RU2486575C1 - Device to create sensor surface - Google Patents

Device to create sensor surface Download PDF

Info

Publication number
RU2486575C1
RU2486575C1 RU2012123504/08A RU2012123504A RU2486575C1 RU 2486575 C1 RU2486575 C1 RU 2486575C1 RU 2012123504/08 A RU2012123504/08 A RU 2012123504/08A RU 2012123504 A RU2012123504 A RU 2012123504A RU 2486575 C1 RU2486575 C1 RU 2486575C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
emitters
computing device
optical
fibers
finger
Prior art date
Application number
RU2012123504/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Михайлович Литманович
Михаил Герцевич Литманович
Александр Владимирович Никифоров
Дмитрий Константинович Румянцев
Игорь Михайлович Чистяков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "АНГСТРЕМ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "АНГСТРЕМ" filed Critical Открытое акционерное общество "АНГСТРЕМ"
Priority to RU2012123504/08A priority Critical patent/RU2486575C1/en
Priority to PCT/RU2013/000442 priority patent/WO2014007675A2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2486575C1 publication Critical patent/RU2486575C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0421Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by interrupting or reflecting a light beam, e.g. optical touch-screen
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0428Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by sensing at the edges of the touch surface the interruption of optical paths, e.g. an illumination plane, parallel to the touch surface which may be virtual

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

FIELD: information technologies.
SUBSTANCE: device to create a sensor surface comprises the first and second radiators, an array comprising N optical receivers, a computing device and N receiving light guides, the first end of which is optically connected with one of optical receivers, and the second end is arranged along the line located in one plane with optical centres of the first and second radiators and is optically coupled with them, at the same time the sensor surface of the device represents a plane formed by crossing of radiation beams from the first and second radiator with the second ends of N optical fibres, and the computing device performs alternate connection of one of two radiators, input of signals from each of N photodetectors serially with the first and second connected radiator and calculates coordinates of the crossing point with a finger of a sensor surface operator.
EFFECT: simplified device and higher reliability of a device.
5 cl, 6 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к технике оптико-электронных измерительных систем и устройств ввода информации в компьютерные системы и системы управления. С помощью данного устройства сенсорная поверхность может быть организована в тех местах, где использование известных систем затруднено или вообще невозможно.The present invention relates to techniques for optoelectronic measuring systems and devices for inputting information into computer systems and control systems. Using this device, the touch surface can be organized in those places where the use of known systems is difficult or even impossible.

Известен ряд устройств подобного назначения. Например, в патенте США №7006236 В2 от 28.02.2006 г. предлагается устройство, создающее виртуальную сенсорную поверхность, касание которой в определенных местах эквивалентно нажатию кнопок. Данное устройство содержит телевизионную камеру, оптически сопряженный с ней источник структурированного освещения и вычислительное устройство. Введение пальца в создаваемый источником структурированного освещения поток излучения, регистрируется телевизионной камерой. Вычислительное устройство обрабатывает видеоинформацию, поступающую с телевизионной камеры, и определяет координаты точки касания пальца с потоком структурированного излучения.A number of devices for this purpose are known. For example, US Pat. No. 7,006,236 B2 of February 28, 2006, proposes a device that creates a virtual touch surface, touching it in certain places is equivalent to pressing buttons. This device contains a television camera, an optically coupled source of structured lighting and a computing device. The introduction of a finger into the radiation flux generated by the structured lighting source is recorded by a television camera. The computing device processes the video information coming from the television camera and determines the coordinates of the point of touch of the finger with the stream of structured radiation.

Известно также устройство (WO 2006/025891 А2), в котором предлагается, среди всего прочего, использование в автомобиле сенсорной панели, закрепляемой на руле и позволяющей распознавать определенные жесты водителя, для чего он должен, естественно, соприкасаться пальцами руки с этой панелью.A device is also known (WO 2006/025891 A2), which proposes, among other things, the use in a car of a touch panel fixed to the steering wheel and allowing recognition of certain gestures of the driver, for which he should naturally touch his fingers with this panel.

