KR20180125440A - 개선된 스타일러스 식별 - Google Patents

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Abstract

광학 IR 터치 감지 장치는 광 검출기들의 출력 신호들에 기초하여, 터치 표면에 걸쳐 각각의 광 경로에 대한 광 에너지 값을 결정하고, 광 에너지 값에 기초하여 각각의 광 경로에 대한 전달 값을 생성하도록 구성된다. 그 다음, 프로세서는 이와 같이-생성된 전달 값들의 적어도 일부 상에 이미지 재구성 알고리즘을 동작시키고 터치 표면 상의 터치하는 객체의 위치, 및 터치 표면을 터치하는 객체에서 기인하는 광의 감쇠에 대응하는 감쇠 값을 결정하도록 구성된다. 이들 값들을 이용함으로써, 프로세서는 객체의 유형을 식별하도록 구성된다.

Description

개선된 스타일러스 식별
본 발명은 터치 표면 상의 객체들을 검출하고 식별하기 위한 기술들에 관한 것이다.
점점 더 증가하는 정도로, 터치-감지 패널들은 입력 데이터를 컴퓨터들, 전자 측정 및 테스트 장비, 게이밍 디바이스들 등에 제공하기 위해 사용되고 있다. 패널은 사용자가 예를 들어 포인터, 스타일러스 또는 하나 이상의 손가락들을 사용하는 것과 상호작용하기 위한 그래픽 사용자 인터페이스(graphical user interface(GUI)를 구비할 수 있다. GUI는 고정되거나 동적일 수 있다. 고정된 GUI는 예를 들어 패널 위, 아래 또는 내부에 배치되는 인쇄물의 형태일 수 있다. 동적 GUI는 패널과 통합되거나, 그 아래에 배치되는 디스플레이 스크린에 의해 또는 프로젝터에 의해 패널 상으로 투사되는 이미지에 의해 제공될 수 있다.
예를 들어, 패널 상의 터치의 포인트(들)으로부터 산란되는 광을 캡처하는 카메라들을 사용함으로써, 패널과 상호작용하는 객체들을 직접 관측하는 카메라들을 사용함으로써, 저항성 와이어 그리드들, 용량성 센서들, 스트레인 게이지들 등을 패널 안으로 통합함으로써, 터치 감도를 패널에 제공하기 위한 다수의 공지된 기술들이 존재한다.
'표면 위 광학 터치 시스템들(above surface optical touch systems)'로서 공지되고 예를 들어 미국 특허 제4,459,476호로부터 공지되는 터치-감지 패널들의 일 범주에서, 복수의 광학 이미터들 및 광학 수신기들은 터치 표면 위에 교차 광 경로들의 그리드를 생성하기 위해 터치 표면의 주변 주위에 배열된다. 각각의 광 경로는 각각의 이미터/수신기 쌍 사이에 연장된다. 터치 표면을 터치하는 객체는 광 경로들 중 일부를 차단하거나 감쇠시킬 것이다. 차단된 광 경로를 검출하는 수신기들의 신원(identity)에 기초하여, 프로세서는 차단된 광 경로들 사이의 인터셉트의 위치를 결정할 수 있다.
미국 특허 공개 제2004/0252091호는 불완전 전반사(frustrated total internal reflection(FTIR))를 기반으로 하는 대안적인 기술을 개시한다. 광은 전반사에 의해 패널 내부로 전파하기 위해 패널 안으로 결합된다. 광 센서들의 어레이들은 광을 검출하기 위해 패널의 둘레 주위에 위치된다. 객체가 패널의 표면과 접촉하는 경우, 광은 터치의 포인트에서 국소적으로 감쇠될 것이다. 객체의 위치는 광 센서들의 어레이에서 각각의 소스로부터의 광의 감쇠에 기초한 삼각측량에 의해 결정된다.
대부분의 터치 시스템들의 경우, 사용자는 터치를 등록하기 위해 터치 패널의 표면 상으로 손가락을 배치할 수 있다. 대안적으로, 스타일러스가 사용될 수 있다. 스타일러스는 전형적으로 일 단부가 터치 패널의 표면에 대해 가압되도록 구성되는 펜 형상의 객체이다. 종래 기술에 따른 스타일러스의 일 예가 도 3에 도시된다. 스타일러스(60)의 사용은 단순한 손가락 터치에 비해 개선된 선택 정확도 및 포인터 정밀도를 제공할 수 있다. 이것은 인간의 손가락으로 가능한 것보다 터치 패널과의 더 작은 및/또는 더 규칙적인(regular) 접촉 표면을 제공하는 공학적 스타일러스 팁(160)으로 인한 것일 수 있다. 또한, 펜 유지 위치에서의 전체 손의 근육 제어는 펜들 및 연필들의 사용에서의 평생 훈련으로 인해 포인터 제어의 목적에 대해 단일 손가락보다 더 정확할 수 있다.
2개 유형의 스타일러스가 터치 시스템들에 대해 존재한다. 액티브 스타일러스는 전형적으로 신호를 호스트 터치 시스템에 전달하기 위해 일부 형태의 전원 및 전자기기를 포함하는 스타일러스이다. 전달되는 신호의 유형은 변할 수 있지만 위치 정보, 압력 정보, 경사 정보, 스타일러스 ID, 스타일러스 유형, 잉크 컬러 등을 포함할 수 있다. 액티브 스타일러스에 대한 전력의 소스는 배터리, 커패시터, 또는 유도 결합을 통해 전력을 공급하기 위한 전기 필드를 포함할 수 있다. 전원이 없으면, 액티브 스타일러스는 그것의 기능 중 일부 또는 전부를 잃을 수 있다.
액티브 스타일러스는 액티브 스타일러스로부터 전자 스타일러스 ID를 수신하고 스타일러스 ID를 스타일러스와 호스트 시스템의 터치 표면 사이의 접촉 위치와 관련되는 위치 정보와 연관시킴으로써 호스트 시스템에 의해 쉽게 식별될 수 있다.
패시브 스타일러스는 전원을 갖고 있지 않고 호스트 시스템과 능동적으로 통신하지 않는다. 따라서, 패시브 스타일러스는 액티브 스타일러스보다 제조하는 것이 더 저렴하고 유지보수를 요구하지 않는다. 그러나, 응용 압력, 경사 정보, 스타일러스 ID, 스타일러스 유형, 잉크 컬러 등과 같은 최신 정보(advanced information )는 액티브 스타일러스보다 패시브 스타일러스로부터 획득하는 것이 상당히 더 어려울 수 있다.
미국 특허 제6,567,078호는 각각의 스타일러스에 고유한 패턴으로 하나 이상의 컬러 필름들을 갖는 복수의 패시브 스타일러스들을 마킹하는 방법을 개시한다. 카메라는 스타일러스 상에 컬러 마킹들을 기록하고 스크린 상에 디스플레이될 잉크 컬러의 적절한 선택을 결정하기 위해 사용중인 패시브 스타일러스를 식별하도록 배열된다.
미국 특허 공개 제2004/0252091호 및 미국 특허 제4,459,476호에 설명되는 것들과 같은 광학 터치 시스템들의 경우, 그것은 스타일러스만큼 작은 팁을 갖는 객체를 식별하는 것이 어려울 수 있다. 특히, 스타일러스 팁들은 전형적으로 작고(즉, 직경이 4mm보다 더 작음) 손가락 또는 다른 큰 객체와 비교하여 상대적으로 작은 양의 광 신호들의 감쇠를 제공한다. 스타일러스 팁은 또한 터치 시스템의 해상도가 해결할 수 있는 것보다 더 작은 직경을 가질 수 있다.
더욱이, 그러한 시스템들의 낮은 신호 대 잡음은 고유의 역반사 재료 배열들을 사용하는 복수의 패시브 스타일러스 각각의 식별을 어렵고 신뢰할 수 없게 만든다.
따라서, 필요한 것은 상기 문제를 겪지 않는 광학 터치 시스템을 터치하는 객체들을 식별하는 방법이다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 상기 식별된 제한들 중 하나 이상을 적어도 부분적으로 극복하는 것이다.
이들 목적들 중 하나 이상뿐만 아니라, 아래 설명으로부터 출현할 수 있는 추가 목적들은 데이터 처리를 위한 방법, 컴퓨터 판독가능 매체, 데이터 처리를 위한 디바이스들, 및 독립항들에 따른 터치-감지 장치에 의해 적어도 부분적으로 달성되며, 그 실시예들은 종속항들에 의해 정의된다.
본 발명의 실시예들은 이제 첨부된 개략도들을 참조하여 더욱 상세히 설명될 것이다.
도 1은 광학 터치 장치의 평면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 IR 광학 터치 장치의 단면을 도시한다.
도 3은 종래 기술에 따른 FTIR-기반 터치 장치의 단면을 도시한다.
도 4는 IR 광학 터치 장치의 광 필드를 도시한다.
도 5는 터치 결정 프로세스를 도시하는 흐름도이다.
도 6은 터치 표면에 적용되는 8개의 고유 객체들로부터의 광 빔들의 측정된 감쇠를 도시하는 히스토그램이다.
도 7은 터치 표면에 적용되는 2개의 객체들, 즉 스타일러스 및 손가락으로부터의 광 빔들의 측정된 감쇠를 도시하는 히스토그램이다.
도 8은 터치 표면에 적용되는 3개의 객체들, 즉 제1 스타일러스, 제2 스타일러스, 및 손가락으로부터의 광 빔들의 측정된 감쇠를 도시하는 히스토그램이다.
