{d}{X_C}\right)$

（其中，X_o(n)、Y_o(n)是包括通过正交扫描得到的虚像的坐标，X_C和Y_C是在各个传感器部使用的传感器的个数，d是在以锐角或钝角进行扫描时决定锐角或钝角的角度的因子，n是X轴上的触摸物体的数量，m是Y轴上的触摸物体的数量。）

6.根据权利要求4所述的多点触摸识别装置，其特征在于，

基于通过下述的数学式17和数学式18将所述正交坐标换算为锐角倾斜坐标来判断是否为虚像：

[数学式17]

$x_{\mathrm{TC}}(n+m)=x_o\left(n\right)+y_o\left(m\right)\left(\frac{d}{Y_C}\right)$

[数学式18]

$y_{\mathrm{TC}}(n+m)=y_o\left(m\right)+x_o\left(n\right)\left(\frac{d}{X_C}\right)$

（其中，x_o(n)、y_o(m)是包括通过进行正交扫描而得到的虚像的坐标，X_c和Y_c是表示使用的触摸测量信号接收元件的个数，d是在以锐角或钝角进行扫描时决定锐角或钝角的角度的因子，n是X轴上的触摸物体的数量，m是Y轴上的触摸物体的数量。）

7.根据权利要求5或6所述的多点触摸识别装置，其特征在于，

当由下述的数学式15和数学式16决定的D_xr(n)、D_yr(n)大于规定的极限值时，判断为虚像，

[数学式15]

D_xr(n)＝|x_T(n)-x_TC(n)|

[数学式16]

D_yr(n)＝|y_r(n)-y_TC(n)|

（其中，X_T、Y_T是进行斜角（锐角）扫描时实际触摸物体的测量坐标，X_TC、Y_TC是由正交坐标换算的倾斜坐标。）

8.根据权利要求1或2所述的多点触摸识别装置，其特征在于，

从触摸区域测量的坐标值计算为归一化的触摸测量值（N_x(k)，N_y(k)）进行使用。

9.根据权利要求8所述的多点触摸识别装置，其特征在于，

触摸区域的测量的坐标值通过下述数学式1和数学式2进行归一化，触摸区域的归一化的多个测量值（N_x(k)，N_y(k)）通过下述的数学式9和数学式10进行校正：

[数学式1]

$N_x\left(k\right)=\frac{{(X_{\max }\left(k\right)-X\left(k\right))}^n}{{\left(X_{\max }\left(k\right)\right)}^n}\×G$

[数学式2]

$N_y\left(k\right)=\frac{{(Y_{\max }\left(k\right)-Y\left(k\right))}^n}{{\left(Y_{\max }\left(k\right)\right)}^n}\×G$

（其中，

N_x(k)：X轴触摸测量信号测量值的归一化值，

N_y(k)：Y轴触摸测量信号测量值的归一化值，

k：接收元件指针，X轴是0至N的自然数，Y轴是0至M的自然数，

G：缩放比例值，是1至100的自然数，

n：作为1或2等的自然数，用于决定信号的噪声成分的响应程度为线性还是非线性，

X_max、Y_max：分别为X轴和Y轴中测量的触摸信号中最大的值；）

[数学式9]

$P_x\left(k\right)=\underset{i=0}{\overset{l}{\mathrm{\Σ}}}{N}_x(k+i)\×S_x\left(i\right)$

[数学式10]

$P_y\left(k\right)=\underset{i=0}{\overset{l}{\mathrm{\Σ}}}{N}_y(k+i)\×S_y\left(i\right)$

（其中，

P_x(k)：X轴校正函数值，P_x(k)：Y轴校正函数值，

S_x(i)：X轴匹配滤波器函数，S_y(i)：Y轴匹配滤波器函数，

k：接收元件指针，l：匹配滤波器的采样个数。）

10.根据权利要求9所述的多点触摸识别装置，其特征在于，

使用所测量的触摸信号的归一化的值（N_x，N_y）中比规定的第一基准值（T_lower）大、比规定的第二基准值（T_higher）小的值来计算触摸区域的坐标或直径的大小。

11.根据权利要求10所述的多点触摸识别装置，其特征在于，

所述第一基准值（T_lower）以及第二基准值（T_higher）由通过下述的数学式7和数学式8计算的概率密度函数所决定：

[数学式7]

$T_x\left(n\right)=\left(\underset{i}{\overset{i+w}{\mathrm{\Σ}}}{N}_x\left(i\right)\right)/W$

[数学式8]

$T_y\left(n\right)=\left(\underset{j}{\overset{i+h}{\mathrm{\Σ}}}{N}_y\left(j\right)\right)/H$

（其中，T_x(k)：X轴概率密度函数值，

T_y(k)：Y轴概率密度函数值，

i：X轴接收元件指针，j：Y轴接收元件指针，

w：X轴触摸区域接收元件个数，h：Y轴触摸区域接收元件个数，

N_x(i)：X轴触摸测量信号测量值，N_y(j)：Y轴触摸测量信号测量值，

i：X轴触摸测量信号接收部指针，j：Y轴触摸测量信号接收部指针，

w：X轴触摸区域接收部个数，h：Y轴触摸区域接收部个数，

W=S/N，H=S/M，在此，S表示画面的最大分辨率，N和M分别是X和Y轴的接收触摸测量信号发送部的个数。）

12.根据权利要求1或2所述的多点触摸识别装置，其特征在于，

所述控制部通过触摸测量信号计算触摸区域的直径[dx(n)，dy(n)]，来判断是否符合认定为触摸的条件。

13.根据权利要求1或2所述的多点触摸识别装置，其特征在于，

所述发送元件和所述接收元件在同一线上相互交替地设置。

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