Наиболее близким по техническому решению является патент РФ №2278423 от 15.10.2004 г. на «Устройство для интерактивной локализации объектов» (прототип). В этом устройстве используются два источника подсветки (излучатели) и оптически сопряженный с ними фотоприемник, представляющий собой линейку фоточувствительных элементов, причем фотоприемник охватывает часть периметра контролируемой поверхности. Пересечение оптических потоков излучателей с чувствительной поверхностью фотоприемника и образует поверхность «виртуальной клавиатуры».The closest in technical solution is the patent of the Russian Federation No. 2278423 dated 10/15/2004 on "Device for interactive localization of objects" (prototype). This device uses two backlight sources (emitters) and an optically coupled photodetector, which is a line of photosensitive elements, the photodetector covering part of the perimeter of the surface being monitored. The intersection of the optical flows of the emitters with the sensitive surface of the photodetector and forms the surface of the “virtual keyboard”.

Кроме того, в устройство входит вычислительное устройство, осуществляющее управление излучателями, ввод информации с линейки фотоприемников и определение координат точки пересечения пальцем потока излучений, создаваемых излучателями.In addition, the device includes a computing device that controls the emitters, input information from the line of photodetectors and determine the coordinates of the point of intersection of the finger with the radiation flux generated by the emitters.

Алгоритм работы вычислительного устройства основан на определении центров теней на поверхности линейного фотоприемника, создаваемых при поочередном включении излучателей, и дальнейшем определении координат точки пересечения 2-х линий, соединяющих центр теней с оптическим центром соответствующего излучателя.The algorithm of the computing device is based on the determination of the centers of shadows on the surface of a linear photodetector created when the emitters are turned on alternately, and then determining the coordinates of the intersection point of 2 lines connecting the center of the shadows with the optical center of the corresponding emitter.

Недостатком перечисленных систем является необходимость размещения фотоприемных устройств (телевизионных камера, фототранзисторы или фотодиоды) в непосредственной близости от сенсорного поля. В случае использования телевизионной камеры есть вероятность нарушения работы системы из-за паразитных засветок и бликов. Использование Touchpad-a, закрепляемого на рулевом колесе автомобиля, ухудшает его эргономику и затрудняет управление.The disadvantage of these systems is the need to place photodetectors (television cameras, phototransistors or photodiodes) in the immediate vicinity of the sensor field. In the case of using a television camera, there is a possibility of a malfunction of the system due to spurious flare and glare. Using Touchpad-a, mounted on the steering wheel of a car, worsens its ergonomics and makes driving difficult.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение устройства и повышение надежности.The aim of the invention is to simplify the device and increase reliability.

Для этого в известное устройство, содержащее первый и второй излучатели, массив, содержащий N оптических приемников и вычислительное устройство, входы которого связаны с выходами каждого из N оптических приемников, а выходы подсоединены к первому и второму излучателям, дополнительно вводятся N приемных световодов, первый торец каждого из которых оптически связан с одним из оптических приемников, а второй торец расположен вдоль линии, находящейся в одной плоскости с оптическими центрами первого и второго излучателей и оптически сопряжен с ними, при этом сенсорная поверхность устройства представляет собой плоскость, образуемую пересечением пучков излучения от первого и второго излучателя со вторыми торцами N оптических волокон, а вычислительное устройство осуществляет поочередное включение одного из двух излучателей, ввод сигналов с каждого из N фотоприемников последовательно при первом и при втором включенном излучателе и рассчитывает координаты точки пересечения пальцем оператора сенсорной поверхности.To do this, in the known device containing the first and second emitters, an array containing N optical receivers and a computing device, the inputs of which are connected to the outputs of each of the N optical receivers, and the outputs are connected to the first and second emitters, N receiving optical fibers, the first end each of which is optically coupled to one of the optical receivers, and the second end is located along a line located in the same plane with the optical centers of the first and second emitters and is optically coupled them, while the sensor surface of the device is a plane formed by the intersection of radiation beams from the first and second emitter with the second ends of N optical fibers, and the computing device turns on one of the two emitters in turn, and the signals from each of N photodetectors are input sequentially at the first and at the second emitter is turned on and calculates the coordinates of the point of intersection with the finger of the operator of the touch surface.