도 9는 광 필드에 들어가는 객체를 도시한다.
도 10은 '터치 다운' 및 '터치 업' 이벤트 동안의 객체의 감쇠 값을 도시한다.
도 11은 터치 표면의 코너로부터 객체의 거리에 비례하여 객체에 의한 광 빔들의 측정된 감쇠를 도시하는 그래프이다.
도 12는 터치 표면의 코너 부분 상의 각각의 위치에서 객체의 상대적 감쇠를 도시하는 감쇠 맵이다.
도 13은 객체가 터치 표면에 걸쳐 이동중인 속도에 비례하여 객체에 의한 광 빔들의 측정된 감쇠를 도시하는 그래프이다.
도 14는 터치 표면에 적용되는 평탄 단부를 갖는 스타일러스의 단면을 도시한다.
도 15는 도 14로부터의 스타일러스의 단부도를 도시한다.
도 16은 도 14로부터의 스타일러스의 경사도를 도시한다.
도 17은 터치 표면의 법선으로부터 임의의 경사 없이 터치 표면에 적용되는 도 14의 스타일러스를 갖는 광학 터치 장치의 평면도이다.
도 18은 x-축을 도시하는 도 17에 도시된 배열의 단면이다.
도 19는 y-축을 도시하는 도 17에 도시된 배열의 단면이다.
도 20은 터치 표면의 법선으로부터의 각도에서 적용되는 도 14의 스타일러스를 갖는 광학 터치 장치의 평면도이다.
도 21은 x-축을 도시하는 도 20에 도시된 배열의 단면이다.
도 22는 y-축을 도시하는 도 20에 도시된 배열의 단면이다.
도 23은 단일 광 경로를 따른 광 필드의 단면 및 스타일러스 팁에 의해 차단되는 광의 영역을 도시하는 도 21의 확대도이다.
도 24는 단일 광 경로를 따른 광 필드의 단면 및 스타일러스 팁에 의해 차단되는 광의 영역을 도시하는 확대도이다.
도 25는 터치 표면에 적용되느 스타일러스 팁의 평면도이다.
도 26은 특정 스타일러스 팁에 의한 상이한 광 경로들을 따른 광의 감쇠를 도시하는 그래프이다.
도 27은 도 26의 그것에 상이한 방향으로 배향되는 특정 스타일러스 팁에 의한 상이한 광 경로들을 따른 광의 감쇠를 도시하는 그래프이다.
도 28은 스타일러스가 터치 표면에 적용되는 각도에 대한 평탄 단부형 스타일러스의 감쇠를 도시하는 그래프이다.
도 29는 스타일러스가 터치 표면에 적용되는 각도에 대한 돔 단부형 스타일러스의 감소를 도시하는 그래프이다.
도 30은 터치 표면에 적용되는 돔 단부식 스타일러스 팁을 도시한다.
도 31a 내지 도 31c는 구형-형상의 부분을 갖는 스타일러스 팁을 도시한다.
도 32a 내지 도 32c는 드롭-형상의 부분을 갖는 스타일러스 팁을 도시한다.
도 33a 내지 도 33b는 다른 드롭-형상의 부분을 갖는 스타일러스 팁을 도시한다.
도 34는 수직 및 경사 구성에서, 2개의 상이한 드롭-형상의 부분들을 갖는 스타일러스 팁을 도시한다.
본 발명은 광학 터치 패널들 및 터치 감도를 디스플레이 장치에 제공하기 위한 기술들의 사용에 관한 것이다. 설명 도처에서 동일한 참조 번호들은 대응하는 요소들을 식별하기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예들을 설명하기 전에, 몇 가지 정의들이 주어질 것이다.
"터치 객체" 또는 "터치하는 객체"는 터치 시스템 내의 하나 이상의 센서들에 의해 검출되도록 터치 표면을 터치하거나, 이에 충분히 근접하게 되는 물리적 객체이다. 물리적 객체는 생물(animate) 또는 무생물(inanimate)일 수 있다.
"상호작용"은 터치 객체가 센서에 의해 측정되는 파라미터에 영향을 미칠 때 발생한다.
"터치"는 상호작용 패턴에서 도시되는 바와 같은 상호작용의 포인트를 나타낸다.
이하의 설명 도처에서, 동일한 참조 번호들은 대응하는 요소들을 식별하기 위해 사용된다.
"광 필드"는 이미터와 대응하는 검출기 사이에 흐르는 광이다. 이미터는 많은 방향들로 많은 양의 광을 생성할 수 있지만, 이미터로부터 검출기에 의해 측정되는 광만이 이미터 및 검출기에 대한 광 필드를 정의한다.
도 1은 도 3의 FTIR-기반 터치 장치 또는 도 2의 IR 광학 터치 장치에 대응할 수 있는 광학 터치 장치의 평면도이다. 이미터들(30a)은 터치 패널(10)의 터치 표면(20)에 걸쳐 광을 투사하기 위해, 터치 표면(20)의 주변 주위에 분포된다. 검출기들(30b)은 전파하는 광의 일부를 수신하기 위해, 터치 표면(20)의 주변 주위에 분포된다. 그것에 의해, 이미터들(30a) 각각으로부터의 광은 복수의 광 경로들(50) 상의 다수의 상이한 검출기들(30b)에 전파할 것이다.
도 3은 종래 기술에 따른 그리고 본 명세서에서 '인-글라스(in-glass)' 시스템으로 지칭되는 FTIR-기반 터치 장치의 단면을 도시한다. 도 2는 종래 기술에 따른 그리고 본 명세서에서 '표면 위(above-surface)' 시스템으로 지칭되는 IR 광학 터치 장치의 단면을 도시한다. 도 3 및 및 도 2에 도시된 예시적 장치 각각에서, 객체(60)는 적어도 하나의 광 경로(50)를 따라 전파하는 광을 감쇠시킬 것이다. 도 2에 도시된 예에서, 객체(60)는 심지어 적어도 하나의 광 경로(50) 상의 광을 완전히 폐쇄할 수 있다.
광 경로들(50)은 도 1에 도시된 바와 같이, 이미터들(30a) 및 검출기들(30b)의 쌍들 사이의 터치 표면(20)의 주변에 터치 표면(20)에 걸쳐 연장되는 "검출 라인"으로서 개념적으로 표현될 수 있다. 따라서, 검출 라인(50)은 터치 표면(20) 상으로의 광 경로들(50)의 투사에 대응한다. 그것에 의해, 이미터들(30a) 및 검출기들(30b)은 평면도에서 볼 수 있는 바와 같이, 터치 표면(20) 상의 검출 라인(50)("검출 그리드")의 그리드를 집합적으로 정의한다. 검출 그리드 내의 교차점의 간격은 터치-감지 장치(100)의 공간 해상도, 즉 터치 표면(20) 상에서 검출될 수 있는 최소 객체를 정의한다. 검출 라인의 폭은 이미터들 및 대응하는 검출기들의 폭의 함수이다. 넓은 이미터로부터의 광을 검출하는 넓은 검출기는 더 넓은 표면 커버리지를 갖는 넓은 검출 라인을 제공함으로써, 터치 커버리지를 제공하지 않는 검출 라인들 사이의 공간을 최소화한다. 넓은 검출 라인의 단점은 감소된 터치 정밀도 및 더 낮은 신호 대 잡음비일 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 이미터들(30a)은 원하는 파장 범위로 방사선을 방출할 수 있는 임의의 유형의 디바이스, 예를 들어 다이오드 레이저, VCSEL(vertical-cavity surface-emitting laser), LED(light-emitting diode), 백열등, 할로겐 램프 등일 수 있다. 이미터들(30a)은 또한 광 섬유의 단부에 의해 형성될 수 있다. 이미터들(30a)은 임의의 파장 범위로 광을 생성할 수 있다. 다음의 예들은 광이 적외선(IR)에서, 즉 약 750 nm 위의 파장들에서 생성된다는 점을 가정한다. 유사하게, 검출기들(30b)은 광을(동일한 파장 범위) 전기 신호로 변환할 수 있는 임의의 디바이스, 예컨대 광-검출기, CCD 디바이스, CMOS 디바이스 등일 수 있다.
검출기들(30b)은 집합적으로 출력 신호를 제공하며, 이는 신호 프로세서(130)에 의해 수신 및 샘플링된다. 출력 신호는 또한 "전달 값들(transmission values)"로서 표시되는, 다수의 서브-신호들을 포함하며, 각각은 광 이미터들(30a) 중 하나로부터 광 검출기들(30b) 중 하나에 의해 수신되는 광의 에너지를 나타낸다. 구현에 따라, 신호 프로세서(130)는 개별 전달 값들의 분리를 위해 출력 신호를 처리할 필요가 있을 수 있다. 전달 값들은 개별 검출 라인(50) 상의 검출기들(30b)에 의해 수신되는 광의 에너지, 강도 또는 파워를 나타낸다. 객체가 검출 라인(50)을 터치할 때마다, 이러한 검출 라인 상의 수신된 에너지는 감소되거나 "감쇠된다". 객체가 표면 위 시스템(above-surface system)의 검출 라인의 전체 폭을 차단하는 경우, 검출 라인은 완전히 감쇠되거나 폐쇄될 것이다.