Данное техническое решение позволяет организовать сенсорную поверхность в ранее недоступных местах, например в районе верхнего сектора рулевого колеса автомобиля.This technical solution allows you to organize a touch surface in previously inaccessible places, for example, in the area of the upper sector of the steering wheel of a car.

На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства,Figure 1 shows the functional diagram of the proposed device,

где:Where:

1, 2 - излучатели,1, 2 - emitters,

31…3N - световоды,3 1 ... 3 N - optical fibers,

41…4N - фотоприемники,4 1 ... 4 N - photodetectors,

5 - вычислительное устройство,5 - computing device

6 - сенсорная поверхность.6 - touch surface.

Устройство функционирует следующим образом.The device operates as follows.

Вычислительное устройство 5 осуществляет поочередное включение одного из 2-х излучателей 1 и 2. В их качестве могут использоваться светодиоды ИК-диапазона.The computing device 5 alternately turns on one of the 2 emitters 1 and 2. They can be used as infrared LEDs.

Эти излучатели формируют потоки Ψ1, Ψ2 соответственно, при этом часть потоков, формируемых излучателями 1 и 2, которая охватывает вторые торцы приемных световодов 31…3N и обозначаемая Ψ 1 S

Figure 00000001
, Ψ 2 S
Figure 00000002
соответственно, образует при их пересечении некий объем, т.е. геометрически:These emitters form flows Ψ 1 , Ψ 2, respectively, while part of the flows formed by emitters 1 and 2, which covers the second ends of the receiving optical fibers 3 1 ... 3 N and denoted Ψ one S
Figure 00000001
, Ψ 2 S
Figure 00000002
accordingly, it forms a certain volume at their intersection, i.e. geometrically:

С П = ψ 1 S ψ 2 S

Figure 00000003
, FROM P = ψ one S ψ 2 S
Figure 00000003
,

где:Where:

СП - объем пространства, занимаемый сенсорным полем, в котором регистрируется нахождение пальца оператора.SP - the amount of space occupied by the touch field in which the location of the finger of the operator is recorded.

Максимальная протяженность этого объема в направлении, в котором должно происходить его пересечение пальцем оператора, равна диаметру торца световода, и может составлять доли миллиметра. Плоскость же, ограничивающая этот объем и обращенная в сторону оператора, образует сенсорную поверхность 6.The maximum extent of this volume in the direction in which it should be crossed by the finger of the operator is equal to the diameter of the end of the fiber, and can be fractions of a millimeter. The plane limiting this volume and facing the operator forms a touch surface 6.

Сказанное иллюстрирует фиг.2, где:The foregoing is illustrated in figure 2, where:

1, 2 - излучатели,1, 2 - emitters,

Ψ1, Ψ2 - световые потоки, формируемые излучателями 1 и 2,Ψ 1 , Ψ 2 - light flux generated by emitters 1 and 2,

Ψ 1 S

Figure 00000001
, Ψ 2 S
Figure 00000002
- световые потоки, пересечение которых формирует сенсорную поверхность 6, Ψ one S
Figure 00000001
, Ψ 2 S
Figure 00000002
- light fluxes, the intersection of which forms the sensor surface 6,

6 - сенсорная поверхность,6 - touch surface

31…3N - приемные световоды,3 1 ... 3 N - receiving fibers,

Ω - входная апертура приемных световодов,Ω - input aperture of the receiving fibers,

D - диаметр световодов,D is the diameter of the optical fibers,

П - палец оператора,P is the finger of the operator,

П1 - область затенения 1-го излучателя,P 1 - the area of shading of the 1st emitter,

П2 - область затенения 2-го излучателя.P 2 - the area of shading of the 2nd emitter.

При отсутствии на пути потоков, Ψ 1 S

Figure 00000001
Ψ 2 S
Figure 00000002
каких либо препятствий, попавшие в входную апертуру Ω приемных световодов 31…3N излучения, последовательно, при поочередном включении излучателей 1 и 2, передаются к фотоприемпикам 41…4N. При пересечении пальцем сенсорной поверхности 6 происходит перекрытие части излучений Ψ 1 S
Figure 00000001
Ψ 2 S
Figure 00000002
, при этом происходит затенение определенных торцов приемных световодов и, следовательно, изменение величин сигналов, вырабатываемых соответствующими фотоприемниками.If there are no threads in the path, Ψ one S
Figure 00000001
Ψ 2 S
Figure 00000002
any obstacles that hit the input aperture Ω of the receiving optical fibers 3 1 ... 3 N of radiation, sequentially, when the emitters 1 and 2 are switched on one by one, are transmitted to the photodetectors 4 1 ... 4 N. When a finger crosses the touch surface 6, part of the radiation overlaps Ψ one S
Figure 00000001
Ψ 2 S
Figure 00000002
when this occurs, the shading of certain ends of the receiving fibers and, consequently, a change in the magnitude of the signals generated by the respective photodetectors.

На фиг.2 приведена ситуация, когда при включении излучателя 1 и пересечении пальца П сенсорной поверхности 6 возникает затенение зоны П1, а при включении излучателя 2 - затенение зоны П2. При этом происходит уменьшение величины сигналов фотоприемников, находящихся в соответствующих зонах.Figure 2 shows the situation when, when you turn on the emitter 1 and the intersection of the finger P of the touch surface 6, there is a shadowing of the zone P 1 , and when you turn on the emitter 2, the shadowing of the zone P 2 . In this case, a decrease in the magnitude of the signals of the photodetectors located in the corresponding zones.

Вычислительное устройство 5 определяет группы фотоприемников, на которые перестает попадать излучение и вычисляет для каждой из них номер центрального элемента затененного участка (например i при включенном 1-м излучателе и j при включенном 2-м).Computing device 5 determines the groups of photodetectors to which radiation ceases to fall and calculates for each of them the number of the central element of the shaded area (for example, i when the 1st emitter is on and j when the 2nd is on).

Далее определение координат объекта производится следующим образом.Next, the coordinates of the object are determined as follows.

Вычислительное устройство 5, по номерам i и j, выбирает из записанных в его память констант, соответствующие этим номерам координаты торцов световодов (относительно некоторой системы координат 0XY)-(Xi, Yi), (Xj, Yj). Принимая, что координаты точечных источников излучения 1, 2 в системе 0 X Y ( X 1 R , Y 1 R )

Figure 00000004
, ( X 2 R , Y 2 R )
Figure 00000005
соответственно, уравнения прямых, проходящих через точки (Xi, Yi), ( X 1 R
Figure 00000006
, Y 1 R
Figure 00000007
) и (Xj, Yj), ( X 2 R
Figure 00000008
, Y 2 R
Figure 00000009
) в представим в виде системы 1:The computing device 5, according to the numbers i and j, selects from the constants stored in its memory the coordinates of the ends of the optical fibers corresponding to these numbers (relative to some coordinate system 0XY) - (X i , Y i ), (X j , Y j ). Assuming that the coordinates of point radiation sources 1, 2 in the system 0 X Y - ( X one R , Y one R )
Figure 00000004
, ( X 2 R , Y 2 R )
Figure 00000005
accordingly, the equations of lines passing through the points (X i , Y i ), ( X one R
Figure 00000006
, Y one R
Figure 00000007
) and (X j , Y j ), ( X 2 R
Figure 00000008
, Y 2 R
Figure 00000009
) in represent in the form of system 1:

1) Y Y i Y 1 R Y i = X X i X 1 R X j

Figure 00000010
;one) Y - Y i Y one R - Y i = X - X i X one R - X j
Figure 00000010
;

Y Y i Y 2 R Y j = X X j X 1 R X j

Figure 00000011
. Y - Y i Y 2 R - Y j = X - X j X one R - X j
Figure 00000011
.

Координаты центра сечения пальца затенившего соответствующие торцы световодов, определяются как точка пересечения этих прямых, т.е. как решение системы уравнений 1, относительно X, Y.The coordinates of the center of the cross section of the finger that shaded the corresponding ends of the optical fibers are defined as the intersection point of these lines, i.e. as a solution to the system of equations 1, with respect to X, Y.