바람직한 실시예에서, 터치 장치는 도 2에 따라 배열된다. 이미터들(30a)에 의해 방출되는 광은 광을 전달 패널(10) 내에서 TIR에 야기하지 않는 방식으로 전달 패널(10)을 통해 전달된다. 그 대신, 광은 터치 표면(20)을 통해 전달 패널(10)을 나가고 에지 반사기(70)의 반사기 표면(80)에 의해 반사되어 터치 표면(20)과 평행한 평면의 경로(50)를 따라 이동한다. 그 다음, 광은 전달 패널(10)의 대향하는 에지에서 에지 반사기(70)의 반사기 표면(80)에 의해 편향될 때까지 계속될 것이며, 여기서 광은 전달 패널(10)을 통해 아래로 그리고 검출기들(30b) 상으로 다시 편향될 것이다. 표면(20)을 터치하는 객체(60)(선택적으로 객체 팁(160)을 가짐)는 검출기(30b)에 수신되는 감쇠된 광 신호를 야기하는 표면 상의 객체의 위치와 교차하는 광 경로들(50)을 폐쇄할 것이다.
도 4는 이미터들(30a)로부터 검출기들(30b)로 이동하는 광이 반사기 표면들(80) 사이에 광 필드(90)를 형성할 방식을 도시한다. 바람직한 실시예에서, 반사기 표면(80)의 상단 에지는 터치 표면(20)보다 2mm 위에 있다. 이것은 2mm 깊이인 광 필드(90)를 야기한다. 2mm 깊이 필드는 그것이 객체가 터치 표면에 도달하고 광을 최대로 감쇠시키기 위해 광 필드 안으로 이동할 필요가 있는 거리를 최소화함에 따라 이러한 실시예에 대해 유리하다. 거리가 작을수록, 객체가 광 필드로 들어가고 표면을 접촉하는 사이의 시간은 더 짧다. 이것은 광 필드에 느리게 들어가는 큰 객체들과 광 필드에 빠르게 들어가는 작은 객체들 구별하는데 특히 유리하다. 광 필드에 들어가는 큰 객체는 초기에 광 필드 안으로 완전히 연장되는 더 작은 객체와 유사한 감쇠를 야기할 것이다. 객체들이 이동하는 거리가 짧을수록, 더 적은 프레임들이 각각의 객체에 대한 대표적인 감쇠 신호가 관찰될 수 있기 전에 요구된다. 이러한 효과는 특히 광 필드가 0.5mm 깊이와 2mm 깊이 사이에 있을 때 명백하다.
도 3에 도시된 배열은 대안적인 실시예이지만 아래에 설명되는 스타일러스 차별화의 개념들이 유사하게 적용된다. 장치는 전달 패널(10) 내로부터 터치 표면(20)을 조명하기 위해, 광 이미터들(30a)로부터 광 센서들 또는 검출기들(30b)로, 전달 패널(10) 내부로 광을 전달시킴으로써 동작한다. 전달 패널(10)은 하나 이상의 층들에서 고체(solid) 재료로 이루어지고 임의의 형상을 가질 수 있다. 전달 패널(10)은 내부 방사 전파 채널을 정의하며, 여기서 광은 경로들(50)을 따라 내부 반사들에 의해 전파한다. 전달 패널(10)의 표면을 터치하는 객체는 터치의 위치에서 내부 반사 효과의 좌절(frustration)을 야기하고 전반사를 통한 패널을 통해 이동하는 광의 일부는 객체에 의해 산란되거나 흡수된다. 이러한 방식으로, 패널을 통해 이동하는 광 빔들은 터치의 위치에서 감소된다.
달리 진술되지 않으면, 명세서에서 설명되는 실시예들은 도 2에 도시된 배열에 적용된다. 그러나, 이들 실시예들 중 일부는 또한 도 3에 도시된 배열에 적용될 수 있다.
신호 프로세서(130)는 터치하는 객체들의 속성, 예컨대 (예를 들어 x,y 좌표 시스템에서의) 위치, 형상, 또는 영역을 결정하기 위해 전달 값들을 처리하도록 구성될 수 있다. 이러한 결정은 예를 들어 US7432893 및 WO2010/015408에 개시되는 바와 같은, 감쇠된 검출 라인에 기초한 직진 삼각측량, 또는 터치 표면(20)에 걸쳐 감쇠 값들의 분포(단순화를 위해, "감쇠 패턴"으로 지칭됨)를 재현하는 더욱 진보된 처리를 수반할 수 있으며, 여기서 각각의 감쇠 값은 국부적인 광 감쇠의 정도를 나타낸다. 감쇠 패턴은 터치하는 객체들의 위치, 형상 또는 영역의 결정을 위해 신호 프로세서(130)에 의해 또는 개별 디바이스(미도시)에 의해 추가로 처리될 수 있다. 감쇠 패턴은 예를 들어 단층촬영 재구성 방법들 예컨대 FBP(Filtered Back Projection), FFT-기반 알고리즘들, ART(Filtered Back Projection), SART(Filtered Back Projection) 등을 포함하는, 전달 값들에 기초한 이미지 재구성을 위한 임의의 이용 가능한 알고리즘에 의해 생성될 수 있다. 대안적으로, 감쇠 패턴은 하나 이상의 기저 함수들(basis functions)을 적용함으로써 및/또는 베이지안 인버전(Bayesian inversion)과 같은 통계적 방법들에 의해 생성될 수 있다. 터치 결정에서 사용하기 위해 설계되는 그러한 재구성 함수들의 예들은 제WO2011/049511호, 제WO2011/139213호, 제WO2012/050510호, 및 제WO2013/062471호에서 발견되며, 이 모두는 본 명세서에 참조로 통합된다.
간략화를 위해, 용어 '신호 프로세서'는 검출기들로부터 신호를 수신하는 것으로부터 터치 좌표들, 터치 속성들 등을 포함하는 터치의 결정을 출력하는 것에 이르는 사이에 요구되는 다양한 처리의 단계들을 수행하기 위한 하나 이상의 처리 구성요소들을 설명하기 위해 도처에서 사용된다. 본 개시의 다양한 처리 단계들이 단일 처리 유닛(대응하는 메모리 유닛을 가짐) 상에서 실행될 수 있지만, 본 개시는 또한 다수의 처리 유닛들 및 심지어 원격 위치된 처리 유닛들을 망라하도록 의도된다.
예시된 예에서, 장치(100)는 또한 이미터들(30a)의 활성화 및, 가능하게는 검출기들(30b)로부터의 데이터의 판독을 선택적으로 제어하도록 연결되는 컨트롤러(120)를 포함한다. 구현에 따라, 이미터들(30a) 및/또는 검출기들(30b)은 예를 들어 US8581884에 개시된 바와 같이 순차적으로 또는 동시에 활성화될 수 있다. 신호 프로세서(130) 및 컨트롤러(120)는 개별 유닛들로서 구성될 수 있거나, 그들은 단일 유닛으로 통합될 수 있다. 신호 프로세서(130) 및 컨트롤러(120) 중 하나 또는 둘 다는 처리 유닛(140)에 의해 실행되는 소프트웨어에 의해 적어도 부분적으로 구현될 수 있다.
도 5는 바람직한 실시예에 따른 흐름도를 도시한다.
도 5의 단계(510)에서, 신호 프로세서(130)는 검출기들(30b)로부터의 출력 신호들을 수신 및 샘플링한다.
단계(520)에서, 출력 신호들은 전달 값들(또는 '전달 신호들')의 결정을 위해 처리된다. 상술한 바와 같이, 전달 값들은 개별 검출 라인(50) 상의 검출기들(30b)에 의해 수신되는 광의 에너지, 강도, 또는 파워를 나타낸다.
단계(530)에서, 신호 프로세서(130)는 터치 표면 상에 하나 이상의 터치하는 객체들의 존재를 결정하기 위해 전달 값들을 처리하도록 구성된다. 바람직한 실시예에서, 신호 프로세서(130)는 터치 표면에 걸쳐 감쇠 필드의 2차원 추정, 즉 감쇠 값들의 공간 분포를 생성하기 위해 전달 값들을 처리하도록 구성되며, 여기서 각각의 터치하는 객체는 전형적으로 변경된 감쇠의 영역으로 나타난다. 감쇠 필드로부터, 2차원 터치 데이터가 추출될 수 있고 하나 이상의 터치 위치가 식별될 수 있다. 전달 값들은 감쇠 필드의 2차원 추정을 생성하기 위해 단층촬영 재구성 알고리즘에 따라 처리될 수 있다.
일 실시예에서, 신호 프로세서(130)는 전체 터치 표면에 대한 감쇠 필드를 생성하도록 구성될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 신호 프로세서(130)는 터치 표면의 서브-섹션에 대한 감쇠 필드를 생성하도록 구성될 수 있으며, 서브-섹션은 전달 값들의 처리 동안에 결정되는 하나 이상의 기준들에 따라 선택된다.
단계(540)에서, 신호 프로세서(130)는 터치 표면을 터치하는 것에서 기인하는 광의 빔들의 감쇠에 대응하는 감쇠 값을 포함하는, 각각의 터치 위치에서의 객체의 속성들을 결정한다.