На фиг.3 приведен второй вариант функциональной схемы устройства, где:Figure 3 shows the second variant of the functional diagram of the device, where:

7, 8 - осветительные световоды.7, 8 - lighting fibers.

В этой схеме излучения, требуемые для его создания сенсорной поверхности, формируются с помощью осветительных световодов 7 и 8, первый торец которых оптически связан с излучателем, а второй - оптически сопряжен со вторыми торцами приемных световодов.In this scheme, the radiation required for its creation of the sensor surface is formed using illuminating optical fibers 7 and 8, the first end of which is optically connected to the emitter, and the second is optically coupled to the second ends of the receiving optical fibers.

Функционирования устройства в данном случае осуществляется аналогично схеме, описанной выше. Т.е. при последовательном включении 1-го и 2-го излучателей, часть оптических потоков, исходящих из световодов 7 и 8, и падающая на вторые торцы приемных световодов 31…3N регистрируется фотоприемниками 41…4N, сигналы с которых поступают на вход вычислительного устройства 5. Причем алгоритм его работы в этом случае остается прежним, а именно - поочередное включение излучателей 1 и 2, ввод значений сигналов с выходов фотоприемников 41…4N и расчет пространственных координат пальца оператора по формуле 1, в случае если он пересекает сенсорную поверхность.The functioning of the device in this case is carried out similarly to the scheme described above. Those. when the 1st and 2nd emitters are turned on sequentially, part of the optical fluxes coming from the optical fibers 7 and 8 and incident on the second ends of the receiving optical fibers 3 1 ... 3 N are detected by photodetectors 4 1 ... 4 N , the signals from which are fed to the input of the computational devices 5. Moreover, the algorithm of its operation in this case remains the same, namely, turning on the emitters 1 and 2 in turn, entering the signal values from the outputs of the photodetectors 4 1 ... 4 N and calculating the spatial coordinates of the operator’s finger according to formula 1, if it crosses the sensor the surface spine.

8 качестве массива фотоприемников в предлагаемом устройстве может использоваться ПЗС либо КМОП фотоприемные матрицы. При этом торцы приемных световодов должны находиться в одной плоскости и быть оптически связанными со светочувствительной поверхностью фотоприемной матрицы, причем требуется, чтобы каждый из торцов перекрывал не менее одного ее пикселя.8 as an array of photodetectors in the proposed device can be used CCD or CMOS photodetector arrays. In this case, the ends of the receiving fibers must be in the same plane and be optically coupled to the photosensitive surface of the photodetector array, and it is required that each of the ends overlap at least one of its pixels.

Функциональная схема устройства, реализующего данную формулу, изображена на фиг.4, где:Functional diagram of a device that implements this formula is shown in figure 4, where:

9 - фотоприемная матрица.9 - photodetector matrix.

При этом вычислительное устройство должно осуществлять ввод видеоинформации при включенном излучателе 1, а затем при включенном излучателе 2, т.е. осуществлять ввод величины сигналов каждого пикселя, образующего фоточувствительную поверхность матрицы. При прохождении пальца оператора сквозь сенсорную поверхность видеосигнал, в соответствующих пикселях, уменьшается. Аналогично, как и в случае использования дискретных фотоприемников, вычислительное устройство по номерам не засвеченных пикселей определяет номера не засвеченных торцов приемных световодов, и далее по формуле 1 расчет координат X, Y пальца оператора.In this case, the computing device must input video information when the emitter 1 is on, and then when the emitter 2 is on, i.e. to enter the magnitude of the signals of each pixel forming a photosensitive surface of the matrix. When the operator’s finger passes through the touch surface, the video signal, in the corresponding pixels, decreases. Similarly, as in the case of the use of discrete photodetectors, the computing device determines the numbers of the unlit ends of the receiving optical fibers using the numbers of unlit pixels, and then, using formula 1, the coordinates X, Y of the finger of the operator are calculated.

Используя цветную, либо 2-спектральную фотоприемную матрицу, можно исключить необходимость поочередного включения излучателей 1 и 2. Для этого используются излучатели, работающие в двух спектральных диапазонах, например в «синем» (B) и «красном» (R), с максимумами в области 470 nm и 610 nm соответственно, лежащими в спектральных диапазонах субпикселей, составляющих каждый пиксел цветной фотоприемной матрицы (например типа ICX413AQ фирмы Sony [4]).Using a color or 2-spectral photodetector matrix, we can eliminate the need to turn on the emitters 1 and 2 in turn. For this, we use emitters operating in two spectral ranges, for example, in “blue” (B) and “red” (R), with maxima at regions of 470 nm and 610 nm, respectively, lying in the spectral ranges of subpixels constituting each pixel of a color photodetector (for example, Sony ICX413AQ type [4]).

Функциональная схема данного варианта исполнения устройства приведена на фиг.5, где:The functional diagram of this embodiment of the device is shown in figure 5, where:

10 - двухспектральный (цветной) матричный фотоприемник.10 - two-spectral (color) matrix photodetector.

При этом анализируя первую цветовую (например R) составляющую видеосигнала, представляющего состояния соответствующих субпикселей, можно определить координаты незасвеченных торцов световым потоком первого излучателя (например «красного»), а анализируя вторую цветовую (например В) составляющую - определить координаты незасвеченных торцов световым потоком второго излучателя (например «синего»). Далее по описанному выше алгоритму работы вычислителя 5 можно определить координаты пальца, пересекшего сенсорную поверхность 6.In this case, by analyzing the first color (for example, R) component of the video signal representing the states of the corresponding subpixels, it is possible to determine the coordinates of the unlit ends at the light flux of the first emitter (for example, “red”), and by analyzing the second color (for example B) component, it is possible to determine the coordinates of the unlit ends at the light flux of the second emitter (for example, "blue"). Further, according to the algorithm described above, the calculator 5 can determine the coordinates of the finger that crossed the touch surface 6.

В случае, если общий диаметр пучка приемных световодов 31…3N имеет величину, не позволяющую оптическое соединение с фото приемной матрицей 9 или 10, между плоскостью, в которой располагаются вторые торцы приемных световодов и фотоприемной матрицей, должна быть размещена фокусирующая линза, осуществляющая построение изображения общего торца жгута на фотоприемной поверхности матрицы. Сказанное иллюстрируется на фиг.6, где:If the total beam diameter of the receiving optical fibers 3 1 ... 3 N is of a size that does not allow optical connection with the photo-receiving matrix 9 or 10, a focusing lens should be placed between the plane in which the second ends of the receiving optical fibers and the photodetector are located imaging the common end of the bundle on the photodetector surface of the matrix. The foregoing is illustrated in Fig.6, where:

11 - жгут объединяющий приемные световоды,11 - harness connecting the receiving fibers,

12 - общий торец жгута,12 - the common end of the tourniquet,

13 - фокусирующая линза.13 - focusing lens.

Вычислительное устройство может быть выполнено на базе производительного процессора, ориентированного на потоковую обработку видеоинформации, например типа TMS320DM8148 на основе технологии DaVinci [5]. Кроме того, в случае использования телевизионной камеры, имеющей стандартный USB интерфейс, она может быть подключена непосредственно к персональному компьютеру, на котором и будут реализованы вычисления координат пальца оператора.The computing device can be performed on the basis of a productive processor oriented to stream processing of video information, for example, of the type TMS320DM8148 based on DaVinci technology [5]. In addition, in the case of using a television camera with a standard USB interface, it can be connected directly to a personal computer, on which calculations of the coordinates of the operator’s finger will be implemented.

Литература.Literature.

1 - Патент США №7006236 В2 от 28.02.2006 г.1 - US Patent No. 7006236 B2 dated February 28, 2006.

2 - Международный патент № WO 2006/025891 А2.2 - International patent No. WO 2006/025891 A2.

3 - Патент РФ №2278423 от 15.10.2004 г. (прототип).3 - RF Patent No. 2278423 dated 10/15/2004 (prototype).

4 - Diagonal 28.40 mm (Type 1.8) Frame Readout CCD Image Sensor with Square Pixel for Color Cameras. Справочный материал фирмы Sony.4 - Diagonal 28.40 mm (Type 1.8) Frame Readout CCD Image Sensor with Square Pixel for Color Cameras. Sony reference material.