일 실시예에서, 감쇠 값은 다음 방식으로 결정된다: 먼저, 감쇠 패턴은 예를 들어 임의의 공지된 기술을 사용하여, 피크들의 검출을 위해 처리된다. 일 실시예에서, 전역 또는 국부 임계값은 노이즈를 억제하기 위해, 감쇄 패턴에 먼저 적용된다. 임계값보다 위에 있는 감쇠 값들을 갖는 임의의 영역들은 국소 최대값들을 발견하기 위해 추가로 처리될 수 있다. 식별된 최대값들은 예를 들어 2차원 2차 다항식 또는 가우시안 벨 형상을 감쇠 값들에 피팅시킴으로써, 또는 감쇠 값들의 관성의 타원을 발견함으로써, 터치 형상 및 중심 위치의 결정을 위해 추가로 처리될 수 있다. 또한, 클러스터링 알고리즘들, 에지 검출 알고리즘들, 표준 블롭 검출, 워터 쉐이딩 기술들, 플러드 필 기술들 등과 같은, 종래 기술에 잘 알려진 바와 같은 다수의 다른 기술들이 존재한다. 단계(540)는 피크 데이터의 수집을 야기하며, 이는 각각의 검출된 피크에 대한 위치, 감쇠, 크기, 및 형상의 값들을 포함할 수 있다. 감쇠 값은 피크 형상 내의 감쇠 값들의 가중 합 또는 감쇠 값으로부터 산출될 수 있다.
객체에 대해 기록된 감쇠 값은 노이즈, 객체 각도, 객체 재료, 또는 다수의 다른 이유들로 인해 변할 수 있다. 도 6은 터치 표면에 적용되는 8개의 고유한 객체들 각각에 대한 감쇠 값들의 카운트를 도시하는 히스토그램이다. 각각의 객체는 기록된 감쇠 값들의 대략 벨-형상의 주파수 분포를 보여준다. 특히 각각의 객체에 대한 다수의 감쇠 값들이 기록되는 경우, 기록된 감쇠 값들로부터 상이한 객체 사이를 구별하는 것이 가능하다는 점이 도 6으로부터 명백하다.
특정 객체들은 다른 것들보다 더 넓은 감쇠 값들의 분포를 제공할 수 있다. 도 7은 터치 표면에 적용되는 2개의 객체들, 스타일러스 및 손가락으로부터의 광 빔들의 측정된 감쇠를 도시하는 히스토그램이다. 벨-형상의 값들의 분포(710)는 터치 표면에 적용되는 특별히 설계된 스타일러스 팁에 대한 감쇠 값들을 나타낸다. 분포(720)는 터치 표면에 적용되는 상이한 손가락들의 파퓰레이션(population)에 대한 감쇠 값들을 나타낸다. 사람들이 상이한 크기의 손가락들을 갖고 일부 손가락들이 다른 것들보다 더욱 기름기가 있을 수 있음에 따라, 분포(720) 내의 객체들로부터 가능한 감쇠 값들의 범위는 특별히 설계된 스타일러스 팁에 대한 가능한 감쇠 값들보다 훨씬 더 넓다. 구역(730)은 시스템이 신뢰 가능하게 기록하기에는 너무 작은 감쇠 값들을 나타낸다. 전형적인 예에서, 구역(730)은 1.8*10-3보다 더 작은 감쇠 값들을 커버한다(주목: 본 명세서에 설명되는 모든 감쇠 갑들이 ㎜
Figure pct00001
-1의 단위들을 갖지만 감쇠는 다수의 상이한 방식들로 측정될 수 있다는 점이 이해된다). 시스템의 터치 해상도에 따라, 이것은 0.5mm보다 더 작은 객체들로 변환될 수 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예는 구역(730) 내의 값들보다 더 크지만 분포(720)에 의해 점유되는 감쇠 값들의 범위보다 더 작은 범위의 감쇠 값들을 제공하도록 구성되는 스타일러스 팁을 포함한다. 예를 들어 1.8*10-3<스타일러스 팁 감쇠< 2.0*10-2.
도 8은 터치 표면에 적용되는 3개의 객체들, 제1 스타일러스, 제2 스타일러스, 및 손가락으로부터의 광 빔들의 측정된 감쇠를 도시하는 히스토그램이다. 따라서, 본 개시의 예들에서 터치 표면을 터치하는 객체(60)는 스타일러스, 또는 복수의 스타일러스들, 또는 손가락 또는 복수의 손가락들과 같은 인간의 손의 일부들일 수 있다. 도 7에서와 같이, 벨-형상의 값들의 분포(810)는 터치 표면에 적용되는 제1 특별 설계된 스타일러스 팁에 대한 감쇠 값들을 나타낸다. 분포(830)는 터치 표면에 적용되는 손가락에 대한 감쇠 값들을 나타낸다. 구역(840)은 시스템이 신뢰 가능하게 기록하기에는 너무 작은 감쇠 값들을 나타낸다. 벨 형상의 값들의 분포(820)는 터치 표면에 적용되는 제2 특별 설계된 스타일러스 팁에 대한 감쇠 값들을 나타낸다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예는 구역(840) 내의 값들보다 더 크지만 제2 스타일러스 팁에 의해 점유되는 감쇠 값들의 범위(820)보다 더 작은 범위의 감쇠 값들을 제공하도록 구성되는 제1 스타일러스 팁을 포함한다. 제2 스타일러스 팁은 분포(810)에 의해 점유되는 값들보다 크지만 분포(830)에 의해 점유되는 감쇠 값들의 범위보다 더 작은 범위의 감쇠 값들을 제공하도록 구성된다. 예를 들어 1.8*10-3 < 제1 스타일러스 팁 감쇠< 7.2*10-3 < 제2 스타일러스 팁 감쇠< 2.0*10-2.
바람직한 실시예에서, 신호 프로세서(130)는 메모리에 복수의 객체 ID들을 저장하도록 구성되며, 각각의 객체 ID는 연관된 감쇠 값 범위를 갖는다. 다음 예에서, 연관된 객체ID들을 갖는 3개의 객체 유형들이 도시된다.
객체 ID: 001 002 003
객체 유형: 두꺼은 스타일러스 얇은 스타일러스 손가락
출력 유형: 얇은 블루 잉크 두꺼운 레드 잉크 두꺼운 블랙 잉크
감쇠 최대: 2.0*10-2 7.2*10-3
감쇠 최소: 7.2*10-3 1.8*10-3 2.0*10-2
바람직한 실시예에서, 각각의 객체 ID는 감쇠 최대 값 및 감쇠 최소 값에 의해 정의되는, 감쇠 값 범위를 갖는다. 객체 ID들은 선택적으로 인식된 객체 유형, 출력 유형(예를 들어, 브러시 유형, 잉크 컬러, 선택 유형 등)을 포함하는, 연관된 객체의 속성들을 정의하는 추가적인 값들을 포함할 수 있다.
단계(550)에서, 신호 프로세서(130)는 각각의 터치 위치를 객체 ID에 매칭시킨다. 이것은 각각의 터치 위치의 감쇠 값을 매칭 객체 ID의 범위에 매칭시킴으로써 수행된다. 즉, 1.2*10-2의 감쇠 값을 갖는 터치 위치는 객체 ID(001)에 매칭될 것이다. 일 실시예에서, 객체 ID는 모든 값들이 특정 값보다 위에 있는 범위로 존재한다. 이것은 객체 ID들의 일반적인 범위들보다 위에 감쇠 값을 갖는 모든 객체들이 동일한 '디폴트 대형 객체' 객체 ID를 사용하여 식별되는 것을 허용한다. 유사하게, 일 실시예에서, 객체 ID는 모든 값들이 특정 값 아래에 있는 범위로 존재하여 매우 낮은 감쇠 값 객체들이 일반 '디폴트 소형 객체' 객체 ID로 식별되는 것을 허용한다.
단계(560)에서, 신호 프로세서(130)는 터치 위치들 및 각각의 위치에 대한 대응하는 객체 ID들을 포함하는, 터치 데이터를 출력한다.
터치의 감쇠 값을 객체 ID에 매칭시키는 경우, 그것이 표면과 접촉하게 되면 객체에 의해 야기되는 광의 감쇠를 정확하게 반영하는 안정된 감쇠 값을 사용하는 것이 중요하다. 도 2에 도시된 실시에외 같은 '표면 위(above surface)' 시스템에서, 광 필드(90)는 깊이를 갖고 그래서 객체는 터치 표면을 접촉하기 전에 광 필드를 통해 거리를 이동해야만 한다. 결과적으로, 객체가 광 필드에 들어갈 때와 객체가 터치 표면을 접촉할 때 사이의 시간의 기간은 객체에 의해 야기되는 감쇠가 증가할 가능성이 있을 때 존재한다. 이러한 기간 동안에 측정되는 임의의 감쇠 값들은 그것이 터치 표면을 접촉하고 있으면 객체의 광 감쇠를 정확하게 반영하지 않을 수 있을 것이다. 본 발명의 일 실시예에서, 단계(540)는 객체의 감쇠 값이 안정적이라고 결정될 때까지 지연된다. 일 실시예에서, 객체의 감쇠 값은 그것이 적어도 3개의 프레임들 동안 각각의 프레임에서 10%보다 더 크게 변경되지 않으면 안정적이라고 결정된다.