5 - http://www.ti.com/lsds/ti/dsp/platform/davinci/device.page.5 - http://www.ti.com/lsds/ti/dsp/platform/davinci/device.page.

Claims (5)

1. Устройство для создания сенсорной поверхности, содержащее первый и второй излучатели, массив, содержащий N оптических приемников и вычислительное устройство, входы которого связаны с выходами каждого из N оптических приемников, а выходы которого подсоединены к первому и второму излучателям, отличающееся тем, что дополнительно содержит N приемных световодов, первый торец каждого из которых оптически связан с одним из оптических приемников, а второй торец расположен вдоль линии, находящейся в одной плоскости с оптическими центрами первого и второго излучателей, и оптически сопряжен с ними, при этом сенсорная поверхность устройства представляет собой плоскость, образуемую пересечением пучков излучения от первого и второго излучателя со вторыми торцами N оптических волокон, а вычислительное устройство осуществляет поочередное включение одного из двух излучателей, ввод сигналов с каждого из N фотоприемников последовательно при первом и при втором включенном излучателе и рассчитывает координаты точки пересечения пальцем оператора сенсорной поверхности.1. A device for creating a touch surface containing the first and second emitters, an array containing N optical receivers and a computing device, the inputs of which are connected to the outputs of each of the N optical receivers, and the outputs of which are connected to the first and second emitters, characterized in that contains N receiving optical fibers, the first end of each of which is optically coupled to one of the optical receivers, and the second end is located along a line located in the same plane with the optical centers of the first of the first and second emitters, and is optically paired with them, while the sensor surface of the device is a plane formed by the intersection of the radiation beams from the first and second emitters with the second ends of the N optical fibers, and the computing device alternately turns on one of the two emitters, input signals from each of the N photodetectors in series with the first and second emitter on and calculates the coordinates of the point of intersection with the finger of the operator of the touch surface. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит два осветительных световода, причем первый торец каждого из них оптически связан с одним из излучателей, а второй торец оптически сопряжен со вторыми торцами N приемных световодов, при этом сенсорная поверхность образуется пересечением пучков излучений, исходящих из вторых торцов осветительных световодов, со вторыми торцами N приемных световодов.2. The device according to claim 1, characterized in that it further comprises two lighting fibers, the first end of each of them being optically coupled to one of the emitters, and the second end being optically coupled to the second ends of the N receiving fibers, the sensor surface being formed by the intersection of the beams radiation emanating from the second ends of the light guides, with the second ends of the N receiving fibers. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что каждый из N оптических приемников представляет собой, по меньшей мере, один фоточувствительный пиксел единого матричного фотоприемника, а вторые торцы всех приемных световодов располагаются в одной плоскости, оптически связанной с этим матричным фотоприемником, при этом его выход подключен ко входу вычислительного устройства, причем вычислительное устройство осуществляет ввод состояния пикселей матричного фотоприемника при одном, а затем при другом включенном излучателе и рассчитывает координаты точки пересечения пальцем оператора сенсорной поверхности.3. The device according to claim 2, characterized in that each of the N optical receivers is at least one photosensitive pixel of a single matrix photodetector, and the second ends of all receiving optical fibers are located in the same plane optically connected with this matrix photodetector, In this case, its output is connected to the input of the computing device, and the computing device enters the pixel state of the matrix photodetector with one and then with the other emitter turned on and calculates the coordinates Ata finger crossing point of the touch surface of the operator. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что каждый пиксел матричного фотоприемника состоит, по крайней мере, из двух цветовых субпикселей с различающимися спектральными чувствительностями, соответствующими спектрам первого и второго излучателей, причем эти излучатели включены постоянно, а вычислительное устройство вводит состояния цветовых субпикселей матричного фотоприемника и рассчитывает координаты точки пересечения пальцем оператора сенсорной поверхности.4. The device according to claim 3, characterized in that each pixel of the matrix photodetector consists of at least two color subpixels with different spectral sensitivities corresponding to the spectra of the first and second emitters, and these emitters are turned on constantly, and the computing device enters color states subpixels of the matrix photodetector and calculates the coordinates of the point of intersection with the finger of the operator of the touch surface. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что между торцами приемных световодов и фотоприемной матрицей располагается оптически сопряженная с ними фокусирующая линза. 5. The device according to claim 4, characterized in that between the ends of the receiving fibers and the photodetector is located optically paired with a focusing lens.
RU2012123504/08A 2012-06-07 2012-06-07 Device to create sensor surface RU2486575C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012123504/08A RU2486575C1 (en) 2012-06-07 2012-06-07 Device to create sensor surface
PCT/RU2013/000442 WO2014007675A2 (en) 2012-06-07 2013-05-30 Device for creating a sensory surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012123504/08A RU2486575C1 (en) 2012-06-07 2012-06-07 Device to create sensor surface

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2486575C1 true RU2486575C1 (en) 2013-06-27

Family

ID=48702396

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012123504/08A RU2486575C1 (en) 2012-06-07 2012-06-07 Device to create sensor surface

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2486575C1 (en)
WO (1) WO2014007675A2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2278423C1 (en) * 2004-10-15 2006-06-20 Михаил Герцевич Литманович Device for interactive localization of objects
RU2362216C1 (en) * 2008-05-12 2009-07-20 Михаил Герцевич Литманович Device for three-dimensional manipulation
US20100315383A1 (en) * 2008-10-13 2010-12-16 Hogahm Technology Co., Ltd. Touch screen adopting an optical module system using linear infrared emitters
US20120075191A1 (en) * 2009-03-27 2012-03-29 Lenovo (Beijing) Co., Ltd. Optical Touch System and Method for Optical Touch Location

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2278423C1 (en) * 2004-10-15 2006-06-20 Михаил Герцевич Литманович Device for interactive localization of objects
RU2362216C1 (en) * 2008-05-12 2009-07-20 Михаил Герцевич Литманович Device for three-dimensional manipulation
US20100315383A1 (en) * 2008-10-13 2010-12-16 Hogahm Technology Co., Ltd. Touch screen adopting an optical module system using linear infrared emitters
US20120075191A1 (en) * 2009-03-27 2012-03-29 Lenovo (Beijing) Co., Ltd. Optical Touch System and Method for Optical Touch Location

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014007675A3 (en) 2014-06-05
WO2014007675A2 (en) 2014-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11029783B2 (en) Optical touch system comprising means for projecting and detecting light beams above and inside a transmissive panel
KR900003229B1 (en) Touch panel filter of photo system
KR20180100140A (en) Optical fingerprint sensor under display
JP5459689B2 (en) Optical touch screen
TWI569174B (en) Portable optical touch system
KR20200032172A (en) Concentric architecture for optical sensing
KR102091665B1 (en) Display device and method for detecting surface shear force on a display device
CN107530000A (en) The dynamic and configurable diaphragm alleviated for the optimization of ppg signals and ambient light
CN110268286A (en) Light in optical sensing application with shared window limits design
US20100245292A1 (en) Optical detection apparatus and method
US20070132742A1 (en) Method and apparatus employing optical angle detectors adjacent an optical input area
EP2237136A1 (en) Optical detection apparatus and method
JP2010061639A (en) Biometrics authentication system
CN101952793A (en) Touch screen adopting an optical module system using linear infrared emitters
KR101657216B1 (en) Touch panel and touch position detection method of touch panel
KR20100056117A (en) Apparatus for optical touch screen
JP7566725B2 (en) DETECTOR FOR DETERMINING THE POSITION OF AT LEAST ONE OBJECT - Patent application
JP2013175142A (en) Coordinate input device and coordinate input system
RU2362216C1 (en) Device for three-dimensional manipulation
CN105308548A (en) Optical touch screens
RU2486575C1 (en) Device to create sensor surface
JP5554689B2 (en) Position and motion determination method and input device
JP5368731B2 (en) Touch panel
JP2011081740A (en) Optical touch panel
JP5142797B2 (en) Touch panel

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150608

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20160620

PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180608