객체가 광 필드 안으로 낮추어짐에 따라, 그것은 점점 더 많은 광을 폐쇄한다. 결과적으로, 객체에 의해 야기되는 광의 감쇠는 객체가 터치 표면에 충돌할 때까지 증가한다. 따라서, 감쇠의 기울기(gradient)(즉, 감쇠의 변화율)는 그것이 객체가 표면과 접촉할 때 차츰 평평해질 때까지 객체가 터치 표면을 향해 이동함에 따라 포지티브(positive)이다. 도 9는 hmax - h의 거리 동안에 광 필드(90) 안으로 이동한 팁(160)을 갖는 객체(60)를 도시한다. 도 10 '터치 다운' 이벤트(1040)(즉, 터치 표면에 대한 터치하는 객체의 적용) 및 '터치 업' 이벤트(1050)(즉, 터치 표면으로부터 터치하는 객체를 들어올림) 동안에 객체의 감쇠 값(1020)을 도시한다. 터치 표면으로부터의 객체의 대응하는 높이(h)(라인(1010)으로 도시됨)가 또한 도시된다. 감쇠 기울기(즉, 시간에 대한 감쇠 값의 변화의 변화율)를 도시하는 라인(1030)은 터치 다운 및 터치 업 이벤트들 둘 다에 대한 전형적인 감쇠 기울기 시그니처(signature)를 도시한다. 감쇠 기울기 시그니처는 터치 다운 또는 터치 업 이벤트 동안의 감쇠 기울기 값들의 형상이다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 신호 프로세서(130)는 객체 감쇠 값이 안정적이라는 것 및/또는 터치 다운 이벤트가 이벤트의 감쇠 기울기 시그니처(도 10의 시간(1040)에 도시됨)에 의존하여 발생했다는 것을 결정하도록 구성된다. 바람직한 실시예에서, 터치 다운 이벤트에 대응하는 감쇠 기울기 시그니처는 제1 제1 감쇠 기울기의 제1 기간, 더 높은 감쇠 기울기의 제2 기간, 및 제2 기간보다 더 낮은 감쇠 기울기의 제3 기간이다.
일 실시예에서, 터치 다운 이벤트는 객체 감쇠 값이 제1 감쇠 값의 임계값을 초과하였으면 발생했다고 결정된다. 그러나, 터치 다운 이벤트가 발생했다는 결정은 위의 방법을 사용하여, 이러한 임계값이 충족되기 전에 가능하다. 객체 감쇠 값이 제1 감쇠 값의 임계값 아래에 있지만 감쇠 기울기 시그니처가 단일 프레임에 걸쳐 제1 감쇠 값의 임계값과 동일하거나 그것의 20%보다 더 큰 더 높은 감쇠 기울기를 갖는 것으로 관찰되는 경우, 객체 감쇠 값은 안정적이고/이거나 터치 다운 이벤트가 발생했다는 것이 결정될 수 있다.
'터치 업' 이벤트 동안에, 객체의 감쇠 값은 객체가 광 필드로부터 들어 올려짐에 따라 감소한다. 상기와 유사하게, 이러한 이벤트(도 10의 시간(1050)에 도시됨)의 감쇠 기울기 시그니처는 적절히 인식 및 동작될 수 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 신호 프로세서(130)는 객체 감쇠 값이 제로로 감소되는 것 및/또는 터치 업 이벤트가 이벤트의 감쇠 기울기 시그니처에 의존하여 발생했다는 것을 결정하도록 구성된다. 바람직한 실시예에서, 터치 업 이벤트에 대응하는 감쇠 기울기 시그니처는 제1 감쇠 기울기의 제1 기간, 네거티브 감쇠 기울기의 제2 기간, 및 제1 감쇠 기울기에 대응하는 감쇠의 제3 기간이다.
일 실시예에서, 터치 업 이벤트는 객체 감쇠 값이 제2 감쇠 값의 임계값 아래로 강하되는 것으로 결정되면 발생한 것으로 결정된다. 그러나, 터치 업 이벤트가 발생했다는 결정은 상기 방법을 사용하여, 이러한 임계값이 충족되기 전에 가능하다. 객체 감쇠 값이 제2 감쇠 값의 임계값 위에 있지만 감쇠 기울기 시그니처가단일 프레임에 걸쳐 제2 감쇠 값의 임계값과 동일하거나 그것의 20%보다 더 큰 네거티브 감쇠 기울기를 갖는 것으로 관찰되는 경우, 터치 업 이벤트는 발생한 것으로 결정될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 객체에 대한 터치 업/다운 이벤트들을 트리거하기 위해 요구되는 감쇠 기울기 값들은 객체에 아주 근접하는 다른 폐쇄 객체들의 존재에 의존하여 스케일링될 수 있다. 바람직한 예에서, 시그니처의 제2 기간의 감쇠 기울기는 터치 표면 상의 다른 폐쇄 객체들에 아주 근접한 객체에 대한 터치 다운 이벤트를 트리거하기 위해 심지어 더 큰 값을 요구하도록 스케일링 업 된다. 일 실시예에서, 더 높은 감쇠 기울기는 10cm까지의 반경 내에서 추가적인 터치들의 수에 선형적으로 발생되도록 스케일링 된다. 반경은 스크린 크기, 터치 해상도, 및 환경적 노이즈에 의존하여 선택될 수 있다.
'후크들'은 사용자가 예를 들어 그리거나 쓸 때 급속히 변화하는 터치 입력을 제공하고 있는 경우 시간에 걸쳐 사용자 터치 입력의 좌표들의 흐름에서 관찰되는 문제이다. '후크'의 예는 사용자가 스트로크(stroke)를 드로잉하는 것을 종료하고, 패널의 표면으로부터 터치 객체를 들어올리고 다음 스트로크를 드로잉하는 것을 시작하기 위해 터치하는 객체의 이동 방향을 급속한 변화시키는 경우이다. '후크'는 사용자의 터치 객체의 새로운 방향을 가리키는 스트로크의 단부에 보이는 작은 아티팩트(artifact)이다. 후크들을 최소화하는 방법이 제안된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 네거티브 감쇠 기울기가 관찰되었으며, 터치 좌표들은 객체들의 위치로 갱신되지 않을 것이고 객체의 위치의 좌표들은 저장된다. 객체 감쇠 값이 임계 값 아래로 강하하면, 저장된 좌표들은 폐기되고 '터치 업' 이벤트가 시그널링된다. 객체 감쇠 값이 임계 값 아래로 강하하지 않고 포지티브 감쇠 기울기가 후속으로 관찰되면, 중간 기간 동안에 저장된 터치 좌표들은 출력될 것이고 터치 좌표들은 이전과 같은 계속 출력될 것이다. 바람직한 실시예에서, 방법은 터치 표면의 평면에서 터치 표면을 접촉하는 객체의 이동의 방향이 변하고 있을 경우에만 사용된다. 이러한 실시예에서, 객체의 최종 터치 좌표로부터 현재 좌표로의 벡터(α)가 결정된다. 최종 좌표 이전의 터치 좌표로부터 최종 좌표로의 제2 벡터(β)가 결정된다. 벡터들(α 및 β)은 상호작용이 이동하고 있는 방향 및 그것이 변하고 있는 방법의 결정을 허용한다. 객체의 방향의 신속한 변화는
Figure pct00002
을 야기할 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 조건이 충족되면, 터치 표면을 접촉하는 객체의 이동의 방향이 상당히 변화하였고 그 다음 후크들을 최소화하기 위한 상기 방법이 적용된다는 것이 결정될 수 있다.
객체의 감쇠 값은 표면을 터치하는 객체에 의해 감쇠되는 광에 관한 정보를 제공하지만, 본 발명의 일부 실시예들은 감쇠 값이 객체의 성질 및/또는 위치의 진정한 반영을 제공하기 위해 보상되어야 하는 것을 요구한다.
본 발명의 일 실시예에서, 감쇠 값은 터치 표면을 터치하는 객체에서 기인하는 광의 감쇠 및 보상 값에 의존하여 결정된다. 감쇠 값은 위의 단계(540)에서와 같이 결정되지만 여기서 감쇠 값은 보상 값 및 피크 형상 내의 감쇠 값들의 최대 감쇠 값 또는 가중 합으로부터 산출된다.
도 1에 도시된 시스템의 특정 배열들에서, 터치 표면 상의 특정 위치들은 다른 것들보다 더 낮은 감쇠 값들을 야기할 가능성이 있다. 특히, 스크린의 에지를 향하는 감쇠 값들은 중심에서보다 더 낮을 가능성이 있다. 다양한 인자들은 이것이 이러한 경우가 되게 할 수 있다. 하나는 특정 단층촬영 재구성 알고리즘들의 효율적인 구현들이 패널의 에지들을 향해 더 낮은 재구성된 감쇠 값들을 야기하는 근사들을 만드는 것이다. 일 예에서, 패널의 코너에서의 감쇠 값들은 패널의 중심에 위치되는 감쇠 값들의 30%만큼 낮을 수 있다. 도 11은 터치 표면의 코너로부터 객체의 거리에 대한 직사각형 터치 표면을 터치하는 객체의 감쇠 값들(상대적 감쇠로 도시됨)의 그래프를 도시한다. 결과적으로, 본 발명의 바람직한 실시예는 보상 값이 터치 표면 상의 객체의 적어도 위치의 함수라는 것을 제공한다. 일 실시예에서, 보상 값은 터치 표면 상의 중심 포인트로부터 터치 위치로의 거리의 함수로서 결정된다. 대안적으로, 보상 값은 터치 표면의 가장 가까운 코너로부터 터치 위치로의 거리의 함수로서 결정될 수 있다.
터치의 위치와 요구되는 보상 값 사이의 관계는 이미터들 및 검출기들의 기하학적 구조의 복잡한 함수일 수 있다. 도 12는 터치하는 객체의 상대적 감쇠를 도시하는 직사각형 터치 표면의 코너의 히트 맵(heat map)을 도시한다. 좌표(0,0)에서 터치하는 경우, 객체는 상대적으로 작은 감쇠를 생성한다. 좌표(10,15)에서 터치하는 경우, 훨씬 더 큰 양의 감쇠가 발생한다.
결과적으로, 본 발명의 바람직한 실시예는 터치 표면 상의 대응하는 터치의 위치의 함수로서 보상 값을 산출하는 것을 제공한다. 대안적인 실시예는 터치 표면 상의 위치가 주어지면 보상 값을 결정하기 위해 보상 맵을 사용하는 것을 설명한다. 보상 맵은 터치 표면의 치수들(dimensions)에 대응하는 2D 이미지를 보상 값들에 대응하는 픽셀 값들과 비교할 수 있다. 그 다음, 터치 위치는 보상 맵 상의 대응하는 픽셀을 결정하기 위해 사용되고 그러한 위치에서의 픽셀 값은 대응하는 보상 값을 제공한다. 바람직한 실시예에서, 보상 맵은 터치 결정 시스템의 터치 해상도보다 더 낮거나 동일한 해상도를 갖는다. 보상 맵은 바람직하게는 미리 생성되지만 또한 환경 및 성능 변수들의 함수로서 동적으로 생성될 수 있다.
신호 프로세서(130)는 보상 맵의 미리 정의된 보상 값들 사이에서 보상 맵의 x-방향 및 y-방향으로의 보간에 의해 보상 맵 상의 위치에 보상 값을 결정하도록 구성될 수 있다. 따라서, 그것은 보상 값들의 거친 그리드(coarse grid)를 갖고, 후속으로 거친 그리드에 걸쳐 보간을 사용하여 특정 좌표에서의 보상 값들을 획득하는 것이 가능하다.
보상 값은 보상 맵의 해상도가 그리드의 피치, 즉 그리드 내의 셀의 치수들에 의해 결정되는 위치들의 그리드 내의 각각의 위치에 대해 결정될 수 있다. 피치는 보상 맵에서 위치의 함수로서 변할 수 있다. 예를 들어, 거친 그리드, 즉 더 높은 피치에서의 이선형(bi-linear) 보간은 맵의 중심에서 잘 작동할 수 있지만, 에지들 및 특히 코너들 근처에서 피치는 유리하게는 감쇠 변화를 정확하게 갭처하기 위해 감소될 수 있다.
터치 객체의 기록된 감쇠에 영향을 미칠 수 있는 다른 변수는 터치하는 객체가 터치 표면에 걸쳐 이동하고 있는 속도이다. 각각의 광 경로의 광 감쇠는 일련의 프레임들에 걸쳐 순차적으로 기록된다. 따라서, 충분히 빠르게 이동하는 객체는 위치를 교차하는 모든 광 경로들의 감쇠가 측정되기 전에 특정 위치로부터 멀리 이동할 수 있다. 결과적으로, 이동하는 객체는 더 약한 감쇠 신호를 생성할 수 있다. 도 13은 터치 표면에 걸쳐 객체의 속도에 대한 객체의 기록된 감쇠 값들의 그래프를 도시한다. 더 빨리 이동하는 객체가 더 약한 감쇠 값을 생성할 가능성이 있다는 것을 도시하는 관계가 보여질 수 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예는 터치 표면에 걸쳐 객체의 속도의 함수로서 적어도 결정되는 보상 값에 의존하여 감쇠 값을 산출하는 것을 제공한다.
객체의 속도와 기록된 감쇠 값 사이의 관계가 또한 터치 표면 상의 움직이는 객체의 위치에 의해 산출될 수 있음에 따라, 본 발명의 실시예는 터치 표면 상의 객체의 위치 및 속도 둘 다의 함수로서 보상 값을 결정하는 것을 제공한다.
보상 값은 광 필드의 깊이(hmax)의 함수일 수 있다. 이것은 동시에 사용되는 상이한 객체들의 분류를 향상시키는 것을 제공한다. 예를 들어, 원추 형상의 스타일러스 팁이 사용되면, 감쇠는 종 방향으로 균일한 두께를 갖는 팁보다 더 큰 정도로 현재 광 필드 높이에 의해 영향을 받을 것이다. 따라서, 광 필드 높이 차이들을 보상함으로써, 그것은 필드 높이의 영향이 최소화되므로, 상이한 팁들을 갖는 스타일러스들을 구별하는 것이 더 쉬울 것이다.
신호 프로세서(130)는 광 검출기들(30b)의 출력 신호들에 기초하여 광 필드의 깊이(hmax)를 결정하도록 구성될 수 있다. 더욱 워핑된(warped) 터치 표면(20), 즉 터치 표면의 사용자를 향한 방향으로 더욱 오목하게 되는 것은 광 검출기들(30b)에 의해 검출되는 신호 강도에서의 증가를 제공할 수 있다. 증가된 워프(warp)는 또한 광 필드의 증가된 높이와 연관된다. 따라서, 신호 프로세서(130)가 터치 표면 워프에 응답하여 출력 신호의 증가 또는 감소를 검출하도록 구성되게 함으로써, 광 필드의 높이는 추정될 수 있다. 그 다음, 광 필드 높이의 추정은 상기 논의된 광 필드 높이 보상에 대한 입력으로 사용될 수 있다.
터치 표면을 터치하는 객체에서 기인하는 광 감쇠에 영향을 미칠 수 있는 다른 인자는 객체 팁의 형상 및 팁이 터치 표면(20)에 적용되는 각도이다. 도 14는 둥근 단면을 갖는 평탄 단부형 스타일러스(260)를 도시한다. 도 15 및 도 16은 각각 엔드 온(end-on) 및 경사된 엔드 온 관점으로부터 평탄 단부형 팁(270)을 갖는 스타일러스(260)를 도시한다. 도 17은 터치 표면의 법선에 대한 임의의 경사의 각도 없이 터치 표면(20)에 적용되는 바와 같은 평탄 단부형 스타일러스(260)의 하향식 사시도를 도시한다. 도 18 및 도 19는 각각 표면(20)의 y-축 및 x-축을 따라 관측되는 바와 같은 평탄 단부형 스타일러스 팁(270)을 도시한다. 평탄 단부형 스타일러스 팁(270)의 프로파일은 y-축을 따라 관측될 때 x-축을 따라 관측되는 바와 동일하다는 점이 명백하다. 따라서, 객체들과 교차하는 x-축에 근접 평행한 경로를 따라 이동하는 광 경로들(예를 들어, 도 17로부터의 터치 표면(20)의 좌측 에지로부터 비롯되고 터치 표면의 우측 에지 상에서 종료하는 광 경로들)은 y-축에 근접 평행한 경로를 따라 이동하는 그들 광 경로들(예를 들어, 도 17로부터의 터치 표면(20)의 하단 에지로부터 비롯되고 터치 표면의 상단 에지 상에서 종료하는 광 경로들)과 유사한 정도로 감쇠될 가능성이 있다. 상기 광 경로들의 전달 값들은 적절히 영향을 받을 것이다.
그러나, 도 20 내지 도 22로부터 알 수 있는 바와 같이, 이것은 스타일러스 객체(260)가 터치 표면의 법선에 대해 경사될 때 변한다. 도 21의 y-축에 따른 스타일러스 팁(270)의 프로파일은 도 22의 x-축에 따른 스타일러스 팁(270)의 프로파일과 상이하다.
도 23은 도 21의 확대도이다. 확대도에서, 단일 이미터와 검출기 사이에 광 경로의 광 필드(2310)가 도시된다. 이러한 단면에서, 스타일러스 팁(270)은 광 필드(2310)의 일부를 차단한다. 이것은 검출기에 의해 기록되는 광 신호의 감쇠 및 대응하는 전달 값의 강하로서 보일 것이다. 도 23에서, 스타일러스 팁의 측면 프로파일(즉, y-축을 따라 관측되는 바와 같은 스타일러스 팁의 프로파일)에 의해 차단되는 광 필드의 영역은 대략 10%이다.
도 24는 도 23과 유사하지만 x-축에 따른 방향에서 관측되는 도 22의 확대도이다. 이러한 방향에서, 스타일러스 팁(270)의 둥근 프로파일이 보인다. 이러한 단면에서, 스타일러스 팁(270)은 광 필드(2410)의 더 큰 부분을 차단한다. 도 24에서, 스타일러스 팁의 측면 프로파일(즉, y-축을 따라 관측되는 바와 같은 스타일러스 팁의 프로파일)에 의해 차단되는 광 필드(2410)의 영역은 대략 25%이다.
도 25는 터치 표면(20)에 적용되는 스타일러스 팁(270)의 평면도이다. 검출 라인(L1, L2, 및 L3)은 터치 표면(20)과 스타일러스 팁(270) 사이의 접촉 포인트와 교차하고 따라서 스타일러스에 의해 감쇠되는 검출 라인(50)의 서브세트이다. 수직 라인(251)에 대한 검출 라인의 이러한 각도는 파이(phi)로서 정의된다. 각도들(A1, A2, 및 A3)은 각각 수직 라인(251)에 대한 검출 라인(L1, L2, 및 L3) 각각의 각도들이다.
다수의 이미터들 및 검출기들을 갖는 시스템의 경우, 다수의 검출 라인은 스타일러스 팁(270)을 교차할 가능성이 있다. 도 26은 광 경로의 각도(phi)에 대한 도 21의 스타일러스 팁에 의해 교차되는 상이한 광 경로들에 대한 전달 값들을 도시하는 그래프이다. 최소(2610) 및 최대(2620)는 파이(phi)의 전체 범위에 걸쳐 스타일러스 팁에 의해 야기되는 최소 및 최대 전달 값들을 도시한다. 스타일러스 팁(270)의 경우, 최소 전달 값은 도 24에 도시된 광 경로(2410)에 대응할 가능성이 있고 최대 전달 값은 특히 광 경로들이 phi에서 대략 90도의 분리를 가지면, 도 23에 도시된 광 경로(2310)에 대해 발생할 가능성이 있다. 광 경로들의 최소 및 최대 전달 값들 사이의 비율을 측정함으로써, 터치 표면의 법선으로부터 스타일러스의 각도가 결정될 수 있다. 비율이 더 클수록, 법선으로부터의 스타일러스의 경사는 더 크다. 비율이 1:1에 더 근접할수록, 스타일러스 축은 터치 표면의 법선에 더 근접한다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 신호 프로세서(130)는 스타일러스를 교차하는 광 경로들에 대한 감쇠의 최소량과 감쇠의 최대량 사이의 비율에 의존하여 터치 표면의 법선에 대한 스타일러스의 축의 각도를 결정하도록 구성된다.
도 28은 그것이 도 2에 따른 실시예의 터치 표면에 적용되는 각도에 대한 스타일러스 팁(270)의 측정된 감쇠의 일 예를 도시하는 그래프이다. 터치 표면의 법선에 대한 각도가 증가함에 따라, 감쇠 값은 감소한다. 공지된 스타일러스 팁(예컨대 도 23에 되시된 것)의 경우, 터치 표면의 법선으로부터 스타일러스의 축의 각도는 스타일러스 팁의 감쇠 값이 주어지면 그래프로부터 결정될 수 있다.
더욱이, 최소 및 최대 전달 값들을 갖는 검출 라인의 phi 각도들이 식별되면, 스타일러스가 phi 평면에서 가리키는 방향을 결정하는 것이 가능하다. 도 24에 도시된 프로파일이 최대 감쇠 및 최저 전달 값(2610)에 대해 책임이 있을 가능성이 있음에 따라, 스타일러스가 터치 표면의 법선으로부터 그리고 광 경로(2410) 또는 그것에 대한 180도의 동일한 방향의 각도로 가리켜질 가능성이 있다는 점이 결정될 수 있다. 즉, 도 26의 최소 전달 값은 phi에서 (270도뿐만 아니라) 90도에 위치되고 최대는 (0도뿐만 아니라) 180도에 위치된다. 따라서, 스타일러스가 최소 및 최대 전달 값들 사이의 비율에 의해 결정되는 각도에서, 그리고 (도 20에 도시된 바와 같은) phi 평면에서 90도 또는 270도의 각도에서 터치 표면의 법선으로부터 멀리 경사된다는 점이 결정될 수 있다.
도 27에서, 도 26의 최소 전달 값은 (240도뿐만 아니라) 60도에 위치되고 최대 전달 값은 (330도뿐만 아니라) 150도에 위치된다. 따라서, 스타일러스는 phi 평면에서 60도 또는 240도의 방향으로 경사되도록 결정될 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 바람직한 실시예는 감쇠의 최소량을 갖는 광 경로의 phi 값 및 감쇠의 최대 량을 갖는 광 경로의 phi 값의 함수로서 phi 평면에서 스타일러스의 경사의 방향을 결정하는 것을 제공한다. 대안적인 실시예에서, 감쇠의 최대량을 갖는 광 경로의 phi 값만이 phi 평면에서 스타일러스의 경사의 방향을 결정하기 위해 사용된다.
일 실시예에서, 사용자의 왼손잡이 또는 오른손잡이에 대한 정보는 왼손 및 오른손잡이 사용자들 사이의 전형적인 스타일러스 경사 방향의 차이로 인해, 경사 방향을 결정하기 위해 어떤 phi 값을 사용할지를 선택하기 위해 사용된다. 예를 들어, 도 26의 경우, 신호 프로세서(130)는 스타일러스가 오른손잡이 사용자에 대해 90도 및 왼손잡이 사용자에 대해 270도의 phi로 배향되는 것을 결정하도록 구성된다.
일 실시예에서, 신호 프로세서(130)는 터치 표면의 법선에 대한 스타일러스의 경사 각도가 최소 및 최대 전달 값들 사이의 비율이 높게 유지되는 동안 감쇠 값이 다시 증가하기 시작하면 임계값을 초과했다는 것을 결정하도록 구성된다. 그러한 신호 출력은 스타일러스 케이싱의 섹션이 광 필드로 들어가고 감쇠 값에 영향을 미치고 있는 터치 표면의 법선에 그러한 각도로 경사되는 스타일러스에 의해 야기될 가능성이 있을 수 있다. 도 29는 그러한 시나리오에서 스타일러스 각도에 대한 감쇠의 그래프를 도시한다. 도 30은 광 필드(3010)에 들어가고 감쇠 값을 증가시키는 스타일러스(360)의 케이싱(380)을 도시한다.
터치 표면(20)을 터치하는 객체는 스타일러스(60) 일 수 있으며, 이는 도 31a 내지 도 31c에 도시된 바와 같이, 구형-형상의 부분(410)을 포함하는 원위 스타일러스 팁(400)을 가질 수 있다. 구형-형상의 부분(410)을 가짐으로써, 광 필드에서의 감쇠는 스타일러스(60)가 경사될 때 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다. 이것은 원위 스타일러스 팁(400)의 구형 형상의 대칭으로 인한 것이며, 이는 스타일러스가 경사될 때 변하지 않는다. 이것은 다양한 각도들로 경사될 때, 가능한 일정하게 객체의 유효 폭을 유지시킬 것이며, 이는 차례로 수개의 동시 사용된 객체들을 구별하는 것을 더 쉽게 만들 수 있다. 예를 들어, 복수의 상이한 스타일러스들(60)이 동시에 사용될 수 있으며, 여기서 각각의 스타일러스 팁의 치수들은 다양한 드로잉 툴들 및 컬러들과 같은, 터치 표면 상에 사용될 때의 특정 스타일러스 속성들과 연관될 수 있다. 구형-형상의 부분(410)은 구(410)를 스타일러스(60)의 나머지와 연결시키는 얇은 원위 연장부(411) 상에 배열되는 구일 수 있다. 원위 연장부(411)의 단면 치수를 감소시키는 것은 또한 광 필드에서 원위 연장부(411)의 영역이 최소화될 것이므로, 스타일러스(60)가 경사될 때, 특히 더 큰 각도들로 스타일러스를 경사시킬 때 감쇠의 변화를 최소화할 것이다.
도 31c는 각각 상이한 높이들(hmax 및 h'max)을 갖는 2개의 상이한 광 필드들(3020 및 3030)을 예시한다. 광 필드의 높이가 광 필드(3030)를 갖는 경우인 구형-형상의 부분(410)보다 더 높은 경우, 그것은 감쇠를 증가시키기 위해 드롭-형상의 스타일러스 팁(600)을 갖는 것이 유리할 수 있다. 도 32a 내지 도 32c는 종방향 객체 축(612)을 따라, 원위 스타일러스 팁(600)과 대향하는, 객체(60)의 근위 단부(611)를 향해 점점 가늘어지는, 드롭-형상(610, 620)을 포함하는 원위 스타일러스 팁(600)을 갖는 객체(60)를 예시한다. 따라서, 드롭-형상은 스타일러스(60)의 근위 단부(611)를 향해 종 방향(612)으로 점진적으로 좁아진다. 도 32c는 높은 광 필드(3030)에서 원위 팁들(400 및 600)의 상이한 단면들을 예시한다. 드롭-형상의 팁(610)은 구형-형상의 부분(410)과 비교하여 광 필드의 상부 부분에서 더 많은 영역을 추가하며, 이는 감쇠를 증가시킨다. 드롭-형상(610)은 스타일러스(60)가 경사될 때 유효 폭 증가를 동시에 최소화한다.
도 33a 내지 도 33b는 다른 드롭-형상의 스타일러스 팁(600)을 예시한다. 드롭-형상은 적어도 부분적으로 구형의 표면(613)을 포함할 수 있다. 적어도 부분적으로 구형의 표면(613)은 종방향 객체 축(612)을 교차하고 그 주위에 회전 대칭을 갖는 원위 베이스 부분(621)를 포함할 수 있다. 적어도 부분적으로 구형의 표면(613)은 원위 베이스 부분(621)의 근위에 배열되고, 종방향 객체 축(612) 주위에 부분 구형의 표면(613)의 최대 원주를 정의하는, 환형 측면(622)을 추가로 포함할 수 있다. 환형 측면(622)은 종방향 객체 축(612) 주위에 회전 대칭을 갖는다. 원위 베이스 부분(621)은 종방향 객체 축(612)에 평행한 평면에 놓여 있는 원의 가상 원 중심에 대해, 환형 측면(622)보다 더 큰 곡률의 반경을 갖는다. 원위 베이스 부분(621)이 측면(622)보다 더 큰 곡률의 반경을 가지므로, 즉, 원위 팁(600)의 질량 중심 포인트(616)를 향해 더욱 평판하거나 덜 볼록하므로, 원위 팁(600)의 볼륨의 일부는 원위 팁(600)이 경사될 때 광 필드 위의 위치에 시프트될 것이다. 이것은 도 34에 개략적으로 예시되며, 여기서 시프트되는 볼륨의 부분들은 더 작은 곡률의 반경을 갖는 원위 베이스 부분을 갖는 원위 팁(610)과 비교할 때, 614, 614'로 표시된다. 시프트된 볼륨(614, 614')은 그 대신 615에서 광 필드 위에 위치된다. 따라서, 이것은 스타일러스가 경사될 때 광 필드에 들어가는 근위 부분의 추가된 볼륨을 보상한다. 따라서, 드롭-형상(620)은 객체의 유효 폭을 가능한 일정하게 유지시키면서 높은 광 필드에서의 기능성을 향상시킨다.

Claims (27)

  1. 터치 감지 장치로서,
    터치 표면(20);
    상기 터치 표면(20)을 터치하는 객체(60)가 광의 감쇠를 야기하도록 상기 광의 빔들을 방출하기 위해 상기 터치 표면(20)의 주변 주위에 배열되는 한 세트의 이미터들(30a);
    복수의 광 경로들 상에서 상기 한 세트의 이미터들(30a)로부터의 광을 수신하기 위해 상기 터치 표면(20)의 상기 주변 주위에 배열되는 한 세트의 광 검출기들(30b)로, 각각의 광 검출기(30b)는 하나 이상의 이미터(30a)로부터 광을 수신하도록 배열되는, 한 세트의 광 검출기들(30b); 및
    신호 프로세서(130)를 포함하며, 상기 신호 프로세서(130)는:
    상기 광 검출기들(30b)의 출력 신호들에 기초하여, 각각의 광 경로에 대한 광 에너지 값을 결정하고;
    상기 광 에너지 값에 기초하여 각각의 광 경로에 대한 전달 값을 생성하고;
    - 상기 터치 표면(20) 상에서의 상기 객체(60)의 위치, 및
    - 상기 터치 표면(20)을 터치하는 상기 객체(60)에서 기인하는 상기 광의 감쇠에 대응하는 감쇠 값
    을 결정하기 위해, 생성된 전달 값들의 적어도 일부 상에 이미지 재구성 알고리즘을 동작시키고;
    상기 감쇠 값에 의존하여 상기 객체(60)의 유형을 결정하도록 구성되는 터치 감지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 재구성 알고리즘은 전송 단층촬영을 위한 알고리즘인 터치 감지 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 터치 표면(20) 및 대향 표면을 규정하는 광 전달 패널(10)을 더 포함하며, 상기 이미터들(30a)은 상기 터치 표면과 상기 대향 표면 사이의 내부 반사에 의한 전파를 위해 상기 패널 안으로 광을 도입하도록 구성되고, 상기 검출기들(30b)은 상기 패널에서 전파하는 상기 광을 수신하도록 구성되는 터치 감지 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 이미터들(30a)은 상기 터치 표면(20) 위로 상기 광의 빔들을 전달하도록 구성되고, 상기 검출기들(30b)은 상기 터치 표면(20) 위로 이동하는 상기 광의 빔들을 수신하도록 구성되는 터치 감지 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    객체(60)와 터치 표면(1) 사이의 상호작용 영역의 결정은 상기 감쇠 값에 의존하여 결정되는 터치 감지 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 이미터들(30a)에 의해 전달되고 상기 검출기들(30b)에 의해 수신되는 상기 광의 빔들은 상기 터치 표면(20)으로부터 5mm 이하로 연장되는 터치 감지 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신호 프로세서(130)는 복수의 객체 ID들을 저장하도록 더 구성되며, 객체 ID 각각은 연관된 감쇠 값 범위를 갖는 터치 감지 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 신호 프로세서(130)는 상기 객체의 상기 감쇠 값에 대응하고 상기 객체 ID를 상기 객체와 연관시키는 감쇠 값 범위를 갖는 객체 ID를 식별하도록 더 구성되는 터치 감지 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 식별 단계는 상기 감쇠 값이 안정적인 것으로 결정될 때까지 상기 신호 프로세서(130)에 의해 수행되지 않는 터치 감지 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 감쇠 값은 상기 감쇠 값의 변화율이 미리 정의된 임계값 아래에 있을 때 안정적인 것으로 결정되는 터치 감지 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 감쇠 값은 상기 감쇠 값의 상기 변화율이 제1 임계값 위로 상승하고 그 다음 이어서 제2 임계값 아래로 강하하는 것으로 결정될 때 안정적인 것으로 결정되며, 상기 제2 임계값은 상기 제1 임계값보다 더 낮은 터치 감지 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감쇠 값은 상기 터치 표면(20)을 터치하는 상기 객체(60)에서 기인하는 상기 광의 상기 감쇠 및 보상 값에 의존하여 생성되는 터치 감지 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 보상 값은 상기 터치 표면(20) 상의 상기 객체(60)의 적어도 위치의 함수인 터치 감지 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 보상 값은 상기 터치 표면(20) 상의 상기 객체(60)의 위치에 대응하는 보상 맵 상의 위치에서의 값인 터치 감지 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    객체(60)는 객체 축을 갖고 상기 보상 값은 상기 터치 표면(20)의 법선에 대한 상기 객체 축의 적어도 각도의 함수인 터치 감지 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    객체(60)는 평탄 단부를 갖고 상기 터치 표면(20)의 상기 법선에 대한 상기 객체 축의 상기 각도는 객체(60)와 교차하는 각각의 광 경로의 상기 전달 값 및 기하학적 구조의 함수로서 결정되는 터치 감지 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 터치 표면(20)의 상기 법선에 대한 상기 객체 축의 상기 각도는 스타일러스를 교차하는 상기 광 경로들에 대한 감쇠의 최소량과 감쇠의 최대량 사이의 비율의 함수로서 결정되는 터치 감지 장치.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 보상 값은 상기 터치 표면(20)에 걸처 상기 객체(60)의 적어도 속도의 함수인 터치 감지 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 보상 값은 상기 터치 표면(20)에 걸쳐 상기 객체(60)의 속도에 비례하는 터치 감지 장치.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 객체(60)는 구형-형상의 부분(410)을 포함하는 원위 스타일러스 팁(400)을 갖는 터치 감지 장치.
  21. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 객체(60)는 드롭-형상(610, 620)을 포함하는 원위 스타일러스 팁(600)을 갖고, 상기 드롭-형상(610, 620)은 원위 스타일러스 팁에 대항하는 객체의 근위 단부(611)를 향해 종 방향(612)으로 점진적으로 좁아지는 것인, 터치 감지 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 드롭-형상은 적어도 부분적으로 구형의 표면(613)을 포함하고,
    적어도 부분적으로 구형의 표면(613)은,
    종방향 객체 축을 교차하고 그 주위에 회전 대칭을 갖는 원위 베이스 부분(621); 및
    원위 베이스 부분의 근위에 배열되고, 종방향 객체 축 주위에 부분 구형의 표면의 최대 원주를 규정하는 환형 측면(622)을 포함하고,
    상기 원위 베이스 부분은, 종방향 객체 축에 평행한 평면에 놓여 있는 가상 원 중심에 대해, 환형 측면보다 더 큰 곡률의 반경을 갖는, 터치 감지 장치.
  23. 제14항에 있어서,
    상기 신호 프로세서는, 보상 맵의 미리 정의된 보상 값들 사이에서 보상 맵의 x-방향 및 y-방향으로의 보간에 의해 보상 맵 상의 위치에 보상 값을 결정하도록 구성되는 터치 감지 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 보상 값은 그리드 내의 각각의 위치에 대해 결정되고, 보상 맵의 해상도는 그리드의 피치에 의해 결정되고, 피치는 보상 맵에서 위치의 함수로서 변하는, 터치 감지 장치.
  25. 제12항에 있어서,
    상기 보상 값은 광 필드의 깊이(hmax)의 함수인, 터치 감지 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 신호 프로세서는 출력 신호들에 기초하여 광 필드의 깊이(hmax)를 결정하도록 구성되는, 터치 감지 장치.
  27. 터치 감지 장치의 터치 표면과 접촉하는 객체의 유형을 결정하는 방법으로서, 상기 터치 감지 장치는:
    터치 표면(20);
    상기 터치 표면(20)을 터치하는 객체(60)가 광의 감쇠를 야기하도록 상기 광의 빔들을 방출하기 위해 상기 터치 표면(20)의 주변 주위에 배열되는 한 세트의 이미터들(30a); 및
    복수의 광 경로들 상의 상기 한 세트의 이미터들(30a)로부터 광을 수신하기 위해 상기 터치 표면(20)의 상기 주변 주위에 배열되는 한 세트의 광 검출기들(30b)로, 각각의 광 검출기(30b)는 하나보다 많은 이미터(30a)로부터 광을 수신하도록 배열되는, 한 세트의 광 검출기들(30b)을 포함하고,
    상기 방법은:
    상기 광 검출기들(30b)의 출력 신호들에 기초하여, 각각의 광 경로에 대한 광 에너지 값을 결정하는 단계;
    상기 광 에너지 값에 기초하여 각각의 광 경로에 대한 전달 값을 생성하는 단계;
    - 상기 터치 표면(20) 상에서 상기 객체(60)의 위치, 및
    - 상기 터치 표면(20)을 터치하는 상기 객체(60)에서 기인하는 상기 광의 상기 감쇠에 대응하는 감쇠 값
    을 결정하기 위해 생성된 전달 값들의 적어도 일부 상에 이미지 재구성 알고리즘을 동작시키는 단계; 및
    상기 감쇠 값에 의존하여 상기 객체(60)의 유형을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
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